用于热泵机组的自动补水系统以及补水方法与流程

本发明涉及热泵机组领域，并且具体地涉及一种用于热泵机组的自动补水系统以及对热泵机组进行补水方法。

背景技术：

本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。

热泵机组系统是一种利用自然界中的例如空气、水和土壤之类的介质转移热量以实现温度调节的设备。具体地，热泵系统能够将住宅周围的空气、土壤或水中的热量转移至室内以对室内空气进行加热，从而实现冬季供暖的作用。此外，在夏季，热泵系统能够将室内的热量转移至住宅周围的环境中，从而能够实现室内温度的降低。

在热泵系统中，首次安装这种热泵系统之后或者在运行过程中发生泄漏后需要对系统进行补水。补水时需要将自来水对接到热泵的水系统中，所以需要一个补水阀来完成这项工作。

目前，应用比较广泛的是机械式的自动补水阀。机械式的自动补水阀的原理是：如果阀前后的水压差达到了开阀压力，那么代表热泵的水系统缺水，此时在水压差的作用下，自来水管中的水会自动补到水系统中，直到水压差降低，补水阀关闭。

纯机械式的补水阀单纯靠的是补水阀前后的压差进行工作的。这种补水阀没有检测感应系统，也没有反馈系统，属于开环控制系统。如果补水阀的前后压差一直存在，就会向系统毫无限制地补水。所以这种纯机械式的补水阀存在一个比较大的弊端是：如果用户水系统侧发生较大的水泄漏，由于阀前后的压差始终存在，那么机械式的补水阀将会持续补水。这样可能造成用户侧水系统中的水不断地泄漏，最终会导致用户的房子会被水泡掉，整个热泵系统失效。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种用于热泵机组的具有自动检测和自动报警功能、能够实现合理补水的自动补水系统和补水方法。

根据本发明一方面提供了一种用于热泵机组的自动补水系统。该自动补水系统包括：水流检测装置，水流检测装置用于监测热泵机组的水流管路中的水流量以判定是否需要对水流管路进行补水，在需要对水流管路进行补水时发出补水信号；补水阀，在需要补水时打开以向水流管路补水；主控制器，主控制器与水流检测装置和补水阀以电通信的方式联接，主控制器构造成根据水流检测装置的判定信息控制补水阀的打开和关闭，其中，主控制器当收到补水信号时使补水阀打开；锁定装置，锁定装置构造成执行热泵机组的锁定，其中，在预定时间内重复执行了预定次数的补水之后，如果水流检测装置仍然判定需要对水流管路进行补水时，主控制器确定热泵机组存在泄漏并由锁定装置锁定整个热泵机组。

其中，自动补水系统还包括报警装置，报警装置构造成在主控制器确定热泵机组存在泄漏时发出报警信号。

其中，锁定装置构造成在接收到报警装置的报警信号之后执行热泵机组的锁定。

其中，水流检测装置为水流开关。

其中，主控制器包括用于接收补水信号并控制补水过程的补水控制模块。

根据本发明另一方面提供了一种具有上述自动补水系统的热泵机组。

根据本发明的又一方面提供了一种利用上述自动补水系统对热泵机组进行补水的方法，该方法包括：判定步骤：利用水流检测装置监测热泵机组的水流管路中的水流量以判定是否需要对水流管路进行补水；补水步骤：当水流检测装置判定需要对水流管路进行补水时向自动补水系统的主控制器发送补水信号，主控制器根据补水信号而打开补水阀以对水流管路进行补水；锁定步骤：在预定时间内重复执行了预定次数的补水步骤之后，如果水流检测装置仍然判定需要对水流管路进行补水时，主控制器确定热泵机组存在泄漏并通过锁定装置使整个热泵机组锁定。

其中，该方法还包括：主控制器收到补水信号后使热泵机组的各个设备停止运行并向补水阀发出打开指令。替代性地，在热泵机组停止运行预设停机时间之后，主控制器向补水阀发出打开指令。

其中，该方法还包括：向水流管路自动补水预设补水时间之后，主控制器关闭补水阀。

其中，判定步骤包括：当水流开关判定不需要对水流管路进行补水时，水流开关闭合，补水阀关闭，热泵机组正常运行。

其中，该方法还包括：在预定时间内重复执行了预定次数的补水步骤之后，如果水流检测装置仍然判定需要对水流管路进行补水时，由报警装置发出报警信号，发出报警信号之后，将热泵机组锁定。

根据本发明的又一方面提供了一种用于执行上述方法的计算机可读介质。

附图说明

本文中所描述的附图仅出于示出示例性实施方式的目的而并非意在限制本公开的范围。

图1是示出了根据发明的示例性的热泵机组的连接管路的示意图。

图2是根据本发明的实施方式的自动补水系统的主控制器的联接示意图。

图3是根据本发明的实施方式的自动补水系统的控制流程图。

具体实施方式

热泵系统通常包括热交换侧和用户侧。热交换侧用于通过例如制冷剂与水之间的热交换对供应至用户侧的水进行加热或冷却以满足用户侧的热量需求。热交换侧通常具有热交换器、制冷剂管路和水管路。用户侧通常包括诸如风机盘管组件和/或地热组件之类的空气调节部件。被加热或冷却的水在风机盘管组件和/或地热组件中流动以对用户侧的环境进行加热或冷却。

图1示出了根据本发明的示例性的热泵系统的流体连接管路的示意图。具体地，根据本发明的热泵系统在热交换侧具有热交换器2、制冷剂管路3、水管路4、水泵5和水膨胀箱6，并且还包括补水阀1。该补水阀1用于在系统初始启动之前或者在系统出现漏水时向热泵系统补充水。根据本发明的热泵系统能够采用电控式自动补水阀。补水阀1的下游(本文中的上游、下游指的是沿水或制冷剂流动的方向上的上游、下游)还设置有止回阀7用以防止系统中的水反向流动穿过补水阀1中。在补水阀1的上游设置有用以过滤待被输入至热泵系统中的水中的杂质的水过滤器12。在补水阀的上游的水过滤器12的上游还设置有球阀13。在水流管路4中设置有水流检测装置。在此，水流检测装置为水流开关19，该水流开关19用于检测热泵系统中的水流量。

在热交换侧，在止回阀7的下游设置有水膨胀箱6，该水膨胀箱6用以平衡水循环管路中的水压波动。在水膨胀箱6下游设置有用于将水泵送至热交换器2的水泵5。在热交换器的入口侧和出口侧分别设置有水入口温度传感器8和水出口温度传感器9。该水入口温度传感器8和水出口温度传感器9分别用以测量热交换器的水入口侧和水出口侧的水温。

如图1所示，在用户侧的室外的水回路中设置有用以存储热泵系统中流动的水的水箱10。在水箱10上设置有排气阀101和压力缓冲阀102，用以平衡水箱中的压力。并且在水回路中设置有抗振连接部11以及排放阀18。在用户侧的室内设置有用于调节用户侧的室内温度的风机盘管组件14和地暖组件15。

尽管上文中以水流的上游、下游的方式说明了各个阀、箱以及传感器的位置，然而本领域的技术人员应该理解可以根据具体情况对这些器件进行删除或者添加，而且可以根据具体情况调整这些器件的位置。上述这些调整的实施方式均落入本发明的保护范围之内。

为了克服现有技术中对热泵机组进行补水时不能及时检测所存在的泄漏而造成用户侧被淹的缺陷，根据本发明的热泵系统具有自动检测和自动判断的功能。具体地，根据本发明的热泵系统在水回路中设置的水流检测装置能够检测用户侧水系统中的水流量，产生相应的电信号并且将检测到的信息发送给主控制器。如果判断结果为热泵机组的水流管路中的水流量不足，则主控制器会使补水阀打开以向热泵系统补水；如果判断结果为水流管路中的水量充足，则不用向热泵机组补水，补水阀关闭。进一步地，根据本发明的热泵机组系统的自动检测和补水系统还包括如下判断过程：在预定时间内经过预定次补水循环后，如果水流检测装置仍判定水流管路中水量不足，则说明热泵机组的水流管路中存在漏水情况，则不再向热泵系统补水，主控制器使整个热泵机组锁定。通过这种方式，可以防止用户侧水系统发生泄漏时仍进行补水而造成用户被淹的可能性。

根据本发明的自动补水系统可以利用热泵机组的水流管路中已有的水流开关，该水流开关可以是热泵机组系统为了避免水流量变化而造成水泵被破坏的情况而默认配置的。主控制器的补水逻辑是根据水流开关的信号输入进行的，因此并没有增加额外的部件及成本。

下面，将结合附图对根据本发明的自动补水系统的工作原理进行更详细的介绍。如图2所示，主控制器20与诸如水流开关19、水泵5、补水阀1、热交换器2、风机盘管14以及锁定装置30之类的装置以通信的方式联接。水流开关19可以是靶式水流开关。当水流过靶式水流开关时，靶式水流开关内的挡板会发生偏转。水流开关根据预先设定的水流量发出断开或闭合的信号。水流开关19在水流管路中的水流量小于设定的水流量时断开，从而向主控制器20发出补水信号。主控制器20根据水流开关19发出的补水信号向与其联接的各个执行部件发指令使其停止或关闭以使整个热泵机组停止运行，并且向补水阀1发指令使其打开以向热泵机组进行补水。在预定时间内进行了预定次数的补水循环之后，如果主控制器仍收到水流开关发出的补水信号，则主控制器向锁定装置30发送指令使整个热泵机组停止运行并锁机。根据本发明的主控制器包括用以控制上述补水过程的补水控制模块。

图3示出了根据本发明的实施方式的自动补水方法的流程图。该补水方法包括如下步骤。步骤s00：水流开关监测热泵机组的水流管路中的当前的水流情况。例如，水流开关监测水流管路中的水流量qc。步骤s10：水流开关当检测到当前的水流量qc小于预定水流量(即，系统要求的水流量)qp时判定水流管路中水量不足，水流开关断开并向主控制器发出表示水流管路内水流量不足的补水信号ss。步骤s11：主控制器收到该补水信号ss后向诸如压缩机、风机和水泵等各个执行器件发出指令，使这些器件停止运行或者关闭，即：使整个热泵机组停止运行；步骤s12：主控制器向补水阀1发出命令使其打开，从而开始向热泵机组补水。替代性地，在整个热泵机组关闭预设停机时间tc之后，例如2-10分钟之后，主控制器向水泵发出命令使其开始运行，同时向补水阀1发出命令使其打开，从而向热泵机组补水。步骤s13：自动补水预设补水时间ts之后，例如自动补水10-50秒后，主控制器向补水阀发出命令使其关闭，同时向水泵发出命令使其继续运转以使热泵机组继续运行。此后，返回步骤s00，如果热泵机组的水流管路内的水流量充足，则水流开关闭合，主控制器不再向补水阀发送进行再次补水命令，补水阀关闭，热泵机组正常运行，即：步骤s20。如果热泵机组的水流管路内的水流量仍不满足要求，则重复上述步骤s10-s13。

进一步地，如果在预定时间内上述步骤s10-s13进行了预定次数之后，例如，在1个小时内重复上述步骤3次之后，水流开关的监测结果显示热泵机组系统内的水量仍不满足要求，则主控制器判定系统内存在泄漏，则报警装置发出报警信号，进而使整个热泵机组停止运行并由锁定装置将整个热泵机组锁定，即：步骤s30。

其中，主控制器检测水流开关是断开或者闭合的检测时间可以为2-10秒，该时间可以根据特定系统的要求确定。针对其他热泵机组该检测时间不限于上述范围。

根据本发明的热泵机组能够利用检测元件报警恢复和系统重启的时间空档进行补水，这样不产生额外的时间耗费，能够更快速的响应补水需求，因此能够实现更合理的补水。

为了详细地描述本发明而公开了示例性的联接和/或构型。为了更透彻地对本公开进行说明，提供了对特定细节比如特定部件、结构和方法的详细描述。然而，对于本领域的普通技术人员来说明显的是，不一定要采用特定细节，这些示例性联接和/或构型可以以许多不同形式来实施，并且这些特定细节和示例性构型不应该被解释为限制本公开的范围。

附图标记

1补水阀

2热交换器

3制冷剂管路

4水流管路

5水泵

6水膨胀箱

7止回阀

8水入口温度传感器

9水出口温度传感器

10水箱

101排气阀

102压力缓冲阀

11抗振连接件

12水过滤器

13球阀

14风机盘管

15地暖组件

16双向阀

17压力平衡阀

18排放阀

19水流开关

20主控制器

30锁定装置