变频风冷热泵冷热水系统及其控制方法和空调与流程

本发明涉及空调变频控制领域，特别是涉及变频风冷热泵冷热水系统及其控制方法和空调。

背景技术：

现有的风冷热泵冷(热)水机组中，主要采用定速压缩机和定速外风机，定其简单的结构，低廉的价格，较高的可靠性占领了大部分的市场，但随着国际社会对环境能源的重视，人们对空调舒适性的高要求，定速产品难以适应将来社会的发展趋势。现有的风冷热泵冷(热)水系统采用定速压缩机和风机难以实现国际社会要求的高季节能效，在实现低负荷运行时只能通过频繁启停压缩机，造成的水温波动也进一步影响了用户使用的舒适性。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种变频风冷热泵冷热水系统及其控制方法和空调，以解决风冷热泵(热)水机组变速运转的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提一种变频风冷热泵冷热水系统，其包括：变频压缩机组、室内换热器、室外换热器，三者串联构成制热回路或制冷回路；其中，所述变频压缩机组通过排气管路和回气管路与所述室内换热器、所述室外换热器相连；

所述室外换热器配有变频风机组；所述室内换热器的出水侧设置出水温度传感器；

所述变频压缩机组、所述变频风机组、所述出水温度传感器分别与控制器相连；

所述变频压缩机组包括两个以上相连的变频压缩机；所述变频风机组包括两个以上分别与室外换热器相连的变频风机。

在一些实施例中，优选为，所有所述变频压缩机并联。

在一些实施例中，优选为，所述变频压缩机组的排气管路上通过四通换向阀与所述室内换热器相连构成制热回路，或与室外换热器相连构成制冷回路。

在一些实施例中，优选为，所述回气管路上设置气液分离器。

在一些实施例中，优选为，所述室内换热器和所述室外换热器之间的管路与所述排气管路间设置热气旁通，所述热气旁通上设置热气旁通电磁阀。

在一些实施例中，优选为，在制冷模式下，当所述室内换热器和所述室外换热器之间的管路中压力低于设定阈值时，所述热气旁通电磁阀开启。

在一些实施例中，优选为，所述室内换热器和所述室外换热器之间的管路上设置压力传感器。

在一些实施例中，优选为，所述排气管路上设置油分离器；所述油分离器的分离气体出口向所述制热回路或所述制冷回路供气，所述油分离器的分离油出口接入每一个所述变频压缩机。

在一些实施例中，优选为，所述分离油出口和所述变频压缩机之间设置一个以上的毛细回流管，其中至少一个所述毛细回流管上设置单通电磁阀。

在一些实施例中，优选为，所述单通电磁阀为间断性开启。

在一些实施例中，优选为，所述分离油出口与所述排气管路间设置热气旁通，热气旁通上设置热气旁通电磁阀。

本发明还提供了一种空调，其包括所述的变频风冷热泵冷热水系统。

本发明还提供了一种所述变频风冷热泵冷热水系统的控制方法，其包括：

在制热回路或制冷回路中，检测室内换热器的出水温度；

将所述出水温度与设定阈值进行比较；当所述出水温度小于所述设定阈值时，则提高变频压缩机组中变频压缩机及室外换热器变频风机组中变频风机的频率；当所述出水温度大于所述设定阈值时，则降低变频压缩机组中变频压缩机及室外换热器变频风机组中变频风机的频率。

在一些实施例中，优选为，当处于制冷模式时，启动制冷回路，所述控制方法还包括：

检测所述室内换热器和所述室外换热器之间管路的压力值；

当所述压力值小于压力阈值时，启动热气旁通电磁阀，自排气管路向所述室内换热器和所述室外换热器之间的管路供气。

在一些实施例中，优选为，所述的控制方法还包括：

在所述变频压缩机组排出的气体向所述室内换热器或室外换热器供应前，对所述变频压缩机组排出的气体进行油分离，分离油通过一个以上的毛细回流管返回每一个变频压缩机；

部分毛细回流管上设置电磁阀，所述电磁阀间断性开启。

(三)有益效果

本发明提供的技术方案，采用变频压缩机组和变频风机组的配合，变频压缩机组由两个以上的变频压缩机组成，比如2个；变频风机也是由两个以上的变频风机组成，比如2个；可增大变频运行的效果。结合室内换热器的出水温度，确定变频压缩机的变频运作方式，以适应高负荷、低负荷等情况下的稳定调节，形成相对连续的水温波动，提高了用户使用的舒适性。

另一方面，室内换热器和室外换热器之间的管路与排气管路间设置热气旁通，以调节低负荷运转时，室内换热器和室外换热器之间的压力过低问题。

另一方面，在排气管路上设置油分离器，能够对低负荷运转时，调节回油不良的问题。

附图说明

图1为本发明一个实施例中变频风冷热泵冷热水系统示意图；

图2为本发明一个实施例中空调示意图。

附图标注：

1变频压缩机；2室外换热器；3室内换热器；4变频风机；5节流阀；6油分离器；7热气旁通；8热气旁通电磁阀；9高压开关；10低压开关；11毛细回流管；12回油温度传感器；13气液分离器；T4环境温度传感器；T3风侧换热器管温传感器；Tz风侧换热器出口温度传感器；Tin进水温度传感器；Tout出水温度传感器；T6防冻温度传感器；T7C1、T7C2排气温度传感器；TL回气温度传感器；SV4单通电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

由于目前低负荷、高负荷空调运转中机械对变频压缩机启停，造成调节不连贯，用户感觉不舒适的问题，本发明给出变频风冷热泵冷热水系统及其控制方法和空调。

下面将通过基础设计、扩展设计及替换设计对产品、方法等进行详细描述。

一种空调变频风冷热泵冷热水系统，如图1所示，其主要由变频压缩机组(由两个以上的变频压缩机1组成，在本实施例中以2个为例)、室内换热器3、室外换热器2构成，其中变频压缩机、室内换热器3(水侧换热器)、室外换热器2(风侧换热器)三者构成制冷模式或制热模式的串联循环通路，即制冷回路或制热回路。制热模式下(制热回路)，变频压缩机排出的高温高压气体首先进入室内换热器3(充当冷凝器，执行冷凝功能)，换热，室内空气被升温，被冷凝后的冷媒进入室外换热器2(充当蒸发器，执行蒸发功能)，蒸发后气体回到变频压缩机，被压缩为高温高压气体，实现一个制热循环。制冷模式下(制冷回路)，变频压缩机排出的高温高压气体首先进入室外换热器2(充当冷凝器，执行冷凝功能)，被冷凝后的冷媒进入室内换热器3(充当蒸发器，执行蒸发功能)，换热，室内空气被降温，蒸发后的气体回到变频压缩机，被压缩为高温高压气体，实现一个制冷循环。

为了方便实时采集各处温度，方便调节，变频压缩机设置变频压缩机顶部温度传感器，排气管路在接近变频压缩机排气口处设置排气温度传感器T7C1、T7C2，在室外换热器2上设置环境温度传感器T4和风侧换热器管温传感器T3，在室内换热器3和室外换热器2之间的管路靠近室外换热器2处还设置了风侧换热器出口温度传感器Tz，室内换热器3的进水口处设置进水温度传感器Tin，出水口处设置出水温度传感器Tout，室内换热器3内还设置了防冻温度传感器T6，回气管路上设置回气温度传感器TL。上述各种温度传感器均与控制器相连。排气管路上还设置了高压开关9，回气管路上还设置了低压开关10。

在一些实施例中，变频压缩机以并联的方式连接，所有变频压缩机排出的气都直接进入排气管路；回气管路中的低压气体同时向每一个变频压缩机输送。

其中，在制热回路或制冷回路中共用排气管路和回气管路，变频压缩机1通过排气管路和回气管路与室内换热器3、室外换热器2相连；室外换热器配有变频风机组，变频风机组由两个以上的变频风机组成，本实施例中以2个为例，为了实现对变频风机4和变频压缩机1的变频控制，室内换热器3的出水侧设置出水温度传感器Tout，变频压缩机1、变频风机4、出水温度传感器Tout分别与控制器相连，控制器接收出水温度值后，根据该出水温度值和设定温度阈值，判断如何调节运行频率。(具体调节方法，参见下文的控制方法)。

上文提到的排气管路、回气管路均通过四通换向阀与室内换热器3、或室外换热器2相连，构成制热回路或制冷回路。在一些实施例中，为了提高回气效果，在回气管路上设置气液分离器13。

基于变频压缩机1、变频风机4在制冷模式，低负荷下运行时，室内换热器3和室外换热器2之间的管路容易出现制冷节流后气压较低的情况，为了避免这种情况，在该管路与排气管路间设置热气旁通7，热气旁通7上设置热气旁通电磁阀8。一旦检测到室内换热器3和室外换热器2之间的气压较低，开通热气旁通电磁阀8，以实现有效气压补充。即在制冷模式下，当室内换热器3和室外换热器2之间的管路中压力低于设定阈值时，热气旁通电磁阀8开启。

为了有效获取室内换热器3和室外换热器2之间的管路的气压值，在该管路上的节流阀5出口处设置压力传感器。另外，室内换热器3和室外换热器2之间的管路上，在节流阀5所在位置设置毛细管，毛细管的两端，接入节流阀5的进口和出口，等同于跨过节流阀5。

考虑到在低负荷运转的过程中经常出现回油不良的问题，因此，排气管路上设置油分离器6；油分离器6的分离气体出口向制热回路或制冷回路供气，油分离器6的分离油出口接入每一个变频压缩机1。

为了将分离后的油重新送回变频压缩机，在分离油出口和变频压缩机1之间设置一个以上的毛细回流管11，其中部分毛细回流管11为畅通状态，一直保持畅通的毛细回流管有均匀分配到每一个变频压缩机，向对应的变频压缩机回油；另一些毛细回流管11为间断开启，通过单通电磁阀SV4控制。单通电磁阀SV4为间断性开启。比如：周期性开启。毛细回流管上还可以设置回油温度传感器12。

在一些实施例中，当油分离和热气旁通7同时存在时，分离油出口与排气管路间设置热气旁通7，热气旁通7上设置热气旁通电磁阀8。

将上述变频风冷热泵冷热水系统应用于空调，如图2所示，将得到新型的空调。

下面结合上文提到的变频风冷热泵冷热水系统给出一种控制方法，其步骤包括：

步骤110，在制热回路或制冷回路中，检测室内换热器的出水温度；

步骤120，将出水温度与设定阈值进行比较；

当出水温度小于设定阈值时，则提高变频压缩机组中变频压缩机及室外换热器变频风机组中变频风机的频率；当出水温度大于设定阈值时，则降低变频压缩机组中变频压缩机及室外换热器变频风机组中变频风机的频率。

比如：设定温度值为7℃，当出水温度大于7℃时，降低变频压缩机和变频风机的运转频率，当出水温度小于7℃时，提高变频压缩机和变频风机的运转频率。

另外，在接收制冷或制热模式的选择后，会进入相应的模式运行，当处于制冷模式时，启动制冷回路，此时，除了执行步骤110和步骤120外，尤其启动低频运行时，还需要进行如下步骤：

步骤200，检测室内换热器和室外换热器之间管路的压力值；

当压力值小于压力阈值时，启动热气旁通电磁阀，自排气管路向室内换热器和室外换热器之间的管路供气。

另外，在制热模式或制冷模式下，在低频运行时，结合油分离器，在变频压缩机排出的气体向室内换热器或室外换热器供应前还需要进行如下步骤：

步骤300，对变频压缩机组排出的气体进行油分离，分离油通过一个以上的毛细回流管返回每一个变频压缩机；部分毛细回流管直接将分离油送入变频压缩机，部分毛细回流管上设置电磁阀，电磁阀间断性开启。

步骤310，在制冷模式下，检测室内换热器和室外换热器之间管路的压力值；

该步骤基于在油分离器的排气出口和室内换热器(水冷换热器)与室外换热器(风冷换热器)连接通路之间的热气旁通。

当压力值小于压力阈值时，启动热气旁通电磁阀，自排气管路向室内换热器和室外换热器之间的管路供气。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。