热泵系统控制方法、热泵系统及空调

摘要

本发明公开了一种热泵系统控制方法、热泵系统及空调。所述控制方法包括：根据要与冷媒进行热量交换的热回收介质的温度判断是否允许运行热回收模式，和/或，在允许运行热回收模式时，根据要与冷媒进行热量交换的热回收介质的温度控制所述冷媒循环回路中的压缩机的启停。本发明提供的热回收装置控制方法，通过热回收介质温度控制是否允许运行热回收模式以及压缩机是否停机。通过主动禁止热回收装置运行，或者，主动关闭压缩机，避免由于换热介质温度过高或过低对热泵系统运行的稳定性造成影响，或者使压缩机出现反复启停的情况。既可以保证热泵系统运行的稳定性及舒适性，又能够保证热回收功能的稳定性，为用户提供生活用热水。

权利要求

1.一种热泵系统的控制方法，其特征在于，所述热泵系统包括冷媒循环回路和热回收装置，当所述热泵系统运行热回收模式时，所述冷媒循环回路中的冷媒与所述热回收装置的热回收介质进行热量交换，所述控制方法包括：根据要与冷媒进行热量交换的热回收介质的温度判断是否允许运行热回收模式，在允许运行热回收模式时，根据要与冷媒进行热量交换的热回收介质的温度控制所述冷媒循环回路中的压缩机的启停，若要与冷媒进行热量交换的所述热回收介质的温度低于第二阈值，首先将所述压缩机关闭，当持续预定时间后将所述压缩机打开并运行热回收模式。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，若要与冷媒进行热量交换的所述热回收介质的温度高于或等于第一阈值，不允许所述热泵系统运行热回收模式，若要与冷媒进行热量交换的所述热回收介质温度低于第一阈值，允许所述热泵系统运行热回收模式。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，当所述热泵系统运行热回收模式时，所述热回收介质能够与由所述冷媒循环回路的压缩机流向冷凝器的冷媒进行热量交换。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述第一阈值为所述压缩机的排气温度。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，将所述压缩机关闭后，当满足如下条件中的任一时将所述压缩机打开：持续预定时间；

排气温度和要与冷媒进行热量交换的热回收介质的温度之差在预定范围内。

6.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于，所述预定时间为5-10分钟；和/或，所述第二阈值为28℃-32℃。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，若要与冷媒进行热量交换的所述热回收介质的温度高于或等于第二阈值且低于第一阈值，所述热泵系统运行热回收模式时，所述压缩机持续运行。

8.一种热泵系统，其特征在于，包括冷媒循环回路和热回收装置，当所述热泵系统运行热回收模式时，所述冷媒循环回路中冷媒流经所述热回收装置，并在所述热回收装置内与热回收介质进行热量交换，所述热泵系统采用如权利要求1至7任一项所述的控制方法运行。

9.根据权利要求8所述的热泵系统，其特征在于，所述热回收装置包括换热装置和驱动装置，所述换热装置包括第一换热流路和第二换热流路，所述第一换热流路与所述第二换热流路之间能够进行换热，所述第一换热流路设置于所述冷媒循环回路上，当所述热泵系统运行热回收模式时，所述热回收介质能够在所述驱动装置的作用下流经所述第二换热流路。

10.一种空调，其特征在于，包括权利要求8或9所述的热泵系统。

11.根据权利要求10所述的空调，其特征在于，所述空调为风冷螺杆机组、屋顶机或模块机。

说明书

热泵系统控制方法、热泵系统及空调

技术领域

[0001] 本发明涉及热回收技术领域，特别是一种热泵系统控制方法、热泵系统及空调。

背景技术

[0002] 具有热回收功能的热泵系统，可以通过热回收装置回收热量，并将回收的热量对生活用水供热，给用户提供生活用热水，既降低了能源的浪费，又给用户生活带来了方便。但是在制冷模式下启动热回收功能时，常常由于热回收水箱温度过低，或过高容易造成机组运行不稳定的情况，使冷凝器负荷变化大、系统不稳定、出现低压保护或机组反复启动现象。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明提供一种可以自行控制热回收启停及运行模式的热泵系统控制方法、热泵系统及空调。

[0004] 第一方面，提供一种热泵系统的控制方法。

[0005] 所述热泵系统包括冷媒循环回路和热回收装置，所述热泵系统包括冷媒循环回路和热回收装置，当所述热泵系统运行热回收模式时，所述冷媒循环回路中的冷媒与所述热回收装置的热回收介质进行热量交换，所述控制方法包括：

[0006] 根据要与冷媒进行热量交换的所述热回收介质的温度判断是否允许运行热回收模式，在运行热回收模式时，根据要与冷媒进行热量交换的所述热回收介质的温度控制所述冷媒循环回路中的压缩机的启停，若要与冷媒进行热量交换的所述热回收介质的温度低于第二阈值，首先将所述压缩机关闭，当持续预定时间后将所述压缩机打开并运行热回收模式。

[0007] 优选地，若要与冷媒进行热量交换的所述热回收介质的温度高于或等于第一阈值，不允许所述热泵系统运行热回收模式，若要与冷媒进行热量交换的所述热回收介质温度低于第一阈值，允许所述热泵系统运行热回收模式。

[0008] 优选地，当所述热泵系统运行热回收模式时，所述热回收介质能够与由所述冷媒循环回路的压缩机流向冷凝器的冷媒进行热量交换。

[0009] 优选地，所述第一阈值为所述压缩机的排气温度。

[0010] 优选地，将所述压缩机关闭后，当满足如下条件中的任一时将所述压缩机打开：

[0011] 持续预定时间；

[0012] 排气温度和要与冷媒进行热量交换的热回收介质的温度之差在预定范围内。

[0013] 优选地，所述预定时间为5-10分钟；和/或，

[0014] 所述第二阈值为28℃-32℃。

[0015] 优选地，若要与冷媒进行热量交换的所述热回收介质的温度高于或等于第二阈值且低于第一阈值，所述热泵系统运行热回收模式时，使所述冷媒循环回路中的冷媒流经所述热回收装置，所述压缩机持续运行。

[0016] 第二方面，提供一种热泵系统，包括冷媒循环回路和热回收装置，当所述热泵系统运行热回收模式时，所述冷媒循环回路中冷媒流经所述热回收装置，并在所述热回收装置内与热回收介质进行热量交换，所述热泵系统采用上述控制方法运行。

[0017] 优选地，所述热回收装置包括换热装置和驱动装置，所述换热装置包括第一换热流路和第二换热流路，所述第一换热流路与所述第二换热流路之间能够进行换热，所述第一换热流路设置于所述冷媒循环回路上，当所述热泵系统运行热回收模式时，所述热回收介质能够在所述驱动装置的作用下流经所述第二换热流路。

[0018] 第三方面，提供一种空调，包括权利要求上述的热泵系统。

[0019] 优选地，所述空调为风冷螺杆机组、屋顶机或模块机。

[0020] 本发明提供的热回收装置控制方法，通过检测热回收介质温度，然后根据热回收介质的温度来控制是否允许运行热回收模式以及压缩机是否停机。通过主动禁止热回收模式的运行，或者，主动关闭压缩机，避免由于换热介质温度过高或过低对热泵系统运行的稳定性造成影响，或者使压缩机出现反复启停的情况。既可以保证热泵系统运行的稳定性及舒适性，又能够保证热回收功能的稳定性，为用户提供生活用热水。

附图说明

[0021] 通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

[0022] 图1示出本发明热回收装置系统图；

[0023] 图2示出本发明热回收装置控制方法流程图。

具体实施方式

[0024] 以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

[0025] 此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

[0026] 除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

[0027] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0028] 本发明提供的热泵系统控制方法，用于控制包括冷媒循环回路和热回收装置的热泵系统。如图1所示，热泵系统包括压缩机1、热回收装置2、冷凝器3、电子膨胀阀4和蒸发器5，在示例性的实施例中，热回收装置包括换热装置和驱动装置，换热装置优选采用壳管式换热器，壳管式换热器的壳体与一热回收介质通路连通，驱动装置设置在热回收介质通路上，进一步地，热回收介质通路上还设置有通断开关8，所述压缩机1、壳管式换热器的管、冷凝器3、电子膨胀阀4和蒸发器5依次连接形成冷媒循环回路。当热泵系统运行热回收模式时，通断开关8打开，驱动装置开启，热回收介质能够在驱动装置的作用下流入管壳式换热器的壳体内，与管内的冷媒进行热量交换，经加热后的热回收介质在驱动装置的作用下流出管壳式换热器的壳体。在所述压缩机1的排气口处设置有第一温度检测装置6，用于检测所述压缩机1排气口处的冷媒温度。所述热回收装置2的壳体入口处设置有第二温度检测装置7，所述第二温度检测装置7用于检测流入所述热回收装置2的热回收介质温度（此时的热回收介质尚未与冷媒发生热量交换）。

[0029] 进一步地，所述热回收介质为水，所述管壳式换热器的壳体接入水循环回路，从而能够为用户提供生活用热水。

[0030] 当开启热泵系统的热回收模式，即所述热回收装置2进行热回收时，打开所述通断开关8和驱动装置，水开始流动，并流经所述热回收装置2，在所述热回收装置2内，冷媒与水进行换热。与水换热后降温的冷媒进入所述冷凝器3，与冷媒换热升温的水流出所述热回收装置2供用户使用。

[0031] 当关闭所述热泵系统的热回收模式，即所述热回收装置2不换热时，关闭所述通断开关8和驱动装置，水不流动，冷媒流经所述热回收装置不换热，或者，只在热泵系统开启初期与所述热回收装置2内少量残存的水进行少量的换热使水温升高后，不再换热。

[0032] 如图2所述，本发明提供的热泵系统控制方法包括如下步骤：

[0033] 步骤S1：热泵系统的制冷模式开启。当用户需要运行热回收模式时，执行下述步骤，当用户不需要运行热回收模式时，热泵系统保持制冷模式运行。

[0034] 步骤S2：检测热回收装置入口位置的热回收介质（即要与冷媒进行热量交换的热回收介质）的温度，判断是否满足热回收装置开启条件，及热泵系统是否允许运行热回收模式。具体地：

[0035] 判断检测的热回收介质温度是否大于第一阈值；

[0036] 当检测的热回收介质温度大于或等于第一阈值时，不允许运行热回收模式，即冷媒流经热回收装置时不换热；

[0037] 当检测的热回收介质温度小于第一阈值时，允许运行热回收模式，执行步骤S3。

[0038] 进一步地，当热回收装置设置在压缩机出口与冷凝器入口之间时，即热回收介质与由压缩机流向冷凝器的冷媒进行热量交换时，所述第一阈值为排气温度，即压缩机排气口处的冷媒温度。

[0039] 当检测的热回收介质温度高于第一阈值时，不允许运行热回收模式，可以防止温度较高的热回收介质向温度较低的冷媒传热，造成冷凝压力过高，热泵系统出现高压保护，压缩机反复启停的现象发生，保证了热泵系统制冷的舒适性。

[0040] 步骤S3：判断热回收装置入口位置的热回收介质温度是否大于第二阈值。

[0041] 当热回收介质温度＜第二阈值时，热回收装置执行第一运行模式，即步骤S4；

[0042] 当热回收介质温度≥第二阈值时，热回收装置执行第二运行模式，即步骤S5。

[0043] 进一步地，所述第二阈值为28℃-32℃，优选为30℃。

[0044] 步骤S4：在第一运行模式中，运行热回收模式前（即通断开关8和驱动装置打开之前）压缩机先关闭，待运行一段时间后再开启压缩机，同时打开通断开关8和驱动装置运行热回收模式，具体包括如下步骤：

[0045] 步骤S41：压缩机停机。

[0046] 压缩机停机，冷媒循环回路中的冷媒不再循环。

[0047] 步骤S42：压缩机停机一段时间后，排气温度降低，压缩机重新启动，冷媒由压缩机流出后先进入热回收装置换热，然后，再流进冷凝器。进一步地，压缩机停机时间为5-10分钟，优选为5分钟；

[0048] 或者，等排气温度降低至与热回收装置中的要与冷媒进行热量交换的热回收介质温度相同，或者，温度差在预定范围内时，压缩机重新开始工作。

[0049] 进一步地，所述预定范围为0-5度。

[0050] 由于热回收介质温度过低，与冷媒的换热量较大，容易使冷媒在冷凝器内换热后总的换热量过大，冷媒温度下降，冷媒温度越低冷凝器侧的压力就会越低，出现热泵系统低压保护现象，影响压缩机运行的稳定性。在该步骤中，热回收装置开始工作前，首先将压缩机关闭，先让冷凝器中的冷媒温度降低至与换热介质温度相同，或温差较小时，可以防止由于热回收介质温度过低，冷媒的换热量过大导致冷凝压力过低，出现低压保护。保证了热泵系统运行的稳定性和可靠性。

[0051] 步骤S5：在第二运行模式中，直接运行热回收模式，即直接打开通断开关8和驱动装置，压缩机不停机，经压缩机加压后的高温高压的冷媒进入热回收装置，与热回收介质换热。

[0052] 在该步骤中，热回收开始工作时，压缩机保持工作，可以防止由于热回收介质温度过高冷凝器换热量不足，出现冷凝压力升高，压降低热泵系统制冷效果。

[0053] 步骤S4或S5之后执行步骤S6。

[0054] 步骤S6：压缩机与驱动装置同时运行，热泵系统同时进行制冷和热回收。

[0055] 本发明还提供一种空调，所述空调包括上述的热泵系统，并可以通过上述热泵系统控制方法控制。所述空调可以在制冷的同时对冷媒的热量进行回收，回收的热量可以用于加热水，为用户提供生活用热水，或者，回收的热量还可以用于其他方面。优选地，所述空调为风冷螺杆机组、屋顶机或模块机等。

[0056] 本发明提供的热回收装置控制方法及热泵系统，通过检测热回收介质温度，然后根据热回收介质的温度来控制热回收装置是否运行以及热回收装置的运行模式，即，压缩机是否停机。通过主动禁止热回收装置运行，或者，主动关闭压缩机，避免由于换热介质温度过高或过低对热泵系统运行的稳定性造成影响，或者使压缩机出现反复启停的情况。既可以保证热泵系统运行的稳定性及舒适性，又能够保证热回收功能的稳定性，为用户提供生活用热水。

[0057] 本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

[0058] 应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。