CN117804077A - 集热设备及其控制方法、装置、系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种集热设备及其控制方法、装置、系统和存储介质。该集热设备包括：热泵组件和太阳能集热组件，该热泵组件包括：第一换热器、第二换热器、压缩机、节流装置、冷媒管路及第三换热器。太阳能集热组件用于至少将太阳能转换为热能，该太阳能集热组件包括太阳能集热装置和循环液路，循环液路连接第一换热器及太阳能集热装置。其中，热泵组件能够从第一换热器和/或第二换热器吸收热能并传递至第三换热器，或者从第三换热器吸收热能并传递至第一换热器和/或第二换热器。如此，可以基于空气能热源和太阳能热源满足第三换热器的制热需求，进而可以在满足节能的基础上，有效提高供热的可靠性。

Description

集热设备及其控制方法、装置、系统和存储介质

技术领域

本申请涉及节能领域，尤其涉及一种集热设备及其控制方法、装置、系统和存储介质。

背景技术

热泵，一般是指空气能热泵或空气源热泵，其可以将不能直接利用的低位热能(如空气所含的热量)转换为可以利用的高位热能，从而达到节能的目的。

相关技术中，已经出现了热泵式空调、热泵式热水器等电子设备。如图1所示，热泵式热水器包括：设置于室外的蒸发器、压缩机和设置于室内的水箱，冷媒管路盘绕于水箱外壁的部分形成冷凝器，且冷媒管路连接蒸发器及压缩机，冷媒管路于冷凝器与蒸发器之间设置节流装置(如毛细管)。其中，蒸发器可以吸收空气中的热量，并经冷媒管路传递至水箱处加热水箱内的水。由于热源来自于室外空气，在低温、高湿环境下衰减严重，影响系统的热量吸收，导致热水效果差，往往难以满足供热需求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种集热设备及其控制方法、装置、系统和存储介质，旨在满足节能的基础上，有效提高供热的可靠性。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种集热设备，包括：

热泵组件，所述热泵组件包括：第一换热器、第二换热器、压缩机、节流装置、冷媒管路及第三换热器，所述热泵组件能够从所述第一换热器和/或所述第二换热器吸收热能并传递至所述第三换热器，或者从所述第三换热器吸收热能并传递至所述第一换热器和/或所述第二换热器；

太阳能集热组件，用于至少将太阳能转换为热能，所述太阳能集热组件包括太阳能集热装置和循环液路，所述循环液路连接所述第一换热器及所述太阳能集热装置。

在一些实施方案中，所述热泵组件还包括：设置于所述冷媒管路上第一四通阀和第二四通阀，用于实现所述热泵组件的工作模式的切换。

在一些实施方案中，所述第一四通阀的S口连通所述压缩机的入口，所述第一四通阀的D口连通所述压缩机的出口，所述第一四通阀的E口连通所述第二换热器的第一端；所述第二四通阀的S口与C口分别连接所述第一换热器的两端，所述第二四通阀的D口连通所述第一四通阀的C口，所述第二四通阀的E口连通所述第二换热器的第二端。

在一些实施方案中，所述工作模式包括以下至少之一：第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式及第四工作模式；

其中，所述第一工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒自所述压缩机的出口流经所述第一四通阀的D口、E口后，依次流经所述第三换热器、所述节流装置及所述第二换热器，并经所述第二四通阀的E口、S口后流经所述第一换热器，再经所述第二四通阀的C口、D口及所述第一四通阀的C口、S口后导入所述压缩机的入口，形成冷媒循环；

所述第二工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒自所述压缩机的出口流经所述第一四通阀的D口、E口后，依次流经所述第三换热器、所述节流装置及所述第二换热器，并经所述第二四通阀的E口、D口及所述第一四通阀的C口、S口后导入所述压缩机的入口，形成冷媒循环；

所述第三工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒自所述压缩机的出口流经所述第一四通阀的D口、C口及所述第二四通阀的D口、E口后，依次流经所述第二换热器、所述节流装置及所述第三换热器，并经所述第一四通阀的E口、S口导入所述压缩机的入口，形成冷媒循环；

所述第四工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒自所述压缩机的出口流经所述第一四通阀的D口、C口及所述第二四通阀的D口、C口后，流经所述第一换热器，并经所述第二四通阀的S口、E口后，依次流经所述第二换热器、所述节流装置及所述第三换热器，并经所述第一四通阀的E口、S口导入所述压缩机的入口，形成冷媒循环。

在一些实施方案中，所述第三换热器为蓄热水箱、套管换热器、壳管换热器、板式换热器或者空调室内机。

第二方面，本申请实施例提供了一种本申请实施例第一方面所述的集热设备的控制方法，包括：

确定所述集热设备存在制热的第一需求，获取第一温度值，所述第一温度值表示所述第一换热器内换热介质的温度；

基于所述第一温度值和设定温度阈值，控制所述集热设备运行在第一工作模式或者第二工作模式，其中，所述第一工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器，所述第二工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第二换热器和所述第三换热器且不流经所述第一换热器。

在一些实施方案中，所述基于所述第一温度值和设定温度阈值，控制所述集热设备运行在第一工作模式或者第二工作模式，包括：

若所述第一温度值大于或等于第一温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第一换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

若所述第一温度值大于或等于第二温度阈值且小于第一温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第一换热器和第二换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

若所述第一温度值小于第二温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第二换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。

在一些实施方案中，所述方法还包括：

确定所述集热设备存在制冷或者对第二换热器进行除霜的第二需求，控制所述集热设备运行在第三工作模式，所述第三工作模式下，所述集热设备将所述第三换热器的热能传递至所述第二换热器；或者，

确定所述集热设备存在对第一换热器进行融冰的第三需求，控制所述集热设备运行在第四工作模式，所述第四工作模式下，所述集热设备将所述第三换热器的热能至少传递至所述第一换热器。

在一些实施方案中，若所述集热设备的冷媒管路上设置第一四通阀和第二四通阀，所述方法还包括：

对所述第二四通阀进行换向切换之前，先控制所述第一四通阀的D口与C口导通，并在所述第二四通阀成功换向后维持所述压缩机运行设定时长，再控制所述第一四通阀切换至目标状态。

第三方面，本申请实施例提供了一种本申请实施例第一方面所述的集热设备的控制装置，包括：

获取模块，用于确定所述集热设备存在制热的第一需求，获取第一温度值，所述第一温度值表示所述第一换热器内换热介质的温度；

控制模块，用于基于所述第一温度值和设定温度阈值，控制所述集热设备运行在第一工作模式或者第二工作模式，其中，所述第一工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器，所述第二工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第二换热器和所述第三换热器且不流经所述第一换热器。

第四方面，本申请实施例提供了一种本申请实施例第一方面所述的集热设备的控制设备，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器，用于运行计算机程序时，执行本申请实施例第二方面所述方法的步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种集热系统，包括本申请实施例第一方面所述的集热设备和本申请实施例第四方面所述的控制设备。

第六方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本申请实施例第二方面所述方法的步骤。

本申请实施例提供的技术方案，集热设备包括：热泵组件和太阳能集热组件，该热泵组件包括：第一换热器、第二换热器、压缩机、节流装置、冷媒管路及第三换热器。太阳能集热组件用于至少将太阳能转换为热能，该太阳能集热组件包括太阳能集热装置和循环液路，循环液路连接第一换热器及太阳能集热装置。其中，热泵组件能够从第一换热器和/或第二换热器吸收热能并传递至第三换热器，或者从第三换热器吸收热能并传递至第一换热器和/或第二换热器。如此，可以基于空气能热源和太阳能热源满足第三换热器的制热需求，进而可以在满足节能的基础上，有效提高供热的可靠性。

附图说明

图1为相关技术中热泵式热水器的结构示意图；

图2为本申请一实施例集热设备的结构示意图；

图3为本申请实施例集热设备运行在第一工作模式的原理示意图；

图4为本申请实施例集热设备运行在第二工作模式的原理示意图；

图5为本申请实施例集热设备运行在第三工作模式的原理示意图；

图6为本申请实施例集热设备运行在第四工作模式的原理示意图；

图7为本申请一应用示例中集热设备的结构示意图，其中，第三换热器为蓄热水箱；

图8本申请另一应用示例中集热设备的结构示意图，其中，第三换热器为空调室内机；

图9为本申请又一应用示例中集热设备的结构示意图，其中，第三换热器为板式换热器；

图10为本申请另一实施例集热设备的结构示意图；

图11为本申请实施例集热设备的控制方法的流程示意图；

图12为本申请一应用示例中集热设备的控制方法的流程示意图；

图13为本申请实施例集热设备的控制装置的结构示意图；

图14为本申请实施例集热设备的控制设备的结构示意图。

附图标记说明：

1、太阳能集热装置；2、介质循环泵；3、第一换热器；

4、介质补充或排出口；5、电处理模块；6、压缩机；

7、气液分离器；8、第一温度传感器；9、第一四通阀；

10、第二换热器；11、风机；12、节流装置；13、第二四通阀；

14、第二温度传感器；15、第三温度传感器；

16、第三换热器；17、控制设备；

1301、获取模块；1302、控制模块；

1401、处理器；1402、存储器；1403、用户接口；1404、总线系统。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本申请再作进一步详细的描述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

本申请实施例提供了一种集热设备，该集热设备包括：热泵组件和太阳能集热组件。如图2所示，该热泵组件包括：第一换热器3、第二换热器10、压缩机6、节流装置12、冷媒管路及第三换热器16。太阳能集热组件用于至少将太阳能转换为热能，该太阳能集热组件包括太阳能集热装置1和循环液路，循环液路连接第一换热器3和太阳能集热装置1。其中，热泵组件能够从第一换热器3和/或第二换热器10吸收热能并传递至第三换热器16，或者从第三换热器16吸收热能并传递至第一换热器3和/或第二换热器10。示例性地，冷媒管路连接第一换热器3、第二换热器10、第三换热器16、节流装置12及压缩机6。如此，可以基于空气能热源和太阳能热源满足第三换热器16的制热需求，进而可以在满足节能的基础上，有效提高供热的可靠性。

可以理解的是，被压缩机6压缩后的冷媒(例如，氟利昂)流向第三换热器16，以第三换热器16为蓄热水箱进行示例性说明，冷媒管路可以通过盘绕蓄热水箱外壁或者内壁释放热量给蓄热水箱内的自来水；放热后的冷媒冷凝成为液态冷媒，液态冷媒经节流装置12(例如，节流毛细管、热力膨胀阀或者电子膨胀阀)降压后成为低温低压两相流体，该两相流体可以流经第二换热器10及第一换热器3后再回流至压缩机6的入口，如此，冷媒可以在第二换热器10(可以理解为室外换热器)处吸收空气源热能及在第一换热器3处吸收循环液路传递的热能，吸热后的冷媒再一次导入至压缩机6的进气口，进入下一循环。如此，本申请实施例集热设备的第三换热器16可以基于空气能热源和太阳能热源满足制热需求，进而可以在满足节能的基础上，有效提高供热的可靠性。

需要说明的是，由于太阳能集热装置1的安装面积较大，若热泵组件的冷媒直接回收太阳能产生的热能，则容易导致压缩机6回流差、蒸发器液积及长时间辐射下耐压效果差等可靠性运行问题，本申请实施例中，基于循环液路将太阳能集热装置1侧转换的热能传递至第一换热器3侧，再在热泵组件的作用下，第一换热器3侧的热能可以基于冷媒的循环，传递至第三换热器16中，如此，可以克服前述缺陷，提高热泵组件的运行可靠性。

示例性地，第一换热器3可以为介质储存器，该介质储存器内储存换热介质，且换热介质可以基于循环液路循环流动，从而可以将太阳能集热装置1转换的热能传递至介质储存器内。可以理解的是，循环液路上可以设置驱动换热介质循环流动的介质循环泵2。该介质储存器上还可以设置用于补充或者排出换热介质的介质补充或排出口4。示例性地，该换热介质可以为水、冷冻液或者其他换热介质，本申请实施例对此不做限定。

示例性地，第二换热器10可以为室外换热器，第三换热器16可以理解为换热终端。示例性地，为了加快第二换热器10的换热效率，可以在第二换热器10处设置风机11。

示例性地，太阳能集热装置1可以为太阳能集热板或者太阳能光伏发热板。

需要说明的是，太阳能集热板又称为PT(Photo Thermal)板，其具有吸收太阳能并转化为热能的功能。该PT板的集热形式可以为平板型集热、真空管型集热、聚光型集热、换热管集热等形式，本申请实施例对此不做限定。如图10所示，太阳能集热装置1可以为PT板。

需要说明的是，太阳能光伏发热板又称为PVT(Photo Voltaic Thermal)板，是一种光伏板与集热板结合的组件，具有光伏发电及废热利用的功能。示例性地，PVT板可以由PT板和光伏板层压而成。如图2所示，太阳能集热装置1可以为PVT板。可以理解的是，对于PVT板，如图2所示，示例性地，PVT板的光伏板的输出端可以电连接电处理模块5，以将电能逆变处理后并入电力系统。

在一些实施例中，该热泵组件还包括：设置于冷媒管路上第一四通阀9和第二四通阀13，用于实现热泵组件的工作模式的切换。

示例性地，第一四通阀9的S口连通压缩机6的入口，第一四通阀9的D口连通压缩机6的出口，第一四通阀9的E口连通第二换热器10的第一端；第二四通阀13的S口与C口分别连接第一换热器3的两端，第二四通阀13的D口连通第一四通阀9的C口，第二四通阀13的E口连通第二换热器10的第二端。

示例性地，如图3至图6所示，冷媒管路包括：连接压缩机6、第三换热器16、节流装置12及第二换热器10的冷媒主管路和流经第一换热器3的冷媒支路；第一四通阀9的S口连通压缩机6的入口、第一四通阀9的D口连通压缩机6的出口、第一四通阀9的E口连通流冷媒主管路的第一端；第二四通阀13的S口与C口之间接入冷媒支路、第二四通阀13的D口连通第一四通阀9的C口、第二四通阀13的E口连通冷媒主管路的第二端。

可以理解的是，本申请实施例中，基于第一四通阀9和第二四通阀13的配合，可以实现热泵组件的工作模式的切换，进而实现集热设备的智能化控制。

在一些实施例中，热泵组件的工作模式包括以下至少之一：第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式及第四工作模式；其中，第一工作模式下，冷媒管路中的冷媒流经第一换热器3、第二换热器10和第三换热器16，集热设备至少基于第一换热器3的热能制热；第二工作模式下，冷媒管路中的冷媒流经第二换热器10和第三换热器16且不流经第一换热器3，集热设备仅基于第二换热器10收集的热能制热；第三工作模式下，集热设备将第三换热器16的热能传递至第二换热器10；第四工作模式下，集热设备将第三换热器16的热能至少传递至第一换热器3。

可以理解的是，第一工作模式和第二工作模式用于满足制热需求，第三工作模式用于满足制冷需求或者第二换热器10的除霜需求，第四工作模式用于满足第一换热器3的融冰需求。

举例来说，第一换热器3为介质储存器且换热介质为水时，在低温等恶劣天气状况下，可能存在介质储存器内的水和/或循环液路中的水结冰的风险，影响换热效率及工作可靠性，基于此，可以基于热泵组件中的冷媒对介质储存器内的水进行融冰，例如，第三换热器16为空调室内机时，冷媒从空调室内机吸热，并在第一换热器3处放热，以对介质储存器进行融冰处理。在其他实施例中，还可以在在介质储存器处设置电加热器，利用电加热器释放的热量对介质储存器进行融冰处理。

示例性地，如图3所示，第一工作模式下，冷媒管路中的冷媒自压缩机6的出口流经第一四通阀9的D口、E口后，依次流经第三换热器16、节流装置12及第二换热器10，并经第二四通阀13的E口、S口后流经第一换热器3，再经第二四通阀13的C口、D口及第一四通阀9的C口、S口后导入压缩机6的入口，形成冷媒循环。

可以理解的是，第一工作模式下，压缩机6出口导出的高压气态冷媒可以流经第三换热器16时冷凝放热，转换为高压液态冷媒，高压液态冷媒经节流装置12节流成低压液态冷媒，该低压液态冷媒流经第二换热器10和第一换热器3时蒸发吸热，转换为低压气态冷媒，然后进入压缩机6的入口增压成高压气态冷媒，如此循环。

示例性地，如图4所示，第二工作模式下，冷媒管路中的冷媒自压缩机6的出口流经第一四通阀9的D口、E口后，依次流经第三换热器16、节流装置12及第二换热器10，并经第二四通阀13的E口、D口及第一四通阀9的C口、S口后导入压缩机6的入口，形成冷媒循环。

可以理解的是，第二工作模式下，压缩机6出口导出的高压气态冷媒可以流经第三换热器16时冷凝放热，转换为高压液态冷媒，高压液态冷媒经节流装置12节流成低压液态冷媒，该低压液态冷媒流经第二换热器10时蒸发吸热，转换为低压气态冷媒，然后进入压缩机6的入口增压成高压气态冷媒，如此循环，该循环过程中，冷媒并不流经第一换热器3，可以缩短冷媒流路的路径。

示例性地，如图5所示，第三工作模式下，冷媒管路中的冷媒自压缩机6的出口流经第一四通阀9的D口、C口及第二四通阀13的D口、E口后，依次流经第二换热器10、节流装置12及第三换热器16，并经第一四通阀9的E口、S口导入压缩机6的入口，形成冷媒循环。

可以理解的是，第三工作模式下，压缩机6出口导出的高压气态冷媒可以流经第二换热器10时冷凝放热，转换为高压液态冷媒，高压液态冷媒经节流装置12节流成低压液态冷媒，该低压液态冷媒流经第三换热器16时蒸发吸热，转换为低压气态冷媒，然后进入压缩机6的入口增压成高压气态冷媒，如此循环，该循环过程中，冷媒并不流经第一换热器3，可以缩短冷媒流路的路径。

示例性地，如图6所示，第四工作模式下，冷媒管路中的冷媒自压缩机6的出口流经第一四通阀9的D口、C口及第二四通阀13的D口、C口后，流经第一换热器3，并经第二四通阀13的S口、E口后，依次流经第二换热器10、节流装置12及第三换热器16，并经第一四通阀9的E口、S口导入压缩机6的入口，形成冷媒循环。

可以理解的是，第四工作模式下，压缩机6出口导出的高压气态冷媒可以流经第一换热器3和第二换热器10时冷凝放热，转换为高压液态冷媒，高压液态冷媒经节流装置12节流成低压液态冷媒，该低压液态冷媒流经第三换热器16时蒸发吸热，转换为低压气态冷媒，然后进入压缩机6的入口增压成高压气态冷媒，如此循环，该循环过程中，冷媒流经第一换热器3，从而可以对第一换热器3内的换热介质进行融冰处理。

在一些实施例中，第三换热器16可以为蓄热水箱、套管换热器、壳管换热器、板式换热器或者空调室内机。

在一应用示例中，如图7所示，第三换热器16可以为蓄热水箱，集热设备在制热时，冷媒管路中的冷媒流经该蓄热水箱，可以加热蓄热水箱内的水，从而实现热能的回收利用。

在一应用示例中，如图8所示，第三换热器16可以为空调室内机，集热设备在制热时，可以基于该空调室内机提高室内温度；集热设备在制冷时，可以基于该空调室内机降低室内温度。

在一应用示例中，如图9所示，第三换热器16可以为板式换热器。示例性地，该板式换热器可以供热给其他用热终端，例如，例如供热给地暖、散热器及泳池换热管路中的至少一种。

示例性地，如图2所示，集热设备上还可以设置温度传感器，例如，包括以下至少之一：用于检测第一换热器3的换热介质温度的第一温度传感器8、用于检测第二换热器10处的环境温度的第二温度传感器14及用于检测压缩机6出口温度的第三温度传感器15。

示例性地，压缩机6的入口处可以设置气液分离器7，以对在冷媒进入压缩机6的入口之前进行气液分离，增强压缩机6运行的可靠性。

本申请实施例还提供了一种前述的集热设备的控制方法，可以应用于如图2所示的控制设备17，如图11所示，该控制方法包括：

步骤1101，确定所述集热设备存在制热的第一需求，获取第一温度值，所述第一温度值表示所述第一换热器内换热介质的温度。

示例性地，控制设备可以接收第一温度传感器检测的温度值，获取该第一温度值。

步骤1102，基于所述第一温度值和设定温度阈值，控制所述集热设备运行在第一工作模式或者第二工作模式，其中，所述第一工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器；所述第二工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第二换热器和所述第三换热器且不流经所述第一换热器。

可以理解的是，第一工作模式下，所述集热设备至少基于所述第一换热器的热能制热，第二工作模式下，所述集热设备仅基于所述第二换热器收集的热能制热。

可以理解的是，控制设备可以基于第一温度值和设定温度阈值的比较结果，智能地确定工作模式，使得选取合适的热源，提高制热能效比。

示例性地，所述基于所述第一温度值和设定温度阈值，控制所述集热设备运行在第一工作模式或者第二工作模式，包括：

若所述第一温度值大于或等于第一温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第一换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

若所述第一温度值大于或等于第二温度阈值且小于第一温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第一换热器和第二换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

若所述第一温度值小于第二温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第二换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。

在一应用示例中，假定第一温度值为T，第一温度阈值为b，第二温度阈值为c。

若T≥b℃，则可以控制热泵组件运行在第一工作模式，即如图3所示，冷媒管路中的冷媒自压缩机6的出口流经第一四通阀9的D口、E口后，依次流经第三换热器16、节流装置12及第二换热器10，并经第二四通阀13的E口、S口后流经第一换热器3，再经第二四通阀13的C口、D口及第一四通阀9的C口、S口后导入压缩机6的入口，形成冷媒循环。此时，第二换热器10处的风机11不运转，冷媒主要在第一换热器3处进行蒸发吸热。

若b℃＞T≥c℃，则可以控制热泵组件仍运行在第一工作模式，此时，第二换热器10处的风机11运转，冷媒可以在第一换热器3和第二换热器10处进行蒸发吸热，从而可以在冷媒通过第一换热器3时，进行蒸发吸热，提高回气温度以及低压侧压力，从而提高制热能效，改善制热效果。

若T﹤c℃，则可以控制热泵组件运行在第二工作模式，即如图4所示，冷媒管路中的冷媒自压缩机6的出口流经第一四通阀9的D口、E口后，依次流经第三换热器16、节流装置12及第二换热器10，并经第二四通阀13的E口、D口及第一四通阀9的C口、S口后导入压缩机6的入口，形成冷媒循环。此时，冷媒不流经第一换热器3，冷媒全部在第二换热器10蒸发吸热。

需要说明的是，第一温度阈值与太阳能集热装置的面积和介质储存容器的容积量相关，第二温度阈值与换热介质的凝固温度相关。示例性地，第一温度阈值b与太阳能集热装置的面积和介质储存容器的容积量正相关，即第一温度阈值b随着面积和/或容积量的增大而增大，随着面积和/或容积量的减小而减小。示例性地，第二温度阈值与换热介质的凝固温度正相关，即第二温度阈值c随着换热介质的凝固温度的增大而增大，随着换热介质的凝固温度的减小而减小。

在一些实施例中，所述控制方法还包括：

确定所述集热设备存在制冷或者对第二换热器进行除霜的第二需求，控制所述集热设备运行在第三工作模式，所述第三工作模式下，所述集热设备将所述第三换热器的热能传递至所述第二换热器；或者，

确定所述集热设备存在对第一换热器进行融冰的第三需求，控制所述集热设备运行在第四工作模式，所述第四工作模式下，所述集热设备将所述第三换热器的热能至少传递至所述第一换热器。

示例性地，若所述集热设备的冷媒管路上设置第一四通阀和第二四通阀，所述方法还包括：

对所述第二四通阀进行换向切换之前，先控制所述第一四通阀的D口与C口导通，并在所述第二四通阀成功换向后维持所述压缩机运行设定时长，再控制所述第一四通阀切换至目标状态。

可以理解的是，当第二四通阀需要换向时，第一四通阀需换向成D口与C口导通，确保第二四通阀的D口压力高于E口和C口压力，第二四通阀13换向完成后维持压缩机运行设定时长，第一四通阀9再次切换至目标状态，如此，可以确保四通阀控制的可靠性。示例性地，该设定时长与压缩机的性能参数相关，对于变频压缩机，该设定时长与升频速率和压缩机排量相关；对于定频压缩机，该设定时长与压缩机排量相关，本领域技术人员可以基于试验数据确定合理的设定时长。

示例性地，若太阳能集热装置为PVT板，则可以基于该PVT板的发电功率来确定是否启动循环液路中的介质循环泵。举例来说，控制设备可以获取功率检测电路检测的PVT板的发电功率P，若发电功率P≥功率阈值a W(瓦)，则控制介质循环泵运转，使得循环液路基于换热介质来实现热传导，以将PVT板侧生成的热能传递至第一换热器中。该功率阈值a与PVT板的面积正相关，即功率阈值a随着PVT板的面积的增大而增大，随着PVT板的面积的减小而减小。

下面结合一应用示例，对本申请实施例的控制方法进行示例性说明。

本应用示例中，如图12所示，该集热设备的控制方法包括以下步骤：

1)、确定集热设备的运行模式。

集热设备开机后，控制设备可以基于用户发送的指令确定运行模式，或者基于检测参数自动确定运行模式。该运行模式包括：制热模式、制冷模式、除霜模式及融冰模式。

示例性地，控制设备可以基于室内环境温度智能确定当前运行模式为制热模式或者制冷模式，例如，若室内环境温度≤制热温度阈值时，判定运行模式为制热模式，并控制热泵组件运行前述的第一工作模式或者第二工作模式；若室内环境温度≥制冷温度阈值时，判定运行模式为制冷模式，并控制热泵组件运行前述的第三工作模式。

示例性地，控制设备可以基于前述的第二温度传感器检测的第二温度值和除霜温度阈值进行比较，若第二温度值≤除霜温度阈值，则判定运行模式为除霜模式，并控制热泵组件运行前述的第三工作模式。

示例性地，控制设备可以基于前述的第一温度传感器检测的第一温度值和融冰温度阈值进行比较，若第一温度值≤融冰温度阈值，则判定运行模式为融冰模式，并控制热泵组件运行前述的第四工作模式。

2)、制热模式的控制。

在制热模式下，需要先将第一温度值T与第一温度阈值b和第二温度阈值c进行比较，基于比较结果控制热泵组件运行。具体如下：

若T≥b℃，则控制热泵组件运行在第一工作模式，即第一四通阀9的D口先与C口导通(掉电)，第二四通阀13的D口和C口导通(掉电)，压缩机运行x秒后第一四通阀9通电换向，D口与E口导通，第二四通阀维持原状(掉电)，此时，风机11不运转，冷媒主要在第一换热器3处进行蒸发吸热。

若b℃＞T≥c℃，则控制热泵组件仍运行在第一工作模式，此时，风机11运转，冷媒可以在第一换热器3和第二换热器10处进行蒸发吸热，从而可以在冷媒通过第一换热器3时，进行蒸发吸热，提高回气温度以及低压侧压力，从而提高制热能效，改善制热效果。

若T﹤c℃，则控制热泵组件运行在第二工作模式，即第一四通阀9的D口先与C口导通(掉电)，第二四通阀13的D口与E口导通(通电)，压缩机运行x秒后第一四通阀9通电换向，D口与E口导通，第二四通阀维持原状(通电)，此时，风机11运转，冷媒不流经第一换热器3，冷媒全部在第二换热器10蒸发吸热。

3)、制冷模式的控制。

制冷模式下，控制热泵组件运行在第三工作模式，即第一四通阀9的D口与C口导通(掉电)，第二四通阀13的D口与E口导通(通电)，此时，风机11运转，以在第二换热器处快速散热。

4)、除霜模式的控制。

除湿模式下，控制热泵组件运行在第三工作模式，即第一四通阀9的D口与C口导通(掉电)，第二四通阀13的D口与E口导通(通电)，此时，风机11不运转，冷媒在第二换热器处的冷凝放热，可以对第二换热器进行除霜。

5)、融冰模式的控制。

融冰模式，控制热泵组件运行在第四工作模式，即第一四通阀9的D口与C口导通(掉电)，第二四通阀13的D口与C口导通(掉电)，此时，冷媒流经第一换热器3，从而可以对第一换热器3内的换热介质进行融冰处理。

为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供一种集热设备的控制装置，该集热设备的控制装置与上述集热设备的控制方法对应，上述集热设备的控制方法实施例中的各步骤也完全适用于本集热设备的控制装置实施例。

如图13所示，该集热设备的控制装置包括：获取模块1301和控制模块1302。获取模块1301用于确定所述集热设备存在制热的第一需求，获取第一温度值，所述第一温度值表示所述第一换热器内换热介质的温度；控制模块1302用于基于所述第一温度值和设定温度阈值，控制所述集热设备运行在第一工作模式或者第二工作模式，其中，所述第一工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器；所述第二工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第二换热器和所述第三换热器且不流经所述第一换热器。

在一些实施例中，控制模块1302具体用于：

若所述第一温度值大于或等于第一温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第一换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

若所述第一温度值大于或等于第二温度阈值且小于第一温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第一换热器和第二换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

若所述第一温度值小于第二温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第二换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。

在一些实施例中，控制模块1302还用于：

确定所述集热设备存在制冷或者对第二换热器进行除霜的第二需求，控制所述集热设备运行在第三工作模式，所述第三工作模式下，所述集热设备将所述第三换热器的热能传递至所述第二换热器；或者，

确定所述集热设备存在对第一换热器进行融冰的第三需求，控制所述集热设备运行在第四工作模式，所述第四工作模式下，所述集热设备将所述第三换热器的热能至少传递至所述第一换热器。

在一些实施方案中，若所述集热设备的冷媒管路上设置第一四通阀和第二四通阀，控制模块1302还用于：

对所述第二四通阀进行换向切换之前，先控制所述第一四通阀的D口与C口导通，并在所述第二四通阀成功换向后维持所述压缩机运行设定时长，再控制所述第一四通阀切换至目标状态。

实际应用时，获取模块1301和控制模块1302可以由控制设备的处理器来实现。当然，处理器需要运行存储器中的计算机程序来实现它的功能。

需要说明的是：上述实施例提供的集热设备的控制装置在进行集热设备控制时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的集热设备的控制装置与集热设备的控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

基于上述程序模块的硬件实现，且为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供一种集热设备的控制设备。图14仅仅示出了该集热设备的控制设备的示例性结构而非全部结构，根据需要可以实施图14示出的部分结构或全部结构。

如图14所示，本申请实施例提供的集热设备的控制设备包括：至少一个处理器1401、存储器1402和用户接口1403。集热设备的控制设备1400中的各个组件通过总线系统1404耦合在一起。可以理解，总线系统1404用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统1404除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图14中将各种总线都标为总线系统1404。

其中，用户接口1403可以包括显示器、键盘、鼠标、轨迹球、点击轮、按键、按钮、触感板或者触摸屏等。

本申请实施例中的存储器1402用于存储各种类型的数据以支持集热设备的控制设备的操作。这些数据的示例包括：用于在集热设备的控制设备上操作的任何计算机程序。

本申请实施例揭示的集热设备的控制方法可以应用于处理器1401中，或者由处理器1401实现。处理器1401可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，集热设备的控制方法的各步骤可以通过处理器1401中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器1401可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，DigitalSignal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器1401可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器1402，处理器1401读取存储器1402中的信息，结合其硬件完成本申请实施例提供的集热设备的控制方法的步骤。

在示例性实施例中，集热设备的控制设备可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable LogicDevice)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，Micro Controller Unit)、微处理器(Microprocessor)、或者其他电子元件实现，用于执行前述方法。

可以理解，存储器1402可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read OnlyMemory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本申请实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

本申请实施例还提供了一种集热系统，包括本申请实施例的集热设备和控制设备，其中，控制设备可以基于第一温度值和设定温度阈值，控制所述集热设备运行在第一工作模式或者第二工作模式，进而基于空气源热能和太阳能热能的组合，可靠地供热需求。需要说明的是，集热设备的构成可以参照前述描述，控制设备的控制逻辑可以参照前述描述，在此不再赘述。

示例性地，该集热系统可以包括传感器，例如，包括以下至少之一：用于检测第一换热器的换热介质温度的第一温度传感器、用于检测第二换热器处的环境温度的第二温度传感器及用于检测压缩机出口温度的第三温度传感器。

在示例性实施例中，本申请实施例还提供了一种存储介质，即计算机存储介质，具体可以是计算机可读存储介质，例如包括存储计算机程序的存储器1402，上述计算机程序可由控制设备的处理器1401执行，以完成本申请实施例方法所述的步骤。计算机可读存储介质可以是ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器。

需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

另外，本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种集热设备，其特征在于，包括：

热泵组件，所述热泵组件包括：第一换热器、第二换热器、压缩机、节流装置、冷媒管路及第三换热器，所述热泵组件能够从所述第一换热器和/或所述第二换热器吸收热能并传递至所述第三换热器，或者从所述第三换热器吸收热能并传递至所述第一换热器和/或所述第二换热器；

太阳能集热组件，用于至少将太阳能转换为热能，所述太阳能集热组件包括太阳能集热装置和循环液路，所述循环液路连接所述第一换热器及所述太阳能集热装置。

2.根据权利要求1所述的集热设备，其特征在于，所述热泵组件还包括：设置于所述冷媒管路上第一四通阀和第二四通阀，用于实现所述热泵组件的工作模式的切换。

3.根据权利要求2所述的集热设备，其特征在于，所述第一四通阀的S口连通所述压缩机的入口，所述第一四通阀的D口连通所述压缩机的出口，所述第一四通阀的E口连通所述第二换热器的第一端；所述第二四通阀的S口与C口分别连接所述第一换热器的两端，所述第二四通阀的D口连通所述第一四通阀的C口，所述第二四通阀的E口连通所述第二换热器的第二端。

4.根据权利要求3所述的集热设备，其特征在于，所述工作模式包括以下至少之一：第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式及第四工作模式；

其中，所述第一工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒自所述压缩机的出口流经所述第一四通阀的D口、E口后，依次流经所述第三换热器、所述节流装置及所述第二换热器，并经所述第二四通阀的E口、S口后流经所述第一换热器，再经所述第二四通阀的C口、D口及所述第一四通阀的C口、S口后导入所述压缩机的入口，形成冷媒循环；

所述第二工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒自所述压缩机的出口流经所述第一四通阀的D口、E口后，依次流经所述第三换热器、所述节流装置及所述第二换热器，并经所述第二四通阀的E口、D口及所述第一四通阀的C口、S口后导入所述压缩机的入口，形成冷媒循环；

所述第三工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒自所述压缩机的出口流经所述第一四通阀的D口、C口及所述第二四通阀的D口、E口后，依次流经所述第二换热器、所述节流装置及所述第三换热器，并经所述第一四通阀的E口、S口导入所述压缩机的入口，形成冷媒循环；

所述第四工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒自所述压缩机的出口流经所述第一四通阀的D口、C口及所述第二四通阀的D口、C口后，流经所述第一换热器，并经所述第二四通阀的S口、E口后，依次流经所述第二换热器、所述节流装置及所述第三换热器，并经所述第一四通阀的E口、S口导入所述压缩机的入口，形成冷媒循环。

5.根据权利要求1所述的集热设备，其特征在于，

所述第三换热器为蓄热水箱、套管换热器、壳管换热器、板式换热器或者空调室内机。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的集热设备的控制方法，其特征在于，包括：

确定所述集热设备存在制热的第一需求，获取第一温度值，所述第一温度值表示所述第一换热器内换热介质的温度；

基于所述第一温度值和设定温度阈值，控制所述集热设备运行在第一工作模式或者第二工作模式，其中，所述第一工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器，所述第二工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第二换热器和所述第三换热器且不流经所述第一换热器。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一温度值和设定温度阈值，控制所述集热设备运行在第一工作模式或者第二工作模式，包括：

若所述第一温度值大于或等于第一温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第一换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

若所述第一温度值大于或等于第二温度阈值且小于第一温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第一换热器和第二换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

若所述第一温度值小于第二温度阈值，则控制冷媒管路中冷媒从第二换热器吸收热能，并传递至第三换热器；

其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述集热设备存在制冷或者对第二换热器进行除霜的第二需求，控制所述集热设备运行在第三工作模式，所述第三工作模式下，所述集热设备将所述第三换热器的热能传递至所述第二换热器；或者，

确定所述集热设备存在对第一换热器进行融冰的第三需求，控制所述集热设备运行在第四工作模式，所述第四工作模式下，所述集热设备将所述第三换热器的热能至少传递至所述第一换热器。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述集热设备的冷媒管路上设置第一四通阀和第二四通阀，所述方法还包括：

对所述第二四通阀进行换向切换之前，先控制所述第一四通阀的D口与C口导通，并在所述第二四通阀成功换向后维持所述压缩机运行设定时长，再控制所述第一四通阀切换至目标状态。

10.一种如权利要求1至5任一项所述的集热设备的控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于确定所述集热设备存在制热的第一需求，获取第一温度值，所述第一温度值表示所述第一换热器内换热介质的温度；

控制模块，用于基于所述第一温度值和设定温度阈值，控制所述集热设备运行在第一工作模式或者第二工作模式，其中，所述第一工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器，所述第二工作模式下，所述冷媒管路中的冷媒流经所述第二换热器和所述第三换热器且不流经所述第一换热器。

11.一种如权利要求1至5任一项所述的集热设备的控制设备，其特征在于，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，

所述处理器，用于运行计算机程序时，执行权利要求6至9任一项所述方法的步骤。

12.一种集热系统，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的集热设备和如权利要求11所述的控制设备。

13.一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求6至9任一项所述方法的步骤。