非共沸混合工质热泵系统及其控制方法与流程

本发明涉及热泵，特别是涉及一种非共沸混合工质热泵系统及其控制方法。

背景技术：

1、随着科技的发展和人们生活水平的提高，热泵技术在家庭和工业领域的应用日益广泛。由于热泵系统中热源与热汇温度变化范围较大，传统单一工质已经很难满足使用要求，如建筑领域超低环温制热及工业领域超高水温制热。非共沸混合工质可以根据应用场合灵活选取工质组元及比例，加大热源与热汇温差，从而适应特定应用场合的大温跨需求。

2、然而，将非共沸混合工质应用于传统热泵系统时，通常需借助四通阀进行逆向化霜，从而导致热泵系统流路复杂且存在化霜效率低的问题。

技术实现思路

1、本发明所解决的技术问题是要提供一种非共沸混合工质热泵系统，其有效地解决了非共沸混合工质应用于热泵时化霜效率低的技术问题。

2、上述技术问题通过以下技术方案进行解决：

3、一种非共沸混合工质热泵系统，包括：

4、压缩机和与所述压缩机连接并分别形成回路的冷媒循环回路，所述冷媒循环回路上沿冷媒流向依次设有冷凝器、第一节流装置、储液器和蒸发器；

5、所述储液器设置有冷媒进口、第一冷媒出口和第二冷媒出口，所述冷媒进口与所述第一节流装置连接，所述第一冷媒出口与所述蒸发器的进口连接，所述第二冷媒出口通过旁通管路与所述蒸发器的进口连接，所述旁通管路上设置有电控阀。

6、本发明所述的非共沸混合工质热泵系统与背景技术相比，具有的有益效果为：当非共沸混合工质热泵系统进行化霜时，打开电控阀并使得第一节流装置的开度最大，非共沸混合工质从压缩机排出后进入冷凝器进行冷却，冷却后的非共沸混合工质进入第一节流装置节流，节流后的非共沸混合工质进入储液器；在储液器中，大部分气态工质从第二冷媒出口排出并进入旁通管路，并通过电控阀输送至蒸发器进行冷凝，然后回到压缩机完成化霜循环。在化霜循环过程中，由于第一节流装置的开度调整至最大，节流效果弱，因此非共沸混合工质流经第一节流装置后温度仍旧压力较高、温度较高，且根据非共沸混合工质的特性，在流经冷凝器后，低沸点工质大部分为气态，高沸点工质大部分为液态，因此气态工质中低沸点组分占比较大，即实际参与整个化霜循环的冷媒组分相比制热循环低沸点组分占比较大，且由于低沸点工质密度大于高沸点工质密度，使得化霜循环中工质高压提高、质量流量加大，最终使得压缩机做功更大，即蒸发器化霜的冷凝散热量更大，从而有效地提升了非共沸混合工质热泵系统的化霜效果；且无需采用四通阀进行逆向换热化霜，提高制热舒适性的同时，简化了非共沸混合工质热泵系统的流路，从而降低成本。

7、在其中一个实施例中，还包括：

8、回热器，所述回热器具有相互换热的第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道接入所述第一冷媒出口与所述蒸发器的进口之间，所述第二换热通道接入所述蒸发器的出口与所述压缩机的回气口之间；

9、第二节流装置，所述第二节流装置接入所述第一换热通道的出口与所述蒸发器的进口之间。

10、在其中一个实施例中，所述第一节流装置和所述第二节流装置均为膨胀阀。

11、在其中一个实施例中，所述冷媒循环回路上还设有气液分离器，所述气液分离器设置在靠近所述压缩机的回气口处。

12、在其中一个实施例中，还包括蒸发器风机，所述蒸发器风机用于驱使空气流经所述蒸发器。

13、另一方面，本发明还提供一种非共沸混合工质热泵系统的控制方法，应用于所述的非共沸混合工质热泵系统，所述控制方法包括：

14、获取蒸发器出口温度te，将所述蒸发器出口温度te与第一目标温度ts1比较，得到第一判定结果；

15、获取环境温度ta，计算所述环境温度ta与所述蒸发器出口温度te之间的差值，将所述差值与目标温差ds比较，得到第二判定结果；

16、基于所述第一判定结果和所述第二判定结果，控制第一节流装置和电控阀动作。

17、本发明所述的非共沸混合工质热泵系统的控制方法与背景技术相比，具有的有益效果为：根据获取的蒸发器出口温度te与第一目标温度ts1的第一判定结果，结合获取的环境温度ta，计算环境温度ta与蒸发器出口温度te的差值，并得到差值与目标温差ds的第二判定结果，通过第一判定结果和第二判定结果控制各阀开闭以及各设备的启停，从而控制非共沸混合工质热泵系统在制热模式和化霜模式之间切换，可以有效地提高非共沸混合工质热泵系统的制热性能，同时还可以使得非共沸混合工质热泵系统具有较高的化霜效果。

18、在其中一个实施例中，所述基于所述第一判定结果和所述第二判定结果，控制第一节流装置和电控阀动作，包括：

19、响应于所述第一判定结果为te≤ts1且所述第二判定结果为(ta-te)≥ds，控制所述电控阀和所述第一节流装置处于开启状态，并控制所述第一节流装置开启至最大开度；

20、响应于所述第一判定结果为te＞ts1且所述第二判定结果为(ta-te)＜ds，所述第一节流装置处于开启状态，所述电控阀处于关闭状态。

21、在其中一个实施例中，在所述冷媒循环回路上设置有回热器和第二节流装置，所述回热器具有相互换热的第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道接入所述第一冷媒出口与所述蒸发器的进口之间，所述第二换热通道接入所述蒸发器的出口与所述压缩机的回气口之间；所述第二节流装置接入所述第一换热通道的出口与所述蒸发器的进口之间；所述非共沸混合工质热泵系统还包括用于驱使空气流经所述蒸发器的蒸发器风机；

22、所述方法还包括：

23、响应于所述第一判定结果为te≤ts1且所述第二判定结果为(ta-te)≥ds，控制所述蒸发器风机以及所述第二节流装置处于关闭状态，控制所述电控阀和所述第一节流装置处于开启状态，并控制所述第一节流装置开启至最大开度；

24、响应于所述第一判定结果为te＞ts1且所述第二判定结果为(ta-te)＜ds，控制所述蒸发器风机、所述第一节流装置和所述第二节流装置均处于开启状态，控制所述电控阀处于关闭状态。

25、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

26、响应于所述热泵系统处于制热模式，获取所述第一节流装置和所述第二节流装置的目标调节步数；

27、基于所述目标调节步数调节所述第一节流装置和所述第二节流装置的开度；

28、控制所述第一节流装置和所述第二节流装置以调节后的开度工作。

29、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

30、响应于所述热泵系统处于化霜模式，检测所述蒸发器出口温度te，将所述蒸发器出口温度te与第二目标温度ts2比较，得到第三判定结果；

31、响应于所述第三判定结果为te≥ts2，控制所述蒸发器风机、第一节流装置和第二节流装置开启，并控制所述电控阀关闭，以切换至所述制热模式；

32、响应于所述第三判定结果为te＜ts2，所述蒸发器风机和所述第二节流装置维持关闭状态，所述电控阀和所述第一节流装置维持开启状态，以维持所述化霜模式。