空气源热泵采暖机及其控制方法、装置与流程

本发明涉及空气源热泵技术领域，具体而言，涉及一种空气源热泵采暖机及其控制方法、装置。

背景技术：

现有的空气源热泵采暖机如图1所示，包括室内机和室外机，其中室内机内设置有室内换热器，室外机包含压缩机、室外换热器、节流阀、四通阀等器件。其工作过程主要依靠压缩机的工作进行，相对而言能耗较高。

针对相关技术中空气源热泵运行过程主要依赖压缩机导致能耗相对较高的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种空气源热泵采暖机及其控制方法、装置，以至少解决现有技术中空气源热泵运行过程主要依赖压缩机导致能耗相对较高的问题。

为解决上述技术问题，根据本公开实施例的一个方面，本发明提供了一种空气源热泵采暖机的控制方法，其中，空气源热泵采暖机包括室内机和室外机，室外机内设置有室外换热器及风机，室外换热器表面设置有吸热膜，该方法包括：获取表征室外机运行环境的温度信息；根据温度信息调整室外机内风机的运行速度。

进一步地，获取表征室外机运行环境的温度信息，包括：获取表征室外机内部运行温度的第一温度信息；以及获取表征室外机外部环境温度的第二温度信息；根据温度信息调整室外机内风机的运行速度，包括：根据第一温度信息和第二温度信息，确定室外机所在运行环境的光照强度信息；根据光照强度信息调整室外机内风机的运行速度。

进一步地，根据第一温度信息和第二温度信息，确定室外机所在运行环境的光照强度信息，包括：计算第一温度信息减去第二温度信息的第一温度差值；将第一温度差值与预设温差阈值进行比较，在第一温度差值大于预设温差阈值时，确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第一光照强度，在第一温度差值小于或等于预设温差阈值时，确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第二光照强度。

进一步地，根据光照强度信息调整室外机内风机的运行速度，包括：在确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第一光照强度时，控制风机运行速度降低第一预设速度；在确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第二光照强度时，控制风机运行速度保持不变。

进一步地，在根据光照强度信息调整室外机内风机的运行速度之后，还包括：获取当前表征室外机内气管路的第三温度信息以及表征室外机内液管路的第四温度信息，并计算当前第三温度信息减去第四温度信息的第二温度差值；在第一预设时间阈值之后再次获取当前表征室外机内气管路的第三温度信息以及表征室外机内液管路的第四温度信息，并计算当前第三温度信息减去第四温度信息的第三温度差值；根据第二温度差值和第三温度差值，调整室外机内风机的运行速度。

进一步地，根据第二温度差值和第三温度差值，调整室外机内风机的运行速度，包括：计算第三温度差值减去第二温度差值的第四温度差值；将第四温度差值与预设温差范围进行比较，在第四温度差值处于第一预设温差范围时，控制风机运行速度降低第二预设速度，在第四温度差值处于第二预设温差范围时，控制风机运行速度增加第三预设速度；在第四温度差值处于第三预设温差范围时，控制风机运行速度保持不变。

进一步地，在获取表征室外机运行环境的温度信息之前，还包括：判断室外机运行时间是否满足第二预设时间阈值；在判断结果为满足时，获取表征室外机运行环境的温度信息。

根据本公开实施例的另一方面，提供了一种空气源热泵采暖机的控制装置，其中，空气源热泵采暖机包括室内机和室外机，室外机内设置有室外换热器及风机，室外换热器表面设置有吸热膜，该装置包括：第一获取单元，用于获取表征室外机运行环境的温度信息；控制单元，用于根据温度信息调整室外机内风机的运行速度。

进一步地，第一获取单元包括：第一获取子单元，用于获取表征室外机内部运行温度的第一温度信息；以及第二获取子单元，用于获取表征室外机外部环境温度的第二温度信息；控制单元包括：确定子单元，用于根据第一温度信息和第二温度信息，确定室外机所在运行环境的光照强度信息；第一控制子单元，用于根据光照强度信息调整室外机内风机的运行速度。

进一步地，确定子单元包括：第一计算模块，用于计算第一温度信息减去第二温度信息的第一温度差值；比较确定模块，用于将第一温度差值与预设温差阈值进行比较，在第一温度差值大于预设温差阈值时，确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第一光照强度，在第一温度差值小于或等于预设温差阈值时，确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第二光照强度；第一控制子单元，包括：第一控制模块，用于在确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第一光照强度时，控制风机运行速度降低第一预设速度；第二控制模块，用于在确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第二光照强度时，控制风机运行速度保持不变。

进一步地，第一获取单元还包括：第三获取子单元，用于在根据光照强度信息调整室外机内风机的运行速度之后，获取当前表征室外机内气管路的第三温度信息以及表征室外机内液管路的第四温度信息，并计算当前第三温度信息减去第四温度信息的第二温度差值；第四获取子单元，用于在第一预设时间阈值之后再次获取当前表征室外机内气管路的第三温度信息以及表征室外机内液管路的第四温度信息，并计算当前第三温度信息减去第四温度信息的第三温度差值；控制单元还包括：第二控制子单元，用于根据第二温度差值和第三温度差值，调整室外机内风机的运行速度；第二控制子单元包括：第二计算模块，用于计算第三温度差值减去第二温度差值的第四温度差值；比较控制模块，用于将第四温度差值与预设温差范围进行比较，在第四温度差值处于第一预设温差范围时，控制风机运行速度降低第二预设速度，在第四温度差值处于第二预设温差范围时，控制风机运行速度增加第三预设速度；在第四温度差值处于第三预设温差范围时，控制风机运行速度保持不变。

进一步地，该装置还包括：判断单元，用于在获取表征室外机运行环境的温度信息之前，判断室外机运行时间是否满足第二预设时间阈值；第二获取单元，用于在判断结果为满足时，获取表征室外机运行环境的温度信息。

根据本公开实施例的另一方面，提供了一种空气源热泵采暖机，包括室内机和室外机，其中，室外机内设置有室外换热器及风机，室外换热器表面设置有翅片，翅片表面设置有吸热膜。

进一步地，室内机内设置有室内换热器、压缩机及四通阀，室内机和室外机分别通过气管路和液管路连接。

进一步地，室外机的外壳与室外换热器对应的位置设置有将长波阻挡的选择透过层。

进一步地，室外机的外壳的内表面喷涂有吸热涂层。

进一步地，室外机内设置有用于检测该室外机内部温度的内部感温包，室外机外设置有用于检测该室外机外环境温度的外环感温包；气管路上设置有用于检测该气管路温度的气管路感温包，液管路上设置有用于检测该液管路温度的液管路感温包。

进一步地，室外机的外壳上设置有用于进风的进风口和用于出风的出风口，风机与出风口位置对应。

进一步地，进风口设置于室外机的上部，出口风设置于室内机的下部。

进一步地，室内机内还设置有节流阀。

进一步地，室内换热器的第一端与节流阀连接，并通过液管路与室外换热器连接，室内换热器的第二端与四通阀的第一端连接；四通阀的第二端与压缩机的第一端连接，四通阀的第三端与通过气管路与室外换热器连接；压缩机的第二端与四通阀的第四端连接。

在本发明中，将室外换热器的翅片表面设置有吸热膜，通过吸热膜吸收太阳能，将其转换成热能，利用太阳能对空气源热泵进行辅助加热，可有效地解决现有技术中空气源热泵运行过程主要依赖压缩机导致能耗相对较高的问题，减少能耗。

附图说明

图1是现有技术中空气源热泵采暖机的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的空气源热泵采暖机的一种可选的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的空气源热泵采暖机的控制方法的一种可选的流程图；

图4是根据本发明实施例的空气源热泵采暖机的控制方法的另一种可选的流程图；以及

图5是根据本发明实施例的空气源热泵采暖机的控制装置的一种可选的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明的实施例1中提供了一种空气源热泵采暖机，图2示出该空气源热泵采暖机的一种可选的结构示意图，如图2所示，该空气源热泵采暖机包括：室内机10和室外机20，其中，室外机20内设置有室外换热器22及风机23，室外换热器22表面设置有翅片，翅片表面设置有吸热膜。吸热膜可以吸收太阳能，转化成热能，通过热传导的方式加热管内冷媒。室内机10内设置有室内换热器11、节流阀12、压缩机13及四通阀14，室内机和室外机分别通过气管路31和液管路32连接。其中，室内换热器11的第一端与节流阀12连接，并通过液管路32与室外换热器22连接，室内换热器11的第二端与四通阀14的第一端连接；四通阀14的第二端与压缩机13的第一端连接，四通阀14的第三端与通过气管路31与室外换热器22连接；压缩机的第二端与四通阀的第四端连接。

在上述提供的空气源热泵采暖机的结构中，将室外换热器的翅片表面设置有吸热膜，通过吸热膜吸收太阳能，将其转换成热能，利用太阳能对空气源热泵进行辅助加热，可有效地解决现有技术中空气源热泵运行过程主要依赖压缩机导致能耗相对较高的问题，相对于传统的分体式空气源热泵，可以利用太阳能来加热蒸发器侧的空气，提高蒸发温度，提高机组制热量及能效。

此外，由于如图1所示的传统的空气源热泵采暖机中，室外机内部连接管不进行保温，会导致从压缩机出来的高温冷媒在通向室内机过程中漏热严重，导致系统热量损失，本实施例中的空气源热泵采暖机结构中，压缩机及相应管件阀门放在室内侧，减少连接管的热量损失。进一步地，基于上述结构，可以使得室外机的结构更加简单，可做成超薄外机，方便集成在建筑表面，并且可以根据实际需要进行倾斜安装。

优选地，室外机20的外壳壳体21与室外换热器22对应的位置设置有将长波阻挡的选择透过层25。选择透过层具有一定强度，且能够将长波进行阻挡，且可以透过短波，使得室外机腔体内形成温室效应，加热空气，提高太阳能利用率。

进一步地，室外机20的外壳壳体21的内表面喷涂有吸热涂层(图中未示出)。外机内表面喷涂有吸热涂层，便于吸收其余的太阳能或者反射的能量，便于吸收其余的光线。

为了结合温度对空气源热泵采暖机进行更好的控制，如图2所示，室外机20内设置有用于检测该室外机内部温度的内部感温包26，室外机外设置有用于检测该室外机外环境温度的外环感温包27；气管路31上设置有用于检测该气管路温度的气管路感温包28，液管路32上设置有用于检测该液管路温度的液管路感温包29。

进一步地，室外机20的外壳壳体21上设置有用于进风的进风口(进风阀)24和用于出风的出风口(出风阀)30，风机23与出风口30位置对应。

进一步地，进风口设置于室外机的上部，出口风设置于室内机的下部。一般情况下，空气受热后会上升，为了充分利用热空气，将风机布置在下部，可以使热空气可以穿过室外换热器，加强换热。

上述空气源热泵采暖机的原理说明如下：

在有太阳时，阳光透过选择透过层，一部分被室外换热器翅片上的吸热膜吸收。吸热膜将光能转化成热能，以热传导等方式传到换热器的管内冷媒中。另一部分被空气吸收，加热空气。在风机的作用下，从进风口进入，与室外换热器进行热交换，加热冷媒后，从出风口排出。结合两种热传递方式，可以提升系统的蒸发温度，从而提高机组的制热量。

内机由内侧换热器，压缩机，节流阀等等部件组成，构成热泵循环。此处需要说明的是，本实施例中仅以最基本的热泵循环进行示意，也可以根据实际情况增加部件，改进循环流程。

由于目前机组外机连接管一般不进行保温，在室外温度很低时，可能导致压缩机出口到内机换热器之间冷媒的温降非常大，漏热严重。因此将压缩机，阀门等部件放在室内侧，提高外部温度，可以减少压缩机到冷凝器之间的距离，减少漏热。

室外机由于没有压缩机等部件存在，可以做成超薄，集成在建筑表面，并且可以根据实际需要进行倾斜安装。

实施例2

基于上述实施例1中提供的空气源热泵采暖机，本发明可选的实施例2还提供了一种空气源热泵采暖机及其控制方法，具体来说，图3示出该方法的一种可选的流程图，其中，空气源热泵采暖机包括室内机和室外机，室外机内设置有室外换热器及风机，室外换热器表面设置有翅片，翅片表面设置有吸热膜，如图3所示，该方法可以包括如下步骤S302-S304：

S302，获取表征室外机运行环境的温度信息；

具体实现时，获取温度信息可以包括获取表征室外机内部运行温度的第一温度信息；以及获取表征室外机外部环境温度的第二温度信息。

优选地，在获取表征室外机运行环境的温度信息之前，还可以增加判断步骤，判断室外机运行时间是否满足第二预设时间阈值；在判断结果为满足时，获取表征室外机运行环境的温度信息。

S304，根据温度信息调整室外机内风机的运行速度。

根据上述获取的第一温度信息和第二温度信息，确定室外机所在运行环境的光照强度信息；根据光照强度信息调整室外机内风机的运行速度。

上述实施方式中，由于室外换热器的翅片表面设置有吸热膜，通过吸热膜吸收太阳能，将其转换成热能，利用太阳能对空气源热泵进行辅助加热，可有效地解决现有技术中空气源热泵运行过程主要依赖压缩机导致能耗相对较高的问题，减少能耗。

在本实施例的一个可选的实施方式中，还提供了一种根据第一温度信息和第二温度信息，确定室外机所在运行环境的光照强度信息的实现方案，具体来说，包括：计算第一温度信息减去第二温度信息的第一温度差值；将第一温度差值与预设温差阈值进行比较，在第一温度差值大于预设温差阈值时，确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第一光照强度，在第一温度差值小于或等于预设温差阈值时，确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第二光照强度。

其中，优选地，在确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第一光照强度时，控制风机运行速度降低第一预设速度；在确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第二光照强度时，控制风机运行速度保持不变。

在本实施例的另一个可选的实施方式中，还对上述控制方法进行了进一步地优化，具体来说，在根据光照强度信息调整室外机内风机的运行速度之后，还包括：获取当前表征室外机内气管路的第三温度信息以及表征室外机内液管路的第四温度信息，并计算当前第三温度信息减去第四温度信息的第二温度差值；在第一预设时间阈值之后再次获取当前表征室外机内气管路的第三温度信息以及表征室外机内液管路的第四温度信息，并计算当前第三温度信息减去第四温度信息的第三温度差值；根据第二温度差值和第三温度差值，调整室外机内风机的运行速度。

具体来说，在根据第二温度差值和第三温度差值，调整室外机内风机的运行速度时，可以包括以下步骤：计算第三温度差值减去第二温度差值的第四温度差值；将第四温度差值与预设温差范围进行比较，在第四温度差值处于第一预设温差范围时，控制风机运行速度降低第二预设速度，在第四温度差值处于第二预设温差范围时，控制风机运行速度增加第三预设速度；在第四温度差值处于第三预设温差范围时，控制风机运行速度保持不变。

下面结合附图4和具体实例来对上述空气源热泵采暖机的控制方法进行进一步地阐述，以便更好的理解本方案：

图4中的控制方法是可采用的控制方案之一，其控制原则包括：在太阳光照强度大时，降低风机转速，增大太阳能利用比例，降低风机功耗；在太阳光照强度不足时，切换成常规的强对流换热方式。具体控制时，利用室外机内外空气温差来判断空气被加热程度，并以此调节风机转速。利用进出室外蒸发器的冷媒温差来控制转速调整幅度。具体来说，包括如下步骤：

步骤S301：判断机组是否开机满足第二预设时间阈值(如30min)以上；如果是，则进入步骤S302，否则，执行步骤S303，风机转速按照主程序设置进行调整。

步骤S302：检测外环温度T_w,i、外机内部空气温度T_n,i、液管温度T_y,i、气管温度T_q,i。

步骤S304，计算温差ΔT_i＝T_q,i-T_y,i。

步骤S305：判断是否T_n,i-T_w,i>ΔT1，其中，ΔT1为预设的温度阈值；

如果是，则说明光照较强，太阳对空气的加热作用较大，则进入步骤S306，降低风机转速Δn1。然后进入步骤S308；如果否，则进入步骤S307，保持风机转速不变，并返回步骤S302.

步骤S308：调整风机转速N1时间后，再一次检测气管温度T_q,i+1和液管温度T_y,i+1；计算温差ΔT_i+1＝T_q,i+1-T_y,i+1(其中，上述i为检测对应的次数，i＝1即为第一次检测，i＝2即为第二次检测，i+1为i的后一次检测)

步骤309：判断是否ΔT_i+1-ΔT_i>2(对应于上述第一温度阈值范围)；如果是，则返回步骤S306继续降低风机转速Δn1；然后回到步骤S308；如果否，则进入步骤S310。

步骤S310：判断是否-2≤ΔT_i+1-ΔT_i≤2(对应于上述第二温度阈值范围)；如果是，则返回步骤S307保持风机转速不变，回到步骤S302；如果否(对应于上述第三温度阈值范围)，则执行步骤S311增加风机转速Δn2，回到步骤S308。

实施例3

基于上述实施例1中提供的空气源热泵采暖机以及实施例2中提供的空气源热泵采暖机及其控制方法，本发明可选的实施例3还提供了一种空气源热泵采暖机及其控制装置，其中，空气源热泵采暖机包括室内机和室外机，室外机内设置有室外换热器及风机，室外换热器表面设置有翅片，翅片表面设置有吸热膜，具体来说，图5示出该装置的一种可选的结构框图，如图5所示，该装置包括：第一获取单元52，用于获取表征室外机运行环境的温度信息；控制单元54，用于根据温度信息调整室外机内风机的运行速度。

进一步地，第一获取单元包括：第一获取子单元，用于获取表征室外机内部运行温度的第一温度信息；以及第二获取子单元，用于获取表征室外机外部环境温度的第二温度信息；控制单元包括：确定子单元，用于根据第一温度信息和第二温度信息，确定室外机所在运行环境的光照强度信息；第一控制子单元，用于根据光照强度信息调整室外机内风机的运行速度。

进一步地，确定子单元包括：第一计算模块，用于计算第一温度信息减去第二温度信息的第一温度差值；比较确定模块，用于将第一温度差值与预设温差阈值进行比较，在第一温度差值大于预设温差阈值时，确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第一光照强度，在第一温度差值小于或等于预设温差阈值时，确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第二光照强度；第一控制子单元，包括：第一控制模块，用于在确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第一光照强度时，控制风机运行速度降低第一预设速度；第二控制模块，用于在确定室外机所在运行环境的光照强度信息为第二光照强度时，控制风机运行速度保持不变。

进一步地，第一获取单元还包括：第三获取子单元，用于在根据光照强度信息调整室外机内风机的运行速度之后，获取当前表征室外机内气管路的第三温度信息以及表征室外机内液管路的第四温度信息，并计算当前第三温度信息减去第四温度信息的第二温度差值；第四获取子单元，用于在第一预设时间阈值之后再次获取当前表征室外机内气管路的第三温度信息以及表征室外机内液管路的第四温度信息，并计算当前第三温度信息减去第四温度信息的第三温度差值；控制单元还包括：第二控制子单元，用于根据第二温度差值和第三温度差值，调整室外机内风机的运行速度；第二控制子单元包括：第二计算模块，用于计算第三温度差值减去第二温度差值的第四温度差值；比较控制模块，用于将第四温度差值与预设温差范围进行比较，在第四温度差值处于第一预设温差范围时，控制风机运行速度降低第二预设速度，在第四温度差值处于第二预设温差范围时，控制风机运行速度增加第三预设速度；在第四温度差值处于第三预设温差范围时，控制风机运行速度保持不变。

进一步地，该装置还包括：判断单元，用于在获取表征室外机运行环境的温度信息之前，判断室外机运行时间是否满足第二预设时间阈值；第二获取单元，用于在判断结果为满足时，获取表征室外机运行环境的温度信息。

根据本公开实施例的另一方面，提供了一种空气源热泵采暖机，其特征在于，包括室内机和室外机，其中，室外机内设置有室外换热器及风机，室外换热器表面设置有翅片，翅片表面设置有吸热膜。

进一步地，室内机内设置有室内换热器、压缩机及四通阀，室内机和室外机分别通过气管路和液管路连接。

进一步地，室外机的外壳与室外换热器对应的位置设置有将长波阻挡的选择透过层。

进一步地，室外机的外壳的内表面喷涂有吸热涂层。

进一步地，室外机内设置有用于检测该室外机内部温度的内部感温包，室外机外设置有用于检测该室外机外环境温度的外环感温包；气管路上设置有用于检测该气管路温度的气管路感温包，液管路上设置有用于检测该液管路温度的液管路感温包。

进一步地，室外机的外壳上设置有用于进风的进风口和用于出风的出风口，风机与出风口位置对应。

进一步地，进风口设置于室外机的上部，出口风设置于室内机的下部。

进一步地，室内机内还设置有节流阀。

进一步地，室内换热器的第一端与节流阀连接，并通过液管路与室外换热器连接，室内换热器的第二端与四通阀的第一端连接；四通阀的第二端与压缩机的第一端连接，四通阀的第三端与通过气管路与室外换热器连接；压缩机的第二端与四通阀的第四端连接。

关于上述实施例中的装置，其中各个单元、模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不再赘述。

从以上描述中可以看出，在本发明的实施例中，将室外换热器的翅片表面设置有吸热膜，通过吸热膜吸收太阳能，将其转换成热能，利用太阳能对空气源热泵进行辅助加热，可有效地解决现有技术中空气源热泵运行过程主要依赖压缩机导致能耗相对较高的问题，减少能耗。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。