CN111336627A - 空气源热泵采暖、制冷和热水系统及其控制方法 - Google Patents

空气源热泵采暖、制冷和热水系统及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111336627A
CN111336627A CN202010253971.2A CN202010253971A CN111336627A CN 111336627 A CN111336627 A CN 111336627A CN 202010253971 A CN202010253971 A CN 202010253971A CN 111336627 A CN111336627 A CN 111336627A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
water
heat pump
heating
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010253971.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111336627B (zh
Inventor
邓学鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Huayang Solar Energy Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Huayang Solar Energy Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Huayang Solar Energy Co ltd filed Critical Jiangsu Huayang Solar Energy Co ltd
Priority to CN202010253971.2A priority Critical patent/CN111336627B/zh
Publication of CN111336627A publication Critical patent/CN111336627A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111336627B publication Critical patent/CN111336627B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63Electronic processing
    • F24F11/64Electronic processing using pre-stored data
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63Electronic processing
    • F24F11/65Electronic processing for selecting an operating mode
    • F24F11/67Switching between heating and cooling modes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F24F11/84Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers using valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/89Arrangement or mounting of control or safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30Arrangement or mounting of heat-exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0046Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0096Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater combined with domestic apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0046Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
    • F24F2005/0064Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground using solar energy

Abstract

本发明公开了空气源热泵技术领域内的一种空气源热泵采暖、制冷和热水系统及其控制方法,该系统包括储换热水箱、空气源热泵冷暖机组、给水总管和回水总管,所述给水总管和回水总管与采暖及制冷末端连接,储换热水箱上设有热泵介质入口和热泵介质出口,储换热水箱的内胆经由隔板分隔成上部子水箱和下部子水箱,上部子水箱和下部子水箱中对应设有上换热器件和下换热器件;这种空气源热泵采暖、制冷和热水系统,可有效解决热泵主机运行中的高压保护和频繁启动的问题,进一步地可与太阳能热源有机结合,成本较低。通过温度控制空气源热泵冷暖机组的启停、热泵循环泵启停、电控三通阀换向,实现采暖、制冷及热水系统的集成控制,其控制简单,维护方便。

Description

空气源热泵采暖、制冷和热水系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种空气源热泵装置及其控制方法,具体涉及一种空气源热泵采暖、制冷及热水系统集成在一起的装置及其控制方法。
背景技术
空气源热泵采暖、制冷系统用于采暖和制冷愈发广泛,可以为用户提供冬季采暖量或夏季的制冷量。该系统由空气源热泵冷暖机组、热泵循环泵、缓冲水箱、采暖及制冷末端和管路组成,如果用户同时有生活热水需求,需要增加水箱,水箱为封闭式换热管结构,热泵介质流经换热管,间接加热水箱中的水。使用中,水箱水温不足时,在优先供应生活热水的情况下,则需要关停采暖管路,启动热泵制取热水,无法连续供暖,且存在因热泵制热功率高,压缩机排出的热量得不到及时的释放,换热管换热速度慢而导致的高压保护的问题。另外,因换热管内介质较少,储存能量少,热泵机组易频繁启动,导致寿命缩短。如果增设缓冲水箱用来降低主机的启停次数,则需在采暖回路、制冷回路和制热水回路全部设置,增加了系统的复杂程度和成本,同时也增大了系统的热损耗。
空气源热泵与其他清洁能源联用的采暖、制冷系统,特别是与太阳能光热的冷热联供系统,可以实现优势互补,是非集中供暖区域多能互补采暖和制冷的发展方向。这种系统所采用的储换热水箱一般采用双换热管封闭式水箱的结构,用于将两种或者以上的热源耦合,储存热量并通过换热器进行换热,再供热给采暖末端。太阳能集热器通过一组换热管与水箱进行温差循环,提供生活热水用能;空气源热泵冷暖机组连接另一组换热管,在太阳能不足时用于加热水箱的水,同时,空气源热泵冷暖机组提供冬季采暖量或夏季的制冷量。缺点是,太阳能仅能提供生活热水用能,无法参与到采暖中,无法发挥太阳能制取低温热水的优势,两种热源的循环管路和控制系统各自独立,未实现有机的结合。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种空气源热泵采暖、制冷和热水系统,易于实现空气源热泵与太阳能光热有机结合,使其成本较低,并有效解决热泵主机在制热水时的高压保护和频繁启动问题。
为了解决上述技术问题,本发明采取如下技术方案:
一种空气源热泵采暖、制冷和热水系统,包括储换热水箱、空气源热泵冷暖机组、给水总管和回水总管,所述给水总管和回水总管与采暖及制冷末端连接;
所述空气源热泵冷暖机组包括热泵主机、热泵循环泵,热泵主机设有热泵给水口、热泵回水口;
所述储换热水箱包括外壳、内胆及外壳与内胆之间的保温层,所述内胆经由隔板分隔成上部子水箱和下部子水箱,所述上部子水箱上设有热泵介质入口和出水口,所述下部子水箱上设有热泵介质出口和进水口,上部子水箱内设有上换热器件,下部子水箱内设有下换热器件,上换热器件的上端口与热泵介质入口相连,上换热器件的下端口穿过隔板向下延伸到下部子水箱的内腔中;下换热器件的下端口与进水口相连,下换热器件的上端口向上穿过隔板延伸到上部子水箱的内腔中;
所述储换热水箱的进水口连接自来水供水管路、储换热水箱的出水口连接生活热水管路,热泵介质出口通过管路与热泵循环泵的进口连通,热泵介质入口通过管路连接热泵给水口,在热泵介质入口和热泵给水口之间设有电控三通阀一和电控三通阀二,热泵介质入口连接电控三通阀一的出口B,电控三通阀一的进口A连接电控三通阀二的进口a,电控三通阀一的换向口C通过管路连接热泵循环泵的进口,电控三通阀二的出口b通过管路与热泵给水口连通,电控三通阀二的换向口c连接回水总管,热泵给水口通过管路与给水总管相连通。
进一步地,所述电控三通阀一与热泵循环泵之间设有缓冲水箱,所述缓冲水箱为中空的封闭式水箱,缓冲水箱的入口与电控三通阀一的换向口C连接,缓冲水箱的出口与热泵循环泵的进口连通。
进一步地,所述采暖及制冷末端包括风机盘管末端装置和/或地暖管末端装置,所述风机盘管末端装置包括风机盘管、风机给水管路、风机回水管路和风机电动阀;所述地暖管末端装置包括地暖管、分集水器、地暖给水管路和地暖回水管路,风机给水管路和地暖给水管路与给水总管连接,风机回水管路和地暖回水管路与回水总管连接。
进一步地,所述上换热器件为盘管、翅片管、光管或换热筒,,所述下换热器件也为盘管、翅片管、光管或换热筒。
该装置可采用如下方式进行控制:
在采暖或制冷时,启动热泵主机(300)采暖或制冷模式,电控三通阀一的进口A和换向口C相通,电控三通阀二进口a和换向口c相通,热泵循环泵启动,管路中的介质从热泵给水口流出,流经给水总管,到达采暖及制冷末端换热后,返回到热泵回水口,在热泵主机中进行热交换,如此循环往复,热泵回水温度达到设定值时,关闭热泵主机(300);
在用热水时,自来水从进水口进入,热水从出水口流出,当热水温度不足时,启动热泵主机(300)制热模式,电控三通阀一的进口A和出口B相通,电控三通阀二的进口a和出口b相通,热泵循环泵启动,管路中的介质从热泵给水口流出,进入热泵介质入口,换热后,经热泵介质出口流出,返回到热泵回水口中,在热泵主机中进行热交换,如此循环往复,热水温度达到设定值时,关闭热泵主机,关闭热泵循环泵。
进一步地,该装置还包含太阳能集热装置,所述下部子水箱上还设有太阳能介质入口和太阳能介质出口,所述太阳能介质入口和太阳能介质出口均与下部子水箱内腔直接相通,所述太阳能集热装置包括太阳能集热器、集热循环泵和补液阀;所述太阳能介质出口、集热循环泵和太阳能集热器的进水口依次通过管路连接,所述太阳能介质入口与太阳能集热器的出水口通过管路连接,补液阀通过管路与太阳能集热器连通,所述太阳能集热器上设有集热温度探头、储换热水箱上设置有上部温度探头和下部温度探头,所测温度分别记为T1、T2、T3
在太阳能辅助采暖时,启动热泵主机制热模式,电控三通阀一的进口A和出口B相通,电控三通阀二的进口a和换向口c相通,热泵循环泵启动,管路中的介质从热泵给水口流出,流经给水总管到达采暖及制冷末端放热后,经回水总管流到储换热水箱中,介质吸收储换热水箱的热量后,返回到热泵回水口中,在热泵主机中进行热交换,如此循环往复,热泵回水温度达到设定值时,关闭热泵主机;
在采用太阳能循环模式时,集热温度探头和下部温度探头投入工作,下部温度探头监测内胆下部区域温度,记为T3,用于控制太阳能温差循环;集热循环泵启动的设定温差记为Δt1,关闭的设定温差记为Δt2,当T1与T3的温差大于等于Δt1时,集热循环泵启动,当T1与T3的温差小于等于Δt2时,集热循环泵关闭。
其进一步改进在于,所述太阳能集热器为真空管型太阳能集热器,所述补液阀为浮球式或隔膜式自动控水阀。浮球式或隔膜式自动控水阀均具有自动控制水位的功能,介质通过补液阀进入到太阳能集热装置的管路中,进而补充储换热水箱中的介质。
为便于排气,以及在储换热水箱的顶部设有排气口。
本发明的有益效果在于:
1.热泵主机制热水时,热泵介质通过管路经上换热器件进入到下部子水箱中,热量充分释放,同时下部子水箱起到缓冲作用,避免了热泵主机的高压保护和频繁启动。单采暖或制冷时,缓冲水箱接入回路,防止频繁启动的同时,提高了系统的稳定性。
2.该装置易于与太阳能集热装置连接和耦合控制,太阳能集热装置通过温差循环,加热储换热水箱中的介质,太阳能辅助采暖时,介质回水进入储换热水箱进行预热,降低了热泵主机的能耗,实现太阳能与空气源热泵有机结合,提高了太阳能的利用率。真空管型太阳能集热器直通大气,内胆内的压强取决于安装落差,系统的运行压力小,无需膨胀罐,安全性高,内胆的材料相对于封闭式可减薄,节约成本。
3.通过温度控制空气源热泵冷暖机组的启停、热泵循环泵启停、电控三通阀换向,实现热水、采暖及制冷系统的集成控制,其控制简单,管理维护方便。
4.隔板将内胆分隔成上部子水箱和下部子水箱,同时起到换热效果,在用热水时冷水经下换热器件进入上部子水箱中,下部子水箱的介质对其进行预热,保证了输入到上部子水箱中的水为温水,提高了热水的输出量。
5.热泵介质经上换热器件进入下部子水箱中,优先加热上部子水箱中的水,提升了温度分层效果。
附图说明
图1为本发明的一种实施例的结构示意图。
图2为本发明的另一种实施例的结构示意图。
图3为图1中的储换热水箱的结构示意图。
图4为储换热水箱的第三种结构示意图。
图5为储换热水箱的第四种结构示意图。
图中,100:储换热水箱;101:进水口;102:出水口;103:热泵介质入口;104:热泵介质出口;105:太阳能介质入口;106:太阳能介质出口;107:下换热器件;108:排气口;109:上换热器件;110:隔板;111:上部子水箱;112:下部子水箱;T2:上部温度探头;T3:下部温度探头;200:太阳能集热装置;201:太阳能集热器;202:补液阀;300:热泵主机;301:热泵给水口;302:热泵回水口;400:风机盘管末端装置;401:风机盘管;402:风机给水管路;403:风机回水管路;404:风机电动阀;500:地暖管末端装置;501:地暖管;502:分集水器;503:地暖给水管路;504:地暖回水管路;600:给水总管;700:回水总管;800:缓冲水箱;P1:集热循环泵;P2:热泵循环泵;V1:电控三通阀一;V2:电控三通阀二。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
实施例1
如图1、3所示,一种空气源热泵采暖、制冷和热水系统,包括储换热水箱100、空气源热泵冷暖机组、给水总管600和回水总管700,所述给水总管600和回水总管700与采暖及制冷末端连接。
储换热水箱100包括外壳、内胆及外壳与内胆之间的保温层,所述内胆经由隔板110分隔成上部子水箱111和下部子水箱112,所述上部子水箱111上设有热泵介质入口103和出水口102,所述下部子水箱112上设有热泵介质出口104和进水口101,上部子水箱111内设有上换热器件109,下部子水箱112内设有下换热器件107,上换热器件109的上端口与热泵介质入口103相连,上换热器件109的下端口穿过隔板110向下延伸到下部子水箱112的内腔中;下换热器件107的下端口与进水口101相连,下换热器件107的上端口向上穿过隔板110延伸到上部子水箱111的内腔中;在储换热水箱100的顶部还设有排气口108。
上换热器件109和下换热器件107均为盘管。
所述空气源热泵冷暖机组包括热泵主机300、热泵循环泵P2,热泵主机300设有热泵给水口301、热泵回水口302;在空气源热泵冷暖机组上带有回水温度探头T4,检测温度标记为T4
所述储换热水箱的进水口101连接自来水供水管路、出水口102连接生活热水管路,热泵介质出口104通过管路与热泵循环泵P2的进口连通,热泵介质入口103通过管路连接热泵给水口301,在热泵介质入口103和热泵给水口301之间设有电控三通阀一V1和电控三通阀二V2,热泵介质入口103连接电控三通阀一V1的出口B,电控三通阀一V1的进口A连接电控三通阀二V2的进口a,电控三通阀一V1的换向口C通过管路依次连接热泵循环泵P2和热泵回水口302,电控三通阀二V2的出口b通过管路与热泵给水口301连通,电控三通阀二V2的换向口c连接回水总管700,热泵给水口301通过管路与给水总管600相连通。
上述系统还包含缓冲水箱800,所述缓冲水箱800为中空的封闭式水箱,缓冲水箱800的入口与电控三通阀一V1的换向口C连接,缓冲水箱800的出口与热泵循环泵P2的进口连通。
采暖及制冷末端包括风机盘管末端装置400和地暖管末端装置500,所述风机盘管末端装置400包括风机盘管401、风机给水管路402、风机回水管路403和风机电动阀404,所述地暖管末端装置500包括地暖管501、分集水器502、地暖给水管路503和地暖回水管路504,风机给水管路402和地暖给水管路503与给水总管600连接,风机回水管路403和地暖回水管路504与回水总管700连接。
在采暖或制冷时,启动热泵主机300采暖或制冷模式,电控三通阀一V1的进口A和换向口C相通,电控三通阀二V2进口a和换向口c相通,热泵循环泵P2启动,管路中的介质从热泵给水口301流出,流经给水总管600,到达采暖及制冷末端换热后,返回到热泵回水口302,在热泵主机300中进行热交换,如此循环往复,热泵回水温度达到设定值时,关闭热泵主机300;
在用热水时,自来水从进水口101进入,热水从出水口102流出,当热水温度不足时,启动热泵主机300制热模式,电控三通阀一V1的进口A和出口B相通,电控三通阀二V2的进口a和出口b相通,热泵循环泵P2启动,管路中的介质从热泵给水口301流出,进入热泵介质入口103,换热后,经热泵介质出口104流出,返回到热泵回水口302中,在热泵主机300中进行热交换,如此循环往复,热水温度达到设定值时,关闭热泵主机300,关闭热泵循环泵P2。
实施例2
如图2所示,为另一种空气源热泵采暖、制冷和热水系统,其与实施例1的主要区别在于增了太阳能集热装置200,其结构包括太阳能集热装置200、储换热水箱100、空气源热泵冷暖机组、给水总管600和回水总管700,所述给水总管600和回水总管700与采暖及制冷末端连接;
储换热水箱100包括外壳、内胆及外壳与内胆之间的保温层,所述内胆经由隔板110分隔成上部子水箱111和下部子水箱112,所述上部子水箱111上设有热泵介质入口103和出水口102,所述下部子水箱112上设有热泵介质出口104和进水口101,上部子水箱111内设有上换热器件109,下部子水箱112内设有下换热器件107,上换热器件109的上端口与热泵介质入口103相连,上换热器件109的下端口穿过隔板110向下延伸到下部子水箱112的内腔中;下换热器件107的下端口与进水口101相连,下换热器件107的上端口向上穿过隔板110延伸到上部子水箱111的内腔中;在储换热水箱100的顶部还设有排气口108。
下部子水箱112上还设有太阳能介质入口105和太阳能介质出口106,所述太阳能介质入口105和太阳能介质出口106均与下部子水箱112的内腔直接相通,太阳能介质入口105和太阳能介质出口106与太阳能集热装置200相连接;
所述太阳能集热装置200包括太阳能集热器201、集热循环泵P1、补液阀202和管路;所述太阳能介质出口106、集热循环泵P1和太阳能集热器201的进水口依次通过管路连接,所述太阳能介质入口105与太阳能集热器201的出水口通过管路连接,补液阀202通过管路与太阳能集热器201连通,所述太阳能集热器201上设有集热温度探头T1,所测温度记为T1
太阳能集热器201为真空管型太阳能集热器,所述补液阀202为浮球式或隔膜式自动控水阀。真空管型太阳能集热器采用敞开式结构,设有排气管,浮球式或隔膜式自动控水阀均具有自动控制水位的功能,介质通过补液阀202进入到太阳能集热装置200的管路中,进而补充储换热水箱100中的介质。
所述空气源热泵冷暖机组包括热泵主机300、热泵循环泵P2,热泵主机300设有热泵给水口301、热泵回水口302;
所述储换热水箱的进水口101连接自来水供水管路、出水口102连接生活热水管路,热泵介质出口104通过管路与热泵循环泵P2的进口连通,热泵介质入口103通过管路连接热泵给水口301,在热泵介质入口103和热泵给水口301之间设有电控三通阀一V1和电控三通阀二V2,热泵介质入口103连接电控三通阀一V1的出口B,电控三通阀一V1的进口A连接电控三通阀二V2的进口a,电控三通阀一V1的换向口C通过管路依次连接热泵循环泵P2和热泵回水口302,电控三通阀二V2的出口b通过管路与热泵给水口301连通,电控三通阀二V2的换向口c连接回水总管700,热泵给水口301通过管路与给水总管600相连通。
上述系统还包含缓冲水箱800,所述缓冲水箱800为中空的封闭式水箱,缓冲水箱800的入口与电控三通阀一V1的换向口C连接,缓冲水箱800的出口与热泵循环泵P2的进口连通。
进一步地,所述储换热水箱100上设有位于其中上部的上部温度探头T2和位于其中下部的下部温度探头T3,上部温度探头T2监测内胆上部区域温度,记为T2,用于显示出水温度,下部温度探头T3监测内胆下部区域温度,记为T3,用于控制太阳能温差循环。
在采暖或制冷时,启动热泵主机300采暖或制冷模式,电控三通阀一V1的进口A和换向口C相通,电控三通阀二V2进口a和换向口c相通,热泵循环泵P2启动,管路中的介质从热泵给水口301流出,流经给水总管600,到达采暖及制冷末端换热后,返回到热泵回水口302,在热泵主机300中进行热交换,如此循环往复,热泵回水温度达到设定值时,关闭热泵主机300。
在用热水时,自来水从进水口101进入,热水从出水口102流出,当热水温度不足时,启动热泵主机300制热模式,电控三通阀一V1的进口A和出口B相通,电控三通阀二V2的进口a和出口b相通,热泵循环泵P2启动,管路中的介质从热泵给水口301流出,进入热泵介质入口103,换热后,经热泵介质出口104流出,返回到热泵回水口302中,在热泵主机300中进行热交换,如此循环往复,热水温度达到设定值时,关闭热泵主机300,关闭热泵循环泵P2。
在太阳能辅助采暖时,启动热泵主机300制热模式,电控三通阀一V1的进口A和出口B相通,电控三通阀二V2的进口a和换向口c相通,热泵循环泵P2启动,管路中的介质从热泵给水口301流出,流经给水总管600到达采暖及制冷末端放热后,经回水总管700流到储换热水箱100中,介质吸收储换热水箱100的热量后,返回到热泵回水口302中,在热泵主机300中进行热交换,如此循环往复,热泵回水温度达到设定值时,关闭热泵主机300。
太阳能循环模式下,T3低于设定温度时,开启集热温差循环,集热循环泵P1启动的设定温差记为Δt1,关闭的设定温差记为Δt2,当T1与T3的温差大于等于Δt1时,集热循环泵P1启动,当T1与T3的温差小于等于Δt2时,集热循环泵P1关闭。
实施例3
如图4所示,其与实施例1的不同之处在于,所述上换热器件109为盘管,下换热器件107为翅片管。
两者也可以互换,即上换热器件109为翅片管,下换热器件107为盘管。还可以是上换热器件109和下换热器件107均为翅片管。
如图5所示,下换热器件107为换热筒,其整体为筒状结构,其上设有以进口及一个出口,筒体本身可实现内外换热。
本发明并不局限于上述实施例,在本发明公开的技术方案的基础上,本领域的技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形,这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种空气源热泵采暖、制冷和热水系统,其特征是:包括储换热水箱(100)、空气源热泵冷暖机组、给水总管(600)和回水总管(700),所述给水总管(600)和回水总管(700)与采暖及制冷末端连接;
所述空气源热泵冷暖机组包括热泵主机(300)、热泵循环泵(P2),热泵主机(300)设有热泵给水口(301)、热泵回水口(302);
所述储换热水箱(100)包括外壳、内胆及外壳与内胆之间的保温层,所述内胆经由隔板(110)分隔成上部子水箱(111)和下部子水箱(112),所述上部子水箱(111)上设有热泵介质入口(103)和出水口(102),所述下部子水箱(112)上设有热泵介质出口(104)和进水口(101),上部子水箱(111)内设有上换热器件(109),下部子水箱(112)内设有下换热器件(107),上换热器件(109)的上端口与热泵介质入口(103)相连,上换热器件(109)的下端口穿过隔板(110)向下延伸到下部子水箱(112)的内腔中;下换热器件(107)的下端口与进水口(101)相连,下换热器件(107)的上端口向上穿过隔板(110)延伸到上部子水箱(111)的内腔中;
所述储换热水箱的进水口(101)连接自来水供水管路、储换热水箱的出水口(102)连接生活热水管路,热泵介质出口(104)通过管路与热泵循环泵(P2)的进口连通,热泵介质入口(103)通过管路连接热泵给水口(301),在热泵介质入口(103)和热泵给水口(301)之间设有电控三通阀一(V1)和电控三通阀二(V2),热泵介质入口(103)连接电控三通阀一(V1)的出口B,电控三通阀一(V1)的进口A连接电控三通阀二(V2)的进口a,电控三通阀一(V1)的换向口C通过管路连接热泵循环泵(P2)的进口,电控三通阀二(V2)的出口b通过管路与热泵给水口(301)连通,电控三通阀二(V2)的换向口c连接回水总管(700),热泵给水口(301)通过管路与给水总管(600)相连通。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵采暖、制冷和热水系统,其特征是:所述电控三通阀一(V1)与热泵循环泵(P2)之间设有缓冲水箱(800),所述缓冲水箱(800)为中空的封闭式水箱,缓冲水箱(800)的入口与电控三通阀一(V1)的换向口C连接,缓冲水箱(800)的出口与热泵循环泵(P2)的进口连通。
3.根据权利要求2所述的空气源热泵采暖、制冷和热水系统,其特征是:所述采暖及制冷末端包括风机盘管末端装置(400)和/或地暖管末端装置(500),所述风机盘管末端装置(400)包括风机盘管(401)、风机给水管路(402)、风机回水管路(403)和风机电动阀(404);所述地暖管末端装置(500)包括地暖管(501)、分集水器(502)、地暖给水管路(503)和地暖回水管路(504),风机给水管路(402)和地暖给水管路(503)与给水总管(600)连接,风机回水管路(403)和地暖回水管路(504)与回水总管(700)连接。
4.根据权利要求2所述的空气源热泵采暖、制冷和热水系统,其特征是:还包含太阳能集热装置(200),所述下部子水箱(112)上还设有太阳能介质入口(105)和太阳能介质出口(106),所述太阳能介质入口(105)和太阳能介质出口(106)均与下部子水箱(112)的内腔直接相通,所述太阳能集热装置(200)包括太阳能集热器(201)、集热循环泵(P1)和补液阀(202);所述太阳能介质出口(106)、集热循环泵(P1)和太阳能集热器(201)的进水口依次通过管路连接,所述太阳能介质入口(105)与太阳能集热器(201)的出水口通过管路连接,补液阀(202)通过管路与太阳能集热器(201)连通,所述太阳能集热器(201)上设有集热温度探头(T1),所述上部子水箱(111)上设置有上部温度探头(T2),下部子水箱(112)上设置有下部温度探头(T3)。
5.根据权利要求4所述的空气源热泵采暖、制冷和热水系统,其特征是:所述太阳能集热器(201)为真空管型太阳能集热器,所述补液阀(202)为浮球式或隔膜式自动控水阀。
6.根据权利要求4所述的空气源热泵采暖、制冷和热水系统,其特征是:在储换热水箱(100)的顶部设有排气口(108)。
7.根据权利要求2-6任一项所述的空气源热泵采暖、制冷和热水系统,其特征是:所述上换热器件(109)为盘管、翅片管、光管或换热筒,所述下换热器件(107)为盘管、翅片管、光管或换热筒。
8.根据权利要求7所述的空气源热泵采暖、制冷和热水系统的控制方法,其特征在于:
在采暖或制冷时,启动热泵主机(300)采暖或制冷模式,电控三通阀一(V1)的进口A和换向口C相通,电控三通阀二(V2)进口a和换向口c相通,热泵循环泵(P2)启动,管路中的介质从热泵给水口(301)流出,流经给水总管(600),到达采暖及制冷末端换热后,返回到热泵回水口(302),在热泵主机(300)中进行热交换,如此循环往复,热泵回水温度达到设定值时,关闭热泵主机(300);
在用热水时,自来水从进水口(101)进入,热水从出水口(102)流出,当热水温度不足时,启动热泵主机(300)制热模式,电控三通阀一(V1)的进口A和出口B相通,电控三通阀二(V2)的进口a和出口b相通,热泵循环泵(P2)启动,管路中的介质从热泵给水口(301)流出,进入热泵介质入口(103),换热后,经热泵介质出口(104)流出,返回到热泵回水口(302)中,在热泵主机(300)中进行热交换,如此循环往复,热水温度达到设定值时,关闭热泵主机(300),关闭热泵循环泵(P2)。
9.根据权利要求8所述的空气源热泵采暖、制冷和热水系统的控制方法,其特征在于:在太阳能辅助采暖时,启动热泵主机(300)制热模式,电控三通阀一(V1)的进口A和出口B相通,电控三通阀二(V2)的进口a和换向口c相通,热泵循环泵(P2)启动,管路中的介质从热泵给水口(301)流出,流经给水总管(600)到达采暖及制冷末端放热后,经回水总管(700)流到储换热水箱(100)中,介质吸收储换热水箱(100)的热量后,返回到热泵回水口(302)中,在热泵主机(300)中进行热交换,如此循环往复,热泵回水温度达到设定值时,关闭热泵主机(300)。
10.根据权利要求8所述的空气源热泵采暖、制冷和热水系统的控制方法,其特征在于:在采用太阳能循环模式时,集热温度探头(T1)和下部温度探头(T3)投入工作,集热温度探头(T1)所测温度记为T1,下部温度探头(T3)监测内胆下部区域温度,记为T3,用于控制太阳能温差循环;集热循环泵(P1)启动的设定温差记为Δt1,关闭的设定温差记为Δt2,当T1与T3的温差大于等于Δt1时,集热循环泵(P1)启动,当T1与T3的温差小于等于Δt2时,集热循环泵(P1)关闭。
CN202010253971.2A 2020-04-02 2020-04-02 空气源热泵采暖、制冷和热水系统及其控制方法 Active CN111336627B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010253971.2A CN111336627B (zh) 2020-04-02 2020-04-02 空气源热泵采暖、制冷和热水系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010253971.2A CN111336627B (zh) 2020-04-02 2020-04-02 空气源热泵采暖、制冷和热水系统及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111336627A true CN111336627A (zh) 2020-06-26
CN111336627B CN111336627B (zh) 2020-12-04

Family

ID=71184668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010253971.2A Active CN111336627B (zh) 2020-04-02 2020-04-02 空气源热泵采暖、制冷和热水系统及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111336627B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112539559A (zh) * 2020-11-16 2021-03-23 东南大学 一种分层蓄热型热泵热水器系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003130457A (ja) * 2001-10-26 2003-05-08 Sanyo Electric Co Ltd 貯湯タンク及び貯湯システム
US20130105589A1 (en) * 2007-02-21 2013-05-02 A. O. Smith Enterprises Ltd. Tank-tankless water heater
CN203116162U (zh) * 2013-01-18 2013-08-07 山东创尔沃热泵技术股份有限公司 一种盘管式暖气换热器
CN104236097A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 苏州巨浪热水器有限公司 一种新型换热储水箱
CN204693833U (zh) * 2015-04-13 2015-10-07 Tcl空调器(中山)有限公司 换热水箱及热泵空调器
CN206347744U (zh) * 2016-12-28 2017-07-21 深圳市英尼康科技有限公司 一种新型的温水器
CN207081355U (zh) * 2017-07-17 2018-03-09 太仓协鑫光伏科技有限公司 一种蒸汽水板式换热器
CN108007235A (zh) * 2017-11-15 2018-05-08 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种双盘管的换热水箱
CN210089035U (zh) * 2019-05-13 2020-02-18 江苏省华扬太阳能有限公司 太阳能与空气能耦合热水、采暖、制冷系统
CN110940216A (zh) * 2019-12-24 2020-03-31 江苏省华扬太阳能有限公司 储换热装置及包含该装置的太阳能和空气能冷热联供系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003130457A (ja) * 2001-10-26 2003-05-08 Sanyo Electric Co Ltd 貯湯タンク及び貯湯システム
US20130105589A1 (en) * 2007-02-21 2013-05-02 A. O. Smith Enterprises Ltd. Tank-tankless water heater
CN203116162U (zh) * 2013-01-18 2013-08-07 山东创尔沃热泵技术股份有限公司 一种盘管式暖气换热器
CN104236097A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 苏州巨浪热水器有限公司 一种新型换热储水箱
CN204693833U (zh) * 2015-04-13 2015-10-07 Tcl空调器(中山)有限公司 换热水箱及热泵空调器
CN206347744U (zh) * 2016-12-28 2017-07-21 深圳市英尼康科技有限公司 一种新型的温水器
CN207081355U (zh) * 2017-07-17 2018-03-09 太仓协鑫光伏科技有限公司 一种蒸汽水板式换热器
CN108007235A (zh) * 2017-11-15 2018-05-08 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种双盘管的换热水箱
CN210089035U (zh) * 2019-05-13 2020-02-18 江苏省华扬太阳能有限公司 太阳能与空气能耦合热水、采暖、制冷系统
CN110940216A (zh) * 2019-12-24 2020-03-31 江苏省华扬太阳能有限公司 储换热装置及包含该装置的太阳能和空气能冷热联供系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112539559A (zh) * 2020-11-16 2021-03-23 东南大学 一种分层蓄热型热泵热水器系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111336627B (zh) 2020-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100404980C (zh) 空气源热泵热水器
CN210089035U (zh) 太阳能与空气能耦合热水、采暖、制冷系统
CN107490189A (zh) 一种模块化承压热泵系统及其控制方法
CN110260396B (zh) 基于分层热管理的太阳能和土壤源热泵耦合热水冷暖系统
CN101566410B (zh) 一种减少空气源热泵热水机组冬季结霜量的方法及系统
CN111336627B (zh) 空气源热泵采暖、制冷和热水系统及其控制方法
CN109114804A (zh) 太阳能光伏-市电联合驱动的光伏光热一体化双源热泵热水系统及其运行方法
CN110736128A (zh) 一种新型地源热泵耦合太阳能供暖系统及其调控方法
CN106610068A (zh) 太阳能空调与相变储能一体化系统及其工作方法
CN110940216A (zh) 储换热装置及包含该装置的太阳能和空气能冷热联供系统
CN207365408U (zh) 一种模块化承压热泵系统
CN102331036A (zh) 利用太阳热的开放式供暖及供热水装置
CN206160509U (zh) 一种自动调节工质充注量的太阳能热泵热水系统
CN211372823U (zh) 一种空气源热泵热水、采暖及制冷系统
CN201449014U (zh) 一种热泵热水器水箱
CN207894047U (zh) 一种即热蓄热热泵与太阳能耦合热水系统
CN108253643B (zh) 一种即热蓄热热泵与太阳能耦合热水系统及控制方法
CN211400903U (zh) 储换热装置及包含该装置的太阳能和空气能冷热联供系统
CN207962806U (zh) 一种基于太阳能与相变蓄热相结合的供暖系统
CN207865525U (zh) 一种预热式空气能采暖系统
CN111076266A (zh) 多功能热管式光伏光热热水采暖系统及供暖方法
CN201293470Y (zh) 一种抗冻的太阳能集热系统
CN2864509Y (zh) 用冷剂水流量自动调节的第二类溴化锂吸收式热泵机组
CN107388339A (zh) 一种用于生活热水系统中的组合式换热装置
CN101482323B (zh) 空气源热泵热水机组小容量储水箱

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant