WO2021227538A1 - 一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统及其控制方法 - Google Patents

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return
temperature
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汤晓亮
熊丹
潘浩
尤军
周大农
康强
宋晓飞
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江苏苏净集团有限公司
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    • F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
    • F24D19/1054—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water the system uses a heat pump
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump

Definitions

  • the invention relates to a constant temperature water supply system using a carbon dioxide heat pump and a control method thereof.
  • the return water temperature on the primary side is greatly affected by the changes in the water temperature and flow rate on the secondary side. Changes in the return water temperature can easily cause the outlet water temperature to oscillate and the system is unstable; and the energy efficiency of the heat pump system is greatly affected by the inlet water temperature on the air cooler side.
  • the inlet water temperature on the air cooler side is too high, the exhaust temperature and exhaust If the pressure is too high, the compressor is easily overloaded due to heavy load, the system energy efficiency decays obviously, and the system stability is affected to a certain extent.
  • the purpose of the present invention is to provide a constant temperature water supply system using a carbon dioxide heat pump.
  • the technical solution adopted by the present invention is: a constant temperature water supply system using a carbon dioxide heat pump, which includes a primary circuit and a secondary water supply pipeline with water inlets and water outlets, and is arranged in the primary circuit
  • the heat exchanger includes a first heat exchange tube and a second heat exchange tube arranged for mutual heat exchange , The first heat exchange tube is arranged in the primary side circuit, the second heat exchange tube is arranged in the secondary side water supply pipeline, the primary side circuit and the secondary side water supply pipeline
  • the primary circuit further includes at least one vertically arranged return water tank, and the bottom of the return water tank is provided with a return water outlet communicating with the heat pump water heater, so A plurality of backwater inlets connected to the heat exchanger are sequentially arranged on the side of the backwater tank in the vertical direction, and each backwater inlet is provided with a backwater valve, and
  • the return water outlets are uniformly distributed in sequence from the bottom of the return water tank to the top of the return water tank.
  • the primary circuit further includes a water supply tank, and the upper ends of the water supply tank are respectively connected to the outlet of the heat pump water heater and the inlet of the first heat exchange tube.
  • the lower part of the water supply tank and the upper part of the return water tank are communicated with each other through a water pipe.
  • a water supply temperature sensor is provided at the outlet end of the water supply tank.
  • a primary water supply pump is provided between the return water outlet and the heat pump water heater.
  • a primary-side circulation pump is further provided in the primary-side circuit, and the primary-side circulation pump is arranged between the water supply tank and the inlet of the first heat exchange tube.
  • the outlet end and the outlet end of the secondary side water supply pipeline are respectively provided with a secondary side inlet water temperature sensor and a secondary side outlet water temperature sensor.
  • a water replenishment port is provided at the bottom of the return water tank.
  • a control method of a constant temperature water supply system using a carbon dioxide heat pump which uses the above constant temperature water supply system, detects the water temperature at the outlet of the first heat exchange tube through the return water temperature sensor, and detects the water temperature at the outlet of the first heat exchange tube through a plurality of return water tank temperature sensors. According to the water temperature of the return water tank at different heights, the return water valve corresponding to the return water tank temperature sensor that is close to the water temperature detected by the return water temperature sensor is opened to return water.
  • the present invention has the following advantages compared with the prior art:
  • the present invention detects the water temperature and multiple return water tank temperature sensors through the return water temperature sensor, even if the temperature of the return water flowing out of the first heat exchange tube fluctuates, the return water can be input into the return water tank with a temperature close to that of the return water tank.
  • the water always maintains a stable stratified state, avoiding water temperature fluctuations in the water flow sent from the return water tank to the heat pump water heater, so as to achieve constant temperature water supply.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the structure of the present invention.
  • a constant temperature water supply system using a carbon dioxide heat pump includes a primary circuit, a secondary water supply pipeline with water inlets and outlets, and a carbon dioxide heat pump water heater 1 arranged in the primary circuit. And the heat exchanger 2 installed between the primary circuit and the secondary water supply pipeline.
  • the heat exchanger 2 includes a first heat exchange tube 21 and a second heat exchange tube 22 arranged for mutual heat exchange.
  • the first heat exchange tube 21 is arranged in the primary circuit
  • the second heat exchange tube 22 is arranged in the secondary circuit.
  • the primary side circuit and the secondary side water supply pipeline are connected through a 2-phase heat exchange by a heat exchanger.
  • the primary circuit includes n vertically arranged return water tanks 4 (only one is shown in the figure) arranged in parallel.
  • the bottom of the return water tank 4 is provided with a return water outlet 41 connected to the carbon dioxide heat pump water heater 1, and the return water tank 4
  • Each backwater inlet 42 is provided with a backwater valve 43, and the backwater tank 4 is provided with multiple detection backwater tanks.
  • the return water tank temperature sensor 44 corresponding to the water temperature at the height of each return water inlet 42. Therefore, the return water tank temperature sensor 44 on the return water tank has n*m groups, and the outlet of the first heat exchange tube 21 is provided with a detection The return water temperature sensor 5 of the water temperature at the outlet of the first heat exchange tube 21.
  • T 10 is between two adjacent T Ni ; at this time, turn on the lower temperature sensor 44 of the return water tank in the adjacent T Ni.
  • T 10 ⁇ T Ni maximum value at this time, open the backwater valve 43 corresponding to the maximum value of T Ni backwater tank temperature sensor 44, and the primary side backwater returns Up to here;
  • T 10 ⁇ T Ni minimum at this time, open the return valve 43 corresponding to the T Ni minimum return tank temperature sensor 44, and the return water on the primary side returns here.
  • the hot water in a stationary container has a lower density in the upper layer because the higher temperature water has a lower density, while the lower temperature hot water has a higher density in the lower layer. Even when the temperature of the water flowing out of the first heat exchange tube 21 fluctuates, this implementation For example, by sending the water flow entering the return water tank 4 to a water layer with a temperature close to the temperature according to the temperature, the hot water in the return water tank 4 always maintains a state of stratification according to the temperature.
  • the lower-temperature hot water in the return water tank 4 enters the carbon dioxide heat pump water heater 1 from the return water outlet 41 to be heated, thereby avoiding entering the carbon dioxide heat pump water heater
  • the water flow of 1 has temperature fluctuations, so that the water flow heated by the carbon dioxide heat pump water heater 1 will not have temperature fluctuations, and finally the water flow entering the first heat exchange tube 21 can maintain a stable temperature, and the heat exchanger 2
  • the heat output of the secondary water supply pipeline is relatively stable, and finally the temperature of the water flow output by the secondary water supply pipeline is stabilized.
  • the return water outlets 41 are uniformly distributed from the bottom of the return water tank 4 to the top of the return water tank 4 in order to reduce the temperature difference between the incoming water flow and the water in the return water tank 4.
  • the primary circuit also includes a water supply tank 6, and the upper ends of the water supply tank 6 are respectively connected to the water supply inlet 61 of the carbon dioxide heat pump water heater 1 and the water supply outlet 62 of the first heat exchange tube 21.
  • the lower part of the water supply tank 6 and the upper part of the return water tank 4 are connected to each other through a water pipe.
  • the water supply tank 6 can act as a buffer.
  • the hot water with fluctuating water temperature is mixed with the original hot water in the water supply tank 6, and the fluctuation range becomes smaller.
  • the water temperature fluctuation of the water flowing from the water supply outlet 62 is reduced.
  • a water supply temperature sensor 63 is provided on the water supply tank 6 close to the water supply outlet 62, and a water supply bottom temperature sensor 64 is provided at the bottom of the water supply tank 6. To monitor the temperature difference between the top and bottom of the water supply tank 6 respectively.
  • a primary water supply pump 7 is provided between the return water outlet 41 and the carbon dioxide heat pump water heater 1.
  • a primary circulation pump 8 is provided between the water supply tank 6 and the inlet of the first heat exchange tube 21. The primary water supply pump 7 is used to send the water flow from the bottom of the return tank to the carbon dioxide heat pump water heater 1 for heating, and the primary circulation pump 8 can assist the water circulation of the primary circuit.
  • a water replenishment port 45 is also provided in the primary circuit.
  • the water replenishment port 45 is set at the bottom of the return water tank 4, so that the added cold water can enter the carbon dioxide heat pump hot water after entering the primary circuit. The machine 1 is quickly heated.
  • the secondary side circulating pump 31 is provided on the secondary side water supply pipeline of this embodiment, and the secondary side inlet water temperature sensor 32 and the secondary side outlet water temperature sensor 32 are respectively provided on the inlet and outlet ends of the secondary side water supply pipeline. Temperature sensor 33.
  • the secondary side circulating pump 31 is arranged close to the inlet end, which can prevent the secondary side circulating pump 31 from being damaged due to idling when the heat exchanger 2 is blocked.
  • the control method of the secondary side water supply pipe is the temperature difference ⁇ t between the secondary side inlet water temperature T 2i detected by the secondary side inlet water temperature sensor 32 and the return water temperature T 10 detected by the return water temperature sensor 5 and the target difference
  • the relationship between the value ⁇ T adjusts the operating frequency V of the secondary side circulation pump 31 to output hot water with a stable water temperature.
  • ⁇ T a*T 20 /T 2i +b;
  • a and b are empirical parameters.
  • the operating frequency V of the secondary circulating pump 31 can be adjusted according to the water temperature fluctuation of the water inlet of the secondary water supply pipeline, thereby further reducing the water temperature fluctuation of the water outlet of the secondary water supply pipeline.

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Abstract

一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统及其控制方法，其包括一次侧回路和具有进水口、出水口的二次侧供水管路、设置在所述一次侧回路中的二氧化碳热泵热水机（1）和设置在所述一次侧回路和二次侧供水管路之间的换热器（2）；通过回水温度传感器（5）检测回水温度和多个回水水箱温度传感器（44）检测回水水箱（4）的温度，即使第一换热管（21）流出的回水温度出现波动，也能将回水输入温度接近的回水水箱（4）部位，使得回水水箱（4）的水始终保持稳定分层状态，避免了自回水水箱（4）送入二氧化碳热泵热水机（1）的水流出现水温波动，从而实现恒温供水。

Description

一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统及其控制方法 技术领域
本发明涉及一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统及其控制方法。
背景技术
热泵热水机用于二次换热系统时，其一次侧的回水温度受二次侧水温和流量变化影响较大，如果直接将一次侧回水引入热泵热水机再加热，由于一次侧回水温度的变化容易导致出水温度发生震荡，系统不稳定；而且热泵系统能效受气冷器侧进水温度的影响较大，当气冷器侧进水温度过高时，排气温度和排气压力过高，压缩机负荷大容易过载，系统能效衰减明显，系统稳定性受到一定影响。
因此，目前需要一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其包括一次侧回路和具有进水口、出水口的二次侧供水管路、设置在所述一次侧回路中的热泵热水机和设置在所述一次侧回路和二次侧供水管路之间的换热器，所述换热器包括相互换热设置的第一换热管和第二换热管，所述第一换热管设置在所述一次侧回路中，所述第二换热管设置在所述二次侧供水管路中，所述一次侧回路和所述二次侧供水管路通过所述换热器相换热连接，所述一次侧回路还包括至少一个竖直设置的回水水箱，所述回水水箱的底部设置有连通所述热泵热水机的回水出口，所述回水水箱的侧部在竖直方向依次设置有多个连接所述换热器所述回水入口，每个所述回水入口上设置有回水阀，所述回水水箱上设置有多个检测所述回水水箱内对应每个所述回水入口高度的水温的回水水箱温度传感器，所述第一换热管的出口处设置有检测所述第一换热管的出口的水温的回水温度传感器。
优选地，所述回水出口自所述回水水箱的底部向所述回水水箱的顶部依次均匀分布。
优选地，所述一次侧回路还包括供水水箱，所述供水水箱的上部两端分别连接所述热泵热水机的出口和所述第一换热管的入口。
进一步优选地，所述供水水箱的下部与所述回水水箱的上部通过水管相互连通设置。
进一步优选地，所述供水水箱的出口端设置有供水温度传感器。
优选地，所述回水出口与所述热泵热水机之间设置有一次侧供水泵。
优选地，所述一次侧回路中还设置有一次侧循环泵，所述一次侧循环泵设置在所述供水水箱与所述第一换热管的入口之间。
优选地，所述二次侧供水管路的出口端和出口端分别设置有二次侧进水温度传感器和二次侧出水温度传感器。
优选地，所述回水水箱的底部设置有补水口。
一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统的控制方法，其采用上述的恒温供水系统，通过所述回水温度传感器检测第一换热管的出口的水温，以及通过多个回水水箱温度传感器检测所述回水水箱不同高度的水温，打开与所述回水温度传感器说所检测到的水温接近的所述回水水箱温度传感器对应的回水阀进行回水。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
由于本发明通过回水温度传感器检测水温和多个回水水箱温度传感器，即使第一换热管流出的回水温度出现波动，也能将回水输入温度接近的回水箱部位，使得回水水箱的水始终保持稳定分层状态，避免了自回水水箱送入热泵热水机的水流出现水温波动，从而实现恒温供水。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
以上附图中：1、二氧化碳热泵热水机；2、换热器；21、第一换热管；22、第二换热管；31、二次侧循环泵；32、二次侧进水温度传感器；33、二次侧出水温度传感器；4、回水水箱；41、回水出口；42、回水入口；43、回水阀；44、回水水箱温度传感器；45、补水口；5、回水温度传感器；6、供水水箱；61、供水入口；62、供水出口；63、供水温度传感器；64、供水底部温度传感器；7、一次侧供水泵；8、一次侧循环泵。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述：
参见附图1所示，一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其包括一次侧回路和具有进水口、出水口的二次侧供水管路、设置在一次侧回路中的二氧化 碳热泵热水机1和设置在一次侧回路和二次侧供水管路之间的换热器2。
具体地，换热器2包括相互换热设置的第一换热管21和第二换热管22，第一换热管21设置在一次侧回路中，第二换热管22设置在二次侧供水管路中，一次侧回路和二次侧供水管路通过换热器2相换热连接。
一次侧回路包括竖直设置的n个并联设置的回水水箱4(图中仅表示一个)，回水水箱4的底部设置有连通二氧化碳热泵热水机1的回水出口41，回水水箱4的侧部在竖直方向依次设置有m个连接换热器2的回水入口42，每个回水入口42上设置有回水阀43，回水水箱4上设置有多个检测回水水箱4内对应每个回水入口42高度的水温的回水水箱温度传感器44，因此，回水箱上的回水水箱温度传感器44有n*m组，第一换热管21的出口处设置有检测第一换热管21的出口的水温的回水温度传感器5。
本实施例的恒温供水系统的具体控制方法为：
1.通过或回水温度传感器5检测回水温度T 10，通过n*m组回水水箱温度传感器44检测回水水箱4的温度T Ni；
2.将T 10与T Ni进行对比，存在三种情况1)T 10介于两个相邻的T Ni之间；此时开启相邻T Ni中温度较低的回水水箱温度传感器44对应的回水阀43，一次侧回水回到此处；2)T 10≥T Ni最大值；此时开启T Ni最大值回水水箱温度传感器44对应的回水阀43，一次侧回水回到此处；3)T 10≤T Ni最小值；此时开启T Ni最小值回水水箱温度传感器44对应的回水阀43，一次侧回水回到此处。
在静止的容器的热水，由于温度较高的水密度较小处于上层，而温度较低的热水密度较大处于下层，即使当第一换热管21流出的水流温度出现波动，本实施例通过将进入回水水箱4的水流根据温度送到温度接近的水层使得的回水水箱4内的热水始终保持根据温度分层的状态。当有水从回水入口42注入后，回水水箱4内处于最下端的温度较低的热水从回水出口41进入二氧化碳热泵热水机1加热，有此避免了进入二氧化碳热泵热水机1的水流出现温度波动，从而使得被二氧化碳热泵热水机1加热后的水流也不会出现温度波动，最后使得进入第一换热管21的水流也能保持稳定的温度，换热器2向二次侧供水管路输出热量相对稳定，最终使得二次侧供水管路输出的水流温度稳定。
本实施例中，回水出口41自回水水箱4的底部向回水水箱4的顶部依次均匀分布，以减少进入的水流与回水水箱4内水的温差。
一次侧回路还包括供水水箱6，供水水箱6的上部两端分别连接二氧化碳 热泵热水机1的供水入口61和第一换热管21的供水出口62。供水水箱6的下部与回水水箱4的上部的通过水管相互连通设置。当从二氧化碳热泵热水机1流出的热水的水温出现波动时，供水水箱6能够起到一个缓冲的作用，水温波动的热水混入供水水箱6中原有的热水后波动幅度变小，进一步减少从供水出口62流出的水流的水温波动。
供水水箱6上靠近供水出口62处设置有供水温度传感器63，供水水箱6的底部设置有供水底部温度传感器64。以分别监测供水水箱6顶部和底部的水温温差。
回水出口41与二氧化碳热泵热水机1之间设置有一次侧供水泵7。供水水箱6与第一换热管21的入口之间设置有一次侧循环泵8。一次侧供水泵7用于将回水箱底部的水流送至二氧化碳热泵热水机1进行加热，而一次侧循环泵8可以辅助一次侧回路的水流循环。
此外，一次侧回路中还设置有补水口45，为了防止补水引起的水温波动，将补水口45设置在回水水箱4的底部，从而补充的凉水进入一次侧回路后就能进入二氧化碳热泵热水机1中被迅速加热。
此外，本实施例的二次侧供水管路上设置有二次侧循环泵31，并且二次侧供水管路的入口端和出口端分别设置有二次侧进水温度传感器32和二次侧出水温度传感器33。二次侧循环泵31靠近入口端设置，可以防止换热器2堵塞时候造成二次侧循环泵31空转而损坏。
二次侧供水管的控制方法是通过二次侧进水温度传感器32检测到的二次侧进水水温T 2i和回水温度传感器5检测到的回水水温T 10的温度差Δt与目标差值为ΔT之间的关系调节二次侧循环泵31的工作频率V，以输出稳定水温的热水。
具体为：
△t＝T 10-T 2i；
△T＝a*T 20/T 2i+b；
其中a和b为经验参数。
当ΔT-c≤Δt≤ΔT+c时，维持一次侧循环泵频率不变，当Δt<ΔT-c时，减小一次侧循环泵频率，当Δt>ΔT+c时，增加一次侧循环泵频率，直至ΔT-c≤Δt≤ΔT+c，其中c为温度允差，根据实际情况取整数，建议取值范围2～5，也可以由本领域技术人员根据实际情况自定义。
由此可以根据二次侧供水管路的进水口的水温波动对二次侧循环泵31的工作频率V进行调节，从而进一步减小二次侧供水管路出水口的水温波动。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

  1. 一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其包括一次侧回路和具有进水口、出水口的二次侧供水管路、设置在所述一次侧回路中的热泵热水机和设置在所述一次侧回路和二次侧供水管路之间的换热器，所述换热器包括相互换热设置的第一换热管和第二换热管，所述第一换热管设置在所述一次侧回路中，所述第二换热管设置在所述二次侧供水管路中，所述一次侧回路和所述二次侧供水管路通过所述换热器相换热连接，其特征在于：所述一次侧回路还包括至少一个竖直设置的回水水箱，所述回水水箱的底部设置有连通所述热泵热水机的回水出口，所述回水水箱的侧部在竖直方向依次设置有多个连接所述换热器所述回水入口，每个所述回水入口上设置有回水阀，所述回水水箱上设置有多个检测所述回水水箱内对应每个所述回水入口高度的水温的回水水箱温度传感器，所述第一换热管的出口处设置有检测所述第一换热管的出口的水温的回水温度传感器；
    所述回水出口自所述回水水箱的底部向所述回水水箱的顶部依次均匀分布；所述一次侧回路还包括供水水箱，所述供水水箱的上部两端分别连接所述热泵热水机的出口和所述第一换热管的入口；所述供水水箱的下部与所述回水水箱的上部通过水管相互连通设置；所述供水水箱的出口端设置有供水温度传感器；所述供水水箱的底部设置有供水底部温度传感器；所述回水出口与所述热泵热水机之间设置有一次侧供水泵；所述一次侧回路中还设置有一次侧循环泵，所述一次侧循环泵设置在所述供水水箱与所述第一换热管的入口之间；所述二次侧供水管路的出口端和出口端分别设置有二次侧进水温度传感器和二次侧出水温度传感器；所述回水水箱的底部设置有补水口；所述回水水箱的顶部与所述供水水箱的底部之间还设置有连通管路，所述连通管路用于将所述回水水箱顶部的水输送至所述供水水箱内；所述第一换热管和第二换热管内水流的方向相反；所述二次侧供水管路上设置有二次侧循环泵，所述二次侧供水管路的入口端和出口端分别设置有二次侧进水温度传感器和二次侧出水温度传感器；所述二次侧循环泵靠近所述入口端。
  2. 一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其包括一次侧回路和具有进水口、出水口的二次侧供水管路、设置在所述一次侧回路中的热泵热水机和设置在所述一次侧回路和二次侧供水管路之间的换热器，所述换热器包括相互换热设置的第一换热管和第二换热管，所述第一换热管设置在所述一次侧回路中，所述第二换热管设置在所述二次侧供水管路中，所述一次侧回路和所述二次侧 供水管路通过所述换热器相换热连接，其特征在于：所述一次侧回路还包括至少一个竖直设置的回水水箱，所述回水水箱的底部设置有连通所述热泵热水机的回水出口，所述回水水箱的侧部在竖直方向依次设置有多个连接所述换热器所述回水入口，每个所述回水入口上设置有回水阀，所述回水水箱上设置有多个检测所述回水水箱内对应每个所述回水入口高度的水温的回水水箱温度传感器，所述第一换热管的出口处设置有检测所述第一换热管的出口的水温的回水温度传感器。
  3. 根据权利要求2所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述回水出口自所述回水水箱的底部向所述回水水箱的顶部依次均匀分布。
  4. 根据权利要求2所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述一次侧回路还包括供水水箱，所述供水水箱的上部两端分别连接所述热泵热水机的出口和所述第一换热管的入口。
  5. 根据权利要求4所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述供水水箱的下部与所述回水水箱的上部通过水管相互连通设置。
  6. 根据权利要求4所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述供水水箱的出口端设置有供水温度传感器；所述供水水箱的底部设置有供水底部温度传感器。
  7. 根据权利要求2所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述回水出口与所述热泵热水机之间设置有一次侧供水泵。
  8. 根据权利要求2所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述一次侧回路中还设置有一次侧循环泵，所述一次侧循环泵设置在所述供水水箱与所述第一换热管的入口之间。
  9. 根据权利要求2所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述二次侧供水管路的出口端和出口端分别设置有二次侧进水温度传感器和二次侧出水温度传感器。
  10. 根据权利要求2所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述回水水箱的底部设置有补水口。
  11. 根据权利要求2所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述回水水箱的顶部与所述供水水箱的底部之间还设置有连通管路，所述连通管路用于将所述回水水箱顶部的水输送至所述供水水箱内。
  12. 根据权利要求2所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述第一换热管和第二换热管内水流的方向相反。
  13. 根据权利要求2所述的一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统，其特征在于：所述二次侧供水管路上设置有二次侧循环泵，所述二次侧供水管路的入口端和出口端分别设置有二次侧进水温度传感器和二次侧出水温度传感器；所述二次侧循环泵靠近所述入口端。
  14. 一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统的控制方法，其采用权利要求1-13任一项所述的采用热泵的恒温供水系统，其特征在于：包括如下步骤：通过所述回水温度传感器检测第一换热管的出口的水温，以及通过多个回水水箱温度传感器检测所述回水水箱不同高度的水温，打开与所述回水温度传感器说所检测到的水温接近的所述回水水箱温度传感器对应的回水阀进行回水。
  15. 根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于：所述一次侧回路包括竖直设置的n个并联设置的回水水箱，所述回水水箱的侧部在竖直方向依次设置有m个连接换热器的回水入口，所述回水箱上的回水水箱温度传感器有n*m组；
    所述控制方法包括如下步骤：
    1)通过所述回水温度传感器检测回水温度T 10，通过n*m组回水水箱温度传感器检测回水水箱的温度T Ni；
    2)将T 10与T Ni进行对比，存在以下三种情况：
    a)T 10介于两个相邻的T Ni之间；此时开启相邻T Ni中温度较低的回水水箱温度传感器对应的回水阀，一次侧回水回到此处；
    b)T 10≥T Ni最大值；此时开启T Ni最大值回水水箱温度传感器对应的回水阀，一次侧回水回到此处；
    c)T 10≤T Ni最小值；此时开启T Ni最小值回水水箱温度传感器对应的回水阀，一次侧回水回到此处。
  16. 根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括对二次侧供水管的控制，包括如下步骤：
    通过所述二次侧进水温度传感器检测到的二次侧进水水温T 2i和回水温度传感器检测到的回水水温T 10的温度差Δt与目标差值为ΔT之间的关系调节二次侧循环泵的工作频率，以输出稳定水温的热水；
    其中，△t＝T 10-T 2i；
    △T＝a*T 20/T 2i+b；
    其中a和b为经验参数。
  17. 根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于：所述控制方法中：当ΔT-c≤Δt≤ΔT+c时，维持一次侧循环泵频率不变；当Δt<ΔT-c时，减小一次侧循环泵频率；当Δt>ΔT+c时，增加一次侧循环泵频率，直至ΔT-c≤Δt≤ΔT+c，其中c为温度允差。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115727386A (zh) * 2022-11-28 2023-03-03 中国电力工程顾问集团有限公司 一种固体显热蓄热调峰供热系统及需求响应调控方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111550862A (zh) * 2020-05-09 2020-08-18 江苏苏净集团有限公司 一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统及其控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005114268A (ja) * 2003-10-09 2005-04-28 Hitachi Air Conditioning System Co Ltd ヒートポンプ式給湯機
JP2006329569A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 給湯機
CN102652244A (zh) * 2009-12-15 2012-08-29 日立空调·家用电器株式会社 供热水机
CN103673295A (zh) * 2012-09-06 2014-03-26 珠海格力电器股份有限公司 直热式水箱加热水流路系统及其控制方法
CN204665748U (zh) * 2015-04-24 2015-09-23 广东美的暖通设备有限公司 一种跨临界二氧化碳热泵多功能系统
CN206496408U (zh) * 2017-01-24 2017-09-15 罗益（无锡）生物制药有限公司 一种洁净车间用热水循环系统
CN107796040A (zh) * 2017-01-20 2018-03-13 湖南大学 太阳能热水系统储热水箱分层进水控制方法
CN111550862A (zh) * 2020-05-09 2020-08-18 江苏苏净集团有限公司 一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统及其控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005114268A (ja) * 2003-10-09 2005-04-28 Hitachi Air Conditioning System Co Ltd ヒートポンプ式給湯機
JP2006329569A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 給湯機
CN102652244A (zh) * 2009-12-15 2012-08-29 日立空调·家用电器株式会社 供热水机
CN103673295A (zh) * 2012-09-06 2014-03-26 珠海格力电器股份有限公司 直热式水箱加热水流路系统及其控制方法
CN204665748U (zh) * 2015-04-24 2015-09-23 广东美的暖通设备有限公司 一种跨临界二氧化碳热泵多功能系统
CN107796040A (zh) * 2017-01-20 2018-03-13 湖南大学 太阳能热水系统储热水箱分层进水控制方法
CN206496408U (zh) * 2017-01-24 2017-09-15 罗益（无锡）生物制药有限公司 一种洁净车间用热水循环系统
CN111550862A (zh) * 2020-05-09 2020-08-18 江苏苏净集团有限公司 一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统及其控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115727386A (zh) * 2022-11-28 2023-03-03 中国电力工程顾问集团有限公司 一种固体显热蓄热调峰供热系统及需求响应调控方法
CN115727386B (zh) * 2022-11-28 2023-05-05 中国电力工程顾问集团有限公司 一种固体显热蓄热调峰供热系统及需求响应调控方法

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