热泵机组及其故障检测方法与流程

1.本发明涉及热泵技术领域，具体提供一种热泵机组及其故障检测方法。


背景技术：

2.空气源热泵是用少量电能驱动热泵机组，通过工作介质进行变相循环，进而利用空气中热能的一种设备，主要用于热水、采暖、烘干等领域，具有节能、无污染的特点，因此，热泵机组受到越来越多的青睐。然而，尽管热泵机组的研发已经有了较高的水平，实际在使用热泵机组的过程中仍会出现故障，影响用户的使用。
3.现有的用于热泵机组的故障检测过程中，确定热泵机组是否存在故障以及查找故障原因占据整个检修过程的一半时间甚至更多，检修效果过低，进一步影响了用户正常使用热泵机组的体验感。
4.相应地，本领域需要一种新的热泵机组及其故障检测方法来解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有热泵机组的故障检修效率低的问题。
6.在第一方面，本发明提供一种热泵机组的故障检测方法，所述热泵机组包括冷媒循环回路和热交换管路，所述冷媒循环回路上设置有四通阀、第一换热器、节流构件和热交换器，所述热交换管路上设置有泵、第二换热器和所述热交换器，所述冷媒循环回路和所述热交换管路通过所述热交换器进行换热，所述故障检测方法包括：在所述热泵机组运行制热模式的时长达到预设时长的情形下，获取所述热交换管路中的制冷剂流入所述热交换器的流入温度以及流出所述热交换器的流出温度；根据所述流入温度和所述流出温度，判断所述热交换管路是否存在故障。
7.在上述故障检测方法的优选技术方案中，“根据所述流入温度和所述流出温度，判断所述热交换管路是否存在故障”的步骤具体包括：计算所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值；根据所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值，判断所述热交换管路是否存在故障。
8.在上述故障检测方法的优选技术方案中，“根据所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值，判断所述热交换管路是否存在故障”的步骤包括：如果所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值小于预设差值，则所述热交换管路存在故障。
9.在上述故障检测方法的优选技术方案中，“根据所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值，判断所述热交换管路是否存在故障”的步骤还包括：如果所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值大于或等于所述预设差值，则所述热交换管路不存在故障。
10.在上述故障检测方法的优选技术方案中，在所述热交换管路存在故障的情形下，所述故障检测方法还包括：获取所述热交换管路中的制冷剂流入所述热交换器的流入压力以及流出所述热交换器的流出压力；根据所述流入压力和所述流出压力，确定所述热交换管路的故障类型。
11.在上述故障检测方法的优选技术方案中，“根据所述流入压力和所述流出压力，确定所述热交换管路的故障类型”的步骤包括：如果所述流入压力大于第一预设压力且所述流出压力小于第二预设压力，则所述热交换管路的故障类型为管路堵塞；其中，所述第一预设压力大于所述第二预设压力。
12.在上述故障检测方法的优选技术方案中，“根据所述流入压力和所述流出压力，确定所述热交换管路的故障类型”的步骤还包括：如果所述流入压力小于所述第二预设压力且所述流出压力小于所述第二预设压力，则所述热交换管路的故障类型为管路泄露。
13.在上述故障检测方法的优选技术方案中，所述预设时长为20分钟。
14.在上述故障检测方法的优选技术方案中，在所述热交换管路存在故障的情形下，所述故障检测方法还包括：发出故障提示信息。
15.在另一方面，本发明还提供一种热泵机组，所述热泵机组包括控制器，所述控制器能够执行上述任一项优选技术方案中所述的故障检测方法。
16.在采用上述技术方案的情况下，本发明的热泵机组包括冷媒循环回路和热交换管路，冷媒循环回路上设置有压缩机、四通阀、第一换热器、节流构件和热交换器，热交换管路上设置有泵、第二换热器和热交换器，冷媒循环回路和热交换管路通过热交换器进行换热；热泵机组在以制热模式运行预设时长后，根据获取的热交换管路中的制冷剂流入热交换器的流入温度以及流出热交换器的流出温度，便能够判断热交换管路是否存在故障，大大减少了检修人员的检修时间，保证了用户能够正常使用热泵机组的时间，进而提升用户使用体验感。
附图说明
17.下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
18.图1是本发明的热泵机组的结构示意图；
19.图2是本发明的故障检测方法的主要步骤流程图；
20.图3是本发明的故障检测方法的优选实施例的具体步骤流程图；
21.附图标记：
22.1、冷媒循环回路；
23.11、压缩机；12、四通阀；13、第一换热器；14、节流构件；15、热交换器；16、换热风机；17、气分装置；
24.2、热交换管路；
25.21、泵；22、第二换热器。
具体实施方式
26.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。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，本发明中所述的热泵机组可以是空气源热泵机组，也可以是水源热泵机组，还可以是地源热泵机组，这都不是限制性的，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定本发明的热泵机组的具体类型。这种有关具体类型的改变并不偏离本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。
27.需要说明的是，在本优选实施方式的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应作广义理解，例如，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的相连，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，尽管本技术中按照特定顺序描述了本发明的故障检测方法的各个步骤，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。
29.首先参阅图1，图1是本发明的热泵机组的结构示意图。如图1所示，本发明的热泵机组包括冷媒循环回路1和热交换管路2，冷媒循环回路1上设置有压缩机11、四通阀12、第一换热器13、节流构件14和热交换器15，热交换管路2上设置有泵21、第二换热器22和热交换器15，冷媒循环回路1和热交换管路2通过热交换器15进行换热；四通阀12换向时能够控制冷媒循环回路1中的冷媒逆循环，以使所述热泵机组在制冷模式和制热模式之间转换。
30.需要说明的是，本发明不对压缩机11、四通阀12和泵21的具体类型作任何限制，压缩机11可以是定频压缩机，也可以是变频压缩机；四通阀12可以是强制换向型四通阀，也可以是卸荷换向型四通阀，还可以是旋转换向型四通阀；泵21可以是旋涡泵，也可以是离心泵，这都不是限制性的，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。此外，还需要说明的是，本发明也不对第一换热器13、节流构件14、第二换热器22和热交换器15的具体结构作任何限制，节流构件14可以电子膨胀阀，也可以是毛细管；第一换热器13和第二换热器22可以是壳管式换热器，也可以是板式换热器，本领域技术人员可以自行设定。此外，还需要说明的是，本发明不对冷媒循环回路1中的冷媒类型和热交换管路2中的制冷剂类型作任何限制，在本具体实施例中，热交换管路2中的制冷剂为水，当然，这并不是限制性的，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。
31.作为一种具体的实施方式，热交换器15包括壳体，所述壳体内形成有第一制冷剂流通通道和第二制冷剂流通通道，其中，冷媒循环回路1中的冷媒流经所述第一制冷剂流通通道，热交换管路2中的制冷剂流经所述第二制冷剂流通通道，所述第一制冷剂流通通道和所述第二制冷剂流通通道呈交叉设置，以使冷媒循环回路1中的冷媒和热交换管路2中的制冷剂进行换热，以满足用户的换热需求。
32.优选地，本发明的热泵机组为空气源热泵机组，第一换热器13附件设置有换热风机16，以利用空气能进行换热。进一步地，压缩机11的进气口处还设置有气分装置17，以有效避免压缩机11出现液击现象，保证压缩机11的正常使用寿命。
33.需要说明的是，本发明不对换热风机16和气分装置17的具体结构作任何限制，只要换热风机16能够利用空气能对第一换热器13进行换热，气分装置17能够分离气态冷媒和液态冷媒即可。此外，还需要说明的是，本发明不对所述热泵机组的具体结构作任何限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定。
34.进一步地，所述热泵机组还包括温度传感器、压力传感器和控制器，所述温度传感器用于检测热交换管路2中的制冷剂流入热交换器15的流入温度以及流出热交换器15的流出温度，所述压力传感器用于检测热交换管路2中的制冷剂流入热交换器15的流入压力以及流出热交换器15的流出压力；可以理解的是，所述温度传感器和所述压力传感器的具体
结构、设置数量以及设置位置并不是限制性的，本领域技术人员可以自行设定。所述控制器能够获取热交换管路2中的制冷剂流入热交换器15的流入温度以及流出热交换器15的流出温度以及热交换管路2中的制冷剂流入热交换器15的流入压力以及流出热交换器15的流出压力，还能够控制所述热泵机组的运行模式等，这都不是限制性的。本领域技术人员能够理解的是，本发明不对所述控制器的具体结构和型号作任何限制，并且所述控制器既可以是所述热泵机组原有的控制器，也可以是为执行本发明的故障检测方法单独设置的控制器，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定所述控制器的结构和型号。
35.参阅图2，图2是本发明的故障检测方法的主要步骤流程图。如图2所示，基于上述实施例中所述的热泵机组，本发明的故障检测方法主要包括下列步骤：
36.s1：在热泵机组运行制热模式的时长达到预设时长的情形下，获取热交换管路中的制冷剂流入热交换器的流入温度以及流出热交换器的流出温度；
37.s2：根据流入温度和流出温度，判断热交换管路是否存在故障。
38.首先，在步骤s1中，所述控制器在所述热泵机组运行制热模式的时长达到所述预设时长的情形下，获取热交换管路2中的制冷剂流入热交换器15的流入温度以及流出热交换器15的流出温度。
39.需要说明的是，所述流入温度和所述流出温度的具体获取方式不是限制性的，所述流入温度和所述流出温度可以是单个温度传感器检测的结果，也可以是多个温度传感器检测的结果的平均值，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。此外，还需要说明的是，本发明也不对所述预设时长的具体设定值作任何限制，其可以根据所述热泵机组的实际运行情况设定，也可以根据用户的实际使用需求设定，这都不是限制性的，本领域技术人员自行设定。
40.接着，在步骤s2中，所述控制器根据所述流入温度和所述流出温度，判断热交换管路2是否存在故障。
41.需要说明的是，本发明不对步骤s2的具体执行逻辑作任何限制，例如，所述控制器可以根据所述流入温度与第一预设温度的大小比较结果以及所述流出温度与第二预设温度的大小比较结果，判断热交换管路2是否存在故障，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定具体的执行逻辑。
42.接着参阅图3，图3是本发明的故障检测方法的优选实施例的具体步骤流程图。如图3所示，基于上述实施例中所述的热泵机组，本发明的优选实施例的故障检测方法的包括下列步骤：
43.s101：获取热交换管路中的制冷剂流入热交换器的流入温度以及流出热交换器的流出温度；
44.s102：计算流入温度与流出温度的差值的绝对值；
45.s103：判断流入温度与流出温度的差值的绝对值是否小于预设差值；
46.s104：如果步骤s103的判断结果为是，则热交换管路存在故障；
47.s105：如果步骤s103的判断结果为否，则热交换管路不存在故障；
48.s106：获取热交换管路中的制冷剂流入热交换器的流入压力以及流出热交换器的流出压力；
49.s107：如果流入压力大于第一预设压力且流出压力小于第二预设压力，则热交换
管路的故障类型为管路堵塞；
50.s108：如果流入压力小于第二预设压力且流出压力小于第二预设压力，则热交换管路的故障类型为管路泄露。
51.首先，在步骤s101中，所述控制器在所述热泵机组运行制热模式的时长达到所述预设时长的情形下，获取热交换管路2中的制冷剂流入热交换器15的流入温度以及流出热交换器15的流出温度。
52.需要说明的是，所述流入温度和所述流出温度的具体获取方式不是限制性的，所述流入温度和所述流出温度可以是单个温度传感器检测的结果，也可以是多个温度传感器检测的结果的平均值，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。
53.此外，还需要说明的是，本发明也不对所述预设时长的具体设定值作任何限制，其可以根据所述热泵机组的实际运行情况设定，也可以根据用户的实际使用需求设定，这都不是限制性的，本领域技术人员自行设定。优选地，所述预设时长为20分钟，以便既能够保证在检修过程中所述热泵机组已进入稳定运行阶段，还能够及时有效地检修热交换管路2，避免时间的浪费，进一步有效提升热交换管路2的检修效率。
54.接着，所述控制器根据所述流入温度和所述流出温度，判断热交换管路2是否存在故障。当然，本发明不对本步骤的具体执行逻辑作任何限制，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。
55.作为一种优选的实施方式，在步骤s102中，所述控制器计算所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值，并根据所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值，判断热交换管路2是否存在故障，以便更加直观、准确地判断热交换管路2是否存在故障。
56.具体地，在步骤s103至步骤s105中，所述控制器判断所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值是否小于所述预设差值，如果所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值小于所述预设差值，则说明热交换管路2中的制冷剂温度经过热交换器15后并没有达到预期温度，则说明热交换管路2存在故障；反之，如果所述流入温度与所述流出温度的差值的绝对值大于或等于所述预设差值，则说明热交换管路2处于正常运行状态，不存在故障。
57.需要说明的是，本发明不对预设差值的具体设定值作任何限制，本领域技术人员可以根据所述热泵机组的实际运行情况设定，也可以根据用户的使用需求设定。
58.进一步地，在热交换管路2存在故障的情形下，本发明的热泵机组还能够进一步确定热交换管路2的具体故障类型，以进一步节约检修时间，提升检修效率。
59.在步骤s106中，所述控制器通过所述压力传感器获取热交换管路2中的制冷剂流入热交换器15的流入压力以及流出热交换器15的流出压力。当然，本发明不对所述流入压力和所述流出压力的具体获取方式作任何限制，所述控制器可以在确定热交换管路2存在故障后立即获取，也可以间隔一定的时间获取，这都不是限制性的，本领域技术人员自行设定。
60.进一步地，所述控制器根据所述流入压力和所述流出压力，确定热交换管路2的故障类型。
61.需要说明的是，本发明不对所述控制器根据所述流入压力和所述流出压力确定热交换管路2的故障类型的具体确定方式作任何限制，例如，所述控制器可以根据所述流入压
力和所述流出压力的差值的绝对值进行确定，也可以根据所述流入压力和所述流出压力的比值与预设比值的大小关系进行确定，这都不是限制性的，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定，只要能够确定热交换管路2的具体故障类型即可。
62.作为一种优选的实施方式，在步骤s107中，如果所述流入压力大于所述第一预设压力且所述流出压力小于所述第二预设压力，其中，所述第一预设压力大于所述第二预设压力，说明热交换管路2中的制冷剂流入热交换器15的压力过大，而流出热交换器15的压力过小，则热交换管路2的故障类型为管路堵塞，此时需要检修人员及时疏通热交换管路2，以保证所述热泵机组的正常使用。
63.进一步地，在步骤s108中，如果所述流入压力小于所述第二预设压力且所述流出压力小于所述第二预设压力，说明热交换管路2中的制冷剂流入热交换器15以及流出热交换器15的压力均较低，则热交换管路2的故障类型为管路泄露，即，热交换管路2中的制冷剂因管路泄露而导致整个管路的压力均过小，此时则需要检修人员及时对热交换管路2进行维修。
64.基于上述实施方式，本发明的热泵机组能有更加直观地确定热交换管路2的故障类型，进一步缩短了检修时间，提升了检修效率。需要说明的是，热交换管路2存在管路泄露故障或者管路堵塞故障时，本发明不对具体泄露部位或具体堵塞部位的具体确定方式作任何限制，例如，所述控制器可以进一步逐一排查热交换管路2上的每个构件的制冷剂流入压力和流出压力，以进行确定，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。
65.此外，还需要说明的是，本发明虽然没有对所述流入压力和所述流出压力均大于所述第一预设压力或者所述流入压力大于所述第一预设压力，所述流出压力大于所述第二预设压力且小于所述第一预设压力的情形进行说明，但本领域技术人员应当理解的是，上述情形所对应的具体故障类型的确定方式并不偏离本发明的基本原理，仍然属于本发明的保护范围。
66.进一步优选地，在本实施例中，在热交换管路2存在故障的情形下，所述控制器发出相应的故障提示信息；例如，如果热交换管路2的故障类型是管路堵塞，则相应的故障提示信息为管路堵塞提示，还可以进一步明确具体的堵塞部位；如果热交换管路2的故障类型是管路泄露，则相应的故障提示信息为管路泄露提示，还可以进一步明确具体的泄露部位。
67.基于上述故障提示信息的设定，本发明的热泵机组还能够及时提醒用户检修热交换管路2，以避免因热交换管路2故障造成不必要的损失。可以理解的是，本发明并不对所述故障提示信息的具体信息类型作任何限制，所述故障提示信息可以是文字信息，也可以是语音信息，还可以是图片信息，这都不是限制性的，只要能够起到提示用户的作用即可，本领域技术人员可以根据实际的情况自行设定。
68.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，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。