CN105115012B - 一种用于暖气片采暖的热泵机组及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于暖气片采暖的热泵机组及其控制方法，涉及采用热泵的热水集中供暖系统及其控制方法，尤其涉及一种为暖气片采暖提供热水的热泵机组和该热泵机组的控制方法，包括补气增焓压缩机组，暖气片，高温储热器，中温容积器；制冷剂循环回路从压缩机开始，依次通过四通阀，高温储热器，中温容积器，经济器，主热力膨胀阀和补气膨胀阀，以及翅片换热器，四通阀和气液分离器，再回到压缩机；控制装置通过控制热泵机组的制冷系统动作流程和热水系统动作流程，实现变温采暖水温控制；本发明仅使用单级压缩和普通环保型制冷剂就能够制取高温热水，可以在满足高低采暖负荷变化的要求同时，实现在室内不需要大量热能时储能的功能，起到削峰添谷的作用。

Description

一种用于暖气片采暖的热泵机组及其控制方法

技术领域

本发明涉及采用热泵的热水集中供暖系统及其控制方法，尤其涉及一种为暖气片采暖提供热水的热泵机组和该热泵机组的控制方法。

背景技术

我国北方空气质量下降、雾霾频发、采暖成本高等诸多综合因素，使首都北京、天津、河北等地痛下决心，大力推行“煤改电”政策，斥百亿元对传统小煤炉采暖实施电力配套改造工程。北方采暖多以暖气片为主，采用热泵为暖气片供暖是一种重要的煤改电技术方案。中国发明专利“热泵式热水暖气装置”(中国发明专利号：ZL03123266.3，授权公告号：CN1233956C)公开了一种热泵式热水暖气装置，地板暖气片和热水供给装置的热水配管连接容易，且不需要为防止冻结而使循环泵强制运转。该热泵式热水暖气装置包括热泵式室外机、地板暖气片、用制冷剂配管和室外机连接并用热水配管和地板暖气片连接的热水供给装置。所述热水供给装置上设有：使制冷剂和水进行热交换的加热用制冷剂对水换热器；配设在热水配管中的循环泵；用于通过制冷剂配管和室外机连接的制冷剂用阀，用于通过热水配管和地板暖气片连接的热水用阀，以可通信的方式与遥控器连接的控制装置，以及用于与该控制装置连接并和室外机可通信地连接的通信线连接用端子。该发明虽然提供了利用热泵为暖气片供暖的技术方案，可以用于现有暖气片采暖系统的改造，但是，由于暖气片采暖在初始加热时采暖温度需要65度，而现有的热泵热水机加热的温度为55度，暖气片在55度左右水温时比65度时散热性能降低到60％左右，这样采暖效果就会大幅下降，室内达到设定的温度时间会很长。而且随着室内温度的不断上升，当室内温度达到设定的舒适温度时，此时因为墙体保温效果较好，散热量较小，如果还应用55度水温进行加热，则室内温度会上升至超过室温设定值，达不到舒适的温度要求，这时客户人为地打开窗户进行引新风降温降低室内温度，从而损失大量的热能，运行费用也会大幅增加。在室内温度接近设定的温度时，还一直制取55度的热水供给暖气片，压缩机耗能会大量增加，同时管道散热也会增加很多。

通过PCT申请途径进入中国中国的发明专利申请“热泵系统”(中国发明专利申请号：201080012689.X，公开号：CN102348942A)公开了一种能在通过二次制冷剂进行的热负载处理中使循环效率提高的热泵系统。供二氧化碳制冷剂循环的热泵回路具有低级侧压缩机、高级侧压缩机、膨胀阀以及蒸发器；供作为二次制冷剂的水循环的制热回路具有暖气片；供作为制热用热介质的水循环的制热回路具有彼此并联的中压侧分岔流路和高压侧分岔流路；控制部操作制热混合阀，以使中压侧分岔流路中在中压水热交换器中被加热的二次制冷剂的温度与高压侧分岔流路中在第二高压水热交换器中被加热的二次制冷剂的温度相同。该发明的制热装置能够在由二次制冷剂进行的热负载的处理中使循环效率提高，适用于采用具有多级压缩式压缩元件的热泵回路来处理热负载的热泵系统。该发明的技术方案虽然能够提供满足暖气片采暖初期所需的高温热水，但是，该技术方案也没有解决暖气片采暖在不同室温状态对热水温度要求不同的技术问题，而且具有多级压缩式压缩元件的热泵回路来处理热负载的热泵系统需要使用多种制冷剂，其系统结构复杂，造价昂贵，将导致煤改电的改造成本急剧升高。

发明内容

本发明的目的是要提供一种用于暖气片采暖的热泵机组，仅使用单级压缩和普通的环保型制冷剂，就可以解决暖气片采暖在不同室温状态对热水温度要求不同的技术问题，既能够满足在室内温度较低时快速升温的需求，又能够在室内温度接近室温设定值时降低水温保持室温恒定，达到节能降耗的目的。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种用于暖气片采暖的热泵机组，包括补气增焓压缩机组，用于从外部热源获取热能；暖气片，用于室内采暖供热；以及控制装置，用于控制热泵机组的运行；其特征在于：

所述的用于暖气片采暖的热泵机组还包括高温储热器和中温容积器；所述的高温储热器为内置强化紊流盘管的高温水箱，用于吸收制冷剂的显热制取高温热水；所述的中温容积器为内置螺旋换热器的中温水箱，用于吸收制冷剂的潜热制取中温热水；

压缩机的排气口，依次通过四通阀，高温储热器的强化紊流盘管，中温容积器的螺旋换热器，连接到经济器，通过经济器后分为两路，其中，一路通过主热力膨胀阀，翅片换热器，四通阀和气液分离器，连接到压缩机的进气口，另一路通过补气膨胀阀回到经济器，再从经济器连接到压缩机的中间补气腔，构成补气增焓压缩机组的制冷剂循环回路；

所述高温储热器的底部设有进水口e，顶部设有出水口f；所述的中温容积器设有4个水路进出口，其中，进水口a直接连通到螺旋换热器的水路入口；出水口b为螺旋换热器的水路出口，开放在中温容积器的水箱内部，经螺旋换热器加热后的水从出水口b流出，直接进入中温容积器的底部；出水口c和出水口d置于中温容积器的水箱顶部；

所述暖气片的出水口通过水泵连接到中温容积器的进水口a，中温容积器的出水口c连接到三通恒温阀的进水口B，中温容积器的出水口d连接高温储热器的进水口e，高温储热器的出水口f连接到三通恒温阀的进水口A；三通恒温阀的出水口C连接到暖气片的进水口，构成暖气片采暖水循环回路；

在高温储热器的出水口f和暖气片出水口之间设有热水旁通电磁阀；当热水旁通电磁阀处于打开状态时，高温储热器的出水口f通过热水旁通电磁阀连接到中温容积器的进水口a，中温容积器的出水口d连接到高温储热器的进水口e，形成内循环高温水加热循环回路；

所述的控制装置通过控制热泵机组的制冷系统动作流程和热水系统动作流程，实现变温采暖水温控制；

所述的制冷系统动作流程如下：

压缩机排出的高温高压气体制冷剂，通过四通阀进入高温储热器中的强化紊流盘管，向高温储热器释放制冷剂的显热，在高温储热器中产生75-80℃的高温热水；

释放显热后的制冷剂到达中温容积器中的螺旋换热器，通过螺旋换热器释放潜热，将中温容积器中的水加热到由控制装置动态设定的温度；

从中温容积器出来的中温中压液态制冷剂，到达经济器进行过冷；过冷后的液态制冷剂分成两路，一路到达主热力膨胀阀进行节流降压，另一路到补气膨胀阀；经过主热力膨胀阀节流降压的制冷剂到达翅片式换热器，从空气中吸收热量后变为气态制冷剂，再通过四通阀到达汽液分离器，分离出气态制冷剂后回到压缩机；通过补气膨胀阀的制冷剂回到经济器，吸收热量汽化后回到压缩机的中间补气腔；

所述的热水系统动作流程包括采暖流程和内循环加热流程：

采暖流程：三通恒温阀根据出水口C的出口水温与动态设定的控温设定值的比较结果，调节A-C和B-C的流通量，将从高温储热器的出水口f和中温容积器的出水口c送出的热水，混合输送到暖气片中；水泵抽取暖气片中的水，送入中温容积器的进水口a进行初加热；经初加热后的水经由出水口b流出，到达中温容积器的底部并在中温容积器的出水口分流，一路通过中温容积器的出水口c送到三通阀恒温阀的进水口B，另一路通过中温容积器的出水口d送到高温储热器的进水口e；通过高温储热器再次加热后，经再次加热的高温热水由高温储热器的出水口f送到三通恒温阀的进水口A，形成热水采暖循环；

内循环加热流程：当中温水水温达到动态设定的控温设定值时，若高温水水温还没有达到75℃，则打开暖气片管路上的热水旁通电磁阀，将三通恒温阀和暖气片旁路；高温储热器的出水口f的水通过热水旁通电磁阀被水泵抽取，送入中温容积器的进水口a进行初加热；经初加热后的水经由出水口b，流出到中温容积器的底部，再通过中温容积器的出水口d送到高温储热器的进水口e；通过高温储热器再次加热后，再从高温储热器的出水口f回到热水旁通电磁阀，形成高温水加热内循环。

本发明的用于暖气片采暖的热泵机组的一种较佳的技术方案，其特征在于在所述的强化紊流盘管的制冷剂管路入口和出口，并联连接有旁路电磁阀；当高温储热器中的水温达到80℃时，打开高温储热器的旁路电磁阀，停止对高温储热器的加热；压缩机排出的高温高压气体制冷剂，通过四通阀和旁路电磁阀，直接送到中温容积器中的螺旋换热器；当温度低于75℃时，关闭旁路电磁阀，恢复对高温储热器的加热。

本发明的用于暖气片采暖的热泵机组的一种更好的技术方案，其特征在于补气增焓压缩机组的制冷剂循环回路，还包括通过毛细管和单向阀并联在主热力膨胀阀两端的卸荷电磁阀，以及并联在经济器制冷剂入口和出口之间的注液阀；当压缩机的排气侧压力达到2.8MPa时，打开卸荷电磁阀进行卸荷，降低排气侧压力，保护压缩机；当高压下降到2.6MPa时，关闭卸荷电磁阀；当排气温度超过110℃时，打开注液阀进行注液降温，从而降低排气温度；当排气温度低于100℃时，关闭注液阀。

本发明的另一个目的是要提供一种用于实现热泵机组变温采暖的水温控制方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种用于上述热泵机组的变温采暖水温控制方法，其特征在于包括以下步骤：

S100：获取室内温度Tsc和室温设定值Ts；

S200：若室内温度Tsc≤室温设定值Ts-10，三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc调整为70℃；

S300：若室温设定值Ts-10＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts-5，三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc调整为65℃；

S400：若室温设定值Ts-5＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts-3，以50℃为基础值，以65℃为升温上限，按照每5分钟提高1℃的升温速度，逐步调高三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；

S500：若室温设定值Ts-3＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts-1，以45℃为基础值，以50℃为升温上限，按照每5分钟提高1℃的升温速度，逐步调高三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；

S600：若室温设定值Ts-1＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts+1，以40℃为基础值，以45℃为升温上限，按照每5分钟提高1℃的升温速度，逐步调高三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；在调整控温设定值Tc的同时，同步调整热泵机组的压缩机停机水温设定值Tst，保证中温水水温Tm与三通恒温阀出口水温Tf相等；

S700：若室内温度Tsc＞Ts+1，以40℃为基础值，以35℃为控温下限，按照每5分钟降低1℃的降温速度，逐步调低三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；在调整控温设定值Tc的同时，同步调整热泵机组的压缩机停机水温设定值Tst，保证中温水水温Tm与三通恒温阀出口水温Tf相等。

本发明的有益效果是：

1、本发明的用于暖气片采暖的热泵机组及其控制方法，通过设置高温储热器，结合压缩机组卸荷技术的应用，可以使热泵机组仅使用单级压缩和普通的R410A环保型制冷剂，就能够制取65-75℃的高温热水，满足暖气片部分状况下的高温进水的需求。内循环加热的创新，可以在满足高低采暖负荷变化的要求同时，实现在室内不需要大量热能时储能的功能，起到削峰添谷的作用。

2、本发明的用于暖气片采暖的热泵机组及其控制方法，通过设置中温容积器提高了系统的冷凝效果，同时通过延长热水在中温容积器中的滞留时间，可以提高热泵的制热水温度，提高出水温度的稳定性。

3、本发明的用于暖气片采暖的热泵机组及其控制方法，通过采用变温采暖水温控制，可以保证在低室内温度时达到快速采暖的目的；在室内温度接近设定的温度时，通过降低暖气片的进水温度，保持室内温度相对恒定，同时能达到节能降耗的目的。变温采暖水温控制方法可以根据室内温度、三通恒温阀出口温度自动调节中温水水温，实现在室内温度接近室温设定值时自动调节热泵机组的加热温度，既可以避免热泵机组一直加热在55度高耗能区，还能够避免机组频繁启动。

4、本发明的用于暖气片采暖的热泵机组及其控制方法，通过三通恒温阀控制高温热水和中温热水的混合流通量，可以满足室内外不同环境温度和不同暖气片散热的性能需求。通过利用动态补气增焓技术，可以提高热泵机组在低环境温度，尤其是-5℃环境温度以下时的制热能力和性能系数，满足北方低温地区暖气片采暖煤改电的需要。

附图说明

图1是本发明的用于暖气片采暖的热泵机组的结构示意图；

图2是本发明的用于暖气片采暖的热泵机组的控制装置的原理图；

图3是本发明的用于暖气片采暖的热泵机组变温采暖水温控制方法流程图。

以上各图中各部件的附图标记：100-补气增焓压缩机组，110-压缩机，120-四通阀，130-经济器，140-主热力膨胀阀，141-补气膨胀阀，150-翅片换热器，160-气液分离器，170-卸荷电磁阀，171-毛细管，172-单向阀，180-注液阀，200-高温储热器，210-强化紊流盘管，220-旁路电磁阀，300-中温容积器，310-螺旋换热器，320-三通恒温阀，400-暖气片，410-水泵，420-热水旁通电磁阀，500-控制装置，510-变温参数动态设定模块，511-室内温度传感器，520-压缩机组控制模块，521-中温容积器水温传感器，522-排气侧压力传感器，523-排气温度传感器，530-采暖水温检测控制模块，531-高温储热器水温传感器，532-三通恒温阀出口水温传感器。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。图1是本发明的用于暖气片采暖的热泵机组的一个实施例，包括补气增焓压缩机组100，用于从外部热源获取热能；暖气片400，用于室内采暖供热；以及控制装置500，用于控制热泵机组的运行；

在图1所示的实施例中，所述的用于暖气片采暖的热泵机组还包括高温储热器200和中温容积器300；所述的高温储热器200为内置强化紊流盘管210的高温水箱，用于吸收制冷剂的显热制取高温热水；所述的中温容积器300为内置螺旋换热器310的中温水箱，用于吸收制冷剂的潜热制取中温热水；

压缩机110的排气口，依次通过四通阀120，高温储热器200的强化紊流盘管210，中温容积器300的螺旋换热器310，连接到经济器310，通过经济器130后分为两路，其中，一路通过主热力膨胀阀140，翅片换热器150，四通阀120和气液分离器160，连接到压缩机110的进气口，另一路通过补气膨胀阀141回到经济器130，再从经济器130连接到压缩机的中间补气腔，构成补气增焓压缩机组100的制冷剂循环回路；

所述高温储热器200的底部设有进水口e，顶部设有出水口f；所述的中温容积器300设有4个水路进出口，其中，进水口a直接连通到螺旋换热器310的水路入口；出水口b为螺旋换热器310的水路出口，开放在中温容积器300的水箱内部，经螺旋换热器310加热后的水从出水口b流出，直接进入中温容积器300的底部；出水口c和出水口d置于中温容积器300的水箱顶部；

所述暖气片400的出水口通过水泵410连接到中温容积器300的进水口a，中温容积器300的出水口c连接到三通恒温阀320的进水口B，中温容积器300的出水口d连接高温储热器200的进水口e，高温储热器200的出水口f连接到三通恒温阀320的进水口A；三通恒温阀320的出水口C连接到到暖气片的进水口，构成暖气片采暖水循环回路；

在图1所示的实例中，在高温储热器200的出水口f和暖气片400的出水口之间设有热水旁通电磁阀420；当热水旁通电磁阀420处于打开状态时，高温储热器200的出水口f通过热水旁通电磁阀420连接到中温容积器300的进水口a，中温容积器300的出水口d连接到高温储热器200的进水口e，形成内循环高温水加热循环回路。

所述的控制装置500通过控制热泵机组的制冷系统动作流程和热水系统动作流程，实现变温采暖水温控制；图1中用双点划线适宜性地表示控制装置500与热泵机组各部件之间的控制连接关系。

所述的制冷系统动作流程如下：

压缩机110排出的高温高压气体制冷剂，通过四通阀120进入高温储热器200中的强化紊流盘管，向高温储热器释放制冷剂的显热，在高温储热器200中产生75-80℃的高温热水；

释放显热后的制冷剂到达中温容积器300中的螺旋换热器310，通过螺旋换热器310释放潜热，将中温容积器300中的水加热到由控制装置500动态设定的35-70℃；

从中温容积器300出来的中温中压液态制冷剂，到达经济器130进行过冷；过冷后的液态制冷剂分成两路，一路到达主热力膨胀阀140进行节流降压，另一路到补气膨胀阀141；经过主热力膨胀阀140节流降压的制冷剂到达翅片式换热器150，从空气中吸收热量后变为气态制冷剂，再通过四通阀120到达汽液分离器160，分离出气态制冷剂后回到压缩机110；通过补气膨胀阀141的制冷剂回到经济器130，吸收热量汽化后回到压缩机110的中间补气腔；

所述的热水系统动作流程包括采暖流程和内循环加热流程：

采暖流程：三通恒温阀320根据出水口C的出口水温Tf与动态设定的控温设定值Tc的比较结果，调节A-C和B-C的流通量，将从高温储热器200的出水口f和中温容积器300的出水口c送出的热水，混合为水温为Tf的采暖热水，通过三通恒温阀320的出水口C输送到暖气片400中；水泵410抽取暖气片400中的水，送入中温容积器300之螺旋换热器310的进水口a进行初加热；经初加热后的水经由螺旋换热器310的出水口b流出，到达中温容积器300的底部并在中温容积器300的出水口分流，一路通过中温容积器300的出水口c送到三通阀恒温阀320的进水口B，另一路通过中温容积器300的出水口d送到高温储热器200的进水口e；通过高温储热器200再次加热后，经再次加热的高温热水由高温储热器200的出水口f送到三通恒温阀的进水口A，形成热水采暖循环；

内循环加热流程：当中温容积器300的水温(简称中温水水温)Tm达到动态设定的控温设定值Tc时，若室内温度Tsc达到室温设定值而不需要继续采暖，三通恒温阀的A-C、B-C将都处于关闭状态；此时若高温储热器200的水温(简称高温水水温)Th还没有达到75℃，则打开暖气片400管路上的热水旁通电磁阀420，将三通恒温阀320和暖气片400旁路；高温储热器的出水口f的水通过热水旁通电磁阀420被水泵410抽取，送入中温容积器300之螺旋换热器310的进水口a进行初加热；经初加热后的水经由螺旋换热器310的出水口b，流出到中温容积器300的底部再通过中温容积器300的出水口d送到高温储热器200的进水口e；通过高温储热器200再次加热后，再从高温储热器200的出水口f回到热水旁通电磁阀420，形成高温水加热内循环，从而实现在室内不需要大量热能时储能的功能，起到削峰添谷的作用。

在图1所示的本发明的用于暖气片采暖的热泵机组的实施例中，在所述的强化紊流盘管210的制冷剂管路入口和出口，并联连接有旁路电磁阀220；当高温储热器200的水温Th达到80℃时，打开高温储热器200的旁路电磁阀220，停止对高温储热器200的加热；压缩机110排出的高温高压气体制冷剂，通过四通阀120和旁路电磁阀220，直接送到中温容积器300中的螺旋换热器310；当温度低于75℃时，关闭旁路电磁阀220，恢复对高温储热器200的加热。

根据图1所示的本发明的用于暖气片采暖的热泵机组的实施例，所述补气增焓压缩机组100的制冷剂循环回路，还包括通过毛细管171和单向阀172并联在主热力膨胀阀140两端的卸荷电磁阀170，以及并联在经济器制冷剂入口和出口之间的注液阀180；当压缩机110的排气侧压力(高压)达到2.8MPa时，打开卸荷电磁阀170进行卸荷，降低排气侧压力，保护压缩机；当高压下降到2.6MPa时，关闭卸荷电磁阀；当排气温度超过110℃时，打开注液阀180对通过补气口进入压缩机的气态制冷剂进行注液降温，从而降低排气温度；当排气温度低于100℃时，关闭注液阀180。

本发明的用于暖气片采暖的热泵机组的控制装置500的一个实施例如图2所示，包括变温参数动态设定模块510，压缩机组控制模块520和采暖水温检测控制模块530；所述变温参数动态设定模块510的输入端，连接到室内温度传感器511，获取室内温度Tsc；所述压缩机组控制模块520的输入端，连接到中温容积器水温传感器521，获取中温水水温Tm；所述采暖水温检测控制模块530的输入端，连接到高温储热器水温传感器531和三通阀出口水温传感器532，分别获取高温储热器200的水温Th和三通恒温阀出口水温Tf；所述变温参数动态设定模块510的输出端，连接到压缩机组控制模块520的输入端，向压缩机组控制模块520传送动态的压缩机停机水温设定值Tst；所述变温参数动态设定模块510的输出端，还连接到采暖水温检测控制模块530的输入端，向采暖水温检测控制模块530传送动态的出水温度控温设定值Tc；所述压缩机组控制模块520的输出端，连接到压缩机110和水泵410，控制压缩机110和水泵410的运转；所述采暖水温检测控制模块530的输出端，连接到旁路电磁阀220，三通恒温阀320和热水旁通电磁阀420；所述的变温参数动态设定模块510比较室内温度Tsc与室温设定值Ts，根据室内温度Tsc和室温设定值Ts之差，动态调整出水温度控温设定值Tc和压缩机停机水温设定值Tst；所述的压缩机组控制模块520比较中温水水温Tm与压缩机停机水温设定值Tst，通过控制压缩机的运行调节中温水水温Tm；所述的采暖水温检测控制模块530，通过旁路电磁阀220和热水旁通电磁阀420，控制高温储热器200的水温Th，并且根据高温水水温Th、中温水水温Tm和出水温度控温设定值Tc，控制三通恒温阀320的A-C、B-C的流通量，通过改变高温水和中温水的混合比调节三通恒温阀出口水温Tf，实现变温采暖水温控制。

根据图2所示的热泵机组的控制装置500的实施例，所述压缩机组控制模块520的输入端，还连接到压缩机110的排气侧压力传感器522和排气温度传感器523，分别获取压缩机110的排气侧压力和排气温度；所述压缩机组控制模块520的输出端，还连接到卸荷电磁阀170和注液阀180；所述的压缩机组控制模块520根据压缩机110的排气侧压力和排气温度，控制制冷剂的卸荷和注液，保护压缩机的安全运行。

图3是本发明的用于暖气片采暖的热泵机组变温采暖水温控制方法的一个实施例如图3所示，包括以下步骤：

S100：获取室内温度Tsc和室温设定值Ts；本步骤通过室内温度传感器511获取室内温度Tsc，并通过热泵机组的控制面板或遥控器获取室温设定值Ts。

S200：若室内温度Tsc≤室温设定值Ts-10，三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc调整为70℃；

S300：若室温设定值Ts-10＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts-5，三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc调整为65℃；

S400：若室温设定值Ts-5＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts-3，以50℃为基础值，以65℃为升温上限，按照每5分钟提高1℃的升温速度，逐步调高三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；

S500：若室温设定值Ts-3＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts-1，以45℃为基础值，以50℃为升温上限，按照每5分钟提高1℃的升温速度，逐步调高三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；

S600：若室温设定值Ts-1＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts+1，以40℃为基础值，以45℃为升温上限，按照每5分钟提高1℃的升温速度，逐步调高三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；在调整控温设定值Tc的同时，同步调整热泵机组的压缩机停机水温设定值Tst，保证中温水水温Tm与三通恒温阀出口水温Tf相等；

S700：若室内温度Tsc＞Ts+1，以40℃为基础值，以35℃为控温下限，按照每5分钟降低1℃的降温速度，逐步调低三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；在调整控温设定值Tc的同时，同步调整热泵机组的压缩机停机水温设定值Tst，保证中温水水温Tm与三通恒温阀出口水温Tf相等。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于暖气片采暖的热泵机组，包括补气增焓压缩机组，用于从外部热源获取热能；暖气片，用于室内采暖供热；以及控制装置，用于控制热泵机组的运行；其特征在于：

所述的用于暖气片采暖的热泵机组还包括高温储热器和中温容积器；所述的高温储热器为内置强化紊流盘管的高温水箱，用于制取高温热水；所述的中温容积器为内置螺旋换热器的中温水箱，用于制取中温热水；

压缩机的排气口，依次通过四通阀，高温储热器的强化紊流盘管，中温容积器的螺旋换热器，连接到经济器，通过经济器后分为两路，其中，一路通过主热力膨胀阀，翅片换热器，四通阀和气液分离器，连接到压缩机的进气口，另一路通过补气膨胀阀回到经济器，再从经济器连接到压缩机的中间补气腔，构成补气增焓压缩机组的制冷剂循环回路；

所述高温储热器的底部设有进水口e，顶部设有出水口f；所述的中温容积器设有4个水路进出口，其中，进水口a直接连通到螺旋换热器的水路入口；出水口b为螺旋换热器的水路出口，开放在中温容积器的水箱内部，经螺旋换热器加热后的水从出水口b流出，直接进入中温容积器的底部；出水口c和出水口d置于中温容积器的水箱顶部；

所述暖气片的出水口通过水泵连接到中温容积器的进水口a，中温容积器的出水口c连接到三通恒温阀的进水口B，中温容积器的出水口d连接高温储热器的进水口e，高温储热器的出水口f连接到三通恒温阀的进水口A；三通恒温阀的出水口C连接到暖气片的进水口，构成暖气片采暖水循环回路；

在高温储热器的出水口f和暖气片出水口之间设有热水旁通电磁阀；当热水旁通电磁阀处于打开状态时，高温储热器的出水口f通过热水旁通电磁阀连接到中温容积器的进水口a，中温容积器的出水口d连接到高温储热器的进水口e，形成内循环高温水加热循环回路；

所述的控制装置通过控制热泵机组的制冷系统动作流程和热水系统动作流程，实现变温采暖水温控制；

所述的制冷系统动作流程如下：

压缩机排出的高温高压气体制冷剂，通过四通阀进入高温储热器中的强化紊流盘管，向高温储热器释放制冷剂的显热，在高温储热器中产生75-80℃的高温热水；

释放显热后的制冷剂到达中温容积器中的螺旋换热器，通过螺旋换热器释放潜热，将中温容积器中的水加热到由控制装置动态设定的温度；

从中温容积器出来的中温中压液态制冷剂，到达经济器进行过冷；过冷后的液态制冷剂分成两路，一路到达主热力膨胀阀进行节流降压，另一路到补气膨胀阀；经过主热力膨胀阀节流降压的制冷剂到达翅片式换热器，从空气中吸收热量后变为气态制冷剂，再通过四通阀到达汽液分离器，分离出气态制冷剂后回到压缩机；通过补气膨胀阀的制冷剂回到经济器，吸收热量汽化后回到压缩机的中间补气腔；

当高温储热器中的水温达到80℃时，打开高温储热器的旁路电磁阀，停止对高温储热器的加热；压缩机排出的高温高压气体制冷剂，通过四通阀和旁路电磁阀，直接送到中温容积器中的螺旋换热器；当温度低于75℃时，关闭旁路电磁阀，恢复对高温储热器的加热；

所述的热水系统动作流程包括采暖流程和内循环加热流程：

采暖流程：三通恒温阀根据出水口C的出口水温与动态设定的控温设定值的比较结果，调节A-C和B-C的流通量，将从高温储热器的出水口f和中温容积器的出水口c送出的热水，混合输送到暖气片中；水泵抽取暖气片中的水，送入中温容积器的进水口a进行初加热；经初加热后的水经由出水口b流出，到达中温容积器的底部并在中温容积器的出水口分流，一路通过中温容积器的出水口c送到三通阀恒温阀的进水口B，另一路通过中温容积器的出水口d送到高温储热器的进水口e；通过高温储热器再次加热后，经再次加热的高温热水由高温储热器的出水口f送到三通恒温阀的进水口A，形成热水采暖循环；

内循环加热流程：当中温水水温达到动态设定的控温设定值时，若高温水水温还没有达到75℃，则打开暖气片管路上的热水旁通电磁阀，将三通恒温阀和暖气片旁路；高温储热器的出水口f的水通过热水旁通电磁阀被水泵抽取，送入中温容积器的进水口a进行初加热；经初加热后的水经由出水口b，流出到中温容积器的底部，再通过中温容积器的出水口d送到高温储热器的进水口e；通过高温储热器再次加热后，再从高温储热器的出水口f回到热水旁通电磁阀，形成高温水加热内循环。

2.根据权利要求1所述的用于暖气片采暖的热泵机组，其特征在于在所述的强化紊流盘管的制冷剂管路入口和出口，并联连接有旁路电磁阀；当高温储热器中的水温达到80℃时，打开高温储热器的旁路电磁阀，停止对高温储热器的加热；压缩机排出的高温高压气体制冷剂，通过四通阀和旁路电磁阀，直接送到中温容积器中的螺旋换热器；当温度低于75℃时，关闭旁路电磁阀，恢复对高温储热器的加热。

3.根据权利要求1所述的用于暖气片采暖的热泵机组，其特征在于补气增焓压缩机组的制冷剂循环回路，还包括通过毛细管和单向阀并联在主热力膨胀阀两端的卸荷电磁阀，以及并联在经济器制冷剂入口和出口之间的注液阀；当压缩机的排气侧压力达到2.8MPa时，打开卸荷电磁阀进行卸荷，降低排气侧压力，保护压缩机；当高压下降到2.6MPa时，关闭卸荷电磁阀；当排气温度超过110℃时，打开注液阀进行注液降温，从而降低排气温度；当排气温度低于100℃时，关闭注液阀。

4.一种用于权利要求1、2或3所述的热泵机组的变温采暖水温控制方法，其特征在于包括以下步骤：

S100：获取室内温度Tsc和室温设定值Ts；

S200：若室内温度Tsc≤室温设定值Ts-10，三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc调整为70℃；

S300：若室温设定值Ts-10＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts-5，三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc调整为65℃；

S400：若室温设定值Ts-5＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts-3，以50℃为基础值，以65℃为升温上限，按照每5分钟提高1℃的升温速度，逐步调高三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；

S500：若室温设定值Ts-3＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts-1，以45℃为基础值，以50℃为升温上限，按照每5分钟提高1℃的升温速度，逐步调高三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；

S600：若室温设定值Ts-1＜室内温度Tsc≤室温设定值Ts+1，以40℃为基础值，以45℃为升温上限，按照每5分钟提高1℃的升温速度，逐步调高三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；在调整控温设定值Tc的同时，同步调整热泵机组的压缩机停机水温设定值Tst，保证中温水水温Tm与三通恒温阀出口水温Tf相等；

S700：若室内温度Tsc＞Ts+1，以40℃为基础值，以35℃为控温下限，按照每5分钟降低1℃的降温速度，逐步调低三通恒温阀出水口C的控温设定值Tc；在调整控温设定值Tc的同时，同步调整热泵机组的压缩机停机水温设定值Tst，保证中温水水温Tm与三通恒温阀出口水温Tf相等。