[發明專利]一種冷媒量自適應調節的空氣源熱泵系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011470110.6
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN113154722A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 王順江;鐘名亮;駱名文;張光鵬;陳夢羽;歐汝浩;胡博;陳群;周桂平;王洪哲;王琛淇;單錦寧
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司;廣東美的白色家電技術創新中心有限公司;國網遼寧省電力有限公司阜新供電公司;清華大學;國家電網有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F25B49/02;F25B41/375;F25B41/20;F25B43/00
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙) 21225
• 代理人: 李輝

一種冷媒量自適應調節的空氣源熱泵系統及控制方法，包括壓縮機、四通閥、冷凝器、節流閥、蒸發器、氣液分離器和控制模塊，其特殊之處是：在空氣源熱泵系統中設置冷媒中轉器，冷媒中轉器一端通過中轉進口連接管與冷凝器出口連接，冷媒中轉器另一端通過中轉出口連接管與蒸發器進口連接，在所述中轉進口連接管和所述中轉出口連接管上分別設置回收電磁閥和釋放電磁閥，并且釋放電磁閥與蒸發器進口之間串聯一根毛細管，在冷媒中轉器上設置中轉壓力傳感器P2。本發明可實現熱泵系統在不同運行環境溫度下或者不同負荷下冷媒量自適應調節，使得各運行工況下系統內循環冷媒量均較合適，提高不同工況下系統能力和效率，提高不同工況下系統可靠性。

技術領域

本發明涉及一種冷媒量自適應調節的空氣源熱泵系統及控制方法，屬于熱泵控制領域。

背景技術

空氣源熱泵機組(熱泵空調或者熱泵熱水機組)通常運行環境溫度范圍較大，負荷變化差異也較大，在不同的運行環溫及不同負荷下熱泵系統所需的冷媒量是不同的，然而系統內冷媒充注量是一定的，現有技術下系統內循環冷媒的總量是一定的，而且這個冷媒量一般是針對名義工況匹配出來的制熱量和能效較高的冷媒充注量，對于其他工況來說該冷媒充注量并不是最佳充注量：如低環溫工況下蒸發器蒸發能力較差，該冷媒量可能偏多，系統效率較低，而且可能存在壓縮機回氣帶液導致的濕壓縮或液壓縮，系統可靠性較差；高環溫工況下，該冷媒量可能偏小，導致制熱量較小，效率較低，而且可能導致排氣溫度過高，壓縮機線圈無法有效冷卻而燒毀，系統可靠性較差；低負荷工況下，該冷媒量可能偏小，制熱量和能效偏低；高負荷工況下，該冷媒量可能偏多，系統效率較低。

發明內容

本發明的目的是解決空氣源熱泵系統在不同運行環境溫度下或者不同負荷下所需冷媒量不同的問題，提供一種冷媒量自適應調節的空氣源熱泵系統及控制方法。實現熱泵系統在不同運行環境溫度下或者不同負荷下冷媒量自適應調節，使得各運行工況下系統內循環冷媒量均較合適，提高不同工況下系統能力和效率，提高不同工況下系統可靠性。

本發明的技術方案是：

一種冷媒量自適應調節的空氣源熱泵系統，包括壓縮機、四通閥、冷凝器、節流閥、蒸發器、氣液分離器和控制模塊，其特殊之處是：在空氣源熱泵系統中設置冷媒中轉器，冷媒中轉器一端通過中轉進口連接管與冷凝器出口連接，冷媒中轉器另一端通過中轉出口連接管與蒸發器進口連接，在所述中轉進口連接管和所述中轉出口連接管上分別設置回收電磁閥和釋放電磁閥，并且釋放電磁閥與蒸發器進口之間串聯一根毛細管，在冷媒中轉器上設置中轉壓力傳感器P2。

采用上述冷媒量自適應調節的空氣源熱泵系統的控制方法，其步驟是：

步驟一、當壓縮機排氣溫度Tp高于設定溫度Tps且持續預設時間TIMs1時，進入冷媒釋放邏輯與動作；

步驟二、當排氣過熱度ΔTdsh低于設定值ΔTdshs且持續預設時間TIMs2時，進入冷媒回收邏輯與動作；所述排氣過熱度ΔTdsh等于排氣溫度Tp減去排氣壓力P1對應飽和溫度；

步驟三、當蒸發器進盤溫度T3高于設定溫度T3s且持續預設時間TIMs3時，進入冷媒回收邏輯與動作；

步驟四、在環境溫度較低或者負荷較大時，即環溫T4介于T4sx1～T4sx2或負荷介于Qsx1～Qsx2時，進入冷媒回收邏輯與動作；在環境溫度較高或者負荷較小時，即環溫T4介于T4sx3～T4sx4或負荷介于Qsx3～Qsx4時，進入冷媒釋放邏輯與動作。

進一步地，所述冷媒回收或釋放邏輯的優先級從高到低為排氣溫度Tp、排氣過熱度、蒸發器進盤溫度T3、環境溫度和負荷。

進一步地，所述冷媒回收邏輯與動作過程是：關閉中轉出口連接管上釋放電磁閥，打開中轉進口連接管上回收電磁閥，開始回收冷媒，當冷媒中轉器上中轉壓力傳感器壓力P2升至預設值Psx1時，關閉回收電磁閥，繼續運行。