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CN109028506A - 一种带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组 - Google Patents

一种带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组 Download PDF

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CN109028506A CN201810762173.5A CN201810762173A CN109028506A CN 109028506 A CN109028506 A CN 109028506A CN 201810762173 A CN201810762173 A CN 201810762173A CN 109028506 A CN109028506 A CN 109028506A
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李元哲
杨彩青
单明
杨建�
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Abstract

本发明涉及一种带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，包括：空气源热泵热水机组、保温水箱和多个散热片，空气源热泵热水机组包括通过热介质管路依次循环连通的压缩机、水侧换热器、节流阀节流阀、室外换热器；保温水箱由中间连通的上部的供水区和下部的回水区组成；回水区通过水管路与水侧换热器、供水区、散热片依次循环连通，本发明通过调节风机运行数量和转速实现蒸发器工作功率的适应性调节，有利于经济高效节能环保地对室内进行供热，同时减少了对压缩机造成的损害，有利于提高机组的整体寿命；多个散热片上设置的独立的温控阀可以根据不同房间的温度需求调节散热片中水流量，使得房间温度可以实现差异控制，同时提升了机组的节能经济效能。

Description

一种带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组
技术领域
本发明涉及热泵热水机组领域，尤其涉及一种带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组。
背景技术
近年来，由于电力资源紧张，居民环保意识增强，热泵热水机组以其节能环保的优点迅速发展起来，而以大气为低温热源的空气源热泵更由于其优异的可操作性而受到社会青睐，而现有技术中空气源热泵机组中蒸发器面积固定，但是大气温度在一年四季变化较大，这造成了冬季大气温度较低时蒸发温度、压力较低，夏季冷凝温度、压力较高，无法做到蒸发器工作功率随外部大气温度高低而进行适应性调节，这会对压缩机造成损害。
发明内容
为了克服上述缺点，提出一种带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组。
带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组具体包括：
空气源热泵热水机组、保温水箱和多个散热片，
所述空气源热泵热水机组包括通过热介质管路依次循环连通的压缩机、水侧换热器、节流阀、室外换热器；
所述保温水箱由中间连通的上部的供水区和下部的回水区组成；
所述回水区通过水管路与所述水侧换热器、所述供水区、所述散热片依次循环连通。
更进一步，所述回水区和所述水侧换热器之间的水管路上设置有加热循环泵。
更进一步，所述供水区和所述散热片之间设置有供热循环泵。
更进一步，所述多个散热片之间是并行同程连接关系。
更进一步，在所述供水区与所述散热片之间的水管路上邻近所述散热片一端设置有温控阀，用以根据室内温度自动/手动控制散热片的进水量从而调节散热片的散热效率，从而实现分室温度控制功能。
更进一步，在所述室外换热器侧边设置有可独立启停的至少两个以上的转速可调的风机，通过风机控制器独立控制每个制所述转速可调的风机的启停以及转速实现对室外换热器换热效率的调节。
更进一步，所述热介质可以为氟利昂或其他可以进行传热的热介质，氟利昂可以选自常见种类的R11、R12、R13、R21、R22、R112、R113、R114、R115、R500、R502中的一种，其他种类的氟利昂也可以用于本申请中。
本发明的具体工作过程为：
接通电源使带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组开始工作，此时加热循环泵将保温水箱下部的回水区的冷水泵入到水侧换热器中，同时压缩机、室外换热器及室外换热器侧边风机开始运转，高压气态热介质由压缩机经热介质管路进入水侧换热器(此时为冷凝器)，在水侧换热器中进行放热，热量通过水侧换热器对由保温水箱下部的回水区经加热循环泵泵入水侧换热器中的水进行加热，之后高压气态热介质在水侧换热器中放热变成高压液态热介质经过节流阀变成低压液态热介质，低压液态热介质进入室外换热器(此时为蒸发器)进行吸热蒸发，在室外风机带动下低压液态热介质吸收被室外风机吸入的气流的热量而蒸发变为低压气态热介质，之后返回压缩机继续压缩为高压气态热介质，完成一次热介质路循环，而水侧换热器中加热后的水继续通过水管路流经保温水箱上部的供水区，之后经供热循环泵泵入多个并联的散热片，此时每个散热片进水端处水管路上的温控阀可用于调节散热片的水流量从而调节散热片的散热效率，从而实现分室温度控制功能，之后热水在散热片中进行放热以为不同的室内进行独立供暖，热水在散热片中放热后变为冷水经水管路返回保温水箱下部的回水区完成一次水路循环。
由于在本申请中存在多个可独立启停的转速可调的风机，
在大气温度等于或高于设定的上限阈值温度时，所述风机控制器降低所述转速可调的风机的转速和/或减少运行的所述转速可调的风机的数量，从而使室外换热器的蒸发量降低，使得返回压缩机的热介质压力和温度不至于过高；
在大气温度等于或低于设定的下限阈值温度时，所述风机控制器增加所述转速可调的风机的转速和/或增加运行的所述转速可调的风机的数量，从而使室外换热器的蒸发量升高，使得返回压缩机的热介质压力和温度不至于过低。
如此，保护了压缩机不会因为外界环境温度的巨大变化而造成损害。
此外，由于保温水箱中上部的供水区和下部的回水区中间连通，使得下部回水区的水在进入水侧换热器前被适度加热，如此进一步减少了在水侧换热器中对水进行加热所需的能量，有利于提升整个空气源热泵机组的工作效率，降低能量消耗。
本发明的有益效果为：
1)由于具有风机控制器，使得调节风机运行数量和转速可以实现蒸发器工作功率随外部大气温度高低而进行的适应性调节，有利于经济高效节能环保地对室内进行供热；
2)由于为各房间并联的多个散热片分别设置了独立的温控阀，可以根据不同房间的温度调节散热片中水流量，使得房间温度可以实现自动/人工的差异性控制，同时提升了机组的节能经济效能；
3)蒸发器工作功率随外部大气温度高低而进行的适应性调节同时也减少了对压缩机造成的损害，有利于提高机组的整体寿命。
附图说明
图1为带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组的结构示意图。
具体实施方式
参考图1以实施例的方式示出了带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，具体包括：
空气源热泵热水机组11、保温水箱6和多个散热片(7.1、7.2、7.3)，
空气源热泵热水机组11包括通过热介质管路依次循环连通的压缩机1、水侧换热器2、节流阀3、室外换热器4；
保温水箱6由中间连通的上部的供水区6.1和下部的回水区6.2组成；
回水区6.2通过水管路与水侧换热器2、供水区6.1、散热片(7.1、7.2、7.3)依次循环连通。
具体地，回水区6.2和水侧换热器2之间的水管路上设置有加热循环泵9。
具体地，供水区6.1和散热片(7.1、7.2、7.3)之间设置有供热循环泵10。
具体地，多个散热片(本实施例中示出为3个但还可以为更多数量)即散热片7.1、散热片7.2、散热片7.3之间是并行连接关系。
具体地，在供水区6.1与散热片(7.1、7.2、7.3)之间的水管路上邻近散热片(7.1、7.2、7.3)一端设置有温控阀(对应于散热片7.1、散热片7.2、散热片7.3分别为温控阀8.1、温控阀8.2、温控阀8.3)，用以控制散热片(7.1、7.2、7.3)的进水量从而调节散热片(7.1、7.2、7.3)的散热效率，从而实现分室温度控制功能。
具体地，在室外换热器4侧边设置有可独立启停的至少两个以上的转速可调的风机5，通过风机控制器(未示出)独立控制每个转速可调的风机5的启停以及转速实现对室外换热器4换热效率的调节。
具体地，本实施例中，热介质优先选用氟利昂，此外，氟利昂可以选自常见种类的R11、R12、R13、R21、R22、R112、R113、R114、R115、R500、R502中的一种，其他种类的氟利昂也可以用于本实施例中。
本发明的带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组的具体工作过程为：
接通电源使带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组开始工作，此时加热循环泵9将保温水箱6下部的回水区6.2的冷水泵入到水侧换热器2中，同时压缩机1、室外换热器4及室外换热器4侧边的风机5开始运转，高压气态热介质由压缩机1经热介质管路进入水侧换热器2(此时为冷凝器)，在水侧换热器2中进行放热，热量通过水侧换热器2对由保温水箱6下部的回水区6.2经加热循环泵9泵入水侧换热器2中的水进行加热，之后高压气态热介质在水侧换热器2中放热变成高压液态热介质经过节流阀3变成低压液态热介质，低压液态热介质进入室外换热器4(此时为蒸发器)进行吸热蒸发，在室外风机5带动下低压液态热介质吸收被室外风机5吸入的气流的热量而蒸发变为低压气态热介质，之后返回压缩机1继续压缩为高压气态热介质，完成一次热介质路循环，而水侧换热器2中加热后的水继续通过水管路流经保温水箱6上部的供水区6.1，之后经供热循环泵10泵入多个并联的散热片(7.1、7.2、7.3)，此时每个散热片(7.1、7.2、7.3)进水端处水管路上的温控阀(对应于散热片7.1、散热片7.2、散热片7.3分别为温控阀8.1、温控阀8.2、温控阀8.3)可用于根据室内温度自动/手动调节散热片(7.1、7.2、7.3)的进水量从而调节散热片(7.1、7.2、7.3)的散热效率，从而实现分室温度控制功能，之后热水在散热片(7.1、7.2、7.3)中进行放热以为不同的室内进行独立供暖，热水在散热片(7.1、7.2、7.3)中放热后变为冷水经水管路返回保温水箱6下部的回水区(6.2)完成一次水路循环。
在本实施例中存在多个可独立启停的转速可调的风机5，
在大气温度等于或高于设定的上限阈值温度时，风机控制器降低转速可调的风机5的转速和/或减少运行的转速可调的风机5的数量，从而使室外换热器4的蒸发量降低，使得返回压缩机1的热介质压力和温度不至于过高；
在大气温度等于或低于设定的下限阈值温度时，风机控制器增加转速可调的风机5的转速和/或增加运行的转速可调的风机5的数量，从而使室外换热器4的蒸发量升高，使得返回压缩机1的热介质压力和温度不至于过低。
如此，保护了压缩机1不会因为外界环境温度的巨大变化而造成损害。
同时保温水箱6中上部的供水区6.1和下部的回水区6.2中间连通，使得下部回水区的水在进入水侧换热器2前被适度加热，如此进一步减少了在水侧换热器2中对水进行加热所需的能量，有利于提升整个空气源热泵机组的工作效率，降低能量消耗。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，包括：
空气源热泵热水机组、保温水箱和多个散热片，
所述空气源热泵热水机组包括通过热介质管路依次循环连通的压缩机、水侧换热器、节流阀、室外换热器；
所述保温水箱由中间连通的上部的供水区和下部的回水区组成；
所述回水区通过水管路与所述水侧换热器、所述供水区、所述散热片依次循环连通。
2.根据权利要求1所述的带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，其特征在于，所述回水区和所述水侧换热器之间的水管路上设置有加热循环泵。
3.根据权利要求1所述的带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，其特征在于，所述供水区和所述散热片之间设置有供热循环泵。
4.根据权利要求1所述的带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，其特征在于，所述多个散热片之间是并行同程连接关系。
5.根据权利要求1所述的带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，其特征在于，在所述供水区与所述散热片之间的水管路上邻近所述散热片一端设置有温控阀，所述温控阀用以根据室内温度自动/手动控制所述散热片的水流量从而调节所述散热片的散热效率。
6.根据权利要求1所述的带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，其特征在于，在所述室外换热器侧边设置有至少两个以上的转速可调的风机，通过风机控制器独立控制每个所述转速可调的风机的启停以及转速。
7.根据权利要求1所述的带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，其特征在于，所述热介质选自不同种类的氟利昂中的一种。
8.根据权利要求6所述的带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，其特征在于，
在大气温度等于或高于设定的上限阈值温度时，所述风机控制器降低所述转速可调的风机的转速和/或减少运行的所述转速可调的风机的数量以使所述室外换热器的蒸发量降低；
在大气温度等于或低于设定的下限阈值温度时，所述风机控制器增加所述转速可调的风机的转速和/或增加运行的所述转速可调的风机的数量以使所述室外换热器的蒸发量升高。
9.根据权利要求6所述的带变风量和分室温度控制功能的空气源热泵机组，其特征在于，所述回水区的水被所述供水区的水适当地加热。
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