熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法，本熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、四通閥、蒸發(fā)器、冷凝器、第一節(jié)流裝置、第二節(jié)流裝置、熱回收裝置以及熱交換裝置，其中，位于第一通道中的制冷劑和位于第二通道中的制冷劑在熱回收裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換，位于第三通道中的制冷劑和位于第四通道中的制冷劑在熱交換裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換。本發(fā)明提出的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)處于低溫狀態(tài)時(shí)，通過(guò)熱交換裝置提供氣態(tài)的制冷劑補(bǔ)充到壓縮機(jī)內(nèi)，保證熱泵空調(diào)系統(tǒng)處于低溫環(huán)境時(shí)的制熱量，保證了壓縮機(jī)的排氣口排氣量，降低了排氣溫度。同時(shí)，防止制冷劑液擊對(duì)壓縮機(jī)造成損害。
【專利說(shuō)明】熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人民生活水平不斷提高，空調(diào)器的使用已成為人類生活中，改善辦公室環(huán)境的必需品。在低溫環(huán)境溫度下或在寒冷地區(qū)，隨著環(huán)境溫度下降，空調(diào)器的蒸發(fā)溫度會(huì)持續(xù)降低致使空調(diào)內(nèi)工質(zhì)制熱能力大幅度衰減，壓縮機(jī)吸氣口的制冷劑流量遠(yuǎn)低于壓縮機(jī)電機(jī)的額定量，壓縮機(jī)能力得不到充分利用，同時(shí)壓縮機(jī)內(nèi)部電機(jī)得不到充分散熱。另外，因制冷劑流量下降也會(huì)提高壓縮機(jī)排氣溫度，排氣溫度過(guò)高不僅會(huì)啟動(dòng)空調(diào)排氣溫度保護(hù)，在嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤嚎s機(jī)。目前市場(chǎng)針對(duì)低溫地區(qū)多采用以下兩種系統(tǒng)方案。
[0003]參照?qǐng)D1，第一種方案為:在低溫環(huán)境溫度下，為了降低排氣溫度，在室內(nèi)換熱器I的出口處增加一個(gè)噴液閥。當(dāng)壓縮機(jī)2的排氣溫度過(guò)高時(shí)，打開(kāi)噴液閥進(jìn)行噴液。這種方案可以降低排氣溫度，但是由于噴液閥噴射的為液態(tài)制冷劑會(huì)加重對(duì)壓縮機(jī)2的液擊，從而危害壓縮機(jī)2的使用壽命。另外，此方案不能緩解低溫環(huán)境下空調(diào)制熱能力衰減。
[0004]參照?qǐng)D2，第二種方案為:通過(guò)采用噴氣增焓壓縮機(jī)3和閃發(fā)器4，閃發(fā)器4的出口通過(guò)電磁閥5與壓縮機(jī)3的進(jìn)氣口連接。由于閃發(fā)器4的使用，可增加空調(diào)的制熱能力，減緩空調(diào)在低溫環(huán)境下的能力衰減。但是，這種結(jié)構(gòu)的空調(diào)存在以下問(wèn)題:當(dāng)閃發(fā)壓力高于噴氣口固有壓力值時(shí)，噴氣口處的制冷工質(zhì)會(huì)產(chǎn)生工質(zhì)回流現(xiàn)象，此現(xiàn)象會(huì)影響空調(diào)的制熱能力。同時(shí)，這種結(jié)構(gòu)的空調(diào)在除霜時(shí)需考慮阻止液體工質(zhì)經(jīng)閃發(fā)器由噴氣口進(jìn)入壓縮機(jī)3的渦旋腔內(nèi)，避免大量回液而造成壓縮機(jī)3受損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的是提供一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法，旨在降低熱泵空調(diào)系統(tǒng)處于低溫環(huán)境時(shí)壓縮機(jī)的排氣溫度，同時(shí)避免回液會(huì)壓縮機(jī)造成的損害。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、四通閥、蒸發(fā)器、冷凝器、第一節(jié)流裝置、第二節(jié)流裝置、熱回收裝置以及熱交換裝置，其中，
[0007]所述熱回收裝置設(shè)有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一入口和第一出口之間的第一通道與所述第二入口和第二出口之間的第二通道相互獨(dú)立；所述熱交換裝置設(shè)有第三入口、第四入口、第三出口和第四出口，所述第三入口和第三出口之間的第三通道與所述第四入口和第四出口之間的第四通道相互獨(dú)立；所述壓縮機(jī)為噴氣增焓壓縮機(jī)；
[0008]所述壓縮機(jī)的排氣口與所述四通閥的第一端連接，第一進(jìn)氣口與所述第一出口連接，所述第一入口與所述四通閥的第二端連接；所述蒸發(fā)器的一端與所述四通閥的第三端連接，另一端與所述第二入口連接；所述第二出口與第三入口連接，所述第三出口依次經(jīng)所述第一節(jié)流裝置和冷凝器與所述四通閥的第四端連接；所述第二節(jié)流裝置的一端與所述第二出口連接，另一端與所述第四入口連接；所述第四出口與所述壓縮機(jī)的第二進(jìn)氣口連接；位于所述第一通道中的制冷劑和位于所述第二通道中的制冷劑在所述熱回收裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換；位于所述第三通道中的制冷劑和位于所述第四通道中的制冷劑在所述熱交換裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換。
[0009]優(yōu)選地，所述四通閥的第一端為D管，第二端為S管，第三端為C管，第四端為E管。
[0010]優(yōu)選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括位于所述蒸發(fā)器與第二入口之間的第三節(jié)流裝置。
[0011]優(yōu)選地，所述熱回收裝置包括殼體以及位于所述殼體內(nèi)且相互獨(dú)立設(shè)置的第一盤(pán)管和第二盤(pán)管，所述第一盤(pán)管和第二盤(pán)管分別形成所述第一通道和第二通道，所述殼體內(nèi)填充有傳熱介質(zhì)。
[0012]優(yōu)選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括設(shè)于所述第四出口上的第一溫度傳感器、設(shè)于所述第四入口上的第二溫度傳感器、用于測(cè)量所述冷凝器所處的環(huán)境溫度的第三溫度傳感器，以及與所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器電連接的控制器，該控制器根據(jù)所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器測(cè)得的溫度值控制所述第二節(jié)流裝置的開(kāi)度。
[0013]優(yōu)選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括設(shè)于所述冷凝器盤(pán)管處的第四溫度傳感器以及設(shè)于所述壓縮機(jī)的第一進(jìn)氣口處的第五溫度傳感器，所述第四溫度傳感器和第五溫度傳感器均與所述控制器電連接，該控制器根據(jù)所述第四溫度傳感器和第五溫度傳感器測(cè)得的溫度值控制所述第一節(jié)流裝置的開(kāi)度。
[0014]優(yōu)選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括與所述控制器電連接的第六溫度傳感器，該第六溫度傳感器用于測(cè)量所述蒸發(fā)器所處的環(huán)境溫度或所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口處溫度，該控制器根據(jù)所述第六溫度傳感器測(cè)得的溫度值控制所述第三節(jié)流裝置的開(kāi)度。
[0015]本發(fā)明進(jìn)一步還提出一種基于上述熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0016]判斷冷凝器所處的環(huán)境溫度值是否大于預(yù)設(shè)溫度閾值；
[0017]若所述環(huán)境溫度值大于預(yù)設(shè)溫度閾值，則控制第二節(jié)流裝置以開(kāi)度變化量Al調(diào)整第二節(jié)流裝置的開(kāi)度，其中，Α1=Τ3-Τ2- Λ Tl，Λ Tl為第一預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值，Τ3為熱交換裝置的第四出口處管路溫度值，Τ2為熱交換裝置的第四入口處管路溫度值。
[0018]優(yōu)選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法還包括:
[0019]控制第一節(jié)流裝置以開(kāi)度變化量Α2調(diào)整第一節(jié)流裝置的開(kāi)度，其中，Α2=Τ5-Τ4- Δ Τ2,ΔΤ2為第二預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值，Τ5為壓縮機(jī)的第一進(jìn)氣口處管路溫度值，Τ4為冷凝器的盤(pán)管溫度值。
[0020]優(yōu)選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法還包括:
[0021]根據(jù)預(yù)置的蒸發(fā)器所處的環(huán)境溫度值或蒸發(fā)器的進(jìn)水口處溫度值與第三節(jié)流裝置的目標(biāo)開(kāi)度的映射關(guān)系，控制第三節(jié)流裝置的實(shí)際開(kāi)度。
[0022]優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值和第二預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值均介于I至3之間。
[0023]本發(fā)明提出的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，壓縮機(jī)為噴氣增焓壓縮機(jī)，當(dāng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)處于低溫狀態(tài)時(shí)，通過(guò)熱交換裝置提供氣態(tài)的制冷劑補(bǔ)充到壓縮機(jī)內(nèi)，一方面保證熱泵空調(diào)系統(tǒng)處于低溫環(huán)境時(shí)的制熱量，另一方面保證了壓縮機(jī)的排氣口排氣量，降低了排氣溫度，從而避免了因排氣溫度過(guò)高對(duì)壓縮機(jī)造成損害。同時(shí)，本熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，通過(guò)設(shè)置第二節(jié)流裝置從而可控制進(jìn)入到壓縮機(jī)的第二進(jìn)氣口中制冷劑過(guò)熱度，防止制冷劑液擊對(duì)壓縮機(jī)造成損害。另外，本熱泵空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置熱回收裝置，提高了進(jìn)入到壓縮機(jī)的第一進(jìn)氣口中制冷劑的過(guò)熱度，防止液態(tài)制冷劑從第一進(jìn)氣口進(jìn)入到壓縮機(jī)而對(duì)壓縮機(jī)液擊，從而保證了壓縮機(jī)的正常運(yùn)行。同時(shí)，熱泵空調(diào)系統(tǒng)中通過(guò)設(shè)置熱回收裝置對(duì)熱量進(jìn)行回收，從而大大提聞了本熱栗空調(diào)系統(tǒng)的制熱量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中熱泵空調(diào)系統(tǒng)一方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中熱泵空調(diào)系統(tǒng)另一方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行制熱模式時(shí)制冷劑的壓焓圖；
[0028]圖5為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)中熱回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)中熱交換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法第一實(shí)施例的流程示意圖；
[0031]圖8為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法第二實(shí)施例的流程示意圖；
[0032]圖9為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法第三實(shí)施例的流程示意圖。
[0033]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例就本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0035]本發(fā)明提出一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
[0036]參照?qǐng)D3，圖3為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]本優(yōu)選實(shí)施例中，熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)10、四通閥20、蒸發(fā)器30、冷凝器40、第一節(jié)流裝置50、第二節(jié)流裝置60、熱回收裝置70以及熱交換裝置80，其中，
[0038]熱回收裝置70設(shè)有第一入口 70a、第二入口 70b、第一出口 70c和第二出口 70d，第一入口 70a和第一出口 70c之間的第一通道與第二入口 70b和第二出口 70d之間的第二通道相互獨(dú)立；熱交換裝置80設(shè)有第三入口 80a、第四入口 80b、第三出口 80c和第四出口80d，第三入口 80a和第三出口 80c之間的第三通道與第四入口 80b和第四出口 80d之間的第四通道相互獨(dú)立；壓縮機(jī)10為噴氣增焓壓縮機(jī)；壓縮機(jī)10設(shè)有排氣口 10a、第一進(jìn)氣口IOb和第二進(jìn)氣口 IOc ；
[0039]壓縮機(jī)10的排氣口 IOa與四通閥20的第一端連接，第一進(jìn)氣口 IOb與第一出口70c連接，第一入口 70a與四通閥20的第二端連接；蒸發(fā)器30的一端與四通閥20的第三端連接，另一端與第二入口 70b連接；第二出口 70d與第三入口 80a連接，第三出口 80c依次經(jīng)第一節(jié)流裝置50和冷凝器40與四通閥20的第四端連接；第二節(jié)流裝置60的一端與第二出口 70d連接，另一端與第四入口 80b連接；第四出口 80d與壓縮機(jī)10的第二進(jìn)氣口IOc連接；位于第一通道中的制冷劑和位于第二通道中的制冷劑在熱回收裝置70內(nèi)進(jìn)行熱交換；位于第三通道中的制冷劑和位于第四通道中的制冷劑在熱交換裝置80內(nèi)進(jìn)行熱交換。本實(shí)施例中，優(yōu)選地，四通閥20的第一端為D管，第二端為S管，第三端為C管，第四端為E管。
[0040]需要說(shuō)明的是，熱泵空調(diào)系統(tǒng)可以為空調(diào)器也可為熱泵熱水機(jī)。當(dāng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)為空調(diào)器時(shí)，蒸發(fā)器30即為室內(nèi)換熱器，冷凝器40即為室外換熱器。當(dāng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)為熱泵熱水機(jī)時(shí)，蒸發(fā)器30即為水側(cè)換熱器，蒸發(fā)器30內(nèi)設(shè)有相互獨(dú)立的制冷劑管道和水路管道。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，本實(shí)施例中，以熱泵空調(diào)系統(tǒng)為空調(diào)器為例具體說(shuō)明。
[0041]參照?qǐng)D3，在熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行制熱模式時(shí)(圖3所示箭頭方向?yàn)橹评鋭┝飨?，具體工作原理如下:壓縮機(jī)10將從其第一進(jìn)氣口 IOb進(jìn)入的低溫低壓的制冷劑氣體壓縮到中間狀態(tài)，在壓縮機(jī)10的渦旋盤(pán)內(nèi)與從壓縮機(jī)10的第二進(jìn)氣口 IOc吸入的中間壓力的制冷劑氣體混合，然后，混合后的制冷劑繼續(xù)被壓縮機(jī)10壓縮為高溫高壓的制冷劑氣體，經(jīng)壓縮機(jī)10的排氣口 IOa排出，進(jìn)入蒸發(fā)器30中。經(jīng)蒸發(fā)器30的換熱作用被冷卻冷凝為高溫高壓的制冷劑液體，這部分的高溫高壓的制冷劑液體進(jìn)入到熱回收裝置70的第二通道，與第一通道內(nèi)的低溫低壓的制冷劑氣體進(jìn)行熱交換，從而提高第一通道制冷劑氣體的過(guò)熱度，同時(shí)，第二通道中的制冷劑因與第一通道內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換其溫度降低，隨后，從熱回收裝置70第二出口 70d流出的制冷劑分成兩部分:一部分制冷劑從熱交換裝置80的第三入口 80a進(jìn)入，經(jīng)第一節(jié)流裝置50的節(jié)流作用進(jìn)入到冷凝器40中，經(jīng)冷凝器40的換熱作用轉(zhuǎn)化為低溫低壓的制冷劑氣體經(jīng)熱回收裝置70的第一通道進(jìn)入到壓縮機(jī)10的第一進(jìn)氣口 IOb中；另一部分制冷劑經(jīng)第二節(jié)流裝置60進(jìn)入到熱交換裝置80的第四入口 80b，經(jīng)熱交換裝置80的第四通道進(jìn)入到壓縮機(jī)10的第二進(jìn)氣口 IOc中。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，第一節(jié)流裝置50為主節(jié)流裝置，用于將高溫高壓的液態(tài)制冷劑等焓轉(zhuǎn)化為低溫低壓的氣液混合物。
[0042]本實(shí)施例中，可以調(diào)整第二節(jié)流裝置60的開(kāi)度大小以避免液體制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)10的第二進(jìn)氣口 IOc進(jìn)入到壓縮機(jī)10內(nèi)。本實(shí)施例中，優(yōu)選第一節(jié)流裝置50和第二節(jié)流裝置60均為電子膨脹閥，電子膨脹閥具有調(diào)節(jié)準(zhǔn)確、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)。
[0043]本實(shí)施例提出的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，壓縮機(jī)10為噴氣增焓壓縮機(jī)，當(dāng)熱泵空調(diào)系統(tǒng)處于低溫狀態(tài)時(shí)，通過(guò)熱交換裝置80提供氣態(tài)的制冷劑補(bǔ)充到壓縮機(jī)10內(nèi)，一方面保證熱泵空調(diào)系統(tǒng)處于低溫環(huán)境時(shí)的制熱量，另一方面保證了壓縮機(jī)10的排氣口 IOa排氣量，降低了排氣溫度，從而避免了因排氣溫度過(guò)高對(duì)壓縮機(jī)10造成的損害。同時(shí)，本熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，通過(guò)設(shè)置第二節(jié)流裝置60從而可控制進(jìn)入到壓縮機(jī)10的第二進(jìn)氣口 IOc中制冷劑過(guò)熱度，防止制冷劑液擊對(duì)壓縮機(jī)10造成損害。另外，本熱泵空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置熱回收裝置70，提高了進(jìn)入到壓縮機(jī)10的第一進(jìn)氣口 IOb中制冷劑的過(guò)熱度，防止液態(tài)制冷劑從第一進(jìn)氣口 IOb進(jìn)入到壓縮機(jī)10而對(duì)壓縮機(jī)10液擊，從而保證了壓縮機(jī)10的正常運(yùn)行。同時(shí)，熱泵空調(diào)系統(tǒng)中通過(guò)設(shè)置熱回收裝置70對(duì)熱量進(jìn)行回收，從而大大提高了本熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制熱量。
[0044]進(jìn)一步地，本熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括位于蒸發(fā)器30與第二入口 70b之間的第三節(jié)流裝置90。優(yōu)選第三節(jié)流裝置90為電子膨脹閥，電子膨脹閥具有調(diào)節(jié)準(zhǔn)確、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)。
[0045]參照?qǐng)D3和圖4，為了更直觀地表示熱泵空調(diào)系統(tǒng)各處管路中制冷劑的狀態(tài)，圖3中熱泵空調(diào)系統(tǒng)各處管路部分的Al-K點(diǎn)與圖4中Al-K點(diǎn)——對(duì)應(yīng)。如圖3中Al處制冷劑的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖4壓焓圖中狀態(tài)點(diǎn)Al。在增加第三節(jié)流裝置90后，本熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工作原理如下:壓縮機(jī)10將從其第一進(jìn)氣口 IOb進(jìn)入的低溫低壓的制冷劑氣體(狀態(tài)點(diǎn)A)壓縮到中間狀態(tài)(狀態(tài)點(diǎn)Al)，在壓縮機(jī)10的渦旋盤(pán)內(nèi)與從壓縮機(jī)10第二進(jìn)氣口 IOc吸入的中間壓力的制冷劑氣體(狀態(tài)點(diǎn)K)混合，對(duì)應(yīng)狀態(tài)點(diǎn)B，然后，混合后的制冷劑繼續(xù)被壓縮機(jī)10壓縮為高溫高壓的制冷劑氣體(狀態(tài)點(diǎn)C)，經(jīng)壓縮機(jī)10的排氣口 IOa排出，進(jìn)入蒸發(fā)器30中。經(jīng)蒸發(fā)器30的換熱作用被冷卻冷凝為高溫高壓的制冷劑液體(狀態(tài)點(diǎn)D)，這部分的高溫高壓的制冷劑液體經(jīng)第三節(jié)流裝置90的節(jié)流降壓作用，輔助節(jié)流為高壓中溫的氣液混合物(狀態(tài)點(diǎn)E)，氣液混合物進(jìn)入到熱回收裝置70的第二通道，與第一通道內(nèi)的低溫低壓的制冷劑氣體進(jìn)行熱交換，提高第一通道制冷劑氣體的過(guò)熱度，同時(shí)，第二通道中的制冷劑因與第一通道內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換轉(zhuǎn)化為液態(tài)制冷劑(狀態(tài)點(diǎn)F)，隨后，從熱回收裝置70第二出口 70d流出的制冷劑(狀態(tài)點(diǎn)F)分成兩部分:一部分制冷劑從熱交換裝置80的第三入口 80a進(jìn)入，經(jīng)熱交換裝置80的第三通道，與第四通道中制冷劑進(jìn)行熱交換放出熱量后被冷凝為過(guò)冷液體(狀態(tài)點(diǎn)G)，過(guò)冷液體經(jīng)第一節(jié)流裝置50節(jié)流降壓作用節(jié)流到狀態(tài)點(diǎn)H，然后進(jìn)入冷凝器40中，經(jīng)冷凝器40的蒸發(fā)作用此時(shí)對(duì)應(yīng)狀態(tài)點(diǎn)I，進(jìn)入到熱回收裝置70的第一通道進(jìn)行熱交換后，最后進(jìn)入到壓縮機(jī)10的第一進(jìn)氣口 IOb中；另一部分制冷劑經(jīng)第二節(jié)流裝置60節(jié)流降壓作用轉(zhuǎn)化為中間壓力制冷劑氣液混合物(狀態(tài)點(diǎn)J)后，進(jìn)入到熱交換裝置80的第四入口 80b，在熱交換裝置80的第四通道中吸收第三通道內(nèi)制冷劑熱量，從而提高了第四通道中制冷劑的過(guò)熱度(狀態(tài)點(diǎn)K)，這部分制冷劑隨后進(jìn)入到壓縮機(jī)10的第二進(jìn)氣口 IOc中，完成制熱循環(huán)。
[0046]本實(shí)施例中，通過(guò)在蒸發(fā)器30與熱回收裝置70的第二入口 70b之間增加第三節(jié)流裝置90使從蒸發(fā)器30的出口流出的制冷劑進(jìn)行適當(dāng)降溫降壓，防止高溫高壓的制冷劑進(jìn)入第二通道中與第一通道中制冷劑進(jìn)行熱交換時(shí)將制冷劑的過(guò)熱度提高過(guò)大而影響壓縮機(jī)10的工作效率。
[0047]具體地，參照?qǐng)D5，本實(shí)施例中，本熱回收裝置70包括殼體71以及位于殼體內(nèi)且相互獨(dú)立設(shè)置的第一盤(pán)管72和第二盤(pán)管73，第一盤(pán)管72和第二盤(pán)管73分別形成第一通道和第二通道,殼體內(nèi)填充有傳熱介質(zhì)74。傳熱介質(zhì)74優(yōu)選為液態(tài)傳熱介質(zhì),也可以采用導(dǎo)熱性能好的固體物質(zhì)。
[0048]第一盤(pán)管72的入口即為第一入口 70a，出口為第一出口 70c ;第二盤(pán)管73的入口為第二入口 70b，出口為第二出口 70d。
[0049]優(yōu)選地，熱回收裝置70的殼體外表面還設(shè)有保溫層(圖中未示出)。通過(guò)保溫層對(duì)熱回收裝置70進(jìn)行保溫，減小熱損失，從而可最大化地提高熱回收裝置70中第一通道的制冷劑與第二通道的制冷劑之間的換熱效率。當(dāng)然，在其它變形實(shí)施例中，熱回收裝置70也可設(shè)置類似為板式換熱器的結(jié)構(gòu)，兩盤(pán)管(第一盤(pán)管72和第二盤(pán)管73)中的制冷劑除了通過(guò)傳熱介質(zhì)74進(jìn)行熱傳遞外，還可以使兩盤(pán)管直接接觸完成熱傳遞。
[0050]本實(shí)施例中，具體地，參照?qǐng)D6，熱交換裝置80的結(jié)構(gòu)與板式換熱器相似，熱交換裝置80包括翅片組81以及貫穿于翅片組上的第三盤(pán)管82與第四盤(pán)管83，第三盤(pán)管82與第四盤(pán)管83之間通過(guò)翅片組81進(jìn)行熱傳遞。其中，第三盤(pán)管82與第四盤(pán)管83相互平行設(shè)置，且第三盤(pán)管82內(nèi)制冷劑的流向與第四盤(pán)管83內(nèi)制冷劑的流向互為逆向流動(dòng)，互為逆向流動(dòng)可提高熱交換裝置80的換熱效率。[0051]進(jìn)一步地，本熱交換裝置80還包括設(shè)于第四出口 80d上的第一溫度傳感器(圖中未示出)、設(shè)于第四入口 80b上的第二溫度傳感器(圖中未示出)、用于測(cè)量冷凝器40所處的環(huán)境溫度的第三溫度傳感器(圖中未示出)，以及與第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器電連接的控制器，該控制器根據(jù)第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器測(cè)得的溫度值控制第二節(jié)流裝置60的開(kāi)度。
[0052]在環(huán)境溫度值大于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，控制器控制第二節(jié)流裝置60以開(kāi)度變化量Al調(diào)整第二節(jié)流裝置60的開(kāi)度，其中41可312-厶1'1，厶11為第一預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值，T3為熱交換裝置80的第四出口 80d處管路溫度值，T2為熱交換裝置80的第四入口 80b處管路溫度值。
[0053]當(dāng)環(huán)境溫度值小于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，控制器控制第二節(jié)流裝置60的目標(biāo)開(kāi)度為零，即關(guān)閉第二節(jié)流裝置60與壓縮機(jī)10的第二進(jìn)氣口 IOc之間連接的制冷劑流路。具體地，本實(shí)施例中，優(yōu)選預(yù)設(shè)溫度閾值為20?25。當(dāng)環(huán)境溫度小于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，開(kāi)啟第二節(jié)流裝置60并不能增加本熱回收裝置70的制熱量。
[0054]第二節(jié)流裝置60的目標(biāo)開(kāi)度為第二節(jié)流裝置60的開(kāi)度變化量Al與其原來(lái)實(shí)際開(kāi)度之和。
[0055]本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置第一溫度傳感器、第二溫度傳感器第三溫度傳感器和控制器從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)第二節(jié)流裝置60的開(kāi)度的精確控制，通過(guò)控制第二節(jié)流裝置60的開(kāi)度，從而確保進(jìn)入到壓縮機(jī)10的第二進(jìn)氣口 IOc中制冷劑過(guò)熱度，防止制冷劑液擊對(duì)壓縮機(jī)10造成損害。
[0056]進(jìn)一步地，本熱回收裝置70還包括設(shè)于冷凝器40盤(pán)管處的第四溫度傳感器(圖中未示出)以及設(shè)于壓縮機(jī)10的第一進(jìn)氣口 IOb處的第五溫度傳感器(圖中未示出)，第四溫度傳感器和第五溫度傳感器均與控制器電連接，該控制器根據(jù)第四溫度傳感器和第五溫度傳感器測(cè)得的溫度值控制第一節(jié)流裝置50的開(kāi)度。
[0057]具體地，在調(diào)整時(shí)，控制第一節(jié)流裝置50以開(kāi)度變化量A2調(diào)整第一節(jié)流裝置50的開(kāi)度，其中，Α2=Τ5-Τ4- Δ Τ2,ΔΤ2為第二預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值，Τ5為壓縮機(jī)10的第一進(jìn)氣口 IOb處管路溫度值，Τ4為冷凝器40的盤(pán)管溫度值。本實(shí)施例中，第二預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值Λ Τ2介于I至3之間。
[0058]另外，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，開(kāi)度控制的相關(guān)公式中均不含單位。
[0059]第一節(jié)流裝置50的目標(biāo)開(kāi)度為第一節(jié)流裝置50的開(kāi)度變化量Α2與其原來(lái)實(shí)際開(kāi)度之和。
[0060]本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置四溫度傳感器、第五溫度傳感器以及控制器，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)第一節(jié)流裝置50的開(kāi)度的精確控制，從而保證進(jìn)入到壓縮機(jī)10的第一進(jìn)氣口 IOb中制冷劑過(guò)熱度，防止制冷劑液擊對(duì)壓縮機(jī)10造成損害。
[0061]進(jìn)一步地，本熱回收裝置70還包括與控制器電連接的第六溫度傳感器(圖中未示出)，該第六溫度傳感器用于測(cè)量蒸發(fā)器30所處的環(huán)境溫度(對(duì)應(yīng)于熱泵空調(diào)系統(tǒng)為空調(diào)器)或蒸發(fā)器30的進(jìn)水口處溫度(對(duì)應(yīng)于熱泵空調(diào)系統(tǒng)為熱泵熱水機(jī))，該控制器根據(jù)第六溫度傳感器測(cè)得的溫度值控制第三節(jié)流裝置90的開(kāi)度。
[0062]根據(jù)預(yù)置的蒸發(fā)器30所處的環(huán)境溫度值或蒸發(fā)器30的進(jìn)水口處溫度值與第三節(jié)流裝置90的目標(biāo)開(kāi)度的映射關(guān)系控制第三節(jié)流裝置90的實(shí)際開(kāi)度。具體地，本實(shí)施例中，對(duì)第三節(jié)流裝置90設(shè)置多個(gè)開(kāi)度值，當(dāng)環(huán)境溫度值處于不同的區(qū)間時(shí)，對(duì)應(yīng)地第三節(jié)流裝置90開(kāi)啟不同的開(kāi)度。如環(huán)境溫度值在T7與T8之間時(shí)，將第三節(jié)流裝置90的開(kāi)度調(diào)整為A3 ;環(huán)境溫度值在T8與T9之間時(shí)，將第三節(jié)流裝置90的開(kāi)度調(diào)整為A4。
[0063]本實(shí)施例中，通過(guò)控制器控制第三節(jié)流裝置90的開(kāi)度，保證熱回收裝置70的作用，從而控制進(jìn)入到壓縮機(jī)10的第一進(jìn)氣口 IOb中制冷劑為一合理的過(guò)熱度，保證壓縮機(jī)10的制熱效率。
[0064]本發(fā)明進(jìn)一步提出一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法。
[0065]參照?qǐng)D7，圖7為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法第一實(shí)施例的流程示意圖。
[0066]本發(fā)明提出熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法的第一實(shí)施例。本實(shí)施例所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)為上述熱泵空調(diào)系統(tǒng)。本實(shí)施例中，熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟:
[0067]步驟S10，判斷冷凝器所處的環(huán)境溫度值是否大于預(yù)設(shè)溫度閾值；當(dāng)所述環(huán)境溫度值大于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，執(zhí)行步驟S20 ;當(dāng)所述環(huán)境溫度值小于或等于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，執(zhí)行步驟S30。
[0068]步驟S20，控制第二節(jié)流裝置以開(kāi)度變化量Al調(diào)整第二節(jié)流裝置的開(kāi)度；
[0069]其中，Α1=Τ3-Τ2- Λ Tl，Λ Tl為第一預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值，Τ3為熱交換裝置的第四出口處管路溫度值，Τ2為熱交換裝置的第四入口處管路溫度值；第一預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值介于I至3之間。
[0070]步驟S30，關(guān)閉第二節(jié)流裝置。
[0071]具體地，本實(shí)施例中，優(yōu)選預(yù)設(shè)溫度閾值為20?25。當(dāng)環(huán)境溫度值小于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，開(kāi)啟第二節(jié)流裝置并不能增加熱回收裝置的制熱量。
[0072]本實(shí)施例中提出的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，通過(guò)控制第二節(jié)流裝置的開(kāi)度，從而確保進(jìn)入到壓縮機(jī)的第二進(jìn)氣口中制冷劑過(guò)熱度，防止制冷劑液擊對(duì)壓縮機(jī)造成損害。
[0073]參照?qǐng)D8，圖8為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法第二實(shí)施例的流程示意圖。
[0074]本發(fā)明提出熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法的第二實(shí)施例。本實(shí)施例與上述實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中還包括:
[0075]步驟S40，控制第一節(jié)流裝置以開(kāi)度變化量Α2調(diào)整第一節(jié)流裝置的開(kāi)度。
[0076]其中，Α2=Τ5-Τ4- Δ Τ2,ΔΤ2為第二預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值，Τ5為壓縮機(jī)的第一進(jìn)氣口處管路溫度值，Τ4為冷凝器的盤(pán)管溫度值。第二預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值Λ Τ2介于I至3之間。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，步驟S40可放在步驟S10、S20或S30之前或之后均可，本實(shí)施例僅以放于步驟S30之后為例說(shuō)明。
[0077]本實(shí)施例中提出的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，通過(guò)對(duì)第一節(jié)流裝置的開(kāi)度的精確控制，從而保證進(jìn)入到壓縮機(jī)的第一進(jìn)氣口中制冷劑過(guò)熱度，防止制冷劑液擊對(duì)壓縮機(jī)造成損害。
[0078]參照?qǐng)D9，圖9為本發(fā)明熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法第三實(shí)施例的流程示意圖。
[0079]本發(fā)明提出熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法的第三實(shí)施例。本實(shí)施例與上述實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中還包括:
[0080]步驟S50，根據(jù)預(yù)置的蒸發(fā)器所處的環(huán)境溫度值(對(duì)應(yīng)于熱泵空調(diào)系統(tǒng)為空調(diào)器)或蒸發(fā)器的進(jìn)水口處溫度值(對(duì)應(yīng)于熱泵空調(diào)系統(tǒng)為熱泵熱水機(jī))與第三節(jié)流裝置的目標(biāo)開(kāi)度的映射關(guān)系，控制第三節(jié)流裝置的實(shí)際開(kāi)度。[0081]具體地，本實(shí)施例中，對(duì)第三節(jié)流裝置設(shè)置多個(gè)開(kāi)度值，當(dāng)環(huán)境溫度值處于不同的區(qū)間時(shí)，對(duì)應(yīng)地第三節(jié)流裝置開(kāi)啟不同的開(kāi)度。
[0082]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，步驟S50可放在步驟S10、S20、S30和S40之前或之后均可，本實(shí)施例僅以放于步驟S40之后為例說(shuō)明。
[0083]本實(shí)施例中，通過(guò)控制第三節(jié)流裝置的開(kāi)度，從而保證熱回收裝置的作用，從而控制進(jìn)入到壓縮機(jī)的第一進(jìn)氣口中制冷劑為一合理的過(guò)熱度，保證壓縮機(jī)的制熱效率。
[0084]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮機(jī)、四通閥、蒸發(fā)器、冷凝器、第一節(jié)流裝置、第二節(jié)流裝置、熱回收裝置以及熱交換裝置，其中， 所述熱回收裝置設(shè)有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一入口和第一出口之間的第一通道與所述第二入口和第二出口之間的第二通道相互獨(dú)立；所述熱交換裝置設(shè)有第三入口、第四入口、第三出口和第四出口，所述第三入口和第三出口之間的第三通道與所述第四入口和第四出口之間的第四通道相互獨(dú)立；所述壓縮機(jī)為噴氣增焓壓縮機(jī)； 所述壓縮機(jī)的排氣口與所述四通閥的第一端連接，第一進(jìn)氣口與所述第一出口連接，所述第一入口與所述四通閥的第二端連接；所述蒸發(fā)器的一端與所述四通閥的第三端連接，另一端與所述第二入口連接；所述第二出口與第三入口連接，所述第三出口依次經(jīng)所述第一節(jié)流裝置和冷凝器與所述四通閥的第四端連接；所述第二節(jié)流裝置的一端與所述第二出口連接，另一端與所述第四入口連接；所述第四出口與所述壓縮機(jī)的第二進(jìn)氣口連接；位于所述第一通道中的制冷劑和位于所述第二通道中的制冷劑在所述熱回收裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換；位于所述第三通道中的制冷劑和位于所述第四通道中的制冷劑在所述熱交換裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換。
2.如權(quán)利要求1所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述四通閥的第一端為D管，第二端為S管,第三端為C管,第四端為E管。
3.如權(quán)利要求1所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于所述蒸發(fā)器與第二入口之間的第三節(jié)流裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述熱回收裝置包括殼體以及位于所述殼體內(nèi)且相互獨(dú)立設(shè)置的第一盤(pán)管和第二盤(pán)管，所述第一盤(pán)管和第二盤(pán)管分別形成所述第一通道和第二通道，所述殼體內(nèi)填充有傳熱介質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)于所述第四出口上的第一溫度傳感器、設(shè)于所述第四入口上的第二溫度傳感器、用于測(cè)量所述冷凝器所處的環(huán)境溫度的第三溫度傳感器，以及與所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器電連接的控制器，該控制器根據(jù)所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器測(cè)得的溫度值控制所述第二節(jié)流裝置的開(kāi)度。
6.如權(quán)利要求5所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)于所述冷凝器盤(pán)管處的第四溫度傳感器以及設(shè)于所述壓縮機(jī)的第一進(jìn)氣口處的第五溫度傳感器，所述第四溫度傳感器和第五溫度傳感器均與所述控制器電連接，該控制器根據(jù)所述第四溫度傳感器和第五溫度傳感器測(cè)得的溫度值控制所述第一節(jié)流裝置的開(kāi)度。
7.如權(quán)利要求5所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述控制器電連接的第六溫度傳感器，該第六溫度傳感器用于測(cè)量所述蒸發(fā)器所處的環(huán)境溫度或所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口處溫度，該控制器根據(jù)所述第六溫度傳感器測(cè)得的溫度值控制所述第三節(jié)流裝置的開(kāi)度。
8.一種基于權(quán)利要求1至7中的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 判斷冷凝器所處的環(huán)境溫度值是否大于預(yù)設(shè)溫度閾值； 若所述環(huán)境溫度值大于預(yù)設(shè)溫度閾值，則控制第二節(jié)流裝置以開(kāi)度變化量Al調(diào)整第二節(jié)流裝置的開(kāi)度，其中41可312-厶1'1，厶11為第一預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值，T3為熱交換裝置的第四出口處管路溫度值，T2為熱交換裝置的第四入口處管路溫度值。
9.如權(quán)利要求8所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，還包括: 控制第一節(jié)流裝置以開(kāi)度變化量A2調(diào)整第一節(jié)流裝置的開(kāi)度，其中，Α2=Τ5-Τ4- Δ T2，Δ T2為第二預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值，T5為壓縮機(jī)的第一進(jìn)氣口處管路溫度值，T4為冷凝器的盤(pán)管溫度值。
10.如權(quán)利要求9所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，還包括: 根據(jù)預(yù)置的蒸發(fā)器所處的環(huán)境溫度值或蒸發(fā)器的進(jìn)水口處溫度值與第三節(jié)流裝置的目標(biāo)開(kāi)度的映射關(guān)系，控制第三節(jié)流裝置的實(shí)際開(kāi)度。
11.如權(quán)利要求9所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值和 第二預(yù)設(shè)目標(biāo)過(guò)熱度溫差值均介于I至3之間。
【文檔編號(hào)】F25B49/02GK103542606SQ201310534947
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】吳靜龍, 王洪 申請(qǐng)人:Tcl空調(diào)器(中山)有限公司