一种热泵系统及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种热泵系统及其控制方法，其包括压缩机、第一四通阀、第二四通阀、第一冷凝器、第二冷凝器、节流装置和蒸发器；其中第一冷凝器串联在压缩机与第一四通阀之间，本发明的热泵系统在其控制方法的控制下可在低温制热模式、高温制热模式和除霜模式下进行自由切换。本发明的一种热泵系统及其控制方法，具有制热效率高、水温波动范围小、有效保护压缩机和四通阀等优点。
【专利说明】一种热泵系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热泵系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]现有技术的热泵系统主要存在以下几方面的缺陷:
一、当储水箱的水温高于43°C时，进行吸热和放热循环的制冷剂系统由于外部环境温度较高，使得冷凝器难以进行放热，从而导致制冷剂系统的压力较高，使制冷剂难以有效地进行吸热和放热循环，从而使制冷剂系统的制热量下降；
二、当对储水箱进行补充自来水时，由于自来水与储水箱内的水温差较大，从而容易引起储水箱内的水温不均匀以及温度波动大；
三、当对热泵系统进行化霜时，会对储水箱内已经加热的热水进行制冷，从而降低制热效率；
四、当储水箱的传感器出现温度偏差时，排气温度往往高于正常值，压缩机长时间的排气温度过高，会对压缩机和四通阀造成损坏。
【发明内容】
[0003]本发明旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种制热效率高、水温波动范围小、有效保护压缩机和四通阀的热泵系统及其控制方法。
[0004]为实现上述的目的，热泵系统是通过以下的技术方案实现的:
一种热泵系统，包括压缩机、第一四通阀、第二四通阀、第一冷凝器、第二冷凝器、节流装置和蒸发器；
所述压缩机具有高压排气口和低压吸气口 ；
所述第一四通阀具有A连接口、B连接口、C连接口和D连接口 ；
所述第二四通阀具有E连接口、F连接口、G连接口和H连接口 ；
所述节流装置具有I连接口和J连接口，其中，J连接口与H连接口相连接，J连接口与H连接口相连接的通路上设置有第一单向阀；
所述蒸发器的两端分别与D连接口和I连接口连接；
所述第一冷凝器的两个连通口分别与高压排气口和A连接口进行连接；
所述第二冷凝器的两个连通口分别与F连接口和J连接口相连接，其中，第二冷凝器与J连接口连接构成的通路上设置有第一电磁阀；
B连接口与E连接口相连接，C连接口和G连接口均与低压吸气口相连接。
[0005]优选的，还包括中温水箱和高温水箱，中温水箱的水通过第一循环水回路与第二冷凝器热交换，高温水箱内的水通过第二循环水回路与第一冷凝器热交换。
[0006]优选的，所述第一循环水回路、第二循环水回路上均设置有第一过滤器、第一水泵、第二单向阀和水液开关。
[0007]优选的，所述第二冷凝器的进水口还连接有第一补水支路，第一补水支路与外部自来水系统连接，第一补水支路上设置有第二电磁阀；所述第一冷凝器的进水口与中温水箱之间还连接有第二补水支路，第二补水支路上设置有第二过滤器、第二水泵和第三电磁阀。
[0008]优选的，所述节流装置的J连接口上还连接有第一三通接头，第一三通接头的三个连通口分别与所述第一单向阀、所述第一电磁阀和J连接口连接；第一三通接头与J连接口构造成的通路上还设置有储液罐，储液罐和节流装置之间、蒸发器与节流装置之间均串联有第三过滤器。
[0009]优选的，所述低压吸气口上还连接有第二三通接头，第二三通接头的三个连通口分别与C连接口、G连接口和低压吸气口连接；第二三通接头与低压吸气口构造成的通路上还设置有气液分离器。
[0010]优选的，所述高压排气口与第一冷凝器连接构成的通路上设置有减震管。
[0011]优选的，还包括高低压温度表，高低压温度表分别与高压排气口、低压吸气口相连接。
[0012]为实现对上述的热泵系统进行控制，上述的热泵系统是通过以下的技术方案实现的:
热泵系统的控制方法，应用如上述任一种热泵系统在低温制热模式、高温制热模式和除霜模式下进行切换，其中，
启动低温制热模式时，操作第一四通阀，使A连接口与B连接口相连通、C连接口与D连接口相连通；操作第二四通阀的E连接口与H连接口相连通、F连接口与G连接口相连通；关闭第一电磁阀；
启动高温制热模式时，操作第一四通阀，使A连接口与B连接口相连通、C连接口与D连接口相连通；操作第二四通阀的E连接口与F连接口相连通、G连接口与H连接口相连通；打开第一电磁阀；
启动除霜模式时，操作第一四通阀，使A连接口与D连接口相连通、B连接口与C连接口相连通；操作第二四通阀的E连接口与H连接口相连通、F连接口与G连接口相连通；打开第一电磁阀。
[0013]有益效果是:本发明的热泵系统及其控制方法，通过将第一冷凝器串接在压缩机的高压排气口与第一四通阀之间，使压缩机排出的高温制冷剂在经过第一冷凝器时释放了部分热量后再通过第一四通阀，使通过第一冷凝器的制冷剂温度有所降低，从而防止了制冷剂的温度超出第一四通阀的密封滑块的最高承受温度，避免密封滑块熔化或变形，从而延长了第一四通阀的使用寿命；通过设置第二冷凝器和第二四通阀，使得热泵系统在除霜模式下不会对高温水箱内的水进行制冷，防止对已经加热至高温的水进行冷却，有效地提高了热泵系统的加热效率；通过设置第一冷凝器、第二冷凝器、高温水箱和中温水箱，可以使高温水箱内的水达到43°C后，有效地使制冷剂的系统压力降低，从而提高制冷剂的热交换效率，并提升热泵系统的制热能效，此外，由于可以利于第二冷凝器对常温水进行预加热，从而防止补入高温水箱内的水出现温差过大的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的热泵系统的原理图；
图2为图1中的制冷剂循环系统示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0016]如图1-图2所示的热泵系统1，包括压缩机2、第一四通阀41、第二四通阀42、第一冷凝器31、第二冷凝器32、节流装置5和蒸发器6。制冷剂在压缩机2、第一四通阀41、第二四通阀42、第一冷凝器31、第二冷凝器32、节流装置5、蒸发器6之间进行循环流动，上述各部件之间通过管路进行连接，优选为采用铜管，以下将详细介绍上述各部件之间的连接关系。
[0017]压缩机2具有高压排气口 22和低压吸气口 21，制冷剂在从低压吸气口 21进入压缩机2，并经压缩机2压缩后从高压排气口 22中排出。
[0018]第一四通阀41为普通的二位四通电磁阀，其具有A连接口 411、B连接口 412、C连接口 413和D连接口 414。
[0019]第二四通阀42为普通的二位四通电磁阀，其具有E连接口 421、F连接口 422、G连接口 423和H连接口 424。
[0020]节流装置5具有I连接口 51和J连接口 52，J连接口 52与H连接口 424相连接，其中，J连接口 52与H连接口 424相连接的通路上设置有只允许制冷剂从H连接口 424流向J连接口 52的第一单向阀71。
[0021]蒸发器6的两端分别与D连接口 414和I连接口 51连接，从而使得蒸发器6与节流装置5形成串联。
[0022]第一冷凝器31的两个连通口分别与高压排气口 22和A连接口 411进行连接。
[0023]第二冷凝器32的两个连通口分别与F连接口 422和J连接口 52相连接，其中，第二冷凝器32与J连接口 52连接构成的通路上设置有第一电磁阀81。也就是，第二冷凝器32与第一电磁阀81串联，第二冷凝器32与第一单向阀71并联。
[0024]B连接口 412与E连接口相连接，C连接口 413和G连接口 423均与低压吸气口21相连接。
[0025]优选的，还包括中温水箱34和高温水箱33，中温水箱34的水通过第一循环水回路35与第二冷凝器32热交换，高温水箱33内的水通过第二循环水回路36与第一冷凝器31热交换。
[0026]优选的，第一循环水回路35、第二循环水回路36上均沿水的流动方向依次设置有第一过滤器74、第一水泵73、第二单向阀72和水液开关70。第一循环水回路35用于将中温水箱34内的水与第二冷凝器32进行热交换，第二循环水回路36用于将高温水箱33内的水与第一冷凝器31进行热交换。
[0027]优选的，第二冷凝器32的进水口还连接有第一补水支路37，第一补水支路37与外部自来水系统80连接，第一补水支路37上设置有第二电磁阀82。第一补水支路37用于将外部自来水系统80中的水补入到中温水箱34内，第二电磁阀82用于控制外部自来水进入第一循环水回路35。第一冷凝器31的进水口与中温水箱34之间还连接有第二补水支路38,第二补水支路38上设置有第二过滤器85、第二水泵84和第三电磁阀83。第二补水支路38用于将中温水箱34内的水补入到高温水箱33内，第三电磁阀83用于控制中温水箱34内的水进入高温水箱33内。
[0028]优选的，为便于将第一单向阀71和第一电磁阀81同时连接到节流装置5的J连接口 52上，节流装置5的J连接口 52还连接有第一三通接头，第一三通接头的三个连通口分别与第一单向阀71、第一电磁阀81和J连接口 52连接；第一三通接头与J连接口 52构造成的通路上还设置有储液罐91，储液罐91和节流装置5之间、蒸发器6与节流装置5之间均串联有第三过滤器93。储液罐91用于防止液态状的制冷剂进入到节流装置5，避免造成“闪发”现象。
[0029]优选的，为便于将C连接口 413、G连接口 423同时连接到低压吸气口 21上，低压吸气口 21上还连接有第二三通接头，第二三通接头的三个连通口分别与C连接口 413、G连接口 423和低压吸气口 21连接；第二三通接头与低压吸气口 21构造成的通路上还设置有气液分离器92。设置气液分离器92能防止液态的制冷剂进入压缩机2的压缩腔内，避免出现“液击”现象。
[0030]优选的，高压排气口 22与第一冷凝器31连接构成的通路上设置有减震管95。
[0031]优选的，还包括高低压温度表，高低压温度表94分别与高压排气口 22、低压吸气口 21相连接。
[0032]热泵系统I的控制方法，应用如上述所述的热泵系统1，可在低温制热模式、高温制热模式和除霜模式下进行切换。
[0033]启动低温制热模式时，操作第一四通阀41，使A连接口 411与B连接口 412相连通、C连接口 413与D连接口 414相连通；操作第二四通阀42的E连接口 421与H连接口424相连通、F连接口 422与G连接口 423相连通；关闭第一电磁阀81 ；
启动高温制热模式时，操作第一四通阀41，使A连接口 411与B连接口 412相连通、C连接口 413与D连接口 414相连通；操作第二四通阀42的E连接口 421与F连接口 422相连通、G连接口 423与H连接口 424相连通；打开第一电磁阀81 ；
启动除霜模式时，操作第一四通阀41，使A连接口 411与D连接口 414相连通、B连接口 412与C连接口 413相连通；操作第二四通阀42的E连接口 421与H连接口 424相连通、F连接口 422与G连接口 423相连通；打开第一电磁阀81。
[0034]当高温水箱33内的水温低于43°C时，启用低温制热模式；当高温水箱33内的水温高于43°C时，可启用高温制热模式；当环境温度低于_5°C时可间断性启用除霜模式。
[0035]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种热泵系统，其特征在于:包括压缩机(2)、第一四通阀(41)、第二四通阀(42)、第一冷凝器(31)、第二冷凝器(32 )、节流装置(5 )和蒸发器(6 ); 所述压缩机(2)具有高压排气口(22)和低压吸气口(21)； 所述第一四通阀(41)具有A连接口(411)、B连接口(412)、C连接口(413)和D连接口(414)； 所述第二四通阀(42)具有E连接口(421)、F连接口(422)、G连接口(423)和H连接口(424)； 所述节流装置(5)具有I连接口(51)和J连接口(52)，其中，J连接口(52)与H连接口( 424 )相连接，J连接口( 52 )与H连接口( 424 )相连接的通路上设置有第一单向阀(71); 所述蒸发器(6)的两端分别与D连接口(414)和I连接口(51)连接； 所述第一冷凝器(31)的两个连通口分别与高压排气口(22)和A连接口(411)进行连接； 所述第二冷凝器(32 )的两个连通口分别与F连接口( 422 )和J连接口( 52 )相连接，其中，第二冷凝器(32 )与J连接口( 52 )连接构成的通路上设置有第一电磁阀(81); B连接口(412)与E连接口相连接，C连接口(413)和G连接口(423)均与低压吸气口(21)相连接。
2.如权利要求1所述的一种热泵系统，其特征在于:还包括中温水箱(34)和高温水箱(33)，中温水箱(34)的水通过第一循环水回路(35)与第二冷凝器(32)热交换，高温水箱(33)内的水通过第二循环水回路(36)与第一冷凝器(31)热交换。
3.如权利要求2所述的一种热泵系统，其特征在于:所述第一循环水回路(35)、第二循环水回路(36)上均设置有第一过滤器(74)、第一水泵(73)、第二单向阀(72)和水液开关(70)。
4.如权利要求2所述的一种热泵系统，其特征在于:所述第二冷凝器(32)的进水口还连接有第一补水支路(37 )，第一补水支路(37 )与外部自来水系统(80 )连接，第一补水支路(37)上设置有第二电磁阀(82);所述第一冷凝器(31)的进水口与中温水箱(34)之间还连接有第二补水支路(38)，第二补水支路(38)上设置有第二过滤器(85)、第二水泵(84)和第三电磁阀(83)。
5.如权利要求1所述的一种热泵系统，其特征在于:所述节流装置(5)的J连接口(52)上还连接有第一三通接头，第一三通接头的三个连通口分别与所述第一单向阀(71)、所述第一电磁阀(81)和J连接口(52)连接；第一三通接头与J连接口(52)构造成的通路上还设置有储液罐(91)，储液罐(91)和节流装置(5)之间、蒸发器(6)与节流装置(5)之间均串联有第三过滤器(93)。
6.如权利要求1所述的一种热泵系统，其特征在于:所述低压吸气口(21)上还连接有第二三通接头，第二三通接头的三个连通口分别与C连接口(413)、G连接口(423)和低压吸气口(21)连接；第二三通接头与低压吸气口(21)构造成的通路上还设置有气液分离器(92)。
7.如权利要求1所述的一种热泵系统，其特征在于:所述高压排气口(22)与第一冷凝器(31)连接构成的通路上设置有减震管(95 )。
8.如权利要求1所述的一种热泵系统，其特征在于:还包括高低压温度表(94)，高低压温度表(94)分别与高压排气口(22)、低压吸气口(21)相连接。
9.一种热泵系统的控制方法，其特征在于:应用如权利要求1-9任一所述的一种热泵系统在低温制热模式、高温制热模式和除霜模式下进行切换，其中， 启动低温制热模式时，操作第一四通阀(41)，使A连接口(411)与B连接口(412)相连通、C连接口(413)与D连接口(414)相连通；操作第二四通阀(42)的E连接口(421)与H连接口(424)相连通、F连接口(422)与G连接口(423)相连通；关闭第一电磁阀(81)；启动高温制热模式时，操作第一四通阀(41)，使A连接口(411)与B连接口(412)相连通、C连接口(413)与D连接口(414)相连通；操作第二四通阀(42)的E连接口(421)与F连接口(422)相连通、G连接口(423)与H连接口(424)相连通；打开第一电磁阀(81)； 启动除霜模式时，操作第一四通阀(41)，使A连接口(411)与D连接口(414)相连通、B连接口(412)与C连接口(413)相连通；操作第二四通阀(42)的E连接口(421)与H连接口(424)相连通、F连接口(422)与G连接口(423)相连通；打开第一电磁阀(81)。
【文档编号】F25B41/04GK104390385SQ201410642388
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】江友飞, 陈荣键 申请人:江门市凯立信电气科技有限公司