CN108362028A - 一种热泵控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵控制系统，解决了热泵在使用的过程中，通常需要人工控制温度，工作人员反映数据较慢，同时工作人员反馈的数据延迟性较高，控制模式时，也相对繁琐，因此，还不够智能的问题，其技术方案要点是：还包括主控终端、四通换向阀、气液分离器、用水温度传感器，所述主控终端中预设有第一温差信号、制热设定温度信号、制冷设定温度信号、自动设定温度信号、第二温差信号，当所述主控终端控制四通换向阀导通时，转换为制冷模式；当所述主控终端控制四通换向阀不导通时，转换为制热模式，本发明的一种热泵控制系统，通过对温度检测与控制，从而进行自动的启动制热、制冷的功能，更加智能化。

Description

一种热泵控制系统

技术领域

本发明涉及热系统技术领域，特别涉及一种热泵控制系统。

背景技术

随着供热技术的发展，目前有多种热源可供选择，如水源，空气源。水源热泵利用少量电能，可以从待降温水中提取热量释放至待升温水中，升温后的高温水可用来冬季供热。空气源热泵以环境空气作为低品位热源，利用少量高品位的电能作为驱动，将空气中的低品位热能提升为高品位热能加以利用。

近年来我国的供热技术发展迅速，无论是供热能力还是热网规模都有了很大的提高，供热技术的应用范围也越来越广。

热泵控制系统有四部分组成：压缩机、蒸发器、节流阀（毛细管）、冷凝器，通过这4个装置，从而实现了能量的转换，且蒸发器与冷凝器之间通常有液态制冷剂进行流通，从而实现热转换。

但是，热泵在使用的过程中，通常需要人工控制温度，工作人员反映数据较慢，同时工作人员反馈的数据延迟性较高，控制模式时，也相对繁琐，因此，还不够智能，还有改进的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种热泵控制系统，通过对温度检测与控制，从而进行自动的启动制热、制冷的功能，更加智能化。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种热泵控制系统，包括用于驱动液态制冷剂流动的压缩机、用于进行热交互的蒸发器、用于控制液态制冷剂的流量的节流阀、用于进行热交换的冷凝器，还包括主控终端、与主控终端连接的四通换向阀、设置于压缩机与四通换向阀之间的气液分离器、与主控终端连接且用于检测用水温度并输出用水温度信号的用水温度传感器，

所述主控终端中预设有第一温差信号、制热设定温度信号、制冷设定温度信号、自动设定温度信号、第二温差信号，当所述主控终端控制四通换向阀导通时，转换为制冷模式；当所述主控终端控制四通换向阀不导通时，转换为制热模式；

制冷模式：

用水温度信号＞制冷设定温度信号+第一温差信号，开始制冷；

用水温度信号＜制冷设定温度信号-第一温差信号，停止制冷；

制热模式：

用水温度信号＜制热设定温度信号-第一温差信号，开始制热；

用水温度信号＞制热设定温度信号+第一温差信号，停止制热；

自动模式：

用水温度信号＞自动设定温度信号+第二温差信号，开始制冷；

用水温度信号＜自动设定温度信号，停止制冷；

用水温度信号＜自动设定温度信号-第二温差信号，开始制热；

用水温度信号＞自动设定温度信号，停止制热。

采用上述方案，通过主控终端的控制，从而配合用水温度传感器的使用，对用水温度进行检测，配合主控终端中预存的第一温差信号、制热设定温度信号、制冷设定温度信号、自动设定温度信号、第二温差信号，从对制冷与制热进行控制，更加智能。

作为优选，还包括与主控终端连接的化霜模块、用于检测冷凝器的外机的温度并输出外机温度信号至主控终端的外机温度传感器，所述主控终端预设有化霜启动温度信号与化霜计时信号；

当所述化霜模块启动时，所述四通换向阀控制液态制冷剂反向流动以实现加热化霜；

当外机温度信号＜化霜启动温度信号时，所述主控终端开始计时，当所述主控终端的计数大于化霜计时信号时，所述化霜模块启动；

当外机温度信号＞化霜启动温度信号时，所述主控终端的计时清零。

采用上述方案，化霜模块的设置，当冷凝器的外机的温度下降时，即快要结霜，此时通过化霜模块控制四通换向阀将液态制冷剂反向运动，从而将温度低的冷凝器进行加热，将温度高的蒸发器进行降温，通过反向的运动，从而进行化霜，提高了设备的使用寿命。

作为优选，还包括与主控终端连接的辅助加热模块、用于检测环境的温度并输出环境温度信号至主控终端的环境温度传感器、用于检测进水温度并输出进水温度信号至主控终端的进水温度传感器，且所述主控终端预设有与环境温度信号相对应且用于开启辅助加热模块的开启温度信号、开启设定温度信号；

定义：开启加热温差为a，关闭加热温差为b；

当环境温度信号≤开启温度信号时，且开启设定温度信号-进水温度信号≥a时，所述辅助加热模块启动；

当开启设定温度信号-进水温度信号≤b时，所述辅助加热模块关闭。

采用上述方案，辅助加热模块的设置，配合环境温度传感器和进水温度传感器的使用，当环境温度信号变低的时候，同时进水温度也小于开启加热温度差的时候，就会通过辅助加热模块进行加热，从而使进水的温度也得到补偿，实用性强。

作为优选，还包括与主控终端连接且用于散热的风机、用于检测风机的温度并输出风机温度信号至主控终端的风机温度传感器,并定义风机运行的上限温度为c，下限温度为d，风机低速运行速度为V1，风机高速运行速度为V2；

当所述压缩机呈关闭状态时，所述风机不启动；

当风机温度信号＝d时，所述风机呈低速运行状态，即运行速度为V1；

当风机温度信号≠d时，

S1、当所述风机未启动时，且环境温度信号≤d或环境温度信号≥c时，所述风机呈高速运行状态，即运行速度为V2；且d＜环境温度信号＜c时，所述风机呈低速运行状态，即运行速度为V1；

S2、当所述风机呈低速运行时，即运行速度为V1，且d＜环境温度信号＜c，所述风机保持低速运行，即运行速度为V1；

S3、所述风机呈高速运行时，即运行速度为V2，环境温度信号＜d-1℃或环境温度信号＞c+1℃,所述风机高速运行。

采用上述方案，风机用于进行散热，并对风机散热的温度也进行检测，从而提高了检测性，且主控终端中预设上限温度、下限温度、风机低速运行速度、风机高速运行速度，从而进行判断，且对风机的运行模式进行切换，且低速模式和高速模式的转换，不仅节约能源，同时保证了正常的使用，实用性强。

作为优选，还包括与主控终端连接且用于检测压缩机的排气口的排气温度并输出排气温度信号的排气温度传感器，所述主控终端预设有最高排气温度信号与排气冷却温度信号；

当排气检测温度信号＞最高排气温度信号，制热模式停止；

当排气检测温度信号＜排气冷却温度信号，制热模式继续。

采用上述方案，排气温度传感器对压缩机的排气口的温度进行检查，并与主控终端中预设的最高排气温度和排气冷却温度进行比较，一旦排气检测温度大于最高排气温度时，就会将制热模式继续停止，从而保护设备，且当温度冷却下至排气冷却温度时，此时，制热模式再次启动，提高了对设备的使用寿命。

作为优选，还包括与主控终端连接的告警模块，所述主控终端预设有最高制热模式停止次数；

当制热模式的停止次数大于主控终端预存的最高制热模式时，所述压缩机不启动，所述告警模块进行告警。

采用上述方案，主控终端中预设的最高制热模式停止次数，当处于制热模式下时，停止次数大于最高制热模式停止次数时，就会启动告警模块进行告警。

作为优选，还包括与主控终端连接的且用于对压缩机进行计时的延时保护模块，所述主控终端中预设有保护时间；

当所述压缩机停止时，所述延时保护模块激活，并进行延时，当所述延时保护模块累积的时间等于主控终端中的保护时间时，所述压缩机允许启动；当所述延时保护模块累积的时间小于主控终端中的保护时间时，所述压缩机不允许启动。

采用上述方案，当压缩机停止的时候，延时保护模块就会启动，从而进行保护，并通过预设于主控终端中的保护时间进行匹配，从而提高对压缩机的保护，使压缩机不会再停止的状态下，瞬间启动，从而提高了压缩机的使用寿命。

作为优选，还包括与主控终端连接的相位检测模块、提示模块，所述相位检测模块对U、V、W三相进行检测，当相位错误时，所述提示模块以实现提示；反之，不提示。

采用上述方案，相位检测模块的设置，当U、V、W三相错误时，就会导致用电设备出现问题，因此，通过相位检测模块与提示模块的使用，从而对相位的三相进行检测，一旦出现问题就会进行提示，提高了用电的安全性。

作为优选，还包括与主控终端连接的试用模块，所述试用模块包括进行倒计时的试用时间单元，所述主控中预设有试用时间；

当所述试用模块启动时，所述试用时间单元开始倒计时，当试用时间单元中的时间与主控终端预设的使用时间一致时，停止倒计时，并停止使用；反之，所述试用时间单元继续累积，继续使用。

采用上述方案，试用模块的设置，当人们需要体验系统的时候，可以直接进行使用，无须得到权限，此时试用时间也会进行累计，一旦到达预设的使用时间后，系统就会停止，提高了系统的智能性，也提高了用户的体验能力。

作为优选，所述试用单元还包括解除单元，且所述主控终端预设有解除密码；

当所述试用模块启动时，且无法继续使用时，所述解除单元激活；

且当所述解除单元中输入的参数与解除密码一致时，所述试用模块失效，系统继续使用；当所述解除单元中输入的参数与解除密码不一致时，所述试用模块有效，系统无法使用。

采用上述方案，通过解除单元的设置，当试用时间到的时候，还可以通过体验解除单元进行解除，从而使系统可以正常进行使用，而解除单元需要输入解除密码，只有当解除密码正确时，才能进行解除，进一步的提高了系统的安全性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

通过对温度检测与控制，从而进行自动的启动制热、制冷的功能，更加智能化。

附图说明

图1为热泵控制系统的结构示意图；

图2为热泵控制系统的系统框图；

图3为制冷模式与制热模式的流程框图；

图4为自动模式的流程框图；

图5为化霜模块的流程框图；

图6为辅助加热模块的流程框图；

图7为压缩机的运行状态的流程框图；

图8为告警模块的流程框图；

图9为延时保护模块的流程框图；

图10为解除单元的流程框图。

图中：1、压缩机；2、蒸发器；3、节流阀；4、冷凝器；5、主控终端；6、四通换向阀；7、气液分离器；8、用水温度传感器；9、化霜模块；10、外机温度传感器；11、辅助加热模块；12、环境温度传感器；13、进水温度传感器；14、风机；15、风机温度传感器；16、排气温度传感器；17、告警模块；18、延时保护模块；19、相位检测模块；20、提示模块；21、试用模块；22、试用时间单元；23、解除单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本实施例公开的一种热泵控制系统，包括用于驱动液态制冷剂流动的压缩机1、用于进行热交互的蒸发器2、用于控制液态制冷剂的流量的节流阀3、用于进行热交换的冷凝器4。节流阀3也可以用毛细管进行更换。

蒸发器2与冷凝器4进行互相作用，当蒸发器2汽化吸热时，冷凝器4进行液化放热，同时，当蒸发器2与冷凝器4通过四通换向阀6将液态制冷剂反相运动时，蒸发器2开始放热，而冷凝器4进行吸热。

且蒸发器2与四通换向阀6连接，再依次通过气液分离器7、针阀、低压开关表、低压开关、压缩机1、高压开关、高压开关表、针阀进行流动，同时四通换向阀6还与冷凝器4进行、节流阀3进行连接固定。

如图2所示，主控终端5中设置有3种启动模式，即制热模式、制冷模式、自动模式。且主控终端5分别控制压缩机1、蒸发器2、节流阀3、冷凝器4、气液分离器7、风机14进行启闭的控制，同时可以对风机14的运行速度和节流阀3进行大小的调节。

主控终端5与用水温度传感器8、外机温度传感器10、环境温度传感器12、进水温度传感器13、风机14温度传感器、排气温度传感器16进行连接。且用水温度传感器8用于检测用水温度并输出用水温度信号，外机温度传感器10用于检测冷凝器4的外机的温度并输出外机温度信号，环境温度传感器12用于检测环境的温度并输出环境温度信号，进水温度传感器13用于检测进水温度并输出进水温度信号，风机14温度传感器用于检测风机14的温度并输出风机14温度信号，排气温度传感器16用于检测压缩机1的排气口的排气温度并输出排气温度信号。

主控终端5还与化霜模块9、辅助加热模块11、告警模块17、延时保护模块18、县我给检测模块、提示模块20、试用模块21连接，试用模块21包括试用时间单元22、接触单元。

相位检测模块19对U、V、W三相进行检测，当相位错误时，提示模块20以实现提示；当相位错误时，提示模块20不提示，且提示的方式采用主控终端5预存的手机号并将已经编辑好的短信内容发送至对应手机号的手机上。

如图3所示，当四通换向阀6导通时，启动制冷模式，开始制冷；当四通换向阀6不导通时，启动制热模式，开始制热。

在制冷模式下时，当用水温度信号＞制冷设定温度信号+第一温度信号时，即开始制冷；当用水温度信号＜制冷设定温度信号-第一温度信号时，即停止制冷。

在制热模式下时，当用水温度信号＞制热设定温度信号+第一温度信号，即停止制热；当用水温度信号＜制热设定温度信号-第一温度信号，即开始制热。

如图4所示，当处于自动模式下时，当用水温度信号＞自动设定温度信号+第二温差信号，即开始制冷；当用水温度信号＜自动设定温度信号，即停止制冷；当用水温度信号＜自动设定温度信号-第二温差信号，即开始制热；当用水温度信号＞自动设定温度信号，即停止制热。

如图5所示，当外界温度信号＜化霜启动温度信号时，主控终端5开始计数，当开始计数时，计数＜化霜计时信号时，化霜模块9启动，即系统开始反运行。且当外机温度信号＞化霜启动温度信号时，主控终端5计数清零。

如图6所示，当环境温度信号≤开启温度信号时，且开启设定温度信号-进水温度信号≥a时，启动辅助加热模块11；当开启设定温度信号-进水温度信号≤b时，辅助加热模块11关闭。

a为开启加热温差，本实施例中为5℃，b为关闭加热温差，本实施例中为1℃。

如图7所示，当压缩机1器时，风机14也随之启动；当压缩机1关闭时，风机14也不启动。且当风机14不启动时，且风机14温度信号≠d时，且环境温度信号≤d或者环境温度信号≥c时，风机14呈高速运行的状态，此时温度检测信号＞d-1或者温度检测信号＜c+1时，风机14继续保持高速运行的状态。

当风机14温度信号＝d或者d＜环境温度信号＜c时，风机14保持低速运行的状态，且当d＜环境温度信号＜c时，风机14继续保持低速运行状态。

且定义风机14运行的上限温度为c，即35℃-100℃，下限温度为d，即-10℃-30℃，风机14低速运行速度为V1，即920r/min，风机14高速运行速度为V2，即1380r/min。

如图8所示，当排气温度信号＞最高排气温度信号时，制热模式被停止，且主控终端5对制热模式的停止次数进行计数，当停止次数＞最高制热模式停止次数时，压缩机1不启动，且启动告警模块17，告警模块17的告警方式可以为声音报警、灯光报警。当排气温度信号＜排气冷却温度信号时，制热模式继续运行。

如图9所示，当压缩机1停止时，启动延时保护模块18，当压缩机1不停止时，不启动延时保护模块18，且延时保护模块18启动时，开始计时并出现计时的时间，主控终端5中预设有保护时间，且本实施例中保护时间为3min，当延时保护模块18中的时间到达保护时间时，压缩机1允许启动；当延时保护模块18中的时间没有到达保护时间时，压缩机1不启动。

如图10所示，当试用模块21启动时，试用时间单元22启动并开始倒计时，且主控终端5中预设有试用时间，当倒计时的时间到达了试用时间时，倒计时停止且停止使用实用模块。同时不激活解除单元23。

当倒计时的时间没有到达试用时间时，倒计时继续累积，且使用模块继续使用。同时激活解除解除单元23。

当解除单元23激活时，参数可以被输入，当主控终端5中预设的接触密码与参数一致时，试用模块21失效，此时可以正常的使用；当主控终端5中预设的接触密码与参数不一致时，试用模块21不失效，无法正常使用。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种热泵控制系统，包括用于驱动液态制冷剂流动的压缩机(1)、用于进行热交互的蒸发器(2)、用于控制液态制冷剂的流量的节流阀(3)、用于进行热交换的冷凝器(4)，其特征是：还包括主控终端(5)、与主控终端(5)连接的四通换向阀(6)、设置于压缩机(1)与四通换向阀(6)之间的气液分离器(7)、与主控终端(5)连接且用于检测用水温度并输出用水温度信号的用水温度传感器(8)，

所述主控终端(5)中预设有第一温差信号、制热设定温度信号、制冷设定温度信号、自动设定温度信号、第二温差信号，当所述主控终端(5)控制四通换向阀(6)导通时，转换为制冷模式；当所述主控终端(5)控制四通换向阀(6)不导通时，转换为制热模式；

制冷模式：

用水温度信号＞制冷设定温度信号+第一温差信号，开始制冷；

用水温度信号＜制冷设定温度信号-第一温差信号，停止制冷；

制热模式：

用水温度信号＜制热设定温度信号-第一温差信号，开始制热；

用水温度信号＞制热设定温度信号+第一温差信号，停止制热；

自动模式：

用水温度信号＞自动设定温度信号+第二温差信号，开始制冷；

用水温度信号＜自动设定温度信号，停止制冷；

用水温度信号＜自动设定温度信号-第二温差信号，开始制热；

用水温度信号＞自动设定温度信号，停止制热。

2.根据权利要求1所述的一种热泵控制系统，其特征是：还包括与主控终端(5)连接的化霜模块(9)、用于检测冷凝器(4)的外机的温度并输出外机温度信号至主控终端(5)的外机温度传感器(10)，所述主控终端(5)预设有化霜启动温度信号与化霜计时信号；

当所述化霜模块(9)启动时，所述四通换向阀(6)控制液态制冷剂反向流动以实现加热化霜；

当外机温度信号＜化霜启动温度信号时，所述主控终端(5)开始计时，当所述主控终端(5)的计数大于化霜计时信号时，所述化霜模块(9)启动；

当外机温度信号＞化霜启动温度信号时，所述主控终端(5)的计时清零。

3.根据权利要求1所述的一种热泵控制系统，其特征是：还包括与主控终端(5)连接的辅助加热模块(11)、用于检测环境的温度并输出环境温度信号至主控终端(5)的环境温度传感器(12)、用于检测进水温度并输出进水温度信号至主控终端(5)的进水温度传感器(13)，且所述主控终端(5)预设有与环境温度信号相对应且用于开启辅助加热模块(11)的开启温度信号、开启设定温度信号；

定义：开启加热温差为a，关闭加热温差为b；

当环境温度信号≤开启温度信号时，且开启设定温度信号-进水温度信号≥a时，所述辅助加热模块(11)启动；

当开启设定温度信号-进水温度信号≤b时，所述辅助加热模块(11)关闭。

4.根据权利要求3所述的一种热泵控制系统，其特征是：还包括与主控终端(5)连接且用于散热的风机(14)、用于检测风机(14)的温度并输出风机(14)温度信号至主控终端(5)的风机(14)温度传感器,并定义风机(14)运行的上限温度为c，下限温度为d，风机(14)低速运行速度为V1，风机(14)高速运行速度为V2；

当所述压缩机(1)呈关闭状态时，所述风机(14)不启动；

当风机(14)温度信号＝d时，所述风机(14)呈低速运行状态，即运行速度为V1；

当风机(14)温度信号≠d时，

S1、当所述风机(14)未启动时，且环境温度信号≤d或环境温度信号≥c时，所述风机(14)呈高速运行状态，即运行速度为V2；且d＜环境温度信号＜c时，所述风机(14)呈低速运行状态，即运行速度为V1；

S2、当所述风机(14)呈低速运行时，即运行速度为V1，且d＜环境温度信号＜c，所述风机(14)保持低速运行，即运行速度为V1；

S3、所述风机(14)呈高速运行时，即运行速度为V2，环境温度信号＜d-1℃或环境温度信号＞c+1℃,所述风机(14)高速运行。

5.根据权利要求1所述的一种热泵控制系统，其特征是：还包括与主控终端(5)连接且用于检测压缩机(1)的排气口的排气温度并输出排气温度信号的排气温度传感器(16)，所述主控终端(5)预设有最高排气温度信号与排气冷却温度信号；

当排气检测温度信号＞最高排气温度信号，制热模式停止；

当排气检测温度信号＜排气冷却温度信号，制热模式继续。

6.根据权利要求5所述的一种热泵控制系统，其特征是：还包括与主控终端(5)连接的告警模块(17)，所述主控终端(5)预设有最高制热模式停止次数；

当制热模式的停止次数大于主控终端(5)预存的最高制热模式时，所述压缩机(1)不启动，所述告警模块(17)进行告警。

7.根据权利要求1所述的一种热泵控制系统，其特征是：还包括与主控终端(5)连接的且用于对压缩机(1)进行计时的延时保护模块(18)，所述主控终端(5)中预设有保护时间；

当所述压缩机(1)停止时，所述延时保护模块(18)激活，并进行延时，当所述延时保护模块(18)累积的时间等于主控终端(5)中的保护时间时，所述压缩机(1)允许启动；当所述延时保护模块(18)累积的时间小于主控终端(5)中的保护时间时，所述压缩机(1)不允许启动。

8.根据权利要求1所述的一种热泵控制系统，其特征是：还包括与主控终端(5)连接的相位检测模块(19)、提示模块(20)，所述相位检测模块(19)对U、V、W三相进行检测，当相位错误时，所述提示模块(20)以实现提示；反之，不提示。

9.根据权利要求1所述的一种热泵控制系统，其特征是：还包括与主控终端(5)连接的试用模块(21)，所述试用模块(21)包括进行倒计时的试用时间单元(22)，所述主控中预设有试用时间；

当所述试用模块(21)启动时，所述试用时间单元(22)开始倒计时，当试用时间单元(22)中的时间与主控终端(5)预设的使用时间一致时，停止倒计时，并停止使用；反之，所述试用时间单元(22)继续累积，继续使用。

10.根据权利要求9所述的一种热泵控制系统，其特征是：所述试用单元还包括解除单元(23)，且所述主控终端(5)预设有解除密码；

当所述试用模块(21)启动时，且无法继续使用时，所述解除单元(23)激活；

且当所述解除单元(23)中输入的参数与解除密码一致时，所述试用模块(21)失效，系统继续使用；当所述解除单元(23)中输入的参数与解除密码不一致时，所述试用模块(21)有效，系统无法使用。