[发明专利]一种适应于寒冷地区气候的空气源热泵系统及控制方法

说明书

本发明涉及了一种适应于寒冷地区气候的空气源热泵系统及控制方法，属于制冷技术领域，该系统包括压缩机、室内换热器、集热装置、余热回收装置和室外换热器机组，压缩机、室内换热器、室外换热器机组循环连接；集热装置、室外换热器机组、余热回收装置顺序连接；室外换热器机组包括并联设置的至少两个室外换热器。在冬季供暖时，利用集热装置预热进入室内的空气；并在室外换热器结霜时，以室外空气为热源进行除霜。在夏季制冷时，利用余热回收装置收集室外换热器放出的热量制备热水。本发明既能适应寒冷地区气候，增强其低温适应性；又能防止或延缓室外换热器的结霜，保证其在全天候条件下高效运行；同时通过余热回收，提高了热泵的能源利用效率。

技术领域

本发明涉及一种空气源热泵系统，属于制冷技术领域。

背景技术

空气源热泵是以空气作为低位热源的能量提升装置。它以消耗一部分高位能为补偿，通过热力循环，把空气中贮存的不能直接利用的低位热能转换为可以利用的高位能。虽然消耗了一定量的高位能，但它所提供的热量是消耗的高位能与吸取的低位热量之和。因此，采用空气源热泵装置可以达到节能目的。但是空气源热泵的结霜问题和低温适用性问题导致其在很多地区运行效果并不理想。

当空气源热泵机组结霜运行时，随着霜层的增厚，空气源热泵将出现蒸发温度下降、制热量下降、风机性能衰减、电流增大等现象，严重时甚至烧毁压缩机。因此，需用周期性除霜解决这些问题。当空气源热泵应用于寒冷地区时，随着室外环境温度的降低，制冷剂质量流量下降，供热量急剧减少，压缩机排气温度随着压缩比的升高而急剧升高，使机组无法正常运行或运行可靠性降低，长期运行必然会严重损坏压缩机。

目前有关空气源热泵的研究基本上都是将热泵的低温适应性及结、除霜问题分开考虑，然而寒冷地区的空气源热泵系统可能同时面临着结霜和低温适用性问题。因此研究寒冷地区空气源热泵时应同时考虑两者，使空气源热泵系统既能适应寒冷地区气候，又能防止或延缓室外换热器的结霜，保证其在全天候条件下高效运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种适应于寒冷地区气候的空气源热泵系统及控制方法。在夏季，该系统可以利用室外换热器放出的热量制备热水；在冬季，该系统可以利用太阳能预热空气，增大空气源热泵系统高效运行的温度范围，并且可以在室外温度过低导致室外换热器结霜时，以室外空气为热源对结霜的换热器进行除霜，避免了因除霜而造成的室内环境恶化。

本发明的技术方案为：一种适应于寒冷地区气候的空气源热泵系统，包括压缩机、室内换热器、集热装置、余热回收装置和室外换热器机组，所述压缩机、室内换热器、室外换热器机组循环连接；所述集热装置、室外换热器机组、余热回收装置顺序连接；

所述室外换热器机组包括并联设置的至少两个室外换热器，任意一个室外换热器的一端通过并联设置的供流支路C和供流支路D与室内换热器的供流主路B相连，其另一端通过供流支路F与压缩机的供流主路A相连；其中一个室外换热器上连接的供流支路D与另一个室外换热器上连接的供流支路F之间通过供流支路E相连；

所述供流支路C上设有Ⅰ类阀门；所述供流支路D上设有Ⅰ类阀门和Ⅱ类阀门；所述供流支路E上设有Ⅰ类阀门和Ⅲ类阀门；所述供流支路F上设有Ⅰ类阀门；所述供流支路E的一端设于一个室外换热器上连接的供流支路D上的Ⅰ类阀门和Ⅱ类阀门之间，另一端设于另一个室外换热器上连接的供流支路F上的室外换热器和Ⅰ类阀门之间。

进一步，所述Ⅰ类阀门为电磁阀，所述Ⅱ类阀门为电子膨胀阀，所述Ⅲ类阀门为单向阀。

进一步，所述室外换热器机组还包括保温隔热罩，用于将多个室外换热器均置于其中，所述保温隔热罩的两端通过风机与集热装置和余热回收装置分别相连。

进一步，所述室内换热器、室外换热器为盘管式或蛇管式换热器。

进一步，所述集热装置为太阳能的渗透型空气集热装置。