热泵空调系统及其控制方法和设计方法技术方案

本公开涉及一种热泵空调系统及其控制方法和设计方法。热泵空调系统包括：至少一个常规热泵机组(10)；至少一个热回收热泵机组(20)；切换部件(30)，被配置为使常规热泵机组(10)选择性地向热泵空调系统的作用区域供热或供冷；控制器(40)，被配置为在冷负荷需求大于热负荷需求时，使热回收热泵机组(20)和常规热泵机组(10)共同向作用区域供冷，并使热回收热泵机组(20)向作用区域供热；在热负荷需求大于冷负荷需求时，使热回收热泵机组(20)和常规热泵机组(10)共同向作用区域供热，并使热回收热泵机组(20)向作用区域供冷。本公开实施例能够满足同时用冷用热的需求，且经济性更好。且经济性更好。且经济性更好。

【技术实现步骤摘要】
热泵空调系统及其控制方法和设计方法


[0001]本公开涉及空调领域，尤其涉及一种热泵空调系统及其控制方法和设计方法。

技术介绍

[0002]对于医院内的洁净手术室来说，空气调节通常采用制冷除湿后再热的方式。在相关技术中，采用通过冷水主机制冷除湿，通过锅炉或电加热再热的方式。这种用能方式存在“冷热抵消”的问题，非常不节能。而且，由于手术室一般位于建筑内区，冬季也有冷负荷。因此，对于大多数手术室来说，全年都需要同时供冷、供热，且冬夏两季冷热负荷需求差异大，夏季冷负荷远大于热负荷需求，冬季热负荷大于冷负荷需求，所以冷、热源需要分别按最大需求配置。
[0003]为了解决手术室再热能耗问题，相关技术中出现了四管制风冷热泵机组。这种机组回收冷凝热作为系统再热热源，且其供冷量和供热量可独立调节。

技术实现思路

[0004]专利技术人经研究发现，相关技术中的四管制风冷热泵机组成本较高，且对于手术室同时用冷、用热需求差异大的情况依旧存在能量浪费的问题。
[0005]有鉴于此，本公开实施例提供一种热泵空调系统及其控制方法和设计方法，能够满足同时用冷用热的需求，且经济性更好。
[0006]在本公开的一个方面，提供一种热泵空调系统，包括：
[0007]至少一个常规热泵机组；
[0008]至少一个热回收热泵机组；
[0009]切换部件，被配置为使所述至少一个常规热泵机组选择性地向所述热泵空调系统的作用区域供热或供冷；
[0010]控制器，与所述至少一个热回收热泵机组和所述切换部件信号连接，被配置为在所述作用区域的冷负荷需求大于热负荷需求时，使所述至少一个热回收热泵机组和所述至少一个常规热泵机组共同向所述作用区域供冷，并使所述至少一个热回收热泵机组向所述作用区域供热；在所述作用区域的热负荷需求大于冷负荷需求时，使所述至少一个热回收热泵机组和所述至少一个常规热泵机组共同向所述作用区域供热，并使所述至少一个热回收热泵机组向所述作用区域供冷。
[0011]在一些实施例中，所述至少一个常规热泵机组包括：形成第一冷媒循环回路的第一压缩机、第一换热器、第一节流部件和第二换热器，所述切换部件被配置为使所述第二换热器的进水口选择性地与热水回水管或冷水回水管连通，使所述第二换热器的出水口选择性地与热水供水管或冷水供水管连通。
[0012]在一些实施例中，所述切换部件包括：
[0013]第一阀门，与所述第二换热器的进水口连接，被配置为控制所述第二换热器的进水口与所述热水回水管之间的通断；
[0014]第二阀门，与所述第二换热器的出水口连接，被配置为控制所述第二换热器的出水口与所述热水供水管之间的通断；
[0015]第三阀门，与所述第二换热器的进水口连接，被配置为控制所述第二换热器的进水口与所述冷水回水管之间的通断；
[0016]第四阀门，与所述第二换热器的出水口连接，被配置为控制所述第二换热器的出水口与所述冷水供水管之间的通断。
[0017]在一些实施例中，所述控制器被配置为在所述热泵空调系统的作用区域的冷负荷需求大于热负荷需求时，使所述第一阀门和所述第二阀门关闭，并使所述第三阀门和所述第四阀门开启；在所述热泵空调系统的作用区域的热负荷需求大于冷负荷需求时，使所述第一阀门和所述第二阀门开启，并使所述第三阀门和所述第四阀门关闭。
[0018]在一些实施例中，所述至少一个热回收热泵机组包括形成第二冷媒循环回路的第二压缩机、第三换热器、第二节流部件和换热组件，其中，所述换热组件的热水进口和热水出口分别用于连接所述热水回水管和所述热水供水管，所述换热组件的空调水进口和空调水出口分别用于连接所述冷水回水管和所述冷水供水管。
[0019]在一些实施例中，所述换热组件包括：热水壳管换热器和空调水壳管换热器，所述控制器被配置为在所述热回收热泵机组处于制冷模式或制热模式时，使所述换热组件通过所述空调水壳管换热器形成所述第二冷媒循环回路；在所述热回收热泵机组处于制热水模式时，使所述换热组件通过所述热水壳管换热器形成所述第二冷媒循环回路；在所述热回收热泵机组处于制冷热回收模式时，使所述换热组件通过作为冷凝器的所述热水壳管换热器和作为蒸发器的所述空调水壳管换热器形成所述第二冷媒循环回路。
[0020]在一些实施例中，所述热泵空调系统的作用区域包括医院清洁手术室。
[0021]在本公开的另一个方面，提供一种前述热泵空调系统的控制方法，包括：
[0022]确定所述热泵空调系统的作用区域的冷负荷需求和热负荷需求；
[0023]对所述冷负荷需求和所述热负荷需求进行比较；
[0024]在所述冷负荷需求大于所述热负荷需求时，通过控制器使至少一个热回收热泵机组和至少一个常规热泵机组共同向所述作用区域供冷，并使所述至少一个热回收热泵机组向所述作用区域供热；
[0025]在所述热负荷需求大于所述冷负荷需求时，通过所述控制器使所述至少一个热回收热泵机组和所述至少一个常规热泵机组共同向所述作用区域供热，并使所述至少一个热回收热泵机组向所述作用区域供冷。
[0026]在一些实施例中，所述至少一个常规热泵机组包括：形成第一冷媒循环回路的第一压缩机、第一换热器、第一节流部件和第二换热器，所述切换部件包括：连接在所述第二换热器的进水口和所述热水回水管之间的第一阀门、连接在所述第二换热器的出水口和所述热水供水管之间的第二阀门、连接在所述第二换热器的进水口和所述冷水回水管之间的第三阀门、连接在所述第二换热器的出水口和所述冷水供水管之间的第四阀门；
[0027]所述控制方法包括：
[0028]在所述冷负荷需求大于所述热负荷需求时，使所述第一阀门和所述第二阀门关闭，并使所述第三阀门和所述第四阀门开启；
[0029]在所述热负荷需求大于所述冷负荷需求时，使所述第一阀门和所述第二阀门开
启，并使所述第三阀门和所述第四阀门关闭。
[0030]在本公开的再一个方面，提供一种前述热泵空调系统的设计方法，包括：
[0031]获取所述热泵空调系统的作用区域在夏季的第一热负荷需求Q
H
和第一冷负荷需求Q
C
，以及在冬季的第二冷负荷需求Q
C
’
和第二热负荷需求Q
H
’
；
[0032]获取所述热泵空调系统中单台热回收热泵机组的第一制冷量a、第一制热量b和热回收量c，以及单台常规热泵机组的第二制冷量a
’
和第二制热量b
’
；
[0033]取Q
H
与c的比值Q
H
/c和Q
C
’
与a的比值Q
C
’
/a中的最大值向上取整所得到的正整数作为所述热泵空调系统中包括的热回收热泵机组的台数n1。
[0034]在一些实施例中，所述设计方法还包括：
[0035]计算Q
C
与n1和a的乘积的差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热泵空调系统，其特征在于，包括：至少一个常规热泵机组(10)；至少一个热回收热泵机组(20)；切换部件(30)，被配置为使所述至少一个常规热泵机组(10)选择性地向所述热泵空调系统的作用区域供热或供冷；控制器(40)，与所述至少一个热回收热泵机组(20)和所述切换部件(30)信号连接，被配置为在所述作用区域的冷负荷需求大于热负荷需求时，使所述至少一个热回收热泵机组(20)和所述至少一个常规热泵机组(10)共同向所述作用区域供冷，并使所述至少一个热回收热泵机组(20)向所述作用区域供热；在所述作用区域的热负荷需求大于冷负荷需求时，使所述至少一个热回收热泵机组(20)和所述至少一个常规热泵机组(10)共同向所述作用区域供热，并使所述至少一个热回收热泵机组(20)向所述作用区域供冷。2.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述至少一个常规热泵机组(10)包括：形成第一冷媒循环回路的第一压缩机(11)、第一换热器(12)、第一节流部件(13)和第二换热器(14)，所述切换部件(30)被配置为使所述第二换热器(14)的进水口(IN)选择性地与热水回水管(HR)或冷水回水管(CR)连通，使所述第二换热器(14)的出水口(OUT)选择性地与热水供水管(HS)或冷水供水管(CS)连通。3.根据权利要求2所述的热泵空调系统，其特征在于，所述切换部件(30)包括：第一阀门(31)，与所述第二换热器(14)的进水口(IN)连接，被配置为控制所述第二换热器(14)的进水口(IN)与所述热水回水管(HR)之间的通断；第二阀门(32)，与所述第二换热器(14)的出水口(OUT)连接，被配置为控制所述第二换热器(14)的出水口(OUT)与所述热水供水管(HS)之间的通断；第三阀门(33)，与所述第二换热器(14)的进水口(IN)连接，被配置为控制所述第二换热器(14)的进水口(IN)与所述冷水回水管(CR)之间的通断；第四阀门(34)，与所述第二换热器(14)的出水口(OUT)连接，被配置为控制所述第二换热器(14)的出水口(OUT)与所述冷水供水管(CS)之间的通断。4.根据权利要求3所述的热泵空调系统，其特征在于，所述控制器(40)被配置为在所述热泵空调系统的作用区域的冷负荷需求大于热负荷需求时，使所述第一阀门(31)和所述第二阀门(32)关闭，并使所述第三阀门(33)和所述第四阀门(34)开启；在所述热泵空调系统的作用区域的热负荷需求大于冷负荷需求时，使所述第一阀门(31)和所述第二阀门(32)开启，并使所述第三阀门(33)和所述第四阀门(34)关闭。5.根据权利要求2所述的热泵空调系统，其特征在于，所述至少一个热回收热泵机组(20)包括形成第二冷媒循环回路的第二压缩机(21)、第三换热器(22)、第二节流部件(23)和换热组件(24)，其中，所述换热组件(24)的热水进口(H
IN
)和热水出口(H
OUT
)分别用于连接所述热水回水管(HR)和所述热水供水管(HS)，所述换热组件(24)的空调水进口(C
IN
)和空调水出口(C
OUT
)分别用于连接所述冷水回水管(CR)和所述冷水供水管(CS)。6.根据权利要求5所述的热泵空调系统，其特征在于，所述换热组件(24)包括：热水壳管换热器(241)和空调水壳管换热器(242)，所述控制器(40)被配置为在所述热回收热泵机组处于制冷模式或制热模式时，使所述换热组件(24)通过所述空调水壳管换热器形成所述第二冷媒循环回路；在所述热回收热泵机组处于制热水模式时，使所述换热组件(24)通过
所述热水壳管换热器形成所述第二冷媒循环回路；在所述热回收热泵机组处于制冷热回收模式时，使所述换热组件(24)通过作为冷凝器的所述热水壳管换热器(241)和作为蒸发器的所述空调水壳管换热器(242)形成所述第二冷媒循环回路。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏波，李亚运，韦韬，石永静，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：