一种制热机组及其控制方法与流程

本发明属于制热技术领域，具体涉及一种制热机组及其控制方法，尤其涉及一种供暖恒定的热泵热水机组或制热空调机组、以及该机组的控制方法。

背景技术：

空气源热泵热水机组，能够采用绿色无污染的冷煤，吸取空气中的热量，通过压缩机的作功，生产出生活热水。热泵热水机组的外机(即室外蒸发器)的化霜方式，总体可分为两种：一是旁通化霜；二是换向化霜。

其中，旁通化霜就是绕过节流这个环节，将冷媒直接送入待化霜的蒸发器，此时蒸发器是进行冷凝，冷凝后的冷媒经汽液分离器流回压缩机；因此，冷媒就没有经过蒸发。由于旁通化霜过程中，冷媒没有经过蒸发换热，所以回液风险大、化霜效率低，已逐步淘汰。换向化霜是主流，但换向化霜过程中，需从供暖侧吸热，会引起供暖侧温度波动，影响用户体验；特别是北方地区冬季雾霾严重，机组结霜加剧，化霜更频繁，供暖温度也就波动更大。

现有技术中，存在制热稳定性差、化霜难度大和用户体验差等缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种制热机组及其控制方法，以解决现有技术中换向化霜过程中需从供暖侧吸热导致制热稳定性差的问题，达到提升制热稳定性的效果。

本发明提供一种制热机组，包括：压缩机、冷凝器、换向机构和两个蒸发器；其中，所述冷凝器和所述换向机构，依次适配连接于所述压缩机的排气端至所述压缩机的吸气端之间的冷媒循环回路中；两个所述蒸发器，分别经所述换向机构，适配连接至所述冷媒循环管路中，用于通过所述换向机构的换向，实现两个制热模式的切换化霜。

可选地，还包括：节流元件；所述节流元件，适配连接于两个所述蒸发器中相邻两个所述蒸发器之间的冷媒管路中，以实现任一所述制热模式下相邻两个所述蒸发器之间的冷媒节流。

可选地，还包括：两个风机；两个所述风机，与两个所述蒸发器一一适配设置；其中，每个所述风机，用于当与其适配的所述蒸发器化霜时关闭，或当与其适配的所述蒸发器未化霜时运行。

可选地，还包括：气液分离器；所述气液分离器，适配连接于所述压缩机的吸气端与所述换向机构之间。

可选地，其中，两个所述蒸发器，包括：第一蒸发器和第二蒸发器；和/或，所述换向机构，包括：四通阀；和/或，当该机组还包括节流元件时，所述节流元件，包括：电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管中的至少之一；和/或，当该机组还包括两个风机时，两个所述风机，包括：第一风机和第二风机。

可选地，所述四通阀的一个换向管，适配连接至所述第一蒸发器；所述四通阀的另一个换向管，适配连接至所述第二蒸发器；和/或，所述节流元件，适配连接于所述第一蒸发器和所述第二蒸发器之间的冷媒管路中；和/或，所述第一风机与所述第一蒸发器适配设置，所述第二风机与所述第二蒸发器适配设置。

可选地，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的布局结构，包括：分体式独立结构，和/或，上下分层式结构、左右分层式结构中的至少一种一体式集成结构。

可选地，所述一体式集成结构的出风方式，包括：侧出风、上出风、下出风中的至少之一。

可选地，所述制热机组，包括：热泵热水机组、制热空调机组中的至少之一；和/或，所述冷凝器、每个所述蒸发器中的至少之一，包括：翅片换热器、微通道换热器、套管换热器、壳管换热器中的至少之一。

与上述机组相匹配，本发明再一方面提供一种制热机组的控制方法，包括：所述制热机组包括以上所述的制热机组，确定两个所述蒸发器中任一所述蒸发器是否需要化霜；当确定任一所述蒸发器需要化霜时，通过所述换向机构的换向，使两个所述制热模式中能够使该蒸发器化霜的制热模式运行；其中，在所述能够使该蒸发器化霜的制热模式下，所述冷媒循环管路中的冷媒流向为：先经过该蒸发器，再经过两个所述蒸发器中除该蒸发器之外的其它蒸发器。

可选地，其中，当所述换向机构包括四通阀、且两个所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器时，确定两个所述蒸发器中任一所述蒸发器是否需要化霜，包括：确定所述第一蒸发器或所述第二蒸发器是否需要化霜；和/或，当确定任一所述蒸发器需要化霜时，通过所述换向机构的换向，使两个所述制热模式中能够使该蒸发器化霜的制热模式运行，包括：当确定所述第一蒸发器需要化霜时，通过所述四通阀切换，使所述制热机组的第一制热模式运行；在所述第一制热模式下，所述冷媒循环管路中的冷媒流向为：先经过所述第一蒸发器，再经过所述第二蒸发器；或当确定所述第二蒸发器需要化霜时，通过所述四通阀切换，使所述制热机组的第二制热模式运行；在所述第二制热模式下，所述冷媒循环管路中的冷媒流向为：线经过所述第二蒸发器，再经过所述第一蒸发器。

可选地，还包括：当所述制热机组还包括节流元件时，通过所述节流元件，实现所述第一蒸发器和所述第二蒸发器之间的冷媒节流。

可选地，还包括：当所述制热机组还包括第一风机和第二风机时，在所述第一制热模式下，所述第一风机关闭，所述第二风机运行；或者，在所述第二制热模式下，所述第一风机运行，所述第二风机关闭。

本发明的方案，通过调整四通阀的连接方式，使四通阀的e管和四通阀的c管分别接一个换热器(例如：翅片换热器、微通道换热器、套管换热器、壳管换热器等)，化霜时通过更改冷媒流经两个翅片的顺序，实现化霜过程中制热量恒定(例如：实现化霜过程中热泵热水机组的水温恒定)。

进一步，本发明的方案，通过调整四通阀的位置、增加一个翅片换热器(若为侧出风双风机壳体，则不需要增加翅片换热器)，解决化霜过程引起的水温波动，提升供暖舒适性；同时降低节流前的温度，有利于冷媒液化，降低节流后的干度和温度，提升蒸发换热量。

由此，本发明的方案，通过将换向机构调整至冷凝器之后，使压缩机的排气优先经过冷凝器放热，并通过换向机构实现两个制热模式切换化霜，实现化霜过程中制热量恒定，解决现有技术中换向化霜过程中需从供暖侧吸热导致制热稳定性差的问题，从而，克服现有技术中制热稳定性差、化霜难度大和用户体验差的缺陷，实现制热稳定性好、化霜难度小和用户体验好的有益效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的制热机组的一实施例的结构示意图；

图2为本发明的装置中两个蒸发器的侧出风上下结构(例如：两个蒸发器上下分层布局结构)的结构示意图；

图3为本发明的装置中两个蒸发器的侧出风左右结构或上出风结构(例如：两个蒸发器左右分层布局结构)的结构示意图；

图4为本发明的装置中两个蒸发器的分体结构(例如：两个蒸发器分体独立布局结构)的结构示意图；

图5为本发明的制热机组的控制方法的一实施例的流程示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-压缩机；2-冷凝器；3-四通阀；4-第一蒸发器；5-第一风机；6-节流元件；7-第二蒸发器；8-第二风机；9-气液分离器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种制热机组，如图1所示本发明的机组的一实施例的结构示意图。该制热机组可以包括：压缩机1、冷凝器2、换向机构和两个蒸发器。

可选地，所述制热机组，可以包括：热泵热水机组、制热空调机组中的至少之一。

例如：也适用单热空调。

由此，通过多种适用场合的制热机组，可以使得制热机组的制热效果更好，用户体验更佳。

在一个可选例子中，所述冷凝器2和所述换向机构(例如：所述换向机构的排气管和所述换向机构的吸气管)，依次适配连接于所述压缩机1的排气端至所述压缩机1的吸气端之间的冷媒循环回路中。

例如：所述压缩机1的排气端，经所述冷凝器2后，适配连接至所述换向机构的排气管；所述换向机构的吸气管，适配连接至所述压缩机1的吸气端。

可选地，所述换向机构，可以包括：四通阀3。

在一个可选具体例子中，所述四通阀3的排气管(即d管)，经所述冷凝器2适配连接至所述压缩机1的排气端；所述四通阀3的吸气管(即s管)，适配连接至所述压缩机1的吸气端。

由此，通过四通阀进行换向，控制方式简便，换向可靠性高。

在一个可选具体例子中，当两个所述蒸发器可以包括第一蒸发器4和第二蒸发器7时，所述四通阀3的一个换向管(例如：e管)，适配连接至所述第一蒸发器4。所述四通阀3的另一个换向管(例如：c管)，适配连接至所述第二蒸发器7。

例如：在四通阀的四个连接管(即d管、e管、s管、c管)中，四个连接管不是两两随意相连的，结构决定了，四通阀的d管只能与四通阀的e管或四通阀的c管连接，因此两个换热器(例如：两个翅片换热器)只能与分别和四通阀的e管、四通阀的c管相连。

由此，通过四通阀的换向管与蒸发器适配连接，使得换向更加方便，且安装结构简单。

在一个可选例子中，两个所述蒸发器，分别经所述换向机构，适配连接至所述冷媒循环管路中，可以用于通过所述换向机构的换向，实现两个制热模式的切换化霜，以在任一所述蒸发器化霜时使所述制热机组的制热量恒定。

例如：第一制热模式：从压缩机出来的高温高压气态冷媒，经过冷凝器与水换热后，变成中温高压液态(或汽液混合)冷媒，由四通阀连通至第一蒸发器，此时第一风机保持关闭，中温冷媒进一步降温(此时若第一蒸发器上有霜，则可利用中温冷媒进行化霜)，经过节流元件后，变成低温汽液混合态冷媒，流经第二蒸发器，此时第二风机保持开启，冷媒在此蒸发与空气换热，最后通过四通阀流入汽液分离器后，回到压缩机吸气管。

例如：第二制热模式：从压缩机出来的高温高压气态冷媒，经过冷凝器与水换热后，变成中温高压液态(或汽液混合)冷媒，由四通阀连通至第二蒸发器，此时第二风机保持关闭，中温冷媒进一步降温(此时若第二蒸发器上有霜，则可利用中温冷媒进行化霜)，经过节流元件后，变成低温汽液混合态冷媒，流经第一蒸发器，此时第一风机保持开启，最后通过四通阀流入汽液分离器后，回到压缩机吸气管。

例如：两个所述蒸发器，分别经所述换向机构的相应换向管(例如：所述换向机构的多个连接管中除所述排气管和所述吸气管之外的其它连接管)，适配连接于所述冷媒循环回路中。并通过所述换向机构的换向，在两个制热模式下切换化霜，以当任一所述蒸发器需要化霜时使所述化霜过程中所述冷凝器2的制热量恒定(例如：以当任一所述蒸发器需要化霜时，使用流出所述冷凝器2的冷媒热量进行化霜，并实现所述化霜过程中所述制热机组的制热量恒定)。

例如：调整四通阀的连接方式，四通阀的e管和四通阀的c管分别接一个翅片换热器，化霜时通过更改冷媒流经两个翅片的顺序，实现化霜过程中水温恒定。

例如：通过调整四通阀的位置、增加一个翅片换热器(若为侧出风双风机壳体，则不需要增加翅片换热器)，解决化霜过程引起的水温波动，提升供暖舒适性；同时降低节流前的温度，有利于冷媒液化，降低节流后的干度和温度，提升蒸发换热量。

例如：传统四通阀的d管(即排气管)与压缩机的排气口相连，四通阀的c管与冷凝器相连。现将四通阀的d管与冷凝器相连，四通阀的c管和四通阀的s管分别与两个蒸发器相连，目的是实现四通阀与两个蒸发器的连接和化霜切换；并且，四通阀放到冷凝器后，化霜将不会影响冷凝器的换热，最终实现供热恒温。

例如：将四通阀调整至冷凝器后，任何时候排气都先经过冷凝器放热，四通阀的e管和四通阀的s管分别接一个翅片换热器，通过四通阀换向，利用流出冷凝器后的冷媒热量进行化霜，实现化霜过程中水温恒定。

例如：化霜换向不涉及冷凝器的状态变化，即使化霜也能照常制热，机组热量输出恒定。

由此，通过将换向机构设置在冷媒循环回路中冷凝器之后，且使两个换热模式切换化霜，一方面可靠地实现了化霜，另一方面保持了冷凝器的制热量，使得制热机组的运行可靠性好，且用户体验佳。

可选地，所述冷凝器2、每个所述蒸发器中的至少之一，可以包括：翅片换热器、微通道换热器、套管换热器、壳管换热器中的至少之一。

例如：两个换热器，可以是翅片换热器，也可以是其它形式的换热器，如微通道换热器、水源热泵的套管/壳管换热器等。

由此，通过多种形式的冷凝器和蒸发器，使得换热灵活性更好、使用便捷性更佳。

可选地，两个所述蒸发器，可以包括：第一蒸发器4和第二蒸发器7。

例如：利用两个翅片换热器，实现化霜过程中水温恒定，提升供暖舒适性。

由此，通过两个蒸发器在换向机构的换向下切换化霜，化霜可靠性高，冷媒循环效率高。

可选地，所述第一蒸发器4和所述第二蒸发器7的布局结构，可以包括：分体式独立结构，和/或，上下分层式结构、左右分层式结构中的至少一种一体式集成结构。

由此，通过多种形式设置的两个蒸发器，占用空间灵活可调，用户使用的便捷性好。

可选地，所述一体式集成结构的出风方式，可以包括：侧出风、上出风、下出风中的至少之一。

例如：参见图2至图4所示的例子，第一蒸发器、第二蒸发器的布局方式，可以是上、下分层，也可以是左、右分层，还可以是分体独立。

由此，通过不同形式的出风方式，使得风机的设置更加灵活、更加方便。

在一个可选实施方式中，还可以包括：节流元件6。

在一个可选例子中，所述节流元件6，适配连接于两个所述蒸发器中相邻两个所述蒸发器之间的冷媒管路中，以实现任一所述制热模式下相邻两个所述蒸发器之间的冷媒节流。

例如：以在任一所述制热模式下，实现两个所述蒸发器中相邻两个所述蒸发器之间的冷媒节流，使节流前的冷媒冷凝更充分，并使节流后的冷媒湿度更大，从而提升两个所述蒸发器的换热效率。

由此，通过节流元件的适配设置，使得两个蒸发器之间的逐级换热效率更佳，有利于提升制热机组运行的效率。

可选地，当两个所述蒸发器可以包括第一蒸发器4和第二蒸发器7时，所述节流元件6，适配连接于所述第一蒸发器4和所述第二蒸发器7之间的冷媒管路中。

例如：节流前的翅片换热器充当过冷器，有利于冷媒过冷，冷凝更充分；节流后温度更低，冷媒湿度更大，提升蒸发器换热效率。

由此，通过将节流元件设置于两个蒸发器之间，使节流前的换热器能够过冷换热，节流后的换热器能够过湿换热，进而提升两个换热器的换热效率，使得制热机组运行更加可靠、更加高效。

可选地，所述节流元件6，可以包括：电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管中的至少之一。

由此，通过多种形式的节流元件，使得节流设置更加灵活、更加方便。

在一个可选实施方式中，还可以包括：两个风机。

在一个可选例子中，两个所述风机，与两个所述蒸发器一一适配设置。

其中，每个所述风机，可以用于当与其适配的所述蒸发器化霜时关闭，或当与其适配的所述蒸发器未化霜时运行。

例如：在任一所述制热模式下，与进行所述化霜的所述蒸发器适配设置的所述风机关闭，与未进行所述化霜的所述蒸发器适配设置的所述风机运行。

由此，通过风机的适配设置，可以提升换热效率，且不影响正常化霜，使用便捷性好，可靠性高。

可选地，两个所述风机，可以包括：第一风机5和第二风机8。

由此，通过两个风机，可以分别适配于两个蒸发器，使用便捷性好，可靠性高。

可选地，当两个所述蒸发器可以包括第一蒸发器4和第二蒸发器7时，所述第一风机5与所述第一蒸发器4适配设置，所述第二风机8与所述第二蒸发器7适配设置。

由此，通过两个风机与两个蒸发器适配设置，可以在化霜时关闭，在正常运行时开启，控制方便，运行可靠性高。

在一个可选实施方式中，还可以包括：气液分离器9。

在一个可选例子中，所述气液分离器9，适配连接于所述压缩机1的吸气端与所述换向机构之间。

例如：所述气液分离器9的一端，连接至所述压缩机1的吸气端；所述气液分离器9的另一端，连接至所述四通阀3的吸气管(例如：s管)。

例如：热泵热水机机组包含：压缩机、冷凝器(例如：套管式冷凝器、壳管式冷凝器等)、四通阀、汽液分离器、节流元件(电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管等)、第一翅片蒸发器、第二翅片蒸发器、第一风机、第二风机及管路等。

由此，通过气液分离器的适配设置，使得压缩机吸气端吸入的冷媒形式更合理，有利于提升制热机组运行的效果。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过调整四通阀的连接方式，使四通阀的e管和四通阀的c管分别接一个换热器(例如：翅片换热器、微通道换热器、套管换热器、壳管换热器等)，化霜时通过更改冷媒流经两个翅片的顺序，实现化霜过程中制热量恒定(例如：实现化霜过程中热泵热水机组的水温恒定)。

根据本发明的实施例，还提供了对应于制热机组的一种制热机组的控制方法(例如：一种制热机组的化霜控制方法)。参见图5所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该制热机组的控制方法，可以包括：所述制热机组包括以上所述的制热机组，确定两个所述蒸发器中任一所述蒸发器是否需要化霜。

可选地，该制热机组的控制方法，还可以包括：当确定任一所述蒸发器需要化霜时，通过所述换向机构的换向，使两个所述制热模式中能够使该蒸发器化霜的制热模式运行。

其中，在所述能够使该蒸发器化霜的制热模式下，所述冷媒循环管路中的冷媒流向为：先经过该蒸发器，再经过两个所述蒸发器中除该蒸发器之外的其它蒸发器。

在一个可选例子中，当所述换向机构包括四通阀3、且两个所述蒸发器包括第一蒸发器4和第二蒸发器7时，确定两个所述蒸发器中任一所述蒸发器是否需要化霜，可以包括：确定所述第一蒸发器4或所述第二蒸发器7是否需要化霜(例如：确定所述第一蒸发器4或所述第二蒸发器7的当前结霜程度是否达到设定的化霜条件)，参见图5中步骤s110。

例如：第一蒸发器4和第二蒸发器7均安装有入管温度检测装置，以环境温度与入管温度的换热差值作为蒸发器换热温差表征结霜程度。结霜后换热温差增大，将结霜时间和换热温差作为进入除霜的条件，对应风机开启即开始计算结霜时间，随着结霜时间加长，换热温差条件慢慢降低。如结霜时长30分钟时，要求换热温差≥18℃；结霜时长至60分钟时，换热温差要求降低值15℃；结霜时长到120分钟时，换热温差要求再降低至10℃。如此可实现在高湿区域，结霜严重，换热温差下降快，机组能快速除霜；而在无霜区域，结霜轻微，换热温差变化小，结霜时长可以拉大，减少化霜频率。

相应地，当确定任一所述蒸发器需要化霜时，通过所述换向机构的换向，使两个所述制热模式中能够使该蒸发器化霜的制热模式运行，可以包括：当确定所述第一蒸发器4需要化霜时(例如：当确定所述第一蒸发器4的所述当前结霜程度达到所述设定的化霜条件时)，通过所述四通阀3切换，使所述制热机组的第一制热模式运行，参见图5中步骤s120。

例如：当检测到第一蒸发器满足化霜条件后，四通阀换向，切换到第一制热模式。

可选地，在所述第一制热模式下，所述冷媒循环管路中的冷媒流向为：先经过所述第一蒸发器4，再经过所述第二蒸发器7。

例如：第一制热模式：从压缩机出来的高温高压气态冷媒，经过冷凝器与水换热后，变成中温高压液态(或汽液混合)冷媒，由四通阀连通至第一蒸发器，此时第一风机保持关闭，中温冷媒进一步降温(此时若第一蒸发器上有霜，则可利用中温冷媒进行化霜)，经过节流元件后，变成低温汽液混合态冷媒，流经第二蒸发器，此时第二风机保持开启，冷媒在此蒸发与空气换热，最后通过四通阀流入汽液分离器后，回到压缩机吸气管。

可选地，当确定任一所述蒸发器需要化霜时，通过所述换向机构的换向，使两个所述制热模式中能够使该蒸发器化霜的制热模式运行，还可以包括：当确定所述第二蒸发器7需要化霜时，通过所述四通阀3切换，使所述制热机组的第二制热模式运行，参见图5中步骤s130。

例如：当检测到第二蒸发器满足化霜条件后，四通阀换向，切换到第二制热模式。

可选地，在所述第二制热模式下，所述冷媒循环管路中的冷媒流向为：线经过所述第二蒸发器7，再经过所述第一蒸发器4。

例如：第二制热模式：从压缩机出来的高温高压气态冷媒，经过冷凝器与水换热后，变成中温高压液态(或汽液混合)冷媒，由四通阀连通至第二蒸发器，此时第二风机保持关闭，中温冷媒进一步降温(此时若第二蒸发器上有霜，则可利用中温冷媒进行化霜)，经过节流元件后，变成低温汽液混合态冷媒，流经第一蒸发器，此时第一风机保持开启，最后通过四通阀流入汽液分离器后，回到压缩机吸气管。

由此，通过将换向机构设置在冷媒循环回路中冷凝器之后，且使两个换热模式切换化霜，一方面可靠地实现了化霜，另一方面保持了冷凝器的制热量，使得制热机组的运行可靠性好，且用户体验佳。

在一个可选实施方式中，还可以包括：当所述制热机组还可以包括节流元件6时，通过所述节流元件6，实现所述第一蒸发器4和所述第二蒸发器7之间的冷媒节流。

例如：以在任一所述制热模式下，实现两个所述蒸发器中相邻两个所述蒸发器之间的冷媒节流，使节流前的冷媒冷凝更充分，并使节流后的冷媒湿度更大，从而提升两个所述蒸发器的换热效率。

例如：节流前的翅片换热器充当过冷器，有利于冷媒过冷，冷凝更充分；节流后温度更低，冷媒湿度更大，提升蒸发器换热效率。

由此，通过节流元件的适配设置，使得两个蒸发器之间的逐级换热效率更佳，有利于提升制热机组运行的效率。

在一个可选实施方式中，还可以包括：当所述制热机组还可以包括第一风机5和第二风机8时，在所述第一制热模式下，所述第一风机5关闭，所述第二风机8运行；或者，在所述第二制热模式下，所述第一风机5运行，所述第二风机8关闭。

由此，通过风机的适配设置，可以提升换热效率，且不影响正常化霜，使用便捷性好，可靠性高。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图4所示的机组的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过调整四通阀的位置、增加一个翅片换热器(若为侧出风双风机壳体，则不需要增加翅片换热器)，解决化霜过程引起的水温波动，提升供暖舒适性；同时降低节流前的温度，有利于冷媒液化，降低节流后的干度和温度，提升蒸发换热量。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。