[发明专利]使用混杂热源的热泵加热-冷却系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种使用包括空气、地下水、卤水和管线上加热器的混杂热源的热泵加热/冷却系统，包括：1)用于使冷却/加热介质压缩、冷凝、汽化和循环并与水制冷剂进行热交换的装置；2)用于在储热箱(E)中储存热能的装置；3)用于通过四路风机盘管单元(F)负担负荷的装置；和4)控制面板(10)，其中为了除去在蒸发器外侧上的霜，使蒸发器(D)暂停，并且将接收来自卤水热交换器(20)的地下水热并接收来自管线上加热器(40)的热的15℃～20℃温度下的卤水供应到安装在蒸发器周围的卤水供应管(C)以使在蒸发器外侧上的霜融化，然后在‑3℃～5℃的温度下排出，从而除去霜。

技术领域

本发明涉及一种使用混杂热源的热泵加热-冷却系统及其控制方法。更具体地，本发明涉及一种使用包括空气、地下水、卤水和管线上加热器的混杂热源来有效地对蒸发器进行除霜的热泵加热-冷却系统以及所述热泵加热-冷却系统的控制方法。

背景技术

通常，热泵用于在一个装置中进行加热和冷却。此外，在热泵中，利用制冷剂的冷凝热和/或蒸发热通过将热能从低温热源传递到环境高温空间或从高温热源传递到环境低温空间而可以进行加热和冷却。

因此，制冷剂的循环和/或热交换可以使热泵适于在负荷场所通过热交换来加热-冷却环境空间。当热泵在冬季用作加热装置时，可以通过在4个循环步骤的循环过程(即，制冷剂的压缩、冷凝和热交换、膨胀和蒸发)中的冷凝步骤中的热交换提供加热。为了操作热泵系统，需要压缩机、作为热交换器的冷凝器、膨胀阀和作为热交换器的蒸发器。

热泵中的4个循环步骤可以作如下解释。在压缩机中，低温汽相制冷剂被压缩成高温和高压汽相制冷剂。在将其转移到冷凝器中之后，压缩的制冷剂通过与环境空气的热交换或热传递而被冷凝。在冷凝器中进行热交换之后，制冷剂的相被转换成液相。在膨胀阀处，调节液相制冷剂的流量并将其喷射到蒸发器中。然后，制冷剂通过吸收环境热能而被蒸发。因此，制冷剂的蒸发引起环境空间的冷却，这可能导致在蒸发器的外表面上产生霜。

最后，来自蒸发器的低温汽相的制冷剂被引入压缩机中，在那里重新开始并重复循环步骤。

在冷却的循环步骤中，蒸发器的外表面温度变低，原因是吸收了环境热能用于蒸发。此外，其也引起从附着在蒸发器外侧的水分转化成的霜的形成。

在蒸发器的外表面上生成的霜随着时间逐渐变厚，这导致蒸发器的热交换效率的下降。因此，热泵系统需要过多的功率消耗。

在本申请人之前的名称为‘用于温室的使用地下水加热和冷却的热泵设备’的韩国专利No.10-1351826中公开了用于向温室提供加热-冷却的热泵加热-冷却系统的基本结构和机制。

该专利中公开的用于温室的热泵加热-冷却系统的结构和机制可以作如下解释。

所述用于温室的热泵加热-冷却系统可以包括以下4个基本部分：

1)用于通过水-制冷剂热交换器(B)产生热能并将热能传递到储热部的热能源部，其中热能源部包括用于压缩制冷剂的压缩机(A)、用于将热能传递到储热部的冷凝器和水-制冷剂热交换器(B)、用于调节制冷剂的温度的蒸发器(D)；

2)包含储热箱(E)的储热部，其中通过水-制冷剂热交换器(B)供应来自热能源部的热能并储存，并且将水用作储热介质；

3)在储热部和热负荷部之间的第二热交换部分，其中在第二热交换器(F)中进行第二热交换以向热负荷部提供热能；和

4)向温室的负荷场所提供加热的热负荷部(G)。

在该热泵系统中，为了通过冷凝器和热交换器(C)调节和控制水-制冷剂热交换器(B)的热能，可以提供地下水的热能。此外，在加热温室时储热箱(E)的温度必须控制在60～90℃，并且在冷却温室时必须控制在8～13℃。

由于仅通过空气和地下水的热能的热交换提供热能，所以热能可能不足以操作该热泵系统。