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热泵机组及其控制方法技术

技术编号:40465182 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-22 23:18
本发明专利技术公开了一种热泵机组及其控制方法,其中,该热泵机组包括:依次连接的压缩机、四通阀、蒸发器、节流装置和冷凝器;其中,节流装置和蒸发器之间设置有并联的第一冷媒支路和第二冷媒支路;太阳能蓄热器,用于吸收太阳能热量,太阳能蓄热器设置于第二冷媒支路上,与第二冷媒支路进行换热;分流装置,用于根据热泵机组的制热运行模式控制第一冷媒支路和第二冷媒支路的通断并分配第一冷媒支路和第二冷媒支路的冷媒流量。本发明专利技术解决了现有技术中太阳能热泵机组制热水性能及运行可靠性差的问题,有效提高热泵机组的低温制热水性能及运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空调,具体而言,涉及一种热泵机组及其控制方法


技术介绍

1、空气能热泵热水机组,属于高效节能产品,由于其工作原理是吸收空气中的热量,通过热泵输送给水中,达到制取热水的目的。但是,在高海拔空气稀薄地区或者冬季,由于空气中的热值变低,机组能力会大幅衰减。并且高海拔地区昼夜温差较大,常年处于中、低环境温度的状态,而该地区对于热水和采暖均有较大的需求。

2、考虑到高海拔地区拥有非常充足的日照资源,现有技术中已有结合太阳能的热泵机组。比较常见的太阳能热泵机组,如图1所示的,在蒸发器之后串联太阳能集热板,从蒸发器吸收空气中的热量之后,再次吸收太阳能,进行提升,但是其冷媒循环量无法控制自如,在太阳过于充足、环温极限高值的时候,热泵机组蒸发压力会过高,容易超出压缩机运行范围。而在无日照、环温极限低值的时候,热泵机组蒸发压力会很低,可能会超出压缩机运行范围,并且此时制热效果较差。

3、针对相关技术中太阳能热泵机组制热水性能及运行可靠性差的问题,目前尚未提出有效地解决方案。


技术实现思路

1、本专利技术提供了一种热泵机组及其控制方法,以至少解决现有技术中太阳能热泵机组制热水性能及运行可靠性差的问题。

2、为解决上述技术问题,根据本专利技术实施例的一个方面,提供了一种热泵机组,包括:依次连接的压缩机、四通阀、蒸发器、节流装置和冷凝器;其中,节流装置和蒸发器之间设置有并联的第一冷媒支路和第二冷媒支路;太阳能蓄热器,用于吸收太阳能热量,太阳能蓄热器设置于第二冷媒支路上,与第二冷媒支路进行换热;分流装置,用于根据热泵机组的制热运行模式控制第一冷媒支路和第二冷媒支路的通断并分配第一冷媒支路和第二冷媒支路的冷媒流量。

3、进一步地,制热运行模式至少包括:热泵运行模式、串联制热模式、耦合制热模式;在热泵运行模式下,分流装置控制第一冷媒支路导通,第二冷媒支路断开;在串联制热模式下,分流装置控制第一冷媒支路断开,第二冷媒支路导通;在耦合制热模式下,分流装置控制第一冷媒支路和第二冷媒支路导通,第二冷媒支路经过太阳能储能装置换热后的冷媒与第一冷媒支路的冷媒汇合进入蒸发器。

4、进一步地,分流装置包括:第一电子膨胀阀,位于第一冷媒支路上;第二电子膨胀阀,位于第二冷媒支路上。

5、进一步地,还包括:储能装置,位于第二冷媒支路上,且位于蒸发器和太阳能蓄热器之间,用于采用存储的热量加热进入蒸发器的冷媒。

6、进一步地,还包括:压缩机排气支路,一端与压缩机的排气口连接,另一端与位于压缩机排气口和四通阀之间的第一连接点连接,用于旁通压缩机排气口的冷媒;其中,压缩机排气支路还经过储能装置,储能装置吸收压缩机排气支路的热量并进行存储;第一开关阀,位于压缩机排气支路上。

7、进一步地,还包括:第一单向阀,位于储能装置和蒸发器之间的第二冷媒支路上,用于限定第二冷媒支路的冷媒由储能装置流入蒸发器;热泵储能化霜支路,一端与位于第一单向阀和储能装置的第二连接点连接,另一端与压缩机的吸气口连接,用于在热泵机组处于热泵储能化霜模式时,将储能装置换热后的冷媒通入压缩机中,其中,在热泵储能化霜模式时,热泵机组逆循环化霜,流经蒸发器后的冷媒通过第二冷媒支路与太阳能蓄热器和储能装置换热后进入压缩机;第二单向阀,位于热泵储能化霜支路上,用于限定热泵储能化霜支路的冷媒由储能装置流入压缩机。

8、进一步地,还包括:储能化霜支路,一端与位于四通阀和蒸发器的第三连接点连接,另一端与位于太阳能蓄热器的冷媒入口连接,用于在热泵机组处于储能化霜模式时,使蒸发器、太阳能蓄热器和储能装置组成冷媒循环回路,采用太阳能蓄热器和储能装置的热量进行化霜;第二开关阀,位于储能化霜支路上;冷媒泵,位于储能化霜支路上;第三单向阀,位于储能化霜支路上,用于限定储能化霜支路的冷媒由蒸发器流入太阳能蓄热器。

9、根据本专利技术实施例的另一方面,提供了一种热泵机组控制方法,应用于如上述的热泵机组,方法包括:获取太阳能辐射参数;根据太阳能辐射参数确定热泵机组的制热运行模式;按照制热运行模式控制第一冷媒支路和第二冷媒支路的通断并分配第一冷媒支路和第二冷媒支路的冷媒流量。

10、进一步地,太阳能辐射参数至少包括太阳能辐射通量;根据太阳能辐射参数确定热泵机组的制热运行模式,包括:在太阳能辐射参数小于等于预设最小阈值时,确定制热运行模式为热泵运行模式;在太阳能辐射参数大于等于预设最大阈值时,确定制热运行模式为串联制热模式;在太阳能辐射参数小于预设最大阈值且大于预设最小阈值时,确定制热运行模式为耦合制热模式。

11、进一步地,按照制热运行模式控制第一冷媒支路和第二冷媒支路的通断,包括:在热泵运行模式下,通过分流装置控制第一冷媒支路导通,第二冷媒支路断开;在串联制热模式下,通过分流装置控制第一冷媒支路断开,第二冷媒支路导通;在耦合制热模式下,通过分流装置控制第一冷媒支路和第二冷媒支路导通,第二冷媒支路经过太阳能储能装置换热后的冷媒与第一冷媒支路的冷媒汇合进入蒸发器。

12、进一步地,分配第一冷媒支路和第二冷媒支路的冷媒流量,包括:在串联制热模式下,检测系统低压,并判断系统低压是否达到预设压力值;在系统低压未达到预设压力值时,通过分流装置调节第一冷媒支路和第二冷媒支路的冷媒流量,直至系统低压达到预设压力值。

13、进一步地,还包括:在热泵运行模式下,控制第一开关阀开启,以使储能装置吸收压缩机排气支路的热量并进行存储。

14、进一步地,还包括:检测热泵机组是否满足预设化霜条件;如果是,获取预设化霜模式优先级;根据预设化霜模式优先级确定化霜模式,并按照确定的化霜模式控制热泵机组进行化霜。

15、进一步地,化霜模式至少包括:逆循环化霜模式、储能化霜模式、热泵储能化霜模式;预设化霜模式优先级从高到低依次为:储能化霜模式、热泵储能化霜模式、逆循环化霜模式;按照确定的化霜模式控制热泵机组进行化霜,包括:在化霜模式为储能化霜模式时,控制压缩机关闭,并控制第二开关阀和冷媒泵开启,蒸发器、太阳能蓄热器和储能装置组成冷媒循环回路,采用太阳能蓄热器和储能装置的热量对蒸发器进行化霜;在化霜模式为热泵储能化霜模式时,控制第一冷媒支路和第二冷媒支路导通,节流装置关闭,热泵机组逆循环化霜,流经蒸发器后的冷媒通过第二冷媒支路与太阳能蓄热器和储能装置换热后进入压缩机;在化霜模式为逆循环化霜模式时,控制第一冷媒支路导通,第二冷媒支路断开。

16、根据本专利技术实施例的又一方面,提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的热泵机组控制方法。

17、在本专利技术中,提出了一种结合太阳能的热泵机组,通过太阳能板进行吸热,加入热泵运行中,并且设置了分流装置,通过控制第一冷媒支路和第二冷媒支路的通断实现不同运行模式,且可以根据实际需要分配第一冷媒支路和第二冷媒支路的冷媒流量,避免现有技术中太阳能支路冷媒循环量无法控制自如,造成制热本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热泵机组,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的热泵机组,其特征在于,所述制热运行模式至少包括:热泵运行模式、串联制热模式、耦合制热模式;在所述热泵运行模式下,所述分流装置控制所述第一冷媒支路导通,所述第二冷媒支路断开;在所述串联制热模式下,所述分流装置控制所述第一冷媒支路断开,所述第二冷媒支路导通;在所述耦合制热模式下,所述分流装置控制所述第一冷媒支路和所述第二冷媒支路导通,所述第二冷媒支路经过所述太阳能储能装置换热后的冷媒与所述第一冷媒支路的冷媒汇合进入所述蒸发器(3)。

3.根据权利要求1所述的热泵机组,其特征在于,所述分流装置包括:第一电子膨胀阀(7),位于所述第一冷媒支路上;第二电子膨胀阀(8),位于所述第二冷媒支路上。

4.根据权利要求1所述的热泵机组,其特征在于,还包括:

5.根据权利要求4所述的热泵机组,其特征在于,还包括:

6.根据权利要求4所述的热泵机组,其特征在于,还包括:

7.根据权利要求4所述的热泵机组,其特征在于,还包括:

8.一种热泵机组控制方法,应用于如权利要求1至7中任一项所述的热泵机组,其特征在于,所述方法包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述太阳能辐射参数至少包括太阳能辐射通量;根据所述太阳能辐射参数确定所述热泵机组的制热运行模式,包括:

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,按照所述制热运行模式控制第一冷媒支路和第二冷媒支路的通断,包括:

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,分配所述第一冷媒支路和所述第二冷媒支路的冷媒流量,包括:

12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,还包括:

13.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括:

14.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述化霜模式至少包括:逆循环化霜模式、储能化霜模式、热泵储能化霜模式;所述预设化霜模式优先级从高到低依次为:储能化霜模式、热泵储能化霜模式、逆循环化霜模式;按照确定的所述化霜模式控制所述热泵机组进行化霜,包括:

15.一种包含计算机可执行指令的存储介质,其特征在于,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求8至14中任一项所述的热泵机组控制方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种热泵机组,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的热泵机组,其特征在于,所述制热运行模式至少包括:热泵运行模式、串联制热模式、耦合制热模式;在所述热泵运行模式下,所述分流装置控制所述第一冷媒支路导通,所述第二冷媒支路断开;在所述串联制热模式下,所述分流装置控制所述第一冷媒支路断开,所述第二冷媒支路导通;在所述耦合制热模式下,所述分流装置控制所述第一冷媒支路和所述第二冷媒支路导通,所述第二冷媒支路经过所述太阳能储能装置换热后的冷媒与所述第一冷媒支路的冷媒汇合进入所述蒸发器(3)。

3.根据权利要求1所述的热泵机组,其特征在于,所述分流装置包括:第一电子膨胀阀(7),位于所述第一冷媒支路上;第二电子膨胀阀(8),位于所述第二冷媒支路上。

4.根据权利要求1所述的热泵机组,其特征在于,还包括:

5.根据权利要求4所述的热泵机组,其特征在于,还包括:

6.根据权利要求4所述的热泵机组,其特征在于,还包括:

7.根据权利要求4所述的热泵机组,其特征在于,还包括:

8.一种热泵机组控制方法,应用于如权利要求1至7中任...

【专利技术属性】
技术研发人员:张勇邓志扬刘志孝黎珍王森
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:

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