[發明專利]一種雙路預冷的高效熱泵裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201210272843.8
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN102767921A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 秦紅;熊忱忱;靳曉釩
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02;F25B39/02;F25B41/04;F25B41/06;F25B49/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種雙路預冷的高效熱泵裝置，其特征在于包括有集熱蒸發器(1)、壓縮機(2)、冷凝器(3)、膨脹閥(4)、主控制閥(5)、冷水進口(6)、熱水出口(7)、預冷器(8)、冷水進水控制閥?(9)、制冷工質壓力/溫度傳感器（10）、運行控制裝置(11)，集熱蒸發器(1)的出口與主控制閥（5）的入口相連，主控制閥（5）的兩個出口并聯有兩條回路，該兩條回路分別是旁通回路及裝有預冷器(8)的回路，該兩條回路的末端會合后與壓縮機(2)的進口相連；壓縮機(2)的出口端依次連接冷凝器(3)及膨脹閥(4)，膨脹閥(4)與集熱蒸發器(1)的進口連接；冷水進口(6)與冷水進水控制閥(9)的入口相連，冷水進水控制閥(9)的兩個出口分別與冷凝器（3）的進水口連接及與預冷器(8)的進水口連接，預冷器(8)的出水口與冷凝器(3)的進水口連接；集熱蒸發器（1）的出口和壓縮機(2)的出口裝設有制冷工質壓力/溫度傳感器（10），制冷工質壓力/溫度傳感器（10）的信號輸出端與運行控制裝置(11)的信號輸入端連接，運行控制裝置(11)的控制信號輸出端與主控制閥(5)和冷水進水控制閥(9)電連接。

2.根據權利要求1所述的雙路預冷的高效熱泵裝置，其特征在于上述膨脹閥(4)是電子膨脹閥。

3.根據權利要求1所述的雙路預冷的高效熱泵裝置，其特征在于上述集熱蒸發器(1)是直膨式太陽能-空氣源雙源一體式高效集熱蒸發器,或者是平板式太陽能集熱器，或者是承壓間壁式換熱器。

4.根據權利要求1所述的雙路預冷的高效熱泵裝置，其特征在于上述預冷器(8)和冷凝器(3)是板式換熱器，或者是承壓間壁式換熱器。

5.根據權利要求1所述的雙路預冷的高效熱泵裝置，其特征在于上述主控制閥(5)和冷水進水控制閥(9)是三通閥，或分別用兩個二通閥組合。

6.一種雙路預冷的高效熱泵裝置的控制方法，其特征在于根據兩種工況進行控制，具體控制方法如下：

1）普通工況：當系統的進氣壓力沒有達到壓縮機高溫保護值，由集熱蒸發器(1)、壓縮機(2)?、冷凝器(3)、電子膨脹閥(4)、主控制閥(5)、冷水進口(6)、熱水出口(7)完成制熱工作，此時運行控制裝置(11)同時控制二個閥門的工作：主控制閥(5)中的ac通路開啟，b關閉；冷水進水控制閥閥(9)中的ac通路開啟，b關閉，制冷劑在集熱蒸發器(1)?中吸收來自太陽輻射或空氣熱源或其它熱源的熱量后變成低溫低壓的氣態，經主控制閥(5)中的ac通路進入壓縮機(2)，被壓縮成高溫高壓的氣態制冷劑，再進入冷凝器(3)與冷水進口(6)流入的待加熱水進行換熱，被冷凝成過冷高壓液體后進入膨脹閥(4)節流降壓成為低溫低壓的液態與氣態混合制冷劑，再次進入集熱蒸發器(1)，完成制熱循環；待加熱水經冷水進口(6)在冷凝器(3)中被加熱后通過熱水出口(7)流出；

2）高溫工況：當系統的進氣壓力接近壓縮機高溫保護值，由集熱蒸發器(1)、主閥(2)、壓縮機(2)、冷凝器(3)、膨脹閥(4)、冷水進口(6)、熱水出口(7)和?預冷器(8)完成制熱工作，此時運行控制裝置(11)同時控制二個閥門的動作：主控制閥(5)中的ab通路開啟，c關閉，冷水進水控制閥(9)中的ab通路開啟，c關閉；來自集熱蒸發器(1)的氣態工質流經預冷器(8)，與來自冷水入口（6）的待加熱水初次換熱，將高溫蒸氣的過裕熱量吸收后，再進入壓縮機(2)，被壓縮成高溫高壓的氣態制冷劑，然后進入冷凝器(3)與來自預冷器(8)的初次加熱水再次換熱，冷凝成過冷高壓液體后進入膨脹閥(4)節流降壓成為低溫低壓的液態與氣態混合制冷劑，并再次進入集熱蒸發器(1)，完成制熱循環；待加熱水經冷水進口(6)先進入預冷器(8)初步換熱，再在冷凝器(3)中繼續吸熱后通過熱水出口(7)流出。