專利名稱：一種三用熱泵熱水機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵熱水機(jī)，特別是指一種可以用于生產(chǎn)日用熱水、 制冷空調(diào)和采暖三用的熱泵熱水機(jī)及其啟停切換控制方法。
背景技術(shù)：
三用熱泵熱水機(jī)是指可以用于生產(chǎn)日用熱水、制冷空調(diào)和采暖三用的 熱泵熱水機(jī)，其一般包含有三個熱交換器，即熱水加熱用熱交換器、制冷 采暖用熱交換器和從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器。其中，熱水加熱用熱交
換器是用來把冷水加熱到設(shè)定溫度的換熱器；制冷采暖用熱交換器是用來 制冷(從被調(diào)節(jié)環(huán)境吸收熱量)、采暖(向被調(diào)節(jié)環(huán)境釋放熱量)的換熱 器；從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器是用來向外界環(huán)境釋放熱量(如制冷 時)、或從外界環(huán)境吸收熱量的熱交換器(如采暖或制熱水時)。目前， 三用熱泵熱水機(jī)有多種制冷系統(tǒng)流程結(jié)構(gòu)原理與控制方式，但在實際應(yīng)用 中往往存在系統(tǒng)管路復(fù)雜、故障率高、造價高的問題，故直至目前都很難 批量生產(chǎn)與供應(yīng)。
三用熱泵熱水機(jī)系統(tǒng)管路復(fù)雜、故障率高、造價高的問題，主要與制 冷系統(tǒng)流程結(jié)構(gòu)原理與控制方式有關(guān)，現(xiàn)有的三用熱泵熱水機(jī)一般采用換 熱器分別單獨控制的方法。如在制熱水時，制冷劑就只流過熱水加熱用熱 交換器和從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器，通過閥件的開關(guān)使制冷劑不經(jīng)過 制冷采暖用熱交換器，這就不可避免地導(dǎo)致了如下問題①由于增加了很 多閥件，使系統(tǒng)管路復(fù)雜、造價高，并使系統(tǒng)故障點增多；②由于制熱水 時制冷劑不經(jīng)過制冷采暖用熱交換器，此時制冷采暖用熱交換器中可能存 在大量制冷劑或潤滑油，使系統(tǒng)的制冷劑或潤滑油處于不可控狀態(tài)，造成 系統(tǒng)運行穩(wěn)定性差，故障率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需解決的問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中三用熱泵熱水機(jī)控制管路復(fù) 雜、故障點多、設(shè)備中制冷劑和潤滑劑可能處于不可控狀態(tài)，從而提供一 種管路連接簡潔、故障點少、設(shè)備造價低且于各種運行模式下制冷劑和潤 滑劑均處于可控狀態(tài)下的三用的熱泵熱水機(jī)及其啟停切換控制方法。
根據(jù)上述需解決的問題設(shè)計了一種三用的熱泵熱水機(jī)，包括通過管路相互連通的壓縮機(jī)、熱水罐、四通閥、從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器、過 濾裝置、節(jié)流裝置、制冷采暖用熱交換器、氣液分離裝置，壓縮機(jī)和所述 各部件及裝置接收并按照中央控制器的指令動作，其中，所述熱水罐中包
含有熱水加熱用熱交換器；具體裝配時，各部件及裝置間的管路連通次序 是壓縮機(jī)、熱水加熱用熱交換器、四通閥D口、四通閥C口、從外界環(huán)境 吸放熱用熱交換器、過濾裝置、節(jié)流裝置、制冷采暖用熱交換器、四通閥 E 口、四通閥S 口、氣液分離裝置并返回壓縮機(jī)。所述熱水罐中還設(shè)有熱 水溫度傳感器，從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器中還設(shè)有溫度傳感器，制冷 采暖用熱交換器中還設(shè)有溫度傳感器，各傳感器均與中央控制器連接。
所述的三用熱泵熱水機(jī)的控制方法是在運行時，制冷劑均會通過所述 的三個換熱器，即制冷劑均會通過熱水加熱用熱交換器、制冷采暖用熱交 換器和從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器；而運行的啟、停由運行模式及狀態(tài) 目標(biāo)的達(dá)到?jīng)Q定，運行模式及運行狀態(tài)間的切換由所述四通閥配合其它部 件自行實現(xiàn)；其中，所述的運行模式是指單獨制冷、單獨制熱水及單獨制 熱水除霜、制冷加制熱水、單獨采曖及單獨采暖除霜、采暖加制熱水及采 暖加制熱水除霜。下面對具體的運行模式做進(jìn)一步闡述。
1、 單獨制冷運行模式的運行循環(huán)流程為，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱 交換器 一 四通閥D口 一四通閥C口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器 —過濾器一節(jié)流裝置一制冷采暖用熱交換器一四通閥E 口 一四 通閥S 口 一氣液分離器一壓縮機(jī)。
2、 單獨制熱水及單獨制熱水除霜運行模式的運行循環(huán)流程為，
(1) 運行單獨制熱水時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器一四通閥D 口 一四通閥E 口 一制冷采暖用熱交換器一節(jié)流裝置一過濾器一 從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一四通闊C 口 一四通閥S 口 一氣液分 離器一壓縮機(jī)；
(2) 運行單獨制熱水除霜時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器一四通 閥D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一過濾器一 節(jié)流裝置一制冷采暖用熱交換器一四通閥E 口 一四通閥S 口 一氣 液分離器一壓縮機(jī)。
3、 制冷加制熱水運行模式的運行循環(huán)流程為，壓縮機(jī)一熱水加熱 用熱交換器一四通閥D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交
5用熱交換器一四通閥D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交
換器一過濾器一節(jié)流裝置一制冷采暖用熱交換器一四通閥E 口 —四通閥s 口 一氣液分離器一壓縮機(jī)。
4、 單獨采暖及單獨采暖除霜運行模式的運行循環(huán)流程為，
(1) 運行單獨采暖時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器一四通閥D口 —四通閥E 口 一制冷采暖用熱交換器一節(jié)流裝置一過濾器一從 外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一四通閥C 口 一四通閥S 口 一氣液分離 器一壓縮機(jī)。
(2) 運行單獨采暖除霜時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器一四通閥 D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一過濾器一節(jié) 流裝置一制冷采暖用熱交換器一四通閥E口 一四通閥S口 一氣液 分離器一壓縮機(jī)。
5、 采暖加制熱水運行模式的運行循環(huán)流程為，
(1) 在需要同時運行采暖加制熱水時，采用優(yōu)先單獨制熱水運行，當(dāng)熱 水制取完畢后轉(zhuǎn)入單獨采暖運行，因此運行循環(huán)流程與單獨制熱水及單獨 采暖運行的循環(huán)流程相同；
(2) 在需要同時運行采暖加制熱水除霜時，采用優(yōu)先單獨制熱水運行， 當(dāng)熱水制取完畢后轉(zhuǎn)入單獨采暖運行，因此運行循環(huán)流程與單獨制熱水及 單獨采暖除霜運行的循環(huán)流程相同。
本發(fā)明在所涉及的運行模式或狀態(tài)下，設(shè)備運行時制冷劑均會通過所 述的三個換熱器，避免了在普通三用設(shè)備中制冷劑或潤滑油的不可控積存 問題，使系統(tǒng)管路簡單、控制閥件少，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低了設(shè)備 造價，減少了故障點。上述系統(tǒng)設(shè)計使設(shè)備制冷劑與潤滑油在各種運行模 式下均處于可控狀態(tài)，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行，降低故障率。


附圖1是本發(fā)明各部件間的基本連通關(guān)系示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的主旨是當(dāng)三用熱泵熱水機(jī)在所能涉及到的運行模式或狀態(tài) 下，設(shè)備運行時制冷劑均會通過所有三個換熱器，以此避免在普通三用設(shè) 備中制冷劑或潤滑油的不可控積存問題，使系統(tǒng)管路簡單、控制閥件少， 并降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低設(shè)備造價，減少故障點。上述設(shè)計理念將使設(shè)備制冷劑與潤滑油在各種運行模式下均處于可控狀態(tài)，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行， 降低故障率。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳述。
本發(fā)明針對三用的熱泵熱水機(jī)設(shè)計的基本管路連通方式包括通過管 路相互連通的壓縮機(jī)、熱水罐、四通閥、從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器、 過濾裝置、節(jié)流裝置1、制冷采暖用熱交換器、氣液分離裝置，壓縮機(jī)和 所述各部件及裝置接收并按照中央控制器的指令動作，其中，管路是與熱 水罐中的熱水加熱用熱交換器2、從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器、制冷采 暖用熱交換器連通。具體裝配時，各部件及裝置間的管路連通次序是壓縮
機(jī)、熱水加熱用熱交換器2、四通閥D口、四通閥C口、從外界環(huán)境吸放 熱用熱交換器、過濾裝置、節(jié)流裝置、制冷采曖用熱交換器、四通閥E 口、 四通閥S口、氣液分離裝置并返回壓縮機(jī)。當(dāng)然，在熱水罐中還設(shè)有熱水 溫度傳感器3，從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器中還設(shè)有溫度傳感器4，制 冷采暖用熱交換器中還設(shè)有溫度傳感器5，各傳感器均與中央控制器連接。 所述的三用熱泵熱水機(jī)的控制方法是在運行時，制冷劑均會通過所述 的三個換熱器，即制冷劑均會通過熱水加熱用熱交換器、制冷采暖用熱交 換器和從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器；而運行的啟、停由運行模式及狀態(tài) 目標(biāo)的達(dá)到?jīng)Q定，運行模式及運行狀態(tài)間的切換由所述四通閥配合其它部 件自行實現(xiàn)；其中，所述的運行模式是指單獨制冷、單獨制熱水及單獨制 熱水除霜、制冷加制熱水、單獨采暖及單獨采暖除霜、采曖加制熱水及采 暖加制熱水除霜。下面對具體的運行模式以附圖1為例做進(jìn)一步闡述，并 可據(jù)此做出順序上的多種變化。
1、 單獨制冷運行模式的運行循環(huán)流程為，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱 交換器2—四通閥D口 一四通閥C口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器 —過濾器一節(jié)流裝置1 —制冷采暖用熱交換器一四通閥E 口 一四 通閥S 口 一氣液分離器一壓縮機(jī)。
2、 單獨制熱水及單獨制熱水除霜運行模式的運行循環(huán)流程為，
(1) 運行單獨制熱水時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器2 —四通閥D 口 一四通閥E 口 一制冷采暖用熱交換器一節(jié)流裝置1 —過濾器一 從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一四通閥C 口 一四通閥S 口 一氣液分 離器一壓縮機(jī)；
(2) 運行單獨制熱水除霜時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器2—四
7通閥D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一過濾器
—節(jié)流裝置1—制冷采暖用熱交換器一四通閥E口 一四通閥S口 一氣液分離器一壓縮機(jī)。
3、 制冷加制熱水運行模式的運行循環(huán)流程為，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器2 —四通閥D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一過濾器一節(jié)流裝置1 —制冷采暖用熱交換器一四通閥E口 一四通閥S 口 一氣液分離器一壓縮機(jī)。
4、 單獨采暖及單獨采暖除霜運行模式的運行循環(huán)流程為，
(1) 運行單獨采曖時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器2 —四通閥D口 一四通閥E 口 一制冷采曖用熱交換器一節(jié)流裝置1 —過濾器一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一四通閥C 口 一四通閥S 口 一氣液分離器一壓縮機(jī)。
(2) 運行單獨采暖除霜時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器2 —四通閥D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一過濾器一節(jié)流裝置1—制冷采暖用熱交換器一四通閥E 口 一四通閥S 口 一氣液分離器一壓縮機(jī)。
5、 采暖加制熱水運行模式的運行循環(huán)流程為，
(1) 在需要同時運行采曖加制熱水時，采用優(yōu)先單獨制熱水運行，當(dāng)熱水制取完畢后轉(zhuǎn)入單獨采暖運行，因此運行循環(huán)流程與單獨制熱水及單獨采暖運行的循環(huán)流程相同；
(2) 在需要同時運行采暖加制熱水除霜時，采用優(yōu)先單獨制熱水運行，當(dāng)熱水制取完畢后轉(zhuǎn)入單獨采曖運行，因此運行循環(huán)流程與單獨制熱水及單獨采暖除霜運行的循環(huán)流程相同。
權(quán)利要求
1、一種三用熱泵熱水機(jī)，包括通過管路相互連通的壓縮機(jī)、熱水罐、四通閥、從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器、過濾裝置、節(jié)流裝置(1)、制冷采暖用熱交換器、氣液分離裝置，壓縮機(jī)和所述各部件及裝置接收并按照中央控制器的指令動作，其特征是所述熱水罐中設(shè)置有熱水加熱用熱交換器(2)；具體的管路連通次序是壓縮機(jī)、熱水加熱用熱交換器、四通閥D口、四通閥C口、從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器、過濾裝置、節(jié)流裝置、制冷采暖用熱交換器、四通閥E口、四通閥S口、氣液分離裝置并返回壓縮機(jī)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三用熱泵熱水機(jī)，其特征是所述熱水罐中還 設(shè)有熱水溫度傳感器(3)，所述從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器中還設(shè)有 溫度傳感器(4)，所述制冷采暖用熱交換器中還設(shè)有溫度傳感器(5)， 各傳感器均與中央控制器連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三用熱泵熱水機(jī)的控制方法，其特征是 運行時，制冷劑均會通過所述的三個換熱器，即制冷劑均會通過熱水加熱用熱交換器、制冷采暖用熱交換器和從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器； 運行的啟、停由運行模式及狀態(tài)目標(biāo)的達(dá)到?jīng)Q定，運行模式及運行狀態(tài)間的切換由所述四通閥配合其它部件自行實現(xiàn)；所述的運行模式是指單獨制冷、單獨制熱水及單獨制熱水除霜、制冷加制熱水、單獨采暖及單獨采暖除霜、采暖加制熱水及采暖加制熱水除霜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的三用熱泵熱水機(jī)的控制方法，其特征是所 述單獨制冷運行模式的運行循環(huán)流程為，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器 —四通閥D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一過 濾器一節(jié)流裝置一制冷采暖用熱交換器一四通閥E 口 一四通閥S 口 一氣液分離器一壓縮機(jī)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的三用熱泵熱水機(jī)的控制方法，其特征是所 述單獨制熱水及單獨制熱水除霜運行模式的運行循環(huán)流程為，(l)運行單獨制熱水時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器一四通閥D 口 一四通閥E 口 一制冷采暖用熱交換器一節(jié)流裝置一過濾器一 從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一四通閥C 口 一四通閥S 口 一氣液分離器一壓縮機(jī)；(2)運行單獨制熱水除霜時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器一四通 閥D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一過濾器一 節(jié)流裝置一制冷采暖用熱交換器一四通閥E 口 一四通閥S 口 一氣 液分離器一壓縮機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的三用熱泵熱水機(jī)的控制方法，其特征是所 述制冷加制熱水運行模式的運行循環(huán)流程為，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交 換器一四通閥D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器 —過濾器一節(jié)流裝置一制冷采暖用熱交換器一四通閥E 口 一四 通閥S 口 一氣液分離器一壓縮機(jī)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的三用熱泵熱水機(jī)的控制方法，其特征是所 述單獨采暖及單獨采暖除霜運行模式的運行循環(huán)流程為，(1) 運行單獨采暖時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器一四通閥D口 —四通閥E 口 一制冷采暖用熱交換器一節(jié)流裝置一過濾器一從 外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一四通閥C口 一四通閥S口 一氣液分離 器一壓縮機(jī)。(2) 運行單獨采暖除霜時，壓縮機(jī)一熱水加熱用熱交換器一四通閥 D 口 一四通閥C 口 一從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器一過濾器一節(jié) 流裝置一制冷采暖用熱交換器一四通閥E 口 一四通閥S 口 一氣液 分離器一壓縮機(jī)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的三用熱泵熱水機(jī)的控制方法，其特征是所 述采暖加制熱水運行模式的運行循環(huán)流程為，(1) 在需要同時運行采暖加制熱水時，采用優(yōu)先單獨制熱水運行，當(dāng)熱 水制取完畢后轉(zhuǎn)入單獨采暖運行，因此運行循環(huán)流程與單獨制熱水及單獨 采暖運行的循環(huán)流程相同；(2) 在需要同時運行采暖加制熱水除霜時，采用優(yōu)先單獨制熱水運行， 當(dāng)熱水制取完畢后轉(zhuǎn)入單獨采暖運行，因此運行循環(huán)流程與單獨制熱水及 單獨采暖除霜運行的循環(huán)流程相同。
全文摘要
一種三用熱泵熱水機(jī)及其控制方法，熱泵熱水機(jī)包括通過管路相互連通的壓縮機(jī)、熱水罐及其熱水加熱用熱交換器、四通閥、從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器、過濾裝置、節(jié)流裝置、制冷采暖用熱交換器、氣液分離裝置，壓縮機(jī)和所述各部件及裝置接收并按照中央控制器的指令動作，管路的連通次序是壓縮機(jī)、熱水加熱用熱交換器、四通閥D口、四通閥C口、從外界環(huán)境吸放熱用熱交換器、過濾裝置、節(jié)流裝置、制冷采暖用熱交換器、四通閥E口、四通閥S口、氣液分離裝置并返回壓縮機(jī)；控制方法是指設(shè)備運行時，制冷劑均會通過所述的三個換熱器，運行的啟、停由運行模式及狀態(tài)目標(biāo)的達(dá)到?jīng)Q定，運行模式及運行狀態(tài)間的切換由所述四通閥配合其它部件自行實現(xiàn)。
文檔編號F24F12/00GK101498498SQ20091003646
公開日2009年8月5日 申請日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者張加振 申請人:東莞市康源節(jié)能科技有限公司