CN109737634A - 一种低温不停机的热泵空调系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种低温不停机的热泵空调系统，包括冷凝器、节流装置、蒸发器和压缩机，压缩机的出口依次通过冷凝器、节流装置和蒸发器后与压缩机的入口连接，以构成热泵回路，其特征在于，热泵空调系统还包括用于调节热泵回路压差的高低压旁通装置，与现有技术相比，通过在压缩机的两个工作端并联一个高低压旁通装置，利用高低压旁通装置平衡压缩机两端部的压差，保证压缩机在环境温度过低的情况下还能够正常运行，解决了需额外投入其他制热设备辅助制热从而增加成本的问题，简化机组结构；本申请还提供一种低温不停机的热泵空调系统的控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种低温不停机的热泵空调系统及其控制方法。
背景技术
传统的空气能热泵供暖/供热空调系统，其主要由压缩机1、蒸发器5、冷凝器3、节流装置4、四通阀2组成，如附件图1传统空气能热泵系统所示，系统制热时压缩机1排放的高压高温制冷剂热量在冷凝器3中被释放到使用侧，制冷剂在经过节流装置4节流后成为低温低压两相状态，在蒸发器5中吸收空气中的热量成为过热气体，再回到压缩机1中压缩，如此完成制热循环。
当前在北方燃煤造成环境污染的解决方案中，空气源制热采暖正成为一种择优解决方案，但同时面对北方冬季环境温度低的现象，压缩机的使用范围成为限制空气源热泵的一个重要因素：环境温度越低，风冷式蒸发器吸热越困难，压缩机低压压力越低，压缩机蒸发温度超过压缩机设计的运行范围而出现限制或保护(蒸发温度过低导致不能形成足够的低压蒸发气体，不能达到压缩机启动的低压力限制)，热泵回路低压压力过低，最终导致低环境温度下机组无法正常运行。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种结构简单、成本低的低温不停机的热泵空调系统，本申请还提供一种低温不停机的热泵空调系统的控制方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：本申请一种低温不停机的热泵空调系统，包括冷凝器、节流装置、蒸发器和压缩机，压缩机的出口依次通过冷凝器、节流装置和蒸发器后与压缩机的入口连接，以构成热泵回路，热泵空调系统还包括用于调节热泵回路压差的高低压旁通装置。
其中，所述热泵空调系统还包括四通阀，压缩机的出口依次通过所述四通阀的第一组接口、冷凝器、节流装置、蒸发器、四通阀的第二组接口后与压缩机的入口连接。
其中，所述高低压旁通装置包括控制器和与所述控制器电连接的关断阀或调节阀，所述关断阀或调节阀的入口通过管道与压缩机的出口连通，所述关断阀或调节阀的出口通过管道与压缩机的入口连通。
其中，还包括用于检测环境温度的环境温度传感器，所述环境温度传感器与所述控制器通信连接，当环境温度小于预设最低环境温度且压缩机当前运行的压力小于压缩机允许运行的最低压力时，控制器控制关断阀或调节阀至打开状态。
其中，当环境温度大于预设最低环境温度且压缩机当前运行的压力大于压缩机允许运行的最低压力时，控制器控制关断阀或调节阀至关闭状态。
其中，所述节流装置为热力膨胀阀、电子膨胀阀或毛细管中的其中一种或两种以上的组合。
本申请还提供一种低温不停机的热泵空调系统的控制方法，包括如下步骤，步骤a，获取室外环境温度以及压缩机运行的压力值；步骤b，根据步骤a所获取的室外环境温度以及压缩机运行的压力值判断是否打开高低压旁通装置，如果符合，则进入步骤c，若不符合，则返回步骤a；步骤c，通过控制器打开关断阀或调节阀，使压缩机出口的制冷剂直接旁通到压缩机的入口，进入步骤d；步骤d，再次获取室外环境温度以及压缩机运行的压力值；步骤e，根据步骤d中所获取的室外环境温度和压缩机运行的压力值判断是否关闭高低压旁通装置，如果符合，则关闭高低压旁通装置，若不符合，则返回步骤d。
其中，在步骤b中，当环境温度T1小于预设最低环境温度T且压缩机当前运行的压力P1小于压缩机允许运行的最低压力P时，打开高低压旁通装置。
其中，在步骤e中，当环境温度T2大于预设最低环境温度T且压缩机当前运行的压力P2大于压缩机允许运行的最低压力P时，控制器控制关断阀或调节阀至关闭状态，关闭高低压旁通装置。
其中，在步骤e中，当环境温度T2大于预设最低环境温度T+2℃或压缩机当前运行的压力P2大于压缩机允许运行的最低压力P+50kPa时，控制器控制关断阀或调节阀至关闭状态，关闭高低压旁通装置；或者，当环境温度T2大于预设最低环境温度T+2℃或压缩机当前运行的压力P2大于压缩机允许运行的最低压力P+50kPa时，控制器控制关断阀或调节阀的流量，使压缩机低压压力稳定在P至P+50kPa之间。
本发明的有益效果：本申请的一种低温不停机的热泵空调系统，与现有技术相比，通过在压缩机的两个工作端并联一个高低压旁通装置，利用高低压旁通装置平衡压缩机两端部的压差，保证压缩机在环境温度过低的情况下还能够正常运行，解决了需额外投入其他制热设备辅助制热从而增加成本的问题，简化机组结构；
本申请的一种低温不停机的热泵空调系统的控制方法，与现有技术相比，无需额外投入其他采暖设备，通过控制高低压旁路装置，实现机组能够在低环境温度状态下进行制热，解决了以往需额外投入其他制热设备辅助制热从而增加成本的问题。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为现有技术中的热泵空调系统的示意图。
图2为本发明的一种低温不停机的热泵空调系统的示意图。
附图说明：压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流装置4、蒸发器5、高低压旁通装置6。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明的一种低温不停机的热泵空调系统的具体实施方式，如图2所示，包括冷凝器3、节流装置4、蒸发器5、压缩机1和四通阀2，压缩机1的出口依次通过四通阀2的第一组接口A、B、冷凝器3、节流装置4、蒸发器5、四通阀2的第二组接口D、C后与压缩机1的入口连接，以构成热泵回路，热泵空调系统还包括用于调节热泵回路压差的高低压旁通装置6，高低压旁通装置6的一端与压缩机1的出口连通，高低压旁通装置6的另一端与压缩机1的入口连通。具体的，高低压旁通装置6包括控制器和与控制器电连接的关断阀或调节阀，关断阀或调节阀通过管道分别与压缩机1的入口和出口连通；除此之外，高低压旁通装置6还可以是不可调节流量的关断阀或调节阀，也可以是流量可调的流量调节结构，还可以是常通型的机构。应当说明的是，本实施中去除四通阀2即为单热的热泵系统，而本实施例中包括了四通阀2是实现制冷和制热双功能的热泵空调系统，由此，本实施例的高低压旁通装置即能够适用于单热系统也能够适用于冷热系统。
本实施例的热泵空调系统还包括用于检测环境温度的环境温度传感器，环境温度传感器与控制器通信连接。
在本实施例中，为了提高能源的利用效率，节流装置4为热力膨胀阀、电子膨胀阀或毛细管中的其中一种或两种以上的组合。
制热模式时，低温低压的气态制冷剂经过压缩机1后被压缩为高温高压的气态制冷剂，高温高压的气态制冷剂在压缩机1的出口(高压侧)经过四通阀2的第一组出口A、B后，高温高压的气态制冷剂在冷凝器3换热后，制冷剂温度降低，变为高压低温的液态制冷剂，高压低温的液态制冷剂经过节流装置4进行节流后，液态制冷剂变为气液两相制冷剂，再经由蒸发器5进行换热后，经过四通阀2的第二组入口D、C，制冷剂流回压缩机1的入口(低压侧)，继续进行下一次循环的压缩；当实际环境温度小于预设最低环境温度且压缩机1当前运行的压力小于压缩机1允许运行的最低压力时，控制器控制关断阀或调节阀至打开状态，部分高压制冷剂通过高低压旁通装置6旁通到低压侧，提高低压压力，使低压压力保持在压缩机运行范围之内，以实现机组在低环境温度下仍然可以正常制热运行。当环境温度大于预设最低环境温度且压缩机1当前运行的压力大于压缩机1允许运行的最低压力时，控制器控制关断阀或调节阀至关闭状态。
本实施例的一种低温不停机的热泵空调系统，与现有技术相比，通过在压缩机1的两个工作端并联一个高低压旁通装置6，利用高低压旁通装置6提高压缩机1入口处的低压压力，保证压缩机1在环境温度过低的情况下还能够正常运行，解决了需额外投入其他制热设备辅助制热从而增加成本的问题，简化机组结构。
本发明的一种低温不停机的热泵空调系统的控制方法，包括如下步骤，步骤a，获取室外环境温度以及压缩机1运行的压力值；步骤b，根据步骤a所获取的室外环境温度以及压缩机1运行的压力值判断是否打开高低压旁通装置6，如果符合，则进入步骤c，若不符合，则返回步骤a；步骤c，通过控制器打开关断阀或调节阀，使压缩机1出口的制冷剂直接旁通到压缩机1的入口，进入步骤d；步骤d，再次获取室外环境温度以及压缩机1运行的压力值；步骤e，根据步骤d中所获取的室外环境温度和压缩机1运行的压力值判断是否关闭高低压旁通装置6，如果符合，则关闭高低压旁通装置6，若不符合，则返回步骤d。
在步骤b中，当环境温度T1小于预设最低环境温度T且压缩机1当前运行的压力P1小于压缩机1允许运行的最低压力P时，打开高低压旁通装置6。
在步骤e中，当环境温度T2大于预设最低环境温度T且压缩机1当前运行的压力P2大于压缩机1允许运行的最低压力P时，控制器控制关断阀或调节阀至关闭状态，关闭高低压旁通装置6。应当说明的是，关闭高低压旁通装置6的条件，能够设定一个特定的阀值，这样更便于对空调系统的控制。作为优选的方案，当环境温度T2大于预设最低环境温度T+2℃或压缩机1当前运行的压力P2大于压缩机1允许运行的最低压力P+50kPa时，控制器控制关断阀或调节阀至关闭状态，关闭高低压旁通装置6。另外，当环境温度T2大于预设最低环境温度T+2℃或压缩机当前运行的压力P2大于压缩机允许运行的最低压力P+50kPa时，控制器控制关断阀或调节阀的流量，使压缩机低压压力稳定在P至P+50kPa之间，保证压缩机内的压力不会过高或过低，对压缩机起到保护的作用。
本实施例的一种低温不停机的热泵空调系统的控制方法，与现有技术相比，无需额外投入其他采暖设备，通过控制高低压旁路装置6，实现机组能够在低环境温度状态下进行制热，解决了以往需额外投入其他制热设备辅助制热从而增加成本的问题。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种低温不停机的热泵空调系统，包括冷凝器、节流装置、蒸发器和压缩机，压缩机的出口依次通过冷凝器、节流装置和蒸发器后与压缩机的入口连接，以构成热泵回路，其特征在于，热泵空调系统还包括用于调节热泵回路压差的高低压旁通装置。
2.根据权利要求1所述的低温不停机的热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括四通阀，压缩机的出口依次通过所述四通阀的第一组接口、冷凝器、节流装置、蒸发器、四通阀的第二组接口后与压缩机的入口连接。
3.根据权利要求1或2所述的低温不停机的热泵空调系统，其特征在于，所述高低压旁通装置包括控制器和与所述控制器电连接的关断阀或调节阀，所述关断阀或调节阀的入口通过管道与压缩机的出口连通，所述关断阀或调节阀的出口通过管道与压缩机的入口连通。
4.根据权利要求3所述的低温不停机的热泵空调系统，其特征在于，还包括用于检测环境温度的环境温度传感器，所述环境温度传感器与所述控制器通信连接，当环境温度小于预设最低环境温度且压缩机当前运行的压力小于压缩机允许运行的最低压力时，控制器控制关断阀或调节阀至打开状态。
5.根据权利要求4所述的低温不停机的热泵空调系统，其特征在于，当环境温度大于预设最低环境温度且压缩机当前运行的压力大于压缩机允许运行的最低压力时，控制器控制关断阀或调节阀至关闭状态。
6.根据权利要求1所述的低温不停机的热泵空调系统，其特征在于，所述节流装置为热力膨胀阀、电子膨胀阀或毛细管中的其中一种或两种以上的组合。
7.一种低温不停机的热泵空调系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤a，获取室外环境温度以及压缩机运行的压力值；
步骤b，根据步骤a所获取的室外环境温度以及压缩机运行的压力值判断是否打开高低压旁通装置，如果符合，则进入步骤c，若不符合，则返回步骤a；
步骤c，通过控制器打开关断阀或调节阀，使压缩机出口的制冷剂直接旁通到压缩机的入口，进入步骤d；
步骤d，再次获取室外环境温度以及压缩机运行的压力值；
步骤e，根据步骤d中所获取的室外环境温度和压缩机运行的压力值判断是否关闭高低压旁通装置，如果符合，则关闭高低压旁通装置，若不符合，则返回步骤d。
8.根据权利要求7所述的低温不停机的热泵空调系统，其特征在于，在步骤b中，当环境温度T1小于预设最低环境温度T且压缩机当前运行的压力P1小于压缩机允许运行的最低压力P时，打开高低压旁通装置。
9.根据权利要求7所述的低温不停机的热泵空调系统，其特征在于，在步骤e中，当环境温度T2大于预设最低环境温度T且压缩机当前运行的压力P2大于压缩机允许运行的最低压力P时，控制器控制关断阀或调节阀至关闭状态，关闭高低压旁通装置。
10.根据权利要求7所述的低温不停机的热泵空调系统，其特征在于，在步骤e中，当环境温度T2大于预设最低环境温度T+2℃或压缩机当前运行的压力P2大于压缩机允许运行的最低压力P+50kPa时，控制器控制关断阀或调节阀至关闭状态，关闭高低压旁通装置；
或者，当环境温度T2大于预设最低环境温度T+2℃或压缩机当前运行的压力P2大于压缩机允许运行的最低压力P+50kPa时，控制器控制关断阀或调节阀的流量，使压缩机低压压力稳定在P至P+50kPa之间。
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