CN113063172A - 一种带太阳能及电加热的空气源热泵系统以及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带太阳能及电加热的空气源热泵系统以及控制方法,包括由依次连接的蒸发器、四通阀、分离器、压缩机、四通阀、冷凝器、过滤器、节流装置、蒸发器形成的连通回路;还包括水箱,所述冷凝器位于水箱内,水箱还包括太阳能盘管;太阳能盘管的两端通过管路以及太阳能水泵与太阳能热水器相连接;所述热水水箱的下部设置有电加热装置。本发明拓展空气源热泵热水器的使用范围,本发明有三种供热热源,环温使用范围可拓展在‑30℃到43℃,最高使用水温为90℃,同时解决三种供热方式在同一机器使用的控制问题,且机器可自动根据需要切换供热方式,解决人为切换的供热方式的不方便的问题,提高便捷性。
Description
技术领域
本发明涉及热泵技术领域,具体涉及一种带太阳能及电加热的空气源热泵系统以及控制方法。
背景技术
现有空气源热泵系统受到冷媒性质的制约,使得机器的使用环境温度和水温受到制约,以定频R134a冷媒的空气源热泵热水器为例,环温使用范围一般为-7到43℃,最高使用水温为75℃,空气源热泵系统不在环温及水温范围内使用,会存在停机或者带风险运行的情况。
为了解决这个问题,特此提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于一种带太阳能及电加热的空气源热泵系统。
本目的通过以下技术方案得以实现:
一种带太阳能及电加热的空气源热泵系统,包括由依次连接的蒸发器、四通阀、分离器、压缩机、四通阀、冷凝器、过滤器、节流装置、蒸发器形成的连通回路;还包括水箱,所述冷凝器位于水箱内,水箱还包括太阳能盘管;太阳能盘管的两端通过管路以及太阳能水泵与太阳能热水器相连接;所述热水水箱的下部设置有电加热装置;所述太阳能盘管的两端分别为太阳能盘管进水口和太阳能盘管出水口,分别通过管路与太阳能热水器相连接,太阳能盘管出水口端的管路上连接有太阳能水泵;所述热水水箱的上部设置有上部温度传感器,下部设置有下部温度传感器;太阳能热水器与太阳能盘管的太阳能盘管进水口端之间的管路上设置有太阳能集热水箱探头。
在一个实施例中,所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,包括压缩机控制方法;所述压缩机控制方法包括如下步骤:
S1:判断压缩机是否为首次上电,判断结果为是,转S2,判断结果为否,转S3;
S2:压缩机启动,转S4;
S3:延时三分钟,转S2;
S4:获取水箱下部温度T1,转S5;
S5:判断T1是否>=70℃,判断结果为是,转S6,判断结果为否,转S7;
S6:关闭压缩机;
S7:判断T1是否低于设定水温TS1-TS3,判断结果为是,转S8;
S8:判断环境温度是否>43℃或<-7℃,判断结果为是,转S10,判断结果为否,转S9;
S9:压缩机开机加热,转S11;
S10:监测环境温度直到环境温度小于或等于42℃且>=-5℃,转S9;
S11:直至水温达到水温TS1停止加热。
在一个实施例中,包括电加热装置控制方法包括开机状态下自动开启方法,所述自动开启方法包括以下步骤:
S20:判断电加热装置是否为开启状态,判断结果为否,转S21;
S21:判断环境温度是否<5℃或>43℃,判断结果为是,转S22,判断结果为否,转S23;
S22:判断水箱下部水温是否<TS1-TS3℃,判断结果为是,转S24;
S23:判断水箱下部水温是否>=68℃,判断结果为是,转S22;
S24:开启电加热装置,一段时间后,转S25;
S25:判断水箱下部水温是否>=TS1℃,判断结果为是,转S28,判断结果为否,转S26;
S26:判断环境温度是否>=5℃且<=43℃,判断结果为是,转S27;
S27:判断水箱水温设定温度TS1是否<=68℃,判断结果为是,转S28;
S28:关闭电加热装置。
优选的,所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,还包括开机状态下手动开启,所述手动开启的条件为当水箱下部水温低于设定水温TS1-TS3℃,延时30s开启电加热装置;当水箱下部水温达到设定水温TS1或控制机组关闭时,电加热装置自动关闭。
进一步的,所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,还包括除霜模式下强制开启以及待机模式下手动开启,所述待机模式下手动开启的开启条件为水箱下部温度T1<=TS2-3℃;水箱下部温度T1>=TS2+1℃时,电加热装置关闭。
优选的,所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,包括太阳能水泵控制方法,太阳能水泵控制方法包括太阳能水泵启动,太阳能水泵启动的条件为开机状态下,T6>T1+参数1同时T1<=75℃。
进一步的,所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,所述太阳能水泵控制方法还包括太阳能水泵关闭的控制方法,所述太阳能水泵关闭的条件为关机或T6≤T1+2℃或T1>=80℃或太阳能水泵工作时间≥30MIN或连续10S内T6>=125℃。
有益技术效果:
本发明拓展空气源热泵热水器的使用范围,本发明有三种供热热源,环温使用范围可拓展在-30℃到43℃,最高使用水温为90℃,同时解决三种供热方式在同一机器使用的控制问题,且机器可自动根据需要切换供热方式,解决人为切换的供热方式的不方便的问题,提高便捷性。
附图说明
图1是本发明带太阳能及电加热的空气源热泵系统结构框图。
图2是本发明压缩机控制方法流程图。
图3是本发明电加热装置在开机状态下自动开启方法流程图。
图中:1-蒸发器,2-四通阀,3-分离器,4-压缩机,5-冷凝器,6-过滤器,7-节流装置,8-太阳能集热水箱探头,9-水箱上部温度传感器,10-水箱,11-太阳能盘管,12-太阳能热水器,13-太阳能水泵,14-电加热装置,15-水箱下部温度传感器。
具体实施方式
参照图1,一种带太阳能及电加热的空气源热泵系统,包括依次连接的由蒸发器1、四通阀2、分离器3、压缩机4、四通阀2、冷凝器5、过滤器6、节流装置7、蒸发器1形成的连通回路;所述冷凝器5位于水箱10内的上部,水箱10内的下部还设置有太阳能盘管11,太阳能盘管11的两端分别为太阳能盘管进水口和太阳能盘管出水口,分别通过管路与太阳能热水器12相连接,太阳能盘管出水口端的管路上连接有太阳能水泵13;所述水箱10的下部设置有电加热装置14和水箱下部温度传感器15,水箱下部温度传感器15用来测量水箱下部水温T1。所述水箱10的上部设置有上部温度传感器9;太阳能热水器12与太阳能盘管11的太阳能盘管进水口端之间的管路上设置有太阳能集热水箱探头8,用来测量太阳能集热水箱温度T6。压缩机4和四通阀2之间设置有排气温度传感器;四通阀2和分离器3之间设置有回气温度传感器,蒸发器1上设置有盘管温度传感器。图中箭头方向为制热水冷媒循环方向。
带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法包括压缩机控制方法、电加热装置控制方法以及太阳能水泵控制方法。
实施例1
压缩机控制方法,首次上电无三分钟延时启动,其他时候压机启动时有三分钟延时;压缩机根据设定水箱下部水温T1来控制开停;T1>=70℃时关闭压缩机;T1低于设定水温TS1-TS3℃压缩机开机加热,直至水温T1达到设定水温TS1才停止。
压缩机工作环境温度T的范围-7℃<=T<=43℃;环境温度T<-7℃禁止压缩机运行,环境温度>=-5℃恢复压缩机运行;环境温度>43℃禁止压缩机运行,环境温度<=42℃恢复压缩机运行。
参照图2,具体的,所述压缩机控制方法包括如下步骤:
S1:判断压缩机是否为首次上电,判断结果为是,转S2,判断结果为否,转S3;
S2:压缩机启动,转S4;
S3:延时三分钟,转S2;
S4:获取水箱下部温度T1,转S5;
S5:判断T1是否>=70℃,判断结果为是,转S6,判断结果为否,转S7;
S6:关闭压缩机;
S7:判断T1是否低于设定水温TS1-TS3,判断结果为是,转S8;
S8:判断环境温度是否>43℃或<-7℃,判断结果为是,转S10,判断结果为否,转S9;
S9:压缩机开机加热,转S11;
S10:监测环境温度直到环境温度<=42℃且>=-5℃,转S9;
S11:直至水温达到水温TS1停止加热。
实施例2
水箱10的下部的电加热装置有以下几种方法,分别为开机状态下自动开启、开机状态下手动开启、除霜模式下强制开启以及待机模式下手动开启。
参照图3,具体的,所述开机状态下自动开启方法包括以下步骤:
S20:判断电加热装置是否为开启状态,判断结果为否,转S21;
S21:判断环境温度是否<5℃或>43℃,判断结果为是,转S22,判断结果为否,转S23;
S22:判断水箱下部水温是否<TS1-TS3℃,判断结果为是,转S24;
S23:判断水箱下部水温是否>=68℃,判断结果为是,转S22;
S24:开启电加热装置,一段时间后,转S25;
S25:判断水箱下部水温是否>=TS1℃,判断结果为是,转S28,判断结果为否,转S26;
S26:判断环境温度是否>=5℃且<=43℃,判断结果为是,转S27;
S27:判断水箱水温设定温度TS1是否<=68℃,判断结果为是,转S28。
S28:关闭电加热装置。
除此之外,在开机状态下按下电加热装置的开启键,当电加热符号出现时,电加热装置30秒延时启动,任何环温情况下,当水箱下部水温低于设定水温TS1-TS3℃,开电加热;当水温达到设定水温TS1,或控制机组关闭时,关电加热。
除霜模式时电加热强制开启,除霜结束后关闭。
在待机模式下,手动按电加热键后,只要满足电加热的开启条件,T1<=TS2-3℃,电加热就可以开启;满足水箱下部温度T1>=TS2+1℃关闭电加热。
TS1:水箱水温设定温度,范围10~75℃,默认值60℃;
TS2:电辅热启动水箱下部温度,范围10~90℃,默认值65℃
TS3:制热回差温度设定温度,范围2~15℃,默认值5℃;
实施例3
使用太阳能加热太阳能热水器,当太阳能集热水箱温度T6达到使用条件时,太阳能水泵开启,通过机器水箱内的太阳能盘管,使太阳能水路的水和使用侧水进行间接式换热,达到使用太阳能间接加热水的目的。
具体的,带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,包括太阳能水泵控制方法,太阳能水泵控制方法包括太阳能水泵启动,太阳能水泵启动的条件为开机状态下,T6>T1+参数1同时T1<=75℃。
所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,所述太阳能水泵控制方法还包括太阳能水泵关闭的控制方法,所述太阳能水泵关闭的条件为关机状态或T6<=T1+2℃或T1>=80℃或太阳能水泵工作时间>=30MIN或连续10S内T6>=125℃。
参数1:太阳能水泵启动温差,默认10℃。
本发明带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,能满足空气源热泵系统增加太阳能和电加热作为热源的控制需求,使得机器在自动模式下,在不同的环境温度和水温情况下自动切换热源,达到加热水的目的,过程不需人为的切换热源,提高了切换热源的自动性,提高用户的便捷性,同时也拓展了机器的环境温度使用范围和水温使用范围。
Claims (7)
1.一种带太阳能及电加热的空气源热泵系统,其特征在于,包括由依次连接的蒸发器(1)、四通阀(2)、分离器(3)、压缩机(4)、四通阀(2)、冷凝器(5)、过滤器(6)、节流装置(7)、蒸发器(1)形成的连通回路;还包括水箱(10),所述冷凝器(5)位于水箱(10)内,水箱(10)还包括太阳能盘管(11);太阳能盘管(11)的两端通过管路以及太阳能水泵(13)与太阳能热水器(12)相连接;所述水箱(10)的下部设置有电加热装置(14);所述太阳能盘管(11)的两端分别为太阳能盘管进水口和太阳能盘管出水口,分别通过管路与太阳能热水器(12)相连接,太阳能盘管出水口端的管路上连接有太阳能水泵(13);所述水箱(10)的上部设置有上部温度传感器(9),下部设置有下部温度传感器(15);太阳能热水器(12)与太阳能盘管(11)的太阳能盘管进水口端之间的管路上设置有太阳能集热水箱探头(8)。
2.根据权利要求1任一所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,其特征在于,包括压缩机控制方法;所述压缩机控制方法包括如下步骤:
S1:判断压缩机是否为首次上电,判断结果为是,转S2,判断结果为否,转S3;
S2:压缩机启动,转S4;
S3:延时三分钟,转S2;
S4:获取水箱下部温度T1,转S5;
S5:判断T1是否大于或等于70℃,判断结果为是,转S6,判断结果为否,转S7;
S6:关闭压缩机;
S7:判断T1是否低于设定水温TS1-TS3,判断结果为是,转S8;
S8:判断环境温度是否>43℃或<-7℃,判断结果为是,转S10,判断结果为否,转S9;
S9:压缩机开机加热,转S11;
S10:监测环境温度直到环境温度小于或等于42℃且>=-5℃,转S9;
S11:直至水温达到水温TS1停止加热。
3.根据权利要求1任一所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,其特征在于,包括电加热装置控制方法包括开机状态下自动开启方法,所述自动开启方法包括以下步骤:
S20:判断电加热装置是否为开启状态,判断结果为否,转S21;
S21:判断环境温度是否<5℃或>43℃,判断结果为是,转S22,判断结果为否,转S23;
S22:判断水箱下部水温是否<TS1-TS3℃,判断结果为是,转S24;
S23:判断水箱下部水温是否>=68℃,判断结果为是,转S22;
S24:开启电加热装置,一段时间后,转S25;
S25:判断水箱下部水温是否>=TS1℃,判断结果为是,转S28,判断结果为否,转S26;
S26:判断环境温度是否>=5℃且<=43℃,判断结果为是,转S27;
S27:判断水箱水温设定温度TS1是否<=68℃,判断结果为是,转S28;
S28:关闭电加热装置。
4.根据权利要求3所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,其特征在于,还包括开机状态下手动开启,所述手动开启的条件为当水箱下部水温低于设定水温TS1-TS3℃,延时30s开启电加热装置;当水箱下部水温达到设定水温TS1或控制机组关闭时,电加热装置自动关闭。
5.根据权利要求4所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,其特征在于,还包括除霜模式下强制开启以及待机模式下手动开启,所述待机模式下手动开启的开启条件为水箱下部温度T1<=TS2-3℃;水箱下部温度T1>=TS2+1℃时,电加热装置关闭。
6.根据权利要求1任一所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,其特征在于,包括太阳能水泵控制方法,太阳能水泵控制方法包括太阳能水泵启动,太阳能水泵启动的条件为开机状态下,T6>T1+参数1同时T1<=75℃。
7.根据权利要求6所述带太阳能及电加热的空气源热泵系统的控制方法,其特征在于,所述太阳能水泵控制方法还包括太阳能水泵关闭的控制方法,所述太阳能水泵关闭的条件为关机或T6<=T1+2℃或T1>=80℃或太阳能水泵工作时间>=30MIN或连续10S内T6>=125℃。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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