一种热泵机组的水路控制系统的制作方法

本实用新型涉及控制技术领域，具体涉及一种热泵机组的水路控制系统。

背景技术：

水地源热泵机组是一种直接为用户提供冷水或者热水的一类制冷设备，包括蒸发器、制冷器、压缩机及水路系统。蒸发器、制冷器和压缩机通过管道串行连接，冷媒介质在管道内循环流动。其中，蒸发器使液态冷媒吸热转换为气态冷媒，冷凝器使气态冷媒放热转换为液态冷媒，管道内的冷媒介质在压缩机的驱动下循环流动。用户侧进水经过蒸发器可降低水温，从而为用户提供冷水；用户侧进水经过冷凝器可使水温升高，从而为用户提供热水。

为了既能够向用户提供热水，又能够向用户提供冷水，需要进行水路切换。需要提供冷水时，将蒸发器出水切换到使用侧；需要提供热水时，将冷凝器出水切换到使用侧。

然而，在实现水路切换的过程中，若压缩机、蒸发器和冷凝器开始工作后，水路切换出现故障会导致用户侧不能正常进、出水，从而导致水路系统中没有流动的水用于提供蒸发器所需热量，或者用于吸收冷凝器所释放的热量。这种情形会对蒸发器、冷凝器以及压缩机造成损伤，缩短热泵机组的使用寿命。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种热泵机组的水路控制系统，以解决水路切换出现故障会导致用户侧不能正常进、出水，从而导致水路系统中没有流动的水用于提供蒸发器所需热量，或者用于吸收冷凝器所释放的热量的问题。

根据第一方面，本实用新型实施例提供了一种热泵机组的水路控制系统，所述热泵机组包括蒸发器、冷凝器和压缩机，所述水路控制系统包括：换向部件，用于将供水回路切换至所述冷凝器所在的制热水路或者所述蒸发器所在的制冷水路；驱动装置，用于驱动用户侧进水流入所述蒸发器或所述冷凝器；控制器，用于根据向用户提供冷水或热水的需求，控制所述换向部件切换水路，并控制所述驱动装置在所述热泵机组启动后的预定时刻启动或停机。

可选地，所述换向部件包括第一四通阀和第二四通阀；其中，所述第一四通阀的第一进水口为用户侧进水口，第一出水口与所述蒸发器的进水口连接，第二出水口与所述冷凝器的进水口连接；所述第二四通阀的第一进水口与所述蒸发器的出水口连接，第一出水口为用户侧出水口，第二进水口与所述冷凝器的出水口连接；所述换热装置连接在所述第二四通阀的第二出水口与所述第一四通阀的第二进水口之间。

可选地，所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置；所述第一驱动装置，连接在所述第一四通阀的第二出水口与所述冷凝器的进水口之间；所述第二驱动装置，连接在所述第一四通阀的第一出水口与所述蒸发器的进水口之间。

可选地，所述驱动装置为水泵。

可选地，所述热泵机组的水路控制系统还包括：第一可控开关，其控制端与所述控制器连接，用于根据所述控制器的控制指令控制所述第一驱动装置启动或停机；第二可控开关，其控制端与所述控制器连接，用于根据所述控制器的控制指令控制所述第二驱动装置启动或停机。

可选地，所述热泵机组还包括控制主机，用于控制所述压缩机启动或停机；所述控制器还与所述控制主机连接。

可选地，所述热泵机组的水路控制系统还包括：第一温度检测装置，设置在所述用户侧进水口位置，与所述控制器连接，用于测量所述水路控制系统的进水温度；第二温度检测装置，设置在所述用户侧出水口位置，与所述控制器连接，用于测量所述水路控制系统的出水温度。

可选地，所述热泵机组的水路控制系统还包括：第三温度检测装置，设置在所述第一四通阀的第二进水口位置，与所述控制器连接，用于检测所述第一四通阀的第二进水口的进水温度；第四温度检测装置，设置在所述第二四通阀的第二出水口位置，与所述控制器连接，用于检测所述第二四通阀的第二出水口的出水温度。

可选地，还包括输入输出装置，与所述控制器连接，用于接收用户输入的控制命令。

可选地，所述输入输出装置为触控显示屏。

本实用新型实施例所提供的热泵机组的水路控制系统，通过增加控制器和驱动装置，在用户有用水(热水或者冷水)需求时，控制器先控制驱动装置驱动水流进入蒸发器和冷凝器，从而保证压缩机启动后，蒸发器和冷凝器在工作的过程中有持续循环流动的水流，可以提供蒸发器所需热量以及可以吸收冷凝器所释放的热量，减少对蒸发器、冷凝器以及压缩机造成的损伤，缩延长热泵机组的使用寿命。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本实用新型实施例的热泵机组的水路控制系统的示意图；

图2示出了根据本实用新型另一实施例的热泵机组的水路控制系统的示意图；

图3示出了控制器与其它部件的连接关系的示意图；

图4示出了根据本实用新型又一实施例的热泵机组的水路控制系统的示意图；

图5示出了根据本实用新型实施例的热泵机组的水路控制系统的控制方法的流程图；

图6示出了根据本实用新型另一实施例的热泵机组的水路控制系统的控制方法的流程图；

图7和图8示出了根据本实用新型实施例的热泵机组的水路切换故障的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了根据本实用新型实施例的热泵机组的水路控制系统的示意图。其中，热泵机组包括蒸发器100、冷凝器200和压缩机(图中未画出)。根据图1所示，该热泵机组的水路控制系统包括换向部件300、驱动装置400和控制器500。

换向部件300，用于将供水回路切换至所述冷凝器所在的制热水路或者所述蒸发器所在的制冷水路。具体地，当向用户提供冷水时，使用户侧进水流经蒸发器100后出水供给用户使用，并使换热装置600与冷凝器200之间形成自循环水路，即制冷水路。当向用户提供热水时，使用户侧进水流经冷凝器200后出水供给用户使用，并使换热装置600与蒸发器100之间形成自循环水路，即制热水路。该换热装置600用于水路系统与外界冷热源交换热量，该冷热源可以是自然空气、地下水、河水、海水、污水、土壤等形式，或者是其他形式，本申请对此不作限定。

热泵机组工作时，蒸发器100、制冷器和压缩机通过管道串行连接，冷媒介质在管道内循环流动。蒸发器100使液态冷媒吸热转换为气态冷媒，冷凝器200使气态冷媒放热转换为液态冷媒，管道内的冷媒介质在压缩机的驱动下循环流动。用户侧进水经过蒸发器100可降低水温，从而为用户提供冷水；同时换热装置600与冷凝器200之间形成自循环水路，可以将冷凝器200散发的热量通过水路转换至换热装置600，通过换热装置600散发出去。用户侧进水经过冷凝器200可使水温升高，从而为用户提供热水；同时换热装置600与蒸发器100之间形成自循环水路，可以使水路从换热装置600吸收热量，转换至蒸发器100，提供冷媒所需热量。

驱动装置400，用于驱动用户侧进水流入蒸发器100或冷凝器200，还可以用于驱动换热装置600与冷凝器200或蒸发器100之间的自循环水路流动。当向用户提供冷水时，用户侧进水流入蒸发器100，换热装置600与冷凝器200之间形成自循环水路，驱动装置400驱动用户侧进水流入蒸发器100，并驱动换热装置600与冷凝器200之间的自循环水路流动；当向用户提供热水时，用户侧进水流入冷凝器200，换热装置600与蒸发器100之间形成自循环水路，驱动装置400驱动用户侧进水流入冷凝器200，并驱动换热装置600与蒸发器100之间的自循环水路流动。

控制器500，用于根据向用户提供冷水或热水的需求，控制换向部件300切换水路，并控制驱动装置400在热泵机组启动后的预定时刻启动或停机。当用户需要冷水时，控制器500控制换向部件300切换，使得用户侧进水流经蒸发器100后出水供给用户使用，并使换热装置600与冷凝器200之间形成自循环水路；并控制驱动装置400，驱动用户侧进水流入蒸发器100，以及驱动换热装置600与冷凝器200之间的自循环水路流动。当用户需要热水时，控制器500控制换向部件300切换，使得用户侧进水流经冷凝器200后出水供给用户使用，并使换热装置600与蒸发器100之间形成自循环水路；并控制驱动装置400，驱动用户侧进水流入冷凝器200，以及驱动换热装置600与蒸发器100之间的自循环水路流动。此外，控制器500还控制驱动装置400的启停时刻，即控制驱动装置400在热泵机组启动后的预定时刻启动或停机。

上述热泵机组的水路控制系统，通过增加控制器和驱动装置，在用户有用水(热水或者冷水)需求时，控制器先控制驱动装置驱动水流进入蒸发器和冷凝器，从而保证压缩机启动后，蒸发器和冷凝器在工作的过程中有持续循环流动的水流，可以提供蒸发器所需热量以及可以吸收冷凝器所释放的热量，减少对蒸发器、冷凝器以及压缩机造成的损伤，缩延长热泵机组的使用寿命。

图2和图4示出了根据本实用新型另一实施例的热泵机组的水路控制系统的示意图。热泵机组包括蒸发器100、冷凝器200和压缩机(图中未画出)。

作为图1所示实施例的具体细化实施方式，根据图2和图4所示的热泵机组的水路控制系统中，换向部件300包括第一四通阀310和第二四通阀320。其中，第一四通阀310的第一进水口为用户侧进水口，第一出水口与蒸发器100的进水口连接，第二出水口与冷凝器200的进水口连接；第二四通阀320的第一进水口与蒸发器100的出水口连接，第一出水口为用户侧出水口，第二进水口与冷凝器200的出水口连接。换热装置600连接在第二四通阀320的第二出水口与第一四通阀310的第二进水口之间。

驱动装置400包括第一驱动装置410和第二驱动装置420。第一驱动装置410连接在第一四通阀310的第二出水口与冷凝器200的进水口之间；第二驱动装置420连接在第一四通阀310的第一出水口与蒸发器100的进水口之间。可选地，该驱动装置400为水泵。

作为本实施例的一种可选实施方式，该热泵机组的水路控制系统还包括第一温度检测装置710、第二温度检测装置720、第三温度检测装置730和第四温度检测装置740。第一温度检测装置710，设置在用户侧进水口位置，与控制器500连接，用于测量水路控制系统的进水温度。第二温度检测装置720，设置在用户侧出水口位置，与控制器500连接，用于测量水路控制系统的出水温度。第三温度检测装置730，设置在第一四通阀310的第二进水口位置，与控制器500连接，用于检测第一四通阀310的第二进水口的进水温度。第四温度检测装置740，设置在第二四通阀320的第二出水口位置，与控制器500连接，用于检测第二四通阀320的第二出水口的出水温度。可选地，第一温度检测装置710、第二温度检测装置720、第三温度检测装置730和第四温度检测装置740为感温包。

图3示出了图2与图4所示实施方式中各部件与控制器500的连接关系。该控制器500，用于根据向用户提供冷水或热水的需求，控制换向部件300切换水路，并控制驱动装置400在预定时刻启动或停机。

根据图3所示，该热泵机组的水路控制系统还包括第一可控开关710和第二可控开关720。第一可控开关710的控制端与控制器500连接，用于根据控制器500的控制指令控制第一驱动装置410启动或停机。第二可控开关720的控制端与控制器500连接，用于根据控制器500的控制指令控制第二驱动装置420启动或停机。可选地，第一可控开关710和第二可控开关720为交流接触器。

此外，本实施例中，热泵机组还包括控制主机800，用于控制压缩机启动或停机，该控制器500还与控制主机800连接。

作为本实施例的一种可选实施方式，该热泵机组的水路控制系统还包括输入输出装置900，与控制器500连接，用于接收用户输入的控制命令。可选地，该输入输出装置900可以为按键、旋钮，或者触控显示屏。

需要补充说明的是，图2和图4所示的一路水路系统仅仅是示意，本申请中的热泵机组的水路系统并不限于一路水路系统，可以为多路水路系统。

图5示出了根据本实用新型实施例的热泵机组的水路控制系统的控制方法，用于图1至4中任一所述的热泵机组的水路控制系统。根据图5所示，该控制方法包括如下步骤：

S501：接收启动控制命令。该启动控制命令用于指示提供热水或冷水。可以通过图3所示的输入输出装置900接收用户输入的启动控制命令，也可以接收来自其他装置或单元模块的启动控制命令。

S502：控制驱动装置启动。当水路系统不需要切换时，可以在接收启动控制命令后直接控制驱动装置启动，以使用户侧进水流入蒸发器或冷凝器，并使换热装置与冷凝器或蒸发器直接的自循环水流流动起来，从而，在热泵机组启动之前已有流动的水流行蒸发器和冷凝器，可以提供蒸发器所需热量以及可以吸收冷凝器所释放的热量。

S503：当驱动装置启动后达到第一预定时间时，控制热泵机组启动。也即，热泵机组在驱动装置启动之后启动。例如，在驱动装置启动后4分钟，控制热泵机组启动。上述控制热泵机组启动，是指控制压缩机启动，或者控制压缩机、蒸发器、冷凝器启动。

上述热泵机组的水路控制系统的控制方法，在接收启动控制命令后，先控制驱动装置启动，然后当驱动装置启动后达到第一预定时间时，再控制热泵机组启动，从而保证压缩机、蒸发器和冷凝器在工作的过程中有持续循环流动的水流经蒸发器和冷凝器，可以提供蒸发器所需热量以及可以吸收冷凝器所释放的热量，减少对蒸发器、冷凝器以及压缩机造成的损伤，缩延长热泵机组的使用寿命。

图6示出了根据本实用新型另一实施例的热泵机组的水路控制系统的控制方法，用于图1至4中任一所述的热泵机组的水路控制系统。根据图6所示，该控制方法包括如下步骤：

S601：接收启动控制命令。该启动控制命令用于指示提供热水或冷水。该步骤类似图5所示的步骤S501，在此不再赘述。

S602：根据启动控制命令判断是否需要切换水路。当需要切换水路时，执行步骤S603；否则执行步骤S604。

S603：控制换向部件切换水路。

当水路系统默认为制冷模式下的水路通路时，若需要提供冷水时，则无需切换水路；若需要提供热水，则需要切换水路为制热模式下的水路通路。当水路系统默认为制热模式下的水路通路时，若需要提供热水时，则无需切换水路；若需要提供冷水，则需要切换水路为制冷模式下的水路通路。

例如，当水路系统默认为制冷模式下的水路通路时，若需要提供冷水，则在驱动装置启动后4分钟，控制热泵机组启动；若需要提供热水，则在换向部件切换水路后1分钟，控制驱动装置启动，并在驱动装置启动1分钟后，控制热泵机组启动。

S604：控制驱动装置启动。该步骤类似图5所示的步骤S502，在此不再赘述。

S605：获取第一温度检测装置、第二温度检测装置、第三温度检测装置及第四温度检测装置所检测到的水温。

S606：判断第一温度检测装置所检测到的水温与第二温度检测装置所检测到的水温是否相等；并判断第三温度检测装置所检测到的水温与第四温度检测装置所检测到的水温是否相等。当第一温度检测装置所检测到的水温与第二温度检测装置所检测到的水温不相等时，或者第三温度检测装置所检测到的水温与第四温度检测装置所检测到的水温不相等时，执行步骤S607；否则执行步骤S608。

S607：当第一温度检测装置所检测到的水温与第二温度检测装置所检测到的水温不相等时，或者第三温度检测装置所检测到的水温与第四温度检测装置所检测到的水温不相等时，控制驱动装置停机。

在正常情况下，第一四通阀的第一进水口与第一出水口连通，第二进水口与第二出水口连通；同时第二四通阀的第一进水口与第一出水口连通，第二进水口与第二出水口连通，才能够形成可以使用户侧进水流入蒸发器后向用户提供冷水，同时换热装置与冷凝器之间形成自循环水路，如图2所示。或者，正常情况下，当第一四通阀的第一进水口与第二出水口连通，第二进水口与第一出水口连通；同时第二四通阀的第一进水口与第二出水口连通，第二进水口与第一出水口连通，才能够形成可以使用户侧进水流入冷凝器后向用户提供热水，同时换热装置与蒸发器之间形成自循环水路，如图4所示。

然而，当第一四通阀的第一进水口与第一出水口连通，第二进水口与第二出水口连通；同时第二四通阀的第一进水口与第二出水口连通，第二进水口与第一出水口连通时，如图7所示，用户侧进水通过第一四通阀流入蒸发器，然后通过第二四通阀流经换热装置，再通过第一四通阀流经冷凝器，最后通过第二四通阀提供给用户。在此情况下，四通阀切换出现故障，用户侧进水流行整个水路系统提供给用户，由于经过换热装置，用户侧出水的温度不同于用户侧进水温度。

或者，当第一四通阀的第一进水口与第二出水口连通，第二进水口与第一出水口连通；同时第二四通阀的第一进水口与第一出水口连通，第二进水口与第二出水口连通时，如图8所示，用户侧进水通过第一四通阀流入冷凝器，然后通过第二四通阀流经换热装置，在通过第一四通阀流经蒸发器，最后通过第二四通阀提供给用户。在此情况下，四通阀切换出现故障，用户侧进水流行整个水路系统提供给用户，由于经过换热装置，用户侧出水的温度不同于用户侧进水温度。

由此可见，正常情况下，当驱动装置启动而热泵机组未启动时，用户侧进水温度应当等于用户侧出水温度；当四通阀切换出现故障时，用户侧进水温度不等于用户侧出水温度。因此可以通过用户侧进水温度是否等于用户侧出水温度来判断四通阀切换是否出现故障，即通过第一温度检测装置及第二温度检测装置检测到的水温是否相等来判断四通阀切换是否出现故障。

此外，在图2和图4所示正常情况下，自循环水路的水温是恒定的，即第三温度检测装置及第四温度检测装置检测到的水温是相等的；而在图7和图8所示的故障情况下，第三温度检测装置及第四温度检测装置检测到的水温是不相等的。因此，可以通过第三温度检测装置及第四温度检测装置检测到的水温是否相等来判断四通阀切换是否出现故障。

通过第一温度检测装置及第二温度检测装置检测到的水温是否相等以及第三温度检测装置及第四温度检测装置检测到的水温是否相等两个判断条件，可以更为准确地确定四通阀切换是否出现故障。

S608：持续获取第一温度检测装置、第二温度检测装置、第三温度检测装置及第四温度检测装置所检测到的水温。

S609：当第一温度检测装置所检测到的水温与第二温度检测装置所检测到的水温相等，并且第三温度检测装置所检测到的水温与第四温度检测装置所检测到的水温相等时，控制驱动装置启动。即当四通阀切换正确、水路无故障时，控制驱动装置启动。

S610：当驱动装置启动后达到第一预定时间时，控制热泵机组启动。该步骤类似图5所示的步骤S503，在此不再赘述。

S611：接收用户输入的停机控制命令。停机控制命令用于指示停止提供热水或冷水。

S612：控制热泵机组停机。控制热泵机组停机，是指控制压缩机停机，或者控制压缩机、蒸发器、冷凝器停机。

S613：当热泵机组停机后达到第二预定时间时，控制驱动装置停机。即在热泵机组停机后再控制驱动装置停机。从而保证热泵机组运行过程中会持续有流动的水流经蒸发器和冷凝器，可以提供蒸发器所需热量以及可以吸收冷凝器所释放的热量。

S614：判断当前水路是否为默认水路通路。当当前水路不是默认水路通路时，执行步骤S615；否则无操作。

S615：当当前水路不是默认水路通路时，控制换向部件切换水路。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。