[发明专利]直膨式太阳能辅助的喷射器增效热泵热水系统及控制方法

摘要

一种直膨式太阳能辅助的喷射器增效热泵热水系统及控制方法，系统包括压缩机，压缩机出口连接储水箱入口，储水箱的出口分为两路，一路通过电磁阀依次连接太阳能集热器、电磁阀和喷射器工作流体入口；另一路通过电磁阀连接喷射器的工作流体入口；喷射器出口连接气液分离器入口，气液分离器出口分为两路，一路饱和制冷剂液体出口依次连接节流机构、蒸发器、喷射器的被引射流体入口；另一路饱和制冷剂气体出口直接连接压缩机入口，形成制冷剂的闭合循环通道；太阳能辐射仪和三个温度传感器连接控制器输入端，控制器输出端连接三个电磁阀；本发明还提供了该系统的控制方法，可以充分利用太阳能和空气源两种能源，保证该系统可以全天候情况下保持较高的性能。

主权项

1.一种直膨式太阳能辅助的喷射器增效热泵热水系统的控制方法，该系统包括压缩机(1)，压缩机(1)出口连接储水箱(2)的外盘管冷凝器的入口，储水箱(2)的外盘管冷凝器的出口分为两路，一路依次连接第一电磁阀(9)、太阳能集热器(3)、第二电磁阀(10)和喷射器(4)的工作流体入口；另一路通过第三电磁阀(11)直接连接喷射器(4)的工作流体入口；喷射器(4)的出口连接气液分离器(5)的入口，气液分离器(5)的出口分为两路，一路饱和制冷剂液体出口通过节流机构(6)连接蒸发器(7)的入口，蒸发器(7)的出口连接喷射器(4)的被引射流体入口；另一路饱和制冷剂气体出口直接连接压缩机(1)的入口，形成制冷剂的闭合循环通道；太阳辐射仪(12)、环境温度传感器(13)、制冷剂温度传感器(14)以及水温度传感器(15)连接控制器(8)的输入端，控制器(8)的输出端连接第一电磁阀(9)、第二电磁阀(10)、第三电磁阀(11)和压缩机(1)；所述的控制方法，根据太阳辐射强度的不同，该系统有两种工作模式供选择：太阳能辅助工作模式和空气源工作模式；其中太阳能辅助工作模式适用于强光照工作条件，空气源工作模式适用于低光照或无光照工作条件；基于太阳辐射仪(12)、环境温度传感器(13)和制冷剂温度传感器(14)采集的工况数据，控制器(8)通过计算太阳能集热器与环境的漏热量和太阳能集热器接收到的太阳辐射量来判定系统最佳工作模式，并通过控制第一电磁阀(9)、第二电磁阀(10)和第三电磁阀(11)的开关来进行工作模式的切换；其特征在于：所述的控制方法具体包括如下步骤：步骤1：热泵热水系统开启之后，首先由水温度传感器(15)检测储水箱(2)内水的温度T_w，与设定的热水目标温度T_s对比，若T_s‑T_w≤△T，系统不开启；若T_s‑T_w＞△T，则开启第一电磁阀(9)、第二电磁阀(10)和第三电磁阀(11)，系统自检，开启压缩机(1)，△T范围为1～10℃；步骤2：基于太阳辐射仪(12)、环境温度传感器(13)和制冷剂温度传感器(14)采集的工况数据，控制器(8)计算出太阳能集热器(3)与环境之间的漏热量Q_l以及太阳能集热器(3)接收到的太阳辐射量Q_r，若Q_r＞Q_l，则第一电磁阀(9)和第二电磁阀(10)开启，第三电磁阀(11)关闭，系统开启太阳能辅助工作模式；若Q_r≤Q_l，则第三电磁阀(11)开启，第一电磁阀(9)和第二电磁阀(10)关闭，系统开启空气源工作模式；同时开始对系统运行时间进行计时，累计工作时间为t₁；步骤3：在热泵热水系统开机期间，水温度传感器(15)定时采集储水箱(2)内水的温度T_w，与设定的热水目标温度T_s对比，采集时间间隔为1～10s；若T_w‑T_s≤△T，则对比累计工作时间t₁与系统预设检测时间间隔t_s大小，t_s范围为5～20min；若t_s<t₁，则系统保持目前工作模式不变；若t_s≥t₁，则t₁清零，系统回到步骤2，继续工作；若T_w‑T_s＞△T，系统关机，完成热水加热过程。