CN109990497A - 一种低温型燃气热泵空调***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温型燃气热泵空调***及其控制方法，包括由压缩机、油分离器、四通阀、室内机换热器、室外机换热器和气液分离器依序连接而构成的冷媒循环回路。所述压缩机通过皮带与燃气发动机相连；该燃气发动机的外部设有冷却水箱；该冷却水箱通过水泵与散热器构成冷却水循环回路；还包括副蒸发器，该副蒸发器的冷媒侧出口管连接所述气液分离器，其冷媒侧进口管连接到所述室内机换热器第二端与室外机换热器第一端之间的管路上；该副蒸发器的水路的两端分别与所述散热器的两端相连；所述室外机换热器第一端与所述油分离器的出口相连。本发明可有效提高***在低温下制热运行的效果，并可避免供电不足带来的不利影响。

Description

一种低温型燃气热泵空调***及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调***，尤其是一种能够有效提高***在低温下制热运行效果的空调***，具体的说是一种低温型燃气热泵空调***及其控制方法。

背景技术

现有的空调装置都是使用电力来驱动压缩机运转，从而形成制冷或制热循环。

随着城市化发展越来越快速，民用和工业用电迅猛增加，电力不足现象日趋明显。而空调作为用电大户，急需寻求改进，避免因供电不足而对用户造成影响。

同时，当冬季环境温度较低时，空调的制热效果也会随之降低。目前通常的做法是在室内机上增加电加热装置，来提高制热效果。但是，电加热的效率低、耗电大，且容易造成火灾等危险，不仅进一步增加用电负荷，加剧电力紧张，而且存在安全隐患，急需改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种低温型燃气热泵空调***及其控制方法，不仅可以有效提高***在低温下制热运行的效果，而且，还可利用燃气作为动力来源，避免了城市电力供应不足而带来的不利影响，确保用户使用的舒适和便捷。

本发明的技术方案是：

一种低温型燃气热泵空调***，包括由压缩机、油分离器、四通阀、室内机换热器、室外机换热器和气液分离器依序连接而构成的冷媒循环回路。

所述压缩机通过皮带与燃气发动机相连；该燃气发动机的外部设有冷却水箱；该冷却水箱通过水泵与散热器构成冷却水循环回路；

还包括副蒸发器，该副蒸发器的冷媒侧出口管连接所述气液分离器，其冷媒侧进口管连接到所述室内机换热器第二端与室外机换热器第一端之间的管路上；该副蒸发器的水路的两端分别与所述散热器的两端相连；所述室外机换热器第一端与所述油分离器的出口相连。

进一步的，还包括恒温器，其进口A与所述冷却水箱的一端相连，其出口B与所述散热器的一端相连，其出口C与所述副蒸发器的一个水路端口相连。

进一步的，还包括第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀；所述第一电子膨胀阀设于所述室内机换热器第二端与所述室外机换热器第一端之间的管路上；所述第二电子膨胀阀设于所述副蒸发器冷媒侧进口管路上。

进一步的，所述室外机换热器上设有第一温度传感器；所述副蒸发器冷媒侧出口管上设有第二温度传感器。

进一步的，所述气液分离器的进口管上设有低压传感器

进一步的，所述散热器与所述室外机换热器并排设置，且紧密靠近。

一种低温型燃气热泵空调***的控制方法，包括以下步骤：

1）初始状态，第二电子膨胀阀的开度EV2=0步；其中，EV2的开度范围为0~480步；

2）通过第一温度传感器检测环境温度TH1，并据以设定***低压目标值LP0；

3）通过低压传感器检测***压力值LP，并据以计算对应的饱和温度T3；

4）比较LP和LP0；若LP＜LP0-0.3Bar，则EV2=100步，否则，转至步骤1）；

5）继续检测LP，并比较LP和LP0；若LP≤LP0+2Bar，则转至步骤6），否则，转至步骤1）；

6）通过第二温度传感器检测副蒸发器冷媒出口端温度T2，并比较T2和T3；

7）当T2-T3＞25℃时，EV2每40秒开大12步，最大开至480步；然后转至步骤5）；

8）当T2-T3＞22℃时，EV2每40秒开大6步，最大开至480步；然后转至步骤5）；

9）当T2-T3＜15℃时，EV2每40秒减小12步，最小开至100步；然后转至步骤5）；

10）当T2-T3＜18℃时，EV2每40秒减小6步，最小开至100步；然后转至步骤5）。

进一步的，所述步骤2）中，当TH1≤-10℃时，LP0=2Bar；当TH1＞-10℃时，LP0=2.5Bar。

本发明的有益效果：

本发明设计合理，结构紧凑，使用方便，可以在环境温度较低时，充分利用燃气发动机所产生的热量，与冷媒进行换热，从而有效提高制热效果，满足用户的使用需求。同时，还可避免使用电力作为动力源，为缓解城市供电压力做出贡献。

附图说明

图1为本发明的***图。

图2是本发明的控制流程示意图。

其中：1-压缩机，2-油分离器，3-四通阀，4-室内机换热器 ,5-室内机电子膨胀阀，6-第一电子膨胀阀EV1， 7-室外机换热器，8-气液分离器，9-第一温度传感器，10-低压传感器,11-第二电子膨胀阀，12-副蒸发器,13-第二温度传感器，14-燃气发动机，15-冷却水箱，16-恒温器，17-散热器，18-水泵，19-皮带。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示。

一种低温型燃气热泵空调***，包括由压缩机1、油分离器2、四通阀3、室内机换热器4、室外机换热器7和气液分离器8依序连接而构成的冷媒循环回路，具体为：压缩机1的排气口依次经过油分离器2和四通阀3后连接到室内机换热器4的第一端，然后，从该室内机换热器4的第二端连接到室外机换热器7的第一端，再从该室外机换热器7的第二端经所述四通阀3后连接到气液分离器8的入口，最后，从该气液分离器8的出口连接到所述压缩机1的吸气口，形成完整的冷媒循环回路。其中，所述室内机换热器4可以为多个并联，且每个室内机换热器4上均设有一个室内机电子膨胀阀5，便于灵活控制。所述室外机换热器7第一端与所述油分离器2的出口相连。

所述压缩机1为皮带驱动式，通过皮带19与燃气发动机14相连；该燃气发动机14的外部设有冷却水箱15，以便有效的对该燃气发动机14进行及时冷却。该冷却水箱15还通过水泵18与散热器17构成冷却水循环回路，使受热后的冷却水经水泵18进入所述散热器17中进行降温，然后再流回所述冷却水箱15后重复使用，节能环保。所述燃气发动机可选用3GPH88。所述压缩机可以选用GHP5212MY2。

本发明还包括副蒸发器12，该副蒸发器12的冷媒侧出口管连接所述气液分离器8，其冷媒侧进口管连接到所述室内机换热器4第二端与室外机换热器7第一端之间的管路上。该副蒸发器14的水路的两端分别与所述散热器11的两端相连，可充分利用冷却水进行换热，提高使用效率。

本发明还包括恒温器16，其进口A与所述冷却水箱15的一端相连，其出口B与所述散热器17的一端相连，其出口C与所述副蒸发器12的一个水路端口相连，可以根据冷却水温度自动调节所述出口B和所述出口C的流量，即，当冷却水温≤70℃时，所述出口B的开度最小，所述出口C的开度最大；当冷却水温度＞70℃时，所述出口B逐渐开大，所述出口C的开度逐渐减小；当冷却水温＞85℃时，所述出口B开至最大，所述出口C的开度最小。通过该恒温器16的调节，可以使冷却水得到充分有效的使用，并保证***的正常运行。

本发明还包括第一电子膨胀阀6和第二电子膨胀阀11，以便控制各管路中的冷媒状态；所述第一电子膨胀阀6设于所述室内机换热器4第二端与所述室外机换热器7第一端之间的管路上；所述第二电子膨胀阀11设于所述副蒸发器12冷媒侧进口管上。

所述室外机换热器7上设有第一温度传感器9，可用于检测环境温度。所述副蒸发器12的冷媒侧出口管上设有第二温度传感器13，可检测流出冷媒的温度。

进一步的，所述散热器11与所述室外机换热器7并排设置，且紧密靠近，通常为0-5mm，可以使两者之间进行充分的换热，提高冷却水的利用率。

当***制热运行时，制冷剂在压缩机1中压缩成高温高压的气态制冷剂，在油分离器2中进行润滑油和制冷剂的分离，润滑油进入气液分离器8，制冷剂通过四通阀3后进入室内机换热器4冷凝成中温中压的液态制冷剂， 然后，液态制冷剂分为两路，一路经过室外机电子膨胀阀EV1 6节流成低温低压气液混合态制冷剂，进入室外机换热器 7中蒸发吸热成为低温低压气态制冷剂，再经四通阀后流入气液分离器；另一路通过第二电子膨胀阀后流入副蒸发器，并在该副蒸发器中与高温的冷却水进行换热，再流入气液分离器；最后，制冷剂在气液分离器 8中进行气态制冷剂和液态制冷剂的分离，并使气态制冷剂进入压缩机 1后重新进行循环。

如图2所示，本发明低温型燃气热泵空调***的控制方法包括以下步骤：

1）初始状态，第二电子膨胀阀的开度EV2=0步；其中，EV2的开度范围为0~480步；

2）通过第一温度传感器检测环境温度TH1，并据以设定***低压目标值LP0；具体为：当TH1≤-10℃时，LP0=2Bar；当TH1＞-10℃时，LP0=2.5Bar；

3）通过低压传感器检测***压力值LP，并据以计算对应的饱和温度T3；

4）比较LP和LP0；若LP＜LP0-0.3Bar，则EV2=100步，否则，转至步骤1）；

5）继续检测LP，并比较LP和LP0；若LP≤LP0+2Bar，则转至步骤6），否则，转至步骤1）；

6）通过第二温度传感器检测副蒸发器冷媒出口端温度T2，并比较T2和T3；

7）当T2-T3＞25℃时，EV2每40秒开大12步，最大开至480步；然后转至步骤5）；

8）当T2-T3＞22℃时，EV2每40秒开大6步，最大开至480步；然后转至步骤5）；

9）当T2-T3＜15℃时，EV2每40秒减小12步，最小开至100步；然后转至步骤5）；

10）当T2-T3＜18℃时，EV2每40秒减小6步，最小开至100步；然后转至步骤5）。

本发明可在室外温度较低，导致时间换热器的换热效果变差时，通过增大流经副蒸发器的制冷剂的流量，从温度较高的冷却水中吸收更多的热量，从而提升制热效果。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种低温型燃气热泵空调***，包括由压缩机、油分离器、四通阀、室内机换热器、室外机换热器和气液分离器依序连接而构成的冷媒循环回路，

其特征是所述压缩机通过皮带与燃气发动机相连；该燃气发动机的外部设有冷却水箱；该冷却水箱通过水泵与散热器构成冷却水循环回路；

还包括副蒸发器，该副蒸发器的冷媒侧出口管连接所述气液分离器，其冷媒侧进口管连接到所述室内机换热器第二端与室外机换热器第一端之间的管路上；该副蒸发器的水路的两端分别与所述散热器的两端相连；所述室外机换热器第一端与所述油分离器的出口相连。

2.根据权利要求1所述的低温型燃气热泵空调***，其特征是还包括恒温器，其进口A与所述冷却水箱的一端相连，其出口B与所述散热器的一端相连，其出口C与所述副蒸发器的一个水路端口相连。

3.根据权利要求1所述的低温型燃气热泵空调***，其特征是还包括第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀；所述第一电子膨胀阀设于所述室内机换热器第二端与所述室外机换热器第一端之间的管路上；所述第二电子膨胀阀设于所述副蒸发器冷媒侧进口管路上。

4.根据权利要求1所述的低温型燃气热泵空调***，其特征是所述室外机换热器上设有第一温度传感器；所述副蒸发器冷媒侧出口管上设有第二温度传感器。

5.根据权利要求1所述的低温型燃气热泵空调***，其特征是所述气液分离器的进口管上设有低压传感器。

6.根据权利要求1所述的低温型燃气热泵空调***，其特征是所述散热器与所述室外机换热器并排设置，且紧密靠近。

7.一种低温型燃气热泵空调***的控制方法，其特征是包括以下步骤：

1）初始状态，第二电子膨胀阀的开度EV2=0步；其中，EV2的开度范围为0~480步；

2）通过第一温度传感器检测环境温度TH1，并据以设定***低压目标值LP0；

3）通过低压传感器检测***压力值LP，并据以计算对应的饱和温度T3；

4）比较LP和LP0；若LP＜LP0-0.3Bar，则EV2=100步，否则，转至步骤1）；

5）继续检测LP，并比较LP和LP0；若LP≤LP0+2Bar，则转至步骤6），否则，转至步骤1）；

6）通过第二温度传感器检测副蒸发器冷媒出口端温度T2，并比较T2和T3；

7）当T2-T3＞25℃时，EV2每40秒开大12步，最大开至480步；然后转至步骤5）；

8）当T2-T3＞22℃时，EV2每40秒开大6步，最大开至480步；然后转至步骤5）；

9）当T2-T3＜15℃时，EV2每40秒减小12步，最小开至100步；然后转至步骤5）；

10）当T2-T3＜18℃时，EV2每40秒减小6步，最小开至100步；然后转至步骤5）。

8.根据权利要求7所述的低温型燃气热泵空调***的控制方法，其特征是所述步骤2）中，当TH1≤-10℃时，LP0=2Bar；当TH1＞-10℃时，LP0=2.5Bar。