CN104279611A - 燃气辅助式热泵系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气辅助式热泵系统及其控制方法，所述燃气辅助式热泵系统包括：水箱、热泵主机、换热盘管、燃气主机、供暖装置、第一切换装置、第二切换装置、第一温度检测装置、第二温度检测装置、第三温度检测装置以及控制器。热泵主机与水箱相连以对水箱内的水进行加热；供暖装置分别与换热盘管和燃气主机相连；第一切换装置和第二切换装置配合以形成第一循环环路、第二循环环路、第三循环环路；控制器根据第一至第三温度检测装置所检测得到的温度控制第一至第三循环环路中的其中一个导通和控制热泵主机和燃气主机的运行状态。根据本发明的燃气辅助式热泵系统能效高，燃气主机不仅可以起到提供热水的作用，还可以起到供暖的作用。

Description

燃气辅助式热泵系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及热泵设备领域，尤其是涉及一种燃气辅助式热泵系统及其控制方法。

背景技术

热泵系统通过采用逆卡诺循环原理，从空气中吸收热量来加热热水或者进行采暖。随着冬季外界环境温度的降低，热泵从大气中吸收的热量减少，热泵的制热效果变差。

为提升热泵系统在低温条件下的制热能力，业内人士提出了采用燃气装置来补充低温下热泵的衰减。现有的带有燃气辅助的热泵系统，均是利用该燃气装置对生活热水进行补充加热，无法解决采暖问题。

此外，冬季用热泵采暖，由于热泵能力的衰减，很难实现较好的加热效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种燃气辅助式热泵系统，该燃气辅助式热泵系统能效高、能耗低、燃气主机不仅可以起到提供热水的作用，还可以起到供暖的作用。

本发明还需要提供一种燃气辅助式热泵系统的控制方法。

根据本发明第一方面实施例的燃气辅助式热泵系统，包括：用于储水的水箱；热泵主机，所述热泵主机与所述水箱相连以对所述水箱内的水进行加热；换热盘管，所述换热盘管设在所述水箱内；燃气主机，所述燃气主机与所述换热盘管的一端相连；

供暖装置，所述供暖装置与所述燃气主机及所述换热盘管的另一端相连；第一切换装置和第二切换装置，所述第一切换装置设在换热盘管和所述燃气主机之间，所述第二切换装置设在所述燃气主机和所述供暖装置之间，所述第一切换装置和所述第二切换装置配合以在换热盘管和所述燃气主机之间形成第一循环环路、在所述燃气主机和所述供暖装置之间形成第二循环环路、在所述换热盘管、所述燃气主机和所述供暖装置之间形成第三循环环路；用于检测环境温度的第一温度检测装置、用于检测所述水箱内水温的第二温度检测装置和用于检测所述供暖装置的供暖温度的第三温度检测装置；以及控制器，所述控制器与所述第一至第三温度检测装置、所述第一和第二切换装置以及所述热泵主机和所述燃气主机相连，以控制所述第一至第三温度检测装置、所述第一和第二切换装置、热泵主机以及所述燃气主机的开启与关闭。

根据本发明实施例的燃气辅助式热泵系统，可以在热泵系统的制热效率低下、水箱内需要大量的水时开启燃气主机进行辅助工作，提高整个热泵系统的工作效率、提高能效，实现较好的供热水和采暖效果。而且由于水箱具有蓄热作用，从而可以减小燃气主机的开关机频率，降低能耗。

此外，由于本发明的燃气主机设在换热盘管和供暖装置之间，从而不仅可以利用燃气主机对水箱内的水进行加热，还可以对供暖装置提供热水源，进行供暖或者对热泵主机的供暖作用起到补充作用。

综上，根据本发明实施例的燃气辅助式热泵系统能效高、能耗低、燃气主机不仅可以起到提供热水的作用，还可以起到供暖的作用。

另外，根据本发明的燃气辅助式热泵系统还可具有如下附加技术特征：

所述控制器包括：温度检测模块，所述温度检测模块与所述第一至第三温度检测装置相连以控制所述第一至第三温度检测装置的工作状态；温度比较模块，温度比较模块与温度检测模块连接用以将所述第一至第三温度检测装置所测得的温度与预设温度进行比较；执行模块，所述执行模块与所述温度比较模块相连以根据所述比较结果控制所述第一和第二切换装置、热泵主机以及所述燃气主机的开启与关闭。

所述燃气主机串联在所述换热盘管的入口和所述供暖装置的出口之间的第一管路上，所述换热盘管的出口和所述供暖装置的入口之间连接有第二管路，所述燃气辅助式热泵系统还包括第三管路和第四管路，所述第三管路的一端连接在所述燃气主机和所述换热盘管之间，所述第三管路的另一端与所述第二管路相连，所述第四管路的一端连接在所述燃气主机和所述供暖装置之间，所述第四管路的另一端与所述第二管路相连，所述第一切换装置与所述第一管路和所述第三管路相连，所述第二切换装置与所述第一管路和所述第四管路相连。

所述第一切换装置包括第一阀和第二阀，所述第一阀设在所述第三管路的所述一端和所述换热盘管之间，所述第二阀设在所述第三管路上；所述第二切换装置包括第三阀和第四阀，所述第三阀设在所述第四管路的所述一端和所述供暖装置之间，所述第四阀设在所述第四管路上。

所述第一至第四阀均为电磁阀。由此可以使控制更加灵活、方便。

所述第一切换装置和所述第二切换装置分别为三通阀。由此可以使燃气辅助式热泵系统的结构更加简单。

还包括水泵，所述水泵设在第一管路上。由此可以通过该水泵对第一循环环路、第二循环环路和第三循环环路内的水流起到驱动作用。

还包括水泵，所述水泵设在第二管路上。由此可以通过该水泵对第一循环环路、第二循环环路和第三循环环路内的水流起到驱动作用。

所述供暖装置为地暖管，所述第三温度检测装置设在所述地暖管的出口处。由此有利于提高室内供暖温度的均匀性。

所述第二温度检测装置设在所述水箱内。

所述第一至第三温度检测装置为温度传感器。由此可以降低制造成本。

根据本发明第二方面实施例的燃气辅助式热泵系统的控制方法，包括如下步骤：

S10、检测环境温度以得到环境温度T8；

S20、将环境温度T8分别与第一环境温度阈值Ta1、第二环境温度阈值Ta2、第三环境温度阈值Ta3、第四环境温度阈值Ta4进行比较，以确定是否开启燃气主机或热泵主机，是否导通第一循环环路、第二循环环路或者第三循环环路。

另外，根据本发明的燃气辅助式热泵系统的控制方法还可具有如下附加技术特征：

在上述步骤S20中：

S21、当T8＜Ta1，控制燃气主机开机且控制第三循环环路导通；

S22、当Ta1≤T8＜Ta2，控制热泵主机和燃气主机开机且控制第二循环环路导通；

S23、当Ta2≤T8＜Ta3，控制热泵主机开机，检测供暖温度T10且将T10与供暖温度设定值Ts2进行比较，当T10＜Ts2时，控制水泵开机工作，且控制第三循环环路导通；

S24、当Ta3≤T8＜Ta4，检测水箱的水温以得到水温T9，当T9≥Ts1-dT时，控制热泵主机开机，其中，Ts1为水温设定值，dT1为水箱温度维持温差；

S25、当T8≥Ta4，检测水箱水温以得到水温T9，当T9＜Ts1-dT1时，控制燃气主机开机且控制第一循环环路导通。

进一步地，在上述步骤S21-S24中，均需要维持水箱内的水温T9≥Ts1-dT1。

根据本发明实施例的燃气辅助式热泵系统的控制方法，可以综合利用水箱的蓄热作用和储水作用，减小热泵主机和燃气主机的开停机频率，实现较好的供热水和采暖效果，降低能耗，最大限度利用热泵。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，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是根据本发明一个实施例的燃气辅助式热泵系统的结构连接图；

图2是根据本发明另一个实施例的燃气辅助式热泵系统的结构连接图；

图3是根据本发明实施例的燃气辅助式热泵系统的控制方法流程图；

图4是根据本发明实施例的控制器的结构示意图。

附图标记说明

水箱1；冷水入口11；热水出口12；

热泵主机2；

换热盘管3；换热盘管的入口31；换热盘管的出口32；

燃气主机4；供水口41；回水口42；

供暖装置5；供暖装置的入口51；供暖装置的出口52；

第一切换装置6；第一阀61；第二阀62；第一阀口a；第二阀口b；第三阀口c；

第二切换装置7；第三阀71；第四阀72；第四阀口d；第五阀口e；第六阀口f；

第一温度检测装置8；第二温度检测装置9；第三温度检测装置10；

第一管路110；第二管路120；第三管路130；一端131；另一端132；第四管路140；一端141；另一端142；

水泵150。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1、图2即图4描述根据本发明实施例的燃气辅助式热泵系统，该燃气辅助式热泵系统包括：水箱1、热泵主机2、换热盘管3、燃气主机4、供暖装置5、第一切换装置6、第二切换装置7、第一温度检测装置8、第二温度检测装置9、第三温度检测装置10以及控制器160。

如图1和图2所示，水箱1用于储水且水箱1具有冷水入口11和热水出口12，冷水入口11可以与外部水源相连以对水箱1进行补水，热水出口12可以将水箱1内的加热过的热水放出以供给生活热水。

热泵主机2与水箱1相连以对水箱1内的水进行加热。可以理解的是，热泵主机2可以包括压缩机（图未示出）、蒸发器（图未示出）、冷凝器（图未示出）、节流装置（图未示出）等部件，热泵主机2具有制冷循环和制热循环。其中水箱1可以与冷凝器相连，在热泵主机2处于制热循环时，冷凝器放热以对水箱1内的水进行加热。这里可以理解的是，热泵主机2的结构和工作原理可以是本领域的技术人员所熟知的，因此不再详述。

换热盘管3设在水箱1内，燃气主机4与换热盘管3的一端相连，供暖装置5与换热盘管3的另一端和燃气主机4相连。可以理解的是，如图1和图2所示，燃气主机4可以包括燃气供入口（图未示出）、点火针（图未示出）、燃气水箱（图未示出）等部件，点火针可以对从燃气供入口进入的燃气进行点燃，以对燃气水箱内的水进行加热。这里可以理解的是，燃气主机4的结构和工作原理可以是本领域的技术人员所熟知的，因此不再详述。

在本发明的一些实施例中，燃气主机4还具有供水口41和回水口42，在燃气水箱内加热过的水可以从供水口41流出，并可以依次流过换热盘管3和供暖装置5后，从回水口42回水。其中，该热水在换热盘管3内流动并可以与水箱1内的水进行热交换，达到加热水箱1或者从水箱1取热的作用，该热水在供暖装置5内流动并可以通过该供暖装置5将其热量放出，以起到供暖的作用。

第一切换装置6设在换热盘管3和燃气主机4之间，第二切换装置7设在燃气主机4和供暖装置5之间，第一切换装置6和第二切换装置7配合以在换热盘管3和燃气主机4之间形成第一循环环路、在燃气主机4和供暖装置5之间形成第二循环环路、在换热盘管3、燃气主机4和供暖装置5之间形成第三循环环路。

这里需要理解的是，第一循环环路为从燃气主机4流出的热水经过换热盘管3后再流回燃气主机4的环路，当燃气主机4开机时，热水在第一循环环路内流动可以对水箱1进行加热进而得到生活热水，此时热水不会流经供暖装置5。当燃气主机4开机时，第二循环环路为从燃气主机4流出的热水经过供暖装置5后流回燃气主机4的环路，热水在第二循环环路内流动可以流经供暖装置5放热进而进行供暖，此时热水不会流经水箱1。当燃气主机4开机时，第三循环环路为从燃气主机4流出的热水依次经过换热盘管3和供暖装置5后流回燃气主机4的环路，热水在第三循环环路内流动可以同时进行对水箱1加热和供暖的工作，当燃气主机4关机时，水流在第三循环环路内流动时，若水箱1内的水温高于第三循环环路内的水流温度，则水流可以将水箱1内的热量传递到供暖装置5，进行供暖，此时水箱1具有蓄热作用。也就是说，水箱1的蓄热作用是指当水箱1内的水温大于换热盘管3内的水温时，换热盘管3内的水可以与水箱1内的水进行换热并升温，并将热量通过第三循环环路传递到供暖装置5处，进行供暖作用，由此可以减小热泵主机2和燃气主机4的开停频率。

第一温度检测装置8用于检测环境温度，该第一温度检测装置8可以设在热泵主机2的冷凝器上。第二温度检测装置9用于检测水箱1内水温，第二温度检测装置9可以设在水箱1内部。第三温度检测装置10用于检测供暖装置5的供暖温度，第三温度检测装置10可以设在供暖装置5上。

控制器160与第一温度检测装置8、第二温度检测装置9、第三温度检测装置10、第一切换装置6、第二切换装置7、热泵主机2以及燃气主机4相连，以控制第一温度检测装置8、第二温度检测装置9、第三温度检测装置10、第一切换装置6、第二切换装置7、热泵主机2以及燃气主机4的开启与关闭，进而实现对整个燃气辅助式热泵系统的控制。

根据本发明实施例的燃气辅助式热泵系统，可以在热泵系统的制热效率低下、水箱1内需要大量的水时开启燃气主机4进行辅助工作，提高整个热泵系统的工作效率、提高能效，实现较好的供热水和采暖效果。而且由于水箱1具有蓄热作用，从而可以减小燃气主机4的开关机频率，降低能耗。

此外，由于本发明的燃气主机4设在换热盘管3和供暖装置5之间，从而不仅可以利用燃气主机4对水箱1内的水进行加热，还可以对供暖装置5提供热水源，进行供暖或者对热泵主机2的供暖作用起到补充作用。

综上，根据本发明实施例的燃气辅助式热泵系统能效高、能耗低、燃气主机4不仅可以起到提供热水的作用，还可以起到供暖的作用。

控制器160包括温度检测模块161、温度比较模块162及执行模块163。所述温度检测模块161与第一温度检测装置8、第二温度检测装置9和第三温度检测装置10连接以控制第一温度检测装置8、第二温度检测装置9和第三温度检测装置10的工作状态，即驱动第一温度检测装置8、第二温度检测装置9和第三温度检测装置10分别检测环境温度、水箱温度以及供暖温度，并接收第一温度检测装置8、第二温度检测装置9和第三温度检测装置10的温度检测值。

温度比较模块162与温度检测模块161连接，温度比较模块162内部预设有环境温度阈值，温度检测模块161将接收到的温度检测值传递给温度比较模块162，温度比较模块162将温度检测值与环境温度阈值比较。执行模块163与温度比较模块162连接，用以根据温度检测值与环境温度阈值的比较结果控制第一切换装置6和第二切换装置7工作。

也就是说，控制器160根据第一温度检测装置8、第二温度检测装置9和第三温度检测装置10所检测得到的三个温度检测值，控制第一切换装置6和第二切换装置7工作，以使第一循环环路、第二循环环路和第三循环环路中的一个导通、另外的两个循环环路关闭，以及控制热泵主机2和燃气主机4开机或停机。热泵主机2和燃气主机4可以同时开机运行，还可以是其中的一个开机运行，另一个关机。

具体地，如图1和图2所示，换热盘管3的入口31和供暖装置5的出口52之间连接有第一管路110，燃气主机4串联在第一管路110上，换热盘管3的出口32和供暖装置5的入口51之间连接有第二管路120。

燃气辅助式热泵系统还包括第三管路130和第四管路140，第三管路130的一端131连接在燃气主机4和换热盘管3之间，第三管路130的另一端132与第二管路120相连，第四管路140的一端141连接在燃气主机4和供暖装置5之间，第四管路140的另一端142与第二管路120相连，第一切换装置6与第一管路110和第三管路130相连，第二切换装置7与第一管路110和第四管路140相连。

如图1所示，在本发明的一个示例中，第一切换装置6可以包括第一阀61和第二阀62，第一阀61设在第三管路130的一端131和换热盘管3之间，第二阀62设在第三管路130上，第二切换装置7可以包括第三阀71和第四阀72，第三阀71设在第四管路140的一端141和供暖装置5之间，第四阀72设在第四管路140上。这样，可以控制第一阀61和第四阀72打开、第二阀62和第三阀71关闭，以构成第一循环环路，可以控制第二阀62和第三阀71打开、第一阀61和第四阀72关闭，以构成第二循环环路，可以控制第一阀61和第三阀71打开、第二阀62和第四阀72关闭，以构成第三循环环路。

如图1所示，第一阀61、第二阀62、第三阀71和第四阀72均可以为电磁阀。控制器160可以与第一阀61、第二阀62、第三阀71和第四阀72分别连接并进行开启和关闭的控制。由此可以通过控制器160对第一阀61、第二阀62、第三阀71和第四阀72分别进行控制，控制更加灵活、方便。

如图2所示，在本发明的另一个示例中，第一切换装置6和第二切换装置7分别为三通阀。由此可以使燃气辅助式热泵系统的结构更加简单。控制器160可以与两个三通阀分别连接并进行控制。

具体地，如图2所示，第一切换装置6可以具有第一阀口a、第二阀口b和第三阀口c，第二切换装置7可以具有第四阀口d、第五阀口e和第六阀口f。其中，第一阀口a与燃气主机4的供水口41相连，第二阀口b与换热盘管3的入口31相连，第三阀口c连接在第三管路130上，第四阀口d与供暖装置5的出口52相连，第五阀口e与燃气主机4的回水口42相连，第六阀口f连接在第四管路140上。

可选地，可以控制第一阀口a、第二阀口b、第六阀口f、第五阀口e打开、第三阀口c、第四阀口d关闭，以构成第一循环环路；可以控制第一阀口a、第三阀口c、第四阀口d、第五阀口e打开、第二阀口b、第六阀口f关闭，以构成第二循环环路；可以控制第一阀口a、第二阀口b、第四阀口d、第五阀口e打开、第三阀口c、第六阀口f关闭，以构成第三循环环路。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，燃气辅助式热泵系统还可以包括水泵150，水泵150设在第一管路110上，具体地，水泵150可以设在第一切换装置6与供水口41之间，或者水泵150可以设在第二切换装置7和回水口42之间。由此可以通过该水泵150对第一循环环路、第二循环环路和第三循环环路内的水流起到驱动作用。当然本发明中的水泵150还可以设在第二管路120上，具体地，水泵150可以设在第三管路130的另一端132和第四管路140的另一端142之间。

在本发明的一个具体实施例中，供暖装置5为地暖管，地暖管可以设置在室内地板下，由此有利于提高室内供暖温度的均匀性。其中，第三温度检测装置10可以设在地暖管的出口处。

第一温度检测装置8、第二温度检测装置9和第三温度检测装置10为温度传感器。由此可以降低制造成本。

下面参照图3描述根据本发明实施例的燃气辅助式热泵系统的控制方法。该方法包括如下步骤：

S10、通过所述温度检测模块161，控制第一温度检测装置8检测环境温度以得到环境温度T8；

S20、通过所述温度比较模块162，将环境温度T8分别与第一环境温度阈值Ta1、第二环境温度阈值Ta2、第三环境温度阈值Ta3、第四环境温度阈值Ta4进行比较，以确定是否开启燃气主机4或热泵主机2，是否导通第一循环环路、第二循环环路或者第三循环环路。

其中，Ta1<Ta2<Ta3<Ta4，具体地，Ta1的范围可以是-5～-14℃，Ta2的范围可以是5～12℃，Ta3的范围可以是16～18℃，Ta4范围可以是43～46℃。

进一步地，在上述步骤S20中：

S21、当T8＜Ta1，这个温度范围属于冬天季节，需要生活热水和采暖。

由于环境温度较低，热泵主机2的效率下降，用热泵主机2制热水和采暖已经没有经济优势。在这个温度范围内，采暖和生活热水需要的热量可以全部由燃气主机4来提供。即当T8＜Ta1，控制器160的执行模块163可以控制燃气主机4开机且控制第三循环环路导通，使燃气主机4加热的热水经过换热盘管3以加热水箱1内的水，并经过供暖装置5进行供暖。热泵主机2处于关机状态。这时水箱1既作为热水储存容器，又作为蓄热容器，可以降低燃气主机4的开机频率，降低能耗。

此时，通过温度检测模块161控制第二温度检测装置9检测水箱1内的水温以得到水温T9，且将T9与水温设定值Ts1进行比较，且维持T9≥Ts1-dT1，以保证生活热水的供给。其中水温设定值Ts1可以由用户进行设定，dT1为水箱温度维持温差，设定范围可以是2～10℃。

具体地，当T9≥Ts1-dT1，控制器160的执行模块163可以控制第二循环环路导通，由此可以使燃气主机4仅进行供暖工作；当T9＜Ts1-dT1，继续控制第三循环环路导通，使燃气主机4同时进行供热水和供暖工作。

S22、当Ta1≤T8＜Ta2，这个温度范围属于冬天季节，需要生活热水和采暖。

这个阶段，控制器160的执行模块163控制热泵主机2和燃气主机4均开机，以达到热泵主机2和燃气主机4的高效率。具体地，控制热泵主机2开机且对水箱1内的水进行加热，得到生活热水，控制燃气主机4开机且控制第二循环环路导通，使燃气主机4内流出的热水对供暖装置5提供热源达到供暖目的。

进一步地，当热泵主机2工作dt小时后，温度检测模块161控制第二温度检测装置9检测水箱1内的水温以得到水温T9，且将T9与水温设定值Ts1进行比较，当T9＜Ts1-dT1，说明热泵主机2无法满足生活热水的需要，需要用燃气补充部分热量，进而控制器160的执行模块163控制第三循环环路导通，以使燃气主机4在供暖的同时，可以对水箱1内的水进行加热。当T9≥Ts1-dT1，继续控制热泵主机2和燃气主机4开机且控制第二循环环路导通。也就是说，需要维持T9≥Ts1-dT1。

其中，时间dt可以根据热泵主机2的能力和水箱1的容积进行设定，例如可以是1～5小时。

S23、当Ta2≤T8＜Ta3，这个温度范围属于过渡季节，需要生活热水和采暖。

这个阶段，控制器160的执行模块163控制热泵主机2开机，对水箱1内的水进行加热。

此时，温度检测模块161控制第三温度检测装置10检测供暖温度T10且通过所述温度比较模块162，将T10与供暖温度设定值Ts2进行比较，当需要供暖时，即当T10＜Ts2时，控制器160的执行模块163可以控制水泵150开机工作，且控制第三循环环路导通，通过使水流从水箱1内的水获取热量并传递到供暖装置5，来进行供暖。此时水箱1起到蓄热作用。

其中，在热泵开机并对水箱1进行加热的过程中，也需要维持T9≥Ts1-dT1，以保证生活热水的供给。

具体地，温度检测模块161控制第二温度检测装置检测水箱1内的水温以得到T9，当T9＜Ts1-dT1说明热泵主机2能力不够采暖和热水的双重需求，需要燃气主机4来补充热量，即控制器160的执行模块163控制燃气主机4开机且控制第一循环环路导通；当T9≥Ts1-dT1，继续控制水泵150保持开机状态且控制第三循环环路导通。

其中可以理解的是，在一天中热水需求量大时（例如一天中的17:00～19:00），可以对水箱1的水温进行检测，以保证水箱1内的水温，当热水需求量不大时（例如23:00～次日2:00），可以不对水箱1的水温进行检测，以节能。

S24、当Ta3≤T8＜Ta4，在这个环境温度下，不需要采暖，热泵仅提供生活热水。

具体地，温度检测模块161控制第二温度检测装置检测水箱1的水温以得到水温T9，若T9＜Ts1-dT1，控制器160的执行模块163控制热泵主机2开机以对水箱1内的水进行加热，直至T9≥Ts1-dT1。

S25、当T8≥Ta4，在这个环境温度下，不需要采暖，

由于环境温度较高，热泵主机2的效率下降，用热泵主机2制热水将影响热泵主机2的寿命。在这个温度范围内，生活热水需要的热量可以全部由燃气热水装置来提供，控制器160的执行模块163控制热泵主机2处于关机状态，如果有热水需求，即温度检测模块161控制第二温度检测装置检测水箱水温以得到水温T9，当T9＜Ts1-dT1时，控制器160的执行模块163可以控制燃气主机4开机且控制第一循环环路导通，对水箱1内的水进行加热。当T9≥Ts1-dT1时，可以继续进行检测水箱水温。

当然本根据本发明实施例的燃气辅助式热泵系统的控制方法还可以包括下述内容：

在有采暖需求时，控制器160的执行模块163可以控制水泵150一直处于运行状态，以将换热盘管3内水驱动到供暖装置5处。

当需要大量使用热水的情况时，热泵不够提供热水的需求，这时需要开燃气主机4来快速补充热量，且控制器160的执行模块163控制第一循环环路导通，只要水箱1内的水温T9<Ts1-dT3，燃气主机4都可以强制开启，直至T9≥Ts1+dT3停止加热，控制燃气主机4关机。其中dT3为温度差，dT3的取值范围可以是1～3℃。

综上，根据本发明实施例的燃气辅助式热泵系统的控制方法，可以综合利用水箱1的蓄热作用和储水作用，减小热泵主机2和燃气主机4的开停机频率，实现较好的供热水和采暖效果，降低能耗，最大限度利用热泵。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种燃气辅助式热泵系统，其特征在于，包括： 

用于储水的水箱； 

热泵主机，所述热泵主机与所述水箱相连以对所述水箱内的水进行加热； 

换热盘管，所述换热盘管设在所述水箱内； 

燃气主机，所述燃气主机与所述换热盘管的一端相连； 

供暖装置，所述供暖装置与所述燃气主机及所述换热盘管的另一端相连； 

第一切换装置和第二切换装置，所述第一切换装置设在换热盘管和所述燃气主机之间，所述第二切换装置设在所述燃气主机和所述供暖装置之间，所述第一切换装置和所述第二切换装置配合以在换热盘管和所述燃气主机之间形成第一循环环路、在所述燃气主机和所述供暖装置之间形成第二循环环路、在所述换热盘管、所述燃气主机和所述供暖装置之间形成第三循环环路； 

用于检测环境温度的第一温度检测装置、用于检测所述水箱内水温的第二温度检测装置和用于检测所述供暖装置的供暖温度的第三温度检测装置；以及 

控制器，所述控制器与所述第一至第三温度检测装置、所述第一和第二切换装置以及所述热泵主机和所述燃气主机相连，以控制所述第一至第三温度检测装置、所述第一和第二切换装置、热泵主机以及所述燃气主机的开启与关闭。 

2.根据权利要求1所述的燃气辅助式热泵系统，其特征在于，所述控制器包括： 

温度检测模块，所述温度检测模块与所述第一至第三温度检测装置相连以控制所述第一至第三温度检测装置的工作状态； 

温度比较模块，温度比较模块与温度检测模块连接用以将所述第一至第三温度检测装置所测得的温度与预设温度进行比较； 

执行模块，所述执行模块与所述温度比较模块相连以根据所述比较结果控制所述第一和第二切换装置、热泵主机以及所述燃气主机的开启与关闭。 

3.根据权利要求1所述的燃气辅助式热泵系统，其特征在于，所述燃气主机串联在所述换热盘管的入口和所述供暖装置的出口之间的第一管路上，所述换热盘管的出口和所述供暖装置的入口之间连接有第二管路， 

所述燃气辅助式热泵系统还包括第三管路和第四管路，所述第三管路的一端连接在所述燃气主机和所述换热盘管之间，所述第三管路的另一端与所述第二管路相连，所述第四管路的一端连接在所述燃气主机和所述供暖装置之间，所述第四管路的另一端与所述第二管路相连，所述第一切换装置与所述第一管路和所述第三管路相连，所述第二切 换装置与所述第一管路和所述第四管路相连。 

4.根据权利要求3所述的燃气辅助式热泵系统，其特征在于，所述第一切换装置包括第一阀和第二阀，所述第一阀设在所述第三管路的所述一端和所述换热盘管之间，所述第二阀设在所述第三管路上； 

所述第二切换装置包括第三阀和第四阀，所述第三阀设在所述第四管路的所述一端和所述供暖装置之间，所述第四阀设在所述第四管路上。 

5.根据权利要求4所述的燃气辅助式热泵系统，其特征在于，所述第一至第四阀均为电磁阀。 

6.根据权利要求3所述的燃气辅助式热泵系统，其特征在于，所述第一切换装置和所述第二切换装置分别为三通阀。 

7.根据权利要求1-6中任一项所述的燃气辅助式热泵系统，其特征在于，还包括水泵，所述水泵设在第一管路上。 

8.根据权利要求1-6中任一项所述的燃气辅助式热泵系统，其特征在于，还包括水泵，所述水泵设在第二管路上。 

9.根据权利要求1所述的燃气辅助式热泵系统，其特征在于，所述供暖装置为地暖管，所述第三温度检测装置设在所述地暖管的出口处。 

10.根据权利要求1所述的燃气辅助式热泵系统，其特征在于，所述第二温度检测装置设在所述水箱内。 

11.根据权利要求1所述的燃气辅助式热泵系统，其特征在于，所述第一至第三温度检测装置为温度传感器。 

12.一种根据权利要求1-11中任一项所述的燃气辅助式热泵系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 

S10、检测环境温度以得到环境温度T8； 

S20、将环境温度T8分别与第一环境温度阈值Ta1、第二环境温度阈值Ta2、第三环境温度阈值Ta3、第四环境温度阈值Ta4进行比较，以确定是否开启燃气主机或热泵主机，是否导通第一循环环路、第二循环环路或者第三循环环路。 

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，在上述步骤S20中： 

S21、当T8＜Ta1，控制燃气主机开机且控制第三循环环路导通； 

S22、当Ta1≤T8＜Ta2，控制热泵主机和燃气主机开机且控制第二循环环路导通； 

S23、当Ta2≤T8＜Ta3，控制热泵主机开机，检测供暖温度T10且将T10与供暖温度设定值Ts2进行比较，当T10＜Ts2时，控制水泵开机工作，且控制第三循环环路导通； 

S24、当Ta3≤T8＜Ta4，检测水箱的水温以得到水温T9，当T9≥Ts1-dT时，控制热泵主机开机，其中，Ts1为水温设定值，dT1为水箱温度维持温差； 

S25、当T8≥Ta4，检测水箱水温以得到水温T9，当T9＜Ts1-dT1时，控制燃气主机开机且控制第一循环环路导通。 

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，在上述步骤S21-S24中，均需要维持水箱内的水温T9≥Ts1-dT1。