CN102168899A - 热泵系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热泵系统及其控制方法，利用换热器的入水口和出水口之间的温差、制冷剂和水之间的热交换来控制所述热泵系统的运行。所述热泵系统包括安装在水循环管单元的位于换热器的入水口侧和出水口侧的位置上的温度传感器，所述热泵系统根据由所述温度传感器感测的温度之间的差通过控制压缩机或膨胀器来将负载加热到设定温度。这里，被输送到所述负载的水的温度被设置成比目标负载温度大参考值，如果温差小于指定值，则使热泵系统停止运行。

Description

热泵系统及其控制方法
技术领域
实施例涉及一种热泵系统及其控制方法，所述热泵系统利用热泵将热供应到加热负载(heating load)或热水负载。
背景技术
通常，热泵系统利用热泵的热来加热室内地板或者冷却和加热室内空气，所述热泵系统包括压缩机、室外空气交换器、膨胀器、水-制冷剂换热器以及室内换热器。
具体地，热泵系统可利用冷水或热水经过其的水管来冷却和加热室内空间或者加热水箱中的水。这里，利用安装在水箱上的温度传感器来控制水箱的温度，从而加热水箱中的水来供应热水。
如果已经使用了不带温度传感器的水箱的消费者仅购买室外单元和室内单元，则可能无法控制水箱的温度。因此，为了控制水箱的温度，消费者需要购买带有温度传感器的新的水箱。
发明内容
因此，一方面提供一种热泵系统及其控制方法，利用换热器的入水口和出水口之间的温差、制冷剂和水之间的热交换来控制所述热泵系统的运行。
其他方面将在下面的描述中进行部分阐述，部分将通过描述而清楚或可通过本发明的实践而了解。
根据一方面，提供一种热泵系统，所述热泵系统包括：压缩机，用于将制冷剂压缩成高温高压状态；制冷剂循环管单元，用于使制冷剂循环；第一换热器，用于在制冷剂和水之间进行热交换；水循环管单元，用于使被所述第一换热器加热或冷却的水朝着负载循环；膨胀器，使制冷剂膨胀成低温低压状态；第二换热器，用于在所述制冷剂和空气之间进行热交换；第一温度传感器，安装在所述水循环管单元上，用于感测被输送到所述负载的水的温度；第二温度传感器，安装在所述水循环管单元上，用于感测被输送到所述第一换热器的水的温度；控制单元，用于根据由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差来控制所述压缩机或者所述膨胀器，以将所述负载的温度设置成作为目标温度的第一设定温度。
在根据由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差来控制所述压缩机或者所述膨胀器以将所述负载的温度设置成第一设定温度的过程中，如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差增加，则所述控制单元可增加所述压缩机的每分钟转数以及所述膨胀器的开度，如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差减小，则所述控制单元可减小所述压缩机的每分钟转数以及所述膨胀器的开度。
所述第一温度传感器或者所述第二温度传感器可被安装在所述水循环管单元的靠近所述第一换热器的一部分上。所述负载可以是用于供应热水的热水箱。
所述控制单元可根据所述第一设定温度来确定作为所述第一换热器的出水口侧的温度的第二设定温度，所述控制单元控制所述压缩机或者所述膨胀器以将所述第一换热器的出水口侧的温度调节到所述第二设定温度。
当判断出所述第二设定温度没有超过能够由所述热泵系统提供的最高温度时，所述控制单元可将所述第二设定温度设置成比所述第一设定温度大第一参考值。如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差低于第二参考值，则所述控制单元可使所述热泵系统的运行停止。
此外，当判断出所述第二设定温度超过能够由所述热泵系统提供的最高温度时，所述控制单元可将所述第二设定温度设置为能够由所述热泵系统提供的最高温度。
所述热泵系统还可包括用于加热所述水循环管单元的第一子加热器或者用于加热所述热水箱的第二子加热器，当判断出所述第二设定温度超过能够由所述热泵系统提供的最高温度时，所述控制单元可使所述第一子加热器或所述第二子加热器运行。如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差低于第二参考值，则所述控制单元可使所述热泵系统的运行停止。
根据另一方面，提供一种热泵系统的控制方法，所述热泵系统具有：压缩机；膨胀器；制冷剂循环管单元；水循环管单元；第一换热器，用于在制冷剂和水之间进行热交换；第二换热器，用于在所述制冷剂和空气之间进行热交换；第一温度传感器，安装在所述水循环管单元的位于所述第一换热器的出水口侧的一部分上；第二温度传感器，安装在所述水循环管单元的位于所述第一换热器的入水口侧的另一部分上，所述热泵系统使水在所述水循环管单元中循环以加热或冷却负载，所述控制方法包括：根据作为所述负载的目标温度的第一设定温度来确定作为所述第一换热器的出水口侧的温度的第二设定温度；将所述第一换热器的出水口侧的水的温度调节到所述第二设定温度，然后使所述水在所述水循环管单元中循环；通过所述第一温度传感器来感测所述第一换热器的出水口侧的水的温度；通过所述第二温度传感器来感测所述第一换热器的入水口侧的水的温度；根据由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差来控制所述压缩机或者所述膨胀器，以使所述第一换热器的出水口侧的水的温度保持在所述第二设定温度。
根据由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差来控制所述压缩机或者所述膨胀器以使所述第一换热器的出水口侧的水的温度保持在所述第二设定温度的步骤可包括：如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差增加，则增加所述压缩机的每分钟转数以及所述膨胀器的开度；如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差减小，则减小所述压缩机的每分钟转数以及所述膨胀器的开度。
当判断出所述第二设定温度没有超过能够由所述热泵系统提供的最高温度时，可将所述第二设定温度设置成比所述第一设定温度大第一参考值。如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差低于第二参考值，则可使所述热泵系统的运行停止。
当判断出所述第二设定温度超过能够由所述热泵系统提供的最高温度时，可将所述第二设定温度设置为能够由所述热泵系统提供的最高温度。如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差低于第二参考值，则可使所述热泵系统的运行停止。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面将会变得清楚和更加容易理解，其中：
图1是示出根据一个实施例的热泵系统的整体构造的示意图；
图2是示出根据实施例的热泵系统的整体构造的详细视图；
图3是根据实施例的热泵系统的控制单元的框图；
图4是示出根据另一实施例的热泵系统的整体构造的详细视图；
图5是示出根据另一实施例的热泵系统的整体构造的详细视图；
图6是示出根据一个实施例的热泵系统在热水模式下的控制方法的流程图；
图7是示出根据实施例的热泵系统在加热模式下的控制方法的流程图；
图8是示出根据实施例的确定热泵系统的第二设定温度的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细描述实施例，其示例在附图中示出，附图中相同的标号始终表示相同的元件。
图1是示出根据一个实施例的热泵系统的整体构造的示意图。
根据该实施例的热泵系统1包括：室外单元10；室内单元20；制冷剂循环管单元12，连接到室外单元10与室内单元20之间；水循环管单元23，连接到室内单元20与负载30和40之间；第一温度传感器25和第二温度传感器26，安装在水循环管单元23的靠近室内单元20的位置处。作为负载的示例，图1示出了用于供应热水的热水箱30以及诸如室内地板的加热负载40。
制冷剂循环管单元12包括：第一制冷剂管12a，制冷剂从室外单元10经第一制冷剂管12a流向室内单元20；第二制冷剂管12b，制冷剂从室内单元20经第二制冷剂管12b流向室外单元10。
水循环管单元23包括：第一水管23a，使从室内单元20排出的水能够流经第一水管23a；第二水管23b，使被引入到室内单元20中的水能够流经第二水管23b；第三水管23c，使经第一水管23a输送的水能够流向热水箱30；第四水管23d，使从水箱30排出的水能够流经第四水管23d；第五水管23e，使经第一水管23a输送的水能够流向加热负载40；第六水管23f，使从加热负载40排出的水能够流经第六水管23f。
用于控制热泵系统1的运行的控制单元24安装在室内单元20中。第一温度传感器25安装在第一水管23a上，第二温度传感器26安装在第二水管23b上。第一温度传感器25用于感测从室内单元20流向负载30和40的水的温度，第二温度传感器26用于感测从负载30和40流向室内单元20的水的温度。
以下，将参照图2和图3对根据该实施例的热泵系统1的构造和运行进行详细描述。
图2是示出根据该实施例的热泵系统的整体构造的详细视图。
根据该实施例的热泵系统1利用室外单元10和室内单元20来冷却或加热在水循环管单元23中循环的水，从而执行冷却操作、加热操作和热水操作。热泵系统1包括安装在室外的室外单元10以及安装在室内的室内单元20。
室外单元10包括压缩机14、膨胀器16、第二换热器18以及制冷剂循环管单元12。室内单元20包括第一换热器22。热水箱30包括贮水器33，加热负载40包括第三换热器42。
压缩机14用于将制冷剂从低温低压气态压缩成高温高压气态，压缩机14可包括压缩容量根据负载30和40可变的可变容量压缩机。
此外，压缩机14可包括压缩容量根据输入频率可变的变频压缩机，或者可包括每个压缩机均具有恒定的压缩容量的多个恒速压缩机的组合。压缩机14通过第一制冷剂管12a被连接到室内单元20的第一换热器22。
第一换热器22用于在通过压缩机14被压缩成高温高压状态的制冷剂与水循环管单元23中的水之间进行热交换以加热水，或者用于在通过膨胀器16(将稍后进行描述)而膨胀成低温低压状态的制冷剂与水循环管单元23中的水之间进行热交换以冷却水。尽管未在附图中示出，但是制冷剂循环管单元12和水循环管单元23中的每个均形成闭合回路，制冷剂循环管单元12和水循环管单元23在第一换热器22内彼此交叉，以在彼此之间进行热交换。第一换热器22通过第二制冷剂管12b被连接到室外单元10的膨胀器16。
膨胀器16是一种可变膨胀装置，膨胀器16使经过第一换热器22或第二换热器18(将稍后进行描述)的制冷剂膨胀或者切断经过第一换热器22或第二换热器18的制冷剂，膨胀器16包括电子膨胀阀(例如，开度值可变的线性膨胀阀(LEV))，以调节制冷剂的量。膨胀器16通过制冷剂循环管单元12被连接到室外单元10的第二换热器18。
第二换热器18用于在已经经过压缩机14或膨胀器16的制冷剂与室外空气之间进行热交换。第二换热器18可包括风扇(未示出)，以在制冷剂和室外空气之间进行热交换。
制冷剂经由如上所述的压缩机14、第一换热器22、膨胀器16以及第二换热器18而在制冷剂循环管单元12中循环，从而加热在第一换热器22内与制冷剂循环管单元12交叉的水循环管单元23中的冷却水。
在图2中，环绕制冷剂循环管单元12以实线示出的箭头表示制冷剂在加热模式或热水模式下的循环，在加热模式或热水模式中，水循环管单元23中的水在第一换热器22内被加热，以虚线示出的箭头表示制冷剂在冷却模式下的循环，在冷却模式中，水循环管单元23中的水在第一换热器22内被冷却。
被加热的水经由加热负载40或热水箱30(即，热水负载)在水循环管单元23中循环。即，在加热负载40(例如，室内地板)的情况下，通过加热或冷却水而使室内温度保持在期望温度，在水箱30的情况下，通过加热水而将供应到水箱30的水加热到期望温度。用户可按需使用被加热的水。
如图2中所示，水循环管单元23连接到第一换热器22、水箱30以及加热负载40。已经参照图1描述了水循环管单元23的各个管，因而将省略对其的详细描述。用于使水循环管单元23中的水循环的泵27安装在水循环管单元23上。此外，如上所述，第一温度传感器25和第二温度传感器26安装在水循环管单元23的靠近第一换热器22的位置处。
第一三通阀28安装在水循环管单元23的第一水管23a分叉成第三水管23c和第五水管23e的位置，第二三通阀29安装在水循环管单元23的第二水管23b分叉成第四水管23d和第六水管23f的位置。可利用第一三通阀28和第二三通阀29而使水循环管单元23中的水朝着热水箱30或加热负载40选择性地循环。
热水箱30连接到水循环管单元23的第三水管23c和第四水管23d，热水箱30包括：入水管32，可供使用的外部水通过入水管32被引入到热水箱30中；出水管34，热水箱30中的可供使用的外部水通过出水管34被排放到外部。连接到入水管32的贮水器33安装在热水箱30中，贮水器33用于储存可供使用的外部水，出水管34连接到贮水器33的下部。如图2中所示，水循环管单元23缠绕在圆柱形贮水器33的外表面上，以围绕贮水器33。通过这种结构，水循环管单元23中的水与贮水器33中的可供使用的外部水彼此进行热交换。即，水循环管单元23中的被加热的水将热供应到储存在水箱30的贮水器33中的可供使用的外部水，从而加热储存在水箱30的贮水器33中的可供使用的外部水。当加热水箱30中的可供使用的外部水时，用户可通过打开出水管34来使用热水。
图3是根据本发明的实施例的热泵系统的控制单元的框图。
如图3中所示，用于控制热泵系统1的运行的控制单元24安装在室内单元20中。当然，根据用户便利性，控制单元24可被安装在室外单元10或者负载30或40中。根据该实施例的热泵系统1示出了控制单元24安装在设置于室内的室内单元20中。
使用户能够设置热泵系统1的运行条件的输入单元24a安装在控制单元24上。即，通过输入单元24a，用户选择用于加热热水箱30的热水模式或者用于加热或冷却加热负载40的加热模式，并输入热水箱30或加热负载40在选择的热水模式或加热模式下的设定温度。
此外，控制单元24获得由安装在水循环管单元23上的第一温度传感器25和第二温度传感器26感测的温度。控制单元24基于通过输入单元24a输入的数据以及感测到的温度数据来控制压缩机14、膨胀器16、第一三通阀28以及第二三通阀29的运行。稍后，将参照图6至图8来详细描述控制单元24的详细操作。
图4是示出根据另一实施例的热泵系统的整体构造的详细视图，图5是示出根据另一实施例的热泵系统的整体构造的详细视图。
即，图4示出了通过将第一子加热器21添加到图2的热泵系统1中的第一水管23a而形成的热泵系统2，图5示出了通过将用于加热热水箱30的第二子加热器36添加到图2的热泵系统1而形成的热泵系统3。图4的热泵系统2或图5的热泵系统3还包括第一子加热器21或第二子加热器36作为附加热源，以在可由热泵系统2或3提供的最高温度低于设定温度的情况下将负载30或40的温度调节到设定温度。稍后，将参照图6至图8来详细描述热泵系统2和3的详细操作。
以下，将参照图6至图8来详细描述根据本发明的实施例的热泵系统1、2和3的详细操作。图6是示出根据本发明的一个实施例的热泵系统在热水模式下的控制方法的流程图。
控制单元24判断由用户通过控制单元24的输入单元24a输入的模式是否为加热模式(操作100)。如果判断出用户选择了加热模式，则热泵系统1在加热模式下运行，稍后将参照图7给出对其的详细描述。
如果判断出用户没有选择加热模式，则控制单元24判断是否选择了热水模式(操作102)。如果判断出没有选择热水模式，则控制单元24判断输入不存在且不对热泵系统1执行操作。如果判断出选择了热水模式，则控制单元打开第一三通阀28和第二三通阀29的朝向热水箱30的通道，并关闭第一三通阀28和第二三通阀29的朝向加热负载40的通道(操作104)。因而，水循环管单元23中的水仅仅朝着热水箱30循环。
其后，控制单元24获得第一设定温度，第一设定温度为由用户通过输入单元24a输入的热水箱30的目标加热温度(操作106)。当获得第一设定温度时，控制单元24通过基于第一设定温度预先确定的算法来确定第二设定温度，第二设定温度为水循环管单元23在第一换热器22的出水口侧的温度(操作108)。
当确定了第二设定温度时，控制单元24将水加热到第二设定温度并使被加热的水朝着热水箱30循环(操作110)。即，控制单元24控制压缩机14和膨胀器16以改变制冷剂的量和压缩率，控制单元24调节与第一换热器22中的水进行热交换的热的量，并因此将从第一水管23a排出的水的温度设置成第二设定温度。然后，控制单元24驱动泵27，以使水循环管单元23中的水能够朝着热水箱30循环。
当被加热到第二设定温度的水经过热水箱30时，所述水与储存在热水箱30中的可供使用的外部水进行热交换。因而，热水箱30中的可供使用的外部水被加热，而水循环管单元23中的水损失热，依次经过第四水管23d和第二水管23b，然后再次被引入到第一换热器22中。
这里，控制单元24获得由第一温度传感器25和第二温度传感器26感测的第一换热器22的出水口侧和入水口侧的温度(操作112)。为了方便，由第一温度传感器25感测的温度被定义为α，由第二温度传感器26感测的温度被定义为β，两个温度α和β之间的差被定义为δ(δ＝α-β)。由于水循环管单元23中的水因加热水箱30中的可供使用的外部水而损失热，因此α大于β，因而δ具有正值。然而，如果使用第二子加热器36来加热热水箱30，则δ可具有负值，稍后将给出对其的详细描述。
控制单元24根据δ的值来控制压缩机14或膨胀器16(操作114)。即，控制单元24根据δ的值来控制压缩机14的每分钟转数(rpm)或膨胀器16的开度，以使第一换热器22的出水口侧的温度保持在第二设定温度。如果δ的值大，则控制单元24增加压缩机14的每分钟转数以及膨胀器16的开度，如果δ的值小，则控制单元24减小压缩机14的每分钟转数以及膨胀器16的开度。可依照热泵系统1的规格(例如，压缩机14或膨胀器16的规格)、制冷剂的量以及水的量而可变地确定根据δ的值对压缩机14或膨胀器16的控制。
水被第一换热器22持续地加热并在水循环管单元23中循环，从而对热水箱30中的可供使用的外部水进行加热。这里，控制单元24判断δ的值是否小于预定的第二参考值(操作116)。如果δ的值大于预定的第二参考值，则控制单元24再次获得第一换热器22的入水口侧和出水口侧的温度(操作112)。
如果δ的值小于第二参考值，则控制单元24使热泵系统1的运行停止(操作118)。即，控制单元24使压缩机14、膨胀器16以及泵27的运行停止，并关闭第一三通阀28和第二三通阀29的朝向热水箱30的通道。上述控制的原因如下。
大的δ的值意味着热水箱30(即，热水负载)进行大量的热交换，而小的δ的值意味着热水箱30进行较少地热交换。此外，第二设定温度通常被设置得略高于第一设定温度，稍后将参照图8给出对其的详细描述。可根据由第一设定温度和第二设定温度所确定的δ的值来判断出热水箱30中的可供使用的外部水被设置成第一设定温度。因此，由于判断出热水箱30被设置成第一设定温度，所以热泵系统1的运行被停止。
例如，当用户输入40℃作为第一设定温度时，控制单元24将第二设定温度确定为高于40℃的45℃。在这种情况下，假设δ的值被设置成2℃，如果第一换热器22的入水口侧的温度达到43℃，则控制单元24判断出水箱30达到第一设定温度40℃，然后使热泵系统1的运行停止。
即，当热泵系统1将45℃的水供应到热水箱30时，热水箱30中的可供使用的外部水被持续加热到正常温度25℃，第一换热器22的入水口侧的温度β持续升高。如上所述，如果通过预定算法判断出当β的值达到43℃时，热水箱30中的可供使用的外部水达到40℃，则δ的值被设置成2℃。
图7是示出根据实施例的热泵系统在加热模式下的控制方法的流程图。
图7的控制方法与图6的控制方法几乎相同。即，图7的控制方法与图6的控制方法的不同之处在于，在图7的控制方法中，负载从热水箱30变成加热负载40，水循环管单元23中的水在第一换热器22内既被冷却又被加热。
如果在图6中判断出用户通过输入单元24a选择了加热模式，则控制单元24打开第一三通阀28和第二三通阀29的朝向加热负载40的通道，并关闭第一三通阀28和第二三通阀29的朝向热水箱30的通道(操作120)。因而，水循环管单元23中的水仅仅朝着加热负载40循环。
其后，控制单元24获得第一设定温度，第一设定温度为由用户通过输入单元24a输入的加热负载40的目标加热温度(操作122)。当获得第一设定温度时，控制单元24通过基于第一设定温度预先确定的算法来确定第二设定温度，第二设定温度为水循环管单元23在第一换热器22的出水口侧的温度(操作124)。
当确定了第二设定温度时，控制单元24将水加热到第二设定温度并使被加热的水朝着加热负载40循环(操作126)。即，控制单元24控制压缩机14和膨胀器16以改变制冷剂的量和压缩率，控制单元24调节与第一换热器22中的水进行热交换的热的量，并因此将从第一水管23a排出的水的温度设置成第二设定温度。此外，控制单元24驱动泵27，以使水循环管单元23中的水能够朝着加热负载40循环。
当被加热到第二设定温度的水经过加热负载40时，所述水与加热负载40进行热交换。因而，加热负载40被加热，而水循环管单元23中的水损失热，依次经过第六水管23f和第二水管23b，然后再次被引入到第一换热器22中。
这里，控制单元24获得由第一温度传感器25和第二温度传感器26感测的第一换热器22的入水口侧和出水口侧的温度(操作128)。如上所述，由第一温度传感器25感测的温度被定义为α，由第二温度传感器26感测的温度被定义为β，两个温度α和β之间的差被定义为δ(δ＝α-β)。
控制单元24根据δ的值来控制压缩机14或膨胀器16(操作130)。即，控制单元24根据δ的值来控制压缩机14的每分钟转数或膨胀器16的开度，以使第一换热器22的出水口侧的温度保持在第二设定温度。
水被第一换热器22持续地调节到第二设定温度并在水循环管单元23中循环，从而将加热负载40的温度调节到第一设定温度。这里，控制单元24判断δ的值是否小于预定的第二参考值(操作132)。如果δ的值大于预定的第二参考值，则控制单元24再次获得第一换热器22的入水口侧和出水口侧的温度(操作128)。
如果δ的值小于第二参考值，则控制单元24使热泵系统1的运行停止(操作134)。即，控制单元24使压缩机14、膨胀器16以及泵27的运行停止，并关闭第一三通阀28和第二三通阀29的朝向加热负载40的通道。
图8是示出根据本发明的实施例的确定热泵系统的第二设定温度的方法的流程图。
当控制单元24在图6的操作106中获得第一设定温度时，控制单元24基于第一设定温度来确定第二设定温度(操作108)。以下，将详细描述第二设定温度的确定。
控制单元24判断第二设定温度是否超过可由热泵系统1提供的最高温度(操作108a)。如果判断出第二设定温度没有超过可由热泵系统1提供的最高温度，则控制单元24将第二设定温度确定为比第一设定温度大第一参考值的值(操作108b)。上述确定的原因如下。
通常，可由热泵系统1、2或3提供的最高温度(即，第一换热器22的出水口侧的温度)具有规则的上限。
即，水循环管单元23中的水被调节到通过基于第一设定温度(用户所需的负载的温度)预先确定的算法而计算得出的第二设定温度，控制单元24判断计算得出的第二设定温度是否为可由热泵系统1、2或3提供的温度。
如上所述，如果判断出第二设定温度没有超过可由热泵系统1提供的最高温度，则控制单元24使被调节到第二设定温度的水循环管单元23中的水循环，所述第二设定温度被确定为比第一设定温度大第一参考值。其原因在于，水循环管单元23中的水与负载30或40进行热交换，因此第二设定温度高于第一设定温度。可根据热泵系统1的规格或者负载30或40的规格来可变地确定所述第一参考值。
例如，如果用户选择40℃作为第一设定温度，则控制单元24可将高于40℃的45℃确定为第二设定温度，以将储存在热水箱中的可供使用的外部水加热到40℃。如上所述，通过判断δ的值是否小于第二参考值来确定关于热泵系统1的运行停止的判断。
此外，如果判断出第二设定温度超过可由热泵系统1、2或3提供的最高温度，则控制单元24将第二设定温度确定为最高温度(操作108c)。即，如所描述的，由于通过基于第一设定温度预先确定的算法而计算得出的第二设定温度超过可由热泵系统1、2或3提供的最高温度，因此仅提供最高温度。
在这种情况下，控制单元24使如图4中所示的第一子加热器21或如图5中所示的第二子加热器36运行(操作108d)。现在，在第一子加热器21运行的情况下对热泵系统2的运行的控制以及在第二子加热器36运行的情况下对热泵系统3的运行的控制将被分别描述如下。
通过与图2的热泵系统1的方法相同的方法来执行设置有第一子加热器21的热泵系统2的控制。即，控制单元24将第二设定温度确定为最高温度，并使水朝着第一换热器22的出水口侧在水循环管单元23中循环。其后，水再次被第一子加热器21加热到第二设定温度(如上所述，第二设定温度通过基于第一设定温度预先确定的算法而计算得出)，然后被供应到负载30或40。即，第一子加热器21被安装在第一温度传感器25和第一换热器22之间，因此，由第一温度传感器25感测的温度可被设置成通过基于第一设定温度预先确定的算法而计算得出的第二设定温度。
然而，通过与图2的热泵系统1的方法略微不同的方法来执行设置有第二子加热器36的热泵系统3的控制。在这种情况下，由于没有设置第一子加热器21，因此提供给负载30或40的温度变成可由热泵系统3提供的最高温度。如图5中所示，被安装以加热热水箱30的第二子加热器36另外供热，因此第一换热器22的入水口侧的温度β可大于第一换热器22的出水口侧的温度α。具体地，由于第二设定温度超过最高温度，因此如果温度β大于温度α，则负载30或40可被设置成第一设定温度。
在这种情况下，控制单元24根据δ的绝对值来控制压缩机14或膨胀器16，并考虑δ的值的符号。即，通过判断在δ的值从正值变成负值(-)之后，δ的绝对值是否小于预定的第二参考值，来实现关于是否停止热泵系统3的运行的确定。
如果没有设置如图4中所示的第一子加热器21或者如图5中所示的第二子加热器36，则负载30或40无法被加热到用户所需的第一设定温度。然而，如果使用了第一子加热器21或第二子加热器36，则可利用与传统的控制方法相同的方法来加热负载30或40，以输出可由热泵系统1提供的最高温度。
即，利用上述系统和方法，可利用第一换热器22的入水口侧和出水口侧的温度来将负载30或40调节到期望温度，而无需在负载30或40上安装单独的温度传感器。
通过以上描述清楚的是，在根据一个实施例的热泵系统及其控制方法中，利用换热器的入水口侧和出水口侧的温差来容易地控制热泵系统的运行，而无需在负载(例如，热水箱)上安装单独的温度传感器。
此外，由于热泵系统可使用未设置有温度传感器的传统的热水箱，因此用户可通过仅将室外单元和室内单元添加到传统的热水箱来构造热泵系统。
尽管已经示出并描述了一些实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变。

Claims (15)

1.一种热泵系统，所述热泵系统包括：
压缩机，用于将制冷剂压缩成高温高压状态；
制冷剂循环管单元，用于使制冷剂循环；
第一换热器，用于在制冷剂和水之间进行热交换；
水循环管单元，用于使被所述第一换热器加热或冷却的水朝着负载循环；
膨胀器，使制冷剂膨胀成低温低压状态；
第二换热器，用于在所述制冷剂和空气之间进行热交换；
第一温度传感器，安装在所述水循环管单元上，用于感测被输送到所述负载的水的温度；
第二温度传感器，安装在所述水循环管单元上，用于感测被输送到所述第一换热器的水的温度；
控制单元，用于根据由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差来控制所述压缩机或者所述膨胀器，以将所述负载的温度设置成作为目标温度的第一设定温度。
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其中，在根据由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差来控制所述压缩机或者所述膨胀器以将所述负载的温度设置成第一设定温度的过程中：
如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差增加，则所述控制单元增加所述压缩机的每分钟转数以及所述膨胀器的开度；
如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差减小，则所述控制单元减小所述压缩机的每分钟转数以及所述膨胀器的开度。
3.根据权利要求2所述的热泵系统，其中，所述第一温度传感器或者所述第二温度传感器被安装在所述水循环管单元的靠近所述第一换热器的一部分上。
4.根据权利要求3所述的热泵系统，其中，所述负载是用于供应热水的热水箱。
5.根据权利要求4所述的热泵系统，其中：
所述控制单元根据所述第一设定温度来确定作为所述第一换热器的出水口侧的温度的第二设定温度；
所述控制单元控制所述压缩机或者所述膨胀器以将所述第一换热器的出水口侧的温度调节到所述第二设定温度。
6.根据权利要求5所述的热泵系统，其中，当判断出所述第二设定温度没有超过能够由所述热泵系统提供的最高温度时，所述控制单元将所述第二设定温度设置成比所述第一设定温度大第一参考值。
7.根据权利要求6所述的热泵系统，其中，如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差低于第二参考值，则所述控制单元使所述热泵系统的运行停止。
8.根据权利要求5所述的热泵系统，其中，当判断出所述第二设定温度超过能够由所述热泵系统提供的最高温度时，所述控制单元将所述第二设定温度设置为能够由所述热泵系统提供的最高温度。
9.根据权利要求8所述的热泵系统，所述热泵系统还包括用于加热所述水循环管单元的第一子加热器或者用于加热所述热水箱的第二子加热器，
其中，当判断出所述第二设定温度超过能够由所述热泵系统提供的最高温度时，所述控制单元使所述第一子加热器或所述第二子加热器运行。
10.一种热泵系统的控制方法，所述热泵系统具有：压缩机；膨胀器；制冷剂循环管单元；水循环管单元；第一换热器，用于在制冷剂和水之间进行热交换；第二换热器，用于在所述制冷剂和空气之间进行热交换；第一温度传感器，安装在所述水循环管单元的位于所述第一换热器的出水口侧的一部分上；第二温度传感器，安装在所述水循环管单元的位于所述第一换热器的入水口侧的另一部分上，所述热泵系统使水在所述水循环管单元中循环以加热或冷却负载，所述控制方法包括：
根据作为所述负载的目标温度的第一设定温度来确定作为所述第一换热器的出水口侧的温度的第二设定温度；
将所述第一换热器的出水口侧的水的温度调节到所述第二设定温度，然后使所述水在所述水循环管单元中循环；
通过所述第一温度传感器来感测所述第一换热器的出水口侧的水的温度；
通过所述第二温度传感器来感测所述第一换热器的入水口侧的水的温度；
根据由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差来控制所述压缩机或者所述膨胀器，以使所述第一换热器的出水口侧的水的温度保持在所述第二设定温度。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其中，根据由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差来控制所述压缩机或者所述膨胀器以使所述第一换热器的出水口侧的水的温度保持在所述第二设定温度的步骤包括：
如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差增加，则增加所述压缩机的每分钟转数以及所述膨胀器的开度；
如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差减小，则减小所述压缩机的每分钟转数以及所述膨胀器的开度。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其中，当判断出所述第二设定温度没有超过能够由所述热泵系统提供的最高温度时，将所述第二设定温度设置成比所述第一设定温度大第一参考值。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其中，如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差低于第二参考值，则使所述热泵系统的运行停止。
14.根据权利要求11所述的控制方法，其中，当判断出所述第二设定温度超过能够由所述热泵系统提供的最高温度时，将所述第二设定温度设置为能够由所述热泵系统提供的最高温度。
15.根据权利要求14所述的控制方法，其中，如果由所述第一温度传感器感测的温度与由所述第二温度传感器感测的温度之间的差低于第二参考值，则使所述热泵系统的运行停止。
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