CN117387223A - 热泵机组的控制方法、热泵机组及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及热泵机组技术领域，提供了一种热泵机组的控制方法、热泵机组及存储介质，方法包括：确定热泵机组的待运行模式为制冷加生活热水模式时，按照第一需求判断策略确定热泵机组的目标运行模式，控制热泵机组按照目标运行模式运行。其中目标运行模式包括制冷模式与制冷加生活热水模式中的任一种。热泵机组确定目标运行模式之后，基于预存的能力计算映射表计算目标运行模式下的目标输出频率。然后，热泵机组控制压缩机按照目标输出频率运行。通过确定热泵机组的待运行模式为制冷加生活热水模式时，按照第一需求判断策略确定热泵机组的目标运行模式，控制热泵机组按照目标运行模式运行，能够节约能耗。

Description

热泵机组的控制方法、热泵机组及存储介质

技术领域

本申请涉及热泵机组技术领域，尤其涉及一种热泵机组的控制方法、热泵机组及存储介质。

背景技术

传统的空调与热水系统分别使用独立的设备，无法实现对能源的有效利用。随着热泵机组技术的发展及环境保护需求，能够运行制冷加生活热水功能，且能够更有效地利用可再生能源，具有较低碳排放量的热泵机组得到广泛应用。

传统的热泵机组提供制冷加生活热水功能时，通常是直接控制热泵机组以高频运行，运行过程能耗过高。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种热泵机组的控制方法、热泵机组及存储介质，以解决热泵机组提供制冷加生活热水功能时直接控制热泵机组以高频运行，能耗过高的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种热泵机组的控制方法，所述热泵机组包括压缩机，所述控制方法包括：将所述热泵机组的待运行模式设置为制冷加生活热水模式；按照第一需求判断策略确定所述热泵机组的目标运行模式，所述目标运行模式包括制冷模式和制冷加生活热水模式中的任一种；基于预存的能力计算映射表计算所述目标运行模式下的目标输出频率，并控制所述压缩机按照所述目标输出频率运行。

在一些实施例中，所述按照第一需求判断策略确定所述热泵机组的目标运行模式，包括：若所述热泵机组存在制冷需求，且所述热泵机组的热水温度、热水进水温度及排气温度均满足第一条件，确定所述目标运行模式为制冷加生活热水模式。

在一些实施例中，所述按照第一需求判断策略确定所述热泵机组的目标运行模式，包括：若所述热泵机组不存在所述制冷需求，且所述热水温度、所述热水进水温度均满足第一条件，则控制所述热泵机组不启动。

在一些实施例中，所述控制方法还包括：获取所述热泵机组的制冷目标温度、空调侧出水温度及开机温差；若确定在预设时长内所述空调侧出水温度大于或等于所述制冷目标温度与所述开机温差的和，确定所述热泵机组存在所述制冷需求；若确定在预设时长内所述空调侧出水温度小于所述制冷目标温度与所述开机温差的和，确定所述热泵机组不存在所述制冷需求。

在一些实施例中，所述基于预存的能力计算映射表计算所述目标运行模式下的目标输出频率，包括：获取所述热泵机组在当前运行周期的空调侧出水温度与制冷目标温度；基于所述空调侧出水温度与所述制冷目标温度，确定目标温差；基于所述目标温差与历史温差，确定目标温差变化率，所述历史温差为所述当前运行周期的上一运行周期的温差；基于所述目标温差与所述目标温差变化率，从所述能力计算映射表中匹配目标频率调整参数；基于所述目标频率调整参数与所述上一运行周期的历史输出频率，计算得到所述当前运行周期的所述目标输出频率。

在一些实施例中，所述控制方法还包括：按照第二需求判断策略切换所述目标运行模式，所述目标运行模式包括制冷模式、制冷加生活热水模式、待机模式、报警停机模式和电加热模式中的任一种。

在一些实施例中，所述按照第二需求判断策略切换所述目标运行模式，包括：若满足如下任一种条件，切换所述目标运行模式：在第一时长内，所述热泵机组的热水出水温度大于第一温度阈值；在第二时长内，所述热泵机组的排气温度与热水进水温度的差值小于第二温度阈值；在第三时长内，所述热泵机组的热水进水温度大于第三温度阈值；所述热泵的空调侧出水温度小于所述热泵的制冷目标温度与停机温差的和。

在一些实施例中，所述按照第二需求判断策略切换所述目标运行模式，包括：若确定所述热泵机组的热水温度小于第四温度阈值，将所述目标运行模式切换为电加热模式。

本申请实施例的第二方面提供了一种热泵机组的控制装置，所述热泵机组包括压缩机，所述控制装置包括：设置模块，用于将所述热泵机组的待运行模式设置为制冷加生活热水模式；确定模块，用于按照第一需求判断策略确定所述热泵机组的目标运行模式，所述目标运行模式包括制冷模式和制冷加生活热水模式中的任一种；控制模块，用于基于预存的能力计算映射表计算所述目标运行模式下的目标输出频率，并控制所述压缩机按照所述目标输出频率运行。

本申请实施例的第三方面提供了一种热泵机组，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现上述热泵机组的控制方法。

本申请实施例的第四方面提供了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可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现上述热泵机组的控制方法。

本申请实施例提供的一种热泵机组的控制方法中，热泵机组确定热泵机组的待运行模式为制冷加生活热水模式时，按照第一需求判断策略确定热泵机组的目标运行模式，控制热泵机组按照目标运行模式运行。其中目标运行模式包括制冷模式与制冷加生活热水模式中的任一种。为保障热泵机组稳定运行，提高热泵机组的运行效率，热泵机组确定目标运行模式之后，基于预存的能力计算映射表计算目标运行模式下的目标输出频率。然后，热泵机组控制压缩机按照目标输出频率运行。通过确定热泵机组的待运行模式为制冷加生活热水模式时，按照第一需求判断策略确定热泵机组的目标运行模式，控制热泵机组按照目标运行模式运行，能够节约能耗，且能够避免出现热泵机组因过负荷而损坏等，影响热泵机组的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的制冷加生活热水模式的冷媒运行示例图；

图2是本申请实施例提供的制冷模式的冷媒运行示例图；

图3是本申请实施例提供的热泵机组的控制方法的实现流程图；

图4是本申请实施例提供的热泵机组的控制方法的实现原理示例图；

图5是本申请实施例提供的热泵机组的控制装置的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的热泵机组的结构示意图。

主要元件符号说明：热泵机组-100；压缩机-101；生活热水换热器-102；增焓模块-103；冷凝器-104；空调侧换热器-105；生活热水水箱-10；储液罐-20；气液分离器-30；空调水箱-40；第一三通阀-50；第一三通阀的第一接口-501；第一三通阀的第二接口-502；第一三通阀的第三接口503；第二三通阀-51；第二三通阀的第一接口-511；第二三通阀的第二接口-512；第二三通阀的第三接口-513；四通阀-60；第一温度传感器-70；第二温度传感器-71；第三温度传感器-72；第四温度传感器-73；第五温度传感器-74；若干单向阀-80～86；第一水泵-90；第二水泵-91。

具体实施方式

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。

另外需要说明的是，本申请实施例中公开的方法或流程图所示出的方法，包括用于实现方法的一个或多个步骤，在不脱离权利要求的范围的情况下，多个步骤的执行顺序可以彼此互换，其中某些步骤也可以被删除。

下面将结合附图对一些实施例做出说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在一些实施例中，热泵系统是由热泵机组、末端水系统等组成的整个系统。其中热泵机组是热泵系统中最核心的部分，负责热能转移与转换。热泵机组通常由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置(例如，膨胀阀)、冷媒管路、储液罐、气液分离器、生活热水水箱等设备组成。热泵机组可以实现多种运行模式，例如生活热水模式、制冷模式、制热模式、制冷加生活热水模式、制热加生活热水模式等。本申请实施例提供了一种热泵机组的带运行模式设置为制冷与生活热水模式时，热泵机组的控制方法。

在一些实施例中，热泵机组还可以包括控制装置。通过控制装置，热泵机组可以实现对运行模式、压缩机的输出频率、温度检测等的控制。

在本申请提供的实施例中，热泵机组的运行模式为制冷加生活热水模式时，热泵机组吸收低温可再生能源中的热量，并将其用于制冷及制备生活热水。其中，制备生活热水为在热泵机组制冷过程中，经压缩机处理后的高温冷媒流入冷凝器前，流经生活热水换热器，或高温冷媒分成两个支路，部分高温冷媒经一条支路直接流入冷凝器，部分高温冷媒经另一条支路流入生活热水换热器，通过生活热水换热器实现生活热水与高温冷媒的热量交换，从而实现在制冷过程中，能够充分利用高温冷媒的热量，避免这部分热量经冷凝器散到空气中，造成能源浪费。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的制冷加生活热水模式的冷媒运行示例图，其中，图1展示了本申请实施例提供的热泵机组的部分结构示例图。如图1所示，热泵机组包括压缩机101、生活热水换热器102、增焓模块103、冷凝器104、空调侧换热器105等。热泵机组除热泵机组外还包括生活热水水箱10、储液罐20、气液分离器30、空调水箱40、第一水泵90、第二水泵91、第一温度传感器70、第二温度传感器71、第三温度传感器72、第四温度传感器73、第五温度传感器74等辅助设备以及第一三通阀50、第二三通阀51、四通阀60、若干单向阀80～86等元器件。

在一些实施例中，热泵机组100中的热泵机组、辅助设备以及各元器件等可以通过管道连接。例如，压缩机101与生活热水换热器102通过冷媒管道连接，生活热水换热器102与生活热水水箱10可以通过热水管道连接，空调侧换热器105与空调水箱40可以通过冷凝管道连接。

在一些实施例中，压缩机101用于将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒。生活热水换热器102用于与生活热水水箱10进行热交换，对生活热水水箱10中的水进行加热，以制备生活热水。在一些实施例中，增焓模块103例如可以包括经济器与节流元件，经济器与节流元件协同工作可以实现增焓效果。其中，经济器用于回收冷媒中的余热。节流元件可以通过限制冷媒流动的截面积来实现节流效果。当冷媒通过节流元件时，其速度增加，而压力降低。这导致了焓值的增加。因此，经济器及节流元件组合在一起可以实现增焓模块103的功能。冷凝器104用于通过冷却冷媒使其从气态转变为液态，释放出热量。空调侧换热器105可以为蒸发器，可以通过吸收空调水箱40中水的热量，对空调水箱40中的水降温，从而形成低温水，同时，空调侧换热器105吸收空调水箱40中水的热量使得流向空调侧换热器105的液态冷媒蒸发成气态冷媒。储液罐20可以用于储存液态冷媒，平衡热泵机组100的压力。气液分离器30可以贮存系统内的部分制冷剂，防止压缩机液击和制冷剂过多而稀释压缩机油。

在一些实施例中，第一温度传感器70用于检测排气温度AI1，第二温度传感器71用于检测热水出水温度AI2，第三温度传感器72用于检测热水温度AI3，第四温度传感器73用于检测热水进水温度AI4，第五温度传感器74用于检测空调侧出水温度AI5。第一三通阀50分别设置有第一三通阀的第一接口501、第二接口502以及第三接口503，第二三通阀51分别设置有第二三通阀的第一接口511、第二接口512以及第三接口513。第一三通阀50的第三接口503和第一三通阀50的第二接口502联通生活热水换热器102与压缩机101的排气口的冷媒管路，第一三通阀50的第一接口501和第一三通阀50的第三接口503联通四通阀60和压缩机101的排气口的冷媒管路；第二三通阀51的第一接口511和第二三通阀51的第三接口513联通生活热水换热器102与四通阀60的冷媒管路，第二三通阀51的第三接口513和第二三通阀51的第二接口512联通空调侧换热器105和生活热水换热器102的冷媒管路。此外，热泵机组100中的若干单向阀80～86可以用于控制冷媒的正反向流量，使冷媒只能按某一规定的方向进行流动。生活热水换热器102与生活热水水箱10之间的第一水泵90可以用于将生活热水换热器102与生活热水水箱10之间的水进行循环，实现热量的传递。空调侧换热器105与空调水箱40之间的第二水泵91可以用于将空调侧换热器105与空调水箱40之间的水进行循环，实现热量的传递。

在一些实施例中，第一三通阀50的第二接口502、第三接口503开启，第一三通阀50的第一接口501关闭，称为第一三通阀50的开阀；第一三通阀50的第一接口501、第三接口503开启，第一三通阀50的第二接口502关闭，称为第一三通阀50的关阀。同理，第二三通阀51的第二接口512、第三接口513开启，第二三通阀51的第一接口511关闭，称为第二三通阀51的开阀；第二三通阀51的第一接口511、第三接口513开启，第二三通阀51的第二接口512关闭，称为第二三通阀51的关阀。

在一些实施例中，热泵机组工作在制冷加生活热水模式时，热泵机组在实现制冷与制备生活热水的功能的过程中，控制第一三通阀50开阀及控制第二三通阀51关阀，冷媒流向如图1中所示的箭头指向。此时，由压缩机101排出的高温高压气态冷媒通过第一三通阀50的第二接口502与第三接口503流入生活热水换热器102，生活热水换热器102连通生活热水水箱10，从而使得在制冷过程中，热泵机组将原本用于和空气换热的冷凝热量用于制备生活热水。从生活热水换热器102流出的冷媒经第二三通阀51的第三接口513与第一接口511流入冷凝器104，冷凝器104进一步对冷媒冷凝形成液态冷媒。从冷凝器104流出的液态冷媒经过增焓模块103中的经济器与节流元件节流形成低温液态冷媒。低温液态冷媒再流入空调侧换热器105，空调侧换热器105通过吸收空调水箱40中水的热量，对空调水箱40中的水降温，从而形成低温水，低温水与室内空气进行热交换，吸收室内空气中的热量，使室内空气温度降低，可以实现制冷功能。同时，空调侧换热器105吸收空调水箱40中水的热量可以使得流向空调侧换热器105的低温液态冷媒蒸发成气态冷媒。蒸发成气态冷媒经过四通阀后被压缩机吸入，形成制冷循环。本申请实施例提供的热泵机组，可以在实现制冷功能的过程中，实现生活热水的制备，避免了压缩机101排出的高温高压气态冷媒和空气换热，造成能源浪费，提高热泵机组的工作效率。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的制冷模式的冷媒运行示例图，其中，图2展示了本申请实施例提供的热泵机组的部分结构示例图。

在一些实施例中，热泵机组工作在制冷模式时，热泵机组在实现制冷功能的过程中，热泵机组可以控制第一三通阀50关阀及控制第二三通阀51开阀。热泵机组工作在制冷模式时的冷媒流向可以如图2所示的箭头指向。此时，由压缩机101排出的高温高压气态冷媒可以通过第一三通阀50的第一接口501与第三接口503流向生活热水换热器四通阀60，经四通阀60流入冷凝器104。高温高压气态冷媒在冷凝器104中与外界环境进行热量交换，高温高压气态冷媒放出热量，冷凝形成液态冷媒。从冷凝器104流出的液态冷媒经过增焓模块103中的经济器与节流元件节流形成低温液态冷媒。低温液态冷媒再流入空调侧换热器105，空调侧换热器105通过吸收空调水箱40中水的热量，对空调水箱40中的水降温，从而形成低温水，低温水与室内空气进行热交换，吸收室内空气中的热量，使室内空气温度降低，可以实现制冷功能。同时，空调侧换热器105吸收空调水箱40中水的热量可以使得流向空调侧换热器105的低温液态冷媒蒸发成气态冷媒。蒸发成气态冷媒经过四通阀后被压缩机吸入，形成制冷循环。

在一些实施例中，热泵机组100还可以包括过滤器、高压传感器、高压保护开关、低压传感器等元器件。其中，过滤器可以用于过滤和清除冷媒中的杂质、污染物和固体颗粒。高压传感器可以用于测量热泵机组的高压值。高压保护开关可以用于监测热泵机组的高压情况。高压超过设定的安全范围时，高压保护开关将自动断开电路，以防止可能的危险情况发生。低压传感器可以用于测量热泵机组的低压值。

请参阅图3所示，为本申请实施例提供的热泵机组的控制方法的实现流程图，本申请实施例以该方法应用在图1或图2中的热泵机组100为例进行说明，包括如下步骤。

S11：将热泵机组的待运行模式设置为制冷加生活热水模式。

在一些实施例中，热泵的待运行模式包括但不限于制热模式、制冷模式、生活热水模式、制冷加生活热水模式、制热加生活热水模式。

在一些实施例中，用户可以选择热泵机组的待运行模式。例如，对于空调中的热泵机组，空调上的显示器可以显示空调的多种待运行模式选项，例如生活热水模式选项、制冷模式选项、制热模式选项、制冷加生活热水模式选项、制热加生活热水模式选项等。热泵机组响应用户选择生活热水模式选项与制冷模式选项的操作，或响应用户选择制冷加生活热水模式选项的操作，可以确定热泵机组的待运行模式为制冷加生活热水模式。

S12：按照第一需求判断策略确定热泵机组的目标运行模式，目标运行模式包括制冷模式和制冷加生活热水模式中的任一种。

在一些实施例中，第一需求判断策略为确定目标运行模式的相应条件。目标运行模式包括但不限于制冷加生活热水模式以及制冷模式中的任一种。

在一些实施例中，在确定热泵机组的待运行模式为制冷加生活热水模式时，表明用户存在对制冷与生活热水的需求。然而，由于可能存在当前热泵机组提供的制冷功能已经能够满足用户对制冷的需求，或当前通过热泵机组制备的生活热水已经能够满足用户对生活热水的需求，或当前热泵机组提供的制冷功能不能满足用户对制冷的需求，且当前通过热泵机组制备的生活热水不能满足用户对生活热水的需求的情况。此时，若继续控制冷泵机组运行制冷加生活热水模式，可能造成能源浪费，增加运行成本。因此为了避免这种情况，热泵机组在确定热泵的待运行模式为制冷加生活热水模式时，可以进一步确定热泵机组的目标运行模式，其中，目标运行模式可以为制冷加生活热水模式、制冷模式、待机模式、电加热模式等模式中的任一种。通过控制冷泵机组按照目标运行模式运行，可以提高能源利用效率。

作为一示例，在夏季热泵机组的待运行模式通常为制冷加生活热水模式，此时以满足用户对制冷的需求为主。如图1所示的制冷加生活热水模式的冷媒运行示例图，生活热水仅为热泵在制冷时，控制将流向冷凝器的冷媒预先流向生活热水换热器，实现在制冷的同时制备生活热水，从而达到充分利用热能的效果。这种情况下在确定热泵机组的待运行模式为制冷加生活热水模式时，若热泵机组提供的制冷功能已经能够满足用户的需求，仍响应待运行模式的设置，运行制冷加生活热水模式，可能导致制冷的温度过低，影响用户体验，且此时继续运行热泵机组造成能源浪费，增加运行成本。

在本申请的一些实施例中，按照第一需求判断策略确定热泵机组的目标运行模式，包括：若热泵机组存在制冷需求，且热泵机组的热水温度、热水进水温度及排气温度均满足第一条件，确定目标运行模式为制冷加生活热水模式。

在一些实施例中，在确定热泵机组的目标运行模式的过程中，热泵机组首先确定热泵机组当前提供的制冷功能是否满足用户对制冷的需求，然后进一步确定当前热泵机组制备的生活热水是否满足用户对生活热水的需求，从而确定热泵机组的目标运行模式。

在一些实施例中，热泵机组存在制冷需求表明热泵机组当前提供的制冷功能不能满足用户对制冷的需求，可能需要启动热泵机组运行，以满足用户对制冷的需求。为确定热泵机组的目标运行模式，还需要进一步确定当前热泵机组制备的生活热水是否满足用户对生活热水的需求。

在一些实施例中，在一些实施例中，如图1所示，热泵机组可以通过第一温度传感器检测排气温度，通过第三温度传感器检测热水温度，通过第四温度传感器检测热水进水温度。

在一些实施例中，热泵机组的热水温度、热水进水温度及排气温度均满足第一条件时，表明热泵机组制备的生活热水不能满足用户对生活热水的需求(例如对生活热水的温度的需求)。若热泵机组存在制冷需求，且热泵机组的热水温度、热水进水温度及排气温度均满足第一条件，热泵机组可以确定目标运行模式为制冷加生活热水模式，以满足用户对制冷及生活热水的需求。

在一些实施例中，热泵机组的热水温度、热水进水温度及排气温度均满足第一条件，包括但不限于：热水温度小于第一阈值、热水进水温度小于第二阈值、且排气温度大于热水进水温度与预设温度参数的和时，热水温度、热水进水温度及排气温度均满足第一条件。其中，第一阈值、第二阈值、预设温度参数均可以自定义设置。例如，第一阈值可以设置为54℃，第二阈值可以设置为49℃，预设温度参数可以设置为8℃。

在本申请的一些实施例中，若热泵机组存在制冷需求，且热水温度、热水进水温度均不满足第一条件，确定目标运行模式为制冷模式。

在一些实施例中，热泵机组的热水温度与热水进水温度均不满足第一条件时，表明热泵机组制备的生活热水可能能够满足用户对生活热水的需求。此时，可以停止制备生活热水。若此时确定热泵机组存在制冷需求，热泵机组可以确定目标运行模式为制冷模式，仅提供制冷功能以满足用户对制冷的需求。

在一些实施例中，热水温度、热水进水温度均不满足第一条件包括：热水温度大于或等于第一阈值、且热水进水温度大于或等于第二阈值。其中，第一阈值、第二阈值均可以自定义设置。例如，第一阈值可以设置为54℃，第二阈值可以设置为49℃。

在本申请的一些实施例中，按照第一需求判断策略确定热泵机组的目标运行模式，包括：若热泵机组不存在制冷需求，且热水温度、热水进水温度均满足第一条件，则控制热泵机组不启动(比如暂时不作任何响应)，待出现制冷需求再作判断。

在一些实施例中，热泵机组不存在制冷需求表明热泵机组提供的制冷功能能够满足用户对制冷的需求。热水温度、热水进水温度均满足第一条件，表明热泵机组制备的生活热水还不能满足用户对生活热水的需求。然而，热泵机组的待运行模式设为制冷加生活热水模式时，以满足用户对制冷的需求为主，生活热水是在制冷过程中顺带制备的。当热泵机组不存在制冷需求，而热水温度、热水进水温度均满足第一条件时，若仍启动热泵机组运行，可能导致制冷的温度过低，且增加运行成本。因此，当热泵机组不存在制冷需求，且热水温度、热水进水温度均满足第一条件时，热泵机组可以保持静默，不作响应，直至热泵机组存在制冷需求时，热泵机组可以启动运行制冷加生活热水模式。

在本申请的一些实施例中，热泵机组可基于如下方式确定热泵机组是否存在制冷需求：获取热泵机组的制冷目标温度、空调侧出水温度及开机温差；若确定在预设时长内空调侧出水温度大于或等于制冷目标温度与开机温差的和，确定热泵机组存在制冷需求；若确定在预设时长内空调侧出水温度小于制冷目标温度与开机温差的和，确定热泵机组不存在制冷需求。

在一些实施例中，如图1所示，热泵机组可以通过第五温度传感器检测空调侧出水温度。预设时长、制冷目标温度均可以进行自定义设置，开机温差可以根据开机时室内环境温度与室外环境温度的温差，热泵机组的运行效率、设备能力以及其他因素等来确定。

在一些实施例中，在预设时长内空调侧出水温度大于或等于制冷目标温度与开机温差的和时，表明当前热泵机组提供的制冷功能不能满足用户对制冷的需求，需要启动热泵机组运行以满足用户对制冷的需求，也即此时热泵机组存在制冷需求。在预设时长内空调侧出水温度小于制冷目标温度与开机温差的和时，表明当前热泵机组提供的制冷功能能够满足用户对制冷的需求，无需启动热泵进行制冷，也即此时热泵机组不存在制冷需求。

S13：基于预存的能力计算映射表计算目标运行模式下的目标输出频率，并控制压缩机按照目标输出频率运行。

在一些实施例中，当目标运行模式为制冷模式或制冷加生活热水模式时，预存的能力计算映射表包括预设的多组温差范围、多组温差变化率范围及温差范围、温差变化率范围及频率调整参数的对应关系。其中，热泵机组在运行制冷模式或制冷加生活热水模式时，呈周期性循环，例如制冷循环等，从而热泵机组中压缩机的输出频率也存在周期性变化。其中，温差可以根据热泵机组在一运行周期的空调侧出水温度与制冷目标温度确定，温差变化率用于表征相邻运行周期的温差变化，例如当前运行周期的温差相对于上一运行周期的温差的变化，可以通过计算上一运行周期的温差与当前运行周期的温差的差值确定。

在一些实施例中，目标输出频率是指压缩机在当前运行周期的输出频率。

在一些实施例中，确定压缩机在当前运行周期的目标输出频率后，热泵机组可以控制压缩机按照目标输出频率工作在目标运行模式。

在一些实施例中，热泵机组可以预先构建目标运行模式与能力计算映射表的对应关系。在按照第一需求判断策略确定热泵机组的目标运行模式后，热泵机组可以根据目标运行模式与能力计算映射表的对应关系，确定目标运行模式对应的能力计算映射表，然后基于对应的能力计算映射表计算目标运行模式下的目标输出频率，并控制压缩机按照目标输出频率运行。本申请实施例主要对在制冷模式或制冷加生活热水模式时，确定压缩机在当前运行周期的目标输出频率的方式进行说明。

在本申请的一些实施例中，基于预存的能力计算映射表计算目标运行模式下的目标输出频率，包括：获取热泵机组在当前运行周期的空调侧出水温度与制冷目标温度；基于空调侧出水温度与制冷目标温度，确定目标温差；基于目标温差与历史温差，确定目标温差变化率，历史温差为当前运行周期的上一运行周期的温差；基于目标温差与目标温差变化率，从能力计算映射表中匹配目标频率调整参数；基于目标频率调整参数与上一运行周期的历史输出频率，计算得到当前运行周期的目标输出频率。

在一些实施例中，目标运行模式为制冷模式或制冷加生活热水模式时，预存的能力计算映射表包括预设的多组温差范围、多组温差变化率范围及温差范围、温差变化率范围及频率调整参数的对应关系。目标温差表示当前运行周期的制冷温差。目标温差变化率表当前运行周期的温差相对于当前运行周期的上一运行周期的温差的变化。压缩机的目标输出频率是指压缩机在当前运行周期的输出频率。其中，运行周期可以自定义设置，例如可以设置为30秒。预存的能力计算映射表中的多组温差范围、多组温差变化率范围及对应频率调整参数可以自定义设置。

在一些实施例中，在确定目标运行模式为制冷模式或制冷加生活热水模式时，热泵机组可以按照公式u(k)＝u(k-1)+△u(k)确定热泵机组中压缩机在当前运行周期的目标输出频率。式中，u(k)表示压缩机的目标输出频率；u(k-1)表示压缩机在当前运行周期的上一运行周期的历史输出频率；△u(k)表示目标频率调整参数。也就是说，热泵机组可以根据上一运行周期的历史输出频率与目标频率调整参数确定当前运行周期的目标输出频率。其中，目标频率调整参数△u(k)可以根据目标温差、目标温差变化率及预存的能力计算映射关系表确定。

在一些实施例中，在根据目标温差、目标温差变化率及预存的能力计算映射关系表确定目标品率调整参数的过程中，热泵机组可以获取热泵机组在当前运行周期的空调侧出水温度与制冷目标温度。其中，如图1所示，空调侧出水温度可以通过第四温度传感器检测得到。制冷目标温度可以为预先设置的制冷需求温度，可以自定义设置。然后热泵机组可以基于空调侧出水温度与制冷目标温度，确定当前运行周期的目标温差，并获取热泵机组在当前运行周期的上一运行周期的历史温差。基于目标温差与历史温差，确定目标温差变化率。由于预存的能力计算映射表包括预设的多组温差范围、多组温差变化率范围及温差范围、温差变化率范围及频率调整参数的对应关系，因此热泵机组可以基于目标温差与所述目标温差变化率，可以从所述能力计算映射表中匹配目标频率调整参数。

在一些实施例中，热泵机组可以将当前运行周期的空调侧出水温度与制冷目标温度代入下述公式：温差＝(制冷目标温度-预设参数)-空调侧出水温度，确定出当前运行周期的目标温差。其中，预设参数可以自定义设置，例如预设参数可以设置为1℃。

在一些实施例中，热泵机组可以将历史温差与目标温差的差值作为目标温差变化率。

在一些实施例中，热泵机组基于目标温差与目标温差变化率，从能力计算映射表中匹配目标频率调整参数，包括：确定目标温差对应的目标温差范围，及确定目标温差变化率对应的目标变化率范围；从能力计算映射表中匹配出目标温差范围与目标变化率范围对应的目标频率调整参数。

在一些实施例中，在实现基于目标温差与目标温差变化率，从能力计算映射表中匹配出目标频率调整参数的过程中，热泵机组可以从能力计算映射表中的多组温差范围中匹配出目标温差对应的目标温差范围，并从多组温差变化率范围中匹配出目标温差变化率对应的目标变化率范围。然后，热泵机组根据能力计算映射表中温差范围、温差变化率范围及频率调整参数的对应关系，可以确定出目标温差及目标温差变化率对应的目标频率调整参数。

作为一示例，请参阅下表1，下表1所示为本申请实施例提供的目标运行模式为制冷模式或制冷加生活热水模式时的能力计算映射表。如下表1所示，能力计算映射表中包括预设的多组温差范围、多组温差变化率范围、及温差范围、温差变化率范围及频率调整参数的对应关系。其中，预存的能力计算映射表中的多组温差范围、多组温差变化率范围及对应频率调整参数可以自定义设置，表1中的设置为示例说明，本申请对多组温差范围、多组温差变化率范围及对应频率调整参数的具体数值不做限定。

作为一示例，若确定目标温差为1，目标温差变化率为0.3，根据表1所示，可知目标温差对应的目标温差范围为(0.3，1.5]，目标温差变化率对应的目标变化率范围为(0.2，0.4]，根据表1中温差范围、温差变化率范围及频率调整参数的对应关系可以确定目标频率调整参数为a34。从而可知，压缩机在当前运行周期的目标输出频率等于压缩机在上一运行周期的输出频率。

表1

在一些实施例中，热泵机组中压缩机的输出频率的高低影响热泵机组的制冷或制备生活热水的效果。热泵机组可以通过对压缩机的输出频率进行调整，使得热泵机组在不同符合条件下运行更加高效，且能够有效地保持温度(例如制冷的温度)的稳定。

在本申请的一些实施例中，热泵机组可以按照第二需求判断策略切换目标运行模式，目标运行模式包括制冷模式、制冷加生活热水模式、待机模式、报警停机模式和电加热模式中的任一种。

在一些实施例中，热泵机组控制压缩机按照目标输出频率运行目标运行模式之后，热泵机组可以对热水温度、热水出水温度、热水进水温度、排气温度等参数进行实时监测，当热水温度、热水出水温度、热水进水温度、排气温度等参数满足一定条件时，热泵机组可以控制进行目标运行模式的切换，以确保热泵机组高效运行，及避免不必要的能源浪费。

在一些实施例中，目标运行模式包括但不限于制冷模式、制冷加生活热水模式、待机模式、报警停机模式及电加热模式中的任一种。

在本申请的一些实施例中，按照第二需求判断策略切换目标运行模式，包括：若满足如下任一种条件，切换目标运行模式：在第一时长内，热泵机组的热水出水温度大于第一温度阈值；在第二时长内，热泵机组的排气温度与热水进水温度的差值小于第二温度阈值；在第三时长内，热泵机组的热水进水温度大于第三温度阈值；热泵的空调侧出水温度小于热泵的制冷目标温度与停机温差的和。

在一些实施例中，第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值、第一时长、第二时长、第三时长均可以自定义设置。例如，第一温度阈值可以设置为63℃，第二温度阈值可以设置为8℃，第三温度阈值可以设置为60℃，第一时长可以设置为5秒，第二时长可以设置为10分钟，第三时长可以设置为5秒。其中，如图1所示，热泵机组可以通过第二温度传感器检测热水出水温度。

在一些实施例中，热泵的空调侧出水温度小于所述热泵的制冷目标温度与停机温差的和时，表明热泵机组提供的制冷功能能够满足用户对制冷的需求。若(在预设时长内)热泵的空调侧出水温度小于热泵的制冷目标温度与停机温差的和，热泵机组可以将控制目标运行模式切换为待机模式。其中预设的时长可以自定义设置。

在一些实施例中，触发热泵机组切换目标运行模式的条件包括但不限于在第一时长内热泵机组的热水出水温度大于第一温度阈值；或在第二时长内热泵机组的排气温度与热水进水温度的差值小于第二温度阈值；或在第三时长内热泵机组的热水进水温度大于第三温度阈值；热泵的空调侧出水温度小于热泵的制冷目标温度与停机温差的和。

在本申请的一些实施例中，所述按照第二需求判断策略切换所述目标运行模式，包括：若确定所述热泵机组的热水温度小于第四温度阈值，将所述目标运行模式切换为电加热模式。

需要说明的是，电加热模式主要是指生活热水箱10内设有电辅助加热器可以协助加快制生活热水的速度，电辅助加热器可以为PTC电加热棒或者纳米管加热棒，通过生活热水换热器加上电辅助加热器可以快速补充生活热水箱10中的热能，实现热水的持续供应。

在一些实施例中，若检测到热泵机组的热水温度小于第四温度阈值，表明生活热水水箱中的热水温度过低，为尽快满足用户对生活热水的需求，热泵机组可以将目标运行模式切换为电加热模式，辅助对生活热水水箱中的水进行加热。其中，第四温度阈值可以自定义设置，例如第四温度阈值可以设置为45℃。

作为一示例，请参阅图4，图4所示为本申请实施例提供的热泵机组的控制方法的控制原理示例图。如图4所示，以空调为例，在夏季，空调中的热泵机组可以在制冷过程中，实现生活热水的制备。此时热泵机组主要以满足用户对制冷的需求为主(即理解为制冷优先)，可以控制热泵机组运行制冷加生活热水模式直至热水温度升至60℃时，热泵机组制备的生活热水能够用户对生活热水的需求，此时热泵机组若仍存在制冷需求，可以控制热泵机组切换为制冷模式；若热泵机组不存在制冷需求，可以控制热泵机组切换为待机模式以节约能耗。当热水温度低于45℃时，热泵机组可以启动电加热，提高热水温度。当热水温度提升至55℃时，热泵机组可以关闭电加热。

在本申请的一些实施例中，热泵机组包括第一阀门与第二阀门。若目标运行模式为制冷模式，控制第一阀门关阀及控制第二阀门开阀；若目标运行模式为制冷加生活用水模式，控制第一阀门开阀及控制第二阀门关阀。

在一些实施例中，第一阀门可以为如图1所示的第一三通阀，第二阀门可以为如图1所示的第二三通阀。第一阀门开阀可以是指第一三通阀的第二接口、第三接口开启，第一接口关闭；第一阀门关阀可以是指第一三通阀的第一接口、第三接口开启，第二接口关闭。第二阀门开阀可以是指第二三通阀的第二接口、第三接口开启，第一接口关闭；第二阀门关阀可以是指第二三通阀的第一接口、第三接口开启，第二接口关闭。

在一些实施例中，目标运行模式为制冷模式时，热泵机组可以控制第一阀门关阀及控制第二阀门开阀，具体的冷媒运行图可以参阅图2所示。目标运行模式为制冷加生活用水模式时，热泵机组可以控制第一阀门开阀及控制第二阀门关阀，具体的冷媒运行图可以参阅图1所示。

本申请实施例提供的一种热泵机组的控制方法中，热泵机组确定热泵机组的待运行模式为制冷加生活热水模式时，按照第一需求判断策略确定热泵机组的目标运行模式，控制热泵机组按照目标运行模式运行。其中目标运行模式包括制冷模式与制冷加生活热水模式中的任一种。为保障热泵机组稳定运行，提高热泵机组的运行效率，热泵机组确定目标运行模式之后，基于预存的能力计算映射表计算目标运行模式下的目标输出频率。然后，热泵机组控制压缩机按照目标输出频率运行，避免出现热泵机组因过负荷而损坏等，影响热泵机组的工作效率。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请的一个实施例中，提供一种热泵机组的控制装置500，所述热泵机组包括压缩机，该热泵机组的控制装置500能够实现的功能与上述实施例中热泵机组的控制方法一一对应。如图5所示，该热泵机组的控制装置500包括设置模块501，用于将热泵机组的待运行模式设置为制冷加生活热水模式；确定模块502，用于按照第一需求判断策略确定热泵机组的目标运行模式，目标运行模式包括制冷模式和制冷加生活热水模式中的任一种；控制模块503，用于基于预存的能力计算映射表计算目标运行模式下的目标输出频率，并控制压缩机按照目标输出频率运行。

关于热泵机组的控制装置500的具体限定可以参见上文中对于热泵机组的控制方法的限定，在此不再赘述。上述热泵机组的控制装置500中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于热泵机组中的处理器中，也可以以软件形式存储于热泵机组中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

请参阅图6所示，为本申请实施例提供的一种热泵机组的结构示意图。该热泵机组100可以应用于空调等应用场景中。热泵机组100所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、虚拟专用网络(Virtual Private Network，VPN)等。

如图6所示，该热泵机组100包括通过通信模块101、存储器102、处理器103、输入/输出(Input/Output，I/O)接口104及总线105。处理器103通过总线105分别耦合于通信模块101、存储器102、I/O接口104。

通信模块101可以是无线通信模块或者移动通信模块。无线通信模块可以提供应用在热泵机组100上的包括无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)(例如，无线保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(Bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，调频(Frequency Modulation，FM)，近距离无线通信技术(Near Field Communication，NFC)，红外技术(Infrared，IR)等无线通信的解决方案。移动通信模块可以提供应用在热泵机组100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。

存储器102可以包括一个或多个随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)和一个或多个非易失性存储器(Non-volatile Memory，NVM)。随机存取存储器可以由处理器103直接进行读写，可以用于存储操作系统或其他正在运行中的程序的可执行程序(例如机器指令)，还可以用于存储用户及应用的数据等。随机存取存储器可以包括静态随机存储器(Static Random-access memory，SRAM)、动态随机存储器(Dynamic Random-accessmemory，DRAM)、同步动态随机存储器(Synchronous Dynamic Random-access memory，SDRAM)、双倍资料率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate Synchronous DynamicRandom-access memory，DDR SDRAM，例如第五代DDR SDRAM一般称为DDR5 SDRAM)等。

非易失性存储器也可以存储可执行程序和存储用户及应用的数据等，可以提前加载到随机存取存储器中，用于处理器103直接进行读写。非易失性存储器可以包括磁盘存储器件、快闪存储器(flash memory)。

存储器102用于存储一个或多个计算机程序。一个或多个计算机程序被配置为被处理器103执行。该一个或多个计算机程序包括多个指令，多个指令被处理器103执行时，可实现在热泵机组100上执行的热泵机组的控制方法。

在其他实施例中，所述热泵机组100还包括外部存储器接口，用于连接外部的存储器，实现扩展热泵机组100的存储能力。

处理器103可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器103可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

处理器103提供计算和控制能力，例如，处理器103用于执行存储器102内存储的计算机程序，以实现上述的热泵机组的控制方法。

I/O接口104用于提供用户输入或输出的通道，例如I/O接口104可用于连接各种输入输出设备，例如，鼠标、键盘、触控装置、显示屏等，使得用户可以录入信息，或者使信息可视化。

总线105至少用于提供热泵机组100中的通信模块101、存储器102、处理器103、I/O接口104之间相互通信的通道。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对热泵机组100的具体限定。在本申请另一些实施例中，热泵机组100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

本申请实施例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上存储有计算机程序，所述计算机程序中包括程序指令，所述程序指令被执行时所实现的方法可参照本申请上述各个实施例中的热泵机组的控制方法。

其中，所述计算机可读存储介质可以是上述实施例所述的热泵机组的内部存储器，例如所述热泵机组的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述热泵机组的外接存储设备，例如所述热泵机组上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。

进一步地，所述计算机可读存储介质可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据热泵机组的使用所创建的数据等。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种热泵机组的控制方法，所述热泵机组包括压缩机，其特征在于，所述控制方法包括：

将所述热泵机组的待运行模式设置为制冷加生活热水模式；

按照第一需求判断策略确定所述热泵机组的目标运行模式，所述目标运行模式包括制冷模式和制冷加生活热水模式中的任一种；

基于预存的能力计算映射表计算所述目标运行模式下的目标输出频率，并控制所述压缩机按照所述目标输出频率运行。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述按照第一需求判断策略确定所述热泵机组的目标运行模式，包括：

若所述热泵机组存在制冷需求，且所述热泵机组的热水温度、热水进水温度及排气温度均满足第一条件，确定所述目标运行模式为制冷加生活热水模式。

3.如权利要求2所述的热泵机组的控制方法，其特征在于，所述按照第一需求判断策略确定所述热泵机组的目标运行模式，包括：

若所述热泵机组不存在所述制冷需求，且所述热水温度、所述热水进水温度均满足第一条件，则控制所述热泵机组不启动。

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取所述热泵机组的制冷目标温度、空调侧出水温度及开机温差；

若确定在预设时长内所述空调侧出水温度大于或等于所述制冷目标温度与所述开机温差的和，确定所述热泵机组存在所述制冷需求；

若确定在预设时长内所述空调侧出水温度小于所述制冷目标温度与所述开机温差的和，确定所述热泵机组不存在所述制冷需求。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于预存的能力计算映射表计算所述目标运行模式下的目标输出频率，包括：

获取所述热泵机组在当前运行周期的空调侧出水温度与制冷目标温度；

基于所述空调侧出水温度与所述制冷目标温度，确定目标温差；

基于所述目标温差与历史温差，确定目标温差变化率，所述历史温差为所述当前运行周期的上一运行周期的温差；

基于所述目标温差与所述目标温差变化率，从所述能力计算映射表中匹配目标频率调整参数；

基于所述目标频率调整参数与所述上一运行周期的历史输出频率，计算得到所述当前运行周期的所述目标输出频率。

6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

按照第二需求判断策略切换所述目标运行模式，所述目标运行模式包括制冷模式、制冷加生活热水模式、待机模式、报警停机模式和电加热模式中的任一种。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述按照第二需求判断策略切换所述目标运行模式，包括：

若满足如下任一种条件，切换所述目标运行模式：

在第一时长内，所述热泵机组的热水出水温度大于第一温度阈值；

在第二时长内，所述热泵机组的排气温度与热水进水温度的差值小于第二温度阈值；

在第三时长内，所述热泵机组的热水进水温度大于第三温度阈值；

所述热泵的空调侧出水温度小于所述热泵的制冷目标温度与停机温差的和。

8.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述按照第二需求判断策略切换所述目标运行模式，包括：

若确定所述热泵机组的热水温度小于第四温度阈值，将所述目标运行模式切换为电加热模式。

9.一种热泵机组，其特征在于，所述热泵机组包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现如权利要求1至8中任意一项所述的热泵机组的控制方法。

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可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的热泵机组的控制方法。