專(zhuān)利名稱：一種制熱/制冷能量平衡的CO₂熱泵系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱能轉(zhuǎn)換和利用技術(shù)領(lǐng)域,它涉及天然工質(zhì)C02熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，世界各國(guó)廢氣及溫室氣體排放量快速增加,給世界人民 的生存環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。因此大力發(fā)展可再生能源和清潔能源受到了各國(guó)政府的高度 重視，各國(guó)政府相繼出臺(tái)了對(duì)可再生能源和清潔能源的支持和扶持政策，極大地推動(dòng)了新 能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。C02熱泵以它對(duì)環(huán)境非常友好、效率高、能量來(lái)源廣泛、體積小等優(yōu)點(diǎn) 在發(fā)達(dá)國(guó)家受到政府及冷、熱行業(yè)的高度重視。眾多研究機(jī)構(gòu)、院校、企業(yè)相繼投入大量資 金開(kāi)發(fā)研制。傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)如圖1所示,主要由用管路連接成一回路的C02壓縮機(jī)、熱水 換熱器、膨脹裝置以及蒸發(fā)器組成。目前已有的C02熱泵系統(tǒng)主要分為空氣源或者水源兩 種空氣源C02熱泵利用空氣作為能量源(即蒸發(fā)器采用空氣換熱器)；水源C02熱泵利用 水作為能量源(即蒸發(fā)器采用熱水換熱器)。在這里,無(wú)論是使用空氣換熱器，還是使用冷 水換熱器,通過(guò)熱泵的運(yùn)行在冷凝器中所能獲得的制熱量取決于空氣源或者水源的能量， 當(dāng)其能量來(lái)源出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，沒(méi)有調(diào)節(jié)能力，即當(dāng)其空氣(或者冷水)流量以及穩(wěn)定性出現(xiàn)問(wèn) 題時(shí)，熱泵系統(tǒng)會(huì)損失其效率和制熱、制冷能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種制熱/制冷能量平衡的 C02熱泵系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，本發(fā)明同時(shí)設(shè)置空氣換熱器和冷凍水換熱器，兩個(gè)換熱器在 C02熱泵中并聯(lián)工作運(yùn)行,通過(guò)制冷劑分配器，可以有效調(diào)節(jié)流經(jīng)空氣換熱器和冷凍水換熱 器的流量,這樣即使當(dāng)空氣(或者冷水)的流量以及穩(wěn)定性出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)制冷劑的 流量分配，熱泵系統(tǒng)也不會(huì)損失其效率和制熱、制冷能力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)有效平衡制熱/制 冷量。本發(fā)明提出的一種制熱/制冷能量平衡的C02熱泵系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包括 用管路連接成--制熱！制冷能量平衡回路的C02壓縮機(jī)、熱水換熱器、膨脹裝置、冷劑分配 器、空氣熱交換器；冷水換熱器，還包括控制系統(tǒng)、溫度傳感器；其中冷水換熱器與空氣換 熱器在該回路中并聯(lián)；制冷劑分配器同時(shí)與空氣換熱器和冷水換熱器的制冷劑入口相連， 所述溫度傳感器安裝在冷水換熱器水側(cè)的出口處,所述控制系統(tǒng)分別與溫度傳感器、制冷 劑分配器相連；通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)制冷劑分配器開(kāi)度，以控制流入空氣換熱器或冷水換熱 器制冷劑流量來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的制熱、制冷量達(dá)到制熱、制冷量的平衡；或通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)制 冷劑分配器只流入空氣熱交換器實(shí)現(xiàn)單制熱，或只流入冷水熱交換器實(shí)現(xiàn)單制冷。本發(fā)明提出采用上述裝置的采用實(shí)現(xiàn)制熱/制冷能量平衡的方法,其特征在于， 包括以下步驟1)預(yù)先設(shè)定冷水換熱器水側(cè)出口溫度允許的溫度范圍；2)C02熱泵系統(tǒng)工作時(shí),控制系統(tǒng)時(shí)實(shí)檢測(cè)冷水換熱器水側(cè)出口處的溫度；
3)根據(jù)檢測(cè)到的溫度與預(yù)先設(shè)定的允許的溫度范圍的比較結(jié)果,控制制冷劑的流
向和流量。本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果通過(guò)本發(fā)明可以充分利用水源能量以及空氣源中的能 量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)兩者之間的互相調(diào)節(jié),可以高效地完成制熱以及制冷量的平衡.通過(guò)本 發(fā)明的應(yīng)用,可以提高熱泵系統(tǒng)的效率,更充分地滿足用戶的需求.


圖1為傳統(tǒng)C02熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作流程示意圖；圖2為本發(fā)明的C02熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作流程示意圖；圖3本發(fā)明的制冷劑分配器分配劑流量的邏輯分配關(guān)系；圖4為本發(fā)明的C02熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)施例及工作流程示意圖；圖5為本發(fā)明的C02收集器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的一種制熱/制冷能量平衡的C02熱泵系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，結(jié)合附圖 及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下本發(fā)明中的提出的一種制熱！制冷能量平衡的C02熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，該 系統(tǒng)包括用管路(圖中用實(shí)線表示)連接成一制熱/制冷能量平衡回路的C02壓縮機(jī)、熱水 換熱器、膨脹裝置、冷劑分配器、空氣熱交換器；冷水換熱器，還包括控制系統(tǒng)、溫度傳感器； 其中冷水換熱器與空氣換熱器在該回路中并聯(lián)；制冷劑分配器同時(shí)與空氣換熱器和冷水換 熱器的制冷劑入口相連,所述溫度傳感器安裝在冷水換熱器水側(cè)的出口處(或安裝在空氣 熱交換器側(cè)的出口處)，所述控制系統(tǒng)分別與溫度傳感器、制冷劑分配器相連；通過(guò)控制系 統(tǒng)調(diào)節(jié)制冷劑分配器開(kāi)度，以控制流入空氣換熱器或冷水換熱器制冷劑流量來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的 制熱、制冷量達(dá)到制熱、制冷量的平衡；或通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)制冷劑分配器只流入空氣熱交 換器實(shí)現(xiàn)單制熱，或只流入冷水熱交換器實(shí)現(xiàn)單制冷。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)熱泵對(duì)冷/熱能量平衡的方法為本發(fā)明的熱泵是靠對(duì)制冷量的調(diào)整 來(lái)實(shí)現(xiàn)冷、熱量的需求平衡。由控制系統(tǒng)檢測(cè)冷水換熱器水側(cè)出口溫度傳感器的溫度，根據(jù) 制冷側(cè)的中點(diǎn)溫度由控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)制冷劑分配器控制流向冷水換熱器的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷 量增大或減少；本發(fā)明提出采用上述裝置的采用實(shí)現(xiàn)制熱/制冷能量平衡的方法，其特征在于， 包括以下步驟1)預(yù)先設(shè)定冷水換熱器水側(cè)出口溫度允許的溫度范圍；2)C02熱泵系統(tǒng)工作時(shí),控制系統(tǒng)時(shí)實(shí)檢測(cè)冷水換熱器水側(cè)出口處的溫度；3)根據(jù)檢測(cè)到的溫度與預(yù)先設(shè)定的允許的溫度范圍的比較結(jié)果，控制制冷劑的流 向和流量，具體包括31)如果檢測(cè)到的溫度高于允許的溫度范圍的上限值，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分 配器，使制冷劑全部流向冷水換熱器,冷水換熱器工作，而空氣換熱器停止；32)如果檢測(cè)到的溫度在所述允許的溫度范圍內(nèi)，則控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的溫度 與允許的溫度范圍的上限值的差值的大小調(diào)控制冷劑分配器，該差值越小，則制冷劑分配器控制流向冷水換熱器的流量減小,控制流向空氣換熱器的流量增大；33)如果檢測(cè)到的溫度等于或低于允許的溫度范圍的下限值，則控制系統(tǒng)控制制 冷劑分配器，使制冷劑全部流向空氣換熱器，即空氣換熱器工作，而冷水換熱器停止。
在上述方法中，還可在允許的溫度范圍中設(shè)置一中點(diǎn)溫度,該中點(diǎn)溫度可選取允 許的溫度范圍中的任意--溫度值；則上述步驟3)具體包括以下步驟310)如果檢測(cè)到的溫度高于設(shè)定的允許的溫度范圍的上限值，則控制系統(tǒng)控制制 冷劑分配器，使制冷劑全部流向冷水換熱器,冷水換熱器工作，而空氣換熱器停止；320)如果檢測(cè)到的溫度介于中點(diǎn)溫度和允許的溫度范圍的上限值之間，則控制系 統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的溫度與中點(diǎn)溫度差值的大小調(diào)控制冷劑分配器,該差值越小，則制冷劑分 配器控制流向冷水換熱器的流量減小，控制流向空氣換熱器的流量增大；330)如果檢測(cè)到的溫度等于或小于設(shè)定的中點(diǎn)溫度，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配 器，使制冷劑全部流向空氣換熱器，即空氣換熱器工作，而冷水換熱器停止。圖3給出了本發(fā)明的制冷劑分配器分配劑流量的邏輯分配關(guān)系；橫坐標(biāo)是冷水換 熱器水側(cè)冷水的出口溫度，縱坐標(biāo)表示冷水換熱器和空氣換熱器工作的狀況.圖中帶有三 角形的曲線為空氣換熱器的工作狀況；帶有棱形的曲線為冷水換熱器的工作狀況；中點(diǎn)溫 度為溫度控制點(diǎn)5 17°C范圍內(nèi)的選定得任一點(diǎn)控制溫度(圖中表示的中點(diǎn)溫度為11/C )。 當(dāng)冷水出口溫度升高時(shí)(以中點(diǎn)溫度)，控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)制冷劑分配器孔徑,增大流向冷 水換熱器的制冷劑流量，以提高熱泵制冷量；反之。依次來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷/熱能量的應(yīng)用平衡。 即如果檢測(cè)到的溫度高于設(shè)定的上限溫度值(17°C )，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器，使制 冷劑全部流向冷水換熱器,冷水換熱器工作,而空氣換熱器停止；如果檢測(cè)到的溫度介于中 點(diǎn)溫度和最高溫度值之間，則控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的溫度與中點(diǎn)溫度差值的大小調(diào)控制冷 劑分配器，該差值越小，則制冷劑分配器控制流向冷水換熱器的流量減小，控制流向空氣換 熱器的流量增大；如果檢測(cè)到的溫度等于或小于設(shè)定的中點(diǎn)溫度，則控制系統(tǒng)控制制冷劑 分配器,使制冷劑全部流向空氣換熱器，即空氣換熱器工作,而冷水換熱器停止。本發(fā)明中的熱泵可工作在單制熱或單制冷模式，也可同時(shí)工作在制熱！制冷模 式。通過(guò)控制系統(tǒng)和制冷劑(C02)分配器、換熱器實(shí)現(xiàn)制熱/制冷轉(zhuǎn)換和制熱/制冷量的 平衡。目的是解決C02熱泵實(shí)際應(yīng)用中制熱/制冷量可控，滿足用戶對(duì)冷、熱能量的不同需 求和實(shí)現(xiàn)C02熱泵冷、熱一體化供給,提高C02熱泵的綜合利率。并且要求控制可靠、運(yùn)行 穩(wěn)定,能滿足不同環(huán)境不同場(chǎng)合對(duì)冷熱能量的使用，從而解決用戶對(duì)冷熱能量需求的不平 衡問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)制冷劑分配器開(kāi)度控制流入空氣換熱器或冷水換熱器 制冷劑流量來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的制熱、制冷量；也可控制只流入空氣換熱器實(shí)現(xiàn)單制熱,也可控制 只流入冷水熱換熱器實(shí)現(xiàn)單制冷或制熱/制冷一體化，也可調(diào)節(jié)制冷劑分配器控制不同流 量制冷劑流入空氣換熱器和冷水換熱器實(shí)現(xiàn)制熱、制冷量的平衡。本發(fā)明控制系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器可自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行模式；也可通過(guò)對(duì)溫度的比較分 析控制系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài),實(shí)現(xiàn)熱泵系統(tǒng)效率最大化。本發(fā)明系統(tǒng)所使用的制冷劑是R744(C02),最高工作壓力13. 5MPa,運(yùn)行環(huán)境溫度 范圍-KTC -43°C，熱水出水溫度范圍45°C -90°c，冷水出水溫度范圍_5°C -17°C。天然工 質(zhì)二氧化碳不易燃燒且無(wú)毒,使用時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境及人身安全造成危害；同時(shí)有效地利用并管理二氧化碳等溫室氣體,可以減小地球溫暖化效應(yīng),改善環(huán)境。本發(fā)明提出的另一種制熱/制冷能量平衡的C02熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，從圖 中可見(jiàn)，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是在前一種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)C02收集器,該C02收集器的進(jìn) 氣口連接在所述冷水換熱器和空氣換熱器的共同出口端；C02收集器的出氣口與C02壓縮 機(jī)的輸入端口相連接。本發(fā)明將C02收集器應(yīng)用在C02熱泵系統(tǒng)中，可以完成氣液油分離，壓縮機(jī)入口處 的C02流體都是氣態(tài)，還可使?jié)櫥突氐綁嚎s機(jī)中。該C02收集器可提高系統(tǒng)制熱量，也可 防止在環(huán)境溫度較低時(shí),壓縮機(jī)排氣溫度過(guò)高，損壞壓縮機(jī),從而提高低環(huán)境溫度時(shí)的C02 熱泵性能。上述C02收集器的具體結(jié)構(gòu)如圖5所示，它為一密封圓柱殼體1，在密封圓柱殼體 頂部和底部設(shè)置有進(jìn)氣口 2和排氣口 3 ；在密封圓柱殼體內(nèi)設(shè)置有帶有通孔的隔板4,在密 封圓柱殼體內(nèi)部設(shè)置有排氣管5 ；排氣管的頂部處在隔板下方,排氣管的底部與排氣口相 連通；在排氣管上開(kāi)有回液孔6和回油孔7。上述增加C02收集器的系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)制熱/制冷能量平衡的方法與前一種系統(tǒng)的完 全相同。本發(fā)明的系統(tǒng)各部件的實(shí)施例說(shuō)明如下本實(shí)施例中的各部件均采用東啟科技生產(chǎn)的產(chǎn)品。其中，C02壓縮機(jī)的額定功率為5kw，空氣換熱器采用換熱面積為74m2的銅管鋁翅片空氣換熱器(換熱面積74m2)；板式換熱器(換熱面積2. 38m2)；膨脹裝置采用DQ-EXP-1001 ；本實(shí)施例中使用的制冷劑是R744 (C02)。以上各部件均可采用傳統(tǒng)的C02熱泵系統(tǒng)的其它相同部件。本實(shí)施例的C02收集器的容積為18. 6L ；制冷劑分配器(電動(dòng)調(diào)節(jié)-一分二)采用DQ-C02DIS-1 ；溫度傳感器采用TEM-SEN-DQ-3 ；控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)(5寸觸摸屏操作、顯示系統(tǒng)配有壓力溫度異常保護(hù))1 套?？刂葡到y(tǒng)中的處理器中預(yù)設(shè)有按本發(fā)明方法通過(guò)常規(guī)程序編制工具編制的控制 程序。本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)熱泵對(duì)冷/熱能量平衡的方法包括以下步驟1)預(yù)先設(shè)定冷水換熱器水側(cè)出口溫度允許的溫度范圍為5 17°C ；2)C02熱泵系統(tǒng)工作時(shí),控制系統(tǒng)時(shí)實(shí)檢測(cè)冷水換熱器水側(cè)出口處的溫度；3)根據(jù)檢測(cè)到的溫度與預(yù)先設(shè)定的允許的溫度范圍的比較結(jié)果，控制制冷劑的流 向和流量，具體包括31)如果檢測(cè)到的溫度高于17°C,則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器,使制冷劑全部 流向冷水換熱器,冷水換熱器工作,而空氣換熱器停止；32)如果檢測(cè)到的溫度在所述允許的溫度范圍內(nèi)，則控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的溫度 與允許的溫度范圍的上限值的差值的大小調(diào)控制冷劑分配器，該差值越小，則制冷劑分配器控制流向冷水換熱器的流量減小,控制流向空氣換熱器的流量增大；33)如果檢測(cè)到的溫度等于或低于5°C，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器，使制冷劑 全部流向空氣換熱器，即空氣換熱器工作,而冷水換熱器停止。上述步驟3)也可在允許的溫度范圍中設(shè)置一中點(diǎn)溫度(本實(shí)施例取11/C )，具體 包括以下步驟310)如果檢測(cè)到的溫度高于17°C，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器，使制冷劑全部 流向冷水換熱器，冷水換熱器工作,而空氣換熱器停止；320)如果檢測(cè)到的溫度介于lit和17°C之間，則控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的溫度與 ire差值的大小調(diào)控制冷劑分配器,該差值越小,則制冷劑分配器控制流向冷水換熱器的 流量減小，控制流向空氣換熱器的流量增大；
330)如果檢測(cè)到的溫度等于或小于11°C，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器，使制冷 劑全部流向空氣換熱器，即空氣換熱器工作,而冷水換熱器停止。采用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及方法的試驗(yàn)效果如下試驗(yàn)條件環(huán)境溫度千球溫度19°C ；濕球溫度12°C給水溫度15°C ；熱水出水溫度60°C。壓縮機(jī)出口工作壓力13. 5MPa,運(yùn)行環(huán)境溫度范圍-10°C -43°C，熱水出水溫度范 圍45°C -90°C,冷凍水出水溫度范圍-5°C -17°C。表1.制熱量
入水溫度 15°C熱水流量 0.466m2/H
出水溫度60Γ制熱量 24. 5KW^
運(yùn)行時(shí)間 1小時(shí) 消耗功率 6. MKW · Il表2.制冷量
冷水換熱器水側(cè)出I19°c冷水流量3. 2m2/H
口初始水溫度
冷水換熱器水側(cè)冷5-17°C ^ΙΓΓδΚ
水出口溫度
運(yùn)行時(shí)間1小時(shí)消耗功率5. 62KW · H實(shí)際運(yùn)行情況描述機(jī)組開(kāi)始運(yùn)行設(shè)定在單制熱模式,此時(shí)機(jī)組通過(guò)空氣換熱器 利用空氣中的熱量加熱水,運(yùn)行6分鐘后機(jī)組穩(wěn)定,控制系統(tǒng)進(jìn)入自控程序,在運(yùn)行到7分 鐘時(shí)系統(tǒng)檢測(cè)到冷水溫度19°C高于設(shè)定溫度5-17°C的上限值，控制系統(tǒng)在2分鐘時(shí)間內(nèi)完 成了由單制熱模式向制熱/制冷一體化模式的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后3分鐘系統(tǒng)穩(wěn)定。在運(yùn)行到41 分鐘時(shí),系統(tǒng)檢測(cè)到冷凍出水溫度已在低限值，控制系統(tǒng)在2分鐘時(shí)間內(nèi)順利完成了由制熱/制冷一體化模式向單制熱模式的轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換后3分鐘系統(tǒng)穩(wěn)定。整個(gè)運(yùn)行和轉(zhuǎn)換過(guò)程 穩(wěn)定可靠。由運(yùn)行試驗(yàn)可以得出C02熱泵實(shí)現(xiàn)制熱/制冷一體化及制熱/制冷能量平衡的 這種方法的可行性,這種方法真正解決了冷、熱一體化供給以及用戶對(duì)冷熱量需求的不平 衡問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，極大地提高了能源利用率。
權(quán)利要求
一種制熱/制冷能量平衡的CO2熱泵系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括用管路連接成一制熱/制冷能量平衡回路的CO2壓縮機(jī)、熱水換熱器、膨脹裝置、冷劑分配器、空氣熱交換器；冷水換熱器，還包括控制系統(tǒng)、溫度傳感器；其中冷水換熱器與空氣換熱器在該回路中并聯(lián)；制冷劑分配器同時(shí)與空氣換熱器和冷水換熱器的制冷劑入口相連，所述溫度傳感器安裝在冷水換熱器水側(cè)的出口處，所述控制系統(tǒng)分別與溫度傳感器、制冷劑分配器相連；通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)制冷劑分配器開(kāi)度，以控制流入空氣換熱器或冷水換熱器制冷劑流量來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的制熱、制冷量達(dá)到制熱、制冷量的平衡；或通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)制冷劑分配器只流入空氣熱交換器實(shí)現(xiàn)單制熱，或只流入冷水熱交換器實(shí)現(xiàn)單制冷。
2.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于,該系統(tǒng)還包括一個(gè)C02收集器,該C02收集器 的進(jìn)氣口連接在所述冷水換熱器和空氣換熱器的共同出口端；C02收集器的出氣口與C02 壓縮機(jī)的輸入端口相連接。
3.如權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于，該C02收集器為一密封圓柱殼體，在密封圓柱 殼體頂部和底部設(shè)置有進(jìn)氣口和排氣口 ；在密封圓柱殼體內(nèi)設(shè)置有帶有通孔的隔板,在密 封圓柱殼體內(nèi)部設(shè)置有排氣管；排氣管的頂部處在隔板下方，排氣管的底部與排氣口相連 通；在排氣管上幵有回液孔和回油孔。
4.一種采用如權(quán)利要求1或2所述的C02熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制熱/制冷能量平衡的方法， 其特征在于，包括以下步驟2)C02熱泵系統(tǒng)工作時(shí)，控制系統(tǒng)時(shí)實(shí)檢測(cè)冷水換熱器水側(cè)出口處的溫度；3)根據(jù)檢測(cè)到的溫度與預(yù)先設(shè)定的允許的溫度范圍的比較結(jié)果，控制制冷劑的流向和 流量。
5.如權(quán)利要求4所述方法,其特征在于,所述的步驟3)具體包括31)如果檢測(cè)到的溫度高于允許的溫度范圍的上限值，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器， 使制冷劑全部流向冷水換熱器，冷水換熱器工作，而空氣換熱器停止；32)如果檢測(cè)到的溫度在所述允許的溫度范圍內(nèi)，則控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的溫度與允 許的溫度范圍的上限值的差值的大小調(diào)控制冷劑分配器，該差值越小，則制冷劑分配器控 制流向冷水換熱器的流量減小，控制流向空氣換熱器的流量增大；33)如果檢測(cè)到的溫度等于或低于允許的溫度范圍的下限值,則控制系統(tǒng)控制制冷劑 分配器,使制冷劑全部流向空氣換熱器，即空氣換熱器工作,而冷水換熱器停止。
6.如權(quán)利要求4所述方法,其特征在于,還包括在允許的溫度范圍中設(shè)置--中點(diǎn)溫度, 所述步驟3)具體包括以F步驟310)如果檢測(cè)到的溫度高于設(shè)定的允許的溫度范圍的上限值，則控制系統(tǒng)控制制冷劑 分配器，使制冷劑全部流向冷水換熱器,冷水換熱器工作,而空氣換熱器停止；320)如果檢測(cè)到的溫度介于中點(diǎn)溫度和允許的溫度范圍的上限值之間，則控制系統(tǒng)根 據(jù)檢測(cè)到的溫度與中點(diǎn)溫度差值的大小調(diào)控制冷劑分配器，該差值越小，則制冷劑分配器 控制流向冷水換熱器的流量減小，控制流向空氣換熱器的流量增大；330)如果檢測(cè)到的溫度等于或小于設(shè)定的中點(diǎn)溫度，則控制系統(tǒng)控制制冷劑分配器， 使制冷劑全部流向空氣換熱器，即空氣換熱器工作,而冷水換熱器停止。
7.如權(quán)利要求4或5所述方法，其特征在于，所述的設(shè)定的允許的溫度范圍為5-17°C溫度。
8.如權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，該中點(diǎn)溫度選取所述允許的溫度范圍中的意一溫度值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制熱/制冷能量平衡的CO2熱泵系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，屬于熱能轉(zhuǎn)換和利用領(lǐng)域；該系統(tǒng)該系統(tǒng)包括用管路連接成一制熱/制冷能量平衡回路的CO2壓縮機(jī)、熱水換熱器、膨脹裝置、冷劑分配器、空氣熱交換器；冷水換熱器，還包括控制系統(tǒng)、溫度傳感器；其中冷水換熱器與空氣換熱器在該回路中并聯(lián)；控制系統(tǒng)分別與溫度傳感器、制冷劑分配器相連；該方法包括預(yù)先設(shè)定冷水換熱器水側(cè)出口溫度允許的溫度范圍；CO2熱泵系統(tǒng)工作時(shí)，控制系統(tǒng)時(shí)實(shí)檢測(cè)冷水換熱器水側(cè)出口處的溫度；根據(jù)檢測(cè)到的溫度與預(yù)先設(shè)定的允許的溫度范圍的比較結(jié)果，控制制冷劑的流向和流量。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)有效平衡制熱/制冷量。
文檔編號(hào)F25B49/02GK101832684SQ20101014725
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者張信榮, 杜培儉 申請(qǐng)人:昆明東啟科技股份有限公司