CN105546820B - 一种多功能热泵系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能热泵系统及其控制方法，系统包括依次连接并形成回路的第一压缩机、中温供水系统、高温供水系统、第一节流装置和冷却系统，还包括有进水净化系统，所述进水净化系统的第一输出端与中温供水系统的进水端连接，所述进水净化系统的第二输出端与高温供水系统的进水端连接。本发明能通过中温供水系统、高温供水系统和冷却系统有效解决中温水、高温水和冷却水的需求问题，不仅减少了初投资和占用空间，还能大大降低了能耗。而且本发明中的自来水都是先经过净水器净化以后再与高温冷媒换热来提供中/高温热水，从而保证了进水的纯净，有效提升了使用效果。本发明可广泛应用于热泵技术中。

Description

一种多功能热泵系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，尤其涉及一种多功能热泵系统及其控制方法。

背景技术

以往奶站和中心厨房所需的冷却、中温水和高温水都是依靠单独的设备实现，这样的设置，会存在以下问题：

1、当三种设备同时运行时，会导致用电量特别大，不够节能，能耗较大；

2、三种设备不仅初投资大，而且都需要占用空间来放置，占用空间大；

3、以往提供中/高温水的设备都是直接将自来水加热后使用，自来水没有进行杂质处理就使用，会影响使用效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能减少能耗，且提升使用效果的一种多功能热泵系统及其控制方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种多功能热泵系统，包括依次连接并形成回路的第一压缩机、中温供水系统、高温供水系统、第一节流装置和冷却系统，还包括有进水净化系统，所述进水净化系统的第一输出端与中温供水系统的进水端连接，所述进水净化系统的第二输出端与高温供水系统的进水端连接。

作为本发明的进一步改进，所述中温供水系统包括第一换热器和中温水箱，所述第一换热器的冷媒进口与第一压缩机的输出端连接，所述第一换热器的冷媒出口与高温供水系统的冷媒进口连接，所述第一换热器的进水端与进水净化系统的第一输出端连接，所述第一换热器的出水端与中温水箱的进水口连接，所述中温水箱还设有中温出水管。

作为本发明的进一步改进，所述高温供水系统包括第二换热器、第二压缩机、第四换热器、第二节流装置和高温水箱，所述第一换热器的冷媒出口与第二换热器的第一冷媒进口连接，所述第二换热器的第一冷媒出口与第一节流装置的输入端连接，所述第二换热器的第二冷媒出口通过第二压缩机进而连接至第四换热器的冷媒进口，所述第四换热器的冷媒出口通过第二节流装置进而连接至第二换热器的第二冷媒进口，所述第四换热器的进水端与进水净化系统的第二输出端连接，所述第四换热器的出水端与高温水箱的进水口连接，所述高温水箱还设有高温出水管。

作为本发明的进一步改进，所述进水净化系统包括净水器、净水水箱、第一电磁阀和第二电磁阀，所述净水器的输出端与净水水箱的进水端连接，所述净水水箱的出水端通过第一电磁阀进而连接至第一换热器的进水端，所述净水水箱的出水端通过第二电磁阀进而连接至第四换热器的进水端，所述净水器的输入端连接有进水管。

作为本发明的进一步改进，所述冷却系统包括第三换热器和冷却水箱，所述第一节流装置的输出端与第三换热器的冷媒进口，所述第三换热器的冷媒出口与第一压缩机的输入端连接，所述第三换热器的出水端与冷却水箱的进水口连接，所述冷却水箱的出水口与第三换热器的进水端连接。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种应用于所述的多功能热泵系统的控制方法，包括以下步骤：

A、将第一压缩机排出的高温高压的制冷剂气体通过中温供水系统和高温供水系统，根据实际需要制取得到中温水或高温水，同时所述高温高压的制冷剂气体通过中温供水系统和高温供水系统后变为低温高压的制冷剂液体；

B、将低温高压的制冷剂液体通过第一节流装置变为低温低压的制冷剂液体；

C、将低温低压的制冷剂液体通过第三换热器，同时将冷却水箱中的水通过第三换热器并与所述低温低压的制冷剂液体进行换热，得到冷却后的水并回到冷却水箱中。

作为本发明的进一步改进，所述步骤A中的根据实际需要制取得到中温水或高温水，其具体包括：

A1、当需要制取中温水时，开启第一电磁阀并关闭第二电磁阀，将自来水经过净水器净化后通过净水水箱进入第一换热器中与高温高压的制冷剂气体进行换热，从而得到中温水并将其储存至中温水箱中；

A2、当需要制取高温水时，关闭第一电磁阀并开启第二电磁阀，将第二节流装置输出的低温低压制冷剂液体进入第二换热器与高温高压的制冷剂气体进行换热，得到低温低压制冷剂气体，进而再通过第二压缩机进一步变成高温制冷剂气体并进入第四换热器中，然后将自来水经过净水器净化后通过净水水箱进入第四换热器中与其中的高温制冷剂气体进行换热，从而得到高温水并将其储存至高温水箱中。

本发明的有益效果是：

本发明一种多功能热泵系统及其控制方法能通过中温供水系统、高温供水系统和冷却系统有效解决中温水、高温水和冷却水的需求问题，不仅减少了初投资和占用空间，还能大大降低了能耗。而且本发明中的自来水都是先经过净水器净化以后再与高温冷媒换热来提供中/高温热水，从而保证了进水的纯净，有效提升了使用效果。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明一种多功能热泵系统的结构示意图；

图2是本发明一种多功能热泵系统的控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

参考图1，本发明一种多功能热泵系统，包括依次连接并形成回路的第一压缩机1、中温供水系统、高温供水系统、第一节流装置4和冷却系统，还包括有进水净化系统，所述进水净化系统的第一输出端与中温供水系统的进水端连接，所述进水净化系统的第二输出端与高温供水系统的进水端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述中温供水系统包括第一换热器2和中温水箱7，所述第一换热器2的冷媒进口与第一压缩机1的输出端连接，所述第一换热器2的冷媒出口与高温供水系统的冷媒进口连接，所述第一换热器2的进水端与进水净化系统的第一输出端连接，所述第一换热器2的出水端与中温水箱7的进水口连接，所述中温水箱7还设有中温出水管8。

进一步作为优选的实施方式，所述高温供水系统包括第二换热器3、第二压缩机9、第四换热器10、第二节流装置11和高温水箱12，所述第一换热器2的冷媒出口与第二换热器3的第一冷媒进口连接，所述第二换热器3的第一冷媒出口与第一节流装置4的输入端连接，所述第二换热器3的第二冷媒出口通过第二压缩机9进而连接至第四换热器10的冷媒进口，所述第四换热器10的冷媒出口通过第二节流装置11进而连接至第二换热器3的第二冷媒进口，所述第四换热器10的进水端与进水净化系统的第二输出端连接，所述第四换热器10的出水端与高温水箱12的进水口连接，所述高温水箱12还设有高温出水管13。

进一步作为优选的实施方式，所述进水净化系统包括净水器15、净水水箱14、第一电磁阀17和第二电磁阀18，所述净水器15的输出端与净水水箱14的进水端连接，所述净水水箱14的出水端通过第一电磁阀17进而连接至第一换热器2的进水端，所述净水水箱14的出水端通过第二电磁阀18进而连接至第四换热器10的进水端，所述净水器15的输入端连接有进水管16。

进一步作为优选的实施方式，所述冷却系统包括第三换热器5和冷却水箱6，所述第一节流装置4的输出端与第三换热器5的冷媒进口，所述第三换热器5的冷媒出口与第一压缩机1的输入端连接，所述第三换热器5的出水端与冷却水箱6的进水口连接，所述冷却水箱6的出水口与第三换热器5的进水端连接。

本发明具体实施例如下：

当实现冷却时：

第一压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，经第一换热器2或第二换热器3冷凝后变成了低温高压的制冷剂液体，低温高压的制冷剂液体再经第一节流装置4节流后变成了低温低压的制冷剂液体，然后经第三换热器5蒸发后变为低温低压的制冷剂气体回到第一压缩机1，此时，冷却水箱6中的水也同时进入第三换热器5中，与低温低压的制冷剂液体进行换热，换热后，水被进一步冷却，回到冷却水箱6中，可以为奶站提供原奶冷却和为中心厨房提供冷藏。

当制取中温水时：

第一电磁阀17开启，第二电磁阀18关闭，第一压缩机1排出的高温高压的制冷剂气体进入第一换热器2中冷凝，而此时自来水进入净水器15中净化，净化后经净水水箱14也同时进入第一换热器2中，净化后的自来水吸收了高温制冷剂的热量，变成热水后进入中温水箱7中储存，需要用中温热水时通过中温出水管8放出，中温热水奶站可以用于内外清洗，中心厨房可以用于洗菜、洗碗。

当制取高温水时：

第二电磁阀18开启，第一电磁阀17关闭，第一压缩机1排出的高温高压的制冷剂气体经第一换热器2进入第二换热器3中冷凝，此时第二压缩机9、第四换热器10、第二节流装置11、第二换热器3组成高压系统，高压系统与主系统形成了一个复叠式高温供水系统，其中，高压系统蒸发的热量来源于主系统在第二换热器3冷凝所散发的热量，而自来水进入净水器15中净化，净化后经净水水箱14进入第四换热器10中，净化后的自来水吸收了第二压缩机9排出的高温制冷剂的热量，变成热水后进入高温水箱12中储存，需要用高温温热水时通过高温出水管13放出，高温热水奶站和中心厨房都可以用于消毒处理。将主系统与高压系统结合形成复叠式高温供水系统，可以提升热水温度，满足高温热水的温度需求。

参考图2，本发明一种应用于所述的多功能热泵系统的控制方法，包括以下步骤：

A、将第一压缩机1排出的高温高压的制冷剂气体通过中温供水系统和高温供水系统，根据实际需要制取得到中温水或高温水，同时所述高温高压的制冷剂气体通过中温供水系统和高温供水系统后变为低温高压的制冷剂液体；

B、将低温高压的制冷剂液体通过第一节流装置4变为低温低压的制冷剂液体；

C、将低温低压的制冷剂液体通过第三换热器5，同时将冷却水箱6中的水通过第三换热器5并与所述低温低压的制冷剂液体进行换热，得到冷却后的水并回到冷却水箱6中。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤A中的根据实际需要制取得到中温水或高温水，其具体包括：

A1、当需要制取中温水时，开启第一电磁阀17并关闭第二电磁阀18，将自来水经过净水器15净化后通过净水水箱14进入第一换热器2中与高温高压的制冷剂气体进行换热，从而得到中温水并将其储存至中温水箱7中；

A2、当需要制取高温水时，关闭第一电磁阀17并开启第二电磁阀18，将第二节流装置11输出的低温低压制冷剂液体进入第二换热器3与高温高压的制冷剂气体进行换热，得到低温低压制冷剂气体，进而再通过第二压缩机9进一步变成高温制冷剂气体并进入第四换热器10中，然后将自来水经过净水器15净化后通过净水水箱14进入第四换热器10中与其中的高温制冷剂气体进行换热，从而得到高温水并将其储存至高温水箱12中。

从上述内容可知，本发明一种多功能热泵系统及其控制方法能通过中温供水系统、高温供水系统和冷却系统有效解决中温水、高温水和冷却水的需求问题，不仅减少了初投资和占用空间，还能大大降低了能耗。而且本发明中的自来水都是先经过净水器15净化以后再与高温冷媒换热来提供中/高温热水，从而保证了进水的纯净，有效提升了使用效果。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种多功能热泵系统，其特征在于：包括依次连接并形成回路的第一压缩机、中温供水系统、高温供水系统、第一节流装置和冷却系统，还包括有进水净化系统，所述进水净化系统的第一输出端与中温供水系统的进水端连接，所述进水净化系统的第二输出端与高温供水系统的进水端连接；

所述中温供水系统包括第一换热器和中温水箱，所述第一换热器的冷媒进口与第一压缩机的输出端连接，所述第一换热器的冷媒出口与高温供水系统的冷媒进口连接，所述第一换热器的进水端与进水净化系统的第一输出端连接，所述第一换热器的出水端与中温水箱的进水口连接，所述中温水箱还设有中温出水管；

所述高温供水系统包括第二换热器、第二压缩机、第四换热器、第二节流装置和高温水箱，所述第一换热器的冷媒出口与第二换热器的第一冷媒进口连接，所述第二换热器的第一冷媒出口与第一节流装置的输入端连接，所述第二换热器的第二冷媒出口通过第二压缩机进而连接至第四换热器的冷媒进口，所述第四换热器的冷媒出口通过第二节流装置进而连接至第二换热器的第二冷媒进口，所述第四换热器的进水端与进水净化系统的第二输出端连接，所述第四换热器的出水端与高温水箱的进水口连接，所述高温水箱还设有高温出水管。

2.根据权利要求1所述的一种多功能热泵系统，其特征在于：所述进水净化系统包括净水器、净水水箱、第一电磁阀和第二电磁阀，所述净水器的输出端与净水水箱的进水端连接，所述净水水箱的出水端通过第一电磁阀进而连接至第一换热器的进水端，所述净水水箱的出水端通过第二电磁阀进而连接至第四换热器的进水端，所述净水器的输入端连接有进水管。

3.根据权利要求1～2任一项所述的一种多功能热泵系统，其特征在于：所述冷却系统包括第三换热器和冷却水箱，所述第一节流装置的输出端与第三换热器的冷媒进口，所述第三换热器的冷媒出口与第一压缩机的输入端连接，所述第三换热器的出水端与冷却水箱的进水口连接，所述冷却水箱的出水口与第三换热器的进水端连接。

4.一种应用于权利要求3所述的多功能热泵系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将第一压缩机排出的高温高压的制冷剂气体通过中温供水系统和高温供水系统，根据实际需要制取得到中温水或高温水，同时所述高温高压的制冷剂气体通过中温供水系统和高温供水系统后变为低温高压的制冷剂液体；

B、将低温高压的制冷剂液体通过第一节流装置变为低温低压的制冷剂液体；

C、将低温低压的制冷剂液体通过第三换热器，同时将冷却水箱中的水通过第三换热器并与所述低温低压的制冷剂液体进行换热，得到冷却后的水并回到冷却水箱中。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述步骤A中的根据实际需要制取得到中温水或高温水，其具体包括：

A1、当需要制取中温水时，开启第一电磁阀并关闭第二电磁阀，将自来水经过净水器净化后通过净水水箱进入第一换热器中与高温高压的制冷剂气体进行换热，从而得到中温水并将其储存至中温水箱中；

A2、当需要制取高温水时，关闭第一电磁阀并开启第二电磁阀，将第二节流装置输出的低温低压制冷剂液体进入第二换热器与高温高压的制冷剂气体进行换热，得到低温低压制冷剂气体，进而再通过第二压缩机进一步变成高温制冷剂气体并进入第四换热器中，然后将自来水经过净水器净化后通过净水水箱进入第四换热器中与其中的高温制冷剂气体进行换热，从而得到高温水并将其储存至高温水箱中。