[發(fā)明專利]一種水源熱泵系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211264016.4
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115540390A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設計）人: 張華東;龐金超;張凱琳
• 申請（專利權）人: 煙臺綠冷熱能科技有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F25B47/02;F25B49/02
• 代理公司: 煙臺雙聯(lián)專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 姜宏藝

本發(fā)明公開了一種水源熱泵系統(tǒng)及其控制方法。水源熱泵系統(tǒng)包括：熱水池、熱水循環(huán)泵、制冷機組、供液管道、裝有低壓傳感器的回氣管道、蒸發(fā)器換熱融冰裝置、恒壓水源、裝有溫度傳感器的進水總管、出水管道等；該系統(tǒng)的控制方法包括：增卸載壓力的動態(tài)設置以及制冷機組制冷負荷變量輸出的控制方法和蒸發(fā)器交替融冰系統(tǒng)持續(xù)制熱以及出水臨界冰點狀態(tài)的控制方法。通過上述系統(tǒng)和控制方法，實現(xiàn)節(jié)約水源、自動融冰和持續(xù)制熱的目的，并使水源熱泵能適用于不同的工況。

技術領域

本發(fā)明涉及一種水源熱泵系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術

現(xiàn)有水源熱泵主要分為干式制冷系統(tǒng)和滿液式制冷系統(tǒng)兩種制冷方式。一、干式水源熱泵：一般干式水源熱泵的蒸發(fā)器為殼管式蒸發(fā)器，管程為制冷劑，殼程為水。干式制冷系統(tǒng)回氣過熱度一般大于1K，在實際運用中過熱度一般要大于5K以上。如：當蒸發(fā)器進水溫度為5℃，出水溫度0℃，過熱度5K，蒸發(fā)溫度為-5℃，此時的蒸發(fā)器列管外就會嚴重結冰，造成換熱效率下降。如蒸發(fā)器列管間距較小，列管外結冰會造成列管凍脹損壞。當蒸發(fā)器進水溫度較低接近冰點時，現(xiàn)有的水源熱泵無法正常運行，要不斷地融冰才能保障制熱的效果，但融冰時又無法正常持續(xù)制熱。二、滿液式（濕式）水源熱泵：一般滿液式水源熱泵的蒸發(fā)器為殼管式蒸發(fā)器，管程為水，殼程為制冷劑。濕式制冷系統(tǒng)回氣過熱度一般≥0K，在實際運用中過熱度一般略大于0K。如：當蒸發(fā)器進水溫度為5℃，出水溫度0℃，過熱度為0K，蒸發(fā)器有相應的換熱面積時，蒸發(fā)溫度為-3℃，此時的蒸發(fā)器列管也會結冰，造成換熱效率下降。列管內(nèi)結冰會造成列管凍脹損壞。當蒸發(fā)器進水溫度較低接近冰點時，現(xiàn)有的滿液式水源熱泵無法正常運行，要不斷地融冰才能保障制熱的效果，但融冰時也無法正常持續(xù)制熱。另外以往的水源熱泵一般進出水溫差為5℃，蒸發(fā)器主要是從進水的顯熱中吸收熱量，由于水的液態(tài)比熱容為1Kcal/kg.℃，用水量較大。因此，在一些水資源不十分充足的情況下無法采用水源熱泵。

另一方面，現(xiàn)有的水源熱泵制冷系統(tǒng)一般適用于單一的工況，無法在不同工況下自動調節(jié)，從而滿足各種工況，如由于環(huán)境溫度造成水源溫度變化時，水源熱泵按固定的設定工況工作，無法使水源熱泵達到最佳的工作效率。而且現(xiàn)有的低溫水源熱泵制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器除冰通常采用刮板方式，不僅構造復雜，故障率較高，維護成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種水源熱泵系統(tǒng)及其控制方法，第一、所述系統(tǒng)通過交替融冰實現(xiàn)持續(xù)制熱功能，并且具備大幅度節(jié)水的特點；第二、所述系統(tǒng)的換熱融冰裝置具備自動融冰和排冰功能；第三、所述系統(tǒng)具備根據(jù)水源溫度自動調節(jié)水源熱泵的工況負荷輸出功能。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種水源熱泵系統(tǒng)，包括制冷機組和至少兩臺換熱融冰裝置，其特征在于：所述換熱融冰裝置包括內(nèi)部安裝有蒸發(fā)器的蒸發(fā)器水箱，所述蒸發(fā)器分別連接有制冷劑回管和制冷劑供管；所述蒸發(fā)器水箱分別連接有進水管和出水管；所述制冷劑供管上安裝有制冷劑供自動閥，所述制冷劑回管上安裝有制冷劑回自動閥；所述進水管上安裝有進水調節(jié)自動閥；所述出水管與蒸發(fā)器水箱出水口之間通過出水定位管互相連接；所述出水定位管的底端連接蒸發(fā)器水箱出水口，頂端連接所述出水管；所述蒸發(fā)器水箱還開設有溢流口形式的融冰排水口，該融冰排水口的下沿位置高于所述出水定位管的頂端位置；所述蒸發(fā)器水箱的一側還安裝有用于接收從融冰排水口溢流出的水和冰的融冰排水箱；融冰排水箱連接有融冰排水管；所述換熱融冰裝置還包括用于檢測所述蒸發(fā)器水箱出水口水溫的第一溫度傳感器和用于檢測所述蒸發(fā)器水箱內(nèi)水溫的第二溫度傳感器；其中制冷劑回總管上安裝有壓力傳感器；所述系統(tǒng)還包括安裝有第三溫度傳感器的進水總管，所述進水總管分別連接各臺換熱融冰裝置的水箱進水管；所述系統(tǒng)還包括排水總管，所述排水總管分別連接各臺換熱融冰裝置的蒸發(fā)器水箱出水管以及融冰排水管；所述制冷機組通過制冷劑供總管和制冷劑回總管分別連接所述各臺換熱融冰裝置的制冷劑回管和制冷劑供管。

優(yōu)選地，所述換熱融冰裝置還包括出水排空管，該出水排空管的底端連接所述出水定位管的頂端，該出水排空管的頂端高于所述蒸發(fā)器水箱的頂部。