本發(fā)明涉及熱泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱泵系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的空氣源熱泵系統(tǒng)一般如圖1所示，包括位于室內(nèi)側(cè)的室內(nèi)換熱器01，以及位于室外側(cè)的壓縮機02、室外換熱器03和節(jié)流元件04；冷媒通過在室內(nèi)換熱器01、節(jié)流元件04、室外換熱器03和壓縮機02連接形成的閉合流路中循環(huán)流動，將室外空氣中的熱能轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，以此提供生活熱水或?qū)崿F(xiàn)供暖。

實際應(yīng)用中，在低室外溫度時室內(nèi)熱負(fù)荷往往會增加，此時需要熱泵系統(tǒng)提供更高的出水溫度。參考圖1所示，由于熱泵系統(tǒng)的出水溫度較高時壓縮機02的排氣壓力也較高，因而在低室外溫度、高出水溫度工況下，系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力(即壓縮機02的吸氣壓力)較低、冷凝壓力(即壓縮機02的排氣壓力)較高，此時容易出現(xiàn)超壓縮機運行范圍的情況而造成的壓縮機02損壞。因此在低室外溫度時，現(xiàn)有技術(shù)中由于壓縮機02的排氣壓力和壓力比的限制，熱泵系統(tǒng)的出水溫度往往較低而無法達到要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種熱泵系統(tǒng)及其控制方法，能夠在不提升壓縮機的排氣壓力的前提下提高熱泵系統(tǒng)的出水溫度。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明實施例提供一種熱泵系統(tǒng)，包括位于室內(nèi)側(cè)的室內(nèi)換熱器，以及位于室外側(cè)的第一室外換熱器、壓縮機和第一節(jié)流件；所述室內(nèi)換熱器、所述第一節(jié)流件、所述第一室外換熱器和所述壓縮機依次連通形成閉合流路，還包括：位于室外側(cè)、且設(shè)置在所述室內(nèi)換熱器和所述第一節(jié)流件的連通管路上的第二室外換熱器，所述第二室外換熱器用于對連通管路內(nèi)的冷媒進行散熱。

另一方面，本發(fā)明實施例提供一種用于上述熱泵系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法包括：

檢測所述壓縮機的吸氣壓力和排氣壓力；

當(dāng)所述壓縮機的排氣壓力與吸氣壓力的比值小于第一預(yù)設(shè)閾值時，控制所述第一節(jié)流件處于全開狀態(tài)，且控制所述第二節(jié)流件處于節(jié)流狀態(tài)；當(dāng)所述壓縮機的排氣壓力與吸氣壓力的比值大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，控制所述第一節(jié)流件處于節(jié)流狀態(tài)，且控制所述第二節(jié)流件處于全開狀態(tài)。

再一方面，本發(fā)明實施例提供另一種用于上述熱泵系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法包括：

檢測所述壓縮機的吸氣壓力和排氣壓力；

當(dāng)所述壓縮機的排氣壓力與吸氣壓力的比值小于第一預(yù)設(shè)閾值時，控制所述第一閥門、第二閥門和第三閥門關(guān)閉，且控制所述第四閥門、第五閥門和第六閥門開啟；當(dāng)所述壓縮機的排氣壓力與吸氣壓力的比值大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，控制所述第一閥門、第二閥門和第三閥門開啟，且控制所述第四閥門、第五閥門和第六閥門關(guān)閉。

本發(fā)明實施例提供的熱泵系統(tǒng)及其控制方法，所述熱泵系統(tǒng)包括位于室內(nèi)側(cè)的室內(nèi)換熱器，以及位于室外側(cè)的第一室外換熱器、壓縮機和第一節(jié)流件；室內(nèi)換熱器、第一節(jié)流件、第一室外換熱器和壓縮機依次連通形成閉合流路，還包括：位于室外側(cè)、且設(shè)置在室內(nèi)換熱器和第一節(jié)流件的連通管路上的第二室外換熱器。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例提供的熱泵系統(tǒng)通過設(shè)置位于室外側(cè)、且在室內(nèi)換熱器和第一節(jié)流件的連通管路上的第二室外換熱器，由于所述第二室外換熱器可將經(jīng)過室內(nèi)換熱器換熱后的冷媒中的一部分熱量散發(fā)出去，從而降低經(jīng)過室內(nèi)換熱器換熱后的冷媒的溫度，這樣使得在經(jīng)過第二室外換熱器之前冷媒的溫度可以較高，進而使得冷媒在與室內(nèi)換熱器中的水進行換熱時，水可以被加熱到較高溫度，即熱泵系統(tǒng)可以達到較高的出水溫度，因而本發(fā)明實施例在不提升壓縮機的排氣壓力的前提下提高了熱泵系統(tǒng)的出水溫度，減少壓縮機出現(xiàn)超運行范圍的情況而造成壓縮機的損壞。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明另一實施例提供的一種熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明再一實施例提供的一種熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種熱泵系統(tǒng)的壓焓圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種熱泵系統(tǒng)的控制方法；

圖7為本發(fā)明另一實施例提供的一種熱泵系統(tǒng)的控制方法。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供一種熱泵系統(tǒng)，如圖2至圖4所示，包括位于室內(nèi)側(cè)10的室內(nèi)換熱器11，以及位于室外側(cè)20的第一室外換熱器21、壓縮機22和第一節(jié)流件23；室內(nèi)換熱器11、第一節(jié)流件23、第一室外換熱器21和壓縮機22依次連通形成閉合流路，還包括：位于室外側(cè)20、且設(shè)置在室內(nèi)換熱器11和第一節(jié)流件23的連通管路上的第二室外換熱器24。

其中，第一節(jié)流件23可以為電子膨脹閥、熱力閥或毛細(xì)管中的任意一種，或者也可以是其它起節(jié)流作用的器件，本發(fā)明實施例對此不做限定。室內(nèi)換熱器11和/或第一室外換熱器21可以為管翅式換熱器、微通道平行流換熱器或其他采用冷媒介質(zhì)進行換熱的換熱器，本發(fā)明實施例對此亦不做限定。

參考圖2所示，利用第一節(jié)流件23節(jié)流，第二室外換熱器24即為一個冷凝器，可對流經(jīng)其中的冷媒進行冷凝散熱，本發(fā)明實施例對于第二室外換熱器24的結(jié)構(gòu)、形狀或尺寸等均不作限定。在實際應(yīng)用中，第二室外換熱器24可以是第一室外換熱器21的過冷段。

圖5為所述熱泵系統(tǒng)的壓焓圖，其橫坐標(biāo)表示比焓值，縱坐標(biāo)為絕對壓力的對數(shù)值，如圖5所示，A-B段表示壓縮機22壓縮過程，B-C’段表示室內(nèi)換熱器11換熱過程，C’-C段表示第二室外換熱器24散熱過程，C-D段表示第一節(jié)流件23節(jié)流過程，D-A段表示第一室外換熱器21蒸發(fā)吸熱過程。參考圖5所示，現(xiàn)有技術(shù)中沒有增設(shè)第二室外換熱器24時，經(jīng)過室內(nèi)換熱器11換熱之后的冷媒的溫度為40℃，那么與冷媒進行換熱的水的溫度就可近似達到40℃，即熱泵系統(tǒng)的出水溫度可近似達到40℃；當(dāng)本發(fā)明實施例中增設(shè)了第二室外換熱器24時，經(jīng)過室內(nèi)換熱器11換熱之后的冷媒的溫度可以為60℃，那么與冷媒進行換熱的水的溫度可以近似達到60℃，即熱泵系統(tǒng)的出水溫度可近似達到60℃，再利用第二室外換熱器24將60℃的冷媒降溫到40℃。

這樣一來，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例提供的熱泵系統(tǒng)通過設(shè)置位于室外側(cè)、且在室內(nèi)換熱器和第一節(jié)流件的連通管路上的第二室外換熱器，由于所述第二室外換熱器可將經(jīng)過室內(nèi)換熱器換熱后的冷媒中的一部分熱量散發(fā)出去，從而降低經(jīng)過室內(nèi)換熱器換熱后的冷媒的溫度，這樣使得在經(jīng)過第二室外換熱器之前冷媒的溫度可以較高，進而使得冷媒在與室內(nèi)換熱器中的水進行換熱時，水可以被加熱到較高溫度，即熱泵系統(tǒng)可以達到較高的出水溫度，因而本發(fā)明實施例在不提升壓縮機的排氣壓力的前提下提高了熱泵系統(tǒng)的出水溫度，減少壓縮機出現(xiàn)超運行范圍的情況而造成壓縮機的損壞。

進一步的，參考圖3所示，室內(nèi)換熱器11和第二室外換熱器24的連通管路上設(shè)置有第二節(jié)流件25。

參考圖2所示，利用第一節(jié)流件23進行節(jié)流時，第二室外換熱器24會對經(jīng)過室內(nèi)換熱器11后的較高溫度的冷媒進行降溫，即將較高溫度的冷媒中的一部分熱量散發(fā)到較低溫度的室外環(huán)境中，從而利于熱泵系統(tǒng)獲得較高的出水溫度。但是由于第二室外換熱器24將冷媒中的一部分熱量散發(fā)到室外環(huán)境中，此部分熱量沒有得到利用，從而造成了熱泵系統(tǒng)的熱量損失。因而參考圖3所示，在室內(nèi)換熱器11和第二室外換熱器24的連通管路上設(shè)置第二節(jié)流件25，當(dāng)不需要獲得較高的出水溫度時，通過控制第一節(jié)流件23和第二節(jié)流件25的工作狀態(tài)，以使第二室外換熱器24從冷凝器變?yōu)檎舭l(fā)器，和第一室外換熱器21一起吸收室外空氣中的熱量，從而避免了熱泵系統(tǒng)的熱量損失。其中，所述工作狀態(tài)可以是全開狀態(tài)、節(jié)流狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。

具體的，所述熱泵系統(tǒng)還包括壓力傳感器和第一控制單元；所述壓力傳感器用于檢測壓縮機22的吸氣壓力和排氣壓力；所述第一控制單元用于當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值小于第一預(yù)設(shè)閾值時，控制第一節(jié)流件23處于全開狀態(tài)，且控制第二節(jié)流件25處于節(jié)流狀態(tài)；當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，控制第一節(jié)流件23處于節(jié)流狀態(tài)，且控制第二節(jié)流件25處于全開狀態(tài)。其中，所述第一預(yù)設(shè)閾值為預(yù)先設(shè)置的數(shù)值，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況進行設(shè)定，本發(fā)明實施例對此不做限定。

在實際應(yīng)用中，第一節(jié)流件23和第二節(jié)流件25可以均為電子膨脹閥。

由于室外溫度較低，出水溫度較高時，壓縮機22的吸氣壓力較低，壓縮機22的排氣壓力較高，壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值就較大，因而當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，表示此時熱泵系統(tǒng)可能處于低室外溫度、高出水溫度的工況下，因而控制第一節(jié)流件23處于節(jié)流狀態(tài)，且控制第二節(jié)流件25處于全開狀態(tài)，使得所述熱泵系統(tǒng)可以在較低室外溫度時獲得較高的出水溫度。當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值小于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，表示此時熱泵系統(tǒng)可能不需要高出水溫度，因而控制第一節(jié)流件23處于全開狀態(tài)，且控制第二節(jié)流件25處于節(jié)流狀態(tài)，可以避免由于第二室外換熱器24散熱所造成的熱泵系統(tǒng)的熱量損失。

可選的，參考圖4所示，室內(nèi)換熱器11和第二室外換熱器24的連接管路上串聯(lián)有第一閥門31，第二室外換熱器24與第一節(jié)流件23的連接管路上串聯(lián)有第二閥門32，第一節(jié)流件23與第一室外換熱器21的連接管路上串聯(lián)有第三閥門33；還包括第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36；第四閥門34的一端連接在室內(nèi)換熱器11與第一閥門31的連接管路上，另一端連接在第二閥門32與第一節(jié)流件23的連接管路上；第五閥門35的一端連接在第一閥門31與第二室外換熱器24的連接管路上，另一端連接在第一節(jié)流件23與第三閥門33的連接管路上；第六閥門36的一端連接在第二室外換熱器24與第二閥門32的連接管路上，另一端連接在第三閥門33與第一室外換熱器21的連接管路上；第一閥門31、第二閥門32、第三閥門33、第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36分別用于控制各自所在支路的開通和關(guān)閉。

在實際應(yīng)用中，第一閥門31、第二閥門32、第三閥門33、第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36一般選用電磁截止閥。

通過控制第一閥門31、第二閥門32、第三閥門33、第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36的打開或關(guān)閉，同樣可以實現(xiàn)第二室外換熱器24在冷凝器和蒸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換。具體的，所述熱泵系統(tǒng)還包括壓力傳感器和第二控制單元；所述壓力傳感器用于檢測壓縮機22的吸氣壓力和排氣壓力；所述第二控制單元用于當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值小于第一預(yù)設(shè)閾值時，控制第一閥門31、第二閥門32和第三閥門33關(guān)閉，且控制第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36開啟；當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，控制第一閥門31、第二閥門32和第三閥門33開啟，且控制第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36關(guān)閉。

由于室外溫度較低，出水溫度較高時，壓縮機22的吸氣壓力較低，壓縮機22的排氣壓力較高，壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值就較大，因而當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，表示此時熱泵系統(tǒng)可能處于低室外溫度、高出水溫度的工況下，因而控制第一閥門31、第二閥門32和第三閥門33開啟，且控制第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36關(guān)閉，使得所述熱泵系統(tǒng)可以在較低室外溫度時獲得較高的出水溫度。當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值小于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，表示此時熱泵系統(tǒng)可能不需要高出水溫度，因而控制第一閥門31、第二閥門32和第三閥門33關(guān)閉，且控制第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36開啟，可以避免由于第二室外換熱器24散熱所造成的熱泵系統(tǒng)的熱量損失。

進一步的，參考圖2至圖4所示，第一室外換熱器21與壓縮機22之間的連接管路上串聯(lián)有氣液分離器26；還包括四通閥27，壓縮機22、室內(nèi)換熱器11、第一室外換熱器21、氣液分離器26均與四通閥27連接。氣液分離器26用于對即將進入壓縮機22的冷媒進行氣液分離，以使進入壓縮機22的冷媒中的氣液比例適于壓縮機22的正常工作。四通閥27用于對所述熱泵系統(tǒng)進行制冷或制熱的切換。

本發(fā)明實施例提供的熱泵系統(tǒng)，包括位于室內(nèi)側(cè)的室內(nèi)換熱器，以及位于室外側(cè)的第一室外換熱器、壓縮機和第一節(jié)流件；室內(nèi)換熱器、第一節(jié)流件、第一室外換熱器和壓縮機依次連通形成閉合流路，還包括：位于室外側(cè)、且設(shè)置在室內(nèi)換熱器和第一節(jié)流件的連通管路上的第二室外換熱器。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例提供的熱泵系統(tǒng)通過設(shè)置位于室外側(cè)、且在室內(nèi)換熱器和第一節(jié)流件的連通管路上的第二室外換熱器，由于所述第二室外換熱器可將經(jīng)過室內(nèi)換熱器換熱后的冷媒中的一部分熱量散發(fā)出去，從而降低經(jīng)過室內(nèi)換熱器換熱后的冷媒的溫度，這樣使得在經(jīng)過第二室外換熱器之前冷媒的溫度可以較高，進而使得冷媒在與室內(nèi)換熱器中的水進行換熱時，水可以被加熱到較高溫度，即熱泵系統(tǒng)可以達到較高的出水溫度，因而本發(fā)明實施例在不提升壓縮機的排氣壓力的前提下提高了熱泵系統(tǒng)的出水溫度，減少壓縮機出現(xiàn)超運行范圍的情況而造成壓縮機的損壞。

本發(fā)明另一實施例提供一種熱泵系統(tǒng)的控制方法，參考圖3和圖6所示，所述控制方法包括：

步驟601、檢測壓縮機22的吸氣壓力和排氣壓力；

步驟602、當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值小于第一預(yù)設(shè)閾值時，控制第一節(jié)流件23處于全開狀態(tài)，且控制第二節(jié)流件25處于節(jié)流狀態(tài)；當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，控制第一節(jié)流件23處于節(jié)流狀態(tài)，且控制第二節(jié)流件25處于全開狀態(tài)。

其中，所述第一預(yù)設(shè)閾值為預(yù)先設(shè)置的數(shù)值，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況進行設(shè)定，本發(fā)明實施例對此不做限定。

由于室外溫度較低，出水溫度較高時，壓縮機22的吸氣壓力較低，壓縮機22的排氣壓力較高，壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值就較大，因而當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，表示此時熱泵系統(tǒng)可能處于低室外溫度、高出水溫度的工況下，因而控制第一節(jié)流件23處于節(jié)流狀態(tài)，且控制第二節(jié)流件25處于全開狀態(tài)，使得所述熱泵系統(tǒng)可以在較低室外溫度時獲得較高的出水溫度。當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值小于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，表示此時熱泵系統(tǒng)可能不需要高出水溫度，因而控制第一節(jié)流件23處于全開狀態(tài)，且控制第二節(jié)流件25處于節(jié)流狀態(tài)，可以避免由于第二室外換熱器24散熱所造成的熱泵系統(tǒng)的熱量損失。

本發(fā)明再一實施例提供一種熱泵系統(tǒng)的控制方法，參考圖4和圖7所示，所述控制方法包括：

步驟701、檢測壓縮機22的吸氣壓力和排氣壓力；

步驟702、當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值小于第一預(yù)設(shè)閾值時，控制第一閥門31、第二閥門32和第三閥門33關(guān)閉，且控制第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36開啟；當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，控制第一閥門31、第二閥門32和第三閥門33開啟，且控制第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36關(guān)閉。

其中，所述第一預(yù)設(shè)閾值為預(yù)先設(shè)置的數(shù)值，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況進行設(shè)定，本發(fā)明實施例對此不做限定。

由于室外溫度較低，出水溫度較高時，壓縮機22的吸氣壓力較低，壓縮機22的排氣壓力較高，壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值就較大，因而當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值大于或者等于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，表示此時熱泵系統(tǒng)可能處于低室外溫度、高出水溫度的工況下，因而控制第一閥門31、第二閥門32和第三閥門33開啟，且控制第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36關(guān)閉，使得所述熱泵系統(tǒng)可以在較低室外溫度時獲得較高的出水溫度。當(dāng)壓縮機22的排氣壓力與吸氣壓力的比值小于所述第一預(yù)設(shè)閾值時，表示此時熱泵系統(tǒng)可能不需要高出水溫度，因而控制第一閥門31、第二閥門32和第三閥門33關(guān)閉，且控制第四閥門34、第五閥門35和第六閥門36開啟，可以避免由于第二室外換熱器24散熱所造成的熱泵系統(tǒng)的熱量損失。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。