一種熱泵系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱泵系統(tǒng)及其控制方法，其包括壓縮機(jī)、第一四通閥、第二四通閥、第一冷凝器、第二冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器；其中第一冷凝器串聯(lián)在壓縮機(jī)與第一四通閥之間，本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)在其控制方法的控制下可在低溫制熱模式、高溫制熱模式和除霜模式下進(jìn)行自由切換。本發(fā)明的一種熱泵系統(tǒng)及其控制方法，具有制熱效率高、水溫波動(dòng)范圍小、有效保護(hù)壓縮機(jī)和四通閥等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種熱泵系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱泵系統(tǒng)及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的熱泵系統(tǒng)主要存在以下幾方面的缺陷:
一、當(dāng)儲(chǔ)水箱的水溫高于43°C時(shí)，進(jìn)行吸熱和放熱循環(huán)的制冷劑系統(tǒng)由于外部環(huán)境溫度較高，使得冷凝器難以進(jìn)行放熱，從而導(dǎo)致制冷劑系統(tǒng)的壓力較高，使制冷劑難以有效地進(jìn)行吸熱和放熱循環(huán)，從而使制冷劑系統(tǒng)的制熱量下降；
二、當(dāng)對儲(chǔ)水箱進(jìn)行補(bǔ)充自來水時(shí)，由于自來水與儲(chǔ)水箱內(nèi)的水溫差較大，從而容易引起儲(chǔ)水箱內(nèi)的水溫不均勻以及溫度波動(dòng)大；
三、當(dāng)對熱泵系統(tǒng)進(jìn)行化霜時(shí)，會(huì)對儲(chǔ)水箱內(nèi)已經(jīng)加熱的熱水進(jìn)行制冷，從而降低制熱效率；
四、當(dāng)儲(chǔ)水箱的傳感器出現(xiàn)溫度偏差時(shí)，排氣溫度往往高于正常值，壓縮機(jī)長時(shí)間的排氣溫度過高，會(huì)對壓縮機(jī)和四通閥造成損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述所提及的技術(shù)問題，提供一種制熱效率高、水溫波動(dòng)范圍小、有效保護(hù)壓縮機(jī)和四通閥的熱泵系統(tǒng)及其控制方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述的目的，熱泵系統(tǒng)是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種熱泵系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、第一四通閥、第二四通閥、第一冷凝器、第二冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器；
所述壓縮機(jī)具有高壓排氣口和低壓吸氣口 ；
所述第一四通閥具有A連接口、B連接口、C連接口和D連接口 ；
所述第二四通閥具有E連接口、F連接口、G連接口和H連接口 ；
所述節(jié)流裝置具有I連接口和J連接口，其中，J連接口與H連接口相連接，J連接口與H連接口相連接的通路上設(shè)置有第一單向閥；
所述蒸發(fā)器的兩端分別與D連接口和I連接口連接；
所述第一冷凝器的兩個(gè)連通口分別與高壓排氣口和A連接口進(jìn)行連接；
所述第二冷凝器的兩個(gè)連通口分別與F連接口和J連接口相連接，其中，第二冷凝器與J連接口連接構(gòu)成的通路上設(shè)置有第一電磁閥；
B連接口與E連接口相連接，C連接口和G連接口均與低壓吸氣口相連接。
[0005]優(yōu)選的，還包括中溫水箱和高溫水箱，中溫水箱的水通過第一循環(huán)水回路與第二冷凝器熱交換，高溫水箱內(nèi)的水通過第二循環(huán)水回路與第一冷凝器熱交換。
[0006]優(yōu)選的，所述第一循環(huán)水回路、第二循環(huán)水回路上均設(shè)置有第一過濾器、第一水泵、第二單向閥和水液開關(guān)。
[0007]優(yōu)選的，所述第二冷凝器的進(jìn)水口還連接有第一補(bǔ)水支路，第一補(bǔ)水支路與外部自來水系統(tǒng)連接，第一補(bǔ)水支路上設(shè)置有第二電磁閥；所述第一冷凝器的進(jìn)水口與中溫水箱之間還連接有第二補(bǔ)水支路，第二補(bǔ)水支路上設(shè)置有第二過濾器、第二水泵和第三電磁閥。
[0008]優(yōu)選的，所述節(jié)流裝置的J連接口上還連接有第一三通接頭，第一三通接頭的三個(gè)連通口分別與所述第一單向閥、所述第一電磁閥和J連接口連接；第一三通接頭與J連接口構(gòu)造成的通路上還設(shè)置有儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐和節(jié)流裝置之間、蒸發(fā)器與節(jié)流裝置之間均串聯(lián)有第三過濾器。
[0009]優(yōu)選的，所述低壓吸氣口上還連接有第二三通接頭，第二三通接頭的三個(gè)連通口分別與C連接口、G連接口和低壓吸氣口連接；第二三通接頭與低壓吸氣口構(gòu)造成的通路上還設(shè)置有氣液分離器。
[0010]優(yōu)選的，所述高壓排氣口與第一冷凝器連接構(gòu)成的通路上設(shè)置有減震管。
[0011]優(yōu)選的，還包括高低壓溫度表，高低壓溫度表分別與高壓排氣口、低壓吸氣口相連接。
[0012]為實(shí)現(xiàn)對上述的熱泵系統(tǒng)進(jìn)行控制，上述的熱泵系統(tǒng)是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
熱泵系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用如上述任一種熱泵系統(tǒng)在低溫制熱模式、高溫制熱模式和除霜模式下進(jìn)行切換，其中，
啟動(dòng)低溫制熱模式時(shí)，操作第一四通閥，使A連接口與B連接口相連通、C連接口與D連接口相連通；操作第二四通閥的E連接口與H連接口相連通、F連接口與G連接口相連通；關(guān)閉第一電磁閥；
啟動(dòng)高溫制熱模式時(shí)，操作第一四通閥，使A連接口與B連接口相連通、C連接口與D連接口相連通；操作第二四通閥的E連接口與F連接口相連通、G連接口與H連接口相連通；打開第一電磁閥；
啟動(dòng)除霜模式時(shí)，操作第一四通閥，使A連接口與D連接口相連通、B連接口與C連接口相連通；操作第二四通閥的E連接口與H連接口相連通、F連接口與G連接口相連通；打開第一電磁閥。
[0013]有益效果是:本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)及其控制方法，通過將第一冷凝器串接在壓縮機(jī)的高壓排氣口與第一四通閥之間，使壓縮機(jī)排出的高溫制冷劑在經(jīng)過第一冷凝器時(shí)釋放了部分熱量后再通過第一四通閥，使通過第一冷凝器的制冷劑溫度有所降低，從而防止了制冷劑的溫度超出第一四通閥的密封滑塊的最高承受溫度，避免密封滑塊熔化或變形，從而延長了第一四通閥的使用壽命；通過設(shè)置第二冷凝器和第二四通閥，使得熱泵系統(tǒng)在除霜模式下不會(huì)對高溫水箱內(nèi)的水進(jìn)行制冷，防止對已經(jīng)加熱至高溫的水進(jìn)行冷卻，有效地提高了熱泵系統(tǒng)的加熱效率；通過設(shè)置第一冷凝器、第二冷凝器、高溫水箱和中溫水箱，可以使高溫水箱內(nèi)的水達(dá)到43°C后，有效地使制冷劑的系統(tǒng)壓力降低，從而提高制冷劑的熱交換效率，并提升熱泵系統(tǒng)的制熱能效，此外，由于可以利于第二冷凝器對常溫水進(jìn)行預(yù)加熱，從而防止補(bǔ)入高溫水箱內(nèi)的水出現(xiàn)溫差過大的情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)的原理圖；
圖2為圖1中的制冷劑循環(huán)系統(tǒng)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0016]如圖1-圖2所示的熱泵系統(tǒng)1，包括壓縮機(jī)2、第一四通閥41、第二四通閥42、第一冷凝器31、第二冷凝器32、節(jié)流裝置5和蒸發(fā)器6。制冷劑在壓縮機(jī)2、第一四通閥41、第二四通閥42、第一冷凝器31、第二冷凝器32、節(jié)流裝置5、蒸發(fā)器6之間進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，上述各部件之間通過管路進(jìn)行連接，優(yōu)選為采用銅管，以下將詳細(xì)介紹上述各部件之間的連接關(guān)系。
[0017]壓縮機(jī)2具有高壓排氣口 22和低壓吸氣口 21，制冷劑在從低壓吸氣口 21進(jìn)入壓縮機(jī)2，并經(jīng)壓縮機(jī)2壓縮后從高壓排氣口 22中排出。
[0018]第一四通閥41為普通的二位四通電磁閥，其具有A連接口 411、B連接口 412、C連接口 413和D連接口 414。
[0019]第二四通閥42為普通的二位四通電磁閥，其具有E連接口 421、F連接口 422、G連接口 423和H連接口 424。
[0020]節(jié)流裝置5具有I連接口 51和J連接口 52，J連接口 52與H連接口 424相連接，其中，J連接口 52與H連接口 424相連接的通路上設(shè)置有只允許制冷劑從H連接口 424流向J連接口 52的第一單向閥71。
[0021]蒸發(fā)器6的兩端分別與D連接口 414和I連接口 51連接，從而使得蒸發(fā)器6與節(jié)流裝置5形成串聯(lián)。
[0022]第一冷凝器31的兩個(gè)連通口分別與高壓排氣口 22和A連接口 411進(jìn)行連接。
[0023]第二冷凝器32的兩個(gè)連通口分別與F連接口 422和J連接口 52相連接，其中，第二冷凝器32與J連接口 52連接構(gòu)成的通路上設(shè)置有第一電磁閥81。也就是，第二冷凝器32與第一電磁閥81串聯(lián)，第二冷凝器32與第一單向閥71并聯(lián)。
[0024]B連接口 412與E連接口相連接，C連接口 413和G連接口 423均與低壓吸氣口21相連接。
[0025]優(yōu)選的，還包括中溫水箱34和高溫水箱33，中溫水箱34的水通過第一循環(huán)水回路35與第二冷凝器32熱交換，高溫水箱33內(nèi)的水通過第二循環(huán)水回路36與第一冷凝器31熱交換。
[0026]優(yōu)選的，第一循環(huán)水回路35、第二循環(huán)水回路36上均沿水的流動(dòng)方向依次設(shè)置有第一過濾器74、第一水泵73、第二單向閥72和水液開關(guān)70。第一循環(huán)水回路35用于將中溫水箱34內(nèi)的水與第二冷凝器32進(jìn)行熱交換，第二循環(huán)水回路36用于將高溫水箱33內(nèi)的水與第一冷凝器31進(jìn)行熱交換。
[0027]優(yōu)選的，第二冷凝器32的進(jìn)水口還連接有第一補(bǔ)水支路37，第一補(bǔ)水支路37與外部自來水系統(tǒng)80連接，第一補(bǔ)水支路37上設(shè)置有第二電磁閥82。第一補(bǔ)水支路37用于將外部自來水系統(tǒng)80中的水補(bǔ)入到中溫水箱34內(nèi)，第二電磁閥82用于控制外部自來水進(jìn)入第一循環(huán)水回路35。第一冷凝器31的進(jìn)水口與中溫水箱34之間還連接有第二補(bǔ)水支路38,第二補(bǔ)水支路38上設(shè)置有第二過濾器85、第二水泵84和第三電磁閥83。第二補(bǔ)水支路38用于將中溫水箱34內(nèi)的水補(bǔ)入到高溫水箱33內(nèi)，第三電磁閥83用于控制中溫水箱34內(nèi)的水進(jìn)入高溫水箱33內(nèi)。
[0028]優(yōu)選的，為便于將第一單向閥71和第一電磁閥81同時(shí)連接到節(jié)流裝置5的J連接口 52上，節(jié)流裝置5的J連接口 52還連接有第一三通接頭，第一三通接頭的三個(gè)連通口分別與第一單向閥71、第一電磁閥81和J連接口 52連接；第一三通接頭與J連接口 52構(gòu)造成的通路上還設(shè)置有儲(chǔ)液罐91，儲(chǔ)液罐91和節(jié)流裝置5之間、蒸發(fā)器6與節(jié)流裝置5之間均串聯(lián)有第三過濾器93。儲(chǔ)液罐91用于防止液態(tài)狀的制冷劑進(jìn)入到節(jié)流裝置5，避免造成“閃發(fā)”現(xiàn)象。
[0029]優(yōu)選的，為便于將C連接口 413、G連接口 423同時(shí)連接到低壓吸氣口 21上，低壓吸氣口 21上還連接有第二三通接頭，第二三通接頭的三個(gè)連通口分別與C連接口 413、G連接口 423和低壓吸氣口 21連接；第二三通接頭與低壓吸氣口 21構(gòu)造成的通路上還設(shè)置有氣液分離器92。設(shè)置氣液分離器92能防止液態(tài)的制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)2的壓縮腔內(nèi)，避免出現(xiàn)“液擊”現(xiàn)象。
[0030]優(yōu)選的，高壓排氣口 22與第一冷凝器31連接構(gòu)成的通路上設(shè)置有減震管95。
[0031]優(yōu)選的，還包括高低壓溫度表，高低壓溫度表94分別與高壓排氣口 22、低壓吸氣口 21相連接。
[0032]熱泵系統(tǒng)I的控制方法，應(yīng)用如上述所述的熱泵系統(tǒng)1，可在低溫制熱模式、高溫制熱模式和除霜模式下進(jìn)行切換。
[0033]啟動(dòng)低溫制熱模式時(shí)，操作第一四通閥41，使A連接口 411與B連接口 412相連通、C連接口 413與D連接口 414相連通；操作第二四通閥42的E連接口 421與H連接口424相連通、F連接口 422與G連接口 423相連通；關(guān)閉第一電磁閥81 ；
啟動(dòng)高溫制熱模式時(shí)，操作第一四通閥41，使A連接口 411與B連接口 412相連通、C連接口 413與D連接口 414相連通；操作第二四通閥42的E連接口 421與F連接口 422相連通、G連接口 423與H連接口 424相連通；打開第一電磁閥81 ；
啟動(dòng)除霜模式時(shí)，操作第一四通閥41，使A連接口 411與D連接口 414相連通、B連接口 412與C連接口 413相連通；操作第二四通閥42的E連接口 421與H連接口 424相連通、F連接口 422與G連接口 423相連通；打開第一電磁閥81。
[0034]當(dāng)高溫水箱33內(nèi)的水溫低于43°C時(shí)，啟用低溫制熱模式；當(dāng)高溫水箱33內(nèi)的水溫高于43°C時(shí)，可啟用高溫制熱模式；當(dāng)環(huán)境溫度低于_5°C時(shí)可間斷性啟用除霜模式。
[0035]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而并非對其進(jìn)行限制，凡未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱泵系統(tǒng)，其特征在于:包括壓縮機(jī)(2)、第一四通閥(41)、第二四通閥(42)、第一冷凝器(31)、第二冷凝器(32 )、節(jié)流裝置(5 )和蒸發(fā)器(6 ); 所述壓縮機(jī)(2)具有高壓排氣口(22)和低壓吸氣口(21)； 所述第一四通閥(41)具有A連接口(411)、B連接口(412)、C連接口(413)和D連接口(414)； 所述第二四通閥(42)具有E連接口(421)、F連接口(422)、G連接口(423)和H連接口(424)； 所述節(jié)流裝置(5)具有I連接口(51)和J連接口(52)，其中，J連接口(52)與H連接口( 424 )相連接，J連接口( 52 )與H連接口( 424 )相連接的通路上設(shè)置有第一單向閥(71); 所述蒸發(fā)器(6)的兩端分別與D連接口(414)和I連接口(51)連接； 所述第一冷凝器(31)的兩個(gè)連通口分別與高壓排氣口(22)和A連接口(411)進(jìn)行連接； 所述第二冷凝器(32 )的兩個(gè)連通口分別與F連接口( 422 )和J連接口( 52 )相連接，其中，第二冷凝器(32 )與J連接口( 52 )連接構(gòu)成的通路上設(shè)置有第一電磁閥(81); B連接口(412)與E連接口相連接，C連接口(413)和G連接口(423)均與低壓吸氣口(21)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種熱泵系統(tǒng)，其特征在于:還包括中溫水箱(34)和高溫水箱(33)，中溫水箱(34)的水通過第一循環(huán)水回路(35)與第二冷凝器(32)熱交換，高溫水箱(33)內(nèi)的水通過第二循環(huán)水回路(36)與第一冷凝器(31)熱交換。
3.如權(quán)利要求2所述的一種熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述第一循環(huán)水回路(35)、第二循環(huán)水回路(36)上均設(shè)置有第一過濾器(74)、第一水泵(73)、第二單向閥(72)和水液開關(guān)(70)。
4.如權(quán)利要求2所述的一種熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述第二冷凝器(32)的進(jìn)水口還連接有第一補(bǔ)水支路(37 )，第一補(bǔ)水支路(37 )與外部自來水系統(tǒng)(80 )連接，第一補(bǔ)水支路(37)上設(shè)置有第二電磁閥(82);所述第一冷凝器(31)的進(jìn)水口與中溫水箱(34)之間還連接有第二補(bǔ)水支路(38)，第二補(bǔ)水支路(38)上設(shè)置有第二過濾器(85)、第二水泵(84)和第三電磁閥(83)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述節(jié)流裝置(5)的J連接口(52)上還連接有第一三通接頭，第一三通接頭的三個(gè)連通口分別與所述第一單向閥(71)、所述第一電磁閥(81)和J連接口(52)連接；第一三通接頭與J連接口(52)構(gòu)造成的通路上還設(shè)置有儲(chǔ)液罐(91)，儲(chǔ)液罐(91)和節(jié)流裝置(5)之間、蒸發(fā)器(6)與節(jié)流裝置(5)之間均串聯(lián)有第三過濾器(93)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述低壓吸氣口(21)上還連接有第二三通接頭，第二三通接頭的三個(gè)連通口分別與C連接口(413)、G連接口(423)和低壓吸氣口(21)連接；第二三通接頭與低壓吸氣口(21)構(gòu)造成的通路上還設(shè)置有氣液分離器(92)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述高壓排氣口(22)與第一冷凝器(31)連接構(gòu)成的通路上設(shè)置有減震管(95 )。
8.如權(quán)利要求1所述的一種熱泵系統(tǒng)，其特征在于:還包括高低壓溫度表(94)，高低壓溫度表(94)分別與高壓排氣口(22)、低壓吸氣口(21)相連接。
9.一種熱泵系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:應(yīng)用如權(quán)利要求1-9任一所述的一種熱泵系統(tǒng)在低溫制熱模式、高溫制熱模式和除霜模式下進(jìn)行切換，其中， 啟動(dòng)低溫制熱模式時(shí)，操作第一四通閥(41)，使A連接口(411)與B連接口(412)相連通、C連接口(413)與D連接口(414)相連通；操作第二四通閥(42)的E連接口(421)與H連接口(424)相連通、F連接口(422)與G連接口(423)相連通；關(guān)閉第一電磁閥(81)；啟動(dòng)高溫制熱模式時(shí)，操作第一四通閥(41)，使A連接口(411)與B連接口(412)相連通、C連接口(413)與D連接口(414)相連通；操作第二四通閥(42)的E連接口(421)與F連接口(422)相連通、G連接口(423)與H連接口(424)相連通；打開第一電磁閥(81)； 啟動(dòng)除霜模式時(shí)，操作第一四通閥(41)，使A連接口(411)與D連接口(414)相連通、B連接口(412)與C連接口(413)相連通；操作第二四通閥(42)的E連接口(421)與H連接口(424)相連通、F連接口(422)與G連接口(423)相連通；打開第一電磁閥(81)。
【文檔編號(hào)】F25B41/04GK104390385SQ201410642388
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】江友飛, 陳榮鍵 申請人:江門市凱立信電氣科技有限公司