[发明专利]一种风水双源热泵冷热水机组及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风水双源热泵冷热水机组及其控制方法。

背景技术

目前市面上的热泵分为水源式热泵、单热风冷式热泵以及夏季制冷冬季制热的风冷式热泵。这三种热泵各自均不能高效满足工业生产工艺对冷和热的不断变化要求，而在传统的表面处理行业，需要制冷的时候就需要投入使用单冷式风冷或水冷冷水机组，需要出大于85度热水的时候就需要投入使用空气源或水源式热泵机组，因此需要同时具备两种机组才能满足生产的需求，因此提高了生产成本和维护费用。

在表面处理行业中，表面处理包括型材氧化、硬质氧化、电泳、镀锌、镀酸铜、镀锡、镀硬铬、镀装饰铬、阳极氧化等表面处理。这些处理工艺都需要提供高温水源，现有的热泵机组提供的出热水温度基本上为55℃左右，根本达不到表面处理行业高温热水的要求，并且出水的水温不稳定，容易导致氧化品质不稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，可以实现随时可以利用空气源和水源实现制冷和制热功能的风水双源热泵冷热水机组及其控制方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种风水双源热泵冷热水机组，其特征在于：包括四通阀，四通阀的其中一个接口连接壳管换热器以及经济器，四通阀的其余三个接口分别连接气液分离器、翅片换热器、板式换热器，气液分离器连接压缩机的进口，压缩机的出口连接板式换热器，壳管换热器连接经济器，经济器连接翅片换热器、壳管换热器以及压缩机，板式换热器连接外接水源，壳管换热器连接外接水源，翅片换热器连接有风机。

作为优选，四通阀通过电子膨胀阀连接至经济器，电子膨胀阀可以根据风水双源热泵冷热水机组的温度和压力传感器反馈自动控制制冷剂流量，使高温高压制冷剂液体节流降温降压成低温低压的制冷剂液体进入蒸发器进行制冷换热。

一种风水双源热泵冷热水机组的控制方法，其特征在于：风水双源热泵冷热水机组根据冷热水需求在以下三种工作模式中进行切换，

1)用户仅有热水需求时，启动空气源热泵模式，此模式下翅片换热器作为蒸发器功能，板式换热器作为冷凝器功能，壳管换热器成关闭状态，高温高压的制冷剂气体从压缩机排出后进入板式换热器，由板式换热器与外界的水置换，这时板式换热器出来的水为热水，制冷剂经过板式换热器后，流向四通阀，再流向经济器，制冷剂变成低温低压的液体流向翅片换热器，风机开启，再经过四通阀流向气液分离器，最后回到压缩机，完成空气源热泵模式的制热循环；

2)用户仅有冷水需求时，启动风冷冷水模式，此模式下翅片换热器作为冷凝器功能，壳管换热器作为蒸发器功能，板式换热器成关闭状态，高温高压的制冷剂气体从压缩机排出后由四通阀换进入翅片换热器，风机开启，由翅片换热器与外界的空气置换，制冷剂经过翅片换热器冷凝器后，流向经济器，制冷剂变成低温低压的液体流向壳管式蒸发器，壳管换热器与外界的水置换，置换出来的为冷水，制冷剂再经过四通阀流向气液分离器，最后回到压缩机，完成风冷冷水模式的制冷循环；

3)用户冷热水均有需求时，启动水源热泵模式，此模式下壳管换热器作为蒸发器功能，板式换热器作为冷凝器功能，翅片换热器成关闭状态，高温高压的制冷剂气体从压缩机排出后进入板式换热器，由板式换热器与外界的水置换，这时板式换热器8出来的水为热水，制冷剂经过板式换热器冷凝器后，流向四通阀，流经翅片换热器，这时翅片换热器以及风机呈关闭状态，再流向经济器，制冷剂变成低温低压的液体流向壳管式蒸发器，再经过四通阀流向气液分离器，最后回到压缩机，完成水源热泵模式的制冷循环。

作为优选，空气源热泵模式下，根据负荷需求，采用的控制方式如下

1)当实际温度≧+10℃时，压缩机升频，增大系统流量，提高制冷能力，快速响应用户需求；

2)当+2℃≦实际温度≦10℃时，采用节能控制，提高蒸发温度，通过打开电子膨胀阀提高蒸发温度；同时风机升频，扩大散热面积，降低高压压力，从而降低压缩机功率。

3)当实际温度≦+2℃时，降低压缩机频率，使水温保持恒定，同时避免压缩机频繁启停。

作为优选，空气源热泵模式模式下，根据负荷需求，采用的控制方式如下：

1)当实际温度≦-10℃时，压缩机升频，增大系统流量，提高制热能力，快速响应用户需求；

2)当-10℃≦实际温度≦-2℃时，降低风机功率达到节能控制；

3)当实际温度≦-2℃时，降低压缩机频率，使水温保持恒定，同时避免压缩机频繁启停。