CN102679650A - 热泵蒸发压力的安全控制装置及其方法 - Google Patents

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陈九法
徐宝江
陈义波
陈军伟
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Abstract

本发明公开了一种热泵蒸发压力的安全控制装置及其方法，该装置包括压缩机（1）、冷凝器（2）、节流膨胀阀（3）、蒸发器（4）、控制模块单元（5）、流量调节执行机构（6）、压力测试装置（7）、温度测试装置（8）；该方法包括如下步骤，高温高压的制冷剂由压缩机（1）的输出端进入冷凝器（2），在其中冷凝成气液两相工质，随后进入节流膨胀阀（3），膨胀后经过蒸发器（4）蒸发吸热，变成饱和蒸汽再进入压缩机（1），如此循环。本发明具有简单可靠、结构紧凑等优点，应用于需要对热泵蒸发压力安全控制的场合。

Description

热泵蒸发压力的安全控制装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种新型的热泵蒸发压力安全控制装置，具体是涉及一种利用自动控制装置来完成对热泵蒸发压力安全的控制，应用于热泵蒸发压力容易超出安全压力的场合，属于制冷控制领域。
背景技术
随着社会对节能低碳理念的大力提倡，热泵作为新型节能产品，已经得到社会各界的高度关注。
目前，既有热水器企业在推热泵热水器，也有空调企业在推。空气源热泵热水器跟传统热水器在原理上区别很大。空气源热泵热水器是在空调的原理上发展起来的，其节能潜力很大，市场情景广阔，在市场推广上越来越显示它的优越性。
　　市场份额的不断加大，使低温和寿命问题成为热泵热水器技术突破的关键，寿命问题直接关联到压缩机运行状况好坏，线圈电流是一个很重要的因素，热泵在长时间的运行下，电流再很大，这势必造成热泵压缩机发热过多，最终导致热泵寿命降低。目前制约热泵热水器行业发展的一个最主要原因就是热泵热水器在区域使用范围上受限，在过冷或者过热的环境温度下，压缩机都要承受较大的压力。如果长久使用普通的空调用压缩机，产品的问题会逐渐暴露出来，而这些问题将使热泵热水器的生产企业和消费者对产品的信心降低。作为热泵热水器的心脏，未来热泵热水器专用压缩机的诞生势在必行。
本发明特别适用于对热泵蒸发压力安全的控制，进而为解决热泵寿命问题提供了一个很好的思路。目前为满足热泵过电流防护的需求，主要采用从制冷剂侧控制，采用特殊节流阀，设置蒸发压力上限，现有技术有覆盖，并且，只能是制冷机组厂商在设备制造时候采用，而本发明从传热介质侧间接控制，通过减小传热介质流量达到降低蒸发温度的目的，最终减小压缩机线圈的电流。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种热泵蒸发压力的安全控制装置及其方法，根据上述压力或温度上限来自动调节蒸发器侧传热介质入口处的流量，达到减小热泵电流的目的，从而实现对热泵蒸发压力安全的控制，这解决了热泵因在长时间，过电流运行下带来热泵寿命减退问题。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种热泵蒸发压力的安全控制装置，该装置包括压缩机、冷凝器、节流膨胀阀、蒸发器、控制模块单元、流量调节执行机构、压力测试装置、温度测试装置；
压缩机的输出端连接冷凝器的输入端，冷凝器的输出端接节流膨胀阀的输入端，节流膨胀阀的输出端接蒸发器的输入端，蒸发器的输出端接压缩机的输入端；
蒸发器的传热介质输出端接温度测试测试装置，蒸发器的制冷剂输出端接压力测试装置，蒸发器的传热介质输入端接流量调节执行机构，在温度测试装置和压力测试装置之间设控制模块单元，该控制模块单元的另一端还与流量调节执行机构的调节端相接。
优选的，流量调节执行机构选择电动二通调节阀或电动套筒调节阀。
优选的，压力测试装置为压力探头，温度测试装置为温度探头。
本发明还提供了一种热泵蒸发压力的安全控制方法，该方法包括如下步骤，
高温高压的制冷剂由压缩机的输出端进入冷凝器，在其中冷凝成气液两相工质，随后进入节流膨胀阀，膨胀后经过蒸发器蒸发吸热，变成饱和蒸汽再进入压缩机，如此循环，当制冷剂侧压力测试装置所测压力超过蒸发压力上限时，控制模块单元会接受的预警信号通过流量调节执行机构自动减少蒸发器侧的传热介质流量，从而减小压缩机电流，当传热介质侧温度测试装置所测温度超过蒸发器侧传热介质的出口温度上限时，控制模块单元会接受的预警信号通过流量调节执行机构自动减少蒸发器侧的传热介质流量，从而减小压缩机电流。
有益效果：1、本发明使用一个简单的控制模块单元，根据上述压力或温度上限自动调节蒸发器侧传热介质的流量，从而降低蒸发温度，减小线圈的电流，实现热泵过电流的防护功能。
2、本发明通过在蒸发器制冷剂出口处和传热介质侧出口处设置压力测试装置和温度测试装置，然后通过控制模块单元与蒸发器侧传热介质入口处相连接，方案不一，可以根据各自需要设置压力或温度测试装置，操作灵活。
3、本发明只涉及一个简单的控制模块单元、一个温度或压力测试装置和一个流量调节执行机构，成本低，操作简单、方便，延长了热泵寿命，降低了运行费用。
附图说明
图1为本发明的基本的热泵蒸发压力安全自动控制装置的原理图。
压缩机1、冷凝器2、节流膨胀阀3、蒸发器4、控制模块单元5、流量调节执行机构6、压力测试装置7、温度测试装置8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
针对热泵在某些场合出现蒸发压力过高致使压缩机损坏的问题，本发明提出了一种新型的自动控制装置，该控制装置通过调节蒸发器侧传热介质（如水、空气等）的流量使得热泵蒸发压力在允许的范围内；这种流量控制方法可以根据蒸发器制冷剂侧出口蒸汽压力来实施调节，也可以根据蒸发器侧传热介质的出口温度来实施调节，不限于这两种方案；其中典型的装置包括控制模块单元、流量调节执行机构、制冷剂侧压力测试装置、传热介质侧温度测试装置；本装置具有简单可靠、结构紧凑等优点，应用于需要对热泵蒸发压力安全控制的场合
参见图 1，本发明提供的热泵蒸发压力的安全控制装置，该装置包括压缩机1、冷凝器2、节流膨胀阀3、蒸发器4、控制模块单元5、流量调节执行机构6、压力测试装置7、温度测试装置8；
压缩机1的输出端连接冷凝器2的输入端，冷凝器2的输出端接节流膨胀阀3的输入端，节流膨胀阀3的输出端接蒸发器4的输入端，蒸发器4的输出端接压缩机1的输入端；
蒸发器4的传热介质输出端接温度测试测试装置8，蒸发器4的制冷剂输出端接压力测试装置7，蒸发器4的传热介质输入端接流量调节执行机构6，在温度测试装置8和压力测试装置7之间设控制模块单元5，该控制模块单元5的另一端还与流量调节执行机构6的调节端相接。
流量调节执行机构6选择电动二通调节阀或电动套筒调节阀。
压力测试装置7为压力探头，温度测试装置8为温度探头。
本发明还提供了热泵蒸发压力的安全控制方法，该方法包括如下步骤，
高温高压的制冷剂由压缩机1的输出端进入冷凝器2，在其中冷凝成气液两相工质，随后进入节流膨胀阀3，膨胀后经过蒸发器4蒸发吸热，变成饱和蒸汽再进入压缩机1，如此循环，当制冷剂侧压力测试装置7所测压力超过蒸发压力上限时，控制模块单元5会接受的预警信号通过流量调节执行机构6自动减少蒸发器侧的传热介质流量，从而减小压缩机1电流，当传热介质侧温度测试装置8所测温度超过蒸发器4侧传热介质的出口温度上限时，控制模块单元5会接受的预警信号通过流量调节执行机构6自动减少蒸发器侧的传热介质流量，从而减小压缩机1电流。
实施例1，见图1，在蒸发器制冷剂出口处设置压力测试装置，当压力测试装置所测压力超过蒸发压力上限时，控制模块单元会通过接受的预警信号自动减少蒸发器侧的传热介质流量，实现对热泵蒸发压力安全的控制，从而减小压缩机电流
实施例2，见图1，与实施例1的不同在于，在蒸发器侧传热介质的出口处设置温度测试装置，当温度测试装置所测温度超过蒸发器侧传热介质的出水温度上限时，控制模块单元会通过接受的预警信号自动减少蒸发器的传热介质流量，实现对热泵蒸发压力安全的控制，从而减小压缩机电流。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (4)

1. 一种热泵蒸发压力的安全控制装置，其特征在于，该装置包括压缩机（1）、冷凝器（2）、节流膨胀阀（3）、蒸发器（4）、控制模块单元（5）、流量调节执行机构（6）、压力测试装置（7）、温度测试装置（8）；
压缩机（1）的输出端连接冷凝器（2）的输入端，冷凝器（2）的输出端接节流膨胀阀（3）的输入端，节流膨胀阀（3）的输出端接蒸发器（4）的输入端，蒸发器（4）的输出端接压缩机（1）的输入端；
蒸发器（4）的传热介质输出端接温度测试测试装置（8），蒸发器（4）的制冷剂输出端接压力测试装置（7），蒸发器（4）的传热介质输入端接流量调节执行机构（6），在温度测试装置（8）和压力测试装置（7）之间设控制模块单元（5），该控制模块单元（5）的另一端还与流量调节执行机构（6）的调节端相接。
2. 根据权利要求1所述的热泵蒸发压力的安全控制装置，其特征在于，流量调节执行机构（6）选择电动二通调节阀或电动套筒调节阀。
3. 根据权利要求1所述的热泵蒸发压力的安全控制装置，其特征在于，压力测试装置（7）为压力探头，温度测试装置（8）为温度探头。
4. 一种热泵蒸发压力的安全控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，
高温高压的制冷剂由压缩机（1）的输出端进入冷凝器（2），在其中冷凝成气液两相工质，随后进入节流膨胀阀（3），膨胀后经过蒸发器（4）蒸发吸热，变成饱和蒸汽再进入压缩机（1），如此循环，当制冷剂侧压力测试装置（7）所测压力超过蒸发压力上限时，控制模块单元（5）会接受的预警信号通过流量调节执行机构（6）自动减少蒸发器侧的传热介质流量，从而减小压缩机（1）电流，当传热介质侧温度测试装置（8）所测温度超过蒸发器（4）侧传热介质的出口温度上限时，控制模块单元（5）会接受的预警信号通过流量调节执行机构（6）自动减少蒸发器侧的传热介质流量，从而减小压缩机（1）电流。
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