可控除霜分布式空气源热泵供暖系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可控除霜分布式空气源热泵供暖系统，包括水循环装置、与水循环装置对应的水循环控制器、至少两个热泵装置和与热泵装置对应的热泵控制器；所述水循环装置包括内部添加有防冻液的水箱、进水管、水泵和出水管；所述进水管的一端与水箱连通，所述出水管的一端与水箱连通，所述进水管和出水管的另一端与室内铺设的地暖线连通并封闭，所述进水管上设有水泵；所述热泵装置由压缩机、电磁四通阀、冷凝器、节流装置、蒸发器沿制冷剂流通方向顺序连接组成；所述冷凝器设于水箱内；所述水循环控制器包括控制模块以及与该控制模块连接的通讯模块和传感器模块；所述热泵控制器包括控制模块以及与该控制模块连接的通讯模块、传感器模块和驱动模块，所述驱动模块连接压缩机。

【技术实现步骤摘要】
可控除霜分布式空气源热泵供暖系统
本技术涉及空气源热泵系统领域，特别是一种可控除霜分布式空气源热泵供暖系统。
技术介绍
热泵在生活中应用非常普遍，常见的冷暖空调是典型的热泵系统。热泵从低温区吸取热量，通过做功的形式转移到高温区放出热量，热泵系统不是简单的能量转换，而是能量转移，因而是节能的。热泵地暖系统是在热泵空调基础上，将高温放热区域由室内环境改为热水贮存的水箱和换热器，它包含了热泵系统和水系统，其中热泵系统和空调系统类似，但换热器形式不同，水系统为封闭系统依靠水泵来维持水箱中水的流动。热泵系统有一个特点，在环境温度低于5.5℃时，蒸发器在工作一段时间后，翅片表面会结霜，影响换热，制热量会降低，当霜层过厚，影响空气流通，导致换热器无法和外界交换热量，丧失热泵制热功能，不及时除霜会导致除霜不干净，也会影响热泵制热效果。一般采用带有电磁四通阀的管路转换制冷剂流向，实现对室外机换热器的除霜。如上所述现有的热泵系统除霜时，除霜所需的热量需要从高温区向低温区转移，显然如果从水箱中吸取热量来对换热器除霜，会使水箱温度骤然降低，影响水温，较低温度水送入室内地暖会使地暖的舒适性大幅降低。现有空气源热泵系统除霜过程均存在以上问题。除霜能量来自：压缩机耗功转化的热量、室内环境(或水箱内水)吸取热量、以及系统本身具有的一定热容量等等。除霜所需能量不仅用在霜层融化，同时在化霜的过程中散失在低温环境中。在相同系统条件下化霜能量主要取决于从室内环境吸取热量，吸取能量越大，除霜过程越短，对室内温度波动影响越小。专利号为ZL200710048397.1的技术专利，采用在主水箱和冷凝器后面设置辅助水箱和辅助蒸发器实现存储系统余热，在主水箱出口设置单向阀以及系统分支回路设置电磁阀，当系统除霜过时，通过电磁阀开关以及单向阀，使制冷剂不再流经主水箱而仅仅利用辅助水箱余热，减少对用户使用主水箱温度影响。在多路系统同样采用辅助水箱和辅助蒸发器以及相应制冷回路设置单向阀和电磁阀来实现除霜过程中减少主水箱水温影响。然而，辅助水箱、辅助蒸发器和电磁阀等系统方案成本增加较大，其中电磁阀和单向阀应用增加系统复杂性，影响系统可靠性。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本技术的目的是提供一种具有分布式结构的具有多个回路热泵的可控除霜分布式空气源热泵供暖系统。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种可控除霜分布式空气源热泵供暖系统，包括水循环装置、与水循环装置对应的水循环控制器、至少两个热泵装置和与热泵装置对应的热泵控制器；所述水循环装置包括内部添加有防冻液的水箱、进水管、水泵和出水管；所述进水管的一端与水箱连通，所述出水管的一端与水箱连通，所述进水管和出水管的另一端与室内铺设的地暖线连通并封闭，所述进水管上设有水泵；所述热泵装置由压缩机、电磁四通阀、冷凝器、节流装置、蒸发器沿制冷剂流通方向顺序连接组成；所述冷凝器设于水箱内；所述水循环控制器包括控制模块以及与该控制模块连接的通讯模块和传感器模块；所述热泵控制器包括控制模块以及与该控制模块连接的通讯模块、传感器模块和驱动模块，所述驱动模块连接压缩机。优选地，所述压缩机可以是变频压缩机或变速压缩机，所述压缩机的形式可以是活塞式、转子式或涡旋式。优选地，所述节流装置采用的是毛细管或节流管或电子膨胀阀。优选地，所述热泵装置还包括与蒸发器对应的风扇，所述风扇连接风扇电机。目前常规空气源热泵供暖系统采用单一热泵装置和水箱进行匹配(以下我们称之集中式)，如根据符合需要14400W热泵系统，常规做法就是采用14400W热泵匹配水箱实现供暖。而本技术采用分布式热泵系统(以下称分布式),即空气源热泵供暖系统采用至少两套热泵装置，且热泵装置的冷凝器置于同一个水箱中，如上述例子，可以采用7200W+7200W的2组热泵与一个含有2组冷凝器的水箱匹配。分布式与集中式相比，分布式存在以下优势：1、可以大量采用家用空调标准器件，成本比单一家用中央空调零部件便宜，实现制热(冷)标准化、模块化组合；2、分布式工作变化范围更广。相同情况下一个14400W热泵没有2个7200W热泵组合适应工况能力强。3、相同情况下分布式能效高于集中式热泵，空调(热泵)能力越大能效越低，以GB21455-2013转速可控型房间空气调节器能效限定值及能效等级规定。表1热泵型转速可控型房间空气调节器能源效率等级指标4、分布式热泵组合使持续供热实现可能：4.1、多回路热泵系统工作同时除霜的可能性小；4.2、也可以通过两套热泵系统进行通讯控制解决同时除霜的问题，显然当其中一个热泵回路除霜时，另一个热泵回路仍然加热水箱水温，使水箱水温变化小，同时也使热泵低温除霜速度加快，提高制热效果。分布式空气源热泵供暖系统已经无法使用集中式空气源热泵供暖系统的水箱，本技术还提供一种可用于分布式空气源热泵供暖系统的水箱，所述水箱的侧围顶部设有进水口，所述进水管连接进水口，所述水箱的侧围底部设有出水口，所述出水管连接出水口；所述冷凝器呈螺旋状，所述冷凝器的进水口和出水口穿过水箱的顶部；两组冷凝器中的其中一组冷凝器的内径大于另一组冷凝器的外径，且较小的冷凝器设于较大的冷凝器的轴心处。优选地，所述水箱水箱呈柱状。优选地，所述冷凝器的进水口和出水口以水箱的轴心为中心均匀分布；较小的冷凝器与较大的冷凝器之间的距离为2cm-6cm。虽然，多回路热泵系统工作同时除霜的可能性小，但是，并不代表不会出现多回路热泵系统工作同时除霜，为此，本技术提供了控制除霜的系统，其由水循环控制器和与热泵装置对应的热泵控制器组成，用于控制除霜过程，防止出现多回路热泵系统工作同时除霜的情况。如上述可控除霜分布式空气源热泵供暖系统的控制方法，步骤如下：a、至少两个热泵装置中的其中一个热泵控制器的传感器模块感应到该热泵达到除霜条件时，根据通讯协议发送满足除霜条件的信号至水循环控制器；b、水循环控制器接收到其中一个热泵控制器发来的满足除霜条件的信号后，反馈允许除霜信号给该热泵控制器，并发送禁止除霜信号给另外的热泵控制器；c、接收到允许除霜信号的热泵控制器控制与其连接的热泵装置进行除霜，完成除霜过程且恢复制热到正常频率和温度后，该热泵控制器发送除霜完成信号至水循环控制器；d、水循环控制器接收到热泵控制器发来的完成除霜信号后，发送允许除霜信号给另外的热泵控制器中的其中一个热泵控制器，该热泵控制器接收到允许除霜信号后，控制与该热泵控制器连接的热泵装置进行除霜，避免在同一时间段内两个热泵装置同时或连续衔接除霜。优选地，在步骤b中，水循环控制器接收到其中一个热泵控制器发来的满足除霜条件的信号后，检测发送给另一热泵控制器的是否为允许除霜信号，如是，则反馈禁止除霜信号；如否，则反馈允许除霜信号。本技术的有益效果是：1、用分布式结构取代现有的集中式结构，使用多个低功率热泵组成达到单个高功率热泵的效果，实现制热(冷)标准化、模块化组合，降低了生产成本和使用、维护成本；2、当部件出现故障，如热泵出现故障时，原先需要更换一整个大功率热泵，当使用分布式结构后，只需要更换某个出现故障的小功率热泵，维修成本和维修难度均大大降低；3、分布式结构工作变化范围更广，适应工况能力强；4、分布式结构能源效率高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控除霜分布式空气源热泵供暖系统，其特征在于，包括水循环装置、与水循环装置对应的水循环控制器、至少两个热泵装置和与热泵装置对应的热泵控制器；所述水循环装置包括内部添加有防冻液的水箱、进水管、水泵和出水管；所述进水管的一端与水箱连通，所述出水管的一端与水箱连通，所述进水管和出水管的另一端与室内铺设的地暖线连通并封闭，所述进水管上设有水泵；所述热泵装置由压缩机、电磁四通阀、冷凝器、节流装置、蒸发器沿制冷剂流通方向顺序连接组成；所述冷凝器设于水箱内；所述水循环控制器包括控制模块以及与该控制模块连接的通讯模块和传感器模块；所述热泵控制器包括控制模块以及与该控制模块连接的通讯模块、传感器模块和驱动模块，所述驱动模块连接压缩机。

【技术特征摘要】
1.一种可控除霜分布式空气源热泵供暖系统，其特征在于，包括水循环装置、与水循环装置对应的水循环控制器、至少两个热泵装置和与热泵装置对应的热泵控制器；所述水循环装置包括内部添加有防冻液的水箱、进水管、水泵和出水管；所述进水管的一端与水箱连通，所述出水管的一端与水箱连通，所述进水管和出水管的另一端与室内铺设的地暖线连通并封闭，所述进水管上设有水泵；所述热泵装置由压缩机、电磁四通阀、冷凝器、节流装置、蒸发器沿制冷剂流通方向顺序连接组成；所述冷凝器设于水箱内；所述水循环控制器包括控制模块以及与该控制模块连接的通讯模块和传感器模块；所述热泵控制器包括控制模块以及与该控制模块连接的通讯模块、传感器模块和驱动模块，所述驱动模块连接压缩机。2.根据权利要求1所述可控除霜分布式空气源热泵供暖系统，其特征在于，所述压缩机可以是变频压缩机或变速压缩机，所述压缩机的形式可以是活塞式、转子式或涡旋式。3.根据权利要求1所述可控...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雅晖，李越峰，李霞，
申请(专利权)人：四川酷比特科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51