CN112460846A - 水流检测装置及空气源热泵机组 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种水流检测系统及空气源热泵机组，水流检测系统设置在空气源热泵机组的输水管道中，包括：水流开关及流量反馈机构；流量反馈机构被配置为检测输水管道中低于水流开关的预设通断值的水流流量，并将水流流量反馈至空气源热泵机组的控制单元。本公开的水流检测系统，在水流开关的基础上，增设流量反馈机构检测低流量的水流，在输水管道中的水流流量低于水流开关的通断值的情况下，仍然可以进行流量判断，更加准确的进行有水无水检测，也不会误判，不会影响机组运行。
Description
技术领域
本公开属于热泵技术领域，具体涉及一种水流检测装置及空气源热泵机组。
背景技术
空气源热泵机组在运行过冲中，通过水流开关的通断来判断末端系统内是否有水流。水流开关是通过水流量达到通断值后，水流推动水流开关靶片导通电信号来判断系统有水流的，当水流量未达到通断值，机组则会报出水流开关保护故障而停机，水流量恢复后，机组恢复开机运行。
但在实际情况下，由于机组末端情况的不确定，系统水流量不一定达到在水流开关的通断值，末端系统内存在较小流量的水流，此时水流开关始终处于断开状态，机组将无法开机运行。同时水流流量波动时，可能会导致水流开关频繁通断，导致机组频繁报出水流开关保护故障而无法连续运行，严重影响用户的实际使用效果。
发明内容
因此，本公开要解决的技术问题是空气源热泵机组水流开关无法检测较小水流，并受水流波动影响频繁通断，从而提供一种水流检测装置及空气源热泵机组。
为了解决上述问题，本公开提供一种水流检测系统，设置在空气源热泵机组的输水管道中，包括：
水流开关及流量反馈机构；
流量反馈机构被配置为检测输水管道中低于水流开关的预设通断值的水流流量，并将水流流量反馈至空气源热泵机组的控制单元。
本公开的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
在一些实施例中，流量反馈机构包括叶轮，叶轮通过转轴安装在输水管道中，当输水管道中有水流时，水流会推动叶轮绕转轴旋转。
在一些实施例中，叶轮设有沿周向非相等长度的叶片，叶轮自由状态下，长度较大的叶片受重力转至最低点。
在一些实施例中，流量反馈机构还包括信号处理装置、第一电导线，信号处理装置与转轴相连，信号处理装置被配置为将叶轮带动转轴旋转的动能转化为电信号，并通过第一电导线反馈至空气源热泵机组的控制单元。
在一些实施例中，流量反馈机构设置在水流开关的沿水流方向的上游。
在一些实施例中，水流开关包括靶片、第二电导线，靶片安装在输水管道中，当输水管道中的水流达到预设通断值时，水流开关导通，并通过第二电导线反馈至空气源热泵机组的控制单元。
一种空气源热泵机组开机运行控制方法，空气源热泵机组设有上述的水流检测系统，方法包括：
判断水流开关通断状态；
若水流开关状态为导通，则判断流量反馈机构是否有电信号；
若有电信号，则判断空气源热泵机组水量正常，正常开机运行；若无电信号，则判断空气源热泵机组水量异常，水流开关异常，不开机；
若水量开关状态为断开，则判断流量反馈机构是否有电信号；
若有电信号，则判断空气源热泵机组有水流，但水量较低，开机运行且启动低水量保护；若无电信号，则判断空气源热泵机组无水，不开机。
本公开的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
在一些实施例中，判断水流开关通断状态步骤前，还包括：
接收空气源热泵机组开机指令；
空气源热泵机组水泵启动。
一种空气源热泵机组防冻运行控制方法，空气源热泵机组设有上述的水流检测系统，方法包括：
判断水流开关通断状态；
若水流开关状态为导通，则判断流量反馈机构是否有电信号；
若有电信号，则判断空气源热泵机组水量正常，控制空气源热泵机组运行防冻模式；若无电信号，则判断空气源热泵机组水量异常，水流开关异常，控制空气源热泵机组退出防冻模式；
若水量开关状态为断开，则判断流量反馈机构是否有电信号；
若有电信号，则判断空气源热泵机组有水流，但水量较低，控制空气源热泵机组运行防冻模式；若无电信号，则判断空气源热泵机组无水，控制空气源热泵机组退出防冻模式。
本公开的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
在一些实施例中，判断水流开关通断状态步骤前，还包括：
判断空气源热泵机组的进水温度和出水温度是否满足防冻条件；
若是，则空气源热泵机组水泵启动。
一种空气源热泵机组，采用上述的水流检测系统，或，采用上述的空气源热泵机组的开机运行控制方法，或，采用上述的空气源热泵机组防冻运行控制方法。
本公开提供的水流检测系统及空气源热泵机组至少具有下列有益效果：
本公开的水流检测系统，在水流开关的基础上，增设流量反馈机构检测低流量的水流，在输水管道中的水流流量低于水流开关的通断值的情况下，仍然可以进行流量判断，更加准确的进行有水无水检测，也不会误判，不会影响机组运行。
附图说明
图1为本公开实施例的水流检测系统的结构示意图；
图2为本公开实施例的流量反馈机构的结构示意图；
图3为本公开实施例的空气源热泵机组开机运行控制方法的流程示意图；
图4为本公开实施例的空气源热泵机组防冻运行控制方法的流程示意图。
附图标记表示为：
1、流量反馈机构；101、第一电导线；102、叶轮；103、转轴；104、信号处理装置；2、水流开关；201、靶片；202、第二电导线；3、控制单元；4、输水管道。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开具体实施例及相应的附图对本公开技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
结合图1至图2所示，本实施例提供了一种水流检测系统，设置在空气源热泵机组的输水管道4中，包括：水流开关2及流量反馈机构1；流量反馈机构1被配置为检测输水管道4中低于水流开关2的预设通断值的水流流量，并将水流流量反馈至空气源热泵机组的控制单元3。
本实施例的水流检测系统，适用于空气源热泵机组，具体安装在空气源热泵机组的进水管道或出水管道中，特别是在空气源热泵机组开机运行，进水管道或出水管道中虽然有水流，但水流流量较小，或者存在较大的水位波动，使得水流开关无法保持稳定的导通，机组报出水流开关保护故障，影响空气源热泵机组的正常启动或运行。水温降低到某一温度条件下，机组会开机防冻模式。如果系统内水流量比较小，流量低于水流开关通断值，就会出现水流开关保护，这种在机组正常运行的过程中也可能出现。
同时受限于水流开关的检测精度(即预设通断值)不能随意设置，使得上述水流流量较小引起空气源热泵机组报错无法启动或停机情况无法避免，特别是在防冻状态下，低于水流开关通断值流量时，机组无法进入防冻，就会导致水路冻结。所以低水流量的检测是有必要的。
但实际工程安装过程中，因末端及用户的实际情况，空气源热泵机组往往存在选型偏小或水泵选型偏小的情况，这种会经常触发水流开关保护。
本实施例的水流检测系统，在水流开关2的基础上，增设流量反馈机构1检测低流量的水流，在输水管道4中的水流流量低于水流开关2的通断值的情况下，仍然可以进行流量判断，更加准确的进行有水无水检测，也不会误判，不会影响机组运行。
在一些实施例中，流量反馈机构1包括叶轮102，叶轮102通过转轴103安装在输水管道4中，当输水管道4中有水流时，水流会推动叶轮102绕转轴103旋转。相较于靶片式的水流开关2，采用叶轮102、转轴103的流量反馈机构1，能够对更小的水流做出反应，即只需要较小水流就能推动叶轮102带动转轴103旋转，从而产生水流检测信号，水流的检测精度更高。
在一些实施例中，由于叶轮102整个设置在输水管道4内，当输水管道4中的水流液位升高的过程中，叶轮102受水流冲击的转矩是先增大后减小，其中水流液位到达转轴103时的转矩最大。而当水流液位继续增加，叶轮102上下会同时受到两个方向相反的转矩，若上下方向的叶片长度完全一致，当叶轮102被完全浸没时，叶轮102上下受力平衡，叶轮102及转轴103将不再旋转.因此叶轮102设有沿周向非相等长度的叶片，叶轮102自由状态下，长度较大的叶片受重力转至最低点，从而，即使叶轮102被水流完全浸没，也存在一侧的叶片受力较大，叶轮102仍然可以旋转。
在一些实施例中，流量反馈机构1还包括信号处理装置104、第一电导线101，信号处理装置104与转轴103相连，信号处理装置104被配置为将叶轮102带动转轴103旋转的动能转化为电信号，并通过第一电导线101反馈至空气源热泵机组的控制单元3。在较小水流的情况下，流量反馈机构1将水流情况转化为电信号，反馈至空气源热泵机组的控制单元3，提高水流的检测精度，防止小水流时空气源热泵机组无法启动或无法进入防冻模式。
在一些实施例中，流量反馈机构1设置在水流开关2的沿水流方向的上游，流量反馈机构1设置在水流开关2的上游，能够更加准确的检测输水管道4内的水流流量。
在一些实施例中，水流开关2包括靶片201、第二电导线202，靶片201安装在输水管道4中，当输水管道4中的水流达到预设通断值时，水流开关2导通，并通过第二电导线202反馈至空气源热泵机组的控制单元3。水流开关2检测输水管道4内有水无水，保证空气源热泵机组安全的运行环境。
结合图3所示，本实施例提供了一种空气源热泵机组开机运行控制方法，空气源热泵机组设有上述的水流检测系统，方法包括：
S1控制单元3接收空气源热泵机组开机指令，开机指令可以是用户发出的，也可以是机组自动检测室内温度，当温度低于预设制热温度，或温度高于预设制冷温度时自动运行。
S2控制单元3控制空气源热泵机组水泵启动，水泵向空气源热泵机组的输水管道内泵入水流，此时，机组的主机还处于未启动状态。
S3控制单元3与水流开关2通过第二电导线202进行通信，根据水流开关2的反馈的电信号，判断水流开关2通断状态，水流开关2的导通与否取决于是否有达到预设通断值的水流流量冲击水流开关2的靶片201。
S4若依据反馈信号判断水流开关2状态为导通，则判断流量反馈机构1是否有电信号，流量反馈机构1的电信号是水流带动叶轮102旋转，产生动能，并将动能通过转轴103传递至信号处理装置104，由信号处理装置104转化为电信号。
S5若有电信号，水流开关2和流量反馈机构1输出一样的检测结果，则判断空气源热泵机组水量正常，正常开机运行，机组主机启动；若无电信号，水流开关2导通，但流量反馈机构1未检测到水流，则判断空气源热泵机组水量异常，水流开关2异常，不开机。
S6若水量开关状态为断开，则判断流量反馈机构1是否有电信号，流量反馈机构1的电信号是水流带动叶轮102旋转，产生动能，并将动能通过转轴103传递至信号处理装置104，由信号处理装置104转化为电信号。
S7若有电信号，水流开关2断开，但流量反馈机构1检测到水流，说明输水管道4内有水流，但水流的流量小于水流开关2的预设通断值，则判断空气源热泵机组有水流，但水量较低，开机运行且启动低水量保护；若无电信号，水流开关2、流量反馈机构1均反馈无水，则判断空气源热泵机组无水，不开机。
本实施例的空气源热泵机组开机运行控制方法，能够满足小流量水流的判断，提高了空气源热泵机组的水流检测准确性，提高机组的运行安全。
结合图4所示，一种空气源热泵机组防冻运行控制方法，空气源热泵机组设有上述的水流检测系统，方法包括：
S1判断空气源热泵机组的进水温度和出水温度是否满足防冻条件，即，当进水温度和出水温度降低到某一温度条件时，机组进入防冻模式。
S2若检测到水温低于预设温度时，控制空气源热泵机组进入防冻模式，空气源热泵机组水泵启动，水泵向空气源热泵机组的输水管道内泵入水流，此时，机组的主机还处于未进入防冻状态。
S3控制单元3与水流开关2通过第二电导线202进行通信，根据水流开关2的反馈的电信号，判断水流开关2通断状态，水流开关2的导通与否取决于是否有达到预设通断值的水流流量冲击水流开关2的靶片201。
S4若依据反馈信号判断水流开关2状态为导通，则判断流量反馈机构1是否有电信号，流量反馈机构1的电信号是水流带动叶轮102旋转，产生动能，并将动能通过转轴103传递至信号处理装置104，由信号处理装置104转化为电信号。
S5若有电信号，水流开关2和流量反馈机构1输出一样的检测结果，则判断空气源热泵机组水量正常，控制空气源热泵机组运行防冻模式；若无电信号，水流开关2导通，但流量反馈机构1未检测到水流，则判断空气源热泵机组水量异常，水流开关2异常，控制空气源热泵机组退出防冻模式。
S6若水量开关状态为断开，则判断流量反馈机构1是否有电信号，流量反馈机构1的电信号是水流带动叶轮102旋转，产生动能，并将动能通过转轴103传递至信号处理装置104，由信号处理装置104转化为电信号。
S7若有电信号，水流开关2断开，但流量反馈机构1检测到水流，说明输水管道4内有水流，但水流的流量小于水流开关2的预设通断值，则判断空气源热泵机组有水流，但水量较低，控制空气源热泵机组运行防冻模式；若无电信号，水流开关2、流量反馈机构1均反馈无水，则判断空气源热泵机组无水，控制空气源热泵机组退出防冻模式。
本实施例的空气源热泵机组防冻运行控制方法，能够满足小流量水流的判断，提高了空气源热泵机组的水流检测准确性，提高机组的防冻安全。
一种空气源热泵机组，采用上述的水流检测系统，或，采用上述的空气源热泵机组的开机运行控制方法，或，采用上述的空气源热泵机组防冻运行控制方法。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。以上仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本公开的保护范围。
Claims (11)
1.一种水流检测系统，设置在空气源热泵机组的输水管道(4)中，其特征在于，包括：
水流开关(2)及流量反馈机构(1)；
所述流量反馈机构(1)被配置为检测所述输水管道(4)中低于所述水流开关(2)的预设通断值的水流流量，并将水流流量反馈至空气源热泵机组的控制单元(3)。
2.根据权利要求1所述的水流检测系统，其特征在于，所述流量反馈机构(1)包括叶轮(102)，所述叶轮(102)通过转轴(103)安装在所述输水管道(4)中，当所述输水管道(4)中有水流时，水流会推动所述叶轮(102)绕所述转轴(103)旋转。
3.根据权利要求2所述的水流检测系统，其特征在于，所述叶轮(102)设有沿周向非相等长度的叶片，所述叶轮(102)自由状态下，长度较大的叶片受重力转至最低点。
4.根据权利要求2所述的水流检测系统，其特征在于，所述流量反馈机构(1)还包括信号处理装置(104)、第一电导线(101)，所述信号处理装置(104)与所述转轴(103)相连，所述信号处理装置(104)被配置为将所述叶轮(102)带动所述转轴(103)旋转的动能转化为电信号，并通过所述第一电导线(101)反馈至空气源热泵机组的控制单元(3)。
5.根据权利要求1所述的水流检测系统，其特征在于，所述流量反馈机构(1)设置在所述水流开关(2)的沿水流方向的上游。
6.根据权利要求1-4任一项所述的水流检测系统，其特征在于，所述水流开关(2)包括靶片(201)、第二电导线(202)，所述靶片(201)安装在所述输水管道(4)中，当输水管道(4)中的水流达到预设通断值时，所述水流开关(2)导通，并通过所述第二电导线(202)反馈至空气源热泵机组的控制单元(3)。
7.一种空气源热泵机组开机运行控制方法，其特征在于，所述空气源热泵机组设有权利要求1-6任一项所述的水流检测系统，方法包括：
判断水流开关(2)通断状态；
若水流开关(2)状态为导通，则判断流量反馈机构(1)是否有电信号；
若有电信号，则判断空气源热泵机组水量正常，正常开机运行；若无电信号，则判断空气源热泵机组水量异常，水流开关(2)异常，不开机；
若水量开关状态为断开，则判断流量反馈机构(1)是否有电信号；
若有电信号，则判断空气源热泵机组有水流，但水量较低，开机运行且启动低水量保护；若无电信号，则判断空气源热泵机组无水，不开机。
8.根据权利要求7所述的空气源热泵机组开机运行控制方法，其特征在于，所述判断水流开关(2)通断状态步骤前，还包括：
接收空气源热泵机组开机指令；
空气源热泵机组水泵启动。
9.一种空气源热泵机组防冻运行控制方法，其特征在于，所述空气源热泵机组设有权利要求1-6任一项所述的水流检测系统，方法包括：
判断水流开关(2)通断状态；
若水流开关(2)状态为导通，则判断流量反馈机构(1)是否有电信号；
若有电信号，则判断空气源热泵机组水量正常，控制空气源热泵机组运行防冻模式；若无电信号，则判断空气源热泵机组水量异常，水流开关(2)异常，控制空气源热泵机组退出防冻模式；
若水量开关状态为断开，则判断流量反馈机构(1)是否有电信号；
若有电信号，则判断空气源热泵机组有水流，但水量较低，控制空气源热泵机组运行防冻模式；若无电信号，则判断空气源热泵机组无水，控制空气源热泵机组退出防冻模式。
10.根据权利要求9所述的空气源热泵机组防冻运行控制方法，其特征在于，所述判断水流开关(2)通断状态步骤前，还包括：
判断空气源热泵机组的进水温度和出水温度是否满足防冻条件；
若是，则空气源热泵机组水泵启动。
11.一种空气源热泵机组，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的水流检测系统，或，采用权利要求7-8任一项所述的空气源热泵机组的开机运行控制方法，或，采用权利要求9-10任一项所述的空气源热泵机组防冻运行控制方法。
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