CN101122436A - 一种逻辑控制节流方式的定速热泵机组及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种逻辑控制节流方式的定速热泵机组及其控制方法，涉及空调技术领域。本发明定速热泵机组的一种方式包括由压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器、汽液分离器和电子膨胀阀组成的系统回路。压缩机的吸气口和蒸发器的进口均置有控制电子膨胀阀开度的温度传感器。这种定速热泵机组的控制方法为：分别确定定速热泵机组在制冷、制热工况的总过热度设定值。分别采集压缩机吸气口和蒸发器进口的温度值，两者相减得到系统的总过热度实际值。依据总过热度实际值与设定值之间的偏差，控制电子膨胀阀的开度。本发明可使定速热泵机组在制冷和制热运行过程中都能够准确地满足流量的需求，使机组的运行更稳定可靠、工作效率大大提高。

Description

一种逻辑控制节流方式的定速热泵机组及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是自动控制节流方式的定速热泵机组及其控制方法。

背景技术

传统的定速热泵机组中为了保证双向节流时具有相同的节流特性，其节流装置大多采用以下三种形式：

1、由两个单向热力膨胀阀和两个单向阀组成节流回路，也有制

冷用单向热力膨胀阀并联一个除霜用电磁旁通阀，如图1所示。

2、由一个单向膨胀阀和四个单向阀组成节流回路，如图2所示。上述两种回路的缺点是结构复杂，不仅占用了较大的空间、增加了材料成本，还由于焊点多、容易造成泄漏。

3、由一个双向热力膨胀阀组成节流回路，如图3所示。

这种回路可以大大简化设备结构，降低设备成本。但是由于双向膨胀阀自身的结构特点和工作原理导致其不可避免地存在以下缺点：①

双向热力膨胀阀的流量调节对过热度的响应延时时间长。②调节能力有限，工况范围窄。③调节精度低。④正反向节流特性存在差异。在制热工况时机组的制热能力降低。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种逻辑控制节流方式的定速热泵机组及其控制方法。它可使定速热泵机组在制冷和制热运行过程中都能够准确地满足流量的需求，使机组的运行更稳定可靠、工作效率大大提高。

为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：方式一

一种逻辑控制节流方式的定速热泵机组，它包括由压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器、汽液分离器和节流装置组成的系统回路。其结构特点是，所述节流装置采用串联在上述系统回路中的电子膨胀阀。压缩机的吸气口和蒸发器的进口均置有控制电子膨胀阀开度的温度传感器。

在上述的定速热泵机组中，所述电子膨胀阀的两端并联毛细管。

在上述的定速热泵机组中，所述并联的电子膨胀阀和毛细管的两端分别串联过滤器。

上述定速热泵机组的控制方法，其步骤为：

①分别确定定速热泵机组在制冷、制热工况的总过热度设定值。

②分别采集压缩机吸气口和蒸发器进口的温度值，两者相减得到系统的总过热度实际值。

③依据总过热度实际值与设定值之间的偏差，采用模糊逻辑控制电子膨胀阀的开度。

方式二

一种逻辑控制节流方式的定速热泵机组，它包括由压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器、汽液分离器和节流装置组成的系统回路。其结构特点是，所述节流装置采用串联在上述系统回路中的电子膨胀阀。蒸发器的出口置有控制电子膨胀阀开度的压力传感器和温度传感器。

在上述的定速热泵机组中，所述电子膨胀阀的两端并联毛细管。

在上述的定速热泵机组中，所述并联的电子膨胀阀和毛细管的两端分别串联过滤器。

上述定速热泵机组的控制方法，其步骤为：

①分别确定定速热泵机组在制冷、制热工况的蒸发器出口的过热度设定值。

②分别采集蒸发器出口的压力和温度值，计算蒸发器出口的过热度实际值。

③依据蒸发器出口的过热度实际值与设定值之间的偏差，采用模糊逻辑控制电子膨胀阀的开度。

同现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、电子膨胀阀的流量控制不存在静态过热度，且过热度设定值可调，可以使系统在过热度很小的情况下平稳运行，从而充分利用蒸发器的热交换面积，实现系统优化。

2、电子膨胀阀开度可人为设定，使用成熟的控制方案，在启动、除霜、低温运行、部分负荷运行状态下，都可快速准确控制流量，使系统平稳运行。

3、电子膨胀阀的调阀速率可人为设定，驱动原理决定其反应速度快，受工作温度影响小，控制精度高，成为系统优化的关键。

4、电子膨胀阀正反向节流特性基本一致，不存在热泵机组制热模式反向流动，制热能力下降的问题。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为现有技术包括两个单向膨胀阀和两个单向阀的热泵机组结构示意图；

图2为现有技术包括一个单向膨胀阀和四个单向阀的热泵机组结构示意图；

图3为现有技术包括一个双向膨胀阀的热泵机组结构示意图；

图4为本发明的一种实施方式的结构示意图；

图5为本发明的另一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

方式一

参看图4，本发明包括压缩机1、四通阀3、冷凝器4、电子膨胀阀5、与电子膨胀阀5并联的毛细管6、电子膨胀阀5和毛细管6两端分别串联的过滤器8、蒸发器7和汽液分离器2，其相互通过管路连接形成定速热泵机组。压缩机1的吸气口和蒸发器7的进口均置有温度传感器9。

本发明在制冷过程中，压缩机1对通过汽液分离器2从蒸发器7吸入的低温低压制冷剂蒸汽进行压缩，产生的高温高压蒸气由压缩机1的排气口经四通阀3进入冷凝器4，并被冷凝成高压的液体经电子膨胀阀5的正向节流，形成低温低压的湿蒸气进入蒸发器7，再被蒸发汽化成低温低压的蒸汽，回到四通阀3经汽液分离器2进入压缩机1的吸气端，依此循环往复。

本发明在制热过程中，制冷时的蒸发器7作为冷凝器使用，冷凝器4作为蒸发器使用。压缩机1对通过汽液分离器2从蒸发器4吸入的低温低压制冷剂蒸汽进行压缩，产生的高温高压蒸气由压缩机1的排气口经四通阀3进入冷凝器7，并被冷凝成高压的液体经电子膨胀阀5的反向节流，形成低温低压的湿蒸气进入蒸发器4，再被蒸发汽化成低温低压的蒸汽，回到四通阀3经汽液分离器2进入压缩机1的吸气端，依此循环往复。

在上述制冷和制热过程中，本发明定速热泵机组的控制方法步骤为：

①分别确定定速热泵机组在制冷、制热工况的总过热度设定值。

②分别采集压缩机1吸气口和蒸发器7进口处温度传感器9的温度值，两者相减得到系统的总过热度实际值。

③依据总过热度实际值与设定值之间的偏差，采用模糊逻辑控制电子膨胀阀5的开度。

方式二

参看图5，本发明包括压缩机1、四通阀3、冷凝器4、电子膨胀阀5、与电子膨胀阀5并联的毛细管6、电子膨胀阀5和毛细管6两端分别串联的过滤器8、蒸发器7和汽液分离器2，其相互通过管路连接形成定速热泵机组。蒸发器7的出口置有压力传感器10和温度传感器9。

本发明实施方式二在制冷和制热过程中的工作流程与实施方式一相同。

在制冷和制热过程中，本发明定速热泵机组的控制方法步骤为：

①分别确定定速热泵机组在制冷、制热工况的蒸发器7出口的过热度设定值。

②分别采集蒸发器7出口处压力传感器10和温度传感器9的压力和温度值，计算蒸发器7出口的过热度实际值。

③依据蒸发器7出口的过热度实际值与设定值之间的偏差，采用模糊逻辑控制电子膨胀阀5的开度。

在上述的两种实施方式技术方案中，系统运行时是由控制器通过各传感器采集温度或压力参数进行计算，并将计算结果输出给驱动板。再由驱动板发出调节指令传给电子膨胀阀输出信号，驱动和控制电子膨胀阀的动作和开度。此部分内容均为电子控制的现有技术，在此不多赘述。

另外，在定速热泵机组的启动、除霜、停机时，电子膨胀阀5的开度控制由程序设定，不受过热度等条件限制。

Claims (8)

1.一种逻辑控制节流方式的定速热泵机组，它包括由压缩机(1)、四通阀(3)、冷凝器(4)、蒸发器(7)、汽液分离器(2)和节流装置组成的系统回路，其特征在于，所述节流装置采用串联在上述系统回路中的电子膨胀阀(5)，压缩机(1)的吸气口和蒸发器(7)的进口均置有控制电子膨胀阀(5)开度的温度传感器(9)。

2.根据权利要求1所述的逻辑控制节流方式的定速热泵机组，其特征在于，所述电子膨胀阀(5)的两端并联毛细管(6)。

3.根据权利要求2所述的逻辑控制节流方式的定速热泵机组，其特征在于，所述并联的电子膨胀阀(5)和毛细管(6)的两端分别串联过滤器(8)。

4.实现权利要求1所述的逻辑控制节流方式的定速热泵机组的控制方法，其步骤为：

①分别确定定速热泵机组在制冷、制热工况的总过热度设定值；

②分别采集压缩机吸气口和蒸发器进口的温度值，两者相减得到系统的总过热度实际值；

③依据总过热度实际值与设定值之间的偏差，采用模糊逻辑控制电子膨胀阀的开度。

5.一种逻辑控制节流方式的定速热泵机组，它包括由压缩机(1)、四通阀(3)、冷凝器(4)、蒸发器(7)、汽液分离器(2)和节流装置组成的系统回路，其特征在于，所述节流装置采用串联在上述系统回路中的电子膨胀阀(5)，蒸发器(7)的出口置有控制电子膨胀阀(5)开度的压力传感器(10)和温度传感器(9)。

6.根据权利要求5所述的逻辑控制节流方式的定速热泵机组，其特征在于，所述电子膨胀阀(5)的两端并联毛细管(6)。

7.根据权利要求6所述的逻辑控制节流方式的定速热泵机组，其特征在于，所述并联的电子膨胀阀(5)和毛细管(6)的两端分别串联过滤器(8)。

8.实现权利要求5所述的逻辑控制节流方式的定速热泵机组的控制方法，其步骤为：

①分别确定定速热泵机组在制冷、制热工况的蒸发器出口的过热度设定值；

②分别采集蒸发器出口的压力和温度值，计算蒸发器出口的过热度实际值；

③依据蒸发器出口的过热度实际值与设定值之间的偏差，采用模糊逻辑控制电子膨胀阀的开度。

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