热泵系统及其控制方法、装置以及空调设备、存储介质与流程

[0001]
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种热泵系统及其控制方法、装置以及空调设备、存储介质。


背景技术：

[0002]
如图1所示，常规的热泵系统包括压缩机1a、四通阀3a、室内换热器9a和室外换热器20a。四通阀3a的第一端d与压缩机1a的排气口连接，四通阀3a的第二端e与室内换热器9a连接，四通阀3a的第三端c与室外换热器20a连接，四通阀3a的第四端s与压缩机1a的吸气口连接。在该热泵系统处于制热模式时，四通阀3a得电，此时第一端d和第二端e连通，第三端c和第四端s连通，室内换热器9a工作在冷凝状态，室外换热器20a工作在蒸发状态。在该热泵系统处于制冷模式时，四通阀3a掉电，此时第一端d和第三端c连通，第二端e和第四端s连通，室内换热器9a工作在蒸发状态，室外换热器20a工作在冷凝状态。在常规热泵系统中，室内换热器9a和室外换热器20a始终工作在相反状态。
[0003]
若压缩机1a采用变容压缩机，受限于目前变频技术和出于压缩机可靠性的考虑，压缩机的最低运行频率不能太低，一般为最高运行频率的15％～20％，假设室内换热器9a工作在蒸发状态时换热量为正，工作在冷凝状态时，换热量为负，那么常规变容热泵系统在+15％～-15％负荷输出时已失去连续调节能力，系统只能通过启停控制，会导致室内温度控制波动大，尤其是工作在接近负荷零点时，温度控制会严重失调。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种热泵系统及其控制方法、装置以及空调设备、存储介质，以提高该热泵系统在接近负荷零点时的温度控制精度。
[0005]
本发明第一方面提供一种热泵系统，包括：
[0006]
压缩机；
[0007]
室内换热器；
[0008]
第一室外换热器；
[0009]
第二室外换热器；和
[0010]
阀门组件，阀门组件分别与压缩机的排气口和吸气口、室内换热器的第一端、第一室外换热器的第一端以及第二室外换热器的第一端连接，室内换热器的第二端通过第一连接管路与第一室外换热器的第二端以及第二室外换热器的第二端连接，阀门组件被配置为能够控制第一室外换热器和第二室外换热器中的一个与室内换热器均处于第一状态，第一室外换热器和第二室外换热器中的另一个处于第二状态，第一状态和第二状态分别为蒸发状态和冷凝状态中的一个和另一个。
[0011]
在一些实施例中，阀门组件包括第一四通阀和第二四通阀，第一四通阀的第一端口和第二四通阀的第一端口均与压缩机的排气口连接，第一四通阀的第二端口和第二四通阀的第二端口均与室内换热器的第一端连接，第一四通阀的第三端口与第二室外换热器的
第一端连接，第一四通阀的第三端口与第一室外换热器的第一端连接，第一四通阀的第四端口与第二四通阀的第四端口均与压缩机的吸气口连接。
[0012]
在一些实施例中，阀门组件还包括第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀设置于第一四通阀的第二端口与室内换热器的第一端之间的连接管路上，第二控制阀设置于第二四通阀的第二端口与室内换热器的第一端之间的连接管路上。
[0013]
在一些实施例中，热泵系统还包括设置于第一连接管路上的第一节流装置。
[0014]
在一些实施例中，热泵系统还包括连接第一连接管路和第一室外换热器的第二端的第二连接管路以及连接第一连接管路和第二室外换热器的第二端的第三连接管路，第二连接管路上设置有第二节流装置，第三连接管路上设置有第三节流装置。
[0015]
在一些实施例中，热泵系统还包括第一室外风机和第二室外风机，第一室外风机与第一室外换热器位于第一风道内，第二室外风机与第二室外换热器位于第二风道内。
[0016]
在一些实施例中，热泵系统还包括：
[0017]
第一温度传感器，第一温度传感器用于检测冷媒流经室内换热器的第一端时的温度；
[0018]
第二温度传感器，第二温度传感器用于检测冷媒流经室内换热器的第二端时的温度；
[0019]
第三温度传感器，第三温度传感器用于检测冷媒流经第二室外换热器的第二端时的温度；
[0020]
第四温度传感器，第四温度传感器用于检测冷媒流经第二室外换热器的第一端时的温度；
[0021]
第五温度传感器，第五温度传感器用于检测冷媒流经第一室外换热器的第二端时的温度；
[0022]
第六温度传感器，第六温度传感器用于检测冷媒流经第一室外换热器的第一端时的温度；
[0023]
排气温度传感器，排气温度传感器用于检测压缩机的排气口处的冷媒温度；
[0024]
吸气温度传感器，吸气温度传感器用于检测压缩机的吸气口处的冷媒温度；
[0025]
排气压力传感器，排气压力传感器用于检测压缩机的排气口处的冷媒压力；
[0026]
吸气压力传感器，吸气压力传感器用于检测压缩机的吸气口处的冷媒压力。
[0027]
在一些实施例中，热泵系统还包括管间换热器，管间换热器内部设置有相互换热的第一流道和第二流道，阀门组件通过第一流道与第一室外换热器的第一端连接，阀门组件通过第二流道与第二室外换热器的第一端连接。
[0028]
在一些实施例中，热泵系统还包括：
[0029]
第九温度传感器，第九温度传感器用于检测检测冷媒流经第一流道靠近阀门组件一端时的温度；
[0030]
第十温度传感器，第十温度传感器用于检测检测冷媒流经第二流道靠近阀门组件一端时的温度。
[0031]
本发明第二方面提供一种热泵系统的控制方法，应用于控制如上的热泵系统，包括：
[0032]
根据压缩机的最低输出功率和室内负荷需求确定热泵系统的运行模式；和
[0033]
基于运行模式控制阀门组件动作以使得第一室外换热器和第二室外换热器中的一个与室内换热器均处于第一状态，第一室外换热器和第二室外换热器中的另一个处于第二状态，第一状态和第二状态分别为蒸发状态和冷凝状态中的一个和另一个。
[0034]
在一些实施例中，
[0035]
若室内负荷需求大于压缩机的最低输出功率，确定热泵系统处于第一制冷模式或第一制热模式；若室内负荷需求小于压缩机的最低输出功率，确定热泵系统处于第二制冷模式或第二制热模式。
[0036]
在一些实施例中，
[0037]
当热泵系统处于第一制冷模式时，控制阀门组件动作，以使室内换热器处于蒸发状态，第一室外换热器和第二室外换热器均处于冷凝状态；
[0038]
当热泵系统处于第一制热模式时，控制阀门组件动作，以使室内换热器处于冷凝状态，第一室外换热器和第二室外换热器均处于蒸发状态。
[0039]
在一些实施例中，
[0040]
当热泵系统处于第二制冷模式时，控制阀门组件动作，以使得室内换热器处于蒸发状态，第一室外换热器和第二室外换热器中的一个处于蒸发状态以使得压缩机输出的冷媒量被分流，另一个处于冷凝状态；
[0041]
当热泵系统处于第二制热模式时，控制阀门组件动作，以使得室内换热器处于冷凝状态，第一室外换热器和得让室外换热器中的一个处于冷凝状态以使得压缩机输出的冷媒量被分流，另一个处于蒸发状态。
[0042]
本发明第三方面提供一种热泵系统的控制方法，应用于控制如上热泵系统，包括：
[0043]
根据压缩机的最低输出功率和室内负荷需求确定热泵系统的运行模式；和
[0044]
基于运行模式控制第一四通阀、第二四通阀、第一控制阀和第二控制阀动作以使得第一室外换热器和第二室外换热器中的一个与室内换热器均处于第一状态，第一室外换热器和第二室外换热器中的另一个处于第二状态，第一状态和第二状态分别为蒸发状态和冷凝状态中的一个和另一个。
[0045]
在一些实施例中，运行模式包括：第一制冷模式、第二制冷模式、第一制热模式和第二制热模式中的至少一种。
[0046]
在一些实施例中，当运行模式为第一制冷模式时，控制第一四通阀的第一端口和第三端口连通、第二端口和第四端口连通；控制第二四通阀的第一端口和第三端口连通、第二端口和第四端口连通；并且控制第一控制阀和第二控制阀为导通状态；和/或，当运行模式为第一制热模式时，控制第一四通阀的第一端口和第二端口连通、第三端口和第四端口连通；控制第二四通阀的第一端口和第二端口连通、第三端口和第四端口连通；并且控制第一控制阀和第二控制阀为导通状态。
[0047]
在一些实施例中，当运行模式为第二制冷模式时，控制第一控制阀截止并控制第一四通阀的第一端口和第二端口连通、第三端口和第四端口连通；控制第二四通阀的第一端口和第三端口连通、第二端口和第四端口连通且控制第二控制阀为导通状态，以使得第二室外换热器处于蒸发状态。
[0048]
在一些实施例中，热泵系统还包括设置于第一连接管路上的第一节流装置，控制方法还包括：
[0049]
根据当前室内环境温度与室内环境目标控制温度之间的差值的函数关系式和/或室内换热器的过热度的函数关系式来对第一节流装置的目标开度进行控制。
[0050]
在一些实施例中，热泵系统还包括与第二室外换热器处于同一风道内的第二室外风机，控制方法还包括：
[0051]
根据吸气压力或蒸发温度的函数关系式来对第二室外风机的目标转速进行控制。
[0052]
在一些实施例中，热泵系统还包括设置于第三连接管路上的第三节流装置，控制方法还包括：
[0053]
根据第二室外换热器所在的冷媒支路的过热度的函数关系式来第三节流装置的目标开度进行控制。
[0054]
在一些实施例中，当运行模式为第二制热模式时，控制第一四通阀的第一端口和第二端口连通、第三端口和第四端口连通并控制第一控制阀为导通状态；控制第二控制阀为截止状态并控制第二四通阀的第一端口和第三端口连通、第二端口和第四端口连通，以使得第一室外换热器处于冷凝状态。
[0055]
在一些实施例中，根据当前室内环境温度与室内环境目标控制温度之间的差值的函数关系式来对第一节流装置的目标开度进行控制。
[0056]
在一些实施例中，热泵系统还包括与第一室外换热器处于同一风道内的第一室外风机，控制方法还包括：
[0057]
根据排气压力或过冷度的函数关系式来对第一室外风机的目标转速进行控制。
[0058]
在一些实施例中，热泵系统还包括设置于第二连接管路上的第二节流装置，控制方法还包括：
[0059]
根据第一室外换热器所在的冷媒支路的过冷度的函数关系式来第二节流装置的目标开度进行控制。
[0060]
在一些实施例中，当第一节流装置的目标开度达到最大值时，控制第二四通阀的第一端口和第二端口连通、第三端口和第四端口连通以使得第一室外换热器从冷凝状态切换至蒸发状态。
[0061]
在一些实施例中，在将第一室外换热器从冷凝状态切换至蒸发状态后，控制方法还包括：
[0062]
根据吸气压力或蒸发温度的函数关系式来对第一室外风机的目标转速进行控制；和/或，
[0063]
根据第一室外换热器所在的冷媒支路的过热度的函数关系式来第二节流装置的目标开度进行控制；和/或，
[0064]
根据第二室外换热器所在的冷媒支路的过热度的函数关系式来第三节流装置的目标开度进行控制。
[0065]
在一些实施例中，在将第一室外换热器从冷凝状态切换至蒸发状态后，控制方法还包括：控制第二控制阀为导通状态。
[0066]
本发明第四方面提供一种热泵系统的控制装置，包括：
[0067]
存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行如上所述的控制方法。
[0068]
本发明第五方面提供一种空调设备，包括如上所述的热泵系统，以及如如上所述
的热泵系统的控制装置。
[0069]
本发明第六方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行如上所述的控制方法。
[0070]
基于本发明提供的技术方案，热泵系统包括压缩机、室内换热器、第一室外换热器、第二室外换热器和阀门组件，阀门组件分别与压缩机的排气口和吸气口、室内换热器的第一端、第一室外换热器的第一端以及第二室外换热器的第一端连接，室内换热器的第二端通过第一连接管路与第一室外换热器的第二端以及第二室外换热器的第二端连接，阀门组件被配置为能够控制第一室外换热器和第二室外换热器中的一个与室内换热器均处于第一状态，第一室外换热器和第二室外换热器中的另一个处于第二状态，第一状态和第二状态分别为蒸发状态和冷凝状态中的一个和另一个。当本发明的热泵系统的压缩机的输出功率达到最低输出功率而室内负荷需求却小于该最低输出功率时，压缩机输出的部分冷媒可分流至处于室外的换热器中，而不是均由室内换热器承担，以使得本发明的热泵系统在接近负荷零点时，仍能对室内温度进行准确控制。而且由于本发明的压缩机的输出冷媒可分流至室外换热器中，因此在室内负荷需求很低时，无需压缩机工作在超低频，提高压缩机的运行可靠性。
[0071]
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0072]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0073]
图1为常规热泵系统的结构示意图；
[0074]
图2为本发明一实施例的热泵系统的结构示意图；
[0075]
图3为本发明一实施例的热泵系统的控制方法的流程示意图；
[0076]
图4为本发明另一实施例的热泵系统的结构示意图；
[0077]
图5为本发明另一实施例的热泵系统的控制方法的流程示意图；
[0078]
图6为本发明实施例的热泵系统的控制装置的模块示意图。
具体实施方式
[0079]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
[0080]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是
作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0081]
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0082]
如图2所示，本发明一实施例的热泵系统包括：
[0083]
压缩机1；
[0084]
室内换热器9；
[0085]
第一室外换热器20；
[0086]
第二室外换热器21；
[0087]
阀门组件300，阀门组件300分别与压缩机1的排气口a和吸气口b、室内换热器9的第一端g、第一室外换热器20的第一端73以及第二室外换热器21的第一端74连接，室内换热器9的第二端h通过第一连接管路与第一室外换热器20的第二端78以及第二室外换热器21的第二端77连接。阀门组件300被配置为能够控制第一室外换热器20和第二室外换热器21中的一个与室内换热器9均处于第一状态，第一室外换热器20和第二室外换热器21中的另一个处于第二状态，第一状态和第二状态分别为蒸发状态和冷凝状态中的一个和另一个。
[0088]
本发明实施例的阀门组件300能够控制第一室外换热器20和第二室外换热器21中的一个与室内换热器9均处于第一状态，因此当本发明的热泵系统的压缩机1的输出功率达到最低输出功率而室内负荷需求却小于该最低输出功率时，压缩机1输出的部分冷媒可分流至处于室外的换热器中，而不是均由室内换热器9承担，以使得本实施例的热泵系统在接近负荷零点时，仍能对室内温度进行准确控制。而且由于本实施例压缩机1的输出冷媒可分流至室外换热器中，因此在室内负荷需求很低时，无需压缩机1工作在超低频，提高压缩机1的运行可靠性。
[0089]
如图2所示，本实施例的压缩机1位于室内以降低被盗风险。在其他实施例中，压缩机也可以设置在室外。本实施例的压缩机1为变频压缩机。
[0090]
图3为本发明实施例的热泵系统的控制方法的流程示意图，如图3所示，该控制方法包括如下步骤：
[0091]
步骤301，根据压缩机1的最低输出功率和室内负荷需求确定热泵系统的运行模式；和
[0092]
步骤302，基于运行模式控制阀门组件动作以使得第一室外换热器20和第二室外换热器21中的一个与室内换热器9均处于第一状态，第一室外换热器20和第二室外换热器21中的另一个处于第二状态，第一状态和第二状态分别为蒸发状态和冷凝状态中的一个和另一个。
[0093]
该控制方法根据压缩机1的最低输出功率和室内负荷需求确定系统的运行模式，并根据该运行模式控制阀门组件动作以使得第一室外换热器20和第二室外换热器21中的一个处于与室内换热器9相同的状态，从而使得一个室外换热器和室内换热器9共同分担压缩机1输出的冷媒从而实现整个热泵系统超低制冷/制热量的输出，而且还能保持精确的温度控制精度。
[0094]
具体地，若室内负荷需求大于压缩机1的最低输出功率，确定热泵系统处于第一制冷模式或第一制热模式；若室内负荷需求小于压缩机的最低输出功率，确定热泵系统处于第二制冷模式或第二制热模式。
[0095]
若室内负荷需求大于压缩机1的最低输出功率，此时可通过升高压缩机1的频率来满足室内负荷需求，这是常规热泵系统可实现的，此时确定热泵系统处于第一制冷模式或第一制热模式。
[0096]
当热泵系统处于第一制冷模式时，控制阀门组件300动作，以使室内换热器9处于蒸发状态，第一室外换热器20和第二室外换热器21均处于冷凝状态；
[0097]
当热泵系统处于第一制热模式时，控制阀门组件300动作，以使室内换热器9处于冷凝状态，第一室外换热器20和第二室外换热器21均处于蒸发状态。
[0098]
上述两个运行模式的控制方法与常规热泵系统基本相同，此处不再赘述。本发明实施例重点说明当变频压缩机1达到最低输出功率时，如何控制阀门组件300动作以使得本实施例的室内换热器9的制冷/制热输出满足比最低输出功率更低的室内负荷需求。
[0099]
若室内负荷需求小于压缩机1的最低输出功率，确定热泵系统处于第二制冷模式或第二制热模式。
[0100]
当热泵系统处于第二制冷模式时，控制阀门组件300动作，以使得室内换热器9处于蒸发状态，第一室外换热器20和第二室外换热器21中的一个处于蒸发状态以使得压缩机1输出的冷媒量被分流，另一个处于冷凝状态；
[0101]
当热泵系统处于第二制热模式时，控制阀门组件300动作，以使得室内换热器9处于冷凝状态，第一室外换热器20和第二室外换热器21中的一个处于冷凝状态以使得压缩机1输出的冷媒量被分流，另一个处于蒸发状态。
[0102]
如图4所示，本发明另一实施例的阀门组件300包括第一四通阀2和第二四通阀3，第一四通阀2的第一端口d和第二四通阀3的第一端口d均与压缩机1的排气口a连接，第一四通阀2的第二端口e和第二四通阀3的第二端口e均与室内换热器9的第一端g连接，第一四通阀2的第三端口c与第二室外换热器21的第一端74连接，第二四通阀3的第三端口c与第一室外换热器20的第一端73连接，第一四通阀2的第四端口s与第二四通阀3的第四端口s均与压缩机1的吸气口b连接。
[0103]
本实施例的两个室外换热器分别由不同的四通阀来控制其状态，两个室外换热器状态相互独立，互不影响。四通阀掉电，其第一端口d和第三端口c连通、第二端口e和第四端口s连通；四通阀得电，其第一端口d和第二端口e连通、第三端口c和第四端口s连通。
[0104]
本实施例的阀门组件还包括第一控制阀4和第二控制阀5，第一控制阀4设置于第一四通阀2的第二端口e与室内换热器9的第一端g之间的连接管路上，第二控制阀5设置于第二四通阀3的第二端口e与室内换热器9的第一端g之间的连接管路上。本实施例的第一控制阀4和第二控制阀5可以是电磁阀、球阀等。
[0105]
本实施例的热泵系统还包括设置于第一连接管路上的第一节流装置13。第一节流装置13与室内换热器9的第二端h连接，用于实现对进出室内换热器9的冷媒的节流。其中，第一节流装置13可以为电子膨胀阀、热力膨胀阀和节流孔板等各种节流元件。
[0106]
本实施例的热泵系统还包括连接第一连接管路和第一室外换热器20的第二端78的第二连接管路以及连接第一连接管路和第二室外换热器21的第二端77的第三连接管路。第二连接管路上设置有第二节流装置22，第三连接管路上设置有第三节流装置23。同样地，第二节流装置22和第三节流装置23分别与第一室外换热器20的第二端78和第二室外换热器21的第二端77连接，分别用于对进出第一室外换热器20和第二室外换热器21的冷媒进行节流。其中，第二节流装置22和第三节流装置23可以为电子膨胀阀、热力膨胀阀和节流孔板等各种节流元件。
[0107]
本实施例的热泵系统还包括第一室外风机24和第二室外风机25，第一室外风机24与第一室外换热器20位于第一风道内，第二室外风机25与第二室外换热器21位于第二风道内。第一室外换热器20处对应设有第一室外风机24，用于促进冷媒流经第一室外换热器20时与室外空气的换热，以提升冷媒在第一室外换热器20处的换热效果。第二室外换热器21处对应设有第二室外风机25，用于促进冷媒流经第二室外换热器21时与室外空气的换热，以提升冷媒在第二室外换热器21处的换热效果。其中，第一室外风机24与第一室外换热器20可以位于第一风道内，第二室外风机25与第二室外换热器21位于处于第二风道内，第一风道与第二风道独立设置。
[0108]
为了对热泵系统的冷媒流路上的各个位置处的冷媒温度和/或压力进行检测从而实现对热泵系统进行精确控制，本实施例的热泵系统还包括温度压力检测器。
[0109]
具体地，如图4所示，本实施例的热泵系统包括：
[0110]
第一温度传感器30，第一温度传感器30用于检测冷媒流经室内换热器9的第一端时的温度。第一温度传感器30设置于室内换热器9的第一端g。
[0111]
第二温度传感器31，第二温度传感器33用于检测冷媒流经室内换热器9的第二端时的温度。第二温度传感器33设置于室内换热器9的第二端h。
[0112]
第三温度传感器32，第三温度传感器32用于检测冷媒流经第二室外换热器21的第二端时的温度。第三温度传感器32设置于第二室外换热器21的第二端77。
[0113]
第四温度传感器33，第四温度传感器33用于检测冷媒流经第二室外换热器21的第一端时的温度。第四温度传感器33设置于第二室外换热器21的第一端74。
[0114]
第五温度传感器34，第五温度传感器34用于检测冷媒流经第一室外换热器20的第二端时的温度。第五温度传感器34设置于第一室外换热器20的第二端78。
[0115]
第六温度传感器35，第六温度传感器35用于检测冷媒流经第一室外换热器20的第一端时的温度。第六温度传感器设置于第一室外换热器20的第一端73。
[0116]
排气温度传感器38，排气温度传感器38用于检测压缩机1的排气口处的冷媒温度。排气温度传感器38设置于压缩机1的排气管60上。
[0117]
吸气温度传感器39，吸气温度传感器39用于检测压缩机1的吸气口处的冷媒温度。吸气温度传感器39设置于压缩机1的吸气管61上。
[0118]
排气压力传感器40，排气压力传感器40用于检测压缩机1的排气口处的冷媒压力。排气压力传感器40设置于压缩机1的排气管60上。排气压力传感器40所测得的实际压力为
系统高压hps。系统高压hps对应的饱和温度计为t
hps
。
[0119]
吸气压力传感器41，吸气压力传感器41用于检测压缩机1的吸气口处的冷媒压力。吸气压力传感器41设置于压缩机1的吸气管61上。吸气压力传感器41所测得的实际为系统低压lps。系统低压lps对应的饱和温度计为t
lps
。
[0120]
在一些实施例中，热泵系统还包括管间换热器12，管间换热器12内部设置有相互换热的第一流道和第二流道，阀门组件通过第一流道与第一室外换热器20的第一端73连接，阀门组件通过第二流道与第二室外换热器21的第一端74连接。当第一室外换热器20和第二室外换热器21处于不同状态时，这样就使得流经管间换热器12的第一流道和第二流道的冷媒之间存在温差，因此两个流道之间的冷媒可在管间换热器12内进行热交换，从而有效降低第一室外换热器20和第二室外换热器21的负荷，进而有效降低第一室外风机24和第二室外风机25的转速以降低功耗。
[0121]
在一些实施例中，热泵系统还包括：
[0122]
第九温度传感器36，第九温度传感器36用于检测检测冷媒流经第一流道靠近阀门组件一端时的温度；
[0123]
第十温度传感器37，第十温度传感器37用于检测检测冷媒流经第二流道靠近阀门组件一端时的温度。
[0124]
如图5所示，本实施例的热泵系统的控制方法包括如下步骤：
[0125]
步骤501，根据压缩机的最低输出功率和室内负荷需求确定热泵系统的运行模式；和
[0126]
步骤502，基于运行模式控制第一四通阀2、第二四通阀3、第一控制阀4和第二控制阀5动作。
[0127]
本实施例的运行模式包括第一制冷模式、第二制冷模式、第一制热模式和第二制热模式中的至少一种。
[0128]
在一些实施例中，当运行模式为第一制冷模式时，控制第一四通阀2的第一端口d和第三端口c连通、第二端口e和第四端口s连通；控制第二四通阀3的第一端口d和第三端口c连通、第二端口e和第四端口s连通；并且控制第一控制阀4和第二控制阀5为导通状态。此时室内换热器9为蒸发状态，第一室外换热器20和第二室外换热器21均为冷凝状态。
[0129]
当运行模式为第一制热模式时，控制第一四通阀2的第一端口d和第二端口e连通、第三端口c和第四端口s连通；控制第二四通阀3的第一端口d和第二端口e连通、第三端口c和第四端口s连通；并且控制第一控制阀4和第二控制阀5为导通状态。此时室内换热器9为冷凝状态，而第一室外换热器20和第二室外换热器21均为蒸发状态。
[0130]
在一些实施例中，当运行模式为第二制冷模式时，控制第一控制阀4截止并控制第一四通阀2的第一端口d和第二端口e连通、第三端口c和第四端口s连通；控制第二四通阀3的第一端口d和第三端口c连通、第二端口e和第四端口s连通且控制第二控制阀5为导通状态，以使得第二室外换热器处于蒸发状态。压缩机1的排气口a排出的高压冷媒通过支路63流到第二四通阀3处并流到第一室外换热器20内进行冷凝放热，然后从交点k处分别流到第二室外换热器21和室内换热器9内进行蒸发吸热。在第二制冷模式时，第二室外换热器21和室内换热器9共同分担压缩机1输出的制冷量从而实现在压缩机1的最低输出功率大于室内负荷需求时，也可对室内温度进行精确控制。
[0131]
在一些实施例中，热泵系统还包括设置于第一连接管路上的第一节流装置13，控
制方法还包括：
[0132]
根据当前室内环境温度与室内环境目标控制温度之间的差值的函数关系式和/或室内换热器9的过热度的函数关系式来对第一节流装置13的目标开度进行控制。
[0133]
优选地，在保证室内换热器9的过热度的基础上根据当前室内环境温度与室内环境目标控制温度之间的差值对第一节流装置13的目标开度进行控制。该室内换热器9的过热度是以室内换热器9的两端的冷媒温度差来表征。
[0134]
在一些实施例中，热泵系统还包括与第二室外换热器21处于同一风道内的第二室外风机25，控制方法还包括：
[0135]
根据吸气压力或蒸发温度的函数关系式来对第二室外风机25的目标转速进行控制。
[0136]
在一些实施例中，热泵系统还包括设置于第三连接管路上的第三节流装置23，控制方法还包括：
[0137]
根据第二室外换热器21所在的冷媒支路的过热度的函数关系式来第三节流装置23的目标开度进行控制。此时第二室外换热器21处于蒸发状态，控制第三节流装置23的开度以保证第二室外换热器21所在的冷媒流路的过热度。
[0138]
在一些实施例中，当运行模式为第二制热模式时，控制第一四通阀2的第一端口d和第二端口e连通、第三端口c和第四端口s连通并控制第一控制阀4为导通状态；控制第二控制阀5为截止状态并控制第二四通阀3的第一端口d和第三端口c连通、第二端口e和第四端口s连通，以使得第一室外换热器20处于冷凝状态。压缩机1的排气口a排出的高压冷媒通过支路62流到第一四通阀2处并流到室内换热器9，并通过支路63流到第二四通阀3处并流到第一室外换热器20。在第二制热模式时，第一室外换热器20和室内换热器9共同分担压缩机1输出的制热量从而实现在压缩机1的最低输出功率大于室内负荷需求时，也可对室内温度进行精确控制。
[0139]
在一些实施例中，根据当前室内环境温度与室内环境目标控制温度之间的差值的函数关系式来对第一节流装置13的目标开度进行控制。
[0140]
在一些实施例中，热泵系统还包括与第一室外换热器20处于同一风道内的第一室外风机24。此时第一室外换热器20为冷凝状态，控制方法还包括：
[0141]
根据排气压力或过冷度的函数关系式来对第一室外风机24的目标转速进行控制。
[0142]
在一些实施例中，热泵系统还包括设置于第二连接管路上的第二节流装置22。此时第一室外换热器20处于冷凝状态，控制第二节流装置22的开度以保证第一室外换热器20所在的冷媒流路的过冷度。
[0143]
控制方法还包括：
[0144]
根据第一室外换热器20所在的冷媒支路的过冷度的函数关系式来第二节流装置22的目标开度进行控制。
[0145]
当第一节流装置13的目标开度达到最大值时，控制第二四通阀3的第一端口d和第二端口e连通、第三端口c和第四端口s连通以使得第一室外换热器20从冷凝状态切换至蒸发状态。
[0146]
在一些实施例中，在将第一室外换热器20从冷凝状态切换至蒸发状态后，控制方法还包括：
[0147]
根据吸气压力或蒸发温度的函数关系式来对第一室外风机的目标转速进行控制；和/或，
[0148]
根据第一室外换热器20所在的冷媒支路的过热度的函数关系式来第二节流装置22的目标开度进行控制；和/或，
[0149]
根据第二室外换热器21所在的冷媒支路的过热度的函数关系式来第三节流装置23的目标开度进行控制。
[0150]
在一些实施例中，在将第一室外换热器20从冷凝状态切换至蒸发状态后，控制方法还包括：控制第二控制阀5为导通状态。在将第二控制阀5切换为导通状态后，该热泵系统已经进入第一制热模式，也就是正常的制热模式。
[0151]
下面根据图4和图5对本发明实施例的热泵系统及其控制方法进行详细说明。
[0152]
如图4所示，本发明实施例的热泵系统包括室内机100和室外机200。
[0153]
室内机100包括压缩机1、第一四通阀2、第二四通阀3、第一控制阀4、第二控制阀5、室内风机7、室内换热器9、第一节流装置13、第一截止阀14、第二截止阀15、第三截止阀16、排气温度传感器38、吸气温度传感器39、排气压力传感器40、吸气压力传感器41、第一温度传感器30和第二温度传感器31。
[0154]
压缩机1的排气口a处分为两个支路，第一支路62与第一四通阀2的第一端口d相连，第二支路63与第二四通阀3的第一端口d相连。压缩机1的吸气口b处分成两路，分别与第一四通阀2的第四端口s和第二四通阀3的第四端口s相连；第一四通阀2的第二端口e与第一控制阀4的第一端45相连，第二四通阀3的第二端口e与第二控制阀5的第一端46相连。第一控制阀4的第二端47、第二控制阀5的第二端48与室内换热器9的第一端g相连。室内换热器9的第二端h设置有用于与室外机200连接的第一连接管路，第一连接管路上设置有串联连接的第一节流装置13和第三截止阀16。排气温度传感器38和排气压力传感器40放置在压缩机1的排气管路60上，吸气温度传感器39和吸气压力传感器41放置在压缩机1的吸气管路61上。第一截止阀14设置于第二四通阀3的第三端口c的连接管路上。第二截止阀15设置于第一四通阀2的第三端口c的连接管路上。
[0155]
室外机200包括第一室外换热器20、第二室外换热器21、第二节流装置22、第三节流装置23、第一室外风机24、第二室外风机25、管间换热器12、第三截止阀17、第四截止阀18、第五截止阀19、第三温度传感器32、第四温度传感器33、第五温度传感器34、第六温度传感器35、第七温度传感器36和第八温度传感器37。
[0156]
第一室外换热器20的第二端78设置有第二连接管路，第二室外换热器21的第二端77设置有第三连接管路。第二连接管路和第三连接管路相交于k点且通过第四连接管路与第一连接管路连接。其中，第二连接管路上设置有第二节流装置22，第三连接管路上设置有第三节流装置23。第四连接管路上设置有第五截止阀19。
[0157]
在第一室外换热器20和第二室外换热器21的第一端布置有管间换热器12。管间换热器12内部设置有两条流道，分别为第一流道和第二流道，两条流道相互分隔且相互换热。管间换热器12一共有四个流通口，分别为第一流通口q、第二流通口p、第三流通口m和第四流通口n。其中，第一流通口q与第三流通口m分别位于第一流道的两端，第二流通口p与第四流通口n分别位于第二流道的两端。第一流通口q与第三截止阀17的端口76连接，第二流通口p与第四截止阀18的端口75连接，第三流通口m与第一室外换热器20的第一端73连接，第
t
id-tar
＝0时第一节流装置13维持当前开度；
[0171]
2)当t
sensor30-t
sensor31
＜0时，第一节流装置13的目标开度减小。
[0172]
step2：
[0173]
当室内冷负荷需求降低，t
id-amb
下降，即当前室内环境温度降低，根据以上第一节流装置13的目标开度公式，在t
id-amb
下降后，第一节流装置13的开度减小。
[0174]
由于压缩机1的输出已经是最低输出，但是该最低输出功率还是要大于此时所需的制冷负荷，因此要将压缩机输出的部分冷媒分流到第一换热器21上。而且还要防止由第一节流装置13开度过小导致的室内换热器9结霜。此时执行以下步骤，
[0175]
当t
lps
或t
sensor31
小于某温度值t
c1
时：
[0176]
1)第一控制阀4的开度由调整至零；
[0177]
2)第一四通阀2得电，此时第二室外换热器21切换至蒸发状态。
[0178]
经过以上两个步骤使得本实施例的热泵系统进入第一制冷模式。
[0179]
step3：
[0180]
1)进一步地，为了保证室内温度控制的精确性，根据吸气压力或蒸发温度的函数关系式来对第二室外风机25的目标转速进行控制以保证吸气压力不变和/或蒸发温度不变。
[0181]
具体地，使得第二室外风机25的目标转速可以是下面公式
①②
中的一项，或者是公式
①②
中使用的变量的组合、计算等：
[0182][0183]
以公式
①
为例，当t
lps
＞t
c2
时，第二室外风机25目标转速升高，反之降低，当t
lps
＝t
c2
时，第二室外风机25维持当前转速，其中，t
c2
＞t
c1
。
[0184]
2)优选地，此时第二室外换热器21处于蒸发状态，控制第三节流装置23的开度以保证第二室外换热器21所在的冷媒流路的过热度。第三节流装置23的目标开度可以是
①②③④⑤
中的一项,或者是公式
①②③④⑤
中使用的变量的组合、计算等：
[0185][0186]
以公式
①
为例，
[0187]
时，第三节流装置23开度增大；
[0188]
时，第三节流装置23开度不变；
[0189]
时，第三节流装置23开度减小。
[0190]
由上可知，在室内冷负荷需求降低时，对第一节流装置13、第二节流装置23和第二
室外风机25进行调节，以使得压缩机1输出的“多余”制冷量被分流至第二室外换热器21中。而且在此状态下，第二室外换热器21处于蒸发状态，而第一室外换热器20处于冷凝状态，那么在管间换热器12的两个流道内，第一流道放热冷凝，第二流道吸热蒸发，第一流道和第二流道相互换热，有效降低第一室外换热器20的冷凝负荷和第二室外换热器21的蒸发负荷，从而有效降低第一室外风机24和第二室外风机25的转速从而降低控制功耗。
[0191]
如果第一节流装置13的目标开度降为零，则室内换热器9的输出制冷量为零，说明室内冷负荷需求为零，此时系统处于完全热回收状态。
[0192]
step4：
[0193]
如果室内冷负荷需求继续降低，说明此时室内需求转换为热负荷。热泵系统需要进入第二制热模式，为避免室内换热器9的第一端g的高压冷媒通过第二控制阀5流动至第二四通阀3，将第二控制阀5的开度由调整至零。此时，第一室外换热器20切换为冷凝状态。此时执行以下步骤：
[0194]
1)第一控制阀4的开度由零调整至
[0195]
2)
[0196]
t
id-amb-t
id-tar
＜0时，第一节流装置13目标开度增大；
[0197]
t
id-amb-t
id-tar
＝0时，第一节流装置13目标开度不变；
[0198]
t
id-amb-t
id-tar
＞0时，第一节流装置13目标开度减小。
[0199]
3)优选地，第二制热模式下控制第一室外风机24的转速以保证排气压力不变或冷凝温度不变。
[0200]
具体地，第一室外风机24的目标转速可以是
①②
中的一种控制方式，或者是公式
①②
中使用的变量的组合、计算等：
[0201][0202]
以公式
①
为例：
[0203]
t
hps
＞t
h1
时，第一室外风机24的目标转速升高；
[0204]
t
hps
＝t
h1
时，第一室外风机24的目标转速保持不变；
[0205]
t
hps
＜t
h1
时，第一室外风机24的目标转速降低。
[0206]
4)优选地，根据第一室外换热器20所在的冷媒支路的过热度的函数关系式来第二节流装置22的目标开度进行控制。具体地，第二节流装置22目标开度可以是
①②
中的一项，或者是公式
①②
中使用的变量的组合、计算等：
[0207][0208]
以公式
①
为例：
[0209]
t
hps-t
sensor34
＞t
h2
时，第二节流装置22目标开度增大；
[0210]
t
hps-t
sensor34
＝t
h2
时，第二节流装置22目标开度不变；
[0211]
t
hps-t
sensor34
＜t
h2
时，第二节流装置22目标开度减小。
[0212]
5)优选地，第二室外风机25的目标转速可以是
①②
中的一种控制方式，或者是公式
①②
中使用的变量的组合、计算等：
[0213][0214]
以公式
①
为例：
[0215]
t
lps
＜t
h3
时，第二室外风机25的目标转速升高；
[0216]
t
lps
＝t
h1
时，第二室外风机25的目标转速不变；
[0217]
t
lps
＞t
h1
时，第二室外风机25的目标转速降低。
[0218]
6)第三节流装置23目标开度控制与“setp3-2”相同。
[0219]
step5：
[0220]
随着室内热负荷的增加，t
id-amb
有下降趋势，第一节流装置13目标开度会不断增加，当达到最大值时，室内换热器9输出制热量达到最大值，此时需要将第一室外换热器20从冷凝状态切换至蒸发状态。
[0221]
1)第二四通阀3由掉电改为得电。
[0222]
2)第一室外风机24的目标转速控制与“setp4-5”相同。
[0223]
3)优选地，第二节流装置22的目标开度可以是
①②③④
中的一项，或者是公式
①②③④
中使用的变量的组合、计算等：
[0224][0225]
以公式
①
为例：
[0226]
时第二节流装置22目标开度增大；
[0227]
时第二节流装置22目标开度不变；
[0228]
时第二节流装置22目标开度减小。
[0229]
4)优选地，第三节流装置23目标开度可以是
①②③④
中的一项，或者是公式
①②③④
中使用的变量的组合、计算等：
[0230]
[0231]
以公式
①
为例：
[0232]
时第三节流装置23目标开度增大；
[0233]
时第三节流装置23目标开度不变；
[0234]
时第三节流装置23目标开度减小。
[0235]
5)第二控制阀5的开度由零调整至
[0236]
step6：
[0237]
如果室内热负荷的增加，第一节流装置13目标开度会不断增加，当再次达到最大值时，室内换热器09输出制热量达到该变容压缩机最低运行负荷的最大输出值，随后系统的调整切换至正常制热模式，本文不再赘述。
[0238]
在一个实施例中，图6为根据本公开的热泵系统的控制装置的一个实施例的模块示意图。如图6所示，该装置可包括存储器131、处理器132、通信接口133以及总线134。存储器131用于存储指令，处理器132耦合到存储器131，处理器132被配置为基于存储器131存储的指令执行实现上述任一实施例中的热泵系统的控制方法。
[0239]
存储器131可以为高速ram存储器、非易失性存储器(non-volatile memory)等，存储器131也可以是存储器阵列。存储器131还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器132可以为中央处理器cpu，或专用集成电路asic，或者是被配置成实施本公开的热泵系统的控制方法的一个或多个集成电路。
[0240]
在一个实施例中，本发明提供一种空调设备，包括如上任一实施例的热泵系统，以及如上任一实施例的热泵系统的控制装置。
[0241]
在一个实施例中，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上任一个实施例中的热泵系统的控制方法。
[0242]
可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
[0243]
表1本发明实施例中各个变量含义表
[0244]
[0245][0246]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。