本技術涉及熱泵，特別是涉及一種四管制冷熱機組及其控制方法。

背景技術：

1、四管制冷熱機組可同時提供冷水、熱水，特別適用于同時需要冷源和熱源的場合，廣泛應用于醫(yī)院、檔案室、高檔酒店、恒溫恒濕廠房等。

2、傳統(tǒng)的四管制冷熱機組在熱水側和/或冷水側水溫滿足要求時，通過四通閥的設置，來實現“制冷水、制熱水、制熱水+制冷水”這三種模式的切換。由于這種切換是該四管制熱泵機組整個系統(tǒng)的切換，通常需要配置較大的儲能水箱，以避免水溫有較大的波動或者頻繁切換的問題。同時，也有部分機組通過平衡換熱器的設置，以保證冷水側和熱水側的切入及切出的穩(wěn)定性，但是這種方向往往需要平衡換熱器的有級調節(jié)，操作較為復雜；且，在某些使用工況下，容易導致壓縮機吸氣帶液而損壞，以及冷水換熱器蒸發(fā)溫度過低而凍壞。

技術實現思路

1、基于此，有必要提供一種四管制冷熱機組，滿足“制冷水、制熱水、制熱水+制冷水”，且操作簡潔、方便，盡可能避免冷水換熱器蒸發(fā)溫度過低而凍壞的問題。

2、一種四管制冷熱機組，包括壓縮機、冷水側換熱器、熱水側換熱器和平衡換熱器；所述壓縮機具有排氣口和吸氣口，所述排氣口處設置有第一三通閥，所述吸氣口設置有第二三通閥，所述第一三通閥與所述熱水側換熱器的一端、所述平衡換熱器的一端連接，所述第二三通閥與所述冷水側換熱器的一端、所述平衡換熱器的一端連接；所述冷水側換熱器的另一端與所述熱水側換熱器的另一端通過第一管路連接，所述冷水側換熱器的另一端與所述平衡換熱器的另一端通過第二管路連接，所述熱水側換熱器的另一端與所述平衡換熱器的另一端通過第三管路連接；所述第一管路和所述第二管路并聯有第一并聯點，所述第一管路和所述第三管路并聯有第二并聯點，所述第一并聯點位于所述第二并聯點的上游；所述第一管路上設置有第一單向閥和第一膨脹閥，且所述第一單向閥位于所述第一并聯點的上游，所述第一膨脹閥位于所述第二并聯點的下游，所述第二管路設置有第二單向閥，所述第三管路設置有第二膨脹閥，所述第二單向閥位于所述第一并聯點的上游，所述第二膨脹閥位于所述第二并聯點的下游；所述四管制冷熱機組至少具有制冷模式、制熱模式和全熱回收模式，所述四管制冷熱機組被配置為響應于所述第一三通閥和所述第二三通閥的調節(jié)狀態(tài)而切換所述制冷模式、所述制熱模式和所述全熱回收模式。

3、可以理解的是，利用第一三通閥和第二三通閥的設置，可以調整冷水側換熱器、熱水側換熱器和平衡換熱器之間的連通狀態(tài)，實現三種模式的切換，整體操作簡單方便。在制熱模式時，由于第二三通閥使得制冷劑無需經過冷水側換熱器，進而防止冷水側換熱器中未蒸發(fā)制冷劑繼續(xù)蒸發(fā)而引起冷水溫度過低；且，這樣的設置，可以避免制冷劑遷移進冷水側換熱器中導致再次啟動時壓縮機進入的制冷劑過大而造成液擊。在全熱回收模式時，由于第二三通閥使得制冷劑無需經過平衡換熱器，保證冷水側換熱器與熱水側換熱器之間的制冷劑量，進而保證了機組能效。在制冷模式時，由于第一三通閥使得制冷劑無需經過熱水側換熱器，進而降低熱水側換熱器對制冷劑的影響而使溫度不能滿足終端用水設備的制冷需求。

4、在其中一些實施例中，在所述制冷模式，所述第一三通閥調節(jié)所述壓縮機的排氣口與所述平衡換熱器連通，所述第二三通閥調節(jié)所述壓縮機的吸氣口與所述冷水側換熱器連通，所述壓縮機、所述平衡換熱器、所述第二管路、所述第一膨脹閥和和所述冷水側換熱器連通為制冷回路；在所述制熱模式，所述第一三通閥調節(jié)所述壓縮機的排氣口與所述熱水側換熱器連通，所述第二三通閥調節(jié)所述壓縮機的吸氣口與所述平衡換熱器連通，所述壓縮機、所述熱水側換熱器、所述第三管路、所述第二膨脹閥和所述平衡換熱器連通為制熱回路；在所述全熱回收模式，所述第一三通閥調節(jié)所述壓縮機的排氣口與所述熱水側換熱器連通，所述第二三通閥調節(jié)所述壓縮機的吸氣口與所述冷水側換熱器連通，所述壓縮機、所述熱水側換熱器、所述第一管路、所述第一膨脹閥和所述冷水側換熱器連通為全熱回收回路。

5、在其中一些實施例中，所述四管制冷熱機組還具有部分熱回收模式和部分冷回收模式；在所述部分熱回收模式時，所述第一三通閥調節(jié)所述熱水側換熱器和所述平衡換熱器均與所述壓縮機的排氣口連通，所述第二三通閥調節(jié)所述壓縮機的吸氣口與所述冷水側換熱器連通，所述全熱回收回路和所述制冷回路均連通；在所述部分冷回收模式，所述第一三通閥調節(jié)所述壓縮機的排氣口與所述熱水側換熱器連通，所述第二三通閥調節(jié)所述平衡換熱器和所述冷水側換熱器均與所述壓縮機的吸氣口連通，所述全熱回收回路和所述制熱回路均連通。

6、在其中一些實施例中，所述壓縮機的吸氣口與所述熱水側換熱器的一端之間還設置有第四管路，所述第四管路上設置有第一二通閥；所述熱水側換熱器的另一端與所述平衡換熱器的另一端之間還設置有第五管路，所述第五管路與所述第三管路并聯，且流向相反，所述第五管路上設置有第三膨脹閥。

7、在其中一些實施例中，所述四管制冷熱機組還具有除霜模式；在所述除霜模式，所述第一三通閥調節(jié)所述壓縮機的排氣口與所述平衡換熱器連通，所述第一二通閥被配置為打開狀態(tài)，所述壓縮機、所述平衡換熱器、所述第五管路、所述第三膨脹閥、所述熱水側換熱器和所述第四管路連通為除霜回路。

8、在其中一些實施例中，所述四管制冷熱機組還包括儲液器，所述儲液器的進口并聯有第一支路和第二支路，所述儲液器的出口并聯有第三支路和第四支路；所述第一支路連接所述熱水側換熱器，所述第三支路連接所述冷水側換熱器，所述第一單向閥設置于所述第一支路，所述第一膨脹閥設置于所述第三支路，所述第一支路和所述第三支路連通以共同限定出所述第一管路；所述第二支路連接所述平衡換熱器，所述第二單向閥設置于所述第二支路，所述第二支路和所述第三支路連通以共同限定出所述第二管路；所述第四支路連接所述平衡換熱器，所述第二膨脹閥設置于所述第四支路，所述第一支路和所述第四支路連通以共同限定出所述第三管路。

9、在其中一些實施例中，所述儲液器的出口還并聯有第五支路，所述第五支路連接所述熱水側換熱器，所述第三膨脹閥設置于所述第五支路，所述第二支路和所述第五支路連通以共同限定出所述第五管路。

10、本技術還提供了一種四管制冷熱機組的控制方法，包括以下步驟：

11、獲取實際冷水溫度和實際熱水溫度；

12、將所述實際冷水溫度與設定冷水加載溫度進行對比，將所述實際熱水溫度與設定熱水加載溫度進行對比；

13、在所述實際冷水溫度大于所述設定冷水加載溫度，且所述實際熱水溫度不小于所述設定熱水加載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組啟動或切換至制冷模式；

14、在所述實際冷水溫度不大于所述設定冷水加載溫度，且所述實際熱水溫度小于所述設定熱水加載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組啟動或切換至制熱模式；

15、在所述實際冷水溫度大于所述設定冷水加載溫度，且所述實際熱水溫度小于所述設定熱水加載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組啟動或切換至全熱回收模式。

16、在其中一些實施例中，在所述制冷模式的運行周期中：

17、將所述實際熱水溫度與設定熱水卸載溫度進行對比，將所述實際冷水溫度與設定冷水卸載溫度進行對比；

18、在所述實際熱水溫度小于所述設定熱水加載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組切換至部分熱回收模式；

19、在所述實際熱水溫度不小于所述設定熱水加載溫度的情況下：若是所述實際冷水溫度大于所述設定冷水加載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組中壓縮機加載；若是所述實際冷水溫度小于所述設定冷水卸載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組中壓縮機卸載。

20、在其中一些實施例中，在所述制熱模式的運行周期中：

21、在所述實際冷水溫度大于所述設定冷水加載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組切換至部分冷收模式；

22、在所述實際冷水溫度不大于所述設定冷水加載溫度的情況下：若是所述實際熱水溫度小于所述設定熱水加載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組中壓縮機加載；若是所述實際熱水溫度大于所述設定熱水卸載溫度的情況下，減小所述四管制冷熱機組中壓縮機卸載。

23、在其中一些實施例中，在所述全熱回收模式的運行周期中：

24、獲取所述全熱回收模式的實際運行時間，并將所述實際運行時間與設定運行時間進行對比；

25、在所述實際熱水溫度大于所述設定熱水卸載溫度、所述實際冷水溫度不小于所述設定冷水卸載溫度，且所述實際運行時間不小于所述設定運行時間的情況下，所述四管制冷熱機組切換至部分熱回收模式；

26、在所述實際熱水溫度不大于所述設定熱水卸載溫度、所述實際冷水溫度小于所述設定冷水卸載溫度，且所述實際運行時間不小于所述設定運行時間的情況下，所述四管制冷熱機組切換至部分冷回收模式；

27、在所述實際熱水溫度大于所述設定熱水卸載溫度、所述實際冷水溫度小于所述設定冷水卸載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組中壓縮機卸載；

28、在所述實際熱水溫度小于所述設定熱水加載溫度且所述實際冷水溫度大于所述設定冷水卸載溫度的情況下，或者，所述實際冷水溫度大于所述設定冷水加載溫度且所述實際熱水溫度小于所述設定熱水卸載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組中壓縮機加載。

29、在其中一些實施例中，所述四管制冷熱機組中壓縮機的排氣口處設置有第一三通閥，所述第一三通閥的通口a連接所述排氣口，通口b連接平衡換熱器，通口c連接熱水側換熱器；

30、所述四管制冷熱機組由所述制冷模式切換至所述部分熱回收模式時，增大所述通口a與所述通口c的開度；或者，所述四管制冷熱機組由所述全熱回收模式切換至所述部分熱回收模式時，減小所述通口a與所述通口c的開度。

31、在其中一些實施例中，在所述通口a和所述通口c之間的開度等于0的情況下，所述四管制冷熱機組由所述部分熱回收模式切換至所述制冷模式；

32、在所述通口a與所述通口c之間的開度等于100％的情況下，所述四管制冷熱機組由所述部分熱回收模式切換至所述全熱回收模式。

33、在其中一些實施例中，在所述部分熱回收模式的運行周期中：

34、在所述實際熱水溫度小于所述設定熱水加載溫度，且所述實際運行時間大于所述設定運行時間的情況下，增大所述通口a與所述通口c的開度；

35、在所述實際熱水溫度大于所述設定熱水卸載溫度，且所述實際運行時間大于所述設定運行時間的情況下，減小所述通口a與所述通口c的開度；

36、在所述實際冷水溫度大于所述設定冷水加載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組中壓縮機加載；

37、在所述實際冷水溫度小于所述設定冷水卸載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組中壓縮機卸載。

38、在其中一些實施例中，所述四管制冷熱機組中壓縮機的吸氣口處設置有第二三通閥，所述第二三通閥的通口d連接所述吸氣口，通口e連接冷水側換熱器，通口f連接平衡換熱器；

39、所述四管制冷熱機組由所述全熱回收模式切換至所述部分冷回收模式時：獲取實際環(huán)境溫度，并與設定環(huán)境溫度進行對比；在所述實際環(huán)境溫度大于所述設定環(huán)境溫度的情況下，減小所述通口d和所述通口e的開度的開度至第一開度，且第一開度大于所述通口d和所述通口f的開度；在所述實際環(huán)境溫度不大于所述設定環(huán)境溫度的情況下，減小所述通口d和所述通口e的開度至第二開度，且第二開度小于所述通口d和所述通口f的開度；或者，所述四管制冷熱機組由所述制熱模式切換至所述部分冷回收模式時，增大所述通口d和所述通口e之間的開度。

40、在其中一些實施例中，在所述通口d和所述通口e的開度等于0的情況下，所述四管制冷熱機組由所述部分冷回收模式切換至所述制熱模式；

41、在所述通口d和所述通口e的開度等于100％的情況下，所述四管制冷熱機組由所述部分冷回收模式切換至所述全熱回收模式。

42、在其中一些實施例中，在所述部分冷收模式的運行周期中：

43、將實際冷水溫度與設定冷水切入溫度進行對比；

44、在所述實際冷水溫度大于所述設定冷水切入溫度的情況下，增大所述通口d和所述通口e的開度至100％，所述四管制冷熱機組由所述部分冷回收模式切換至所述全熱回收模式；

45、在所述實際冷水溫度不大于所述設定冷水切入溫度的情況下：

46、獲取冷水側實際壓力，并將所述冷水側實際壓力與冷水側設定壓力進行對比；在所述冷水側實際壓力小于所述冷水側設定壓力的情況下，減小所述通口d和所述通口e的開度。

47、在其中一些實施例中，在所述冷水側實際壓力不小于所述冷水側設定壓力的情況下：

48、在所述實際冷水溫度大于所述設定冷水加載溫度，且所述實際運行時間大于所述設定運行時間的情況下，增大所述通口d和所述通口e之間的開度；

49、在所述實際冷水溫度小于所述設定冷水卸載溫度，且所述實際運行時間大于所述設定運行時間的情況下，減小所述通口d和所述通口e之間的開度；

50、在所述實際熱水溫度小于所述設定熱水加載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組中壓縮機加載；

51、在所述實際熱水溫度大于所述設定熱水卸載溫度的情況下，所述四管制冷熱機組中壓縮機卸載量。