CN107842896A - 一种带防冻保护的低温环境热泵系统及其防冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带防冻保护的低温环境热泵系统及其防冻方法，热泵系统包括热泵主机(1)、连接管路一(2)、连接管路二(3)、热水循环泵(4)、缓冲水箱(5)与防冻阀(6)，防冻阀的进水口与连接管路一连通，在停电或热泵主机没有通电的情况下，使管路中的水在结冰前被排出管路，防止管路冻因内部结冰膨胀冻裂，简单实用，成体低，利于推广。本发明的热泵系统防冻方法操作步骤简单，步骤S1主要对缓冲水箱进行防冻保护，步骤S2主要对管路进行防冻保护，在步骤S1的基础上对系统进行加强保护，提升可靠性。本发明的热泵系统防冻方法利用系统自带的压缩机加热升温，无需增加额外的加热热源，简单实用，成体低，利于推广。

Description

一种带防冻保护的低温环境热泵系统及其防冻方法

技术领域

本发明涉及空气能热泵供暖系统，特别的，涉及一种带防冻保护的低温环境热泵系统及其防冻方法。

背景技术

空气能热泵供暖系统的主要工作过程是利用压缩机对冷媒体压缩，使冷媒体温度升高，再利用换热器将冷媒体的热量传递给室内供暖管路中的水，使低温水升温成热水，通过热水对室内进行供暖；由于系统主机内的换热器和室外的部分管道在低温环境下过一段时间不使用就容易结冰而冻裂设备管道，为了防止管路冻裂，目前大部分生产商采用的防冻措施都是在水中加防冻液防止冻坏设备，但是大部分的防冻剂对设备都有腐蚀，使设备的使用寿命缩短，因此，现有技术中需要一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种带防冻保护的低温环境热泵系统及其防冻方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种带防冻保护的低温环境热泵系统，包括热泵主机1、连接管路一2、连接管路二3、热水循环泵4、缓冲水箱5与防冻阀6，所述连接管路一连接在热泵主机进水口与缓冲水箱出水口之间，缓冲水箱的进水口与室内供暖管路出水口连接，所述连接管路二连接在热泵主机出水口与室内供暖管路进水口之间，所述热水循环泵设置在连接管路一上，热水循环泵作为室内供暖管路的循环动力源，所述防冻阀6包括设置在热泵主机进水口与热水循环泵出水口之间的防冻阀一61和/或设置在热水循环泵进水口与缓冲水箱出水口之间的防冻阀二62，防冻阀一及防冻阀二的进水口均与连接管路一连通，且防冻阀一与防冻阀二的出水口位置均低于缓冲水箱。

进一步的，所述带防冻保护的低温环境热泵系统还包括手动阀7，所述防冻阀一的出水口和/或防冻阀二的出水口与手动阀的进水口连接。

优选的，所述缓冲水箱底部设有排污口，排污口处连接设置有排污阀51。

优选的，所述缓冲水箱为带隔热层的保温水箱。

优选的，所述缓冲水箱顶部设置有补水口与排气口，补水口与市政供水管路8连接，排气口处连接有自动排气阀9。

优选的，所述连接管路一上设置有过滤器一21，所述市政供水管路上设置有过滤器二81。

进一步的，所述带防冻保护的低温环境热泵系统还包括温度传感器一、温度传感器二与温度传感器三，所述温度传感器一设置在热泵主机进风口处并用于检测室外温度，所述温度传感器二设置在热泵主机出水口处或连接管路二上并用于检测出水温度，所述温度传感器三设置在缓冲水箱内并用于检测缓冲水箱内水温，温度传感器一、温度传感器二与温度传感器三均由热泵主机控制器电连接控制并向热泵主机控制器反馈温度信号。

根据所述带防冻保护的低温环境热泵系统，本发明还提供了一种热泵系统防冻方法，包括在热泵系统不对室内供暖时执行的以下步骤：

步骤S1)：当缓冲水箱内水温≤10℃且室外温度≤3℃时，热泵主机控制器控制热水循环泵开启，并控制热泵主机的压缩机启动，使水升温(即开启制热水供暖模式)，当缓冲水箱内水温＞10℃和/或室外温度＞3℃时，关闭压缩机，进入步骤S2；

步骤S2)：当出水温度≤3℃且室外温度≤2℃时，热泵主机控制器控制热水循环泵保持开启，当外界环境升温使出水温度≥5℃时，关闭热水循环泵，返回步骤S1。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明的热泵系统通过在缓冲水箱与热泵主机之间的连接管路上设置防冻阀，利用防冻阀在较高温度(如6℃)情况下关闭、较低温度(如2℃)情况下打开这一特性，在停电或热泵主机没有通电的情况下，使管路中的水在结冰前被排出管路，防止管路因内部结冰膨胀冻裂，简单实用，成体低，利于推广。

为提高防冻效果，可在热水循环泵进水口一端与出水口一端均设有防冻阀，利于彻底排净管路中的水，防冻阀的出口还连接有手动阀，在防冻阀出现故障或泄漏时代替防冻阀起保护作用，增强系统的稳定性与可靠性。

本发明的热泵系统防冻方法操作步骤简单，步骤S1主要对缓冲水箱进行防冻保护，步骤S2主要对管路进行防冻保护，在步骤S1的基础上对系统进行加强保护，提升可靠性。

本发明的热泵系统防冻方法利用系统自带的压缩机加热升温，无需增加额外的加热热源，简单实用，成体低，利于推广。

本发明的热泵系统防冻方法通过实时监测缓冲水箱中的水温来作为启动压缩机的界定条件，缓冲水箱中的水量较多，缓冲水箱中的水可及时升温，增强热泵系统的防冻可靠性。

本发明的热泵系统在通电时利用热泵系统自带的电控系统进行防冻保护，断电时，防冻阀保护，确保水系统低温环境不冻坏，稳定可靠，成本低，非常实用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例一的带防冻保护的低温环境热泵系统结构图；

图2是本发明优选实施例二的带防冻保护的低温环境热泵系统结构图。

图中：1-热泵主机，2-连接管路一，21-过滤器一，3-连接管路二，4-热水循环泵，5-缓冲水箱，51-排污阀，6-防冻阀，61-防冻阀一，62-防冻阀二，7-手动阀，8-市政供水管路，81-过滤器二，9-自动排气阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1的带防冻保护的低温环境热泵系统实施例一，包括热泵主机1、连接管路一2、连接管路二3、热水循环泵4、缓冲水箱5与防冻阀6，连接管路一连接在热泵主机进水口与缓冲水箱出水口之间，缓冲水箱的进水口与室内供暖管路出水口连接，连接管路二连接在热泵主机出水口与室内供暖管路进水口之间，热水循环泵设置在连接管路一上，热水循环泵作为室内供暖管路的循环动力源，实施例一中，防冻阀6只包括设置在热泵主机进水口与热水循环泵出水口之间的防冻阀一61，防冻阀一进水口均与连接管路一连通，防冻阀一的出水口位置均低于缓冲水箱，以便于在低温环境时排净管路及缓冲水箱中的水。实施例一中选取的防冻阀在2℃时自动开启，在6℃时关闭，在热泵主机没有通电或停电的情况下，利用防冻阀对系统进行保护。

实施例一中，缓冲水箱底部设有排污口，排污口处连接设置有排污阀51。

实施例一中，缓冲水箱为带隔热层的保温水箱。

实施例一中，缓冲水箱顶部设置有补水口与排气口，补水口与市政供水管路8连接，排气口处连接有自动排气阀9。

实施例一中，所述连接管路一上设置有过滤器一21，所述市政供水管路上设置有过滤器二81。

实施例一中的带防冻保护的低温环境热泵系统还包括温度传感器一、温度传感器二与温度传感器三(图中未示出)，温度传感器一设置在热泵主机进风口处并用于检测室外温度，温度传感器二设置在热泵主机出水口处或连接管路二上并用于检测出水温度，温度传感器三设置在缓冲水箱内并用于检测缓冲水箱内水温，温度传感器一、温度传感器二与温度传感器三均由热泵主机控制器电连接控制并向热泵主机控制器反馈温度信号。

参见图2的带防冻保护的低温环境热泵系统实施例二，防冻阀6包括设置在热泵主机进水口与热水循环泵出水口之间的防冻阀一61和设置在热水循环泵进水口与缓冲水箱出水口之间的防冻阀二62，防冻阀一及防冻阀二的进水口均与连接管路一连通，防冻阀一与防冻阀二的出水口位置均低于缓冲水箱。

实施例二中的带防冻保护的低温环境热泵系统还包括手动阀7，防冻阀一的出水口和防冻阀二的出水口均与手动阀的进水口连接。实施例二其他结构与实施例一相同。

根据实施例一及实施例二的带防冻保护的低温环境热泵系统，本发明还提供了一种热泵系统防冻方法，包括在热泵系统不对室内供暖时执行的以下步骤：

步骤S1)：当缓冲水箱内水温≤10℃且室外温度≤3℃并持续10秒以上时，热泵主机控制器控制热水循环泵开启，并控制热泵主机的压缩机启动，使水升温(即开启制热水供暖模式)，当缓冲水箱内水温＞10℃和/或室外温度＞3℃并持续10秒以上时，关闭压缩机，进入步骤S2；

步骤S2)：当出水温度≤3℃且室外温度≤2℃并持续10秒以上时，热泵主机控制器控制热水循环泵保持开启，当外界环境升温使出水温度≥5℃且持续10秒以上时，关闭热水循环泵，返回步骤S1。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带防冻保护的低温环境热泵系统，其特征在于，包括热泵主机(1)、连接管路一(2)、连接管路二(3)、热水循环泵(4)、缓冲水箱(5)与防冻阀(6)，所述连接管路一连接在热泵主机进水口与缓冲水箱出水口之间，缓冲水箱的进水口与室内供暖管路出水口连接，所述连接管路二连接在热泵主机出水口与室内供暖管路进水口之间，所述热水循环泵设置在连接管路一上，热水循环泵作为室内供暖管路的循环动力源，所述防冻阀包括设置在热泵主机进水口与热水循环泵出水口之间的防冻阀一(61)和/或设置在热水循环泵进水口与缓冲水箱出水口之间的防冻阀二(62)，防冻阀一及防冻阀二的进水口均与连接管路一连通，且防冻阀一与防冻阀二的出水口位置均低于缓冲水箱。

2.根据权利要求1所述的一种带防冻保护的低温环境热泵系统，其特征在于，所述带防冻保护的低温环境热泵系统还包括手动阀(7)，所述防冻阀一的出水口和/或防冻阀二的出水口与手动阀的进水口连接。

3.根据权利要求1所述的一种带防冻保护的低温环境热泵系统，其特征在于，所述缓冲水箱底部设有排污口，排污口处连接设置有排污阀(51)。

4.根据权利要求1所述的一种带防冻保护的低温环境热泵系统，其特征在于，所述缓冲水箱为带隔热层的保温水箱。

5.根据权利要求1所述的一种带防冻保护的低温环境热泵系统，其特征在于，所述缓冲水箱顶部设置有补水口与排气口，补水口与市政供水管路(8)连接，排气口处连接有自动排气阀(9)。

6.根据权利要求5所述的一种带防冻保护的低温环境热泵系统，其特征在于，所述连接管路一上设置有过滤器一(21)，所述市政供水管路上设置有过滤器二(81)。

7.根据权利要求1所述的一种带防冻保护的低温环境热泵系统，其特征在于，所述带防冻保护的低温环境热泵系统还包括温度传感器一、温度传感器二与温度传感器三，所述温度传感器一设置在热泵主机进风口处并用于检测室外温度，所述温度传感器二设置在热泵主机出水口处或连接管路二上并用于检测出水温度，所述温度传感器三设置在缓冲水箱内并用于检测缓冲水箱内水温，温度传感器一、温度传感器二与温度传感器三均由热泵主机控制器电连接控制并向热泵主机控制器反馈温度信号。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的热泵系统设置的一种热泵系统防冻方法，其特征在于，包括在热泵系统不对室内供暖时执行的以下步骤：

步骤S1)：当缓冲水箱内水温≤10℃且室外温度≤3℃时，热泵主机控制器控制热水循环泵开启，并控制热泵主机的压缩机启动，使水升温，即开启制热水供暖模式，当缓冲水箱内水温＞10℃和/或室外温度＞3℃时，关闭压缩机，进入步骤S2；

步骤S2)：当出水温度≤3℃且室外温度≤2℃时，热泵主机控制器控制热水循环泵保持开启，当外界环境升温使出水温度≥5℃时，关闭热水循环泵，返回步骤S1。