本發(fā)明涉及熱泵領(lǐng)域，尤其是一種穩(wěn)定調(diào)節(jié)水溫的裝置和方法。

背景技術(shù)：

以往熱泵穩(wěn)定水溫的方法通常是根據(jù)進(jìn)水出溫差進(jìn)行pid調(diào)節(jié)，從而達(dá)到穩(wěn)定水溫的目的，這樣方法雖然能滿足水溫穩(wěn)定的目的，但是在實(shí)際調(diào)節(jié)中還是會(huì)存在以下問題：

現(xiàn)有技術(shù)中往往根據(jù)出水溫差進(jìn)行pid調(diào)節(jié)，而由于水箱中的水溫檢測(cè)具有一定時(shí)間滯后性，容易導(dǎo)致檢測(cè)不準(zhǔn)確，從而使得pid調(diào)節(jié)頻繁，而且會(huì)出現(xiàn)大幅波動(dòng)，從而影響了出水溫度穩(wěn)定；另外，現(xiàn)有的熱泵加熱系統(tǒng)同在機(jī)組斷電時(shí)無法啟用防凍保護(hù)，容易導(dǎo)致管路或者套管凍裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是：提供一種避免溫度檢測(cè)滯后性導(dǎo)致水溫波動(dòng)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)水溫的裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的另一目的是：提供一種避免溫度檢測(cè)滯后性導(dǎo)致水溫波動(dòng)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)水溫的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種穩(wěn)定調(diào)節(jié)水溫的裝置，包括有水箱、循環(huán)水泵、步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥、熱泵系統(tǒng)和控制電路，所述水箱出口通過循環(huán)水泵連通至熱泵系統(tǒng)的入水口，所述熱泵系統(tǒng)的出水口連通至步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥的進(jìn)水口，所述步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥的第二出水口通過旁通水路連通至熱泵系統(tǒng)的入水口，所述步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥的第一出水口連通至水箱入口，所述控制電路的輸出端與步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥的控制端連接。

進(jìn)一步，還包括有電源和設(shè)置于連通水箱的管路中的管路水溫傳感器，所述管路水溫傳感器與控制電路連接。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是：一種穩(wěn)定調(diào)節(jié)水溫的方法，包括有以下步驟：

循環(huán)水泵開啟前將步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)歸零；

開啟循環(huán)水泵，判斷熱泵系統(tǒng)中換熱器出水溫度，若出水溫度大于42℃，則啟動(dòng)步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)換熱器出水溫度在42℃以下，然后關(guān)閉步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥；

開啟壓縮機(jī)，根據(jù)熱泵系統(tǒng)的實(shí)時(shí)蒸發(fā)溫度計(jì)算溫度差值△t，并根據(jù)目標(biāo)出水溫度和溫度差值△t計(jì)算實(shí)際出水溫度，由實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫度的比值調(diào)節(jié)步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥。

進(jìn)一步，所述根據(jù)熱泵系統(tǒng)的實(shí)時(shí)蒸發(fā)溫度計(jì)算溫度差值△t的計(jì)算公式為：△t=p/(c?v)，其中c為比熱容，v為水速，p為機(jī)組能力，根據(jù)壓縮機(jī)能力曲線，所述不同實(shí)時(shí)蒸發(fā)溫度對(duì)應(yīng)不同的機(jī)組能力值。

進(jìn)一步，當(dāng)水位調(diào)節(jié)過程中熱泵系統(tǒng)中換熱器出水溫度低于40℃時(shí)，將步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)歸零，按照順序重新執(zhí)行上述所有步驟。

進(jìn)一步，當(dāng)檢測(cè)到熱泵系統(tǒng)斷電時(shí)，判斷管路水溫，若水溫低于設(shè)定防凍點(diǎn)，則開啟步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥，使管路中的水往外排，直至溫度上升到安全設(shè)定點(diǎn)，關(guān)閉步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥。

本發(fā)明的有益效果是：通過旁通水路對(duì)水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，避免了pid調(diào)節(jié)過程中因水溫檢測(cè)與調(diào)節(jié)過程之間的滯后性導(dǎo)致水溫波動(dòng)以及頻繁調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的穩(wěn)定調(diào)節(jié)；同時(shí)還通過自帶電源和對(duì)管路溫度的檢測(cè)，保證系統(tǒng)停止工作后對(duì)管路的保護(hù)，避免凍裂情況發(fā)生。

本發(fā)明的另一有益效果是：通過旁通水路對(duì)水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，根據(jù)熱泵系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)時(shí)蒸發(fā)溫度計(jì)算得到，因此計(jì)算結(jié)果不會(huì)出現(xiàn)時(shí)滯，所以計(jì)算出實(shí)際出水溫度再進(jìn)行調(diào)節(jié)可保證水溫波動(dòng)小，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)節(jié)；同時(shí)還通過自帶電源和對(duì)管路溫度的檢測(cè)，保證系統(tǒng)停止工作后對(duì)管路的保護(hù)，避免凍裂情況發(fā)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的管路結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明裝置中步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥的整體示意圖；

圖3為本發(fā)明裝置中步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥的剖面示意圖；

圖4為本發(fā)明方法步驟流程圖就；

圖5為本發(fā)明方法中壓縮機(jī)能力曲線圖。

圖中：1、水箱；2、循環(huán)水泵；3、步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥；4、熱泵系統(tǒng)；5、旁通水路；6、手柄；7、轉(zhuǎn)軸；8、防水外殼；9、步進(jìn)電機(jī)；10、連軸器；11、閥體；12、進(jìn)水口；13、第一出水口；14、第二出水口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

參照?qǐng)D1，一種穩(wěn)定調(diào)節(jié)水溫的裝置，包括有水箱1、循環(huán)水泵2、步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥3、熱泵系統(tǒng)4和控制電路，所述水箱1出口通過循環(huán)水泵2連通至熱泵系統(tǒng)4的入水口，所述熱泵系統(tǒng)4的出水口連通至步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥3的進(jìn)水口，所述步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥3的第二出水口通過旁通水路5連通至熱泵系統(tǒng)4的入水口，所述步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥3的第一出水口連通至水箱1入口，所述控制電路的輸出端與步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥3的控制端連接。

所述步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥3的具體結(jié)構(gòu)可參照?qǐng)D2以及圖3，在閥體11上設(shè)置步進(jìn)電機(jī)9，手柄6與步進(jìn)電機(jī)9的轉(zhuǎn)軸7通過連軸器10連接，通過步進(jìn)電機(jī)9控制第一出水口13與第二出水口14的比例。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括有電源和設(shè)置于連通水箱1的管路中的管路水溫傳感器，所述管路水溫傳感器與控制電路連接。

所述電源可驅(qū)動(dòng)低功率的步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥，當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)斷電時(shí)，判斷管路水溫，若水溫低于設(shè)定防凍點(diǎn)，則開啟步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥，使管路中的水往外排，直至溫度上升到安全設(shè)定點(diǎn)再關(guān)閉步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥。

參照?qǐng)D4，一種穩(wěn)定調(diào)節(jié)水溫的方法，包括有以下步驟：

循環(huán)水泵開啟前將步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)歸零；例如在水泵開啟前1分鐘進(jìn)行歸零操作，水泵開啟后水流不通過旁通管路。

開啟循環(huán)水泵，判斷熱泵系統(tǒng)中換熱器出水溫度，若出水溫度大于42℃，則啟動(dòng)步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)換熱器出水溫度在42℃以下，然后關(guān)閉步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥；調(diào)節(jié)換熱器出水溫度在42℃以下可避免壓縮機(jī)開啟時(shí)跳高壓，使過載保護(hù)器斷開,導(dǎo)致設(shè)備停止運(yùn)行。

開啟壓縮機(jī)，根據(jù)熱泵系統(tǒng)的實(shí)時(shí)蒸發(fā)溫度計(jì)算溫度差值△t，并根據(jù)目標(biāo)出水溫度和溫度差值△t計(jì)算實(shí)際出水溫度，由實(shí)際出水溫度與目標(biāo)出水溫度的比值調(diào)節(jié)步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥；即當(dāng)實(shí)際出水溫度小于目標(biāo)出水溫度時(shí)，開大步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥，增大旁通水路5的旁通量，當(dāng)實(shí)際出水溫度大于目標(biāo)出水溫度，關(guān)小步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥，減小旁通量。因?yàn)闇囟炔钪怠鱰根據(jù)熱泵系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)時(shí)蒸發(fā)溫度計(jì)算得到，因此計(jì)算結(jié)果不會(huì)出現(xiàn)時(shí)滯，所以計(jì)算出實(shí)際出水溫度再進(jìn)行調(diào)節(jié)可保證水溫波動(dòng)小，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述根據(jù)熱泵系統(tǒng)的實(shí)時(shí)蒸發(fā)溫度計(jì)算溫度差值△t的計(jì)算公式為：△t=p/(c?v)，其中c為比熱容，v為水速，p為機(jī)組能力，根據(jù)壓縮機(jī)能力曲線，所述不同實(shí)時(shí)蒸發(fā)溫度對(duì)應(yīng)不同的機(jī)組能力值，具體的壓縮機(jī)能力曲線可參照?qǐng)D5。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，當(dāng)水位調(diào)節(jié)過程中熱泵系統(tǒng)中換熱器出水溫度低于40℃時(shí)，將步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)歸零，按照順序重新執(zhí)行上述所有步驟。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，當(dāng)檢測(cè)到熱泵系統(tǒng)斷電時(shí)，判斷管路水溫，若水溫低于設(shè)定防凍點(diǎn)，則開啟步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥，使管路中的水往外排，直至溫度上升到安全設(shè)定點(diǎn)，關(guān)閉步進(jìn)比例三通調(diào)節(jié)閥。

以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可以作出種種的等同變換或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。