CN117628759A - 一种空气源热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气源热泵系统，通过设置的组合式储液器及与所述组合式储液器配合的改进的开机、关机防回液控制程序，可有效避免机组启动过程中回液情况发生，缩短制冷系统从启动到稳定运行的时间，有效解决了压缩机因启动过程中产生液击的难题，提高机组的可靠性及使用寿命，同时在压缩机关机过程，将系统过量的制冷剂回收到组合式储液器中，避免机组下一阶段开机短时间内冷媒过多的问题。

Description

一种空气源热泵系统

技术领域

本发明涉及热泵领域，尤其涉及一种空气源热泵系统。

背景技术

热泵系统从机组启动到稳定运行的过程中存在一既定的冷媒迁移过程，在冷媒迁移的过程中热泵系统的机组不会马上输出稳定的制冷或制热能力，或输出的制冷或制热能力比较低。以制冷为例，压缩机启动后，热泵系统在稳定运行制冷工作前，需要在冷凝器及蒸发器之间建立高低压差，该过程表示为：

储液器的冷媒迁移至压缩机，经压缩机做功后迁移至冷凝器，经冷凝器交换热量后流经节流阀，经节流阀控制流量后迁移至蒸发器，经蒸发器交换冷量后迁移回压缩机。

在上述的迁移循环过程中，冷媒在冷凝器和蒸发器间建立高低压差，直至系统高/低压力达到一个稳定状态并维持该状态时，实现蒸发器、冷凝器连续不断地吸取热量和释放热量。可见，热泵系统在实现冷凝器和蒸发器间建立适合工作的高低压差的过程中，压缩机会因吸入大量的液态冷媒发生严重的液击问题，影响压缩机使用寿命。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种空气源热泵系统，该系统具有开机防回液运行控制及关机回收冷媒的装置，其具有避免压缩机在开机的短时间内出现冷媒过多导致严重液击的优点。

一种空气源热泵系统，包括通过冷媒循环管路连接的压缩机、四通阀、水源侧换热器、组合式储液器、控制阀模块、空气侧换热器，及若干温度传感器与压力传感器，及与所述压缩机、所述控制阀模块、所述温度传感器和所述压力传感器电连接和/或通讯连接的控制器，所述控制器通过下述方法调控压缩机和控制阀模块：

当控制器接收开机指令后，获取环境温度，并根据预设的冷媒最优低压压力值数据库确定与所述环境温度对应的最优低压压力值，并根据所述最优冷媒低压压力值确定控制阀模块各阀的初始开度；

启动压缩机，获取热泵系统的工作模式，根据所述工作模式确定控制阀模块各阀的启动顺序，并获取压缩机的启动经过时间，根据所述启动顺序、启动经过时间与各阀预设的启动等待时间控制各阀调节至对应的初始开度后逐一启动；并进一步获取当前时刻低压压力值，并计算所述最优低压压力值与当前时刻低压压力值的压力差，并根据所述压力差确定各阀的调阀速率，并控制各阀开度按照对应的调阀速率在第一限定时间内调至热泵系统稳定运行所需开度。

与现有技术相比，本发明通过设置的组合式储液器及与所述组合式储液器配合的改进的开机防回液控制程序，可以有效避免机组启动过程中回液情况发生，也缩短了制冷系统从启动到稳定运行的时间，有效解决了压缩机因启动过程中产生液击的难题，提高机组的可靠性及使用寿命。

进一步地，所述组合式储液器包括两个独立密封腔室，一密封腔室为气液分离室，一密封腔室为储液室；所述气液分离室开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔通过气管与控制阀模块的第一吸气控制阀连接，所述第二通孔通过气管与控制阀模块的第二吸气控制阀连接，所述第一吸气控制阀和第二吸气控制阀控制进出气液分离室的冷媒流量；所述储液室开设有第三通孔和第四通孔，所述第三通孔通过液管与控制阀模块的第一电子膨胀阀连接，所述第四通孔通过液管与控制阀模块第二电子膨胀阀连接，所述第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀控制进出储液室的冷媒流量。

进一步地，所述控制器调控压缩机和控制阀模块还包括以下步骤：

当控制器接收停机指令后，控制压缩机降频运行，根据所述工作模式确定控制阀模块各阀的关闭顺序，并获取降频经过时间，根据所述关闭顺序、降频经过时间与各阀预设的关闭等待时间控制各阀在第二限定时间内关闭。

本发明通过设置的与所述组合式储液器配合的改进的关机防回液控制程序，将系统过量的制冷剂回收到组合式储液器中，可有效避免机组下一阶段开机短时间内冷媒过多的问题，可进一步强化保护压缩机避免其因启动过程产生液击。

进一步地，所述控制器在调控压缩机和控制阀模块前，还包括对整个系统冷媒泄露的检测，具体地：

获取储液室内冷媒的高压压力P_H、压缩机回气口冷媒的低压压力P_L，并将所述高压压力P_H、低压压力P_L与预设的高压压力标准值P_H ^S、低压压力标准值P_L ^S进行比较：

当所述高压压力P_H大于等于所述高压压力标准值P_H ^S，且低压压力P_L大于等于所述低压压力标准值P_L ^S值时，进入压缩机和控制阀模块的调控程序；

其余情况，向系统发出冷媒泄露警报信息，停止启动压缩机。

本发明通过前置对整个系统冷媒泄露的检测，可保证后续的开机、关机控制程序达到的有效的系统防回液功能。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明制冷模式下，冷媒在空气源热泵系统中的迁移示意图；

图2为本发明制热模式下，冷媒在空气源热泵系统中的迁移示意图；

图3为本发明一实施例的组合式储液器结构示意图；

图4为本发明制冷模式下，控制阀模块各阀的启动与调阀速率示意图；

图5为本发明制热模式下，控制阀模块各阀的启动与调阀速率示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚完整的描述。

为解决热泵系统在压缩机启动时吸入过多的液态冷媒，导致压缩机受到严重液击的问题，本发明提出一种空气源热泵系统，该系统包括改进的开、关机防回液控制方法及组合式储液器。

在具体实施时，请参阅图1和图2，本发明提出的空气源热泵系统包括压缩机10、四通阀20、水源侧换热器30、组合式储液器40、控制阀模块50、空气侧换热器60，温度传感器(图未示)、压力采集模块80、控制器(图未示)及其他辅助管件。所述压缩机10、四通阀20、水源侧换热器30、组合式储液器40、控制阀模块50和空气侧换热器60依次通过冷媒管路循环连接。所述控制器与压缩机10、控制阀模块50、温度传感器和压力采集模块80电连接和/或通讯连接。

请参阅图3，所述组合式储液器40包括两个独立的密封腔室，两独立密封腔室呈同心圆紧密排布，其中，位于内圆的密封腔室为气液分离室41，位于外圆环的密封腔室为储液室42。

所述气液分离室41为一底部密封的圆柱型空腔室，其顶盖开有第一通孔、第二通孔。所述气液分离室41还包括一进气管412和一出气管413。所述进气管412一端插入第一通孔与所述气液分离室41的上腔室连通，另一端通过冷媒管路与四通阀20的回气口S连通。所述出气管413的一端设置成U型管，该U型管安装在所述气液分离室41内且其U型连接部设置在所述气液分离室41的最底端。所述U型管的一端与所述气液分离室41的上腔室连通，另一端穿过第二通孔通过冷媒管路与压缩机10的回气口B连通。从四通阀20的回气口S回来的气液混合冷媒从进气管412进入气液分离室41，利用气、液比重差异，液态的冷媒及少量携带出的冷冻机油在重力作用下下沉，气态冷媒上浮，进而实现气、液分离。

进一步地，所述U型管在U型连接部位设置回油过滤孔414，使气态冷媒在流经所述回油过滤孔414时产生一定的负压，在负压的作用下吸取一定量的冷冻油，所述冷冻油随气态冷媒流回压缩机时对压缩机进行润滑，保证压缩机的正常运转。

所述储液室42为一底部密封的圆环柱型空腔室，其顶盖开有第三通孔和第四通孔，该圆环柱型空腔室与所述气液分离室41的圆柱型空腔室同圆心，且其内直径略大于所述气液分离室41的外直径，使所述气液分离室41能无缝套接入储液室42。所述储液室42还包括第一液管422和第二液管423。所述第一液管422一端插入第三通孔与所述储液室42的下腔室连通；其另一端通过冷媒管路与水源侧换热器30连通。所述第二液管423一端插入第四通孔与所述储液室42的下腔室连通；其另一端通过冷媒管路与空气侧换热器60连通。

所述组合式储液器40通过储液室42与气液分离室41的热量交换，让气液分离室41中低温未蒸发完全的液态冷媒再次吸热蒸发，避免压缩机吸入液态冷媒产生液击，同时又能保证气液分离室内温度恒定，有效解决系统低温下冷冻油粘度过大及冷冻油与气态冷媒分离的问题；所述组合式储液器40通过气液分离室41与储液室42的冷量交换，让储液室42中的高压中温液态冷媒进一步过冷从而达到提高整机输出能力和能效比。

所述控制阀模块50包括第一电子膨胀阀51、第二电子膨胀阀52、第一吸气控制阀53和第二吸气控制阀54。所述第一电子膨胀阀51设置在所述储液室42的第一液管422与所述水源测换热器30连通的冷媒管路间，用于控制流经第一液管422的液态冷媒流量。所述第二电子膨胀阀52设置在所述储液室42的第二液管423与所述空气侧换热器60连通的冷媒管路间，用于控制流经第二液管423的液态冷媒流量。所述第一吸气控制阀53设置在所述气液分离室41的进气管412与所述四通阀20的回气口S连通冷媒管路间，用于控制流入气液分离室41的气态冷媒流量。所述第二吸气控制阀54设置在所述气液分离室41的出气管413与所述压缩机10的回气口B连通的冷媒管路间，用于控制流入压缩机10的气态冷媒流量。

所述温度传感器用于采集环境的温度信号，并将所述温度信号传输给控制器，其设置位置本申请不作限制，只要其能将环境温度信号传输给控制器即可。

所述压力采集模块80包括第一压力传感器81和第二压力传感器82。所述第一压力传感器81设置在所述储液室42，用于测量高压中温液态冷媒的高压压力P_H，并将压力信号传输给控制器。所述第二压力传感器82设置在所述压缩机10的回气口B端，用于测量低温低压气态冷媒的低压压力P_L，并将压力信号传输给控制器。

请参阅图1和图2，当热泵系统制冷时，高温高压气态冷媒从所述压缩机10的排气口A经四通阀20的进气口D、第一工作气口E后进入空气侧换热器60散热变成高压中温液态冷媒，再经第二电子膨胀阀52、第二液管423进入储液室42与气液分离室41换热后变成中压中温的液体冷媒，再经第一液管422、第一电子膨胀阀51节流降压后进入水源侧换热器30吸热蒸发成低温低压气态冷媒，再经四通阀20的第二工作气口C、回气口S、第一吸气控制阀53、进气管412进入气液分离室41，进一步从储液室42吸热将蒸发回来没完全蒸发的液体冷媒蒸发，再携带冷冻油经出气管413回到压缩机10的回气口B。

当热泵系统制热时，高温高压气态冷媒从所述压缩机10的排气口A经四通阀20的进气口D、第二工作气口C后进入水源侧换热器30与水管路进行换热变成高压中温液态冷媒，再经第一电子膨胀阀51、第一液管422进入储液室42与气液分离室41换热后变成中压中温的液体冷媒，再经第二液管423、第二电子膨胀阀52节流降压后进入空气侧换热器60吸热蒸发成低温低压气态冷媒，再经四通阀20的第一工作气口E、回气口S、第一吸气控制阀53、进气管412进入气液分离室41，进一步从储液室42吸热将蒸发回来没完全蒸发的液体冷媒蒸发，再携带冷冻油经出气管413回到压缩机10的回气口B。

所述控制器接收系统工作模式指令、温度传感器70传输的温度信号和压力采集模块80传输的压力信号，并向压缩机10发送启停信号、向四通阀20发送阀口转向信号、向控制阀模块50发送开度调节信号。

所述控制器还包括存储单元和处理单元，所述存储单元用于存储预设的高压压力标准值P_H ^S、低压压力标准值P_L ^S；预设的冷媒最优低压压力值数据库；及预设的根据冷媒最优低压压力值确定的第一电子膨胀阀51、第二电子膨胀阀52、第一吸气控制阀53和第二吸气控制阀54的初始开度值数据库；各时间采集点，所述温度传感器81采集的环境温度T_E ^t、所述第一压力传感器81采集高压压力P_H ^t、所述第二压力传感器82采集的低压压力P_L ^t；及控制压缩机10启停，四通阀20阀口转向，控制第一电子膨胀阀51、第二电子膨胀阀52、第一吸气控制阀53和第二吸气控制阀54开度调节及启停的程序。所述处理单元用于计算所述热泵机组在当前时刻的低压压力值与当前时刻环境温度对应的冷媒平衡压力值的压差值，并根据压差值确定吸气控制阀及电子膨胀阀的初始开度，从而对吸气控制阀及电子膨胀阀进行开度调节。

在启动压缩机前，控制器先行对整个系统冷媒泄露进行检测：

S00获取储液室内冷媒的高压压力P_H、压缩机回气口冷媒的低压压力P_L，并将所述高压压力P_H、低压压力P_L与预设的高压压力标准值P_H ^S、低压压力标准值P_L ^S进行比较：

当所述高压压力P_H大于等于所述高压压力标准值P_H ^S，且低压压力P_L大于等于所述低压压力标准值P_L ^S值时，执行步骤S10～S30；

其余情况，向系统发出冷媒泄露警报信息，停止启动压缩机。

接着，请参阅图4，控制器通过以下步骤控制热泵系统的压缩机10的启停，及第一电子膨胀阀51、第二电子膨胀阀52、第一吸气控制阀53和第二吸气控制阀54的启停及开度调节。

S10接收开机指令，获取环境温度T_E，并根据预设的冷媒最优低压压力值数据库确定与所述环境温度T_E对应的最优低压压力值P_L ^target，并根据所述最优冷媒低压压力值P_L ^target确定控制阀模块各阀的初始开度K⁰。

具体地，所述冷媒最优低压压力即为冷媒在机组处于当前环境温度下最可靠、最高效工作时制冷系统的蒸发压力。

所述控制阀模块包括第一吸气控制阀、第二吸气控制阀、第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀。所述第一吸气控制阀的初始开度为K₁ ⁰；所述第二吸气控制阀的初始开度为K₂ ⁰；所述第一电子膨胀阀的初始开度为K₃ ⁰；所述第二电子膨胀阀的初始开度为K₄ ⁰。

S20启动压缩机，获取热泵系统的工作模式，根据所述工作模式确定控制阀模块各阀的启动顺序，并获取压缩机的启动经过时间Δt，根据所述启动顺序、启动经过时间Δt与各阀预设的启动等待时间Δt_i ^ON控制各阀调节至对应的初始开度K⁰后逐一启动；并进一步获取当前时刻低压压力值P_L ^t，并计算所述最优低压压力值P_L ^target与当前时刻低压压力值P_L ^t的压力差ΔP_L ^t，并根据所述压力差ΔP_L ^t确定各阀的调阀速率，并控制各阀开度按照对应的调阀速率在第一限定时间Δt₁ ^限定内调至热泵系统稳定运行所需开度。

(一)制冷模式

请参阅图4，热泵系统处于制冷模式，控制阀模块的启动顺序为：第一吸气控制阀、第二吸气控制阀、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀，具体启动及开度调节情况如下。

当所述启动经过时间Δt等于第一吸气控制阀启动等待时间Δt₁ ^ON-C时，控制第一吸气控制阀的开度调节至其初始开度K₁ ⁰后启动第一吸气控制阀；并实时获取当前时刻低压压力值P_L ^t，并计算所述最优低压压力值P_L ^target与当前时刻低压压力值P_L ^t的压力差ΔP_L ^t，并根据所述压力差ΔP_L ^t确定第一吸气控制阀的调阀速率R_K1，并控制第一吸气控制阀开度按照其调阀速率R_K1进行调节；同时，保持其他三阀处于关闭状态。

当所述启动经过时间Δt等于第二吸气控制阀启动等待时间Δt₂ ^ON-C时，控制第二吸气控制阀的开度调节至其初始开度K₂ ⁰后启动第二吸气控制阀；并实时获取当前时刻低压压力值P_L ^t，并计算所述最优低压压力值P_L ^target与当前时刻低压压力值P_L ^t的压力差ΔP_L ^t，并根据所述压力差ΔP_L ^t确定第二吸气控制阀的调阀速率R_K2，并控制第二吸气控制阀开度按照其调阀速率R_K2进行调节；同时，保持第一吸气控制阀处于调节状态，保持其他二阀处于关闭状态。

当所述启动经过时间Δt等于第一电子膨胀阀启动等待时间Δt₃ ^ON-C时，控制第一电子膨胀阀的开度调节至其初始开度K₃ ⁰后启动第一电子膨胀阀；并实时获取当前时刻低压压力值P_L ^t，并计算所述最优低压压力值P_L ^target与当前时刻低压压力值P_L ^t的压力差ΔP_L ^t，并根据所述压力差ΔP_L ^t确定第一电子膨胀阀的调阀速率R_K3，并控制第一电子膨胀阀开度按照其调阀速率R_K3进行调节；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀处于调节状态，保持第二电子膨胀阀处于关闭状态。

当所述启动经过时间Δt等于第二电子膨胀阀启动等待时间Δt₄ ^ON-C时，控制第二电子膨胀阀的开度调节至其初始开度K₄ ⁰后启动第二电子膨胀阀；并实时获取当前时刻低压压力值P_L ^t，并计算所述最优低压压力值P_L ^target与当前时刻低压压力值P_L ^t的压力差ΔP_L ^t，并根据所述压力差ΔP_L ^t确定第二电子膨胀阀的调阀速率R_K4，并控制第二电子膨胀阀开度按照其调阀速率R_K4进行调节；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第一电子膨胀阀处于调节状态。

当所述启动经过时间Δt等于开机防回液控制的第一限定时间Δt₁ ^限定时，所述第一吸气控制阀、第二吸气控制阀的开度调节至热泵系统稳定运行所需开度；所述第一电子膨胀阀的开度调节至热泵系统稳定运行的PID控制程序所需开度；所述第二电子膨胀阀的开度调节至全开模式。

所述Δt₁ ^ON-C、Δt₂ ^ON-C、Δt₃ ^ON-C和Δt₄ ^ON-C满足Δt₁ ^ON-C<Δt₂ ^ON-C<Δt₃ ^ON-C<Δt₄ ^ON-C<Δt₁ ^限定，其中Δt₁ ^限定的取值范围在5min～7min。

(二)制热模式

请参阅图5，热泵系统处于制热模式，控制阀模块的启动顺序为：第一吸气控制阀、第二吸气控制阀、第二电子膨胀阀、第一电子膨胀阀，其中第一吸气控制阀和第二吸气控制阀的启动和开度调节与制冷模式中的启动和开度调节一致，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的启动顺序与制冷模式中不同，具体不同的情况如下。

当所述启动经过时间Δt等于第一吸气控制阀启动等待时间Δt₁ ^ON-H时，控制第一吸气控制阀的开度调节至其初始开度K₁ ⁰后启动第一吸气控制阀；并实时获取当前时刻低压压力值P_L ^t，并计算所述最优低压压力值P_L ^target与当前时刻低压压力值P_L ^t的压力差ΔP_L ^t，并根据所述压力差ΔP_L ^t确定第一吸气控制阀的调阀速率R_K1，并控制第一吸气控制阀开度按照其调阀速率R_K1进行调节；同时，保持其他三阀处于关闭状态。

当所述启动经过时间Δt等于第二吸气控制阀启动等待时间Δt₂ ^ON-H时，控制第二吸气控制阀的开度调节至其初始开度K₂ ⁰后启动第二吸气控制阀；并实时获取当前时刻低压压力值P_L ^t，并计算所述最优低压压力值P_L ^target与当前时刻低压压力值P_L ^t的压力差ΔP_L ^t，并根据所述压力差ΔP_L ^t确定第二吸气控制阀的调阀速率R_K2，并控制第二吸气控制阀开度按照其调阀速率R_K2进行调节；同时，保持第一吸气控制阀处于调节状态，保持其他二阀处于关闭状态。

当所述启动经过时间Δt等于第二电子膨胀阀启动等待时间Δt₄ ^ON-H时，控制第二电子膨胀阀的开度调节至其初始开度K₄ ⁰后启动第二电子膨胀阀；并实时获取当前时刻低压压力值P_L ^t，并计算所述最优低压压力值P_L ^target与当前时刻低压压力值P_L ^t的压力差ΔP_L ^t，并根据所述压力差ΔP_L ^t确定第二电子膨胀阀的调阀速率R_K4，并控制第二电子膨胀阀开度按照其调阀速率R_K4进行调节；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀处于调节状态，保持第一电子膨胀阀处于关闭状态。

当所述启动经过时间Δt等于第一电子膨胀阀启动等待时间Δt₃ ^ON-H时，控制第一电子膨胀阀的开度调节至其初始开度K₃ ⁰后启动第一电子膨胀阀；并实时获取当前时刻低压压力值P_L ^t，并计算所述最优低压压力值P_L ^target与当前时刻低压压力值P_L ^t的压力差ΔP_L ^t，并根据所述压力差ΔP_L ^t确定第一电子膨胀阀的调阀速率R_K3，并控制第二电子膨胀阀开度按照其调阀速率R_K3进行调节；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第二电子膨胀阀处于调节状态。

当所述启动经过时间Δt等于开机防回液控制的第一限定时间Δt₁ ^限定时，所述第一吸气控制阀、第二吸气控制阀的开度调节至热泵系统稳定运行所需开度；所述第二电子膨胀阀的开度调节至热泵系统稳定运行的PID控制程序所需开度；所述第一电子膨胀阀的开度调节至全开模式。

所述Δt₁ ^ON-H、Δt₂ ^ON-H、Δt₃ ^ON-H和Δt₄ ^ON-H满足Δt₁ ^ON-H<Δt₂ ^ON-H<Δt₄ ^ON-H<Δt₃ ^ON-H<Δt₁ ^限定，其中Δt₁ ^限定的取值范围在5min～7min。

S30接收停机指令，控制压缩机降频运行，根据所述工作模式确定控制阀模块各阀的关闭顺序，并获取降频经过时间Δt_J，根据所述关闭顺序、降频经过时间Δt_J与各阀预设的关闭等待时间Δt_i ^OFF控制各阀在第二限定时间Δt₂ ^限定内关闭。

(一)制冷模式

请参阅图4，热泵系统处于制冷模式，控制阀模块的关闭顺序为：先关闭第一电子膨胀阀，接着同时关闭第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第二电子膨胀阀，具体关闭情况如下。

当所述降频经过时间Δt_J等于第一电子膨胀阀等待关闭时间Δt₃ ^OFF-C时，控制第一电子膨胀阀关闭；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第二电子膨胀阀处于降频调节状态。

当所述压缩机完全停止输出，同时关闭第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第二电子膨胀阀。

(二)制热模式

请参阅图5，热泵系统处于制热模式，控制阀模块的关闭顺序为：先关闭第二电子膨胀阀，接着同时关闭第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第一电子膨胀阀，具体关闭情况如下。

当所述降频经过时间Δt_J等于第二电子膨胀阀等待关闭时间Δt₄ ^OFF-H时，控制第二电子膨胀阀关闭；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第一电子膨胀阀处于降频调节状态。

当所述压缩机完全停止输出，同时关闭第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第一电子膨胀阀。

本申请所述的空气源热泵系统，通过设置的气液分离室及分别控制气、液流量的吸气控制阀、电子膨胀阀，结合设计的开机防回液控制程序和关机防回液控制程序，可有效的解决热泵系统在压缩机启动时吸入过多的液态冷媒，导致压缩机受到严重液击的问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种空气源热泵系统，包括通过冷媒循环管路连接的压缩机、四通阀、水源侧换热器、组合式储液器、控制阀模块、空气侧换热器，及若干温度传感器与压力传感器，及与所述压缩机、所述控制阀模块、所述温度传感器和所述压力传感器电连接和/或通讯连接的控制器，其特征在于，所述控制器通过下述方法调控压缩机和控制阀模块：

当控制器接收开机指令后，获取环境温度，并根据预设的冷媒最优低压压力值数据库确定与所述环境温度对应的最优低压压力值，并根据所述最优冷媒低压压力值确定控制阀模块各阀的初始开度；

启动压缩机，获取热泵系统的工作模式，根据所述工作模式确定控制阀模块各阀的启动顺序，并获取压缩机的启动经过时间，根据所述启动顺序、启动经过时间与各阀预设的启动等待时间控制各阀调节至对应的初始开度后逐一启动；并进一步获取当前时刻低压压力值，并计算所述最优低压压力值与当前时刻低压压力值的压力差，并根据所述压力差确定各阀的调阀速率，并控制各阀开度按照对应的调阀速率在第一限定时间内调至热泵系统稳定运行所需开度。

2.根据权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述组合式储液器包括两个独立密封腔室，一密封腔室为气液分离室，另一密封腔室为储液室；所述气液分离室开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔通过气管与控制阀模块的第一吸气控制阀连接，所述第二通孔通过气管与控制阀模块的第二吸气控制阀连接，所述第一吸气控制阀和第二吸气控制阀控制进出气液分离室的冷媒流量；所述储液室开设有第三通孔和第四通孔，所述第三通孔通过液管与控制阀模块的第一电子膨胀阀连接，所述第四通孔通过液管与控制阀模块第二电子膨胀阀连接，所述第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀控制进出储液室的冷媒流量。

3.根据权利要求2所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述热泵系统的工作模式为制冷模式时，所述控制器通过下述方法控制第一吸气控制阀、第二吸气控制阀、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀依次启动：

当所述启动经过时间Δt等于第一吸气控制阀启动等待时间Δt₁ ^ON-C时，控制第一吸气控制阀的开度调节至其初始开度K₁ ⁰后启动第一吸气控制阀；同时，保持其他三阀处于关闭状态；

当所述启动经过时间Δt等于第二吸气控制阀启动等待时间Δt₂ ^ON-C时，控制第二吸气控制阀的开度调节至其初始开度K₂ ⁰后启动第二吸气控制阀；同时，保持第一吸气控制阀处于调节状态，保持其他二阀处于关闭状态；

当所述启动经过时间Δt等于第一电子膨胀阀启动等待时间Δt₃ ^ON-C时，控制第一电子膨胀阀的开度调节至其初始开度K₃ ⁰后启动第一电子膨胀阀；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀处于调节状态，保持第二电子膨胀阀处于关闭状态；

当所述启动经过时间Δt等于第二电子膨胀阀启动等待时间Δt₄ ^ON-C时，控制第二电子膨胀阀的开度调节至其初始开度K₄ ⁰后启动第二电子膨胀阀；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第一电子膨胀阀处于调节状态；

当所述启动经过时间Δt等于开机防回液控制的第一限定时间Δt₁ ^限定时，所述第一吸气控制阀、第二吸气控制阀的开度调节至热泵系统稳定运行所需开度；所述第一电子膨胀阀的开度调节至热泵系统稳定运行的PID控制程序所需开度；所述第二电子膨胀阀的开度调节至全开模式。

4.根据权利要求3所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述Δt₁ ^ON-C、Δt₂ ^ON-C、Δt₃ ^ON-C和Δt₄ ^ON-C满足Δt₁ ^ON-C<Δt₂ ^ON-C<Δt₃ ^ON-C<Δt₄ ^ON-C<Δt₁ ^限定，其中Δt₁ ^限定的取值范围在5min～7min。

5.根据权利要求2所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述热泵系统的工作模式为制热模式时，所述控制器通过下述方法控制第一吸气控制阀、第二吸气控制阀、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀依次启动：

当所述启动经过时间Δt等于第一吸气控制阀启动等待时间Δt₁ ^ON-H时，控制第一吸气控制阀的开度调节至其初始开度K₁ ⁰后启动第一吸气控制阀；同时，保持其他三阀处于关闭状态；

当所述启动经过时间Δt等于第二吸气控制阀启动等待时间Δt₂ ^ON-H时，控制第二吸气控制阀的开度调节至其初始开度K₂ ⁰后启动第二吸气控制阀；同时，保持第一吸气控制阀处于调节状态，保持其他二阀处于关闭状态；

当所述启动经过时间Δt等于第二电子膨胀阀启动等待时间Δt₄ ^ON-H时，控制第二电子膨胀阀的开度调节至其初始开度K₄ ⁰后启动第二电子膨胀阀；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀处于调节状态，保持第一电子膨胀阀处于关闭状态；

当所述启动经过时间Δt等于第一电子膨胀阀启动等待时间Δt₃ ^ON-H时，控制第一电子膨胀阀的开度调节至其初始开度K₃ ⁰后启动第一电子膨胀阀；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第二电子膨胀阀处于调节状态；

当所述启动经过时间Δt等于开机防回液控制的第一限定时间Δt₁ ^限定时，所述第一吸气控制阀、第二吸气控制阀的开度调节至热泵系统稳定运行所需开度；所述第二电子膨胀阀的开度调节至热泵系统稳定运行的PID控制程序所需开度；所述第一电子膨胀阀的开度调节至全开模式。

6.根据权利要求3所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述Δt₁ ^ON-H、Δt₂ ^ON-H、Δt₃ ^ON-H和Δt₄ ^ON-H满足Δt₁ ^ON-H<Δt₂ ^ON-H<Δt₄ ^ON-H<Δt₃ ^ON-H<Δt₁ ^限定，其中Δt₁ ^限定的取值范围在5min～7min。

7.根据权利要求1至6任一项所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述控制器调控压缩机和控制阀模块还包括以下步骤：

当控制器接收停机指令后，控制压缩机降频运行，根据所述工作模式确定控制阀模块各阀的关闭顺序，并获取降频经过时间，根据所述关闭顺序、降频经过时间与各阀预设的关闭等待时间控制各阀在第二限定时间内关闭。

8.根据权利要求7所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述热泵系统的工作模式为制冷模式时，所述控制器通过下述方法调控控制阀模块：

当所述降频经过时间Δt_J等于第一电子膨胀阀等待关闭时间Δt₃ ^OFF-C时，控制第一电子膨胀阀关闭；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第二电子膨胀阀处于降频调节状态；

当所述压缩机完全停止输出，同时关闭第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第二电子膨胀阀。

9.根据权利要求7所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述热泵系统的工作模式为制热模式时，所述控制器通过下述方法调控控制阀模块：

当所述降频经过时间Δt_J等于第二电子膨胀阀等待关闭时间Δt₄ ^OFF-H时，控制第二电子膨胀阀关闭；同时，保持第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第一电子膨胀阀处于降频调节状态；

当所述压缩机完全停止输出，同时关闭第一吸气控制阀、第二吸气控制阀和第一电子膨胀阀。

10.根据权利要求2至6、8、9任一项所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述控制器在调控压缩机和控制阀模块前，还包括对整个系统冷媒泄露的检测，具体地：

获取储液室内冷媒的高压压力P_H、压缩机回气口冷媒的低压压力P_L，并将所述高压压力P_H、低压压力P_L与预设的高压压力标准值P_H ^S、低压压力标准值P_L ^S进行比较：

当所述高压压力P_H大于等于所述高压压力标准值P_H ^S，且低压压力P_L大于等于所述低压压力标准值P_L ^S值时，进入压缩机和控制阀模块的调控程序；

其余情况，向系统发出冷媒泄露警报信息，停止启动压缩机。