一种新型变频控制家庭地源热泵空调系统装置的制作方法

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种新型变频控制家庭地源热泵空调系统装置。

背景技术：

能源是人类生存和社会发展必需的物质基础，进入二十一世纪，能源紧缺已经成为各国经济发展的世界性难题。目前，建筑物的能耗约占全国能耗的1/3，而在公共建筑(特别是大型商场、高档旅馆酒店、高档办公楼等)的全年能耗中，大约50％-60％消耗于空调制冷与采暖系统，基于我国的基本国情和经济状况，长期以来我国一直以煤采暖为主，北方地区污染严重、能源利用效率低，发展地源热泵技术是减少环境污染、确保能源安全的重要保障，目前，用可再生能源逐步替代常规能源是一个世界趋势，随着我国《可再生能源法》的颁布，大力加快发展可再生能源是落实国家提出的“建设节约型社会，发展循环经济”方针的主要手段之一。地源热泵供暖空调系统通过吸收大地的能量，再由热泵机组向建筑物供冷供热，可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校、医院等建筑物，是可再生能源在建筑中应用的重要组成部分。

现有技术中，主要为定频风机盘管散热器，对地源热泵供暖技术无法实现与主机联控，不能做到进一步节约耗能，或者有些实施起来成本高，无法普及应用，同时该技术更未在户式空调中得到应用。

技术实现要素：

为此，本发明要解决的技术问题是克服现有技术中利用地源热泵供暖时存在的上述不足，进而提供一种新型变频控制家庭地源热泵空调系统装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型变频控制家庭地源热泵空调系统装置，其包括由地源热泵中央空调主机和变频风机盘管散热器末端设备两部分组成，所述家庭地源热泵中央空调主机通过管道与变频风机盘管散热器末端设备连接，所述管道内部载冷剂为纯净水与乙二醇防冻液组合成的混合液体，所述混合液体中纯净水与乙二醇防冻液的质量比为1:4。

优选的，所述地源热泵中央空调主机由板式冷凝器、板式蒸发器、井水侧循环泵、井水侧流量保护开关、空调侧循环水泵、空调侧流量保护开关及第一温度传感器组成，所述第一温度传感器分别安装在所述板式冷凝器的进出水口和所述板式蒸发器的进出水口处，所述板式冷凝器与所述井水侧循环泵、所述井水侧流量保护开关之间通过导管连接，所述板式蒸发凝器与所述空调侧循环泵、所述空调侧流量保护开关之间也通过导管连接。

优选的，所述的变频风机盘管散热器末端设备由贯流叶轮、直流变频电机、表冷器、双温双控变频控制器、外壳组成，所述贯流叶轮与所述直流变频电机通过导向组件连接，所述表冷器盘管中间的水管上设置有第二温度传感器，所述变频风机盘管散热器末端设备回风侧设置有第三温度传感器，所述第二温度传感器和所述第三温度传感器均与所述双温双控变频控制器连接。

优选的，所述贯流叶轮包括若干个沿圆周方向均匀间隔设置的叶片和用于固定叶片的固定盘，所述叶片呈S型结构，所述叶片的一部分在径向延伸出所述固定盘的边沿，所述叶片的另一部分在径向位于所述固定盘的轴向投影内，所述固定盘的边沿开设有用于容纳固定所述叶片的弧形孔。

优选的，所述叶片的在径向延伸出所述固定盘部分的弧长大于位于所述固定盘轴向投影内的弧长。

优选的，所述叶片的在径向延伸出所述固定盘部分的弧长与位于所述固定盘轴向投影内的弧长的比值为1.5-2.5。

优选的，所述叶片的两段弧的切点位于所述固定盘的圆周线上。

优选的，所述叶片的在径向位于所述固定盘的轴向投影内的部分的导流表面涂覆有一层硅胶层。

优选的，从所述地源热泵中央空调主机至所述变频风机盘管散热器末端设备之间的所述管道上依次设置有金属软管连接器、压力表、水路截止阀。

本发明的有益效果：

本发明的新型变频控制家庭地源热泵空调系统装置通过变频风机盘管散热器末端设备控制主机水温，使主机设备运行在最高能效工况条件下，解决家庭中央空调系统的高能耗问题，且运行过程平稳、安全、噪音较小。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的新型变频控制家庭地源热泵空调系统装置的结构示意图；

图2是本发明的变频风机盘管散热器末端设备的结构示意图；

图3是本发明的贯流叶轮的端面视图；

图4是本发明的贯流叶轮上叶片的结构示意图；

图5是制热模式下风机转速与出水温度的线性关系图；

图6是制冷模式下风机转速与出水温度的线性关系图。

图中附图标记表示为：

1-地源热泵中央空调主机；10-管道；11-金属软管连接器；12-压力表；13-水路截止阀；2-变频风机盘管散热器末端设备；3-贯流叶轮；31-叶片；32-固定盘；33-弧形孔；34-硅胶层；4-直流变频电机；5-表冷器；6-双温双控变频控制器；7-导向组件；8-外壳。

具体实施方式

参见图1，一种新型变频控制家庭地源热泵空调系统装置，其包括由地源热泵中央空调主机1和变频风机盘管散热器末端设备2两部分组成，所述家庭地源热泵中央空调主机1通过管道10与变频风机盘管散热器末端设备2连接，从所述地源热泵中央空调主机1至所述变频风机盘管散热器末端设备2之间的所述管道上依次设置有金属软管连接器11、压力表12、水路截止阀13，所述管道10内部载冷剂为纯净水与乙二醇防冻液组合成的混合液体，所述混合液体中纯净水与乙二醇防冻液的质量比为1:4，该混合液体的冰点温度为-10.7℃。本发明的新型变频控制家庭地源热泵空调系统装置通过变频风机盘管散热器末端设备控制主机水温，使主机设备运行在最高能效工况条件下，解决家庭中央空调系统的高能耗问题，且运行过程平稳、安全。所述地源热泵中央空调主机1由板式冷凝器、板式蒸发器、井水侧循环泵、井水侧流量保护开关、空调侧循环水泵、空调侧流量保护开关及第一温度传感器组成，所述第一温度传感器分别安装在所述板式冷凝器的进出水口和所述板式蒸发器的进出水口处，所述板式冷凝器与所述井水侧循环泵、所述井水侧流量保护开关之间通过导管连接，所述板式蒸发凝器与所述空调侧循环泵、所述空调侧流量保护开关之间也通过导管连接。

参见图2，所述的变频风机盘管散热器末端设备2由贯流叶轮3、直流变频电机4、表冷器5、双温双控变频控制器6、外壳8组成，所述贯流叶轮3与所述直流变频电机4通过导向组件7连接，所述表冷器5盘管中间的水管上设置有第二温度传感器，所述变频风机盘管散热器末端设备2回风侧设置有第三温度传感器，所述第二温度传感器和所述第三温度传感器均与所述双温双控变频控制器6连接。

参见图3-4，所述贯流叶轮3包括若干个沿圆周方向均匀间隔设置的叶片31和用于固定叶片31的固定盘32，所述叶片31呈S型结构，所述叶片31的一部分(参见图3中A段弧)在径向延伸出所述固定盘32的边沿，所述叶片31的另一部分(参见图3中B端弧)在径向位于所述固定盘32的轴向投影内，所述固定盘32的边沿开设有用于容纳固定所述叶片31的弧形孔33。本发明的贯流叶轮上的叶片采用S型结构实际，相比传统的半圆弧形叶片，其鼓风效果更好，且噪音低，并能减小贯流叶轮内部的涡流强度。

为了进一步提高叶片的鼓风效率并降低风噪，所述叶片31的在径向延伸出所述固定盘32部分的弧长(A段弧)大于位于所述固定盘32轴向投影内的弧长(B段弧)。所述叶片31的在径向延伸出所述固定盘32部分的弧长与位于所述固定盘32轴向投影内的弧长的比值为1.5-2.5。

为了便于安装叶片，并增强叶片31的安装稳定性，所述叶片31的两段弧(图3中A段弧与B段弧的交界处)的切点位于所述固定盘32的圆周线上。

为了优化进而贯流叶轮3内部的风的流向，提高风流的平稳性，所述叶片31的在径向位于所述固定盘32的轴向投影内的部分导流表面涂覆有一层硅胶层34。

本发明的双温双控变频控制器的控制逻辑为：

1.制热模式：设定温度ST，房间温度RT，空调出水温度WT，ΔT＝ST-RT，当WT<25℃，停风盘，当WT≧25℃且ST-RT>℃风机转速与空调出水温度呈图5所示的线性关系，在此调节过程中，如果在30分钟内，水温没有上升到35℃，风速降低一个等级，假如在下一个30分钟内仍然没有上升35℃，风速再降低一个等级，依次类推。如果在一个30分钟内水温上升35℃，依次回复到原来风速等级。

当|ST-RT|≦2风机转速与ΔT下面线性关系，在水温给定的最大风速(R1)范围内，利用温差与最大风速R1线性关系调节风速，在恒温调节过程中，自动寻找恒温转速，尽可能做到恒温，不停转。

若ST+0.5>RT>ST-0.5，RT-ST＞2，风机转速200转，30min后依然RT-ST＞2风机停止转动。

2、制冷模式：ST<RT，室内风机转速与出水温度呈根据图6所述的线性关系，在此调节过程中，如果在30分钟内，水温没有下降到10℃，风速降低一个等级，假如在下一个30分钟内仍然没有下降10℃，风速再降低一个等级，依次类推。如果在一个30分钟内水温下降10℃，依次回复到原来风速等级。

当|ST-RT|≦2风机转速与ΔT下面线性关系。

在水温给定的最大风速(R1)范围内，利用温差与最大风速R1线性关系调节风速，在恒温调节过程中，自动寻找恒温转速，尽可能做到恒温，不停转。

当ST+0.5>RT>ST-0.5，ST-RT＞2，风机转速200转，30min后依然ST-RT＞2，风机停止转动。

3、风机手动模式：风机手动模式下：低速：风机转速400转，中速800转，高速1200转。风机不再依据水温调节。

上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，本领域技术人员应该明白，凡是依据上述原理及精神在本发明基础上的改进、替代，都应在本发明的保护范围之内。