CN106196782A - 热泵机组及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热泵机组及其控制方法，包括：根据所述热泵机组选用的压缩机确定所述压缩机压缩比和所述压缩比的极限区间和正常区间；在所述正常运行区间内确定压缩比对应的吸气过热度修正值并计算压缩机过热度；实时测量所述压缩机的吸气压力、排气压力和吸气温度，并实时根据所述吸气压力和排气压力计算所述热泵机组的实际压缩比和所述吸气压力所对应的饱和温度。本发明提供的热泵机组及其控制方法，通过压缩比和吸气温度两层比较，调节热泵机组的电子膨胀阀的开度，调节系统冷媒流量，使压缩机处于此工况下的最优运行状态。

Description

热泵机组及其控制方法
技术领域
本发明属于空调设备领域，尤其涉及一种热泵机组及其控制方法。
背景技术
采用电子膨胀阀节流风冷热泵机组，其电子膨胀阀节流控制仅靠吸气过热度控制电子膨胀阀的打开或关闭，但在实际运行机组工况是实时变化的，不同的进水温度以及环境温度导致不同的排气温度，由单一的吸气过热度控制会出现排气温度过高导致积碳现象，影响机组整体性能。不能充分发挥电子膨胀阀精细节流的作用。
发明内容
因此，本发明提供一种通过压缩机压缩比和压缩机吸气温度共同控制电子膨胀阀开度的热泵机组及其控制方法。
一种热泵机组的控制方法，包括：
根据所述热泵机组选用的的压缩机确定所述压缩机压缩比和所述压缩比的极限区间和正常区间；
在所述正常运行区间内确定压缩比对应的吸气过热度修正值并计算压缩机过热度；
实时测量所述压缩机的吸气压力、排气压力和吸气温度，并实时根据所述吸气压力和排气压力计算所述热泵机组的实际压缩比和所述吸气压力所对应的饱和温度；
根据所述饱和温度和吸气温度计算得到实际过热度；
判断所述实际压缩比所在区间，若所述实际压缩比处于所述正常区间，通过比较所述实际过热度和所述压缩机过热度调节所述热泵机组的电子膨胀阀。
若所述实际过热度大于所述压缩机过热度，所述电子膨胀阀开度增大，并重复上述比较过程，直至所述实际过热度等于所述压缩机过热度；若所述实际过热度小于所述压缩机过热度，所述电子膨胀阀开度减小，并重复上述比较过程，直至所述实际过热度等于所述压缩机过热度。
若所述实际压缩比处于所述极限区间，保持所述电子膨胀阀开度不变。
根据如下公式计算所述实际压缩比：
公式：
其中：为实际压缩比；
Pd为所述压缩机的排气口的表压；
Ps为所述压缩机的吸气口的表压；
0.1为修正值。
根据如下公式计算所述饱和温度：
公式：
Ts'＝-2.3691Ps6+21.434Ps5-78.312Ps4+150.32Ps3-170.29Ps2+144.71Ps-22.567；
其中：Ts'为饱和温度；
Ps为所述压缩机吸气压力。
所述压缩比的极限区间和正常区间根据所述压缩机的额定吸气压力和额定排气压力计算得到。
一种利用上述的控制方法的热泵机组，包括压缩机，所述压缩机出口处设置有用于测量冷媒温度的温度传感器。
还包括控制装置，所述控制装置内部设置有：
运算模块，用于计算所述压缩机过热度、所述实际压缩比、所述实际过热度和所述饱和温度；
比较模块，用于判断所述实际压缩比所处区间和比较所述实际过热度和压缩机过热度；
调节模块，通过所述比较模块控制调节所述电子膨胀阀的开度
本发明提供的热泵机组及其控制方法，通过压缩比和吸气温度两层比较，调节热泵机组的电子膨胀阀的开度，调节系统冷媒流量，使压缩机处于此工况下的最优运行状态。
说明书附图
图1是本发明提供的热泵机组及其控制方法的流程图；
图2是本发明提供的热泵机组的局部结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图来详细说明本发明。
如图1所示的热泵机组的控制方法，包括：
根据所述热泵机组选用的的压缩机确定所述压缩机压缩比和所述压缩比的极限区间和正常区间；
在所述正常运行区间内确定压缩比对应的吸气过热度调阀目标值ΔT1、吸气过热度修正值ΔT1′并计算压缩机过热度ΔT′，ΔT′＝ΔT1′-ΔT1；
实时测量所述压缩机的吸气压力Ps、排气压力Pd和吸气温度Ts，并实时根据所述吸气压力Ps和排气压力Pd计算所述热泵机组的实际压缩比和所述吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'；
根据所述饱和温度Ts'和吸气温度Ts计算得到实际过热度ΔT，ΔT＝Ts-Ts′；
判断所述实际压缩比所在区间，若所述实际压缩比处于所述正常区间，通过比较所述实际过热度ΔT和所述压缩机过热度ΔT′调节所述热泵机组的电子膨胀阀。
若所述实际过热度大于所述压缩机过热度ΔT′，所述电子膨胀阀开度增大，并重复上述比较过程，直至所述实际过热度ΔT等于所述压缩机过热度ΔT′；若所述实际过热度ΔT小于所述压缩机过热度ΔT′，所述电子膨胀阀开度减小，并重复上述比较过程，直至所述实际过热度ΔT等于所述压缩机过热度ΔT′。
若所述实际压缩比处于所述极限区间，保持所述电子膨胀阀开度不变。
根据如下公式计算所述实际压缩比：
公式：
其中：为实际压缩比；
Pd为所述压缩机的排气口的表压；
Ps为所述压缩机的吸气口的表压；
0.1为修正值。
根据如下公式计算所述饱和温度Ts'：
公式：
Ts'＝-2.3691Ps6+21.434Ps5-78.312Ps4+150.32Ps3-170.29Ps2+144.71Ps-22.567；
其中：Ts'为饱和温度；
Ps为所述压缩机吸气压力。
所述压缩比的极限区间和正常区间根据所述压缩机的额定吸气压力和额定排气压力计算得到。
如图2所示的一种利用上述的控制方法的热泵机组，包括压缩机1，所述压缩机1出口处设置有用于测量冷媒温度的温度传感器2。
还包括控制装置3，所述控制装置内部设置有：
运算模块31，用于计算所述压缩机过热度、所述实际压缩比、所述实际过热度和所述饱和温度；
比较模块32，用于判断所述实际压缩比所处区间和比较所述实际过热度和压缩机过热度；
调节模块33，通过所述比较模块控制调节所述电子膨胀阀4的开度。
实施例
采用R22风冷机组，所处环境温度为38℃；
其采用的压缩机的压缩比正常区间为极限区间为
根据制冷的运转环境范围：18～53℃将吸气过热度调阀目标值ΔT1和基准开度分三段进行，具体见如下附表：
分段原则 过热度调阀目标值ΔT1
Ta≥43℃ 4
30℃＜Ta＜43℃ 5
Ta≤30℃ 6
根据制热的运转环境范围：-15～21℃将吸气过热度调阀目标值ΔT1和基准开度分三段进行，具体见如下附表：
分段原则 过热度调阀目标值ΔT1(K)
Ta≥5℃ 5
-5℃＜Ta＜5℃ 4
Ta≤-5℃ 3
根据压缩机的压缩比正常区间选择过热度修正值表，并读取需要的吸气过热度修正值ΔT1′；
过热度修正值表
在进行制冷工作时，
根据环境温度，选择出过热度调阀目标值ΔT1为5；
实际测量压缩机的吸气压力Ps为0.45Mpa、吸气温度Ts为9.18℃、排气压力Pd为2.2Mpa，根据公式：
计算出实际压缩比为即实际压缩比处于正常区间；
根据实际压缩比读出吸气过热度修正值为0，计算压缩机过热度ΔT′＝5-0＝5℃
根据根据公式：
Ts'＝-2.3691Ps6+21.434Ps5-78.312Ps4+150.32Ps3-170.29Ps2+144.71Ps-22.567
计算得到饱和温度Ts'＝3.18℃；
计算得到实际过热度ΔT＝Ts－Ts'＝9.18-3.18＝6℃；
判断实际压缩比处于正常区间，比较压缩机过热度ΔT′和实际过热度ΔT，ΔT＞ΔT′，电子膨胀阀开度增大。
由以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种热泵机组的控制方法，其特征在于：包括：
根据所述热泵机组选用的的压缩机确定所述压缩机压缩比和所述压缩比的极限区间和正常区间；
在所述正常运行区间内确定压缩比对应的吸气过热度修正值并计算压缩机过热度；
实时测量所述压缩机的吸气压力、排气压力和吸气温度，并实时根据所述吸气压力和排气压力计算所述热泵机组的实际压缩比和所述吸气压力所对应的饱和温度；
根据所述饱和温度和吸气温度计算得到实际过热度；
判断所述实际压缩比所在区间，若所述实际压缩比处于所述正常区间，通过比较所述实际过热度和所述压缩机过热度调节所述热泵机组的电子膨胀阀。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：若所述实际过热度大于所述压缩机过热度，所述电子膨胀阀开度增大，并重复上述比较过程，直至所述实际过热度等于所述压缩机过热度；若所述实际过热度小于所述压缩机过热度，所述电子膨胀阀开度减小，并重复上述比较过程，直至所述实际过热度等于所述压缩机过热度。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：若所述实际压缩比处于所述极限区间，保持所述电子膨胀阀开度不变。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：根据如下公式计算所述实际压缩比：
公式：
其中：为实际压缩比；
Pd为所述压缩机的排气口的表压；
Ps为所述压缩机的吸气口的表压；
0.1为修正值。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：根据如下公式计算所述饱和温度Ts'：
公式：
Ts'＝-2.3691Ps6+21.434Ps5-78.312Ps4+150.32Ps3-170.29Ps2+144.71Ps-22.567；
其中：Ts'为饱和温度；
Ps为所述压缩机吸气压力。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述压缩比的极限区间和正常区间根据所述压缩机的额定吸气压力和额定排气压力计算得到。
7.一种利用权利要求1至6中任一项所述的控制方法的热泵机组，包括压缩机，其特征在于：所述压缩机出口处设置有用于测量冷媒温度的温度传感器。
8.根据权利要求7所述的热泵机组，其特征在于：还包括控制装置，所述控制装置内部设置有：
运算模块，用于计算所述压缩机过热度、所述实际压缩比、所述实际过热度和所述饱和温度；
比较模块，用于判断所述实际压缩比所处区间和比较所述实际过热度和压缩机过热度；
调节模块，通过所述比较模块控制调节所述电子膨胀阀的开度。
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