热泵系统的控制方法及热泵系统与流程

本发明涉及空气调节设备领域，具体涉及一种热泵系统的控制方法及热泵系统。

背景技术：

具有制冷制热功能的空调利用四通换向阀改变冷媒流向实现制冷制热模式切换，四通换向阀包括主阀和先导阀，先导阀得电后，主阀在压差的作用下实现换向。

空调机组停机状态下在低温环境中放置一段时间后，由于室内温度高于室外环境温度，制冷剂会从温度高的室内慢慢流向温度低的室外，造成制冷剂温度迁移。

当空调机组在低温环境下制热开机启动时，大量制冷剂以液态形式存在于室外换热器中，空调机组默认先进行一段时间制冷运行，但由于在制冷运行过程中室内风机不开启，室内机侧蒸发效果差，压缩机吸气口回液，容易造成压缩机损坏。另外，压缩机启动后短时间内，如果室外温度低且压缩机吸气口回液严重会造成压缩机排气口排出的气体中含有液体。随着压缩机持续运行，当四通换向阀到达预定换向时间或是作用在四通换向阀上的压差足以控制四通换向阀进行换向时，四通阀的第二端和第四端充满了液态冷媒，如果强行压缩换向，会造成四通换向阀内部出现液击现象，导致四通阀损坏。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的之一在于，提供一种能够有效防止四通换向阀出现液击现象的热泵系统的控制方法及热泵系统。

为达到上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种热泵系统的控制方法，所述热泵系统包括压缩机，所述压缩机的吸气口与气液分离器相连接，所述气液分离器上设置有用于对所述气液分离器中的冷媒进行加热的加热装置，还包括四通换向阀和室外换热器，所述压缩机的出气口通过所述四通换向阀选择性地与所述室外换热器相连接，所述四通换向阀具有热泵系统制冷运行时的第一状态和热泵系统制热运行时的第二状态，所述控制方法包括：在所述压缩机开启后，在所述四通换向阀由第一状态切换至第二状态之前，根据所述室外换热器中的冷媒的状态参数对所述加热装置进行控制。

优选地，所述冷媒的状态参数包括冷媒的温度和/或压力。

优选地，所述冷媒的状态参数为冷媒的温度，所述控制方法包括：当所述室外换热器中冷媒的温度t低于第一预定温度值t1时，开启所述加热装置对所述气液分离器中的冷媒进行加热。

优选地，所述压缩机开启并运行第一预定时长t1后，所述四通换向阀由第一状态切换至第二状态。

优选地，当满足下述条件中的任一时，关闭所述加热装置，

条件一：所述室外换热器中冷媒的温度高于第二预定温度值t2；

条件二：所述四通换向阀由第一状态切换至第二状态。

优选地，所述第一预定时长t1为10至40秒；和/或；

所述第二预定温度值t2为0至15℃。

优选地，所述第一预定温度值t1为-20至-5℃。

优选地，所述热泵系统还包括室外风机，所述控制方法还包括：所述热泵系统制热启动时，首先控制开启所述室外风机并运行第二预定时长t2，然后控制所述压缩机开启。

优选地，所述第二预定时长t2为5至10秒。

为达上述目的，另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种热泵系统，包括压缩机，所述压缩机的吸气口与气液分离器相连接，所述气液分离器上设置有用于对所述气液分离器中的冷媒进行加热的加热装置，还包括四通换向阀和室外换热器，所述压缩机的出气口通过所述四通换向阀选择性地与所述室外换热器相连接，采用如上所述的热泵系统的控制方法对所述热泵系统进行控制。

有益效果：本发明中的控制方法在制热开机启动过程中，当室外换热器中的冷媒的温度较低时，利用加热装置对气液分离器进行加热，使得进入压缩机吸气口中的冷媒均为气态，减轻了压缩机吸气口回液状况，提高了压缩机的使用寿命。

加热装置对气液分离器加热促进冷媒气化，从压缩机出气口进入到四通换向阀中的冷媒为气态，四通换向阀中不再积聚液态冷媒，避免制热开机四通换向阀换向时出现液击现象，防止四通换向阀因液击损坏。

另外，本发明中的控制方法能够缩短制热开机启动过程中的制冷运行时间，缩短四通换向的换向时间，让用户能够更快吹到热风，提升用户体验。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚。

图1是本发明具体实施方式提供的热泵系统的系统结构图；

图2是本发明具体实施方式提供的热泵系统的控制方法的流程图。

附图说明

1、压缩机；2、室外换热器；3、毛细管组件；4、室内换热器；5、四通换向阀；6、室外风机；7、室内风机；8、主毛细管；9、辅助毛细管；10、单向阀；11、气液分离器；12、加热装置。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

本申请公开了一种热泵系统及热泵系统的控制方法，热泵系统包括压缩机、室外换热器、四通换向阀、气液分离器和用于对气液分离器中的冷媒进行加热的加热装置。当热泵系统制热运行启动时，压缩机启动之后，在四通换向阀由第一状态(制冷模式下四通换向阀的状态)切换至第二状态(制热模式下四通换向阀的状态)之前，热泵系统根据室外换热器中冷媒的温度控制加热装置开启或关闭。下面结合附图，将同时具有制冷制热功能的空调作为一个典型的热泵系统，对本申请提供的热泵系统的控制方法进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的空调包括压缩机1、室外换热器2和室内换热器4，室外换热器2的一侧设置有室外风机6，室内换热器4的一侧设置有室内风机7，室外机内设置有感温装置(图中未示出)，用于检测室外换热器2中冷媒的温度，可以理解的是，由于冷媒的温度和冷媒的压力呈对应关系，检测冷媒的温度可以通过对应关系获得冷媒的压力，同理，检测冷媒的压力可以通过对应关系得到冷媒的温度，即检测冷媒的温度和冷媒的压力得到的结果是一致的，因此，可以将感温装置换成压力检测装置，对室外换热器2中冷媒的压力进行检测，并进一步利用检测到的压力值对空调进行控制。

压缩机1的吸气口与气液分离器11的出口连接，四通换向阀5的四个连接口分别与压缩机1的出气口、气液分离器11的入口、室内换热器4和室外换热器2连接，四通换向阀5换向选择性地将压缩机1的出气口与室外换热器2或室内换热器4连接，以形成空调制冷模式通路和空调制热模式通路。空调还包括设置在室内换热器4与室外换热器2之间的毛细管组件3，毛细管组件3包括主毛细管8、辅助毛细管9以及单向阀10，辅助毛细管9与单相阀10并联后与主毛细管8串联。在一个具体的实施方式中，气液分离器11上设置有加热装置12，优选地，加热装置12采用电加热方式对气液分离器11中的冷媒进行加热。

空调启动时，无论是制热启动还是制冷启动，初始阶段四通换向阀5均处于第一状态(空调处于制冷模式时四通换向阀的状态)，如果是制热启动，待压缩机1工作一段时间后，四通换向阀5会从第一状态切换至第二状态(空调处于制热模式时四通换向阀的状态)。因此，在空调制热启动后，室外风机6首先启动运行，室内风机7不开启，室外风机6运行一段时间后，压缩机1开启运行。室外风机6运行一段时后，压缩机1才开启运行，是因为当四通换向阀5处于制冷状态下，如果压缩机1启动而室外风机6不启动的话，室外换热器2不进行强制对流换热，冷媒无法与空气进行有效换热，造成压缩机1排气压力升高，严重时导致压缩机1进入高压保护状态而停机，影响用户体验。另一方面，室外风机6先开启，可以提供给空调的控制装置一段时间对室外风机6的工作状态进行检测，如果室外风机6存在故障，那么控制装置可以控制压缩机1不开启，避免压缩机1在室外风机6故障情况下工作进入高压保护情况。上述过程中，四通换向阀5始终保持第一状态工作，待压缩机1运行预定时间后，四通换向阀5进行换向。上述工作过程中，由于四通换向阀5一直处于第一状态，室内换热器4一直作为蒸发器使用，如果开启室内风机7，那么将会有冷风吹入室内，给用户造成不悦，因此上述过程中室内风机7不开启。进一步的，由于室内风机7不开启，造成室内换热器4的换热效果差，压缩机1的吸气口回液，当室外温度较低时，在压缩机1刚启动的短时间内难以形成推动四通换向阀5进行换向的压差，造成压缩机1的出气口中也含有液体。当压差能够推动四通换向阀5进行换向或是达到四通换向阀5需要进行换向的时刻时，四通换向阀5必须进行换向，此时，四通换向阀5的第二端和第四端都是液体，由于液体不可压缩，如果强行压缩将会导致四通换向阀5损坏。因此，需要设置加热装置12，对经过气液分离器11的冷媒进行加热，保证进入到压缩机1吸气口中的冷媒均为气态，缩短压缩机制热启动过程中制冷运行的时间，避免四通换向阀5出现液击现象而造成损坏。

如图2所示，是本发明热泵系统的控制方法的具体步骤，控制方法包括：

s01、空调制热启动；

s02、控制室外风机开启并运行第二预定时长t2；

优选的，第二预定时长t2为5秒至10秒。更加优选的，第二预定时长t2为5秒、8秒或10秒。为了增强用户使用空调的舒适性，室外风机先运行，室内风机不开启，直至室内换热器中冷媒温度高于预设值时才开启室内风机，即室内风机在制热运行一段时间后才开启，对空调进行防冷风控制。

s03、控制压缩机运行；

该步骤中压缩机运行包含压缩机启动过程。

s04、感温装置检测室外换热器中冷媒的温度t；

该步骤中，如果室外换热器上设置的是用于检测冷媒压力的压力检测装置，则可以感测冷媒的压力值，后续判断过程中使用冷媒的压力值进行判断。

s05、判断冷媒的温度t是否低于第一预定温度值t1；

优选的，第一预定温度值t1为点值，其取值范围为-20℃至-5℃，进一步优选地，第一预定温度值t1是-20℃、-10℃或-5℃。如果判断结果为是，则执行s06，若判断结果为否，则执行s09。

s06、开启加热装置对气液分离器中的冷媒进行加热；

s07、判断冷媒的温度t是否高于第二预定温度值t2，同时判断压缩机运行时长是否到达第一预定时长t1；

该步骤中，包含两个判断条件且两个条件同步判断，条件一：判断室外换热器中冷媒的温度是否高于第二预定温度值t2；条件二：判断压缩机运行时长是否到达第一预定时长t1。当条件一和条件二中的任意一个判断结果为是时，执行步骤s08，如果条件一和条件二的判断结果同时为否，则继续进行判断。

优选的，第二预定温度值t2为点值，第二预定温度值t2的取值范围为0℃至15℃，进一步优选地，第二预定温度值t2为0℃、10℃或15℃。第一预定时长t1为10秒至40秒，进一步优选地，第一预定时长t1为15秒、20秒或30秒。

s08、关闭加热装置；

s09、判断压缩机运行时长是否到达第一预定时长t1；

若判断结果为是，则执行s10，若判断结果为否则继续判断。

s10、四通换向阀换向。

四通换向阀换向后，空调进入制热模式。

使用上述控制方法对热泵系统进行控制，气液分离器中的冷媒被加热装置加热后，能够促进液态冷媒蒸发变为气态冷媒，使得从气液分离器中流出进入到压缩机吸气口中的冷媒均为气态冷媒。如果压缩机吸气口吸入的冷媒是气液混合态，由于液态冷媒不能够被压缩，要建立开启四通换向阀工作的压差，需要先通过压缩机做功将压缩机吸气口的冷媒变为气态冷媒后再进行压缩，相比本发明中通过在气液分离器上设置加热装置对气液分离器中的冷媒进行加热，将冷媒由液态变为气态的方法，需要耗费更多的时间和能量。因此，本发明中的控制方法能够缩短低温环境下空调制热启动过程中，空调从制冷模式转为制热模式花费的时间，提高空调使用舒适性。

另外，由于本发明中的控制方法能够将进入压缩机吸气口的冷媒快速全部变为气态，防止四通换向阀出现液击现象，同时防止压缩机吸气口回液，不仅四通换向阀不易损坏，还提高了压缩机的使用寿命。

当然，可以理解的是，以上公开的热泵系统控制方法不仅能应用在空调上，还能够应用在比如热泵热水器等热泵系统中。

需要说明的是，本申请中四通换向阀进行换向的唯一条件是压缩机启动并运行第一预定时长t1，即使冷媒的压力达到了四通换向阀的主阀开启换向的压差仍然不换向。仅设置唯一条件控制四通换向阀进行换向，能够进一步提高空调的可靠性。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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。