[發(fā)明專利]一種新型空氣源熱泵系統(tǒng)及其控制方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010011415.4
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111121137A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵振華;董凱軍;蘇林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號: F24D11/02
• 分類號: F24D11/02;F24D19/10;F25B47/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;莫瑤江

1.一種新型空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于：包括制冷劑循環(huán)單元和水循環(huán)單元；所述制冷劑循環(huán)單元通過相變蓄能箱及室外換熱器與所述水循環(huán)單元連接；所述制冷劑循環(huán)單元包括壓縮機(jī)、四通閥、相變蓄能箱、室內(nèi)換熱器、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥、節(jié)流裝置及室外換熱器；所述水循環(huán)單元包括相變蓄能箱、第六電磁閥、水泵及室外換熱器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于：所述壓縮機(jī)的出口與四通閥相連接，四通閥與第一電磁閥及第二電磁閥相連接，第一電磁閥與室內(nèi)換熱器及第三電磁閥相連接，第二電磁閥與相變蓄能箱相連接，室內(nèi)換熱器與第五電磁閥相連接，相變蓄能箱與第三電磁閥及第四電磁閥相連接，第四電磁閥及第五電磁閥與節(jié)流裝置相連接，節(jié)流裝置與室外換熱器相連接，室外換熱器與四通閥相連接，形成制冷劑循環(huán)單元；所述相變蓄能箱與第六電磁閥相連接，第六電磁閥與水泵相連接，水泵與室外換熱器相連接，室外換熱器與相變蓄能箱相連接，形成水循環(huán)單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型空氣源熱泵系統(tǒng)，其特征在于：所述室外換熱器為雙通道管翅式換熱器；所述節(jié)流裝置為電子膨脹閥、熱力膨脹閥或毛細(xì)管；所述相變儲能箱通過相變材料PCM對制冷工質(zhì)進(jìn)行能量交換并進(jìn)行儲能。

4.一種新型空氣源熱泵系統(tǒng)的控制方法，基于權(quán)利要求2所述的新型空氣源熱泵系統(tǒng)實現(xiàn)，其特征在于：通過切換四通閥與電磁閥可獲取制冷、制熱、并聯(lián)制熱蓄能、串聯(lián)制熱蓄能、蓄能及放能制熱六種運行模式。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：制冷模式下，開啟第一電磁閥及第五電磁閥，四通閥正向運行，關(guān)閉第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥及第六電磁閥；制冷劑被壓縮機(jī)壓縮形成高溫制冷劑，高溫制冷劑流到室外換熱器中冷凝降溫，冷凝后的制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流進(jìn)入室內(nèi)換熱器，在室內(nèi)換熱器內(nèi)，制冷劑吸收熱量蒸發(fā)，實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的制冷，蒸發(fā)后的制冷劑氣體回到壓縮機(jī)當(dāng)中進(jìn)行壓縮，完成制冷循環(huán)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：制熱模式下，開啟第一電磁閥及第五電磁閥，四通閥逆向運行，關(guān)閉第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥及第六電磁閥；制冷劑被壓縮機(jī)壓縮形成高溫制冷劑，高溫制冷劑流到室內(nèi)換熱器中放出熱量冷凝，實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的制熱，冷凝后的制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流進(jìn)入室外換熱器蒸發(fā)，蒸發(fā)后的制冷劑氣體回到壓縮機(jī)當(dāng)中進(jìn)行壓縮，完成制熱循環(huán)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：并聯(lián)制熱蓄能模式下，開啟第一電磁閥、第二電磁閥、第四電磁閥及第五電磁閥，四通閥逆向運行，關(guān)閉第三電磁閥及第六電磁閥；制冷劑被壓縮機(jī)壓縮后經(jīng)四通閥后，高溫制冷劑一部分流經(jīng)相變蓄能箱放熱冷凝，同時另一部分流經(jīng)室內(nèi)換熱器放熱冷凝，在實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境供熱的同時，完成了相變材料的蓄熱，冷凝后的制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流進(jìn)入室外換熱器蒸發(fā)，蒸發(fā)后的制冷劑氣體回到壓縮機(jī)當(dāng)中進(jìn)行壓縮，完成并聯(lián)制熱蓄能循環(huán)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：串聯(lián)制熱蓄能模式下，開啟第二電磁閥、第三電磁閥及第五電磁閥，四通閥逆向運行，關(guān)閉第一電磁閥、第四電磁閥及第六電磁閥；制冷劑被壓縮機(jī)壓縮后經(jīng)四通閥后，高溫制冷劑先流經(jīng)相變蓄能箱放熱冷凝，再流經(jīng)室內(nèi)換熱器放熱冷凝，在實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境供熱的同時，完成了相變材料的蓄熱，冷凝后的制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流進(jìn)入室外換熱器蒸發(fā)，蒸發(fā)后的制冷劑氣體回到壓縮機(jī)當(dāng)中進(jìn)行壓縮，完成串聯(lián)制熱蓄能循環(huán)。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：蓄能模式下，開啟第二電磁閥及第四電磁閥，四通閥逆向運行，關(guān)閉第一電磁閥、第三電磁閥、第五電磁閥及第六電磁閥；制冷劑被壓縮機(jī)壓縮后經(jīng)四通閥后，高溫制冷劑流經(jīng)相變蓄能箱放熱冷凝，完成相變材料的相變蓄熱，冷凝后的制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流進(jìn)入室外換熱器蒸發(fā)，蒸發(fā)后的制冷劑氣體回到壓縮機(jī)當(dāng)中進(jìn)行壓縮，完成蓄能循環(huán)。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于：放能制熱模式下，開啟第一電磁閥、第五電磁閥及第六電磁閥，四通閥逆向運行，關(guān)閉第二電磁閥、第三電磁閥及第四電磁閥；制冷劑被壓縮機(jī)壓縮后，高溫制冷劑流經(jīng)流到室內(nèi)換熱器中放熱冷凝，實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的制熱，冷凝后的制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流進(jìn)入室外換熱器，室外換熱器利用相變材料在制熱蓄能模式或者蓄能模式蓄存的熱量來充當(dāng)主要低位熱源，實現(xiàn)相變蓄能箱的放熱，吸收熱量的制冷劑蒸發(fā)后回到壓縮機(jī)當(dāng)中進(jìn)行壓縮，完成放能制熱循環(huán)。