CN215864135U - 一种热泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了热泵技术领域内的一种热泵。该热泵包括：压缩机、热侧换热器、空气换热器、储液器、冷侧换热器和气液分离器，压缩机、热侧换热器换热介质进出端、储液器、冷侧换热器换热介质侧进出端、气液分离器通过管路依次连通形成主回路，空气换热器换热介质侧进端分别与压缩机出气端、储液器出液端通过管路连通形成支路一、支路二，空气换热器换热介质侧出端分别与储液器进液端、气液分离器进端通过管路连通形成支路三、支路四。该热泵在常规热泵基础上增加空气换热器及多条支路，换热介质在沿主回路流转的基础上切换不同支路流转，从而避免换热介质过冷或过热导致压缩机降频或停机，从而达到热泵连续运行的目的。

Description

一种热泵

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，特别涉及一种热泵。

背景技术

热泵蒸发利用压缩制冷剂产生的热源、冷源，达到节约能耗，节省成本的目的。但热泵蒸发系统本身也存在缺陷。热泵本身有高-低温保护，为了保证压缩机的正常运转，热侧温度达到一定程度后，一般为80℃，压缩机停止运行，冷侧温度达到一定的低温后，一般为5℃，压缩机停止运行。

蒸发初始，蒸发物料为常温，利用压缩机进行加热，物料升温过程，物料无蒸发，冷却水无法从冷凝器获得热量。压缩机提供热量的同时提供冷量，由于热量用来加热物料，与物料有一定的温差，并与物料同步升温；但冷量则不断下降，降至低点后，导致压缩机降频或直接停机保护。在这种情况下，有可能物料还没达到蒸发温度，压缩机已经停止工作，蒸发过程无法进行。一般的作法是给冷水加热，或先给物料预热，启动压缩机前达到蒸发温度，但此行的已经偏离了利用热泵节能的目的。

蒸发中期热量供应该充足甚至偏大的情况下，由于蒸发量大，容易导致冷水供应不足，冷水温度上升，影响真空，降低蒸发量，接着导致热量过多，系统温度过高，热端温度过高压缩机停机保护，蒸发无法进行。另外，蒸发后期由于浓缩后物料浓度上升，物料温升提高，蒸发量减少，冷水冷量充足，但温升导致系统温度总体升高，热端热量过于富足，压缩机启动降频或停机。

实用新型内容

本申请通过提供一种热泵及其控制方法，解决了现有技术中热泵压缩机降频或停机的问题，实现了热泵连续运行的效果。

本申请实施例提供了一种热泵，包括：压缩机、热侧换热器、空气换热器、储液器、冷侧换热器和气液分离器，所述压缩机、热侧换热器换热介质进出端、储液器、冷侧换热器换热介质侧进出端、气液分离器通过管路依次连通形成主回路，所述空气换热器换热介质侧进端分别与所述压缩机出气端、储液器出液端通过管路连通形成支路一、支路二，所述空气换热器换热介质侧出端分别与所述储液器进液端、气液分离器进端通过管路连通形成支路三、支路四。

上述实施例中需要说明的是：热侧换热器中与换热介质侧对应的为热源侧，冷侧换热器中与换热介质侧对应的为冷源侧。热泵位于蒸发系统中，热源侧循环水用以在热侧换热器中吸取换热介质热量后进入蒸发系统，并在蒸发系统中的蒸发器中加热工程物料，再流经热侧换热器吸热，形成闭路循环；工程物料受热蒸发的蒸汽进入蒸发系统中的冷凝器；冷源侧循环水用以在蒸发系统中的冷凝器中冷却工程物料蒸汽，并在吸取蒸汽热量后进入冷侧换热器供换热介质吸收热量，再流经蒸发系统中的冷凝器吸热，形成闭路循环。

上述实施例的有益效果在于：热泵正常运行状态下换热介质沿主回路流转，同时根据热侧换热器热源侧出水温度和冷侧换热器冷源侧出水温度，换热介质在沿主回路流转的基础上切换不同支路流转，从而避免换热介质过冷或过热导致压缩机降频或停机，从而达到热泵连续运行的目的。

在上述实施例基础上，本申请可进一步改进，具体如下：

在本申请其中一个实施例中，所述热侧换热器换热介质侧进端处、冷侧换热器换热介质侧进端处分别设置有流量调节阀一、流量调节阀二，所述支路一、支路二、支路三、支路四分别设置有电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四。通过若干流量调节阀和电磁阀调整切换换热介质流转路径，避免换热介质过冷或过热导致压缩机降频或停机。

在本申请其中一个实施例中，所述支路一、支路二、支路三、支路四还分别设置有单向阀。通过单向阀防止换热介质逆流。

在本申请其中一个实施例中，所述热侧换热器热源侧出水端和冷侧换热器冷源侧出水端分别设置有温度传感器。温度传感器实时采集热侧换热器热源侧出水温度和冷侧换热器冷源侧出水温度并反馈至控制器，控制器根据预设程序将温度信息与设定值比较，并控制流量调节阀和电磁阀，从而切换换热介质流转路径，实现自动控制运行。

在本申请其中一个实施例中，所述储液器出液端依次设置有干燥过滤器和膨胀阀。干燥过滤器和膨胀阀同时位于储液器和冷侧换热器、空气换热器之间，从而将中温高压的液体节流成为低温低压的蒸汽。

本申请实施例还提供了一种热泵的控制方法，包括以下步骤：

实时获取热侧换热器热源侧出水温度T1和冷侧换热器冷源侧出水温度T2；

将出水温度T1、T2分别与预设值U1、U2对比，其中U1＞U2；

根据T1、T2与U1、U2的对比结果切换工作状态。

上述实施例有益效果在于：不同工作状态下，换热介质流转路径不同，通过空气换热器散热或吸热，避免换热介质过冷或过热导致压缩机降频或停机。

在本申请其中一个实施例中，所述根据T1、T2与U1、U2的对比结果切换工作状态具体为：

若T1＜U1且T2＞U2，则切换为正常运行状态，此时所述流量调节阀一、流量调节阀二全通，所述电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四关闭；

若T1＞U1且T2＞U2，则切换为热水高温状态，此时所述流量调节阀一限流，所述流量调节阀二全通，所述电磁阀一、电磁阀三打开，所述电磁阀二、电磁阀四关闭；

若T1＜U1且T2＜U2，则切换为冷水低温状态，此时所述流量调节阀一全通，所述流量调节阀二限流，所述电磁阀一、电磁阀三关闭，所述电磁阀二、电磁阀四打开。

上述实施例有益效果在于：不同工作状态下，换热介质流转路径不同，正常状态下，换热介质经压缩机成为高温高压气体，从热侧换热器中放热加热热源侧循环水，从冷侧换热器中吸热同时降低冷源侧循环水温度，再回到压缩机；热水高温状态下，表明蒸发系统中工程物料温度较高，在蒸发器中热源侧循环水放热较少，则切换换热介质流转路径，部分换热介质分流至空气换热器中向空气散热，从而减少对热源侧循环水的加热，防止换热介质温度过高，保障热泵正常运行；冷水低温状态下，表明冷源侧循环水从冷凝器中吸热不足，不足以供给冷侧换热器中换热介质吸热，则切换换热介质流转路径，部分换热介质分流至空气换热器中从空气中吸热，防止换热介质温度过低，从而保障热泵正常运行。通过空气换热器散热或吸热，避免换热介质过冷或过热导致压缩机降频或停机。

在本申请其中一个实施例中，所述工作状态还包括初始状态，热泵在初始状态下，所述流量调节阀一、流量调节阀二全通，所述电磁阀一、电磁阀三关闭，所述电磁阀二、电磁阀四打开。初始状态下工程物料未加温，冷源侧循环水无法从蒸发系统的冷凝器中吸取热量导致热量不足，无法供换热介质在冷侧换热器中吸热，因此切换换热介质流转路径，使得换热介质流经空气换热器，从空气中吸取热量，保障压缩机的正常运转；同时无需给冷侧循环水或工程物料预热，更节能环保。

在本申请其中一个实施例中，在所述热水高温状态下还设置有预设值U3，其中U3大于U2，对比T2和U3，若T2＞U3，则流量调节阀一全闭。冷源侧出水温度过高，说明冷源侧循环水从冷凝器中吸取热量过多，此时换热介质不再进入热源侧换热器，不加热热源侧循环水，而是直接从支路一进入空气换热器散热，再进入冷源侧换热器。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.在常规热泵基础上增加空气换热器及多条支路，换热介质在沿主回路流转的基础上切换不同支路流转，从而避免换热介质过冷或过热导致压缩机降频或停机，从而达到热泵连续运行的目的；

2.不同工作状态下，换热介质流转路径不同，通过空气换热器散热或吸热，避免换热介质过冷或过热导致压缩机降频或停机；

3.通过温度传感器、流量调节阀和电磁阀，结合控制器设定程序即可自动切换换热介质流转路径，实现热泵的自动控制运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型一种热泵的结构框图；

图2为本实用新型一种热泵的控制方法的流程图。

其中，1.压缩机、2.热侧换热器、3.空气换热器、4.储液器、5.冷侧换热器、6.气液分离器、7.流量调节阀一、8.流量调节阀二、9.电磁阀一、10.电磁阀二、11.电磁阀三、12.电磁阀四、13.单向阀、14.温度传感器、15.干燥过滤器、16.膨胀阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“外周面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本实用新型描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本申请实施例通过提供一种热泵及其控制方法，解决了现有技术中热泵压缩机降频或停机的问题，实现了热泵连续运行的效果。

本申请实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

实施例1：

如图1所示，一种热泵，包括：压缩机1、热侧换热器2、空气换热器3、储液器4、冷侧换热器5和气液分离器6；压缩机1、热侧换热器2换热介质进出端、储液器4、冷侧换热器5换热介质侧进出端、气液分离器6通过管路依次连通形成主回路，空气换热器3换热介质侧进端分别与压缩机1出气端、储液器4出液端通过管路连通形成支路一、支路二，空气换热器3换热介质侧出端分别与储液器4进液端、气液分离器6进端通过管路连通形成支路三、支路四。热侧换热器2换热介质侧进端处、冷侧换热器5换热介质侧进端处分别设置有流量调节阀一7、流量调节阀二8，支路一、支路二、支路三、支路四分别设置有电磁阀一9、电磁阀二10、电磁阀三11、电磁阀四12；支路一、支路二、支路三、支路四还分别设置有单向阀13。热侧换热器2热源侧出水端和冷侧换热器5冷源侧出水端分别设置有温度传感器14。

其中，储液器4出液端依次设置有干燥过滤器15和膨胀阀16。

实施例2：

如图2所示，一种热泵的控制方法，包括以下步骤：

S1:实时获取热侧换热器热源侧出水温度T1和冷侧换热器冷源侧出水温度T2。

S2:将出水温度T1、T2分别与预设值U1、U2对比，其中U1＞U2。

S3:根据T1、T2与U1、U2的对比结果切换工作状态。

若T1＜U1且T2＞U2，则切换为正常运行状态，此时流量调节阀一、流量调节阀二全通，电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四关闭；

若T1＞U1且T2＞U2，则切换为热水高温状态，此时流量调节阀一限流，流量调节阀二全通，电磁阀一、电磁阀三打开，电磁阀二、电磁阀四关闭；

若T1＜U1且T2＜U2，则切换为冷水低温状态，此时流量调节阀一全通，流量调节阀二限流，电磁阀一、电磁阀三关闭，电磁阀二、电磁阀四打开。

进一步的，若热泵初始启动，在初始状态下，流量调节阀一、流量调节阀二全通，电磁阀一、电磁阀三关闭，电磁阀二、电磁阀四打开。

进一步的，在热水高温状态下还设置有预设值U3，其中U3大于U2，对比T2和U3，若T2＞U3，则流量调节阀一全闭，流量调节阀二全通，电磁阀一、电磁阀三打开，电磁阀二、电磁阀四关闭。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

1.在常规热泵基础上增加空气换热器及多条支路，换热介质在沿主回路流转的基础上切换不同支路流转，从而避免换热介质过冷或过热导致压缩机降频或停机，从而达到热泵连续运行的目的；

2.不同工作状态下，换热介质流转路径不同，通过空气换热器散热或吸热，避免换热介质过冷或过热导致压缩机降频或停机；

3.通过温度传感器、流量调节阀和电磁阀，结合控制器设定程序即可自动切换换热介质流转路径，实现热泵的自动控制运行。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种热泵，其特征在于，包括：压缩机、热侧换热器、空气换热器、储液器、冷侧换热器和气液分离器，所述压缩机、热侧换热器换热介质进出端、储液器、冷侧换热器换热介质侧进出端、气液分离器通过管路依次连通形成主回路，所述空气换热器换热介质侧进端分别与所述压缩机出气端、储液器出液端通过管路连通形成支路一、支路二，所述空气换热器换热介质侧出端分别与所述储液器进液端、气液分离器进端通过管路连通形成支路三、支路四。

2.根据权利要求1所述的热泵，其特征在于：所述热侧换热器换热介质侧进端处、冷侧换热器换热介质侧进端处分别设置有流量调节阀一、流量调节阀二，所述支路一、支路二、支路三、支路四分别设置有电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四。

3.根据权利要求2所述的热泵，其特征在于：所述支路一、支路二、支路三、支路四还分别设置有单向阀。

4.根据权利要求2所述的热泵，其特征在于：所述热侧换热器热源侧出水端和冷侧换热器冷源侧出水端分别设置有温度传感器。

5.根据权利要求2所述的热泵，其特征在于：所述储液器出液端依次设置有干燥过滤器和膨胀阀。

Images