CN115540030A - 一种热泵系统的控制方法、热泵系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热泵系统的控制方法、热泵系统及存储介质，包括主机装置、动力装置、地暖、连通阀和检测装置，所述主机装置、动力装置、连通阀和地暖通过管路连通，所述主机装置包括加热器和控制器，所述检测装置用于检测管路中介质的温度，所述动力装置用于驱动管路中的介质流动，所述控制器根据检测装置反馈的信息实时控制所述动力装置和连通阀的工况以改变管路中介质的流量和方向，使地暖内的介质温度始终处于设定的温度区间，本发明所述的热泵系统的控制方法、热泵系统及存储介质，能够根据管路中介质的温度自动调整介质的流量和方向，使管路中的介质温度维持在设定的温度区间，在节能的同时也能提高用户体验。

Description

一种热泵系统的控制方法、热泵系统及存储介质
技术领域
本发明涉及地面辐射采暖技术领域，具体而言，涉及一种热泵系统的控制方法、热泵系统及存储介质。
背景技术
地暖是地板辐射采暖的简称，是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。按照供热方式的不同主要分为水地暖和电地暖，常见的地暖多为水地暖，即热水通过分集水器中的分水器自地暖管一端流入，释放热量后由地暖管另一端流出并回到分集水器中的集水器内，从而形成整个地暖水循环。
水地暖的优点是卫生、环保、舒适健康、适宜人居。地板辐射采暖中，热量的传播主要以辐射形式进行，热量散发均匀，且自下向上传递，房间下暖上凉，适合人体的生理特点，给人以自然的舒适感，不造成污浊空气的对流，室内洁净，地暖是目前公认的最舒适的家庭采暖方式。
目前的热泵系统在供暖时，存在温度骤升骤降的情况，无法将温度控制在用户需要的温度区间内，一方面降低了用户体验，另一方面也不利于节能。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种热泵系统的控制方法、热泵系统及存储介质以解决现有技术中地暖温度无法有效控制的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种热泵系统，包括主机装置、动力装置、地暖、连通阀和检测装置，所述主机装置、动力装置、连通阀和地暖通过管路连通，所述主机装置包括加热器和控制器，所述加热器用于对管路内的介质进行加热，所述检测装置用于检测管路中介质的温度，所述动力装置用于驱动管路中的介质流动，所述连通阀用于改变介质在管路中的流向，所述控制器根据检测装置反馈的信息实时控制所述动力装置和连通阀的工况以改变管路中介质的流量和方向，使地暖内的介质温度始终处于设定的温度区间。
这种热泵系统结构简单，安装维修方便，还能根据管路内介质的温度情况自动调整介质的流量和方向，从而使管路中介质的温度维持在设定区间，在节能的同时也能提高用户体验。
进一步的，所述动力装置包括第一水泵和第二水泵，所述第一水泵位于加热器和连通阀之间，用于驱动加热器流出的高温介质流向地暖，所述第二水泵位于地暖的出水口和连通阀之间，用于将地暖流出的低温介质重新输入地暖，从而使介质循环流动。
所述第一水泵用于驱动加热器流出的高温介质流向地暖，所述第二水泵用于将地暖流出的低温介质重新输入地暖，这种结构便于调节地暖中介质的温度。
进一步的，所述第二水泵设置为变频水泵，所述变频水泵能够用来调节地暖的出水口流向进水口的介质流量。
采用变频水泵方便调节管路内介质的流量，从而使管路中的介质温度保持在设定的温度区间，既能准确的控制地暖散发的热量，还能提高用户体验。
进一步的，所述控制器通过控制第二水泵和连通阀的工况，使所述加热器、第一水泵、连通阀和地暖通过管路依次连通形成第一循环管路，使所述连通阀、地暖和第二水泵通过管路依次连通形成第二循环管路。
所述控制器根据检测装置反馈的信息实时控制所述动力装置和连通阀的工况，进而改变所述第一循环管路和第二循环管路的运行状态，使管路中的介质温度维持在设定的温度区间，进而使室内的温度满足用户的要求，既能提高用户体验，还能达到节能的目的。
进一步的，所述检测装置包括第一温度检测器和第二温度检测器，所述第一温度检测器位于连通阀与地暖的进水口之间的管路上，所述第二温度检测器设置在地暖的中间部位。
所述控制器根据所述第一温度检测器和第二温度检测器的反馈信息能够准确的判断管路中介质的温度情况，从而实时调整管路中介质的流量和方向，使管路中的介质温度维持在设定温度区间。
进一步的，所述主机装置还包括控制面板，所述控制面板与控制器电连接，所述控制面板用来显示所述动力装置、连通阀和检测装置的工况和/或用于接收用户输入的对所述动力装置、连通阀和检测装置的控制指令。
通过控制面板能够更直观的显示热泵系统的运行情况，方便用户对热泵系统进行控制调节。
进一步的，还包括翅片管散热器，所述翅片管散热器的一端通过管路连接在第一水泵和连通阀之间的管路上，另一端通过管路与加热器连通，所述翅片管散热器用于向房间内供暖。
所述翅片管散热器直接与加热器连通，能够使翅片管散热器始终维持在较高的温度，适合温度要求较高的场所，其结构简单，也无需实时调节，方便操作。
本发明还提供一种热泵系统的控制方法，包括步骤：
S1：所述主机装置获取检测装置反馈的温度信息，进入S2；
S2：所述主机装置根据所述温度信息控制动力装置和连通阀的工况以改变管路中介质的流量和方向，使地暖中的介质温度维持在设定的温度区间。
这种控制方法能够准确的控制热泵系统的运行情况，既能提高用户的舒适度还能达到节能的目的。
进一步的，在步骤S2中，所述控制器根据第一温度检测器的检测温度T1和第二温度检测器的检测温度T2控制所述动力装置和连通阀的工况的步骤包括：
A1：热泵系统启动，第一水泵和第二水泵均以功率P运行，进入A2；
A2：检测并判断T1≤T13是否成立，若是，则进入A3；若否，则进入A4；
A3：所述第二水泵以功率P01运行，然后进入A4，其中，P01＜P；
A4：检测并判断T13＜T1＜T14是否成立，若是，则进入A5；若否，则进入A12；
A5：系统运行t1时长，进入A6；
A6：检测并判断T2＜T11是否成立，若是，则进入A7；若否，则进入A8；
A7：所述第二水泵以功率P02运行，然后进入A5，其中，P02＜P01；
A8：检测并判断T11≤T2≤T12是否成立，若是，则进入A9；若否，则进入A10；
A9：所述第二水泵以功率P运行，然后进入A5；
A10：所述第二水泵以功率P运行，同时控制器通过调节连通阀，使所述第二循环管路连通运行，使第一循环管路停止运行，进入A11；
A11：检测并判断T2＞T12是否成立，若是，则进入A13；若否，则进入A5；
A12：所述第二水泵以功率P1运行t2时长后，所述控制器通过调节连通阀，使所述第二循环管路连通运行，使第一循环管路停止运行，然后进入A13，其中，P＜P1；
A13：检测并判断T1≥T14是否成立，若是，则进入A12；若否，则进入A2；
其中，P为第一水泵和第二水泵的初始运行功率，P01为第二水泵的第一运行功率、P02为第二水泵的第二运行功率，P1为第二水泵的第三运行功率，T11为第一温度阈值，T12为第二温度阈值，T13为第三温度阈值，T14为第四温度阈值，且T11＜T12＜T13＜T14，P02＜P01＜P＜P1，t1＜t2。
本申请中的控制方法通过所述检测装置实时检测管路中不同位置的介质温度信息，所述控制器根据所述温度信息实时调整所述第二水泵和连通阀的工况以改变管路中介质的流量和方向，使管路中的介质温度维持在设定的温度区间，进而使室内温度满足用户需求，在提高用户舒适度的同时达到节能的目的。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现上述的热泵系统的控制方法。
相对于现有技术，本发明所述的热泵系统的控制方法、热泵系统及存储介质具有以下优势：
1)所述控制器根据检测装置反馈的信息控制所述动力装置和连通阀的工况，形成第一循环管路和第二循环管路，通过所述第一循环管路和第二循环管路能够有效的调控管路中介质流量和方向；
2)所述控制器根据用户设定的温度阈值控制所述第一循环管路和第二循环管路的运行状态，能够实时调节室内的温度，在提高用户体验的同时达到节能的目的。
附图说明
图1为本发明实施例所述热泵系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所述热泵系统控制方法第一种情况下的流程图；
图3为本发明实施例所述热泵系统控制方法第二种情况下的流程图。
附图标记说明：
1-主机装置，11-加热器，12-控制器，13-控制面板，2-动力装置，21-第一水泵，22-第二水泵，3-地暖，31-进水口，32-出水口，4-连通阀，5-检测装置，51-第一温度检测器，52-第二温度检测器，6-翅片管散热器。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
实施例1
如图1～3所示，一种热泵系统，包括主机装置1、动力装置2、地暖3、连通阀4和检测装置5，所述主机装置1、动力装置2、连通阀4和地暖3通过管路连通，所述主机装置1包括加热器11和控制器12，所述加热器11用于对管路内的介质进行加热，所述检测装置5用于检测管路中介质的温度，所述动力装置2用于驱动管路中的介质流动，所述连通阀4用于改变介质在管路中的流向，所述控制器12根据检测装置5反馈的信息实时控制所述动力装置2和连通阀4的工况以改变管路中介质的流量和方向，使地暖3内的介质温度始终处于设定的温度区间。
本申请所述热泵系统中的所述主机装置1、动力装置2、连通阀4和地暖3通过管路依次连通，在管路上设置有检测装置5，所述控制器12根据检测装置5反馈的信息改变所述动力装置2的功率和连通阀4的开度，改变管路中介质的流量和方向，使管路中的介质温度维持在设定的温度区间，从而确保室内的温度符合用户要求，提高用户体验。
这种热泵系统结构简单，安装维修方便，还能根据管路内介质的温度情况自动调整介质的流量和方向，从而使管路中介质的温度维持在设定区间，在节能的同时也能提高用户体验。
作为本发明的一个较佳示例，所述动力装置2包括第一水泵21和第二水泵22，所述第一水泵21位于加热器11和连通阀4之间，用于驱动加热器11流出的高温介质流向地暖3，所述第二水泵22位于地暖3的出水口32和连通阀4之间，用于将地暖3流出的低温介质重新输入地暖3，从而使介质循环流动。
具体的，所述第一水泵21用于驱动加热器11流出的高温介质流向地暖3，所述第二水泵22用于将地暖3流出的低温介质重新输入地暖3，这种结构便于调节地暖3中介质的温度。
作为本发明的一个较佳示例，所述第二水泵22设置为变频水泵，所述变频水泵能够用来调节地暖3的出水口32流向进水口31的介质流量。
具体的，采用变频水泵方便调节管路内介质的流量，从而使管路中的介质温度保持在设定的温度区间，既能准确的控制地暖3散发的热量，还能提高用户体验。
作为本发明的一个较佳示例，所述控制器12通过控制第二水泵22和连通阀4的工况，使所述加热器11、第一水泵21、连通阀4和地暖3通过管路依次连通形成第一循环管路，使所述连通阀4、地暖3和第二水泵22通过管路依次连通形成第二循环管路。
具体的，在第一循环管路中，所述第一水泵21驱动加热器11流出的高温介质流向连通阀4，所述连通阀4将高温介质导入地暖3，所述高温介质在地暖3处释放热量后变成低温介质，所述低温介质经管路流回加热器11重新被加热；在第二循环管路中，所述第二水泵22驱动地暖3出水口32流出的低温介质经连通阀4后重新流回地暖3。
所述控制器12根据检测装置5反馈的信息实时控制所述动力装置2和连通阀4的工况，进而改变所述第一循环管路和第二循环管路的运行状态，使管路中的介质温度维持在设定的温度区间，进而使室内的温度满足用户的要求，既能提高用户体验，还能达到节能的目的。
优选的，所述连通阀4设置为三通阀。
优选的，所述加热器11为燃气炉，所述燃气炉通过可燃气体的燃烧对流经加热器11的介质进行加热，所述加热器11也可以设置为电加热器、太阳能加热器以及空气能加热器等多种形式，只要能达到加热介质的目的即可。
作为本发明的一个较佳示例，所述检测装置5包括第一温度检测器51和第二温度检测器52，所述第一温度检测器51位于连通阀4与地暖3的进水口31之间的管路上，所述第二温度检测器52设置在地暖3的中间部位。
具体的，所述第一温度检测器51能够检测地暖3的进水口31的介质温度，所述第二温度检测器52能够检测地暖3中间位置的介质温度，所述控制器12根据所述第一温度检测器51和第二温度检测器52的反馈信息能够准确的判断管路中介质的温度情况，从而实时调整管路中介质的流量和方向，使管路中的介质温度维持在设定温度区间。
优选的，所述地暖3为地暖盘管，这种结构与空气的接触面积大，散热效果好。
优选的，所述检测装置5为温度探头。
作为本发明的一个较佳示例，所述主机装置1还包括控制面板13，所述控制面板13与控制器12电连接，所述控制面板13用来显示所述动力装置2、连通阀4和检测装置5的工况和/或用于接收用户输入的对所述动力装置2、连通阀4和检测装置5的控制指令。
具体的，通过控制面板13能够更直观的显示热泵系统的运行情况，方便用户对热泵系统进行控制调节。
优选的，所述控制面板13为液晶触摸屏。
作为本发明的一个较佳示例，还包括翅片管散热器6，所述翅片管散热器6的一端通过管路连接在第一水泵21和连通阀4之间的管路上，另一端通过管路与加热器11连通，所述翅片管散热器6用于向房间内供暖。
具体的，所述翅片管散热器6直接与加热器11连通，能够使翅片管散热器6始终维持在较高的温度，适合温度要求较高的场所，其结构简单，也无需实时调节，方便操作。
优选的，所述翅片管散热器6和地暖3分别安装于不同的房间中，以向不同的房间供暖。
本发明还提供一种热泵系统的控制方法，包括步骤：
S1：所述主机装置1获取检测装置5反馈的温度信息，进入S2；
S2：所述主机装置1根据所述温度信息控制动力装置2和连通阀4的工况以改变管路中介质的流量和方向，使地暖3中的介质温度维持在设定的温度区间。
具体的，所述控制器12与所述第一温度检测器51和第二温度检测器52电连接，所述控制器12实时接收所述第一温度检测器51和第二温度检测器52反馈的温度信息，所述控制器12根据所述第一温度检测器51和第二温度检测器52反馈的温度信息控制所述动力装置2和连通阀4的工况。
这种控制方法能够准确的控制热泵系统的运行情况，既能提高用户的舒适度还能达到节能的目的。
作为本发明的一个较佳示例，在步骤S2中，所述控制器12根据第一温度检测器51的检测温度T1和第二温度检测器52的检测温度T2控制所述动力装置2和连通阀4的工况的步骤包括：
A1：热泵系统启动，第一水泵21和第二水泵22均以功率P运行，进入A2；
A2：检测并判断T1≤T13是否成立，若是，则进入A3；若否，则进入A4；
A3：所述第二水泵22以功率P01运行，然后进入A4，其中，P01＜P；
A4：检测并判断T13＜T1＜T14是否成立，若是，则进入A5；若否，则进入A12；
A5：系统运行t1时长，进入A6；
A6：检测并判断T2＜T11是否成立，若是，则进入A7；若否，则进入A8；
A7：所述第二水泵22以功率P02运行，然后进入A5，其中，P02＜P01；
A8：检测并判断T11≤T2≤T12是否成立，若是，则进入A9；若否，则进入A10；
A9：所述第二水泵22以功率P运行，然后进入A5；
A10：所述第二水泵22以功率P运行，同时控制器12通过调节连通阀4，使所述第二循环管路连通运行，使第一循环管路停止运行，进入A11；
A11：检测并判断T2＞T12是否成立，若是，则进入A13；若否，则进入A5；
A12：所述第二水泵22以功率P1运行t2时长后，所述控制器12通过调节连通阀4，使所述第二循环管路连通运行，使第一循环管路停止运行，然后进入A13，其中，P＜P1；
A13：检测并判断T1≥T14是否成立，若是，则进入A12；若否，则进入A2；
其中，P为第一水泵21和第二水泵22的初始运行功率，P01为第二水泵22的第一运行功率、P02为第二水泵22的第二运行功率，P1为第二水泵22的第三运行功率，T11为第一温度阈值，T12为第二温度阈值，T13为第三温度阈值，T14为第四温度阈值，且T11＜T12＜T13＜T14，P02＜P01＜P＜P1，t1＜t2。
本申请中的控制方法通过所述检测装置5实时检测管路中不同位置的介质温度信息，所述控制器12根据所述温度信息实时调整所述第二水泵22和连通阀4的工况以改变管路中介质的流量和方向，使管路中的介质温度维持在设定的温度区间，进而使室内温度满足用户需求，在提高用户舒适度的同时达到节能的目的。
优选的，所述控制器12还包括计时器，所述计时器用来计算时间。
作为本发明的一个较佳示例，34℃＜T11＜36℃，37℃＜T12＜39℃，39℃＜T13＜41℃，44℃＜T14＜46℃，P×25％＜P02＜P×50％，P×50％＜P01＜P，P＜P1＜P×150％，9＜t1＜11，19＜t2＜21。
具体的，热泵系统设定的温度阈值T11、T12、T13、T14梯次升高，水泵的运行功率P02、P01、P、P1梯次升高，这种设置方法能够使水泵的运行功率随管路内介质温度的变化动态调整，在提高用户舒适度的同时达到节能的目的。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现上述的热泵系统的控制方法。
综上所述，本申请所述热泵系统的控制方法、热泵系统及存储介质，所述控制器12根据检测装置5反馈的信息控制所述动力装置2和连通阀4的工况，进而调节所述第一循环管路和第二循环管路的运行状态以改变管路中介质的流量和方向，使管路中的介质温度始终维持在设定的温度区间，从而使室内的温度满足用户的需求，在提高用户体验的同时达到节能的目的。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种热泵系统，其特征在于，包括主机装置(1)、动力装置(2)、地暖(3)、连通阀(4)和检测装置(5)，所述主机装置(1)、动力装置(2)、连通阀(4)和地暖(3)通过管路连通，所述主机装置(1)包括加热器(11)和控制器(12)，所述加热器(11)用于对管路内的介质进行加热，所述检测装置(5)用于检测管路中介质的温度，所述动力装置(2)用于驱动管路中的介质流动，所述连通阀(4)用于改变介质在管路中的流向，所述控制器(12)根据检测装置(5)反馈的温度信息实时控制所述动力装置(2)和连通阀(4)的工况以改变管路中介质的流量和方向，使地暖(3)内的介质温度始终处于设定的温度区间。
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述动力装置(2)包括第一水泵(21)和第二水泵(22)，所述第一水泵(21)位于加热器(11)和连通阀(4)之间，用于驱动加热器(11)流出的高温介质流向地暖(3)，所述第二水泵(22)位于地暖(3)的出水口(32)和连通阀(4)之间，用于将地暖(3)流出的低温介质重新输入地暖(3)，从而使介质循环流动。
3.根据权利要求2所述的热泵系统，其特征在于，所述第二水泵(22)设置为变频水泵，所述变频水泵能够用来调节地暖(3)的出水口(32)流向进水口(31)的介质流量。
4.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征在于，所述控制器(12)通过控制第二水泵(22)和连通阀(4)的工况，使所述加热器(11)、第一水泵(21)、连通阀(4)和地暖(3)通过管路依次连通形成第一循环管路，使所述连通阀(4)、地暖(3)和第二水泵(22)通过管路依次连通形成第二循环管路。
5.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征在于，所述检测装置(5)包括第一温度检测器(51)和第二温度检测器(52)，所述第一温度检测器(51)位于连通阀(4)与地暖(3)的进水口(31)之间的管路上，所述第二温度检测器(52)设置在地暖(3)的中间部位。
6.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述主机装置(1)还包括控制面板(13)，所述控制面板(13)与控制器(12)电连接，所述控制面板(13)用来显示所述动力装置(2)、连通阀(4)和检测装置(5)的工况和/或用于接收用户输入的对所述动力装置(2)、连通阀(4)和检测装置(5)的控制指令。
7.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，还包括翅片管散热器(6)，所述翅片管散热器(6)的一端通过管路连接在第一水泵(21)和连通阀(4)之间的管路上，另一端通过管路与加热器(11)连通，所述翅片管散热器(6)用于向房间内供暖。
8.一种基于权利要求1～7任一项所述的热泵系统的控制方法，其特征在于，包括步骤：
S1：所述主机装置(1)获取检测装置(5)反馈的温度信息，进入S2；
S2：所述主机装置(1)根据所述温度信息控制动力装置(2)和连通阀(4)的工况以改变管路中介质的流量和方向，使地暖(3)中的介质温度维持在设定的温度区间。
9.根据权利要求8所述的热泵系统的控制方法，其特征在于，在步骤S2中，所述控制器(12)根据第一温度检测器(51)的检测温度T1和第二温度检测器(52)的检测温度T2控制所述动力装置(2)和连通阀(4)的工况的步骤包括：
A1：热泵系统启动，第一水泵(21)和第二水泵(22)均以功率P运行，进入A2；
A2：检测并判断T1≤T13是否成立，若是，则进入A3；若否，则进入A4；
A3：所述第二水泵(22)以功率P01运行，然后进入A4，其中，P01＜P；
A4：检测并判断T13＜T1＜T14是否成立，若是，则进入A5；若否，则进入A12；
A5：系统运行t1时长，进入A6；
A6：检测并判断T2＜T11是否成立，若是，则进入A7；若否，则进入A8；
A7：所述第二水泵(22)以功率P02运行，然后进入A5，其中，P02＜P01；
A8：检测并判断T11≤T2≤T12是否成立，若是，则进入A9；若否，则进入A10；
A9：所述第二水泵(22)以功率P运行，然后进入A5；
A10：所述第二水泵(22)以功率P运行，同时控制器(12)通过调节连通阀(4)，使所述第二循环管路连通运行，使第一循环管路停止运行，进入A11；
A11：检测并判断T2＞T12是否成立，若是，则进入A13；若否，则进入A5；
A12：所述第二水泵(22)以功率P1运行t2时长后，所述控制器(12)通过调节连通阀(4)，使所述第二循环管路连通运行，使第一循环管路停止运行，然后进入A13，其中，P＜P1；
A13：检测并判断T1≥T14是否成立，若是，则进入A12；若否，则进入A2；
其中，P为第一水泵(21)和第二水泵(22)的初始运行功率，P01为第二水泵(22)的第一运行功率、P02为第二水泵(22)的第二运行功率，P1为第二水泵(22)的第三运行功率，T11为第一温度阈值，T12为第二温度阈值，T13为第三温度阈值，T14为第四温度阈值，且T11＜T12＜T13＜T14，P02＜P01＜P＜P1，t1＜t2。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如权利要求8～9任一项所述的热泵系统的控制方法。
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