[發明專利]結合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201710057252.1
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106705489B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 陳劍波;陳瑩;趙蒙;顧娟;王成武
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B13/00;F25B41/04;F25B49/02;F25B47/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

本發明涉及一種結合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統及其控制方法，將傳統VRF空調夏季冷凝熱量進行有效回收利用以制取生活熱水，制取得到的生活熱水一部分用于生活用水，一部分用于對室內空調送風進行再熱，這樣則克服了多聯機空調系統露點送風對室內環境溫度和人體舒適感的影響；另外，在冬季較低溫度下VRF室外機結霜后，本發明利用空氣源熱泵熱水系統進行除霜，克服冬季空調系統反向運轉會導致室內環境溫度的波動；本發明系統還可滿足用戶全年對生活熱水的需求。用戶可根據需求自行切換運行模式，充分利用冷凝熱量，本發明具有控制靈活、選擇多樣、運行節能、室內環境溫度波動小、舒適性強等優點。

技術領域

本發明涉及一種空調系統，特別涉及一種結合空氣源熱泵熱水的變制冷劑流量系統及其控制方法。

背景技術

隨著我國國民經濟的持續增長，人均生活水平不斷提高，人們對生活的質量、居住的環境、室內熱舒適性程度、空氣品質等的要求越來越高。而傳統的家用分體式空調或窗式空調則由于熱舒適性較差、室內空氣品質很難得到保證、北方冬季室外結霜不能正常運行、空調系統余熱浪費等多種因素已漸漸成為一種季節性商品越來越難以適應環境要求。因此，結合空氣源熱泵熱水的VRF變制冷劑流量系統的設計理念越來越廣泛地在高級公寓、高級住宅、別墅等場所并作為一種整體化空調系統形式被接納和采用，它的出現符合了現代人的需求；同時創造一套將傳統變制冷劑流量系統（VRF）的室外冷凝盤管與空氣源熱泵制熱水系統的室外蒸發盤管相結合的集制冷、制熱、除霜、制熱水功能于一體的戶式多聯空氣系統，對降低空調總能耗和保障室內環境溫度的穩定和舒適有著重要的意義。

多聯機空調系統：以制冷劑為輸送介質，室外主機由室外側換熱器、壓縮機和其他制冷附件組成，末端裝置由直接蒸發式換熱器和風機組成的室內機。一臺風冷熱泵型室外機通過管路向著若干臺室內機輸送制冷劑。該戶式空調系統對冷凝熱量進行回收，減少了空調負荷并降低了運行費用；且室外機的輸出可根據室內負荷的大小自動調節，在部分負荷時能效比相當高；另外，當系統僅一臺室內機開啟時，室外壓縮機能相應調節轉速或者卸載，合理輸出室內機所需的能量，從而避免了傳統空調“一開全開”的不必要的能源浪費，因此是當前空調家用中央空調領域，尤其是高檔住宅中的使用最佳空調方式之一。但是多聯機空調系統冬夏季對房間直接露點送風以除去房間負荷，露點出風的溫度往往在16℃左右，低溫送風影響人體舒適感和室內環境溫度的穩定性。除此之外，夏季空調室外機的冷凝熱量往往直接排放到室外環境中，未能很好進行利用，造成熱量的浪費。

空氣源熱泵系統方案：空氣作為低溫位熱源，可以取之不盡，用之不竭，而且是隨時隨地無償地獲取?？諝庠礋岜孟到y是以空氣作為低溫熱源。分體式熱泵空調機、VRF熱泵空調系統、大型風冷熱泵機組等，均屬于空氣源熱泵。 這種空氣源熱泵的安裝和使用都非常方便，雖然被人們廣泛應用了很多年，但目前仍存在一些缺點。

由于空氣的狀態參數隨地區和季節的不同而不同，這對空氣源熱泵的容量和制熱性能系數影響很大，空氣溫度偏高或偏低時，熱泵的制冷性能系數就會變得很低。尤其在冬季，當空氣溫度很低時，這時需求的供熱量就很大，勢必造成熱泵供熱量與建筑物耗熱量之間的供需矛盾。

冬季空氣溫度很低時，空調換熱器中的工質蒸發溫度也很低。當安裝在窒外空調換熱器表面溫度低于 0 ℃，并且低于空氣露點溫度時，空氣中的水分在換熱器表面就會凝結成霜，導致蒸發器的吸熱量減少，熱泵不能正常供熱。 空氣源熱泵在我國典型的應用范圍是長江流域以南地區。而在北方地區，冬季平均氣溫低于0℃，空氣源熱泵不僅運行條件惡劣，穩定性差，而且存在結霜問題，效率較低，因此空氣源熱泵用于北方地區時，必須慎重考慮。 所以熱泵裝置的設計要考慮防止空調換熱器的結霜。

目前為止，能夠對室內空氣環境實現制冷、制熱、能量回收的中央空調系統在市場上已經較為成熟，但是同時解決夏季室內露點送風造成的不適吹風感、冬季室外機結霜無需通過空調系統自身四通換向閥的切換進行除霜、滿足對全年生活熱水需求的戶式多聯空調系統還沒有相應的設計發明創造。

發明內容