[發明專利]一種空調與熱泵熱水器的耦合系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202210070880.4
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114413362B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 張穩;劉合心;劉永超
• 申請（專利權）人: 寧波奧克斯電氣股份有限公司;奧克斯空調股份有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F13/30;F24F11/42;F24F11/64;F24F11/65;F24H4/02;F24H15/136;F24H15/429;F24H15/335
• 代理公司: 北京市中聯創和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 張利杰;江平國

本發明提供了一種空調與熱泵熱水器的耦合系統及其控制方法，所述耦合系統包括空調機組、熱泵熱水器、換熱模塊，所述空調機組設置換熱管線，所述換熱管線設置換熱裝置，所述熱泵熱水器包括水箱，所述換熱模塊分別與換熱裝置、水箱連接，使得水箱中的水能夠流經換熱裝置與空調冷媒換熱，并循環回水箱中；本發明針對相互獨立的空調機組、熱泵熱水器，在其能夠各自獨立運行的基礎上，僅通過設置換熱管線、換熱模塊，使得熱水器中水的能量、空調中冷媒的能量之間能夠根據需要進行相互交換，不僅結構簡單，而且有效地將相互獨立的空調機組、熱泵熱水器進行耦合使用，有利于提高能源利用的效率，也能夠實現高能效、高效率除霜。

技術領域

本發明涉及熱泵系統技術領域，特別涉及一種空調與熱泵熱水器的耦合系統及其控制方法。

背景技術

空調是人們日常生活中不可或缺的電器設備，具有多種多樣的結構形式。隨著工業設計水平的不斷提高，以及新工藝、新材料和新造型在空調上的運用，開發出了各式各樣的空調。然而，目前市場上的空調機組外機的翅片管式換熱器，在低溫高濕的環境下容易結霜，結霜后的翅片管式蒸發器傳熱性能減弱，空氣流動阻力增加，風機性能衰減、輸入電流增大，進而導致系制熱量及系統制熱系數(COP)降低。為維持空調機組穩定工作，需要對空氣源熱泵的室外機進行周期性的除霜。

除霜可以有很多方法實現:停機除霜、電加熱除霜、熱氣旁通除霜、逆循環除霜等。其中,逆循環除霜、電加熱除霜是目前常用的除霜方式，但存在以下問題：

(1)逆向除霜能量主要來自于儲存在室內金屬盤管的能量和對壓縮機輸入的功，對于快速、干凈除霜是不足的。除霜能力不足會延長除霜時間，造成系統總效率降低，甚至出現除霜不干凈，導致頻繁進入除霜，惡性循環后導致機組故障。

(2)電加熱除霜低效，一份功轉換一份熱,但系統又不能完全吸收，使得電加熱能效比小于1。

同時，在人們日常生活中，生活熱水和空氣調節兩項需求在能耗中占據著較大的比例，往往會同時安裝并使用常規的空調、熱泵熱水器；這在整體系統方案設計層面，空調與熱泵熱水器同樣作為熱泵式設備，二者之間往往相互獨立運行，缺乏有效的耦合，使得能源利用不夠高效，造成較大的能源浪費。雖然現有技術中存在將空調與熱泵熱水器結合使用的方案，但其結合后的系統結構較為復雜，運行過程中的調控精度較差，難以對熱泵設備的除霜等工況進行較為精準、高效及時地調控。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種空調與熱泵熱水器的耦合系統及其控制方法，以解決現有技術中熱泵式設備缺乏有效的耦合，能源利用效率偏低以及其除霜的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種空調與熱泵熱水器的耦合系統，包括空調機組、熱泵熱水器、換熱模塊，所述空調機組設置換熱管線，所述換熱管線設置換熱裝置，所述熱泵熱水器包括水箱，所述換熱模塊分別與換熱裝置、水箱連接，使得水箱中的水能夠流經換熱裝置與空調冷媒換熱，并循環回水箱中。從而在本申請中，空調機組、熱泵熱水器之間為相互獨立的熱泵設備，在能夠各自獨立運行的基礎上，僅通過設置換熱管線、換熱模塊，使得熱水器中水的能量、空調中冷媒的能量之間能夠根據需要進行相互交換，不僅結構簡單，便于家裝或家庭改造，能夠有效地降低用戶家庭電器聯用改造的難度、成本；而且有效地將相互獨立的空調機組、熱泵熱水器進行耦合使用，有利于提高能源利用的效率；同時在其中任一個設備除霜時，另一個設備均能夠提供有效的熱量補給，使得兩臺熱泵式設備之間均能夠實現高能效、高效率除霜。

進一步的，所述換熱模塊包括循環管線，所述循環管線分別與換熱裝置、水箱連接，并在換熱裝置、水箱之間形成循環回路，所述循環管線中設置循環水泵，使得水箱中的水能夠流經換熱裝置與空調冷媒換熱，并循環回水箱中。