一種三聯供空調熱泵熱水機組及其控制方法
2023-09-16 12:17:00 1
專利名稱：一種三聯供空調熱泵熱水機組及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種熱泵熱水機組及其控制方法，尤其涉及一種三聯供空 調熱泵熱水機組及其除霜控制方法。
背景技術：
當三聯供空調熱泵熱水機組為家用型時，無論是單獨採暖運行、採暖 加制熱水運行或單獨制熱水運行的除霜，製冷採暖用熱交換器均無法吸收 熱量進行除霜，只能依靠壓縮機本身消耗功率的熱量進行除霜，由於家用 設備一般為小型設備，對除霜時間長度無較高要求，因此對製冷採暖用熱 交換器並無明顯的損害。但當三聯供空調熱泵熱水機組為大型設備(如三 聯供大型中央空調設備)時，處於單獨制熱水採暖除霜運行狀態下，製冷 採暖用熱交換器中無熱水流過，此時製冷採暖用熱交換器無法從外界吸收 熱量，設備不能正常運行，而且製冷採暖用熱交換器有被凍裂的危險。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種除霜時間短、除霜效率高、故障 率低、性能穩定的三聯供空調熱泵熱水機組及其控制方法。 為了解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案
一種三聯供空調熱泵熱水機組，包括通過管路連通的壓縮機、第一四 通換向閥、熱水加熱用熱交換器、第二四通換向閥、從外界環境吸放熱用 熱交換器、二號過濾器、節流裝置、 一號過濾器、製冷採暖用熱交換器、 氣液分離器及控制各部件協調動作的中央控制器，熱水加熱用熱交換器兩 端通過管路連通有保溫水箱。所述第一四通換向閥具有入口 Dl及接口 Cl、
Sl、 El，第二四通換向閥具有入口 D2及接口 C2、 S2、 E2，第一四通換向閥 入口 Dl與壓縮機輸出端連通，接口 Cl與熱水加熱用熱交換器一端連接， 接口 Sl與氣液分離器輸入端連接，接口 El通過二號止回閥與第二四通換 向閥入口 D2連通；第二四通換向閥入口 D2通過一號止回閥與熱水加熱用熱交換器一端連接，接口 S2與氣液分離器輸入端連接，從外界環境吸放 熱用熱交換器、二號過濾器、節流裝置、 一號過濾器及製冷採暖用熱交換
器依次串聯於接口 C2與接口 E2之間的管路中；製冷採暖用熱交換器兩端
通過管路連接有製冷採暖循環水泵、蓄能水箱。
所述從外界環境吸放熱用熱交換器上設置有溫度傳感器，蓄能水箱上 設置有熱水溫度傳感器，各溫度傳感器均與中央控制器連接。於連接蓄能 水箱及製冷採暖循環水泵的管路中還連接有除霜電動閥。當中央空調不用 電動閥控制水的流通，且在冬季可不排空中央空調系統中水的情況時，可 不設置除霜電動閥。
所述的三聯供空調熱泵熱水機組的控制方法是在熱泵熱水機組運行 時，製冷劑均會通過三個熱交換器，即熱水加熱用熱交換器、從外界環境
空氣吸放熱用熱交換器及製冷採暖用熱交換器；中央控制器通過對管路中 各部件的控制，使熱泵熱水機組可進行單獨製冷、製冷加制熱水、單獨制 熱水及單獨制熱水除霜、單獨採暖及單獨採暖除霜、採暖加制熱水及採暖 加制熱水除霜五種運行狀態。
當為單獨制熱水運行狀態，且從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度 傳感器檢測到從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度低於設定溫度區間 Tl下限，且蓄能水箱上的溫度傳感器檢測到蓄能水箱中的水溫低於水溫設 定區間T2下限時，啟動製冷採暖循環與除霜電動閥，對蓄能水箱中的水 進行蓄能。當為非單獨制熱水運行狀態，或從外界環境吸放熱用熱交換器 上的溫度傳感器檢測到從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度高於設定 溫度區間Tl上限，或蓄能水箱中的溫度傳感器檢測到水箱中的水溫高於 水溫設定區間T2上限時，關閉除霜電動閥，結束對蓄能水箱中水的蓄能。
當為單獨制熱水運行，從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度傳感器 檢測到從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度連續設定時間TA低於設定 溫度區間T3下限時，轉入單獨制熱水除霜運行狀態，啟動製冷循環水泵 與除霜電動閥，蓄能水箱中的水提供除霜能量；中央控制器控制第一四通 換向闊、第二四通換向閥動作及其他部件作相應配合動作，使製冷劑按如下流程循環壓縮機一第一四通換向閥一二號止回閥一第二四通換向閥一 從外界環境吸放熱用熱交換器一二號過濾器一節流裝置—一號過濾器— 製冷採暖用熱交換器一第二四通換向閥一氣液分離器一壓縮機。當從外界 環境吸放熱用熱交換器上的溫度傳感器檢測到從外界環境吸放熱用熱交 換器上的溫度連續設定時間TB高於設定溫度區間T3上限，或蓄能水箱中
的水溫低於設定值T4時，結束單獨制熱水除霜，轉入單獨制熱水運行狀態。
本發明在管路中設置了蓄能水箱及除霜電動閥，通過中央控制器的控 制，使蓄能水箱中的水在且僅在除霜開始前進行蓄能，使水的溫度達到設
定值，避免蓄能水箱中的水一直保持較高溫度導致過多的熱量散失；蓄能 水箱通過容積的控制，具有膨脹水箱的功能， 一般中央空調系統中的膨脹 水箱、膨脹罐或補水穩壓設備可取消，節省了成本。另外，由於管路中增 加了蓄能水箱，當設備在單獨制熱水除霜運行狀態時，製冷採暖用熱交換 器可從外界環境吸收熱量，縮短除霜時間，提高了除霜效率，而且有效避 免製冷採暖用熱交換器被凍裂的危險。
附圖1為本發明各部件間的基本連通關係示意圖。
具體實施例方式
為了便於本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本發明作
進一步的說明
一種三聯供空調熱泵熱水機組，包括通過管路連通的壓縮機、第一四
通換向閥l、熱水加熱用熱交換器2、第二四通換向閥3、從外界環境吸放 熱用熱交換器4、 二號過濾器5、節流裝置6、 一號過濾器7、製冷採暖用 熱交換器8、氣液分離器及控制各部件協調動作的中央控制器，熱水加熱 用熱交換器2兩端通過管路連通有保溫水箱。所述第一四通換向閥1具有 入口 Dl及接口 Cl、 Sl、 El，第二四通換3向閥具有入口 D2及接口 C2、 S2、 E2，第一四通1換向閥入口 Dl與壓縮機輸出端連通，接口 Cl與熱水 加熱用熱交換器2 —端連接，接口 Sl與氣液分離器輸入端連接，接口 El通過二號止回閥9與第二四通換向閥3入口 D2連通；第二四通換向閥3 入口 D2通過一號止回閥10與熱水加熱用熱交換器2 —端連接，接口 S2 與氣液分離器輸入端連接，從外界環境吸放熱用熱交換器4、 二號過濾器 5、節流裝置6、 一號過濾器7及製冷採暖用熱交換器8依次串聯於接口 C2與接口 E2之間的管路中；製冷採暖用熱交換器8兩端通過管路連接有 製冷採暖循環水泵15、蓄能水箱12及除霜電動閥14。當中央空調不用電 動閥控制水的流通，且在冬季可不排空中央空調系統中水的情況時，可不 設置除霜電動閥。於從外界環境吸放熱用熱交換器4上設置有溫度傳感器 13，蓄能水箱上裝設有熱水溫度傳感器14，各傳感器均與中央控制器連接。
本發明還公開了一種三聯供空調熱泵熱水機組的控制方法，設備在運 行時，製冷劑均會通過所述三個熱交換器，即熱水加熱用熱交換器2、從 外界環境吸放熱用熱交換器4及製冷採暖用熱交換器8;中央控制器通過 對第一四通換向閥l、第二四通換向閥3及其他部件的控制，使本發明可 進行單獨製冷、製冷加制熱水、單獨制熱水及單獨制熱水除霜、單獨採暖 及單獨採暖除霜、採暖加制熱水及採暖加制熱水除霜五種運行狀態。
當設備處於單獨制熱水運行狀態，且從外界環境吸放熱用熱交換器4 上的溫度傳感器13檢測到從外界環境吸放熱用熱交換器4上的溫度低於 設定溫度區間Tl下限(如低於-廣C )，且蓄能水箱12上的溫度傳感器14 檢測到蓄能水箱12中的水溫低於水溫設定區間T2下限(如低於2(TC )時， 啟動製冷採暖循環水泵11與除霜電動閥15，對蓄能水箱12中的水進行蓄 能。通過中央控制器的控制，使蓄能水箱12中的水在且僅在除霜開始前 進行蓄能，達到設定溫度，避免了蓄能水箱12中的水一直保持較高溫度 導致過多的熱量散失。當設備處於非單獨制熱水運行狀態，或從外界環境 吸放熱用熱交換器4上的溫度傳感器13檢測到從外界環境吸放熱用熱交 換器4上的溫度高於設定溫度區間Tl上限(如高於1°C )，或蓄能水箱12 上的溫度傳感器14檢測到水箱中的水溫高於水溫設定區間T2上限(如高 於30。C)時，關閉除霜電動閥15，結束對蓄能水箱12中水的蓄能。
當為單獨制熱水運行，從外界環境吸放熱用熱交換器4上的溫度傳感器13檢測到從外界環境吸放熱用熱交換器4上的溫度連續設定時間TA(如 50分鐘)低於設定溫度區間T3下限(如低於-2°C )時，轉入單獨制熱水 除霜運行狀態，啟動製冷循環水泵11與除霜電動閥15，蓄能水箱12中的 水提供除霜所需能量；中央控制器控制第一四通換向閥1、第二四通換向 閥3動作及其他部件作相應配合動作，使製冷劑按如下流程循環壓縮機 —第一四通換向閥1 —二號止回閥9—第二四通換向閥3—從外界環境吸放 熱用熱交換器4—二號過濾器5—節流裝置6——號過濾器7—製冷採暖用 熱交換器8—第二四通換向閥3—氣液分離器一壓縮機。當從外界環境吸 放熱用熱交換器4上的溫度傳感器13檢測到從外界環境吸放熱用熱交換 器4上的溫度連續設定時間TB (如15秒)高於設定溫度區間T3上限(如 高於15°C)，或蓄能水箱12中的水溫低於溫度設定值T4 (如6°C )時，結 束單獨制熱水除霜，轉入單獨制熱水運行狀態。
當設備處於單獨採暖運行，檢測到需要除霜(如從外界環境吸放熱用 熱交換器2上溫度連續50分鐘低於-2°C)時，設備轉入單獨採暖除霜運 行狀態；此時通過第一四通換向閥1、第二四通換向閥3控制製冷劑按如 下流程循環，設備其它部件作相應配合動作。壓縮機一第一四通換向閥1 —二號止回閥9—第二四通換向閥3—從外界環境吸放熱用熱交換器4—二 號過濾器5—節流裝置6——號過濾器7—製冷採暖用熱交換器8—第二四 通換向閥3—氣液分離器一壓縮機。當檢測到除霜完畢後(如從外界吸放 熱用熱交換器2上的溫度連續15秒高於15°C)時，設備結束除霜轉入單 獨採暖運行狀態。
當設備處於採暖加制熱水運行，檢測到需要除霜(如從外界環境吸放 熱用熱交換器2上溫度連續50分鐘低於-2。C)時，設備轉入採暖加制熱 水除霜運行狀態；此時通過第一四通換向閥1、第二四通換向閥3控制制 冷劑按如下流程循環，設備其它部件作相應配合動作。壓縮機一第一四通 換向閥1 —二號止回閥9—第二四通換向閥3—從外界環境吸放熱用熱交換 器4—二號過濾器5—節流裝置6——號過濾器7—製冷採暖用熱交換器8 —第二四通換向閥3—氣液分離器一壓縮機。當檢測到除霜完畢後(如從外界吸放熱用熱交換器2上的溫度連續15秒高於15'C)時，設備結束除
霜轉入採暖加制熱水運行狀態。
上述實施例為本發明較佳的實現方案之一，中央空調不需除霜電動閥時可不安裝除霜電動閥，在有脫離本發明的發明構思的前提下任何顯而易見的替換均在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1. 一種三聯供空調熱泵熱水機組，包括通過管路連通的壓縮機、第一四通換向閥(1)、熱水加熱用熱交換器(2)、第二四通換向閥(3)、從外界環境吸放熱用熱交換器(4)、二號過濾器(5)、節流裝置(6)、一號過濾器(7)、製冷採暖用熱交換器(8)、氣液分離器及控制各部件協調動作的中央控制器，熱水加熱用熱交換器兩端通過管路連通有保溫水箱，其特徵在於所述第一四通換向閥具有入口D1及接口C1、S1、E1，第二四通換向閥具有入口D2及接口C2、S2、E2，第一四通換向閥入口D1與壓縮機輸出端連通，接口C1與熱水加熱用熱交換器一端連接，接口S1與氣液分離器輸入端連接，接口E1通過二號止回閥(9)與第二四通換向閥入口D2連通；第二四通換向閥入口D2通過一號止回閥(10)與熱水加熱用熱交換器一端連接，接口S2與氣液分離器輸入端連接，從外界環境吸放熱用熱交換器、二號過濾器、節流裝置、一號過濾器及製冷採暖用熱交換器依次串聯於接口C2與接口E2之間的管路中；製冷採暖用熱交換器兩端通過管路連接有製冷採暖循環水泵(11)、蓄能水箱(12)。
2. 根據權利要求1所述的三聯供空調熱泵熱水機組，其特徵在於所 述從外界環境吸放熱用熱交換器上設置有溫度傳感器(13)，蓄能水箱上 設置有熱水溫度傳感器(14)，各溫度傳感器均與中央控制器連接。
3. 根據權利要求1或2所述的三聯供空調熱泵熱水機組，其特徵在於 所述連接蓄能水箱及製冷採暖循環水泵的管路中還連接有除霜電動閥(15)。
4. 一種根據權利要求1所述的三聯供空調熱泵熱水機組的控制方法， 其特徵在於運行時，製冷劑均會通過所述三個熱交換器，即熱水加熱用熱交換器、製冷採暖用熱交換器及從外界環境吸放熱用熱交換器；中央控制器通過對管路中各部件的控制，使熱泵熱水機組可進行單獨製冷、製冷加制熱水、單獨制熱水及單獨制熱水除霜、單獨採暖及單獨採 暖除霜、採暖加制熱水及採暖加制熱水除霜五種運行狀態。
5. 根據權利要求4所述的三聯供空調熱泵熱水機組的控制方法，其特 徵在於當為單獨制熱水運行狀態，且從外界環境吸放熱用熱交換器上的 溫度傳感器檢測到從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度低於設定溫度 區間Tl下限，且蓄能水箱上的溫度傳感器檢測到蓄能水箱中的水溫低於水溫設定區間T2下限時，啟動製冷採暖循環水泵及除霜電動閥，對蓄能水箱中的水進行蓄能。
6. 根據權利要求5所述的三聯供空調熱泵熱水機組的控制方法，其特徵在於當為非單獨制熱水運行，或從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度傳感器檢測到從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度高於設定溫度區間Tl上限，或蓄能水箱中的溫度傳感器檢測到水箱中的水溫高於水溫設 定區間T2上限時，關閉除霜電動閥，結束對蓄能水箱中水的蓄能。
7. 根據權利要求5或6所述的三聯供空調熱泵熱水機組的控制方法，其特徵在於當為單獨制熱水運行，從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度傳感器檢測到從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度連續設定時間TA 低於設定溫度區間T3下限時，轉入單獨制熱水除霜運行狀態，啟動製冷 採暖循環水泵與除霜電動閥，蓄能水箱中的水提供除霜能量；中央控制器控制第一 四通換向閥、第二四通換向閥動作及其他部件作 相應配合動作，使製冷劑按如下流程循環壓縮機一第一四通換向閥一二 號止回閥一第二四通換向閥一從外界環境吸放熱用熱交換器一二號過濾 器一節流裝置一一號過濾器一製冷採暖用熱交換器一第二四通換向閥一 氣液分離器一壓縮機。
8. 根據權利要求7所述的三聯供空調熱泵熱水機組的控制方法，其特 徵在於當從外界環境吸放熱用熱交換器上的溫度傳感器檢測到從外界環 境吸放熱用熱交換器上的溫度連續設定時間TB高於設定溫度區間T3上 限，或蓄能水箱中的水溫低於設定值T4時，結束單獨制熱水除霜，轉入 單獨制熱水運行狀態。
全文摘要
一種三聯供空調熱泵熱水機組及其控制方法，熱泵熱水機組包括通過管路連通的壓縮機、第一四通換向閥、熱水加熱用熱交換器、二號過濾器、節流裝置、一號過濾器、製冷採暖用熱交換器、氣液分離器、兩個止回閥及控制各部件協調動作的中央控制器。熱水加熱用熱交換器兩端通過管路連通有保溫水箱，製冷採暖用熱交換器兩端通過管路連接有製冷採暖循環水泵與蓄能水箱。控制方法是利用所述各部件對熱泵熱水機組在單獨制熱水除霜運行狀態時，由蓄能水箱中的水提供除霜所需能量，縮短設備的除霜時間，使設備能正常運行且避免了製冷採暖用熱交換器凍裂的危險。
文檔編號F25B49/02GK101532746SQ200910038918
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月23日 優先權日2009年4月23日
發明者張加振 申請人:東莞市康源節能科技有限公司