热泵系统、空调器及热泵系统的控制方法与流程

本发明涉及热泵系统领域，具体而言，涉及一种热泵系统、空调器及热泵系统的控制方法。

背景技术：

目前，空调成为了必不可少的生活电器，随着科技的不断发展，环境污染的不断加剧和能源的枯竭，对空调的要求也越来越高，如何采用高效节能的技术手段实现空调高效运行成为了亟待解决的技术问题。

现有的空调热能系统，功能较为单一，例如双蒸发系统，只能实现制冷模式或者制热模式，在冬季或夏季就会让整个设备闲置，浪费资源，使整个热泵系统的运行效率低。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种热泵系统、空调器及热泵系统的控制方法，以解决现有技术中的热泵系统运行效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种热泵系统，包括：压缩机组件，用于对冷媒介质进行压缩；室内换热组件，用于将室内空气与冷媒介质进行热交换；室外换热组件，用于将室外空气与冷媒介质进行热交换，压缩机组件的出气端口通过控制阀分别与室内换热组件的第一端口和室外换热组件的第一端口连通；室外换热组件的第二端口和室内换热组件的第二端口均与压缩机组件的进气端口连通，以将热交换后的冷媒介质输送至压缩机组件内进行压缩；辅助换热管路，辅助换热管路的入口与室内换热组件的第二端口连通，辅助换热管路的出口与压缩机组件连通，辅助换热管路上设置有辅助换热组件，以使由室内换热组件流出的一部分冷媒介质通过室外换热组件后流入压缩机组件内，另一部分冷媒介质流入辅助换热管路内并经过辅助换热组件进行加压后流入压缩机组件内。

进一步地，压缩机组件具有一级压缩腔室和二级压缩腔室，一级压缩腔室与二级压缩腔室连通，以使冷媒介质经过一级压缩腔室进行一级压缩之后，流入二级压缩腔室内进行二级压缩；室内换热组件和室外换热组件的第二端口均与一级压缩腔室连通，以使由室内换热组件流出的一部分冷媒介质流入一级压缩腔室内进行一级压缩；其中，辅助换热组件的入口端与室内换热组件的第二端口连通，辅助换热组件的出口端与二级压缩腔室连通，以使由室内换热组件流出的另一部分冷媒介质经过辅助换热组件加压后，流入二级压缩腔室内与经一级压缩腔室压缩后的冷媒介质混合。

进一步地，辅助换热组件包括：辅助换热器，辅助换热器包括第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道与辅助换热管路连通；换热支路，换热支路与第二换热通道连通，换热支路上设置有用于引入换热介质的辅助热源，以使流入第二换热通道内的换热介质对位于第一换热通道内的冷媒介质进行加热。

进一步地，辅助换热组件还包括：变频水泵，变频水泵设置在换热支路上。

进一步地，变频水泵设置在换热支路的出口端与第二换热通道之间。

进一步地，热泵系统还包括：第三电子膨胀阀，第三电子膨胀阀设置在辅助换热管路上并位于辅助换热组件与室内换热组件之间。

进一步地，辅助换热管路上设置有第二压力传感器。

进一步地，第二压力传感器设置在辅助换热组件的出口端与压缩机组件之间。

进一步地，压缩机组件的进气端口设置有第一压力传感器；和/或压缩机组件的出气端口设置有第三压力传感器。

进一步地，热泵系统还包括：闪蒸器，闪蒸器的第一端口与室外换热组件的出气口连通，闪蒸器的第二端口与压缩机组件连通，闪蒸器的第三端口与室内换热组件连通。

根据本发明的第二个方面，提供了一种空调器，包括热泵系统，热泵系统为上述的热泵系统。

根据本发明的第三个方面，提供了一种热泵系统的控制方法，适用于上述的热泵系统，热泵系统的控制方法包括：检测室外压力值p1，检测室内压力值p3，检测辅助换热管路内的压力至p2，室外温度值t0，根据公式得出k值，控制系统内设定k值大于0.98小于1.14；根据室外温度值t0和k值，调节辅助换热管路内的流量，以调节流经辅助换热组件的冷媒介质的压力值。

进一步地，热泵系统为上述的热泵系统，热泵系统的控制方法还包括：当t0＜-10℃，k＜0.98时，增加热泵系统的第三电子膨胀阀的开度；当t0＜-10℃，k＞1.14时，减小第三电子膨胀阀的开度；当-10℃<t0≤0℃，k＜0.98时，增加第三电子膨胀阀的开度；当-10℃<t0≤0℃，k＞1.14时，减小第三电子膨胀阀的开度；当t0＞0℃，k＜0.98时，增加第三电子膨胀阀的开度；当t0＞0℃，k＞1.14时，减小第三电子膨胀阀的开度。

应用本发明的技术方案，热泵系统包括压缩机组件、室内换热组件、室外换热组件和辅助换热管路，压缩机组件用于对冷媒介质进行压缩，室内换热组件用于将室内空气与冷媒介质进行热交换；室外换热组件用于将室外空气与冷媒介质进行热交换，压缩机组件的出气端口通过控制阀分别与室内换热组件的第一端口和室外换热组件的第一端口连通；室外换热组件的第二端口和室内换热组件的第二端口均与压缩机组件的进气端口连通，以将热交换后的冷媒介质输送至压缩机组件内进行压缩，辅助换热管路的入口与室内换热组件的第二端口连通，辅助换热管路的出口与压缩机组件连通，辅助换热管路上设置有辅助换热组件，以使由室内换热组件流出的一部分冷媒介质通过室外换热组件后流入压缩机组件内，另一部分冷媒介质流入辅助换热管路内并经过辅助换热组件进行加压后流入压缩机组件内。本发明的热泵系统，利用补气增焓原理，通过辅助换热组件对部分冷媒介质加压后对系统内的冷媒质进行补齐，以提高热泵系统的能效，解决了现有技术中的热泵系统的运行效率低的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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：

图1示出了根据本发明的热泵系统的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、压缩机组件；2、室内换热组件；3、室外换热组件；4、控制阀；7、辅助换热管路；5、辅助换热组件；10、一级压缩腔室；11、二级压缩腔室；51、辅助换热器；510、第一换热通道；511、第二换热通道；52、换热支路；53、辅助热源；54、变频水泵；6、第三电子膨胀阀；8、闪蒸器；9、第一电子膨胀阀；13、第二电子膨胀阀；14、电磁阀；15、第一压力传感器；16、第三压力传感器；55、第二压力传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种热泵系统，请参考图1，包括：压缩机组件1，用于对冷媒介质进行压缩；室内换热组件2，用于将室内空气与冷媒介质进行热交换；室外换热组件3，用于将室外空气与冷媒介质进行热交换，压缩机组件1的出气端口通过控制阀4分别与室内换热组件2的第一端口和室外换热组件3的第一端口连通；室外换热组件3的第二端口和室内换热组件2的第二端口均与压缩机组件1的进气端口连通，以将热交换后的冷媒介质输送至压缩机组件1内进行压缩；辅助换热管路7，辅助换热管路7的入口与室内换热组件2的第二端口连通，辅助换热管路7的出口与压缩机组件1连通，辅助换热管路7上设置有辅助换热组件5，以使由室内换热组件2流出的一部分冷媒介质通过室外换热组件3后流入压缩机组件1内，另一部分冷媒介质流入辅助换热管路7内并经过辅助换热组件5进行加压后流入压缩机组件1内。

根据本发明提供的热泵系统，包括压缩机组件1、室内换热组件2、室外换热组件3和辅助换热管路7，压缩机组件1用于对冷媒介质进行压缩，室内换热组件2用于将室内空气与冷媒介质进行热交换；室外换热组件3用于将室外空气与冷媒介质进行热交换，压缩机组件1的出气端口通过控制阀4分别与室内换热组件2的第一端口和室外换热组件3的第一端口连通；室外换热组件3的第二端口和室内换热组件2的第二端口均与压缩机组件1的进气端口连通，以将热交换后的冷媒介质输送至压缩机组件1内进行压缩，辅助换热管路7的入口与室内换热组件2的第二端口连通，辅助换热管路7的出口与压缩机组件1连通，辅助换热管路7上设置有辅助换热组件5，以使由室内换热组件2流出的一部分冷媒介质通过室外换热组件3后流入压缩机组件1内，另一部分冷媒介质流入辅助换热管路7内并经过辅助换热组件5进行加压后流入压缩机组件1内。本发明的热泵系统，利用补气增焓原理，通过辅助换热组件5对部分冷媒介质加压后对系统内的冷媒介质进行补齐，以提高热泵系统的能效，解决了现有技术中的热泵系统的运行效率低的问题。

在具体实施的过程中，压缩机组件1具有一级压缩腔室10和二级压缩腔室11，一级压缩腔室10与二级压缩腔室11连通，以使冷媒介质经过一级压缩腔室10进行一级压缩之后，流入二级压缩腔室11内进行二级压缩；室内换热组件2和室外换热组件3的第二端口均与一级压缩腔室10连通，以使由室内换热组件2流出的一部分冷媒介质流入一级压缩腔室10内进行一级压缩；其中，辅助换热组件5的入口端与室内换热组件2的第二端口连通，辅助换热组件5的出口端与二级压缩腔室11连通，以使由室内换热组件2流出的另一部分冷媒介质经过辅助换热组件5加压后，流入二级压缩腔室11内与经一级压缩腔室10压缩后的冷媒介质混合。

在本发明提供的热泵系统中，辅助换热组件5包括：辅助换热器51，辅助换热器51包括第一换热通道510和第二换热通道511，第一换热通道510与辅助换热管路7连通；换热支路52，换热支路52与第二换热通道511连通，换热支路52上设置有用于引入换热介质的辅助热源53，以使流入第二换热通道511内的换热介质对位于第一换热通道510内的冷媒介质进行加热。具体地，辅助热源53可以为空气源或者水源等，通过回收高温热源(如太阳能、余热或江湖水等)，提高系统能效，节约资源。

为了便于控制辅助换热器51内的温度，辅助换热组件5还包括：变频水泵54，变频水泵54设置在换热支路52上。通过控制辅助换热器51内的温度，还能够控制冷媒介质的压力，以调节系统内的压力值，进一步地，调节室内温度。

优选地，变频水泵54设置在换热支路52的出口端与第二换热通道511之间。

具体地，热泵系统还包括：第三电子膨胀阀6，第三电子膨胀阀6设置在辅助换热管路7上并位于辅助换热组件5与室内换热组件2之间。当处于制冷循环模式时，第三电子膨胀阀6关闭。

为了避免辅助换热管路7内的压力过高，破坏管路，辅助换热管路7上设置有第二压力传感器55。优选地，第二压力传感器55设置在辅助换热组件5的出口端与压缩机组件1之间。

压缩机组件1的进气端口设置有第一压力传感器15；和/或压缩机组件1的出气端口设置有第三压力传感器16。这样设置能够便于控制系统对热泵系统内的压力值进行检测。

在具体使用的过程中，热泵系统还包括：闪蒸器8，闪蒸器8的第一端口与室外换热组件3的出气口连通，闪蒸器8的第二端口与压缩机组件1连通，闪蒸器8的第三端口与室内换热组件2连通。

热泵系统还包括：第一电子膨胀阀9，第一电子膨胀阀9设置在闪蒸器8与室内换热组件2之间；第二电子膨胀阀13，第二电子膨胀阀13设置在室外换热组件3与闪蒸器8之间；电磁阀14，电磁阀14设置在压缩机组件1与闪蒸器8之间。由室外换热组件3流出的冷媒介质经过闪蒸器8加压后，一部分流入压缩机组件1内，另一部分流入室内换热组件2内；或，由室内换热组件2流出的冷媒介质一部分流入闪蒸器8内，另一部分流入辅助换热组件5内。

当热泵系统处于制冷循环模式时，控制辅助换热管路7为断路，当关闭电磁阀14时，热泵系统的压缩机组件1排出冷媒介质，冷媒介质流经热泵系统的室外换热组件3后进行降压，降压后的冷媒介质流经闪蒸器进行节流后，流入室内换热组件2吸收室内空气的热量以对室内空气降温，之后冷媒介质流经室外换热组件3后进入压缩机组件1内进行压缩；当打开电磁阀14时，流经室外换热组件3的冷媒介质，一部分流入室内换热组件2内，另一部分通过闪蒸器后流入二级压缩腔室内。

当热泵系统处于制热循环模式时，控制辅助换热管路7为通路，关闭电磁阀14，压缩机组件1内流出的冷媒介质经过室内换热组件2进行热交换后，一部分流经闪蒸器后流入室外换热组件3内，另一部分进入辅助换热管路7内进行加压，之后两路冷媒介质在二级压缩腔室内进行混合加压。

本发明还提供了一种空调器，包括热泵系统，热泵系统为上述实施例的热泵系统。

本发明还提供了一种热泵系统的控制方法，适用于上述实施例的热泵系统，热泵系统的控制方法包括：检测室外压力值p1，检测室内压力值p3，检测辅助换热管路7内的压力至p2，室外温度值t0，根据公式得出k值，控制系统内设定k值大于0.98小于1.14；根据室外温度值t0和k值，调节辅助换热管路内的流量，以调节流经辅助换热组件的冷媒介质的压力值。

热泵系统为上述实施例的热泵系统，热泵系统的控制方法还包括：当t0＜-10℃，k＜0.98时，增加热泵系统的第三电子膨胀阀6的开度；当t0＜-10℃，k＞1.14时，减小第三电子膨胀阀6的开度；当-10℃<t0≤0℃，k＜0.98时，增加第三电子膨胀阀6的开度；当-10℃<t0≤0℃，k＞1.14时，减小第三电子膨胀阀6的开度；当t0＞0℃，k＜0.98时，增加第三电子膨胀阀6的开度；当t0＞0℃，k＞1.14时，减小第三电子膨胀阀6的开度。

具体地，系统每隔预定时间对温度t0和p1、p2和p3值进行检测。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明提供的热泵系统，包括压缩机组件1、室内换热组件2、室外换热组件3和辅助换热管路7，压缩机组件1用于对冷媒介质进行压缩，室内换热组件2用于将室内空气与冷媒介质进行热交换；室外换热组件3用于将室外空气与冷媒介质进行热交换，压缩机组件1的出气端口通过控制阀4分别与室内换热组件2的第一端口和室外换热组件3的第一端口连通；室外换热组件3的第二端口和室内换热组件2的第二端口均与压缩机组件1的进气端口连通，以将热交换后的冷媒介质输送至压缩机组件1内进行压缩，辅助换热管路7的入口与室内换热组件2的第二端口连通，辅助换热管路7的出口与压缩机组件1连通，辅助换热管路7上设置有辅助换热组件5，以使由室内换热组件2流出的一部分冷媒介质通过室外换热组件3后流入压缩机组件1内，另一部分冷媒介质流入辅助换热管路7内并经过辅助换热组件5进行加压后流入压缩机组件1内。本发明的热泵系统，利用补气增焓原理，通过辅助换热组件5对部分冷媒介质加压后对系统内的冷媒介质进行补齐，以提高热泵系统的能效，解决了现有技术中的热泵系统的运行效率低的问题。

以上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。