一种热泵系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种热泵系统，包括通过制冷管路顺序连接的压缩机、四通阀、室外换热器、节流装置、室内换热器及气液分离器，所述热泵系统还包括辅助回路，所述辅助回路进口设置在所述压缩机和四通阀进口之间的管路上，出口设置在所述汽液分离器进口和四通阀回气管出口之间的管路上，所述辅助回路上设置有辅助节流装置，当室外环境温度降低、热泵系统低压压力过低时所述辅助节流装置开启。本发明专利技术同时提供了热泵系统的控制方法。本发明专利技术提供的热泵系统和控制方法，能够在较低的环境温度下稳定制热，提高了定频热泵制热稳定制热的外环温下限和适应性，并改善了压缩机在此工况下的工作条件，延长了热泵系统的寿命。

A heat pump system and control method

The invention provides a heat pump system, including a compressor, a four-way valve, an outdoor heat exchanger, a throttling device, an indoor heat exchanger and a gas-liquid separator connected sequentially by a refrigeration pipeline. The heat pump system also includes an auxiliary loop, the inlet of which is arranged in a pipeline between the compressor and the inlet of a four-way valve. The outlet is arranged in the pipeline between the inlet of the vapor-liquid separator and the outlet of the four-way valve return pipe. The auxiliary throttling device is arranged on the auxiliary circuit, and the auxiliary throttling device is opened when the outdoor ambient temperature is reduced and the low pressure pressure of the heat pump system is too low. The invention also provides a control method for the heat pump system. The heat pump system and the control method provided by the invention can stabilize heating at lower ambient temperature, improve the lower limit and adaptability of the outer ring temperature of the stable heating by constant frequency heat pump, improve the working conditions of the compressor under this working condition, and prolong the life of the heat pump system.

【技术实现步骤摘要】
一种热泵系统及控制方法
本专利技术涉及热泵
，尤其是一种能在较低环境温度下运行的热泵系统以及控制方法。
技术介绍
目前定频电动客车热泵一般只能在较高的室外环境温度下运行，一般热泵可正常运行的环境温度最低为-5℃左右，当环境温度进一步降低时，低压压力下降，超出压缩机的安全运行范围，严重缩短了压缩机寿命，而且，环境温度进一步降低时，会触发低压压力保护开关动作，从而使热泵停机，若强行运行热泵，热泵会频繁的启停，无法持续运行提供热量，也严重损害了压缩机使用寿命。目前普遍的方案是冬季外环温较高时采用热泵制热，在温度低于0℃或者更低温度时仅使用PTC电加热制热，相对热泵来说，电加热制热能效较低，也相对缩短了电动客车的续航里程，目前在热泵领域，可以使热泵在较低环境温度下运行的技术是补气增焓技术，通过使用经济器和带补气口的压缩机等将制冷剂分成两路，通过补气回路制冷剂来冷却主流路中的制冷剂，提高输气量，降低了压缩机排气温度等，使压缩机的运行条件变好，可以使热泵在较低环境温度下持续运行。但是这种方案成本较高，占用空间大，而且需要特殊的压缩机，一般极少应用在电动客车热泵系统中。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种能在较低环境温度下运行的热泵系统以及控制方法。为实现上述目的，本专利技术首先提供了一种热泵系统，其技术方案是：一种热泵系统，包括通过制冷管路顺序连接的压缩机、四通阀、室外换热器、节流装置、室内换热器及气液分离器，所述热泵系统还包括辅助回路，所述辅助回路进口设置在所述压缩机和四通阀进口之间的管路上，出口设置在所述汽液分离器进口和四通阀回气管出口之间的管路上，所述辅助回路上设置有辅助节流装置，当室外环境温度降低、热泵系统低压压力过低时所述辅助节流装置开启。进一步的，所述热泵系统还包括控制整个热泵系统运转的控制器，以及与所述控制器连接的压力传感器及温度传感器，所述压力传感器设置在所述气液分离器入口处，向所述控制器发送所述汽液分离器入口处的压力值，所述温度控制器检测所述室外换热器的进风温度并将温度信号传输给所述控制器，所述控制器根据所述压力值、温度信号控制所述辅助节流装置的开启或关闭。本实现本专利技术的目的，进一步提供了上述热泵系统的控制方法，其技术方案是：一种热泵系统的控制方法，包括如下步骤：S1，控制器内预设辅助节流装置的开启压力阈值a；S2，热泵运行时，检测汽液分离器入口处的实时压力值P1；S3，计算压差△P＝a-P1，当△P>0时，辅助节流装置开启，将压缩机排气的一部分通过辅助回路引入到气液分离器的进口，提高吸气压力，达到压缩机的安全运行范围；S4，顺序重复S2和S3，至停机。进一步的，控制器内预设有n个线性增长的压差，压差从小到大排列形成n+1个连续的压力区间，每个压力区间对应一个辅助节流装置的开度值。进一步的，所述步骤S3中还包括步骤S31，S31，当△P>0时,判断△P所在的压力区间，控制器根据所在压力区间对应的辅助节流装置的开度值控制其开度。进一步的，当△P大于最大压差时，辅助节流装置的开度为全开，当△P>0且小于最小压差时，辅助节流装置的开度为最小值。进一步的，所述步骤S3还包括以下步骤，S32，检测室外换热器进风温度T，控制器计算热泵系统中制冷剂在温度T时的饱和液态压力PS，计算m＝Ps-P1，控制器内预设△Pshut，当m>△Pshut时，保持辅助装置的开度不变，当m≤△Pshut时，辅助节流装置的开度减小至下一压力区间对应的开度。进一步的，当m>△Pshut*110％时，保持辅助装置的开度不变，当m≤△Pshut*110％时，判断为m≤△Pshut，辅助节流装置的开度减小至下一压力区间对应的开度。进一步的，所述步骤S3还包括以下步骤，S33，检测压缩机1排气管温度T2，当T2大于等于预设值T0时，热泵系统停止运行。进一步的，辅助节流装置的开启压力阈值a高于压缩机安全运行允许的最低压力值Pa，且预设的最大压差小于辅助节流装置的开启压力阈值a与Pa的差值。综上所述，本专利技术提供的一种热泵系统，在制冷回路中增加辅助回路，并提供了热泵系统的控制方法，提高了热泵系统在较低环境温度下的低压压力，并根据系统参数和环境温度调节低压压力，使得定频热泵系统可以在较低的环境温度下稳定制热，提高了定频热泵制热稳定制热的外环温下限和适应性，并改善了压缩机在此工况下的工作条件，延长了热泵系统的寿命。附图说明：图1：本专利技术一种热泵系统的制冷系统组成示意图；图2:本专利技术一种热泵系统控制方法的流程图。其中：压缩机1，低压压力传感器2，辅助节流装置3，辅路进管4，辅路出管5，四通阀6，室外换热器7，节流装置8，室内换热器9，气液分离器10。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。本专利技术首先提供了一种热泵系统，包括通过制冷管路顺序连接的压缩机1、四通阀6、室外换热器7、节流装置8、室内换热器9及气液分离器10，还包括辅助回路，辅助回路进口设置在压缩机1和四通阀6进口之间的管路上，出口设置在气液分离器10进口和四通阀6回气管出口之间的管路上，辅助回路上设置有辅助节流装置3，当室外环境温度降低、热泵系统低压压力过低时辅助节流装置3开启。如图1所示，本专利技术提供的一种热泵系统，通过制冷管路顺序连接有压缩机1、四通阀6、室外换热器7、节流装置8、室内换热器9，在气液分离器10与压缩机1的连接管路上，安装有低压压力传感器2，在压缩机1与四通阀6的管路与四通阀6与气液分离器10的管路之间，设置有辅助回路，辅助回路包括顺序连接的辅路进管4、辅助节流装置3、辅路出管5。四通阀6的结构和功能与现有技术中的相同，具有四个连通口，通过管路，分别与压缩机1的排气端、吸气端、室外换热器7、室内换热器9连通，根据制冷、制热的需求，选择制冷剂的走向，由四通阀6改变制冷剂的流向，在外界环境温度适宜的情况下，当需要制冷时，制冷剂从压缩机1出来，经四通阀6后，依次进入室外换热器7、节流装置8、室内换热器9，经气液分离器10回到压缩机1内，完成制冷剂的闭环循环；当需要制热时，制冷剂从压缩机1出来，经四通阀6换向，依次进入室内换热器9、节流装置8、室外换热器7，经气液分离器10回到压缩机1内，完成制冷剂的闭环循环。在压缩机1和气液分离器10之间，并联有辅助回路，辅助回路包括顺序连接的辅路进管4、辅助节流装置3、辅路出管5，辅路进管4的进口连接在压缩机1和四通阀6进口之间的管路上，辅路出管5的出口连接在气液分离器10进口和四通阀6回气管出口之间的管路上，常态下(环境温度适宜压缩机1可正常工作的情况下)，热泵系统正常运行，辅助节流装置3处于关闭状态，不开启，辅助回路中无制冷剂流；当环境温度较低，热泵系统低压压力过低，超过压缩机允许的安全运行范围或是低压压力开关11动作，压缩机1无法正常运行时，辅助节流装置3开启，将压缩机1排气的一部分通过辅助回路引入到气液分离器10的进口，经气液分离器10回到压缩机1，这样一方面提高气液分离器10的吸气压力，使其达到压缩机1的安全运行范围，另一方面降低了压缩比，改善系统回油性能，从而改善压缩机1的运行条件，低压压力的提高也避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热泵系统，包括通过制冷管路顺序连接的压缩机、四通阀、室外换热器、节流装置、室内换热器及气液分离器，其特征在于：所述热泵系统还包括辅助回路，所述辅助回路进口设置在所述压缩机和四通阀进口之间的管路上，出口设置在所述汽液分离器进口和四通阀回气管出口之间的管路上，所述辅助回路上设置有辅助节流装置，当室外环境温度降低、热泵系统低压压力过低时所述辅助节流装置开启。

【技术特征摘要】
1.一种热泵系统，包括通过制冷管路顺序连接的压缩机、四通阀、室外换热器、节流装置、室内换热器及气液分离器，其特征在于：所述热泵系统还包括辅助回路，所述辅助回路进口设置在所述压缩机和四通阀进口之间的管路上，出口设置在所述汽液分离器进口和四通阀回气管出口之间的管路上，所述辅助回路上设置有辅助节流装置，当室外环境温度降低、热泵系统低压压力过低时所述辅助节流装置开启。2.如权利要求1所述的一种热泵系统，其特征在于：所述热泵系统还包括控制整个热泵系统运转的控制器，以及与所述控制器连接的压力传感器及温度传感器，所述压力传感器设置在所述气液分离器入口处，向所述控制器发送所述汽液分离器入口处的压力值，所述温度控制器检测所述室外换热器的进风温度并将温度信号传输给所述控制器，所述控制器根据所述压力值、温度信号控制所述辅助节流装置的开启或关闭。3.一种如权利要求1或2所述的热泵系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤，S1，控制器内预设辅助节流装置的开启压力阈值a；S2，热泵运行时，检测汽液分离器入口处的实时压力值P1；S3，计算压差△P＝a-P1，当△P>0时，辅助节流装置开启，将压缩机排气的一部分通过辅助回路引入到气液分离器的进口，提高吸气压力，达到压缩机的安全运行范围；S4，顺序重复S2和S3，至停机。4.如权利要3所述的一种热泵系统的控制方法，其特征在于：控制器内预设有n个线性增长的压差，压差从小到大排列形成n+1个连续的压力区间，每个压力区间对应一个辅助节流装置的开度值。5.如权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：许兵兵，毕孝法，尚锋，史长奎，苏勇，辛伟，
申请(专利权)人：山东朗进科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37