本實(shí)用新型涉及熱泵領(lǐng)域，更具體地涉及一種熱泵系統(tǒng)及空調(diào)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的熱泵系統(tǒng)的工作過程為，開機(jī)后機(jī)組檢測(cè)其能力需求Qx，并根據(jù)Qx計(jì)算出壓縮機(jī)的目標(biāo)頻率fx，然后控制壓縮機(jī)啟動(dòng)并運(yùn)行到目標(biāo)頻率。但是當(dāng)熱泵系統(tǒng)處于低負(fù)荷或者高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)均會(huì)出現(xiàn)能效降低的問題，大大影響了機(jī)組的工作效率及使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種能夠有效保證機(jī)組能效的熱泵系統(tǒng)及空調(diào)。

第一方面，提供一種熱泵系統(tǒng)。

一種熱泵系統(tǒng)，所述熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)以及用于儲(chǔ)熱的蓄能模塊，所述蓄能模塊用于當(dāng)所述壓縮機(jī)的目標(biāo)頻率增大時(shí)存儲(chǔ)所述熱泵系統(tǒng)的部分制熱量或制冷量；和/或，

所述蓄能模塊用于當(dāng)所述壓縮機(jī)的目標(biāo)頻率減小時(shí)向所述熱泵系統(tǒng)的冷媒釋放其存儲(chǔ)的熱量或冷量。

優(yōu)選地，所述熱泵系統(tǒng)還包括室外換熱器、室內(nèi)換熱器和切換組件，所述切換組件配置為將所述蓄能模塊在第一位置和第二位置之間切換；

所述第一位置為與所述室外換熱器并聯(lián)或者與所述壓縮機(jī)和所述室外換熱器之間的連接管路并聯(lián)；和/或，

所述第二位置為與所述室內(nèi)換熱器并聯(lián)或者與所述室外換熱器和所述室內(nèi)換熱器之間的連接管路并聯(lián)。

優(yōu)選地，所述切換組件包括三通閥以及分別與所述三通閥的三個(gè)口連接的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路與所述壓縮機(jī)和所述室外換熱器之間的連接管路連接，所述第二支路與所述室外換熱器和所述室內(nèi)換熱器之間的連接管路連接，所述第三支路與所述室內(nèi)換熱器的制冷入口連接，所述蓄能模塊設(shè)置于所述第二支路上。

優(yōu)選地，所述切換組件還配置為能夠?qū)⑺鲂钅苣K切換至與所述熱泵系統(tǒng)的冷媒循環(huán)回路斷開。

優(yōu)選地，還包括流量調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)流入所述蓄能模塊內(nèi)的冷媒量。

優(yōu)選地，所述流量調(diào)節(jié)裝置包括電子膨脹閥。

優(yōu)選地，所述蓄能模塊由相變儲(chǔ)熱材料制成。

優(yōu)選地，所述熱泵系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的多個(gè)室外換熱器和/或并聯(lián)設(shè)置的多個(gè)室內(nèi)換熱器。

第二方面，提供一種空調(diào)。

一種空調(diào)，采用如上所述的熱泵系統(tǒng)。

本實(shí)用新型提供的熱泵系統(tǒng)當(dāng)壓縮機(jī)的目標(biāo)頻率增大時(shí)，通過蓄能模塊存儲(chǔ)熱泵系統(tǒng)的部分制熱量或制冷量，而當(dāng)壓縮機(jī)的目標(biāo)頻率減小時(shí)，并控制蓄能模塊向熱泵系統(tǒng)的冷媒釋放其存儲(chǔ)的熱量或冷量，通過設(shè)置蓄能模塊不會(huì)造成能量的浪費(fèi)以及能量不足的問題，提高機(jī)組的能效，節(jié)約能源且延長(zhǎng)使用壽命。

本實(shí)用新型提供的空調(diào)采用上述熱泵系統(tǒng)，能夠提高機(jī)組能效，節(jié)約能源且延長(zhǎng)使用壽命。

附圖說明

通過以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：

圖1示出本實(shí)用新型具體實(shí)施方式提供的熱泵系統(tǒng)在制冷模式下正常運(yùn)行的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出本實(shí)用新型具體實(shí)施方式提供的熱泵系統(tǒng)在制冷模式下低負(fù)荷運(yùn)行的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出本實(shí)用新型具體實(shí)施方式提供的熱泵系統(tǒng)在制冷模式下高負(fù)荷運(yùn)行的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、壓縮機(jī)；2、室內(nèi)換熱器；3、室外換熱器；4、蓄能模塊；5、電子膨脹閥；61、第一支路；62、第二支路；63、第三支路；64、三通閥。

具體實(shí)施方式

以下基于實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述，但是本實(shí)用新型并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。為了避免混淆本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件并沒有詳細(xì)敘述。

此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。

除非上下文明確要求，否則整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

現(xiàn)有的熱泵系統(tǒng)的工作過程為，開機(jī)后機(jī)組檢測(cè)其能力需求Qx，并根據(jù)Qx計(jì)算出壓縮機(jī)的目標(biāo)頻率fx，然后控制壓縮機(jī)啟動(dòng)并運(yùn)行到目標(biāo)頻率fx。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，壓縮機(jī)運(yùn)行頻率范圍為10至80Hz，額定功率為60Hz，當(dāng)壓縮機(jī)工作在額定頻率下時(shí)制冷量為16kW，其目標(biāo)頻率fx由公式fx＝3.75Qx獲得。但是當(dāng)熱泵系統(tǒng)處于低負(fù)荷或者高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)均會(huì)出現(xiàn)能效降低的問題，大大影響了機(jī)組的工作效率及使用壽命。本申請(qǐng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)容量、冷媒量以及壓縮機(jī)排量一定時(shí)，壓縮機(jī)頻率存在一個(gè)最佳能效點(diǎn)頻率，當(dāng)壓縮機(jī)工作在最佳能效點(diǎn)頻率附近時(shí)，應(yīng)用其的機(jī)組能夠獲得較高的能效，而當(dāng)壓縮機(jī)的實(shí)際工作頻率偏離最佳能效點(diǎn)頻率過多時(shí)，機(jī)組能效就會(huì)大大降低，影響機(jī)組的工作效率及使用壽命。

因此，本實(shí)用新型提供了一種熱泵系統(tǒng)的控制方法及熱泵系統(tǒng)。其中，熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)1和蓄能模塊4，其方法為，當(dāng)壓縮機(jī)1根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得的目標(biāo)頻率fx小于第一預(yù)設(shè)值f1時(shí)，增大壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx，并控制蓄能模塊4存儲(chǔ)熱泵系統(tǒng)的部分制熱量或制冷量；和/或，當(dāng)壓縮機(jī)1根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得的目標(biāo)頻率fx大于第二預(yù)設(shè)值f2時(shí)，減小壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx，并控制蓄能模塊4向熱泵系統(tǒng)的冷媒釋放其存儲(chǔ)的熱量或冷量。從而，使得壓縮機(jī)1的實(shí)際工作頻率能夠比較接近其最佳能效點(diǎn)頻率，且由于蓄能模塊4的設(shè)置不會(huì)造成能量的浪費(fèi)以及能量不足的問題，提高機(jī)組的能效，節(jié)約能源且延長(zhǎng)使用壽命。

具體地，當(dāng)熱泵系統(tǒng)運(yùn)行制冷模式時(shí)，若壓縮機(jī)1根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得的目標(biāo)頻率fx小于第一預(yù)設(shè)值f1，說明壓縮機(jī)1為低負(fù)荷運(yùn)行，則將壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx增大，并控制蓄能模塊4存儲(chǔ)熱泵系統(tǒng)的部分制冷量，若壓縮機(jī)1根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得的目標(biāo)頻率fx大于第二預(yù)設(shè)值f2，說明壓縮機(jī)1為高負(fù)荷運(yùn)行，則將壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx減小，并控制蓄能模塊4向熱泵系統(tǒng)的冷媒釋放其存儲(chǔ)的冷量。

當(dāng)熱泵系統(tǒng)運(yùn)行制熱模式時(shí)，若壓縮機(jī)1根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得的目標(biāo)頻率fx小于第一預(yù)設(shè)值f1，說明壓縮機(jī)1為低負(fù)荷運(yùn)行，則將壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx增大，并控制蓄能模塊4存儲(chǔ)熱泵系統(tǒng)的部分制熱量，若壓縮機(jī)1根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得的目標(biāo)頻率fx大于第二預(yù)設(shè)值f2，說明壓縮機(jī)1為高負(fù)荷運(yùn)行，則將壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx減小，并控制蓄能模塊4向熱泵系統(tǒng)的冷媒釋放其存儲(chǔ)的熱量。

而當(dāng)壓縮機(jī)根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得的目標(biāo)頻率fx在第一預(yù)設(shè)值f1和第二預(yù)設(shè)值f2之間時(shí)，則不改變壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx，蓄能模塊4不工作，即蓄能模塊4不參與換熱。

其中，第一預(yù)設(shè)值f1和第二預(yù)設(shè)值f2的具體數(shù)據(jù)不限，可根據(jù)具體的壓縮機(jī)1以及應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，優(yōu)選地，當(dāng)系統(tǒng)容量、冷媒量以及壓縮機(jī)排量一定時(shí)，壓縮機(jī)頻率存在一個(gè)最佳能效點(diǎn)頻率，第一預(yù)設(shè)值f1和第二預(yù)設(shè)值f2基于壓縮機(jī)1的最佳能效點(diǎn)頻率進(jìn)行設(shè)置。例如，壓縮機(jī)1的最佳能效點(diǎn)頻率為fs，第一預(yù)設(shè)值f1為fs-A，A為第一容差值，第二預(yù)設(shè)值f2為fs+B，B為第二容差值，第一容差值A(chǔ)和第二容差值B的具體數(shù)值也不限，也可根據(jù)具體的壓縮機(jī)及其應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，兩者的數(shù)值可以相等也可以不等，例如，第一容差值A(chǔ)的范圍為5至20Hz，第二容差值B的范圍為5至20Hz。壓縮機(jī)最佳能效點(diǎn)頻率fs根據(jù)其結(jié)構(gòu)、型號(hào)的不同略有區(qū)別，在一個(gè)具體的實(shí)施例中，壓縮機(jī)最佳能效點(diǎn)頻率fs為35Hz。

在進(jìn)一步優(yōu)選地實(shí)施例中，當(dāng)壓縮機(jī)根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得的目標(biāo)頻率fx小于第一預(yù)設(shè)值f1時(shí)，將壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx設(shè)置為第一預(yù)設(shè)值f1，當(dāng)壓縮機(jī)根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得的目標(biāo)頻率fx大于第二預(yù)設(shè)值f2時(shí)，將壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx設(shè)置為第二預(yù)設(shè)值f2，進(jìn)一步保證壓縮機(jī)工作在最佳能效點(diǎn)頻率附近，從而提高機(jī)組能效。

蓄能模塊4存儲(chǔ)和釋放熱量或冷量的具體方式不限，優(yōu)選地，蓄能模塊4由相變儲(chǔ)熱材料制成，將系統(tǒng)中的冷媒通入蓄能模塊4，相變儲(chǔ)熱材料與冷媒發(fā)生熱量交換，從而吸收冷媒的熱量或者向冷媒放熱。

進(jìn)一步地，還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)流入蓄能模塊4內(nèi)的冷媒量的流量調(diào)節(jié)裝置，從而對(duì)蓄能模塊4吸收和放出的熱量及冷量進(jìn)行控制，以保證當(dāng)熱泵低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)多余的熱量或冷量均存儲(chǔ)于蓄能模塊4中，以及當(dāng)熱泵高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)蓄能模塊4能夠補(bǔ)充熱泵系統(tǒng)所需的熱量或冷量。流量調(diào)節(jié)裝置可以但不局限于是電子膨脹閥5。

進(jìn)一步地，熱泵系統(tǒng)還包括有切換組件，用于對(duì)蓄能模塊4的位置進(jìn)行切換以達(dá)到前述方法中提到的效果。具體地，當(dāng)熱泵系統(tǒng)為單制冷或單制熱系統(tǒng)時(shí)，其包括壓縮機(jī)1、室外換熱器3和室內(nèi)換熱器2等常規(guī)的部件，形成冷媒的循環(huán)回路，而當(dāng)熱泵系統(tǒng)為制冷制熱系統(tǒng)時(shí)其還包括用于換向的四通閥。進(jìn)一步的，熱泵系統(tǒng)還包括有蓄能模塊4和切換組件，切換組件配置為將蓄能模塊4在第一位置與第二位置之間切換。

其中，第一位置例如可以為如圖3中所示的與室外換熱器3并聯(lián)，還可以為與壓縮機(jī)1和室外換熱器3之間的連接管路并聯(lián)，第二位置例如可以為與室內(nèi)換熱器2并聯(lián)，還可以為如圖2中所示與室外換熱器3和室內(nèi)換熱器2之間的連接管路并聯(lián)。

如此，當(dāng)熱泵系統(tǒng)運(yùn)行制冷模式時(shí)，若壓縮機(jī)1為低負(fù)荷運(yùn)行，則通過切換組件將蓄能模塊4設(shè)置在第二位置，若壓縮機(jī)1為高負(fù)荷運(yùn)行，則通過切換組件將蓄能模塊4設(shè)置在第一位置。相反的，當(dāng)熱泵系統(tǒng)運(yùn)行制熱模式時(shí)，若壓縮機(jī)1為低負(fù)荷運(yùn)行，則通過切換組件將蓄能模塊4設(shè)置在第一位置，若壓縮機(jī)1為高負(fù)荷運(yùn)行，則通過切換組件將蓄能模塊4設(shè)置在第二位置。

進(jìn)一步地，切換組件還配置為能夠?qū)⑿钅苣K4切換至與熱泵系統(tǒng)的冷媒循環(huán)回路斷開，當(dāng)壓縮機(jī)1根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得的目標(biāo)頻率fx在第一預(yù)設(shè)值f1和第二預(yù)設(shè)值f2之間時(shí)，說明熱泵系統(tǒng)的負(fù)荷正常，可進(jìn)行常規(guī)運(yùn)行，則切換組件將蓄能模塊4與熱泵系統(tǒng)的冷媒循環(huán)回路斷開，使得蓄能模塊4不參與換熱。

切換組件的具體結(jié)構(gòu)不限，可通過管路及各種開關(guān)閥來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，如圖1所示，切換組件包括三通閥64以及分別與三通閥64的三個(gè)口連接的第一支路61、第二支路62和第三支路63，第一支路61與壓縮機(jī)1和室外換熱器3之間的連接管路連接，第二支路62與室外換熱器3和室內(nèi)換熱器2之間的連接管路連接，第三支路63與室內(nèi)換熱器2的制冷入口連接，蓄能模塊4設(shè)置于第二支路62上，進(jìn)一步地，用于調(diào)節(jié)流入蓄能模塊4冷媒量的電子膨脹閥5也設(shè)置在第二支路62上。

另外，熱泵系統(tǒng)中的室外換熱器3數(shù)量以及室內(nèi)換熱器2數(shù)量均不限，可以為一個(gè)，也可以為并聯(lián)設(shè)置的多個(gè)，例如，如圖1中所示的熱泵系統(tǒng)包括一個(gè)室外換熱器3以及并聯(lián)設(shè)置的四個(gè)室內(nèi)換熱器2。

以熱泵系統(tǒng)運(yùn)行制冷模式為例具體說明圖1所示熱泵系統(tǒng)的工作過程：

系統(tǒng)啟動(dòng)并完成初始化后，檢測(cè)實(shí)際負(fù)載并根據(jù)實(shí)際負(fù)載獲得能力需求Qx，進(jìn)而計(jì)算得到目標(biāo)頻率fx，將fx分別與f1和f2進(jìn)行比較，判斷系統(tǒng)處于低負(fù)荷運(yùn)行(例如如圖2中所示只有一個(gè)室內(nèi)換熱器2開啟)、高負(fù)荷運(yùn)行(例如如圖3中所示四個(gè)室內(nèi)換熱器2均開啟)還是正常運(yùn)行(例如如圖1中所示有兩個(gè)室內(nèi)換熱器2開啟)狀態(tài)并分別按如下方法進(jìn)行控制：

低負(fù)荷運(yùn)行：當(dāng)fx小于f1時(shí)，判斷為系統(tǒng)處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，則將壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx設(shè)置為f1，并如圖2所示，三通閥64將第二支路62和第三支路63在其內(nèi)部連通，即將蓄能模塊4與室外換熱器3和室內(nèi)換熱器2之間的連接管路并聯(lián)，電子膨脹閥5按設(shè)定的邏輯打開呈設(shè)定開度，此設(shè)定開度可根據(jù)壓縮機(jī)1初始計(jì)算得到的目標(biāo)頻率與改變后的目標(biāo)頻率計(jì)算得到。從而，冷媒在室外換熱器3冷凝過冷后，一部分直接流向室內(nèi)換熱器2，一部分節(jié)流后在蓄能模塊4中蒸發(fā)蓄冷，之后兩部分冷媒在室內(nèi)換熱器2前混合后進(jìn)入室內(nèi)換熱器2蒸發(fā)制冷。

高負(fù)荷運(yùn)行：當(dāng)fx大于f2時(shí)，判斷為系統(tǒng)處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，則將壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx設(shè)置為f2，并如圖3所示，三通閥64將第一支路61和第二支路62在其內(nèi)部連通，即將蓄能模塊4與室外換熱器3并聯(lián)，電子膨脹閥5按設(shè)定的邏輯打開呈設(shè)定開度，此設(shè)定開度可根據(jù)壓縮機(jī)1初始計(jì)算得到的目標(biāo)頻率與改變后的目標(biāo)頻率計(jì)算得到。從而，冷媒由壓縮機(jī)1壓縮為高溫過熱氣態(tài)冷媒后，一部分直接流入室外換熱器3冷凝，一部分節(jié)流后進(jìn)入蓄能模塊4中吸收蓄能模塊4存儲(chǔ)的冷量，之后兩部分冷媒在室內(nèi)換熱器2前混合后進(jìn)入室內(nèi)換熱器2蒸發(fā)制冷。

正常運(yùn)行狀態(tài)：當(dāng)f1≤fx≤f2時(shí)，判斷為系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，不改變壓縮機(jī)1的目標(biāo)頻率fx，并且如圖1所示，三通閥64將第一支路61、第二支路62和第三支路63設(shè)置為在其內(nèi)部均不連通，使得冷媒不會(huì)流經(jīng)蓄能模塊4，熱泵系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)的冷媒循環(huán)。

當(dāng)熱泵系統(tǒng)運(yùn)行制熱狀態(tài)時(shí)，其具體的控制與制冷狀態(tài)相類似，在此不再贅述。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供了一種空調(diào)，其采用如上所述的熱泵系統(tǒng)，能夠提高機(jī)組能效，節(jié)約能源且延長(zhǎng)使用壽命。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各優(yōu)選方案可以自由地組合、疊加。

應(yīng)當(dāng)理解，上述的實(shí)施方式僅是示例性的，而非限制性的，在不偏離本實(shí)用新型的基本原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以針對(duì)上述細(xì)節(jié)做出的各種明顯的或等同的修改或替換，都將包含于本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。