[0001] 本发明涉及热泵系统领域，更具体地，本发明涉及阀模块及热泵系统。

[0002] R32被认为是最有可能用来替代传统制冷剂R410A的一种更环保的制冷剂。然而，R32相对于R410A而言具有可燃性。对于家用或商用空调系统而言，如采用R32作为制冷剂，则需要防止制冷剂泄漏至室内空间以及与此相关的火灾。一些手段是采用截止阀和警报系统。

[0021] 参考图1来介绍根据本发明的实施例的热泵系统。根据本发明的热泵系统主要包括室外单元1，多个室内单元491,492,493,494以及一个或多个阀模块31,32。在图示的实施例中，热泵系统配置了两个阀模块31,32，每个阀模块配置成连接两个室内单元，由此将四个室内单元与室外单元相连接，在备选实施例中，可存在四个阀模块每个阀模块与单个室内单元连接，或者可存在一个阀模块与四个室内单元相连接。类似地，随室内单元的数量不同，可配置任何适合数量的阀模块，并且每个阀模块可连接任何适合数量的室内单元。

[0022] 在图1所示的实施例中，室外单元1包括：液态制冷剂端口101和气态制冷剂端口102，室外单元1可执行不同模式，例如制冷模式或制热模式，以便将制冷剂从气态制冷剂端口102和液态制冷剂端口101中的一者输送出，并从另一者接收返回的制冷剂。在一个具体的实施例中，室外单元1可包括压缩机11，其包括排气口111和吸气口112，四通阀12，其包括a，b，c，d四个端口，其中四通阀12的a端口与压缩机排气口111连接而c端口经由气液分离器
14与压缩机吸气口112连接，此外，b端口经由室外单元换热器13连接至液态制冷剂端口
101，d端口连接至气态制冷剂端口102。通过切换四通阀12可使得a端口与b端口连通，c端口和d端口连通，由此实现制冷模式下从液态制冷剂端口101输出液态制冷剂，或者使得a端口与d端口，b端口与c端口连通，由此实现制热模式下从气态制冷剂端口102输出气态制冷剂。
应当理解，图示的室外单元的具体实施例仅是示例性的，本领域已知的各种用于热泵系统的室外单元均可应用于本申请。

[0023] 对于多个室内单元而言，以与第一阀模块31连接的第一和第二室内单元491,492为例，它们分别包括依次连接的第一端口402,412、室内单元节流元件404,414、室内单元换热器405,415和第二端口403,413。在室内单元执行制冷模式时，液态制冷剂从第一端口402流入室内单元，在室内节流元件404处被节流，在室内单元换热器405蒸发并从第二端口403流出，而在室内单元执行制热模式时，相反地，气态制冷剂从第二端口403流入，经过室内单元换热器405冷凝，在室内节流元件404处被节流，并从第一端口402流出。每个室内单元可对应于住宅或商业设施内的一个区域，如一个房间，并且在本发明的实施例中，还提供了多个传感器406,416，多个传感器406,416监测对应室内单元的制冷剂泄漏，例如每个传感器可设置在室内单元换热器出风口附近，由此监测是否存在制冷剂泄漏至室内。在备选实施例中，单个室内单元换热器可具有多个传感器，或者传感器可布置在任何其他适合的位置。如图所示，与第二阀模块32连接的第三和第四室内单元493,494可具有相同或类似的构造，在此不再赘述。

[0024] 对于阀模块而言，以第一阀模块31为例，其包括：分别与至少一个室内单元的第一端口402,412和第二端口403,413连接的至少一组第一内端口331,333和第二内端口332,334。在本实施例中，第一阀模块31包括与第一室内单元491连接的第一组第一内端口331和第二内端口332，以及与第二室内单元492连接的第二组第一内端口333和第二内端口334；
与室外单元的液态制冷剂端口101经由第一管路21连接的第一外端口311以及与室外单元的气态制冷剂端口102经由第二管路22连接的第二外端口312。在所示的实施例中，每个阀模块内部包括：与第一外端口311,321通过直通管路连接的第一联接外端口313,323和与第二外端口312,322通过直通管路连接的第二联接外端口314,324，而第一阀模块31的第一外端口311和第二外端口312通过与第二阀模块32的第一联接外端口323和第二联接外端口
324和第二阀模块32内的直通管路来连接至室外单元的液态制冷剂端口101和气态制冷剂端口102，这样便于更多个阀模块的叠加连接，而第一个叠加阀模块(图中的第二阀模块32)的第一外端口321和第二外端口322直接与室外单元的液态制冷剂端口101和气态制冷剂端口102连接，而最后一个叠加连接的阀模块(图中的第一阀模块31)的第一联接外端口313和第二联接外端口可以被封堵。尽管所示的实施例中有两个阀模块叠加，可按照该方式叠加安装更多个阀模块。在备选实施例中，也可将每个阀模块的第一外端口321和第二外端口
322直接与室外单元的液态制冷剂端口101和气态制冷剂端口102连接。

[0025] 每个阀模块进一步包括：从第一外端口311延伸至每个第一内端口331,333的第一流路316；以及从第二外端口312延伸至每个第二内端口332,334的第二流路317。第二流路317包括：第二流路主路3170和从第二流路主路延伸至每个第二内端口332,334的多个第二流路支路3171,3172，每个第二流路支路3171,3172上设置有支路控制阀531,533，如电磁阀。此外，热泵系统还提供了控制装置，控制装置与多个传感器联接，并且配置成在传感器中的任一者监测到对应室内单元发生制冷剂泄漏并发送信号给所述控制装置时，执行局部切断步骤，局部切断步骤包括：关闭该泄漏室内单元的所述室内单元节流元件并且关闭与该泄漏室内单元连接的所述阀模块中相应的支路控制阀，由此切断所述第二外端口与所述泄漏室内单元的第二内端口之间的连接。根据本发明的实施例中的热泵系统在室内单元处感测到制冷剂泄漏时直接将该室内单元节流元件关闭并切断其第二端口与室外单元的连接，由此使制冷剂不会再循环进入该发生泄漏的室内单元，以避免制冷剂持续泄漏到易于引发火灾的浓度，与此同时，该局部切断不会影响其他室内单元的正常工作。

[0026] 举例而言，在第一室内单元491对应的传感器406感测到制冷剂泄漏时，则关闭第一室内单元491的室内节流元件404和连接到第一室内单元491的第一阀模块31中连接至第一室内单元的第二流路支路3171上的支路控制阀531，由此将对应的室内单元换热器405两端截断，该局部切断步骤可将第一室内单元的室内单元换热器405从热泵系统中断开，由此阻止热泵系统中循环的制冷剂不断泄漏入室内，同时该步骤不会影响其他室内单元492,493,494的正常工作。

[0027] 在一些实施例中，第一流路316可包括：第一流路主路3160和从第一流路主路延伸至每个第一内端口331,333的多个第一流路支路3161,3162，其中，第一流路主路3160上设置有主路控制阀51，如电磁阀。在一些实施例中，控制装置还配置成在执行局部切断步骤后监测到该泄漏室内单元仍然发生泄漏时，关闭与该泄漏室内单元连接的阀模块的主路控制阀和所有支路控制阀。举例而言，在执行上述局部切断步骤后，如发现仍然存在制冷剂泄漏，则可能是室内节流元件404未完全封闭或存在泄漏，此时通过将关联阀模块与室外单元整体切断来阻止制冷剂进一步泄漏至室内，同时不影响通过其他阀模块与室外单元连接的室内单元的正常工作。仍然以室内单元491为例，在执行上述局部切断步骤后，如发现仍然存在制冷剂泄漏时，则进一步关闭第一阀模块31的主路控制阀51和其他支路控制阀533，此时，整个第一阀模块31被断开，使得不会有持续的制冷剂泄漏至室内，然而与第二阀模块32连接的室内单元493,494仍然能够正常工作。在一些实施例中，为了准确判断是否仍然存在制冷剂泄漏，可使该泄漏室内单元的室内单元换热器的风机持续工作且在一定时间延迟后感测是否存在制冷剂泄漏。例如在初次监测到室内单元491处发生制冷剂泄漏而执行局部切断步骤后，使该泄漏室内单元491的室内单元换热器405的风机持续工作以吹散初期泄漏的制冷剂，随后在延迟时间，如30秒后再次监测吹风口附近的制冷剂浓度是否仍然超标，如未超标则认为上述局部切断步骤有效，不再有新的制冷剂被输送至室内，如果仍然超标，则认为仍存在制冷剂持续泄漏，此时执行将整个阀模块截断的上述操作。

[0028] 继续参考图2来介绍根据另一个实施例的热泵系统，其中采用了改型的阀模块31′和32′。在该实施例中，室内单元和传感器的构造与结合图1所述的室内单元相同，室外单元进一步包括与压缩机吸气端连接的气体返回端口103。阀模块还包括附加外端口39，附加外端口39经由第三管路23与室外单元的气体返回端口103连接。此外，还包括设置在阀模块与附加外端口39相对的一端处的附加联接外端口391，附加外端口39与附加联接外端口391通过直通通道连接，由此实现上文所述的多个阀模块之间的叠加连接。阀模块进一步包括从附加外端口39延伸至每个第二内端口332,334的第三流路318，第三流路包括第三流路主路和从第三流路主路延伸至每个第二内端口的多个第三流路支路3181,3182，每个第三流路支路3181,3182上设置有附加控制阀532,534。在使用该结构的阀模块31′，32′时，所述局部切断步骤还包括：关闭与该泄漏室内单元对应的第三流路支路上的附加控制阀，并且在执行局部切断步骤后监测到该泄漏室内单元仍然发生泄漏时，关闭所有附加控制阀。同样，以室内单元491为例，在与其关联的传感器406感测到制冷剂泄漏时，控制装置执行局部切断步骤，包括关闭该室内单元的室内节流元件404和阀模块31′中与该室内单元连接的第二流路支路3171上支路控制阀531和第三流路支路3181上的附加控制阀532，并且在执行局部切断步骤后，监测到该泄漏室内单元仍然发生泄漏时，则关闭与该泄漏室内单元连接的阀模块31′的主路控制阀51和所有支路控制阀531,533和附加控制阀532,534。该控制步骤的作用与上述结合图1所述的相同，因此在此不再赘述。

[0029] 此外，图2所示的阀模块还包括经济器38，每个第一流路支路包括：第一流路去支路3164,3165和第一流路回支路3167,3168，各个第一流路去支路3164,3165上设置有仅允许流体流向对应第一内端口331,333的单向阀521,523，并且各个第一流路回支路3167,3168上设置有仅允许流体流向第一外端口的单向阀522,524。第一流路主路316首先分成两个支路3163,3166，随后第一支路3163继续分为若干个第一流路去支路3164,3165，第二支路3166继续分为若干个第一流路回支路3167,3168。换而言之，各个第一流路回支路3167,
3168汇合成第二支路3166后经过经济器38的第一支路381连接至第一流路主路316，其中，在经济器38前或后(图中经济器38左侧，备选地可设置在经济器右侧)从第二支路3166分叉出分叉支路，分叉支路经过附加节流元件54和经济器的第二支路382后连接至第三流路主路318。

[0030] 图2所示的阀模块31′加入了经济器38，由此提高系统效率，此外该结构实现了与同一阀模块连接的室内单元部分执行制冷模式且部分执行制热模式的功能，由此实现热泵系统的灵活性和进一步节能。举例而言，以第一阀模块31′为例，在室内单元491执行制热而室内单元492执行制冷时，从室外单元经过第二管路22的制冷剂蒸汽从第二流路317进入第一阀模块31′时，支路控制阀531打开而支路控制阀533关闭，同时，附加控制阀532关闭而附加控制阀534打开。来自第二流路317的制冷剂蒸汽经过支路控制阀531后在室内单元换热器405处冷凝制热，由室内单元节流元件404节流后，制冷剂随后经由第一流路回支路3168，经济器38的第一支路381后分成三部分，第一部分制冷剂经由第一流路去支路3165来到室内单元492，并经由节流元件414(可全开)后，在室内单元换热器415处制冷蒸发后通过附加控制阀534，从第三管路23返回压缩机吸气口，第二部分制冷剂经由分叉支路，附加节流元件54，经济器的第二支路382并从第三管路23返回压缩机吸气口，第三部分制冷剂经由第一流路的主路控制阀51返回并在室外单元换热器13处蒸发后返回压缩机吸气口。与此同时，与另一阀模块32′连接室内单元可执行制热模式，或同样部分制热和部分制冷模式。因此，图2所示的阀模块可灵活地满足室内单元对于制冷和制热的不同需求，当部分室内单元执行制热模式且部分室内单元执行制冷模式时还能够回收部分热能。

[0031] 根据本发明的另一方面，还提供了一种阀模块，阀模块用于将热泵系统的室外单元连接至多个室内单元，阀模块包括：分别与多个室内单元的第一端口402,412和第二端口403,413连接的多组第一内端口331,333和第二内端口332,334；与室外单元的液态制冷剂端口101连接的第一外端口311以及与室外单元的气态制冷剂端口102连接的第二外端口
312；从第一外端口311延伸至每个第一内端口331,333的第一流路316，第一流路包括：第一流路主路3160和从第一流路主路延伸至每个第一内端口的多个第一流路支路3161,3162，第一流路主路上设置有主路控制阀51；以及从第二外端口312延伸至每个第二内端口332,
334的第二流路317，第二流路包括：第二流路主路3170和从第二流路主路延伸至每个第二内端口332,334的多个第二流路支路3171,3172，每个第二流路支路上设置有支路控制阀
531,533。根据本发明的实施例的阀模块能够应用于上述根据本发明的实施例的热泵系统中以执行各种控制，由此实现单个室内单元局部切断和阀模块整体切断的功能。

[0032] 在一些实施例中，阀模块31可由热泵系统整体配置的控制装置控制，即通过接收各种控制信号来执行各个阀的开启和关闭。在一些实施例中，阀模块31可自身配置有控制装置，所述控制装置连接至主路控制阀51和支路控制阀531,533，并且配置成在接收到与阀模块连接的任一室内单元发生制冷剂泄漏的信号时，执行局部切断步骤，局部切断步骤包括：关闭与该泄漏室内单元对应的支路控制阀，其中，控制装置还配置成在执行局部切断步骤后，接收到该泄漏室内单元仍然发生泄漏的信号时，关闭主路控制阀并且关闭所有支路控制阀。

[0033] 在一些实施例中，阀模块还包括附加外端口39，附加外端口39与室外单元的气体返回端口103连接，其中，阀模块包括从附加外端口39延伸至每个第二内端口332,334的第三流路318，第三流路包括第三流路主路和从第三流路主路延伸至每个第二内端口的多个第三流路支路3181,3182，每个第三流路支路上设置有附加控制阀532,534。在一些实施例中，每个第一流路支路包括：第一流路去支路3164,3165和第一流路回支路3168,3167，各个第一流路去支路上设置有仅允许流体流向对应第一内端口的单向阀521,523，并且各个第一流路回支路上设置有仅允许流体流向第一外端口的单向阀522,524，阀模块还包括经济器38，各个第一流路回支路3168,3167汇合后经过经济器的第一支路381后连接至第一流路主路316，其中，在经济器前或后分叉出分叉支路，分叉支路经过附加节流元件54和经济器的第二支路382后连接至第三流路主路318。

[0034] 在一些实施例中，阀模块31可自身配置有控制装置，所述控制装置，所述控制装置配置成在接收到与所述阀模块连接的任一室内单元发生制冷剂泄漏的信号时，执行局部切断步骤，所述局部切断步骤包括：关闭与该泄漏室内单元对应的支路控制阀，并且关闭与该泄漏室内单元对应的附加控制阀；其中，所述控制装置还配置成在执行所述局部切断步骤后，接收到该泄漏室内单元仍然发生泄漏的信号时，关闭所述主路控制阀、关闭所有支路控制阀并且关闭所有附加控制阀。

[0035] 继续参考图3，其中示出了根据本发明的实施例的热泵系统控制方法的示意图。本发明的控制方法可用于如上所述的热泵系统，例如，热泵系统包括：室外单元、多个室内单元以及至少一个阀模块，每个阀模块将室外单元连接至多个室内单元中的至少两个室内单元。所述方法包括：S0开始，S1监测是否发生制冷剂泄漏，在监测到任一室内单元发生制冷剂泄漏时，执行局部切断步骤S2，在未监测到时则返回继续监测，所述局部切断步骤S2可包括：关闭该泄漏室内单元的室内单元节流元件；以及关闭连接至该泄漏室内单元的阀模块中、从第二外端口延伸至与该泄漏室内单元对应的第二内端口的第二流路支路上的支路控制阀。

[0036] 在一些实施例中，所述方法还包括：在执行局部切断步骤S2一定时间后，执行步骤S3判断该泄漏室内单元是否仍然发生泄漏，在监测到该泄漏室内单元仍然发生泄漏时，则执行步骤S4关闭连接至该泄漏室内单元的阀模块中、从第一外端口延伸至每个第一内端口的第一流路的第一流路主路上的主路控制阀和关闭连接至该泄漏室内单元的阀模块中的所有支路控制阀，然后到达步骤S5结束，如未监测到该泄漏室内单元仍然发生泄漏，则直接到达步骤S5结束。

[0037] 在一些实施例中，所述监测到该泄漏室内单元仍然发生泄漏的步骤S3包括：使该泄漏室内单元的室内单元换热器的风机持续工作且在一定时间延迟(小于10分钟)后感测是否存在制冷剂泄漏。

[0038] 在一些实施例中，如针对图2所示的热泵系统，所述局部切断步骤S2还包括：关闭连接至该泄漏室内单元的阀模块中、从附加外端口延伸至与该泄漏室内单元对应的第二内端口的第三流路支路上的附加控制阀。在一些实施例中，对应地，所述步骤S4则包括关闭连接至该泄漏室内单元的阀模块中、从第一外端口延伸至每个第一内端口的第一流路的第一流路主路上的主路控制阀；以及关闭连接至该泄漏室内单元的阀模块中的所有支路控制阀和所有附加控制阀。

[0039] 本申请以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本申请的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本申请的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本申请进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本申请的专利保护范围之内。