CN109282545A - 低温型直流变频热泵系统的补气增焓控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温型直流变频热泵系统的补气增焓控制方法，该方法的关键为：检测系统排气温度，当排气温度≥70℃，且排气过热度≥25℃时，喷焓电磁阀(10)得电开启，喷焓辅路流通；喷焓电子膨胀阀(11)开启，且初始开度为100PLS，保持3min，然后按照实际过冷度进行调节，当实际过冷度≥目标过冷度时，喷焓电子膨胀阀(11)进行开阀控制；当实际过冷度＜目标过冷度时，喷焓电子膨胀阀(11)进行关阀控制，当排气过热度＜20℃时，喷焓电子膨胀阀(11)关闭，喷焓辅路不流通，保障压缩机安全可靠性优先。本发明公开的低温型直流变频热泵系统的补气增焓控制方法，解决了实际应用工程中，低温使用环境下变频热泵系统制热性能衰减及系统可靠性的问题。

Description

低温型直流变频热泵系统的补气增焓控制方法

技术领域

本发明涉及低温型直流变频热泵系统技术领域，具体地说是一种低温型直流变频热泵系统的补气增焓控制方法。

背景技术

室外温度越低，空调的制热效果越差，能效比越低。制热情况下，随着室外环境温度的不断下降，室内的热负荷不断增加，同时制冷剂的吸气比容增大，机组的吸气量降低，系统的制热量减少，不能满足室内的热负荷需求。压缩机压缩比的增大，系统的性能系数也急剧下降。

另外，系统低压随着外界环境温度的下降而降低，低压降到一定时，为防止系统低压保护，机组会进入限频控制，压缩机降频运行，维持系统低压在安全值以上，保证机组正常运转。而变频热泵系统制热运行模式下压缩机是按照一定目标冷凝温度控制运行，压缩机为保证机组稳定可靠而降频运行会导致系统冷凝温度下降，机组制热效果降低。

针对以上问题，市场上开始出现带经济器的准二级压缩热泵系统(喷气增焓热泵系统)，通过补气增焓回路来提高低温使用环境下热泵系统的制热效果和性能系数。但是，实际使用过程中，分流到喷焓辅路的冷媒有可能是液相或者气液两相，若是控制不好，很可能进入压缩机喷焓口的是带液冷媒，导致压缩机液压缩，系统长时间运转会使压缩机磨损严重，影响系统正常运转。因此，要同时兼顾提高机组制热效果、性能系数和保证系统长期稳定可靠运行，喷焓辅路的控制尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种低温型直流变频热泵系统的补气增焓控制方法，解决实际应用工程中，低温使用环境下变频热泵系统制热性能衰减及系统可靠性的问题。

本发明所采取的技术方案是：提供一种低温型直流变频热泵系统的补气增焓控制方法，包括如下步骤：

a、开机运行的初始状态，当排气温度和排气过热度(排气温度-高压压力对应的饱和温度)未达到预设值时，喷焓电磁阀处于掉电关闭状态，喷焓辅路不流通；

b、随着系统的运行，当排气温度≥70℃，且排气过热度≥25℃时，喷焓电磁阀得电开启，喷焓辅路流通；喷焓电子膨胀阀开启，且初始开度为100PLS，保持3min后，根据步骤c进行控制调节；

c、当实际过冷度≥目标过冷度时，喷焓电子膨胀阀进行开阀控制；当实际过冷度＜目标过冷度时，喷焓电子膨胀阀进行关阀控制，其中，实际过冷度＝高压对应的饱和温度-液管温度，目标过冷度为某一环境温度下对应的特定目标值；

d、喷焓电子膨胀阀的开度根据排气过热度加以动态修正调整，当排气过热度＜25℃，喷焓电子膨胀阀进行关阀控制，同时为保证喷焓辅路的补气量，限制喷焓电子膨胀阀最小开度为50PLS；当排气过热度≥40℃时，喷焓电子膨胀阀进行开阀控制；当25℃≤排气过热度＜40℃，喷焓电子膨胀阀的状态按照步骤c进行调节；

e、当排气过热度＜20℃时，喷焓电子膨胀阀关闭，喷焓辅路不流通，保障压缩机安全可靠性优先。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明的控制方法：在保证压缩机长期可靠性运行的前提下，通过持续动态调节的控制方法，对压缩机补气增焓的辅路进行控制，一是可以增加压缩机的冷媒质量流量，有效的提高压缩机的制热量，提升系统的运行效果；二是在低温制热条件下，提高系统低压，避免低压过低导致的压缩机降频，保证直流变频压缩机按照冷凝温度一定正常控制，确保机组的制热效果。

更为重要的是，本发明的控制方法是一种动态控制调节，并且同时根据多个变量目标作为调节参数，随着参数的变化，时刻进行动态调节，而现有的常规系统中对于喷焓辅路的控制通常只是单一的根据排气温度的变化来控制对应电子膨胀阀的开闭，并且现有的调节方式通常是对排气温度设定成多个控制区间，并且与每个控制区间对应的电子膨胀阀具有一个固定开度值，这种方式显然对于电子膨胀阀的开度调节不够精确，当控制的温度参数在两个区间的临界值，电子膨胀阀对应的开度可能会在两个区间的设定值来回波动，造成系统不稳定。

作为改进的，步骤b中，为避免压缩机出现回液，根据排气温度不同范围限制喷焓电子膨胀阀的最大开度；当排气温度＞100℃时，最大开度350PLS；当90℃＜排气温度≤100℃时，最大开度300PLS；当排气温度≤90℃，最大开度200PLS。

附图说明

图1是本发明的低温型直流变频热泵系统的原理及制热流程图。

图2是本发明的低温型直流变频热泵系统在不同环境温度下的目标过冷度曲线。

其中：1—直流变频压缩机；2—油分离器；3—四通换向阀；4—室外换热器；5—风扇电机；6—制热主电子膨胀阀；7—板式换热器；8—套管换热器；9—气液分离器；10—喷焓电磁阀；11—喷焓电子膨胀阀；12—单向阀；13—低压压力传感器；14—高压压力传感器；15—高压压力开关；16—低压压力开关；17—排气温度传感器；18—冷凝器中部温度；19—室外环温传感器；20—除霜温度传感器；21—液管温度传感器；22—进水温度传感器；23—出水温度传感器；24—吸气温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1～2所示，本发明提供一种低温型直流变频热泵系统的补气增焓控制方法：

如图1所示，本发明涉及的一种低温型直流变频热泵系统具体包括：直流变频压缩机、油分离器、高压压力传感器、高压压力开关、四通换向、室外换热器、制热主电子膨胀阀、板式换热器、喷焓电子膨胀阀、喷焓电磁阀、单向阀、套管换热器、气液分离器、低压压力传感器、低压压力开关。

系统制热流程如下所述：

如图1中箭头流程所示，制热模式运行，经直流变频压缩机1压缩后的高温高压气态冷媒，经过油分离器2、四通换向阀3，进入套管换热器8中与水进行对流换热，冷凝放热后变成中温中压的液态冷媒，然后经过板式换热器7和制热主电子膨胀阀6进入室外换热器4中与空气进行对流换热，蒸发吸热后变成低温低压的气液两相冷媒，经四通换向阀3进入气液分离器9，液态冷媒沉积在气液分离器底部，气态冷媒回到直流变频压缩机1进行压缩，完成制热循环。其中，在板式换热器7进口(制热方向)处，分流一部分冷媒，经过喷焓电磁阀10、喷焓电子膨胀阀11节流后进入板式换热器11，与主路冷媒进行对流换热，蒸发吸热后经单向阀12回到直流变频压缩机1喷焓口，对直流变频压缩机1进行补气增焓，提高系统制热量。

具体的，对于补气增焓辅路的控制方法包括以下步骤：

a、开机制热运行下初始状态，当排气温度和排气过热度(排气温度-高压压力对应的饱和温度)未达到预设值时，喷焓电磁阀10处于掉电关闭状态，此时喷焓辅路不流通；此处，排气温度预设值为70℃，排气过热度预设值为25℃；排气温度由排气温度传感器17测得，高压压力对应的饱和温度由高压压力传感器测得的高压压力值，经过系统程序计算处理后得出相应的饱和温度。

b、随着系统的运行，排气温度与排气过热度均升高，当排气温度≥70℃，且排气过热度≥25℃时，喷焓电磁阀10得电开启，喷焓辅路流通；喷焓电子膨胀阀11开启，且初始开度为100PLS，保持3min后，根据步骤c进行控制调节。

当然，在实际调节过程中，随着排气温度的升高，喷焓电子膨胀阀11的开度也不是一直增大，为避免压缩机出现回液，根据排气温度不同范围限制喷焓电子膨胀阀11的最大开度；当排气温度＞100℃时，最大开度为350PLS；当90℃＜排气温度≤100℃时，最大开度为300PLS；当排气温度≤90℃，最大开度为200PLS。

c、当实际过冷度≥目标过冷度时，喷焓电子膨胀阀11进行开阀控制；当实际过冷度＜目标过冷度时，喷焓电子膨胀阀11进行关阀控制。此处的开阀控制、关阀控制实质上是一个开度的动态调节，而不是实际意义上的开启与关闭。

此步骤中，实际过冷度＝高压对应的饱和温度-液管温度，其中，高压对应的饱和温度是由高压压力传感器检测到高压压力值后，经过系统程序的计算处理得出的相应的饱和温度；液管温度即是液管温度传感器21检测到的温度值。

目标过冷度为某一环境温度下对应的特定目标值，如图2所示为在不同环境温度下的目标过冷度曲线，即在每一个环境温度下对应一个特定的目标过冷度值。所以，实际过冷度是一个动态值，而目标过冷度是一个在某一环境温度下的定值。

d、为确保系统的更加稳定，喷焓电子膨胀阀11的开度根据排气过热度加以动态修正调整，当排气过热度＜25℃，喷焓电子膨胀阀11进行关阀控制；此处25℃即是排气过热度的一个目标设定值，同时为保证喷焓辅路的补气量，限制喷焓电子膨胀阀11最小开度为50PLS；当排气过热度≥40℃时，喷焓电子膨胀阀11进行开阀控制，此处40℃即是排气过热度的另一个目标设定值；当25℃≤排气过热度＜40℃，喷焓电子膨胀阀11按照步骤c进行调整。

同样的，此步骤中的开阀控制、关阀控制实质上是一个开度的动态调节，而不是实际意义上的开启与关闭。

e、当排气过热度＜20℃时，喷焓电子膨胀阀11关闭，喷焓辅路不流通，保障压缩机安全可靠性优先。

以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种低温型直流变频热泵系统的补气增焓控制方法，其特征在于：包括以下步骤

a、开机运行初始状态，当排气温度和排气过热度(排气温度-高压压力对应的饱和温度)未达到预设值时，喷焓电磁阀(10)处于掉电关闭状态，喷焓辅路不流通；

b、随着系统的运行，当排气温度≥70℃，且排气过热度≥25℃时，喷焓电磁阀(10)得电开启，喷焓辅路流通；喷焓电子膨胀阀(11)开启，且初始开度为100PLS，保持3min后，根据步骤c进行控制调节；

c、当实际过冷度≥目标过冷度时，喷焓电子膨胀阀(11)进行开阀控制；当实际过冷度＜目标过冷度时，喷焓电子膨胀阀(11)进行关阀控制，其中，实际过冷度＝高压对应的饱和温度-液管温度，目标过冷度为某一环境温度下对应的特定目标值；

d、喷焓电子膨胀阀(11)的开度根据排气过热度加以动态修正调整，当排气过热度＜25℃，喷焓电子膨胀阀(11)进行关阀控制；同时为保证喷焓辅路的补气量，限制喷焓电子膨胀阀(11)最小开度为50PLS；当排气过热度≥40℃时，喷焓电子膨胀阀(11)进行开阀控制；当25℃≤排气过热度＜40℃，喷焓电子膨胀阀(11)的状态按照步骤c进行调节；

e、当排气过热度＜20℃时，喷焓电子膨胀阀(11)关闭，喷焓辅路不流通，保障压缩机安全可靠性优先。

2.根据权利要求1所述的低温型直流变频热泵系统的补气增焓控制方法，其特征在于：步骤b中，为避免压缩机出现回液，根据排气温度不同范围限制喷焓电子膨胀阀(11)的最大开度；当排气温度＞100℃时，最大开度为350PLS；当90℃＜排气温度≤100℃时，最大开度为300PLS；当排气温度≤90℃，最大开度为200PLS。