[发明专利]大型化空气源热泵低能耗运行系统及控制方法

说明书

本发明公开了大型化空气源热泵低能耗运行系统及控制方法，属于热泵系统技术领域，所述的控制方法包括主动调节：热水循环流量的调节与压缩机的停开控制；随动调节：空气换热器的风机功率调整与防冻液循环流量的调整。在系统处于供热不饱和状态时，通过主动调整及随动调整，最大限度发挥了换热器在不饱和运行时的剩余换热能力，使系统处于最低能耗运行状态。

技术领域

本发明属于热泵系统技术领域，涉及空气源热泵系统，特别涉及大型化空气源热泵低能耗运行系统及控制方法。

背景技术

目前空气源热泵系统环境空气换热器均采用制冷剂蒸发直接换热，制冷剂液—汽相变单位体积吸收的热量很大，以R22为例，液—汽相变的热焓为2.78×10⁵KJ/m³，而空气比热仅0.78KJ/m³·K，如果空气换热温差达到10K，3.5×10⁴m³空气的换热能力与1m³制冷剂发生液—汽相变吸收的热量相当，换热界面的介质流量差距达到4个数量级。同时，制冷剂液—汽相变只发生在液—汽相变的界面，即制冷剂液—汽相变只能分布在换热器很小的局部，即使增加换热器体积，可发生制冷剂液—汽相变的有效换热面积很难随着增加，因此，传统空气源热泵大型化时没有采用一个大型蒸发器对应多个压缩机的方案，而是采用压缩机与蒸发器一一对应的组合方式，在空气源热泵机组功率调节时停开某一台压缩机与之对应的蒸发器也处于停用状态。

由于压缩机与换热器处于同开同停状态，压缩机停机时与之对应的换热器也处于停运状态，无法利用压缩机停运后对应换热器剩余的换热能力。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供大型化空气源热泵低能耗运行系统及控制方法，将传统空气源热泵系统由一级换热变为二级换热，即空气—防冻液换热、防冻液—制冷剂液—汽相变换热；并且在空气源热泵系统处于供热不饱和状态时，通过主动调整及随动调整，最大限度发挥了空气源换热器、蒸发器、冷凝器三个换热器在不饱和运行时的剩余换热能力，以主动或随动方式降低了风机、防冻液循环泵、热水循环泵的运行功率，并降低了制冷剂蒸发、冷凝的温度差，又提高了压缩机的理论工作能效，使系统处于最低能耗运行状态。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种大型化空气源热泵低能耗运行系统，包括空气源热泵系统、在线监测系统和控制电脑，所述空气源热泵系统包括环境空气换热器模块、热泵机组模块、用户能源供给侧模块，所述环境空气换热器模块通过防冻液介质与热泵机组模块进行间接换热，用户能源供给侧模块通过水与热泵机组模块进行间接换热，所述环境空气换热器模块、热泵机组模块、用户能源供给侧模块三个模块之间联动控制。

进一步的，所述环境空气换热器模块包括空气换热器、防冻液膨胀水箱和风机，防冻液膨胀水箱与空气换热器连接。

进一步的，所述热泵机组模块包括蒸发器和防冻液换热循环系统、压缩机机组、膨胀阀、冷凝器和水换热循环系统，所述用户能源供给侧模块包括缓冲水箱和用户供热水泵，所述蒸发器和防冻液换热循环系统与防冻液膨胀水箱连接，所述冷凝器和水换热循环系统与缓冲水箱连接；所述压缩机机组为多台压缩机，所述蒸发器与压缩机为一台对多台的关系，蒸发器产生的低温防冻液输入环境空气换热器模块，低温防冻液从环境吸收热能升温后高温防冻液返回蒸发器，所述冷凝器与压缩机为一台对多台的关系，冷凝器产生的高温热水输入用户能源供给侧模块，高温热水向用户释放热能降温后低温热水返回冷凝器。

进一步的，所述防冻液换热循环系统上设有防冻液循环泵，所述水换热循环系统上设有热源循环水泵。