热泵机组的控制方法和热泵系统与流程

本发明属于空调设备领域，具体涉及一种热泵机组的控制方法和热泵系统。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，人们对生活环境也提出了越来越高的要求。为了维持舒适的环境温度，空调设备已经成为人们生活中必不可少的一种设备。具体地，现有空调设备大多使用的是热泵机组，热泵机组具有工作效率高、节能环保等优点。但是，当热泵机组外围的环境温度过低时，热泵机组的工作效率就会迅速降低，从而影响热泵机组的制热效果。为了保证良好的制热效果，很多热泵机组都设置有辅助加热装置，用于保证制热效果。

进一步地，当环境温度较低时，随着环境温度的逐渐降低，蒸发器的蒸发能力越来越差，产生的热量也越来越少，使得热泵机组的换热介质持续达不到预设温度，此时就需要开启辅助加热装置。现有的开启辅助加热装置的控制方法是：当换热介质的温度持续达不到预设温度时，判断所有机组是否都已启动；在开启所有机组仍然长时间无法达到预设温度的情况下，才会开启辅助电加热装置。但是，在未开启辅助加热装置之前，热泵机组已经长时间处于低效运行的状态，这样的控制方式不仅不能使得换热介质尽快达到预设温度，而且低效运行的热泵机组还会浪费更多的能源。

相应地，本领域需要一种新的热泵机组的控制方法来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有热泵机组的控制方法不能及时开启辅助加热装置，致使所述热泵机组在一段时间内的制热效果差、能效比低的问题，本发明提供了一种热泵机组的控制方法，所述控制方法包括下列步骤：检测所述热泵机组的运行参数；根据检测到的运行参数，计算所述热泵机组的能效比；将所述能效比与第一阈值进行对比；根据对比结果选择性地调整所述热泵机组的运行程序。

在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，所述运行参数包括所述热泵机组的压缩机的运行电流以及换热介质的第一温度和第二温度。

在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，所述第一温度为换热介质流入所述热泵机组时的温度，所述第二温度为换热介质流出所述热泵机组时的温度。

在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，“根据对比结果选择性地调整所述热泵机组的运行程序”的步骤具体包括：如果所述能效比大于所述第一阈值，则保持所述热泵机组的运行程序不变。

在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，“根据对比结果选择性地调整所述热泵机组的运行程序”的步骤具体包括：如果所述能效比小于或等于所述第一阈值，计算所述预设温度与所述第二温度的差值，并将所述差值与第二阈值进行对比；根据所述差值与所述第二阈值的对比结果，选择性地调整所述热泵机组的运行程序。

在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，“根据所述差值与所述第二阈值的对比结果，选择性地调整所述热泵机组的运行程序”的步骤具体包括：如果所述差值大于所述第二阈值，则启动所述热泵机组的辅助加热装置，对换热介质进行加热。

在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，“根据所述差值与所述第二阈值的对比结果，选择性地调整所述热泵机组的运行程序”的步骤具体包括：如果所述差值小于或等于所述第二阈值，则保持所述热泵机组的运行程序不变。

在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，所述辅助加热装置为电加热器。

在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，所述换热介质为水。

本发明还提供了一种热泵系统，包括热泵机组和用于控制所述热泵机组的控制器，所述控制器能够执行上述任一项优选技术方案中所述的热泵机组的控制方法。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，通过检测热泵机组的运行参数，能够实现对所述热泵机组工作状态的实时监测；然后根据检测到的运行参数，计算所述热泵机组的能效比，并且将所述能效比与第一阈值进行比较，以便检测所述热泵机组是否处于高效运行的状态；最后，根据对比结果选择性地调整所述热泵机组的运行程序，使得所述热泵机组能够时刻保持高效的运行状态以及良好的制热效果。

附图说明

图1是本发明的热泵机组的控制方法的主要步骤流程图。

图2是本发明的热泵机组的控制方法的优选实施例的步骤流程图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管本申请中按照特定顺序描述了本发明的方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。

基于背景技术中提出的现有的热泵机组的控制方法不能及时开启辅助加热装置，使得所述热泵机组不仅长时间处于低效运行的状态，从而造成能源的浪费，而且还导致换热介质无法快速达到预设温度，影响制热效果的问题。本发明提出了一种热泵机组的控制方法，所述控制方法通过实时检测所述热泵机组的运行参数，然后实时计算并比较所述热泵机组的能效比，从而实现对所述辅助加热装置的实时控制。不仅有效保证了所述热泵机组稳定的制热效果，而且还提高了所述热泵机组的工作效率。

具体地，所述热泵机组设置有制热循环系统和换热介质循环系统，并且，所述制热循环系统包括压缩机、蒸发装置、冷凝装置和节流装置。所述换热介质循环系统能够利用换热介质与外界环境和所述制热循环系统之间进行循环热交换，进一步地，换热介质能够通过所述换热介质循环系统流入所述热泵机组中进行加热，加热后的换热介质再通过所述换热介质循环系统流出所述热泵机组，并且与外界环境进行之间进行热交换，然后再次流入所述热泵机组进行加热，从而实现循环热交换。

另外，换热介质流入所述热泵机组的位置以及换热介质流出所述热泵机组的位置均设置有温度传感器，所述温度传感器能够实时测量换热介质流入所述热泵机组时的温度和换热介质流出所述热泵机组时的温度。并且，所述热泵机组还包括互感器，所述互感器能够采集所述压缩机的运行电流。

以下将结合热泵机组运行本发明的控制方法的过程为例来对本发明的控制方法进行说明。首先参阅图1，该图是本发明的热泵机组的控制方法的主要步骤流程图。如图1所示，所述控制方法主要包括以下步骤：

s1：检测所述热泵机组的运行参数；

s2：根据运行参数，计算能效比；

s3：将所述能效比与第一阈值进行对比；

s4：根据对比结果选择性地调整运行程序。

具体地，如图1所示，通过所述温度传感器和所述互感器实时检测所述热泵机组的运行参数，从而实现对所述热泵机组工作状态的实时监测。然后，根据检测到的运行参数，计算所述热泵机组的能效比，并且将所述能效比与第一阈值进行比较，以便实时检测所述热泵机组是否处于高效运行的状态。需要说明的是，所述第一阈值的选取与所述热泵机组工作的环境温度有关，所述第一阈值与所述环境温度对应的优选值可参照下表：

最后，根据所述能效比与所述第一阈值的对比结果，选择性地调整所述热泵机组的运行程序，使得所述热泵机组能够时刻保持高效的运行状态以及良好的制热效果。

以下将参阅图2对本发明的优选实施方案进行具体说明，图2是本发明的热泵机组的控制方法的具体步骤流程图。如图2所示，所述控制方法具体包括如下步骤：

s110：检测压缩机的运行电流、换热介质的第一温度和第二温度；

s120：根据检测到的运行参数，计算热泵机组的能效比；

s130：判断所述能效比是否大于第一阈值；如果是，则执行步骤s140，如果不是，则执行步骤s150；

s140：保持热泵机组的运行程序，正常加减载荷；

s150：判断预设温度与第二温度之差是否大于第二阈值；如果是，则执行步骤s160，如果不是，则执行步骤s140；

s160：启动热泵机组的辅助加热装置。

具体地，在步骤s110中，通过所述互感器检测所述压缩机的运行电流i；通过所述温度传感器检测换热介质流入所述热泵机组时的第一温度t1和换热介质流出所述热泵机组时的第二温度t2。另外，需要说明的是，上述数据也可以通过其他方式检测获取，本发明不对上述数值的检测方式进行限制。

根据步骤s110中检测到的所述热泵机组的运行参数，在步骤s120中，计算所述热泵机组的能效比cop。需要说明的是，能效比是判断所述热泵机组是否处于高效运行状态最直接的参数。因此，通过实时计算所述能效比的方式来调整所述热泵机组的运行程序，能够使得所述热泵机组快速有效地实现高效制热。具体地，能效比cop的计算公式为：

cop＝q/p

其中，q为所述热泵机组的制热量(单位：w)；p为所述热泵机组的实时功率(单位：w)。

q＝c*v*(t2－t1)

其中，c为换热介质的比热容(单位：j/(kg·℃))；v为换热介质的流量(单位：kg/s)；t2为换热介质流出所述热泵机组时的温度(单位：℃)；t1为换热介质流入所述热泵机组时的温度(单位：℃)。本领域技术人员能够理解的是，对于每个热泵机组而言，换热介质的流量v都是一个固定值。具体地，流量v的取值与所述热泵机组本身有关，故流量v需要结合所述热泵机组的实际情况进行取值。

p＝1.732*u*i*cosφ

其中，u为所述热泵机组的工作电压，可以取380v或0.38kv；i为所述压缩机的运行电流(单位：a)；cosφ为功率因子，可以取0.85，也可以根据实际情况自行选取其他值。

根据上述方法可以计算出所述热泵机组的能效比，在步骤s130中，将计算出的所述能效比与所述第一阈值进行对比。如果所述能效比大于所述第一阈值，则表示所述热泵机组处于高效运行的状态。此时，无需开启所述热泵机组的辅助加热装置，保持所述热泵机组的设定运行程序不变，正常加减载荷即可快速达到预设温度，以便节约能源。如果所述能效比小于或等于所述第一阈值，则需要对所述热泵机组的工作状态进行进一步的判断，以便保证判断结果的准确性。此时，接着执行步骤s150。

具体地，在步骤s150中，先计算所述预设温度t0与所述第二温度t2的差值，并且将所述差值与所述第二阈值进行对比，以便进一步判断所述热泵机组是否处于高效运行的状态。需要说明的是，所述第二阈值的选取也与所述热泵机组工作的环境温度有关，所述第二阈值与所述环境温度对应的优选值可参照下表：

进一步地，在步骤s150中，如果所述差值小于或等于所述第二阈值，则表示所述热泵机组是处于高效运行的状态。此时，无需开启所述热泵机组的辅助加热装置，保持所述热泵机组的设定运行程序不变，正常加减载荷即可使得换热介质的温度迅速达到预设温度，以便节约能源，即执行步骤s140。

在步骤s150中，如果所述差值大于所述第二阈值，则表示所述热泵机组处于低效运行的状态，此时，所述热泵机组的制热效果较低，而且能效比也较低，产生单位制热量所消耗的电量较大。因此，所述热泵机组需要启动所述辅助加热装置，用于迅速提高所述热泵机组的制热效果，以便所述热泵机组的换热介质的温度能够迅速达到所述预设温度。及时开启所述辅助加热装置，不仅能够快速提高换热介质的温度以便外界环境的快速升温，而且还可以提高所述热泵机组的工作效率，以便达到更好的节能效果。本领域技术人员能够理解的是，所述辅助加热装置优选为电加热器。

本发明还包括一种热泵系统，所述热泵系统包括所述热泵机组和用于控制所述热泵机组的控制器，并且所述控制器能够执行上述优选技术方案中的热泵机组的控制方法。

最后需要说明的是，上述实施例仅是本发明的优选实施方案，并不作为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在实际使用本发明的控制方法时，可以根据需要适当添加或删减一部分步骤，或者调换不同步骤之间的顺序。这种改变并没有超出本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。

至此，已经结合附图描述了本发明的优选实施方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。