[發明專利]復疊式熱泵系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202210760226.6
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115164433A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 柴婷;任滔
• 申請（專利權）人: 青島海爾空調電子有限公司;青島海爾空調器有限總公司;海爾（上海）家電研發中心有限公司;海爾智家股份有限公司
• 主分類號: F25B7/00
• 分類號: F25B7/00;F25B27/00;F25B41/20;F25B41/42;F25B49/02
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 袁楠

本發明涉及復疊式熱泵技術領域，具體提供一種復疊式熱泵系統及其控制方法，旨在解決現有復疊式熱泵系統成本高、熱損耗高、熱效率低的問題。為此，本發明的復疊式熱泵系統包括高壓冷媒循環回路、低壓冷媒循環回路、太陽能補氣支路和第一連通支路，低壓冷媒循環回路中設置有第二壓縮機和氟泵，氟泵的兩端并聯設置有第二節流構件，通過選擇性運行第二壓縮機和氟泵降低能耗；太陽能補氣支路上設置有太陽能集熱裝置，太陽能補氣支路和第一連通支路與低壓冷媒循環回路相連，以使流經中間換熱器的部分冷媒引入至太陽能集熱裝置中加熱蒸發后對第二壓縮機補氣，降低能耗；此外，本發明還能夠避免二次換熱的問題，進而降低成本和熱損耗，提高制熱效率。

技術領域

本發明涉及復疊式熱泵技術領域，具體提供一種復疊式熱泵系統及其控制方法。

背景技術

隨著節能減排的政策推廣，食品加工、紡織和化工等行業使用高溫熱泵系統進行高溫加熱處理的應用場合越來越多。工業加熱需求旺盛，對高溫熱泵系統的應用要求也越來越高。首先，高溫熱泵系統的最終供熱溫度一般大于70℃甚至超過90℃。其次，供熱系統的應用環境工況跨度非常大，環境溫度從-30℃到35℃，無論冬季還是夏季都需要提供高溫熱水或熱風。

工業使用的高溫熱水溫度較高，這就導致普通熱泵系統無法達到實際的加熱使用需求，將復疊式熱泵系統用來提供高溫熱水的技術已經非常成熟。復疊式熱泵系統一般包括高壓冷媒循環回路和低壓冷媒循環回路，高壓冷媒循環回路和低壓冷媒循環回路通過共用的中間換熱器進行換熱，以達到提供高溫熱水的目的。然而在額定工況之外，特別是高環境溫度工況下，復疊式熱泵系統仍然采用兩級壓縮的方式，這就導致復疊式熱泵系統的靈活性不高、能效低。現有部分復疊式熱泵系統利用太陽能以解決上述問題，但現有結合太陽能的復疊式熱泵系統需要通過換熱器與空氣能系統進行二次換熱，這就導致復疊式熱泵系統存在成本高、熱損耗高、熱效率低的問題。

相應地，本領域需要一種新的復疊式熱泵系統及其控制方法來解決上述技術問題。

發明內容

本發明旨在解決上述技術問題，即，解決現有復疊式熱泵系統成本高、熱損耗高、熱效率低的問題。

在第一方面，本發明提供一種復疊式熱泵系統，所述復疊式熱泵系統包括高壓冷媒循環回路、低壓冷媒循環回路、太陽能補氣支路和第一連通支路，所述高壓冷媒循環回路上設置有第一壓縮機、第一換熱器、第一節流構件和中間換熱器，所述低壓冷媒循環回路上設置有第二壓縮機、所述中間換熱器、氟泵和第二換熱器，所述氟泵的兩端并聯設置有第二節流構件，所述太陽能補氣支路與所述低壓冷媒循環回路相連，所述太陽能補氣支路的第一端連接至所述中間換熱器和所述氟泵之間，所述太陽能補氣支路的第二端與所述第一連通支路的第一端相連，所述太陽能補氣支路上設置有第三節流構件和太陽能集熱裝置，所述第一連通支路的第二端連接至所述第二壓縮機的補氣口處。

在上述復疊式熱泵系統的優選技術方案中，所述復疊式熱泵系統還包括第二連通支路，所述第二連通支路的第一端連接至所述太陽能補氣支路和所述第一連通支路的連接處，所述第二連通支路的第二端連接至所述第二換熱器和所述第二壓縮機的進氣口之間。

在上述復疊式熱泵系統的優選技術方案中，所述第一連通支路上設置有第一控制閥，所述第一控制閥設置成能夠控制所述太陽能補氣支路與所述第一連通支路的通斷狀態；并且/或者所述第二連通支路上設置有第二控制閥，所述第二控制閥設置成能夠控制所述太陽能補氣支路與所述第二連通支路的通斷狀態。

在上述復疊式熱泵系統的優選技術方案中，所述復疊式熱泵系統還包括旁通支路，所述旁通支路并聯設置在所述第二壓縮機的兩端，所述旁通支路上設置有第三控制閥，所述第三控制閥設置成能夠控制所述旁通支路的通斷狀態。

在上述復疊式熱泵系統的優選技術方案中，所述復疊式熱泵系統還包括換熱水路，所述換熱水路的一部分設置在所述第一換熱器中，以使所述換熱水路中的水通過所述第一換熱器與所述高壓冷媒循環回路中的冷媒進行換熱。