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热泵系统和热泵控制方法与流程

时间:2022-02-06 阅读: 作者:专利查询

热泵系统和热泵控制方法与流程

1.本发明涉及热泵技术领域,具体而言,涉及一种热泵系统和热泵控制方法。


背景技术:

2.在实际供暖中,不同用户或同一用户不同房间使用的用热设备有可能不同,而不同的用热设备其设定工作温度通常也不一样,比如有的家庭使用地暖,有的家庭使用暖气片,还有的家庭同时使用地暖和暖气片,地暖的设定工作温度在35℃,暖气片的设定工作温度在55℃,若地暖和暖气片同时使用,通常需要调整水温才能满足不同用热设备的使用要求。
3.对于市政供暖的用户来说,进入用户的水温通常满足暖气片的设定工作温度,但该水温对地暖的设定工作温度来说偏高,因此通常在地暖的入水口加装混水器,以降低水温,满足地暖的设定工作温度要求。
4.由于市政供热管网巨大,所以往供热管网中注入凉水并不会引起供热管网水压的明显波动,但是对于采用热泵取暖的用户来说,由于供暖管路较短,如果也采用混水器往管路中注入凉水势必会引起管网水压明显波动,影响热泵正常运行,故目前对于采用热泵取暖的用户,还无法实现通过调节水温满足不同用热设备同时使用的需求。


技术实现要素:

5.本发明要解决的问题是对于采用热泵取暖的用户,无法实现不同用热设备同时使用的目的。
6.为解决上述问题,本发明提出了一种热泵系统,包括:
7.热泵机组;
8.至少两个用热终端,每个用热终端均与热泵机组连通构成主循环回路,多个用热终端并联,至少两个用热终端的设定工作温度不同,除设定工作温度最高的用热终端外,余下每个用热终端各自通过连接管单独构成副循环回路,所述副循环回路和与其连通的主循环回路不同时运行;
9.温度检测装置,用于检测每个用热终端的实时工作温度;及
10.控制装置,用于根据设定工作温度最高的用热终端的实时工作温度控制连通于该用热终端的主循环回路运行或停止,以及用于根据余下每个用热终端的实时工作温度控制连通于该用热终端的主循环回路和副循环回路择一运行,以确保该用热终端的实时工作温度维持在其设定工作温度附近。
11.本发明实施例的热泵系统通过在设定工作温度不是最高的用热终端中单独设置副循环回路,当该用热终端的实时工作温度较高时,可运行连通该用热终端的副循环回路,同时暂停运行连通该用热终端的主循环回路,这样没有新的热量补给用热终端,用热终端的温度会逐渐下降,从而使其实时工作温度下降至设定工作温度附近,后期当用热终端的温度降低较大时,可恢复运行连通该用热终端的主循环回路,同时暂停运行连通该用热终
端的主循环回路,这样会有新的热量补给用热终端,用热终端的温度会逐渐上升,从而使其实时工作温度上升至设定工作温度附近,有效防止用热终端的实时工作温度过高或过低,这样便实现了不同用热终端同时使用的目的。
12.进一步的,每条主循环回路均设有控制阀,以控制该主循环回路通断。
13.在该技术方案中,若需要某一用热终端不参与热泵系统的循环运行,可操作控制阀切断其主循环回路即可。
14.进一步的,若参与循环运行的多个用热终端的设定工作温度相同,则所述控制装置还用于根据该用热终端的实时工作温度控制连通于该用热终端的主循环回路运行或停止,以确保该用热终端的实时工作温度维持在其设定工作温度附近。
15.在该技术方案中,由于参与循环运行的多个用热终端的设定工作温度相同,因此不存在不同的用热终端,对于这些相同的用热终端,只需要控制主循环回路运行或停止即可控制用热终端的实时工作温度维持在其设定工作温度附近,温度控制十分方便。
16.进一步的,所述用热终端包括若干个并联设置、设定工作温度相同且分布于多个受热空间内的用热设备。
17.在该技术方案中,多个用热设备设于不同的受热空间(比如房间)内,可为不同的受热空间(比如房间)提供供暖服务,充分满足不同受热空间 (比如房间)的供暖需求。
18.进一步的,所述温度检测装置还用于检测每个受热空间内的实时温度;
19.所述控制装置还用于根据受热空间内的实时温度控制设于该受热空间内的用热设备是否参与循环运行,以确保该受热空间内的实时温度维持在其设定温度附近。
20.在该技术方案中,通过独立控制不同受热空间的温度,充分满足不同受热空间(比如房间)的供暖需求。
21.进一步的,所述用热终端还包括与用热设备并联的压差旁通阀。
22.进一步的,所述主循环回路和副循环回路具有循环泵。
23.在该技术方案中,循环泵的设置保证了主循环回路和副循环回路中的流体正常流动。
24.此外,本发明还提出了一种热泵控制方法,用于控制参与循环运行的若干个用热终端的设定工作温度相同的热泵系统,包括:
25.获取用热终端的实时工作温度和设定工作温度;
26.若用热终端的实时工作温度超过其设定工作温度a℃,则控制连通于该用热终端的主循环回路停止运行;
27.若用热终端的实时工作温度低于其设定工作温度b℃,则控制连通于该用热终端的主循环回路恢复运行。
28.在该技术方案中,所述热泵系统中参与循环运行的若干个用热终端的设定工作温度相同说明若干个用热终端是相同的,不存在不同的用热终端,对于这些相同的用热终端,只需要控制主循环回路运行或停止即可控制用热终端的实时工作温度维持在其设定工作温度附近,温度控制十分简单、方便。
29.此外,为解决上述问题,本发明还提出了一种热泵控制方法,用于控制参与循环运行的多个用热终端的设定工作温度不相同的热泵系统,包括:
30.获取用热终端的实时工作温度和设定工作温度;
31.若该用热终端未连通有副循环回路,则:
32.若其实时工作温度超过其设定工作温度a℃,则控制连通于该用热终端的主循环回路停止运行;
33.若其实时工作温度低于其设定工作温度b℃,则控制连通于该用热终端的主循环回路恢复运行;
34.若该用热终端连通有副循环回路,则:
35.若其实时工作温度超过其设定工作温度e℃,则控制连通于该用热终端的主循环回路停止运行,同时控制连通于该用热终端的副循环回路开始运行;
36.若其实时工作温度低于其设定工作温度f℃,则控制连通于该用热终端的副循环回路停止运行,同时控制连通于该用热终端的主循环回路恢复运行。
37.在该技术方案中,所述热泵系统中参与循环运行的若干个用热终端的设定工作温度不相同说明若干个用热终端中至少有两种不同的用热终端。
38.进一步的,所述用热终端包括若干个并联设置、设定工作温度相同且分布于多个受热空间内的用热设备,所述的热泵控制方法还包括:
39.获取每个受热空间内的实时温度;
40.若受热空间内的实时温度超过其设定温度c℃,则控制设于该受热空间内的用热设备不参与循环运行;
41.若受热空间内的实时温度低于其设定温度d℃,则控制设于该受热空间内的用热设备参与循环运行。
42.在该技术方案中,一个用热终端内的若干个用热设备是相同的。
43.有益效果:本发明实施例的热泵系统通过在设定工作温度不是最高的用热终端中单独设置副循环回路,当该用热终端的实时工作温度较高时,可运行连通该用热终端的副循环回路,同时暂停运行连通该用热终端的主循环回路,这样没有新的热量补给用热终端,用热终端的温度会逐渐下降,从而使其实时工作温度下降至设定工作温度附近,后期当用热终端的实时工作温度较低时,可恢复运行连通该用热终端的主循环回路,同时暂停运行连通该用热终端的主循环回路,这样会有新的热量补给用热终端,用热终端的温度会逐渐上升,从而使其实时工作温度上升至设定工作温度附近,这样便实现了不同用热终端同时使用的目的,而且用热终端的实时工作温度会维持在其设定工作温度附近,不会过高或过低。
附图说明
44.图1为本发明实施例的热泵系统的示意图;
45.图2为本发明实施例的热泵控制方法的流程示意图。
46.附图标记如下:
47.1、热泵机组;2、主循环回路;3、连接管;4、副循环回路;5、循环泵二;6、循环泵一;7、温度传感器一;8、温度传感器二;9、三通阀; 10、控制阀二;11、控制阀一;12、第一用热设备;13、控制阀三;14、温控器;15、温度传感器三;16、压差旁通阀;17、第二用热设备;18、用热终端。
具体实施方式
48.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
49.本发明提出了一种热泵系统。
50.参照图1所示,在发明一实施例中,所述热泵系统包括热泵机组1和至少两个用热终端18,所述用热终端18为用户提供热量,比如取暖,每个用热终端18均与热泵机组1连通构成主循环回路2,所述热泵机组1将制取的热量通过主循环管路源源不断的送往用热终端18,热量在用热终端18 被释放,而后主循环管路中的热媒返回热泵机组1继续吸收热量,常见的,热媒为水,当然于其它实施例中,也可以是低压蒸汽,主循环回路2上通常设置有循环泵一6,用于使主循环回路2内的热媒循环流动;
51.多个用热终端18并联,至少两个用热终端18的设定工作温度不同,除设定工作温度最高的用热终端18外,余下每个用热终端18各自通过连接管3单独构成副循环回路4,所述副循环回路4和与其连通的主循环回路 2不同时运行,比如图1示出了2个用热终端18并联,该2个用热终端18 的设定工作温度不同,且2个用热终端18中处于上方的用热终端18的设定工作温度较高,因此处于下方的用热终端18通过串联连接管3形成副循环回路4,连接管3上设有循环泵二5,循环泵二5使热媒在用热终端18 和连接管3形成的副循环回路4中循环运行,此外,连接管3和主循环回路2的连接处设有三通阀9,通过三通阀9实现副循环回路4和与其连通的主循环回路2(也即图1上下两个主循环回路2中处于下方的主循环回路2) 不同时运行;
52.此外,在本实施例中,所述热泵系统还包括温度检测装置,用于检测每个用热终端18的实时工作温度,比如在图1中设置了检测上方的用热终端18的实时工作温度的温度传感器一7和检测下方的用热终端18的实时工作温度的温度传感器二8,相应的,所述热泵系统还包括控制装置,用于根据设定工作温度最高的用热终端18的实时工作温度控制连通于该用热终端18的主循环回路2运行或停止,以及用于根据余下每个用热终端18的实时工作温度控制连通于该用热终端18的主循环回路2和副循环回路4择一运行,以确保该用热终端18的实时工作温度维持在其设定工作温度附近,比如在图1中,所述控制装置根据温度传感器一7检测到的温度信息控制循环泵一6和热泵机组1运行或停止,以及所述控制装置根据温度传感器二8检测到的温度信息控制三通阀9动作和循环泵二5运行或停止,具体的,当温度传感器一7检测到图1中上方的用热终端18的实时工作温度较高时,所述控制装置控制循环泵一6和热泵机组1停止运行,使用热终端 18的实时工作温度下降至其设定工作温度附近,待其实时工作温度降至较低时,所述控制装置控制循环泵一6和热泵机组1恢复运行,使用热终端 18的实时工作温度上升至其设定工作温度附近,这样便可保证图1中上方的用热终端18的实时工作温度维持在其设定工作温度附近;对于图1中下方的用热终端18来说,当温度传感器二8检测到的实时工作温度较高时,所述控制装置控制三通阀9动作,使连接管3连通用热终端18(也即图1 中三通阀9的下端和右端连通,而三通阀9的左端则封闭),同时启动循环泵二5,这样图1中下方的用热终端18和连接管3二中的热媒在循环泵二5的作用下循环运行,由于没有热泵机组1的热量补充到副循环回路4 中,因此图1中下方的用热终端18的实时工作温度逐渐下降至设定工作温度附近,待其实时工作温度降至较低时,所述控制装置控制三通阀9动作 (也即图1中三通阀9的左端和右端连通,而三通阀9的下端封闭)、
循环泵二5停止运行,此时,热泵机组1的热量经图1中下方的主循环回路2 送至图1中下方的用热终端18,使用热终端18的实时工作温度上升至其设定工作温度附近,这样便可保证图1中下方的用热终端18的实时工作温度维持在其设定工作温度附近。
53.本发明实施例的热泵系统通过在设定工作温度不是最高的用热终端18 中单独设置副循环回路4,当该用热终端18的实时工作温度较高时,可运行连通该用热终端18的副循环回路4,同时暂停运行连通该用热终端18的主循环回路2,这样没有新的热量补给用热终端18,用热终端18的温度会逐渐下降,从而使其实时工作温度下降至设定工作温度附近,后期当用热终端18的温度降低较大时,可恢复运行连通该用热终端18的主循环回路2,同时暂停运行连通该用热终端18的主循环回路2,这样会有新的热量补给用热终端18,用热终端18的温度会逐渐上升,从而使其实时工作温度上升至设定工作温度附近,有效防止用热终端18的实时工作温度过高或过低,这样便实现了不同用热终端18同时使用的目的。
54.在本实施例中,每条主循环回路2均设有控制阀,以控制该主循环回路2通断,比如图1中上方的主循环回路2设有控制阀一11,下方的主循环回路2设有控制阀二10,当下方的用热终端18不使用时,关闭控制阀二 10即可,同理,当上方的用热终端18不使用时,关闭控制阀一11即可,而且就图1而言,若上下两个用热终端18仅有一个被使用,则不存在不同用热终端18同时使用的情况,此时,所述控制装置只需要根据温度传感器一7或温度传感器二8检测到的温度信息控制循环泵一6和热泵机组1运行或停止即可控制上方的用热终端18或下方的用热终端18的实时工作温度维持在其设定工作温度附近,进一步的,若参与循环运行的多个用热终端18的设定工作温度相同,则同样不存在不同用热终端18同时使用的情况,此时,所述控制装置只需要根据该用热终端18的实时工作温度控制连通于该用热终端18的主循环回路2运行或停止即可确保该用热终端18的实时工作温度维持在其设定工作温度附近。
55.在本实施例中,所述用热终端18包括若干个并联设置、设定工作温度相同且分布于多个受热空间内的用热设备,图1中每个用热终端18示出了 2个用热设备,每个用热设备设于一个受热空间内,常见的,用热设备包括地暖和暖气片,受热空间包括卧室、客厅、卫生间、厨房等室内场所,组成一个用热终端18的多个用热设备的设定工作温度是相同的。
56.在该技术方案中,多个用热设备设于不同的受热空间(比如房间)内,可为不同的受热空间(比如房间)提供供暖服务,充分满足不同受热空间 (比如房间)的不同供暖需求。
57.进一步的,如图1所示,所述温度检测装置还包括用于检测每个受热空间内的实时温度的温度传感器三15,所述控制装置还包括用于根据受热空间内的实时温度控制设于该受热空间内的用热设备是否参与循环运行的温控器14和控制阀三13,温控器14接受温度传感器三15检测到的温度数据控制控制阀三13开闭,以确保该受热空间内的实时温度维持在其设定温度附近。
58.在该技术方案中,通过独立控制不同受热空间的温度,充分满足不同受热空间(比如房间)的供暖需求。
59.在本实施例中,如图1所示,所述用热终端18还包括与用热设备并联的压差旁通阀16。
60.此外,如图2所示,本发明还提出了一种热泵控制方法,包括:
61.s1、获取用热终端18的实时工作温度和设定工作温度;
62.s2、判断参与循环运行的若干个用热终端18的设定工作温度是否相同;
63.s31、若参与循环运行的若干个用热终端18的设定工作温度相同,则进行如下控制:
64.若用热终端18的实时工作温度超过其设定工作温度a℃,则控制连通于该用热终端18的主循环回路2停止运行;
65.若用热终端18的实时工作温度低于其设定工作温度b℃,则控制连通于该用热终端18的主循环回路2恢复运行;
66.s32、若参与循环运行的若干个用热终端18的设定工作温度不相同,则进一步判断每个用热终端18是否连通于副循环回路4;
67.s41、若判断结果是用热终端18没有连通副循环回路4,则该用热终端 18的控制方法同s31;
68.s42、若判断结果是用热终端18连通有副循环回路4,则该用热终端 18的控制方法如下:
69.若其实时工作温度超过其设定工作温度e℃,则控制连通于该用热终端18的主循环回路2停止运行,同时控制连通于该用热终端18的副循环回路 4开始运行;
70.若其实时工作温度低于其设定工作温度f℃,则控制连通于该用热终端 18的副循环回路4停止运行,同时控制连通于该用热终端18的主循环回路 2恢复运行。
71.在本实施例中,所述热泵系统中参与循环运行的若干个用热终端18的设定工作温度不相同说明若干个用热终端18中至少有两种不同的用热终端 18,因此针对不同的用热终端18,控制方法不同,反之,若所述热泵系统中参与循环运行的若干个用热终端18的设定工作温度相同说明若干个用热终端18是相同的,不存在不同的用热终端18,对于这些相同的用热终端 18,只需要控制主循环回路2运行或停止即可控制用热终端18的实时工作温度维持在其设定工作温度附近,温度控制十分简单、方便。
72.进一步的,在本实施例中,所述用热终端18包括若干个并联设置、设定工作温度相同且分布于多个受热空间内的用热设备,所述的热泵控制方法还包括:
73.获取每个受热空间内的实时温度;
74.若受热空间内的实时温度超过其设定温度c℃,则控制设于该受热空间内的用热设备不参与循环运行;
75.若受热空间内的实时温度低于其设定温度d℃,则控制设于该受热空间内的用热设备参与循环运行。
76.在该技术方案中,一个用热终端18内的若干个用热设备是相同的,优选的,a、b取2,c、d取1,e、f取5。
77.虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。