空气源热泵及其控制方法与流程

本发明涉及热泵技术领域，具体而言，涉及一种空气源热泵，还涉及一种空气源热泵的控制方法。

背景技术：

目前所有厂家的空气源采暖设备水路换热器中，冷媒和水的流向采用下面两种方式中的一种：(1)制冷时冷媒和水逆向流动，制热时冷媒和水同向流动；(2)制冷时冷媒和水同向流动，制热时冷媒和水逆向流动。无论采取哪种方式，冷媒和水同向流动的情况下，将不利于换热，造成制冷量、制热量降低。这种情况下通常的解决方法是加装空调设备，但加装空调设备明显存在缺陷：(1)成本较高；(2)占地面积较大。

因此，如何提供一种空气源采暖设备，实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动，成本较少，且不会占用额外占地面积，成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一方面在于提出了一种空气源热泵。

本发明的另一方面在于提出了一种空气源热泵的控制方法。

有鉴于此，本发明提出了一种空气源热泵，包括：外机、换热器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀；换热器工质侧通过工质管路接入外机的两端；第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀通过水源管路与换热器水侧相连接，用于控制水流走向。

根据本发明的空气源热泵，相对于传统空气源热泵，增加第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀，通过控制各控制阀的启闭，形成不同的水流循环回路，从而改变水源管路内循环水的流向。具体的，根据空气源热泵的工作模式，匹配相应的控制逻辑，控制各控制阀的启闭，使空气源热泵在冷媒流向发生改变时，水源管路中水流走向相应的改变，实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动，有利于换热，增加制冷量以及制热量，从而改善制冷、制冷效果，同时，成本低廉且不会占用额外占地面积，从而增加空气源热泵的实用性。

另外，根据本发明上述的空气源热泵，还可以具有如下附加的技术特征：

在上述技术方案中，优选地，第一控制阀、换热器水侧、第二控制阀依次通过水源管路相连接，与末端装置形成第一循环回路。

在该技术方案中，采用水源管路依次串联连接第一控制阀、换热器水侧、第二控制阀以及末端装置，形成第一循环回路，当第一控制阀及第二控制阀均开启时，第一循环回路连通。当热泵机组制热或制冷时，可以控制水源管路内的水在第一循环回路内循环，并且，采用换热器中冷媒和水逆向流动，使热泵机组制冷或制热效率显著提高。

在上述任一技术方案中，优选地，第三控制阀的一端连接在换热器水侧与第一控制阀之间的水源管路上，另一端连接在第二控制阀与末端装置之间的水源管路上；第四控制阀的一端连接在换热器水侧与第二控制阀之间的水源管路上，另一端连接在第一控制阀与末端装置之间的水源管路上；则第三控制阀、换热器水侧、第四控制阀通过水源管路与末端装置形成第二循环回路。

在该技术方案中，通过将第三控制阀的一端连接在换热器水侧与第一控制阀之间的水源管路上，另一端连接在第二控制阀与末端装置之间的水源管路上，以及将第四控制阀的一端连接在换热器水侧与第二控制阀之间的水源管路上，另一端连接在第一控制阀与末端装置之间的水源管路上，形成第二循环回路。当热泵机组切换工作模式时，冷媒的流向将会发生改变，若此时水源管路内的水仍在第一循环回路内循环，那么，冷媒和水则会同向流动。为了避免冷媒和水同向流动，影响换热效果，通过控制各控制阀的启闭，改变循环水的循环回路，由于出水方向不会改变，因此水流走向发生改变，从而实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：水泵，设置在第一控制阀与末端装置之间，用于为水流的循环提供动力，控制出水方向。

在该技术方案中，水泵为水源管路内水流的循环提供动力，同时决定了出水方向，将其设置在第一控制阀与末端装置之间，使热泵机组无论处于制冷还是制热，都能确保水流的循环。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：水泵，设置在第二控制阀与末端装置之间，用于为水流的循环提供动力，控制出水方向。

在该技术方案中，水泵为水源管路内水流的循环提供动力，同时决定了出水方向，将其设置在第二控制阀与末端装置之间，使热泵机组无论处于制冷还是制热，都能确保水流的循环。

在上述任一技术方案中，优选地，第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀为电磁阀。

在该技术方案中，第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀为电磁阀，但不限于此，电磁阀价格低廉且可靠性高，有利于提升热泵系统的稳定性、可靠性。

本发明还提出了一种空气源热泵的控制方法，用于如上述任一技术方案中的空气源热泵，包括：检测空气源热泵的工作模式以及工质管路内冷媒的走向；根据空气源热泵的工作模式以及冷媒的走向，控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀的启闭，以控制换热器水侧的水流走向。

根据本发明的空气源热泵的控制方法，用于如上述任一技术方案中的空气源热泵，该空气源热泵相对于传统空气源热泵，增加第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀，通过控制各控制阀的启闭，形成不同的水流循环回路，从而改变水源管路内循环水的流向。具体的，根据空气源热泵的工作模式及冷媒的流向，匹配相应的控制逻辑，控制各控制阀的启闭，使空气源热泵在冷媒流向发生改变时，水源管路中水流走向相应的改变，实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动，有利于换热，增加制冷量以及制热量，从而改善制冷、制冷效果，同时，成本低廉且不会占用额外占地面积，从而增加空气源热泵的实用性。

在上述技术方案中，优选地，当空气源热泵处于制热模式，且冷媒顺时针循环时，控制第一控制阀、第二控制阀开启，控制第三控制阀、第四控制阀关闭。

在该技术方案中，当热泵机组制热且冷媒顺时针循环时，通过开启第一控制阀、第二控制阀，关闭第三控制阀、第四控制阀，连通由水源管路依次串联连接第一控制阀、换热器水侧、第二控制阀以及末端装置所形成的第一循环回路，阻断由第三控制阀、换热器水侧、第四控制阀以及末端装置所形成的第二循环回路，使水源管路内的水在第一循环回路内循环，从而实现换热器中冷媒和水逆向流动，有效增加热泵机组制热量，显著提高制热效率。

在上述任一技术方案中，优选地，当空气源热泵处于制冷模式，控制第一控制阀、第二控制阀关闭，控制第三控制阀、第四控制阀开启。

在该技术方案中，当热泵机组制冷时，或由制热工作模式切换至制冷工作模式时，相对于机组制热时而言，冷媒的流向将会发生改变，若此时水源管路内的水仍在第一循环回路内循环，冷媒和水则会同向流动。为了避免冷媒和水同向流动，影响换热效果，通过关闭第一控制阀与第二控制阀，开启第三控制阀与第四控制阀，阻断循环水在第一循环回路内循环，而使其在第二循环回路内循环，由于出水方向不会改变，因此水流走向发生改变，从而实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动。

在上述任一技术方案中，优选地，当空气源热泵处于制热模式，且冷媒逆时针循环时，控制第一控制阀、第二控制阀关闭，控制第三控制阀、第四控制阀开启；当空气源热泵处于制冷模式时，控制第一控制阀、第二控制阀开启，控制第三控制阀、第四控制阀关闭。

在该技术方案中，当热泵机组制热且冷媒逆时针循环时，通过关闭第一控制阀、第二控制阀，开启第三控制阀、第四控制阀，阻断由水源管路依次串联连接第一控制阀、换热器水侧、第二控制阀以及末端装置所形成的第一循环回路，连通由第三控制阀、换热器水侧、第四控制阀以及末端装置所形成的第二循环回路，使水源管路内的水在第二循环回路内循环，从而实现换热器中冷媒和水逆向流动，有效增加热泵机组制热量，显著提高制热效率。

当热泵机组制冷时，或由制热工作模式切换至制冷工作模式时，相对于机组制热时而言，冷媒的流向将会发生改变，若此时水源管路内的水仍在第二循环回路内循环，冷媒和水则会同向流动。为了避免冷媒和水同向流动，影响换热效果，通过开启第一控制阀与第二控制阀，关闭第三控制阀与第四控制阀，阻断循环水在第二循环回路内循环，而使其在第一循环回路内循环，由于出水方向不会改变，因此水流走向发生改变，从而实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的空气源热泵的结构示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的空气源热泵的结构示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的空气源热泵的控制方法的流程示意图；

图4示出了根据本发明的另一个实施例的空气源热泵的控制方法的流程示意图；

图5示出了根据本发明的再一个实施例的空气源热泵的控制方法的流程示意图。

其中，图1、图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100外机，102换热器，104第一控制阀，106第二控制阀，108第三控制阀，110第四控制阀，112水泵。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1、图2描述根据本发明一个实施例中的空气源热泵。

如图1、图2所示，根据本发明的一个实施例的空气源热泵，包括：外机100、换热器102、第一控制阀104、第二控制阀106、第三控制阀108、第四控制阀110；换热器102工质侧通过工质管路接入外机100的两端；第一控制阀104、第二控制阀106、第三控制阀108、第四控制阀110通过水源管路与换热器102水侧相连接，用于控制水流走向。

本发明提供的空气源热泵，相对于传统空气源热泵，增加第一控制阀104、第二控制阀106、第三控制阀108、第四控制阀110，通过控制各控制阀的启闭，形成不同的水流循环回路，从而改变水源管路内循环水的流向。具体的，根据空气源热泵的工作模式，匹配相应的控制逻辑，控制各控制阀的启闭，使空气源热泵在冷媒流向发生改变时，水源管路中水流走向相应的改变，实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动，有利于换热，增加制冷量以及制热量，从而改善制冷、制冷效果，同时，成本低廉且不会占用额外占地面积，从而增加空气源热泵的实用性。

进一步地，第一控制阀104、换热器102水侧、第二控制阀106依次通过水源管路相连接，与末端装置形成第一循环回路。

在该实施例中，采用水源管路依次串联连接第一控制阀104、换热器102水侧、第二控制阀106以及末端装置，形成第一循环回路，当第一控制阀104及第二控制阀106均开启时，第一循环回路连通。当热泵机组制热时，控制冷媒在工质管路内顺时针循环，如图1中实线箭头显示了冷媒走向，同时控制水源管路内的水在第一循环回路内逆时针循环，如图1中虚线箭头显示了水流走向，从而实现热泵机组制热时，换热器102中冷媒和水逆向流动，有效增加热泵机组制热量，显著提高制热效率。

在此，热泵机组制热时，仅以冷媒顺时针循环为例进行说明，本领域技术人员应该理解，当热泵机组制热时，冷媒也可以在工质管路内逆时针循环。

进一步地，第三控制阀108的一端连接在换热器102水侧与第一控制阀104之间的水源管路上，另一端连接在第二控制阀106与末端装置之间的水源管路上；第四控制阀110的一端连接在换热器102水侧与第二控制阀106之间的水源管路上，另一端连接在第一控制阀104与末端装置之间的水源管路上；则第三控制阀108、换热器102水侧、第四控制阀110通过水源管路与末端装置形成第二循环回路。

在该实施例中，通过将第三控制阀108的一端连接在换热器102水侧与第一控制阀104之间的水源管路上，另一端连接在第二控制阀106与末端装置之间的水源管路上，以及将第四控制阀110的一端连接在换热器102水侧与第二控制阀106之间的水源管路上，另一端连接在第一控制阀104与末端装置之间的水源管路上，形成第二循环回路。当热泵机组切换工作模式时(由制热切换至制冷)，冷媒的流向将会发生改变，如图2中实线箭头显示了冷媒走向，若此时水源管路内的水仍在第一循环回路内循环，冷媒和水则会同向流动。为了避免冷媒和水同向流动，影响换热效果，通过关闭第一控制阀104、第二控制阀106，开启第三控制阀108、第四控制阀110，阻断了第一循环回路，连通了第二循环回路，从而使循环水在第二循环回路内循环，由于出水方向不会改变，因此水流走向发生改变，如图2中虚线箭头显示了水流走向，从而实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动。

进一步地，该空气源热泵还包括：水泵112，设置在第一控制阀104与末端装置之间，用于为水流的循环提供动力，控制出水方向。

在该实施例中，水泵112为水源管路内水流的循环提供动力，同时决定了出水方向，将其设置在第一控制阀104与末端装置之间，使热泵机组无论处于制冷还是制热，都能确保水流的循环。

本领域技术人员应该理解，水泵112还可以设置其他位置，如将其设置在第二控制阀106与末端装置之间，只要能够为水流的循环提供动力，控制出水方向，都是可以实现的。

进一步地，第一控制阀104、第二控制阀106、第三控制阀108、第四控制阀110优选地为电磁阀。

在该实施例中，第一控制阀104、第二控制阀106、第三控制阀108、第四控制阀110为电磁阀，但不限于此，电磁阀价格低廉且可靠性高，有利于提升热泵系统的稳定性、可靠性。

如图3所示，根据本发明的一个实施例的空气源热泵的控制方法的流程示意图。其中，该控制方法用于如上述实施例中的空气源热泵，该控制方法包括：

步骤302，检测空气源热泵的工作模式以及工质管路内冷媒的走向；

步骤304，根据空气源热泵的工作模式以及冷媒的走向，控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀的启闭，以控制换热器水侧的水流走向。

本发明提供的空气源热泵的控制方法，用于如上述实施例中的空气源热泵，该空气源热泵相对于传统空气源热泵，增加第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀，通过控制各控制阀的启闭，形成不同的水流循环回路，从而改变水源管路内循环水的流向。具体的，根据空气源热泵的工作模式及冷媒的流向，匹配相应的控制逻辑，控制各控制阀的启闭，使空气源热泵在冷媒流向发生改变时，水源管路中水流走向相应的改变，实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动，有利于换热，增加制冷量以及制热量，从而改善制冷、制冷效果，同时，成本低廉且不会占用额外占地面积，从而增加空气源热泵的实用性。

如图4所示，根据本发明的另一个实施例的空气源热泵的控制方法的流程示意图。其中，该控制方法用于如上述实施例中的空气源热泵，该控制方法包括：

步骤402，检测空气源热泵的工作模式以及工质管路内冷媒的走向；

步骤404，当空气源热泵处于制热模式，且冷媒顺时针循环时，控制第一控制阀、第二控制阀开启，控制第三控制阀、第四控制阀关闭；

步骤406，当空气源热泵处于制冷模式，控制第一控制阀、第二控制阀关闭，控制第三控制阀、第四控制阀开启。

在该实施例中，当热泵机组制热且冷媒顺时针循环时，通过开启第一控制阀、第二控制阀，关闭第三控制阀、第四控制阀，连通由水源管路依次串联连接第一控制阀、换热器水侧、第二控制阀以及末端装置所形成的第一循环回路，阻断由第三控制阀、换热器水侧、第四控制阀以及末端装置所形成的第二循环回路，使水源管路内的水在第一循环回路内循环，从而实现换热器中冷媒和水逆向流动，有效增加热泵机组制热量，显著提高制热效率。

在该实施例中，当热泵机组制冷时，或由制热工作模式切换至制冷工作模式时，相对于机组制热时而言，冷媒的流向将会发生改变，若此时水源管路内的水仍在第一循环回路内循环，冷媒和水则会同向流动。为了避免冷媒和水同向流动，影响换热效果，通过关闭第一控制阀与第二控制阀，开启第三控制阀与第四控制阀，阻断循环水在第一循环回路内循环，而使其在第二循环回路内循环，由于出水方向不会改变，因此水流走向发生改变，从而实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动。

如图5所示，根据本发明的再一个实施例的空气源热泵的控制方法的流程示意图。其中，该控制方法用于如上述实施例中的空气源热泵，该控制方法包括：

步骤502，检测空气源热泵的工作模式以及工质管路内冷媒的走向；

步骤504，当空气源热泵处于制热模式，且冷媒逆时针循环时，控制第一控制阀、第二控制阀关闭，控制第三控制阀、第四控制阀开启；

步骤506，当空气源热泵处于制冷模式，控制第一控制阀、第二控制阀开启，控制第三控制阀、第四控制阀关闭。

在该实施例中，当热泵机组制热且冷媒逆时针循环时，通过关闭第一控制阀、第二控制阀，开启第三控制阀、第四控制阀，阻断由水源管路依次串联连接第一控制阀、换热器水侧、第二控制阀以及末端装置所形成的第一循环回路，连通由第三控制阀、换热器水侧、第四控制阀以及末端装置所形成的第二循环回路，使水源管路内的水在第二循环回路内循环，从而实现换热器中冷媒和水逆向流动，有效增加热泵机组制热量，显著提高制热效率。

当热泵机组制冷时，或由制热工作模式切换至制冷工作模式时，相对于机组制热时而言，冷媒的流向将会发生改变，若此时水源管路内的水仍在第二循环回路内循环，冷媒和水则会同向流动。为了避免冷媒和水同向流动，影响换热效果，通过开启第一控制阀与第二控制阀，关闭第三控制阀与第四控制阀，阻断循环水在第二循环回路内循环，而使其在第一循环回路内循环，由于出水方向不会改变，因此水流走向发生改变，从而实现制冷、制热时冷媒和水均逆向流动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。