[发明专利]一种带防冻保护的低温环境热泵系统及其防冻方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气能热泵供暖系统，特别的，涉及一种带防冻保护的低温环境热泵系统及其防冻方法。

背景技术

空气能热泵供暖系统的主要工作过程是利用压缩机对冷媒体压缩，使冷媒体温度升高，再利用换热器将冷媒体的热量传递给室内供暖管路中的水，使低温水升温成热水，通过热水对室内进行供暖；由于系统主机内的换热器和室外的部分管道在低温环境下过一段时间不使用就容易结冰而冻裂设备管道，为了防止管路冻裂，目前大部分生产商采用的防冻措施都是在水中加防冻液防止冻坏设备，但是大部分的防冻剂对设备都有腐蚀，使设备的使用寿命缩短，因此，现有技术中需要一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种带防冻保护的低温环境热泵系统及其防冻方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种带防冻保护的低温环境热泵系统，包括热泵主机1、连接管路一2、连接管路二3、热水循环泵4、缓冲水箱5与防冻阀6，所述连接管路一连接在热泵主机进水口与缓冲水箱出水口之间，缓冲水箱的进水口与室内供暖管路出水口连接，所述连接管路二连接在热泵主机出水口与室内供暖管路进水口之间，所述热水循环泵设置在连接管路一上，热水循环泵作为室内供暖管路的循环动力源，所述防冻阀6包括设置在热泵主机进水口与热水循环泵出水口之间的防冻阀一61和/或设置在热水循环泵进水口与缓冲水箱出水口之间的防冻阀二62，防冻阀一及防冻阀二的进水口均与连接管路一连通，且防冻阀一与防冻阀二的出水口位置均低于缓冲水箱。

进一步的，所述带防冻保护的低温环境热泵系统还包括手动阀7，所述防冻阀一的出水口和/或防冻阀二的出水口与手动阀的进水口连接。

优选的，所述缓冲水箱底部设有排污口，排污口处连接设置有排污阀51。

优选的，所述缓冲水箱为带隔热层的保温水箱。

优选的，所述缓冲水箱顶部设置有补水口与排气口，补水口与市政供水管路8连接，排气口处连接有自动排气阀9。

优选的，所述连接管路一上设置有过滤器一21，所述市政供水管路上设置有过滤器二81。

进一步的，所述带防冻保护的低温环境热泵系统还包括温度传感器一、温度传感器二与温度传感器三，所述温度传感器一设置在热泵主机进风口处并用于检测室外温度，所述温度传感器二设置在热泵主机出水口处或连接管路二上并用于检测出水温度，所述温度传感器三设置在缓冲水箱内并用于检测缓冲水箱内水温，温度传感器一、温度传感器二与温度传感器三均由热泵主机控制器电连接控制并向热泵主机控制器反馈温度信号。

根据所述带防冻保护的低温环境热泵系统，本发明还提供了一种热泵系统防冻方法，包括在热泵系统不对室内供暖时执行的以下步骤：

步骤S1)：当缓冲水箱内水温≤10℃且室外温度≤3℃时，热泵主机控制器控制热水循环泵开启，并控制热泵主机的压缩机启动，使水升温(即开启制热水供暖模式)，当缓冲水箱内水温＞10℃和/或室外温度＞3℃时，关闭压缩机，进入步骤S2；

步骤S2)：当出水温度≤3℃且室外温度≤2℃时，热泵主机控制器控制热水循环泵保持开启，当外界环境升温使出水温度≥5℃时，关闭热水循环泵，返回步骤S1。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明的热泵系统通过在缓冲水箱与热泵主机之间的连接管路上设置防冻阀，利用防冻阀在较高温度(如6℃)情况下关闭、较低温度(如2℃)情况下打开这一特性，在停电或热泵主机没有通电的情况下，使管路中的水在结冰前被排出管路，防止管路因内部结冰膨胀冻裂，简单实用，成体低，利于推广。

为提高防冻效果，可在热水循环泵进水口一端与出水口一端均设有防冻阀，利于彻底排净管路中的水，防冻阀的出口还连接有手动阀，在防冻阀出现故障或泄漏时代替防冻阀起保护作用，增强系统的稳定性与可靠性。

本发明的热泵系统防冻方法操作步骤简单，步骤S1主要对缓冲水箱进行防冻保护，步骤S2主要对管路进行防冻保护，在步骤S1的基础上对系统进行加强保护，提升可靠性。

本发明的热泵系统防冻方法利用系统自带的压缩机加热升温，无需增加额外的加热热源，简单实用，成体低，利于推广。

本发明的热泵系统防冻方法通过实时监测缓冲水箱中的水温来作为启动压缩机的界定条件，缓冲水箱中的水量较多，缓冲水箱中的水可及时升温，增强热泵系统的防冻可靠性。

本发明的热泵系统在通电时利用热泵系统自带的电控系统进行防冻保护，断电时，防冻阀保护，确保水系统低温环境不冻坏，稳定可靠，成本低，非常实用。