專利名稱：雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前由壓縮機(jī)、四通閥、節(jié)流閥、用戶側(cè)換熱器、熱源側(cè)換熱器所組成的常規(guī)熱泵空調(diào)設(shè)備，夏季工作時，利用用戶側(cè)換熱器為用戶供冷，而制冷所產(chǎn)生的冷凝熱通過熱源側(cè)換熱器排入低溫?zé)嵩粗?，冬季工作時，用戶側(cè)換熱器為用戶供暖，而通過熱源側(cè)換熱器從低溫?zé)嵩粗形崃浚娝苤?，對于具體工程而言，上述常規(guī)熱泵空調(diào)設(shè)備在工作過程中，低溫?zé)嵩炊贾荒苁菃我坏?，例?使用室外空氣，或者是土壤，或水等。由于室外空氣、土壤、水等作為低溫?zé)嵩磿r，具有不同的工作特性，因此，分別以它們作為低溫?zé)嵩吹臒岜每照{(diào)設(shè)備的使用地域就不可避免地受到限制。例如:在嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)，由于室外空氣太低，同時也存在著用戶的需熱量與設(shè)備供熱量的矛盾，因此，以室外空氣作為低溫?zé)嵩吹某Ｒ?guī)熱泵空調(diào)設(shè)備就無法正常工作。而以土壤作為低溫?zé)嵩吹某Ｒ?guī)熱泵空調(diào)設(shè)備，由于夏季土壤必須吸收常規(guī)熱泵空調(diào)設(shè)備制冷所產(chǎn)生的冷凝熱，而冬季作為低溫?zé)嵩矗直仨氠尫懦鰺崃?，為了保證在長期運行過程中，常規(guī)熱泵空調(diào)設(shè)備能夠正常工作，土壤在夏季吸收的熱量，與冬季所釋放的熱量必須維持平衡，而這一使用要求就限制了以土壤作為低溫?zé)嵩吹某Ｒ?guī)熱泵空調(diào)設(shè)備的使用范圍。具體而言，在我國福建、廣東、廣西等沿海地區(qū)，夏季冷負(fù)荷大，而冬季熱負(fù)荷小，在長期運行過程中，土壤溫度將上升，故導(dǎo)致以土壤作為低溫?zé)嵩吹某Ｒ?guī)熱泵空調(diào)設(shè)備在夏季無法穩(wěn)定運行；在我國東北、內(nèi)蒙、新疆等嚴(yán)寒地區(qū)或其它寒冷地區(qū)，由于夏季冷負(fù)荷小，而冬季熱負(fù)荷大，在長期運行過程中，土壤溫度將下降，故導(dǎo)致以土壤作為低溫?zé)嵩吹某Ｒ?guī)熱泵空調(diào)設(shè)備在冬季無法穩(wěn)定運行。由此可見，常規(guī)熱泵空調(diào)設(shè)備由于依靠單一低溫?zé)嵩催M(jìn)行工作時所存在的缺陷，已嚴(yán)重影響了它的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在冬季運行過程中，能夠分別以不同蒸發(fā)溫度同時從兩個不同低溫?zé)嵩粗形崃?、并實現(xiàn)雙級壓縮運行的雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備。為了克服上述技術(shù)存在的問題，本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是:—種雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，包括高壓壓縮機(jī)(I)、四通閥(70)、第二換熱器(6)、第三換熱器(8)和第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)，其特征是:該雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備還包括低壓壓縮機(jī)
(2)、第一換熱器(3)、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)和單向閥(21);所述四通閥(70)的高壓節(jié)點(71)通過第六十管道￠0)與高壓壓縮機(jī)(I)出口端相連，所述高壓壓縮機(jī)(I)入口端依次通過所述低壓壓縮機(jī)⑵出口端、低壓壓縮機(jī)⑵入口端、第六十五管道(65)、第一換熱器(3)、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)、第五十八管道(58) 、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)、第二換熱器￠)、第六十四管道
(64)與所述四通閥(70) 二個換向節(jié)點中的任意一個節(jié)點(74)相連；
所述四通閥(70)的另一個換向節(jié)點(72)依次通過第六十一管道(61)、第三換熱器(8)、第五十二管道(52)與所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)和第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)之間的第五十八管道(58)相連；所述四通閥(70)的低壓節(jié)點(73)通過第六十三管道￠3)與所述高壓壓縮機(jī)(I)入口端和低壓壓縮機(jī)⑵出口端之間的管道相連；所述單向閥(21)出口端與所述高壓壓縮機(jī)(I)入口端和低壓壓縮機(jī)(2)出口端之間的管道相連，所述單向閥(21)入口端與第六十五管道￠5)相連。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相 比，其有益效果是:1.在夏季運行過程中，兩個低溫?zé)嵩纯梢愿鶕?jù)需要，使用多種方式吸收制冷所產(chǎn)生的冷凝熱；2.在冬季運行過程中，可以根據(jù)需要，使用多種方式從兩個低溫?zé)嵩粗刑崛崃浚钐貏e的是:能夠分別以不同蒸發(fā)溫度同時從兩個不同低溫?zé)嵩粗形崃?，同時實現(xiàn)雙級壓縮運行；3.結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本低廉；4.本發(fā)明適用于工業(yè)和民用的熱泵空調(diào)設(shè)備，特別適用于嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)有制冷和供暖需求的場合。


圖1是本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例1如圖1所示，本實施例是一種雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備。整個設(shè)備包括以下組成部分:高壓壓縮機(jī)1、低壓壓縮機(jī)2、四通閥70、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5、第一換熱器3、第二換熱器6、第三換熱器8、單向閥21。第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5為電子膨脹閥。工作時，第三換熱器8為用戶側(cè)換熱器，通常為制冷劑-空氣換熱器，夏季作為蒸發(fā)器，為用戶制冷，用于冷卻空氣，冬季作為冷凝器，為用戶供暖，用于加熱空氣。第一換熱器3為室外空氣換熱器，過渡季節(jié)和冬季作為蒸發(fā)器，從室外空氣中吸收熱量。第二換熱器6為土壤側(cè)的換熱器，通常它是制冷劑-水換熱器，水在第二換熱器6以及埋在土壤中的埋地?fù)Q熱器之間形成一個閉式的循環(huán)回路。第二換熱器6在夏季作為冷凝器使用時，水先與制冷劑進(jìn)行熱交換，吸收制冷劑為用戶制冷所產(chǎn)生的冷凝熱、水溫升高后，水再通過埋在土壤中的埋地?fù)Q熱器與土壤進(jìn)行熱交換，向土壤放出所吸收的冷凝熱；第二換熱器6冬季作為蒸發(fā)器使用時，水先通過埋在土壤中的埋地?fù)Q熱器從土壤中吸收熱量，水溫升高后，水再通過第二換熱器6與制冷劑進(jìn)行熱交換，制冷劑吸收水的熱量后再通過第三換熱器8為用戶供暖。
該雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備冬夏季在各運行方案下的工作流程分別如下所述。(I)夏季制冷單級壓縮，第一換熱器3不工作在此方案中，制冷所產(chǎn)生的冷凝熱全部通過第二換熱器6排入土壤中，第三換熱器8為用戶供冷，低壓壓縮機(jī)2不工作，高壓壓縮機(jī)I正常運行。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4正常工作，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5關(guān)閉。其工作流程是:制冷劑從高壓壓縮機(jī)I出口端排出后，依次經(jīng)過第六十管道60、四通閥70高壓節(jié)點71、四通閥70換向節(jié)點74、第六十四管道64、第二換熱器6、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第五十八管道58、第五十二管道52、第三換熱器8、第六十一管道61、四通閥70的換向節(jié)點72、四通閥70的低壓節(jié)點73、第六十三管道63，回到高壓壓縮機(jī)I入口端。(2)冬季供暖I)方案一:單級壓縮，第一換熱器3不工作在此方案中，第二換熱器6從土壤中吸取熱量，第三換熱器8為用戶供暖，低壓壓縮機(jī)2不工作，高壓壓縮機(jī)I正常運行。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4正常工作，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5關(guān)閉。其工作流程是:制冷劑從高壓壓縮機(jī)I出口端排出后，依次經(jīng)過第六十管道60、四通閥70高壓節(jié)點71、四通閥70換向節(jié)點72、第六i^一管道61、第三換熱器8、第五十二管道52、第五十八管道58、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二換熱器6、第六十四管道64、四通閥70的換向節(jié)點74、四通閥70的低壓節(jié)點73、第六十三管道63，回到高壓壓縮機(jī)I入口端。2)方案二:單級壓縮，第二換熱器6不工作在此方案中，第一換熱器3從室外空氣中吸取熱量,第三換熱器8為用戶供暖,低壓壓縮機(jī)2不工作，高壓壓縮機(jī)I正常運行。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4關(guān)閉，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5正常工作。其工作流程是:制冷劑從高壓壓縮機(jī)I出口端排出后，依次經(jīng)過第六十管道60、四通閥70高壓節(jié)點71、四通閥70換向節(jié)點72、第六i^一管道61、第三換熱器8、第五十二管道52、第五十八管道58、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5、第一換熱器3、第六十五管道65、單向閥21入口端、、單向閥21出口端，回到高壓壓縮機(jī)I入口端。3)方案三:雙級壓縮，第二換熱器6不工作在此方案中，第一換熱器3從室外空氣中吸取熱量,第三換熱器8為用戶供暖,低壓壓縮機(jī)2、高壓壓縮機(jī)I都正常運行。工作時，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5正常工作；第二換熱器6雖然不工作(即:使通過第二換熱器6的水停止流動。)，但中間壓力下的制冷劑通過第二換熱器6補(bǔ)入高壓壓縮機(jī)構(gòu)I入口端與低壓壓縮機(jī)2出口端之間的管道中，補(bǔ)入的制冷劑量利用第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4進(jìn)行控制。其具體的控制方法如下。方法一:當(dāng)?shù)蛪簤嚎s機(jī)2、高壓壓縮機(jī)I都為變頻壓縮機(jī)時，在工作過程中，高壓壓縮機(jī)I通過改變運行頻率對第三換熱器8中被加熱空氣的出口溫度進(jìn)行控制；即在第三換熱器8空氣側(cè)出口端設(shè)置一個空氣出口溫度傳感器 ，用于檢測第三換熱器8空氣側(cè)的實際出口溫度，在實際工作過程中，當(dāng)空氣出口溫度傳感器所檢測的第三換熱器8空氣側(cè)實際出口溫度低于第三換熱器8空氣側(cè)出口溫度期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使高壓壓縮機(jī)I的運行頻率增加，當(dāng)空氣出口溫度傳感器所檢測的第三換熱器8空氣側(cè)實際出口溫度高于第三換熱器8空氣側(cè)出口溫度期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使高壓壓縮機(jī)I的運行頻率減小。工作時，低壓壓縮機(jī)2通過改變運行頻率對高壓壓縮機(jī)I入口端與低壓壓縮機(jī)2出口端之間管道中的中間壓力進(jìn)行控制；即在高壓壓縮機(jī)I入口端與低壓壓縮機(jī)2出口端之間的管道上設(shè)置一個中間壓力傳感器41 (如圖1所示)，用于檢測實際的中間壓力，在實際工作過程中，當(dāng)中間壓力傳感器41所檢測的實際中間壓力低于中間壓力期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使低壓壓縮機(jī)2的運行頻率增加，當(dāng)中間壓力傳感器41所檢測的實際中間壓力高于中間壓力期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使低壓壓縮機(jī)2的運行頻率減小。運行時，中間壓力期望值取決于第三換熱器8空氣側(cè)出口溫度期望值，以及第一換熱器3空氣側(cè)的入口溫度。即在實際工作過程中，在第三換熱器8空氣側(cè)出口溫度期望值上，附加一個制冷劑和被加熱空氣之間的傳熱溫差A(yù)，所獲得的溫度值作為制冷劑在第三換熱器8中的冷凝溫度，該冷凝溫度所對應(yīng)的飽和壓力作為高壓壓縮機(jī)I出口端的排氣壓力P。；在第一換熱器3空氣側(cè)的入口溫度值上，減去一個制冷劑和被加熱空氣之間的傳熱溫差B，所獲得的溫度值作為制冷劑在第一換熱器3中的蒸發(fā)溫度，該蒸發(fā)溫度所對應(yīng)的飽和壓力作為低壓壓縮機(jī)I入口端的吸氣壓力Pe ;中間壓力期望值Pm通常取值為V乃X巧。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4用于控制高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑的過熱度，即在高壓壓縮機(jī)I入口端的管道上設(shè)置一個制冷劑溫度傳感器42 (如圖1所示)，用于檢測高壓壓縮機(jī)I入口端的實際吸氣溫度，在實際工作過程中，利用中間壓力傳感器41所檢測的實際中間壓力，確定出實際中間壓力所對應(yīng)的制冷劑飽和溫度，再利用該制冷劑飽和溫度，以及制冷劑溫度傳感器42所檢測的高壓壓縮機(jī)I入口端的實際吸氣溫度，計算出高壓壓縮機(jī)I入口端制冷劑的實際過熱度，當(dāng)高壓壓縮機(jī)I入口端制冷劑的實際過熱度低于過熱度的期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4的開度減小，當(dāng)高壓壓縮機(jī)I入口端制冷劑的實際過熱度高于過熱度的期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4的開度增大。方法二當(dāng)?shù)蛪簤嚎s機(jī)2、高壓壓縮機(jī)I都為變頻壓縮機(jī)時，在工作過程中，高壓壓縮機(jī)I通過改變運行頻率對第三換熱器8中被加熱空氣的入口溫度進(jìn)行控制；即在第三換熱器8空氣側(cè)入口端設(shè)置一個空氣入口溫度傳感器，用于檢測第三換熱器8空氣側(cè)的實際入口溫度，在實際工作過程中，當(dāng)空氣入口溫度傳感器所檢測的第三換熱器8空氣側(cè)實際入口溫度低于第三換熱器8空氣側(cè)入口溫度期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使高壓壓縮機(jī)I的運行頻率增加，當(dāng)空氣入口溫度傳感器所檢測的第三換熱器8空氣側(cè)實際入口溫度高于第三換熱器8空氣側(cè)入口溫度期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使高壓壓縮機(jī)I的運行頻率減小。工作時，低壓壓縮機(jī)2通過改變運行頻率對高壓壓縮機(jī)I入口端與低壓壓縮機(jī)2出口端之間管道中的中間壓力進(jìn)行控制；即在高壓壓縮機(jī)I入口端與低壓壓縮機(jī)2出口端之間的管道上設(shè)置一個中間壓力傳感器41 (如圖1所示)，用于檢測實際的中間壓力，在實際工作過程中，當(dāng)中間壓力傳感器41所檢測的實際中間壓力低于中間壓力期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使低壓壓縮機(jī)2的運行頻率增加，當(dāng)中間壓力傳感器41所檢測的實際中間壓力高于中間壓力期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使低壓壓縮機(jī)2的運行頻率減小。運行時，中間壓力期望值取決于第三換熱器8空氣側(cè)入口溫度期望值，以及第一換熱器3空氣側(cè)的入口溫度。即在實際工作過程中，在第三換熱器8空氣側(cè)入口溫度期望值上，附加一個制冷劑和被加熱空氣之間的傳熱溫差A(yù)，所獲得的溫度值作為制冷劑在第三換熱器8中的冷凝溫度，該冷凝溫度所對應(yīng)的飽和壓力作為高壓壓縮機(jī)I出口端的排氣壓力P。；在第一換熱器3空氣側(cè)的入口溫度值上，減去一個制冷劑和被加熱空氣之間的傳熱溫差B，所獲得的溫度值作為制冷劑在第一換熱器3中的蒸發(fā)溫度，該蒸發(fā)溫度所對應(yīng)的飽和壓力作為低壓壓縮機(jī)I 入口端的吸氣壓力Pe ;中間壓力期望值Pm通常取值為弋。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4用于控制高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑的過熱度，即在高壓壓縮機(jī)I入口端的管道上設(shè)置一個制冷劑溫度傳感器42 (如圖1所示)，用于檢測高壓壓縮機(jī)I入口端的實際吸氣溫度，在實際工作過程中，利用中間壓力傳感器41所檢測的實際中間壓力，確定出實際中間壓力所對應(yīng)的制冷劑飽和溫度，再利用該制冷劑飽和溫度，以及制冷劑溫度傳感器42所檢測的高壓壓縮機(jī)I入口端的實際吸氣溫度，計算出高壓壓縮機(jī)I入口端制冷劑的實際過熱度，當(dāng)高壓壓縮機(jī)I入口端制冷劑的實際過熱度低于過熱度的期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4的開度減小，當(dāng)高壓壓縮機(jī)I入口端制冷劑的實際過熱度高于過熱度的期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4的開度增大。在此工況下工作時，圖1所示雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備的工作流程是:制冷劑從高壓壓縮機(jī)I出口端排出后，依次經(jīng)過第六十管道60、四通閥70高壓節(jié)點71、四通閥70換向節(jié)點72、第六十一管道61、第三換熱器8，進(jìn)入第五十二管道52被分成兩路；第一路依次經(jīng)過第五十八管道58、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5、第一換熱器3、第六十五管道65、低壓壓縮機(jī)2入口端、低壓壓縮機(jī)2出口端，回到高壓壓縮機(jī)I入口端；第二路依次經(jīng)過第五十八管道58、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二換熱器6、第六十四管道64、四通閥70換向節(jié)點74、四通閥70低壓節(jié)點73、第六十三管道63，也回到高壓壓縮機(jī)I入口端；兩路在高壓壓縮機(jī)I入口端混合后，進(jìn)入高壓壓縮機(jī)I被再次壓縮。四)方案四:單級壓縮，第一換熱器3、第二換熱器6都工作在此方案中,第一換熱器3、第二換熱器6以同一蒸發(fā)溫度分別從室外空氣和土壤中吸取熱量，第三換熱器8為用戶供暖，低壓壓縮機(jī)2不工作，高壓壓縮機(jī)I正常運行。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5都正常工作，分別用于調(diào)節(jié)通過第二換熱器6、第一換熱器3的制冷劑流量。其工作流程是:制冷劑從高壓壓縮機(jī)I出口端排出后，依次經(jīng)過第六十管道60、四通閥70高壓節(jié)點71、四通閥70換向節(jié)點72、第六i^一管道61、第三換熱器8，進(jìn)入第五十二管道52被分成兩路；第一路依次經(jīng)過第五十八管道58、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5、第一換熱器3、第六十五管道65、單向閥21入口端、單向閥21出口端，進(jìn)入高壓壓縮機(jī)I入口端；第二路依次經(jīng)過第五十八管道58、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二換熱器6、第六十四管道64、四通閥70的換向節(jié)點74、四通閥70的低壓節(jié)點73、第六十三管道63，也進(jìn)入高壓壓縮機(jī)I入口端；兩路在高壓壓縮機(jī)I入口端混合后，進(jìn)入高壓壓縮機(jī)I被再次壓縮。
五)方案五:雙級壓縮，第一換熱器3、第二換熱器6都工作在此方案中，第一換熱器3、第二換熱器6分別以不同蒸發(fā)溫度從室外空氣和土壤中吸取熱量，第三換熱器8為用戶供暖，低壓壓縮機(jī)2、高壓壓縮機(jī)I都正常運行。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5都正常工作。工作過程中，低溫低壓制冷劑氣液兩相混合物通過第一換熱器3從室外空氣中吸取熱量，中溫中壓制冷劑氣液兩相混合物通過第二換熱器6從土壤中吸取熱量。其工作流程是:制冷劑從高壓壓縮機(jī)I出口端排出后，依次經(jīng)過第六十管道60、四通閥70高壓節(jié)點71、四通閥70換向節(jié)點72、第六i^一管道61、第三換熱器8，進(jìn)入第五十二管道52被分成兩路；第一路 依次經(jīng)過第五十八管道58、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5、第一換熱器3、第六十五管道65、低壓壓縮機(jī)2入口端、低壓壓縮機(jī)2出口端，回到高壓壓縮機(jī)I入口端；第二路依次經(jīng)過第五十八管道58、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二換熱器6、第六十四管道64、四通閥70的換向節(jié)點74、四通閥70的低壓節(jié)點73、第六十三管道63，也進(jìn)入高壓壓縮機(jī)I入口端；兩路在高壓壓縮機(jī)I入口端混合后，進(jìn)入高壓壓縮機(jī)I被再次壓縮。

當(dāng)?shù)蛪簤嚎s機(jī)2、高壓壓縮機(jī)I都為變頻壓縮機(jī)時，在工作過程中，為了控制分別通過第一換熱器3、第二換熱器6的制冷劑流量，從而對從室外空氣和土壤中所吸取的熱量進(jìn)行控制，本發(fā)明的具體控制方法如下。①在工作過程中，在控制器90中預(yù)先設(shè)定好，對應(yīng)于不同的室外空氣溫度，期望控制的分別通過第一換熱器3、第二換熱器6的流量比例(即分別通過第一換熱器3、第二換熱器6的制冷劑流量與通過第一換熱器3、第二換熱器6制冷劑流量之和的比例)，工作時，通過所檢測的第一換熱器3空氣側(cè)的入口空氣溫度，確定出需要控制的制冷劑流量比例。②工作時，高壓壓縮機(jī)I通過改變運行頻率對第三換熱器8中被加熱空氣的出口溫度或入口溫度進(jìn)行控制；即在第三換熱器8空氣側(cè)出口端或入口端設(shè)置一個空氣溫度傳感器，用于檢測第三換熱器8空氣側(cè)的實際出口溫度或入口溫度，在實際工作過程中，當(dāng)空氣溫度傳感器所檢測的第三換熱器8空氣側(cè)實際出口溫度或入口溫度低于第三換熱器8空氣側(cè)出口溫度期望值或入口溫度期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使高壓壓縮機(jī)I的運行頻率增加，當(dāng)空氣溫度傳感器所檢測的第三換熱器8空氣側(cè)實際出口溫度或入口溫度高于第三換熱器8空氣側(cè)出口溫度或入口溫度的期望值時，則控制器90發(fā)出控制命令，使高壓壓縮機(jī)I的運行頻率減小。③控制器90根據(jù)高壓壓縮機(jī)I的實際運行頻率計算出其實際轉(zhuǎn)速；再根據(jù)中間壓力傳感器41、制冷劑溫度傳感器42(如圖1所示)所檢測的高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑壓力和溫度值，計算出高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑密度，最后，控制器90根據(jù)高壓壓縮機(jī)I的實際轉(zhuǎn)速，以及高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑密度，計算出工作過程中制冷劑的總循環(huán)流量(即:通過第一換熱器3、第二換熱器6的制冷劑流量之和)。④控制器90根據(jù)所檢測的第一換熱器3空氣側(cè)的入口溫度，確定出需要控制的制冷劑流量比例，再利用上一步驟中所計算出的制冷劑總循環(huán)流量，算出通過低壓壓縮機(jī)2的制冷劑流量(即:通過第一換熱器3的制冷劑流量。)。⑤在低壓壓縮機(jī)2入口端設(shè)置一個制冷劑壓力傳感器和一個制冷劑溫度傳感器，分別用于檢測低壓壓縮機(jī)2入口端的制冷劑吸氣壓力和吸氣溫度；工作過程中，控制器90根據(jù)這兩個傳感器所檢測出的壓力和溫度數(shù)值，計算出低壓壓縮機(jī)2入口端的制冷劑密度。⑥控制器90根據(jù)第④步驟中所計算出的通過低壓壓縮機(jī)2的制冷劑流量，以及第⑤步驟中所計算出的低壓壓縮機(jī)2入口端的制冷劑密度，算出此時所需的低壓壓縮機(jī)2轉(zhuǎn)速，以及所對應(yīng)的頻率；工作過程中，低壓壓縮機(jī)2以該頻率作為工作頻率，S卩:控制器90控制低壓壓縮機(jī)2在該頻率下工作。⑦工作過程中，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5根據(jù)低壓壓縮機(jī)2入口端的制冷劑吸氣過熱度對其開度進(jìn)行控制。即:第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5以低壓壓縮機(jī)2入口端的制冷劑吸氣過熱度為控制信號；當(dāng)?shù)蛪簤嚎s機(jī)2入口端的制冷劑實際吸氣過熱度低于預(yù)設(shè)定值時，則減小第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5的開度；當(dāng)?shù)蛪簤嚎s機(jī)2入口端的制冷劑實際吸氣過熱度高于預(yù)設(shè)定值時，則增大第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5的開度。⑧工作過程中，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4根據(jù)中間壓力傳感器41、制冷劑溫度傳感器42所檢測的高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑吸氣過熱度對其開度進(jìn)行控制。具體控制方法是:工作過程中，允許高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑實際吸氣過熱度在圍繞著吸氣過熱度期望值的一個區(qū)間內(nèi)變化；當(dāng)中間壓力傳感器41、制冷劑溫度傳感器42所檢測的高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑實際吸氣過熱度低于吸氣過熱度期望值變化區(qū)間的最小值時，則減小第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4的開度，直至高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑實際吸氣過熱度處于吸氣過熱度期望值的變化區(qū)間內(nèi)為止；當(dāng)中間壓力傳感器41、制冷劑溫度傳感器42所檢測的高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑實際吸氣過熱度高于吸氣過熱度期望值變化區(qū)間的最大值時，則增大第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4的開度，直至高壓壓縮機(jī)I入口端的制冷劑實際吸氣過熱度處于吸氣過熱度期望值的變化區(qū)間內(nèi)為止。(3)冬季除霜在此工況下，低壓壓縮機(jī)2不工作，高壓壓縮機(jī)I工作；第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4關(guān)閉，第二換熱器6不工作；第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5全開；第三換熱器8的風(fēng)機(jī)以開停的方式工作，將一部分熱量供給室內(nèi)，使吹出的風(fēng)溫保持在40°C左右；第一換熱器3的風(fēng)機(jī)停止運轉(zhuǎn)。其工作流程是:制冷劑從高壓壓縮機(jī)I出口端排出后，依次經(jīng)過第六十管道60、四通閥70高壓節(jié)點71、四通閥70換向節(jié)點72、第六i^一管道61、第三換熱器8、第五十二管道52、第五十八管道58、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5、第一換熱器3、第六十五管道65、單向閥21入口端、、單向閥21出口端，回到高壓壓縮機(jī)I入口端。本實施例中，所述的運行控制方法適用于本發(fā)明的所有實施例。實施例2如圖2所示，它與實施例1圖1所示方案的區(qū)別是:系統(tǒng)中增設(shè)了一個第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7。第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7在系統(tǒng)中的連接方式是:第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7的一端通過第三換熱器8與第六十一管道61相連，第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7的另一端通過第五十二管道52與第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5和第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4之間的第五十八管道58相連。在本實施例圖2所示方案中，第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7為電子膨脹閥。圖2所示雙熱源熱泵空調(diào) 設(shè)備也可以實現(xiàn)實施例1圖1所示方案的所有運行功能，以及各功能下的所有運行工況；且在各運行工況下的工作流程也與圖1所示方案相應(yīng)工況的工作流程相同；區(qū)別僅是在工作過程中，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4，或第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5的工作狀態(tài)有所不同。圖2所示雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備在實現(xiàn)實施例1圖1所示方案的所有運行工況時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5、第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7的工作狀態(tài)如下所述。(I)夏季制冷單級壓縮，第一換熱器3不工作在此方案中，制冷所產(chǎn)生的冷凝熱全部通過第二換熱器6排入土壤中，第三換熱器8為用戶供冷，低壓壓縮機(jī)2不工作，高壓壓縮機(jī)I正常運行。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4全開，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5關(guān)閉，第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7正常工作。(2)冬季供暖I)方案一:單級壓縮，第一換熱器3不工作在此方案中，第二換熱器6從土壤中吸取熱量，第三換熱器8為用戶供暖，低壓壓縮機(jī)2不工作，高壓壓縮機(jī)I正常運行。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4正常工作，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5關(guān)閉，第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7全開。2)方案二:單級壓縮，第二換熱器6不工作在此方案中，第一換熱器3從室外空氣中吸取熱量，第三換熱器8為用戶供暖，低壓壓縮機(jī)2不工作，高壓壓縮機(jī)I正常運行。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4關(guān)閉，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5正常工作，第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7全開。3)方案三:雙級壓縮，第二換熱器6不工作在此方案中，第一換熱器3從室外空氣中吸取熱量,第三換熱器8為用戶供暖,低壓壓縮機(jī)2、高壓壓縮機(jī)I都正常運行。工作時，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5正常工作；第二換熱器6雖然不工作，但中間壓力下的制冷劑通過第二換熱器6補(bǔ)入高壓壓縮機(jī)構(gòu)I入口端與低壓壓縮機(jī)2出口端之間的管道中，補(bǔ)入的制冷劑量利用第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4進(jìn)行控制；第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7全開。四)方案四:單級壓縮，第一換熱器3、第二換熱器6都工作在此方案中,第一換熱器3、第二換熱器6以同一蒸發(fā)溫度分別從室外空氣和土壤中吸取熱量，第三換熱器8為用戶供暖，低壓壓縮機(jī)2不工作，高壓壓縮機(jī)I正常運行。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5都正常工作，分別用于調(diào)節(jié)通過第二換熱器6、第一換熱器3的制冷劑流量。第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7全開。五)方案五:雙級壓縮，第一換熱器3、第二換熱器6都工作在此方案中，第一換熱器3、第二換熱器6分別以不同蒸發(fā)溫度從室外空氣和土壤中吸取熱量，第三換熱器8為用戶供暖，低壓壓縮機(jī)2、高壓壓縮機(jī)I都正常運行。工作時，第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5都正常工作，第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7全開。工作過程中，低溫低壓制冷劑氣液兩相混合物通過第一換熱器3從室外空氣中吸取熱量，中溫中壓制冷劑氣液兩相混合物通過第二換熱器6從土壤中吸取熱量。(3)冬季除霜在此工況下，低壓壓縮機(jī)2不工作，高壓壓縮機(jī)I工作；第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4關(guān)閉，第二換熱器6不工作；第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5、第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7全開；第三換熱器8的風(fēng)機(jī)以開停的方式工作，將一部分熱量供給室內(nèi)，使吹出的風(fēng)溫保持在40°C左右；第一換熱器3的風(fēng)機(jī)停止運轉(zhuǎn)。
對于實施例2圖2所示方案，通過在系統(tǒng)中增加一個貯液器100可以對其作進(jìn)一步的改進(jìn)，此時，貯液器100在圖2所示方案中的連接方式有以下三個，如下所述:I)貯液器100設(shè)置在第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)和第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)之間的第五十八管道(58)上。2)貯液器100設(shè)置在第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)和第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)之間的第五十八管道(58)上，且貯液器100通過第五十二管道52與第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7相連。3)貯液器100 —端通過第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7與第三換熱器8相連，貯液器100另一端通過第五十二管道52與第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)和第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)之間的第五十八管道(58)相連。以上所述低壓壓縮機(jī)2、高壓壓縮機(jī)I中的任意一個或二個、可以采用以下壓縮機(jī)中的任意一種:渦旋壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)、滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)、滑片式壓縮機(jī)、旋葉式壓縮機(jī)、離心壓縮機(jī)、數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)；低壓壓縮機(jī)2、高壓壓縮機(jī)I中的任意一個或二個、也可以是變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(例如:變頻壓縮機(jī)、數(shù)碼渦旋壓縮機(jī))，或定速壓縮機(jī)。上述所有實施例方案中，也可以采用電磁閥、具有關(guān)斷功能的節(jié)流機(jī)構(gòu)(例如:電子膨脹閥)或流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的任意一種替代所述的單向閥21。上述所有實施例的方案中，所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)4、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)5、第三節(jié)流機(jī)構(gòu)7中的任意一個或多個、甚至所有節(jié)流機(jī)構(gòu)都是具有關(guān)斷功能的節(jié)流機(jī)構(gòu)，例如:電子膨脹閥。上述所有實施例的方案中，第一換熱器3除了可以是制冷劑空氣換熱器以外，也可以是制冷劑-水換熱器或其它種類的換熱器；作為制冷劑-水換熱器時，第一換熱器3通常采用容積式換熱器、板式換熱器、殼管式換熱器或套管式換熱器中的任意一種。第二換熱器6除了可以是制冷劑-水換熱器以外，也可以是制冷劑-土壤換熱器、制冷劑-空氣換熱器、也可以是蒸發(fā)式換熱器、還可以是太陽能集熱器，另外，也可以是其它種類的換熱器；作為制冷劑-水換熱器時，第二換熱器6通常采用容積式換熱器、板式換熱器、殼管式換熱器或套管式換熱器中的任意一種。第三換熱器8除了可以是制冷劑-空氣換熱器以外，第三換熱器8也可以是制冷劑-水換熱器、溶液加熱器或溶液再生器或根據(jù)使用需要的其它種類的換熱器；作為制冷劑-水換熱器時，第三換熱器8通常采用容積式換熱器、板式換熱器、殼管式換熱器或套管式換熱器中的任意一個，或根據(jù)需要的其它種類的換熱器。第一換熱器3、第二換熱器6或第三換熱器8中的任意一個作為制冷劑-空氣換熱器時，通常采用翅片式換熱器，所述翅片式換熱器的翅片一般為鋁或鋁合金材質(zhì)，在一些特殊的場合也使用銅材質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，包括高壓壓縮機(jī)(I)、四通閥(70)、第二換熱器￠)、第三換熱器(8)和第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)，其特征是:該雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備還包括低壓壓縮機(jī)(2)、第一換熱器(3)、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)和單向閥(21);所述四通閥(70)的高壓節(jié)點(71)通過第六十管道￠0)與高壓壓縮機(jī)(I)出口端相連，所述高壓壓縮機(jī)(I)入口端依次通過所述低壓壓縮機(jī)(2)出口端、低壓壓縮機(jī)(2)入口端、第六十五管道(65)、第一換熱器(3)、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)、第五十八管道(58)、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)、第二換熱器(6)、第六十四管道(64)與所述四通閥(70) 二個換向節(jié)點中的任意一個節(jié)點(74)相連； 所述四通閥(70)的另一個換向節(jié)點(72)依次通過第六十一管道(61)、第三換熱器(8)、第五十二管道(52)與所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)和第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)之間的第五十八管道(58)相連； 所述四通閥(70)的低壓節(jié)點(73)通過第六十三管道￠3)與所述高壓壓縮機(jī)(I)入口端和低壓壓縮機(jī)(2)出口端之間的管道相連； 所述單向閥(21)出口端與所述高壓壓縮機(jī)(I)入口端和低壓壓縮機(jī)(2)出口端之間的管道相連，所述單向閥(21)入口端與第六十五管道￠5)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，其特征在于一第三節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)的一端通過所述第三換熱器(8)與第六十一管道￠1)相連，所述第三節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)的另一端通過第五十二管道(52)與所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)和第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)之間的第五十八管道(58)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述高壓壓縮機(jī)(I)為變頻壓縮機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述低壓壓縮機(jī)(2)為變頻壓縮機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述第一換熱器(3)是制冷劑-空氣換熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述第二換熱器(6)是制冷劑-水換熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述第三換熱器(8)是制冷劑-空氣換熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述第一節(jié)流機(jī)構(gòu)(4)為電子膨脹閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述第二節(jié)流機(jī)構(gòu)(5)為電子膨脹閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，其特征在于所述第三節(jié)流機(jī)構(gòu)(7)為電子膨脹閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙熱源熱泵空調(diào)設(shè)備，包括高壓壓縮機(jī)、四通閥、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)，第二節(jié)流機(jī)構(gòu)、單向閥和低壓壓縮機(jī)；所述四通閥的高壓節(jié)點通過第六十管道與高壓壓縮機(jī)出口端相連，所述高壓壓縮機(jī)入口端依次通過所述低壓壓縮機(jī)出口端、低壓壓縮機(jī)入口端、第六十五管道、第一換熱器、第二節(jié)流機(jī)構(gòu)、第五十八管道、第一節(jié)流機(jī)構(gòu)、第二換熱器、第六十四管道與所述四通閥二個換向節(jié)點中的任意一個節(jié)點相連。結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本低廉，在冬季運行過程中，能夠分別以不同蒸發(fā)溫度同時從兩個不同低溫?zé)嵩粗形崃?、并實現(xiàn)雙級壓縮運行。
文檔編號F25B41/04GK103148628SQ20131003904
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者劉雄 申請人:劉雄