[發(fā)明專利]一種基于空氣源熱泵系統(tǒng)的補(bǔ)氣控制裝置及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810414822.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-03
• 公開（公告）號(hào): CN108518892A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐洪波;韓欣欣;田長(zhǎng)青;鄒慧明;尤立偉;康偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): F25B30/02
• 分類號(hào): F25B30/02;F25B41/06;F25B49/02
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明涉及空氣源熱泵技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于空氣源熱泵系統(tǒng)的補(bǔ)氣控制裝置及其控制方法，若室外環(huán)境溫度小于等于預(yù)設(shè)值，則進(jìn)行補(bǔ)氣；在補(bǔ)氣模式下，當(dāng)制熱量能夠滿足熱量需求時(shí)，根據(jù)COP最優(yōu)準(zhǔn)則和排氣過熱度來控制補(bǔ)氣支路電子膨脹閥的開度；當(dāng)制熱量不能滿足熱量需求時(shí)，根據(jù)制熱量最大準(zhǔn)則和排氣過熱度來控制補(bǔ)氣支路電子膨脹閥的開度。本發(fā)明在不同的工況下，采取不同的制熱控制方法，控制補(bǔ)氣支路電子膨脹閥的開度，可以保證排氣溫度不會(huì)過低，可以使熱泵系統(tǒng)始終保持較優(yōu)的綜合制熱性能，在低溫環(huán)境下盡可能多地提高制熱量，同時(shí)又保證系統(tǒng)具有較高的制熱性能，減少能源消耗，提高系統(tǒng)安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣源熱泵技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于空氣源熱泵系統(tǒng)的補(bǔ)氣控制裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

普通單級(jí)壓縮空氣源熱泵系統(tǒng)的制熱量隨著室外環(huán)境溫度的降低而衰減嚴(yán)重，在極低溫度下甚至無法正常工作，但是環(huán)境溫度越低建筑或車輛對(duì)熱泵機(jī)組的制熱量需求越大，單級(jí)壓縮熱泵機(jī)組無法滿足制熱量和可靠性的需求。帶中間補(bǔ)氣的空氣源熱泵系統(tǒng)采用準(zhǔn)二級(jí)壓縮的形式，在低溫環(huán)境下可以提高制熱量，降低壓縮機(jī)排氣溫度，使系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，因此成為研究熱點(diǎn)。

對(duì)于帶中間補(bǔ)氣的空氣源熱泵系統(tǒng)，補(bǔ)氣支路電子膨脹閥的開度大小直接影響著補(bǔ)氣壓力、補(bǔ)氣量、補(bǔ)氣點(diǎn)的狀態(tài)，進(jìn)而影響系統(tǒng)制熱量、排氣溫度、制熱性能，因此補(bǔ)氣支路電子膨脹閥開度的控制對(duì)整個(gè)系統(tǒng)非常重要。

根據(jù)公開文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，隨著補(bǔ)氣支路電子膨脹閥開度的增加，熱泵系統(tǒng)的制熱量不斷增大，而系統(tǒng)COP(coefficient of performance，性能系數(shù))存在一個(gè)最優(yōu)值。在低溫環(huán)境下，我們不僅關(guān)注熱泵系統(tǒng)的制熱COP，而且關(guān)注其制熱量，因?yàn)橥ǔ５蜏丨h(huán)境對(duì)熱泵機(jī)組的制熱量需求更大，如果滿足不了制熱量需求，只能采用輔助電加熱。另外，隨著補(bǔ)氣支路電子膨脹閥開度的增加，壓縮機(jī)排氣溫度會(huì)逐漸降低，當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度過低時(shí)會(huì)影響熱泵系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，目前常用的補(bǔ)氣支路過熱度控制和排氣過熱度控制方法，在不同工況下，不能使熱泵系統(tǒng)始終按照較優(yōu)制熱性能運(yùn)行的問題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種基于空氣源熱泵系統(tǒng)的補(bǔ)氣控制裝置及其控制方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的補(bǔ)氣支路過熱度控制和排氣過熱度控制方法，在不同工況下，無法始終保持較高的制熱性能同時(shí)又提高系統(tǒng)的安全性能的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于空氣源熱泵系統(tǒng)的補(bǔ)氣控制裝置，包括：壓縮機(jī)、四通換向閥、室內(nèi)換熱器、室外換熱器、中間換熱器、氣液分離器、主路電子膨脹閥、單向閥以及補(bǔ)氣支路電子膨脹閥，所述壓縮機(jī)的第一端與所述四通換向閥的第一端連接，所述壓縮機(jī)的第二端通過所述氣液分離器與所述四通換向閥的第二端連接，所述室外換熱器的第一端與所述主路電子膨脹閥的第一端連接，所述室內(nèi)換熱器的第一端通過所述中間換熱器的第一側(cè)與所述主路電子膨脹閥的第二端連接，所述室內(nèi)換熱器的第二端與所述四通換向閥的第三端連接，所述室外換熱器的第二端與所述四通換向閥的第四端連接，所述壓縮機(jī)的第三端通過所述單向閥與所述中間換熱器的第二側(cè)連接，所述中間換熱器的第二側(cè)與所述室內(nèi)換熱器的第一端之間還連接有所述補(bǔ)氣支路電子膨脹閥；

其中，所述室內(nèi)換熱器設(shè)有用于測(cè)量進(jìn)風(fēng)溫度的第一溫度測(cè)量裝置以及用于測(cè)量出風(fēng)溫度的第二溫度測(cè)量裝置，所述壓縮機(jī)設(shè)有用于測(cè)量排氣溫度的第三溫度測(cè)量裝置，所述室外換熱器設(shè)有用于測(cè)量室外環(huán)境側(cè)溫度的第四溫度測(cè)量裝置，所述壓縮機(jī)設(shè)有用于測(cè)量排氣壓力的壓力測(cè)量裝置以及用于測(cè)量輸入電流的電流測(cè)量裝置。

其中，所述壓縮機(jī)為變頻壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)還設(shè)有用于測(cè)量頻率的頻率測(cè)量裝置，所述熱泵系統(tǒng)所應(yīng)用的室內(nèi)環(huán)境還設(shè)有用于測(cè)量室內(nèi)環(huán)境側(cè)溫度的第五溫度測(cè)量裝置。

本發(fā)明還公開一種基于空氣源熱泵系統(tǒng)的補(bǔ)氣控制裝置的控制方法，包括：