CN109297220A - 防冻控制方法和装置、计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防冻控制方法和装置、计算机可读存储介质。该防冻控制方法包括：实时检测控制参数，其中，所述控制参数包括环境温度和循环水温度；根据实时检测的控制参数，对热泵水系统进行防冻控制。本发明可以实现热泵水系统冬天防冻智能动态检测，本发明可以通过智能动态检测方式实时检测控制参数，实时判断，实时调整热泵水系统的防冻启动控制。

Description

防冻控制方法和装置、计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及热泵水系统领域，特别涉及一种防冻控制方法和装置、计算机可读存储介质。

背景技术

相关技术的热泵水系统的冬天防冻控制采取工程侧配置防冻感温包，工程调试过程中测试暖通管道及采暖末端的冬天停机静置水温最低点，同时根据暖通管道及采暖末端的配置情况设定防冻进入设定默认值。通过检测防冻感温包温度值变化，当防冻感温包检测值低于控制逻辑防冻进入设定值后，整机进入冬天自动防冻控制。

发明内容

申请人发现：此种冬天防冻控制存在工程适应性差，一旦选取冬天停机静置水温最低点不合理或者冬天防冻进入设定值不合理均存在以下问题：

1、冬天防冻进入设定余量过大造成热泵频繁进入防冻运行，防冻热损耗增加，增加机组待机功耗，节能性差。

2、冬天防冻进入设定余量不足极易造成机组、管道或者末端冰堵后冬天防冻控制滞后进入，防冻水泵无法正常启动，造成机组、管道或者末端损坏，严重增加热泵水系统维护成本。

3、冬天自动防冻退出温度传统控制设定值过高，余量过大(通常高达20℃～30℃)，针对不同环境温度适应性强，但是控制不精确，防冻退出温度固定不可调，节能性差。

4、冬天自动防冻压缩机控制传统单一，行业内基本采取低频启动，满频运行控制，防冻制热模式运行压缩机频繁启动，同时全程压缩机基本在满频低效区间运行，节能性差。

5、冬天自动防冻风机档位传统控制最大档位运行，针对低环温、低湿度整机防冻制热模式风机档位控制节能性差。

鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种防冻控制方法和装置、计算机可读存储介质，可以通过智能动态检测方式实时检测控制参数，实时判断，实时调整热泵水系统的防冻启动控制。

根据本发明的一个方面，提供一种防冻控制方法，包括：

实时检测控制参数，其中，所述控制参数包括环境温度和循环水温度；

根据实时检测的控制参数，对热泵水系统进行防冻控制。

在本发明的一些实施例中，所述对热泵水系统进行防冻控制包括：

判断环境温度是否小于等于第一预定阈值；

在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式。

在本发明的一些实施例中，所述循环水温度包括进水温度和出水温度；

所述在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式包括：

在第一预定时间间隔内检测的进水温度持续小于等于第二预定阈值、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度持续小于等于第二预定阈值的情况下，整机进入热泵防冻运行模式，水泵高档位开启运行，其中，第二预定阈值等于第一预定阈值与第一预定值的和，第一预定值大于0。

在本发明的一些实施例中，所述在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式还包括：

在第一预定时间间隔内检测的进水温度持续小于等于第三预定阈值、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度持续小于等于第三预定阈值的情况下，整机进入热泵防冻运行模式，水泵和压缩机按照预定逻辑时序开启运行，整机开启防冻制热模式，其中，第三预定阈值等于第一预定阈值与第二预定值的和，第二预定值小于0。

在本发明的一些实施例中，所述在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式还包括：

在第一预定时间间隔内检测的进水温度持续小于防冻退出温度、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度持续小于防冻退出温度的情况下，整机的防冻制热模式维持当前状态。

在本发明的一些实施例中，所述在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式还包括：

在第一预定时间间隔内检测的进水温度持续大于等于防冻退出温度、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度持续大于等于防冻退出温度的情况下，整机的防冻制热模式按照预定控制逻辑时序关机。

在本发明的一些实施例中，所述对热泵水系统进行防冻控制包括：

在热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式的情况下，对热泵水系统整机的核心部件进行控制。

在本发明的一些实施例中，所述对热泵水系统整机的核心部件进行控制包括：

对防冻退出温度、压缩机频率、风机档位、电子膨胀阀开度中的至少一项进行动态调整。

在本发明的一些实施例中，所述对防冻退出温度进行动态调整包括：

按照环境温度分区间设置基准防冻退出温度和上限防冻退出温度；

获取热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率；

根据基准防冻退出温度、热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率确定防冻退出温度的逻辑判定值；

根据防冻退出温度的逻辑判定值和上限防冻退出温度确定实际控制防冻退出温度。

在本发明的一些实施例中，所述获取热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率包括：

在压缩机不在工作状态后且环境温度小于第一预定阈值的情况下，记录机组的第一进水温度和第一出水温度；

在整机进入热泵防冻运行模式的情况下，记录机组的第二进水温度和第二出水温度；

根据第一进水温度、第一出水温度、第二进水温度、第二出水温度和热泵防冻运行模式的风侧换热温差确定热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率。

在本发明的一些实施例中，所述对压缩机频率进行动态调整包括：

对压缩机频率进行防冻运行初始化控制；

在压缩机以初始化频率运行第二预定时间间隔后，对压缩机频率进行变频动态调节控制。

在本发明的一些实施例中，所述对压缩机频率进行防冻运行初始化控制包括：

按照环境温度分区间设置不同的压缩机初始化频率。

在本发明的一些实施例中，所述对压缩机频率进行变频动态调节控制包括：

根据实际控制防冻退出温度、基准防冻退出温度和水系统降温速率确定热泵防冻运行模式压缩机频率运行范围；

根据热泵防冻运行模式目标上限防冻退出温度与当前实际出水温度的温差确定压缩机升频速率；

根据压缩机初始化频率、热泵防冻运行模式压缩机频率运行范围以及压缩机升频速率，对压缩机频率进行变频动态调节控制。

在本发明的一些实施例中，所述对风机档位进行动态调整包括：

在压缩机启动前第三预定时间间隔开启，风机启动后以风机初始档位维持运行；

在风机以风机初始档位运行第四时间间隔后，对风机档位进行动态调节控制。

在本发明的一些实施例中，所述对风机档位进行动态调整还包括：

按照环境温度分区间设置不同的风机初始档位。

在本发明的一些实施例中，所述对风机档位进行动态调节控制包括：

根据环境温度和化霜温度确定热泵防冻运行模式风侧换热温差；

根据热泵防冻运行模式风侧换热温差分区间设置不同的风机档位调节幅度。

在本发明的一些实施例中，所述对电子膨胀阀开度进行动态调整包括：

在热泵水系统机组开机第一预定时间段内，将电子膨胀阀开度维持在热泵防冻运行模式初始化步数；

在热泵水系统机组开机第一预定时间段后，根据气管过热度调节电子膨胀阀开度。

根据本发明的另一方面，提供一种防冻控制装置，包括：

参数检测模块，用于实时检测控制参数，其中，所述控制参数包括环境温度和循环水温度；

防冻控制模块，用于根据实时检测的控制参数，对热泵水系统进行防冻控制。

在本发明的一些实施例中，所述防冻控制装置用于执行实现如上述任一实施例所述的防冻控制方法的操作。

根据本发明的另一方面，提供一种防冻控制装置，包括：

存储器，用于存储指令；

处理器，用于执行所述指令，使得所述防冻控制装置执行实现如上述任一实施例所述的防冻控制方法的操作。

根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的防冻控制方法。

本发明可以实现热泵水系统冬天防冻智能动态检测，本发明可以通过智能动态检测方式实时检测控制参数，实时判断，实时调整热泵水系统的防冻启动控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明防冻控制方法一些实施例的示意图。

图2为本发明一个实施例中热泵防冻运行模式的开机时序图。

图3为本发明一个实施例中热泵防冻运行模式的关机时序图。

图4为本发明一个实施例中对防冻退出温度进行动态调整的示意图。

图5为本发明一个实施例中对压缩机频率进行动态调整的示意图。

图6为本发明一个实施例中对风机档位进行动态调整的示意图。

图7为本发明一个实施例中对风机档位和压缩机频率进行动态调整的示意图。

图8为本发明一个实施例中对电子膨胀阀开度进行动态调整的示意图。

图9为本发明防冻控制装置一些实施例的示意图。

图10为本发明防冻控制装置另一些实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明防冻控制方法一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明防冻控制装置执行。该防冻控制方法可以包括以下步骤：

步骤1，实时检测控制参数，其中所述控制参数包括环境温度T_环境和循环水温度。

在本发明的一些实施例中，循环水温度可以包括进水温度T_进水和出水温度T_出水。

步骤2，根据实时检测的控制参数，对热泵水系统进行防冻控制。

在本发明的一些实施例中，步骤2中，所述对热泵水系统进行防冻控制的步骤可以包括：

步骤21，在压缩机不在工作状态的情况下，判断环境温度T_环境是否小于等于第一预定阈值T₀。即，整机进入热泵防冻运行模式的边界条件为：T_环境≤T₀。

步骤22，在环境温度T_环境大于第一预定阈值T₀的情况下，热泵水系统整机无法进入热泵防冻运行模式。

步骤23，在环境温度T_环境小于等于第一预定阈值T₀的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式。

本发明上述实施例设置了整机进入热泵防冻运行模式的边界条件，只有在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机才可能进入热泵防冻运行模式。

在本发明的一些实施例中，步骤23可以包括：

步骤231，在第一预定时间间隔内检测的进水温度T_进水持续小于等于第二预定阈值、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度T_出水持续小于等于第二预定阈值的情况下，整机进入热泵防冻运行模式，水泵高档位开启运行，此时整机系统仅有水泵采取的是高档位运行，其他系统负载均未开启运行。本发明上述实施例通过水系统循环均匀确保所有水系统温降点一致，可以防止工程侧由于保温情况不良等导致部分温降点过大造成水系统冰堵，冬天自动防冻到达启动条件后由于水系统冰堵造成水流开关保护进而引发的冬天自动防冻异常失效。其中，第二预定阈值等于第一预定阈值与第一预定值的和，第一预定值大于0。

步骤232，在第一预定时间间隔内检测的进水温度T_进水持续小于等于第三预定阈值、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度T_出水持续小于等于第三预定阈值的情况下，整机进入热泵防冻运行模式，水泵和压缩机按照预定逻辑时序开启运行，整机开启防冻制热模式，其中，第三预定阈值等于第一预定阈值与第二预定值的和，第二预定值小于0。本发明上述实施例在这种情况下，水泵的运行按照最低档位的控制方式进行(变频水泵在冬天自动防冻中出于节能的目的采取的低档位大温差的运行方式)，其中水泵、压缩机是按照图2的时序开启运行的。

本发明上述实施例冬天防冻智能动态检测采取的防冻水泵启动高档位、低档位切换启动，循环水高流速带动水路长期静置窝气憋气点空气，通过循环水高流速将空气击碎通过工程侧自动排气装置排出系统。本发明上述实施例防冻水泵高档位、低档位切换启动维持低档位控制运行高效自动排气，可以防止冬天自动防冻出现水流开关保护导致冬天自动防冻失效、热泵水系统冰堵损坏、增加热泵水系统维护成本的技术问题。

步骤233，在第一预定时间间隔内检测的进水温度T_进水持续小于防冻退出温度、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度T_出水持续小于防冻退出温度T_防冻退出的情况下，整机的防冻制热模式维持当前状态。

步骤234，在第一预定时间间隔内检测的进水温度T_进水持续大于等于防冻退出温度、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度T_出水持续大于等于防冻退出温度T_防冻退出的情况下，整机的防冻制热模式按照预定控制逻辑时序关机。

在本发明的一些实施例中，第一预定时间间隔可以为30s，第一预定值为1，则第二预定阈值为T₀+1。这种情况下，步骤231可以包括：

在本发明的一些实施例中，第一预定时间间隔可以为30s；第一预定值为1，则第二预定阈值为T₀+1；第二预定值为-2，则第三预定值为T₀-2。在这种情况下，步骤231可以包括：

若连续30秒检测并记忆T_进水≤T₀+1或者T_出水≤T₀+1时，进入热泵防冻运行模式，水泵高档位开启运行。

步骤232可以包括：

若连续30秒检测并记忆T_进水≤T₀-2或者T_出水≤T₀-2时，进入热泵运行防冻，水泵、压缩机均按照逻辑时序开启运行，整机开启防冻制热模式。

其中，T₀-2指的是比第一预定阈值低2摄氏度的温度值。由于闭式循环水系统自身的蓄热性能导致循环水的温降比环境温度要滞后缓慢。

因此除了环境温度限制进入整机热泵防冻阶段外仍需增加循环水温度(T_进水、T_出水)的限制条件，鉴于循环水的温降滞后性，因此根据经验值采取比预定阈值低2摄氏度的温度值。

步骤233可以包括：

若连续30秒检测并记忆T_进水＜T_防冻退出或者T_出水＜T_防冻退出时，防冻制热维持当前状态。

步骤234可以包括：

若连续30秒检测并记忆T_进水≥T_防冻退出或者T_出水≥T_防冻退出时，防冻制热按照控制逻辑时序关机。

本发明上述实施例由于温度传感器的检测偏差，对于热泵运行防冻的可靠性和及时性，本发明上述实施例将所有的水侧温度传感器(进水侧温度传感器和出水侧温度传感器)均纳入了考虑范围。

基于本发明上述实施例提供的防冻控制方法，突破了传统的热泵水系统冬天自动防冻的静态测试设计，可以通过智能动态检测方式实时检测控制参数，实时判断，实时调整防冻启动控制。本发明上述实施例冬天自动防冻控制精度高，及时性强，可以避免静态检测及时性差导致冬天自动防冻失效、热泵水系统冰堵损坏、增加热泵水系统维护成本的问题。

在本发明的一些实施例中，步骤2中，所述对热泵水系统进行防冻控制可以包括：在热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式的情况下，对热泵水系统整机的核心部件进行控制。

图2为本发明一个实施例中热泵防冻运行模式的开机时序图。图3为本发明一个实施例中热泵防冻运行模式的关机时序图。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，所述对热泵水系统整机的核心部件进行控制的步骤可以包括：对防冻退出温度、压缩机频率、风机档位、电子膨胀阀开度、四通阀开度、水泵档位中的至少一项进行动态调整。

图4为本发明一个实施例中对防冻退出温度进行动态调整的示意图。在整机进入热泵防冻运行模式后，本发明可以实现对出水温度目标值(防冻退出温度T_防冻退出)的动态调节控制。如图4所示，所述对防冻退出温度进行动态调整的步骤可以包括：

步骤41，按照环境温度分区间设置基准防冻退出温度T_{防冻退出min}和上限防冻退出温度T_{防冻退出max}。

在本发明的一些实施例中，步骤41可以包括：根据不同的环境温度区间，设置不同的基准防冻退出温度T_{防冻退出min}；并为不同的环境温度区间，设置相同的上限防冻退出温度T_{防冻退出max}，具体如表1所示。

表1

表1中，T₁为第一环境温度阈值，T₂为第二环境温度阈值，其中T₂＜T₁＜T₀，T₁和T₂用于划分确定整机进入热泵运行防冻的不同基准防冻退出温度。T_{防冻退出1}，T_{防冻退出2}和T_{防冻退出3}为不同的基准防冻退出温度T_{防冻退出min}。

步骤42，获取热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率。

在本发明的一些实施例中，步骤42可以包括：

步骤421，在压缩机不在工作状态后且环境温度T_环小于第一预定阈值T₀时，记录机组的第一进水温度T_进水1和第一出水温度T_出水1。

步骤422，在整机进入热泵防冻运行模式的情况下，记录机组的第二进水温度T_进水2和第二出水温度T_出水2。

步骤423，根据第一进水温度T_进水1、第一出水温度T_出水1、第二进水温度T_进水2、第二出水温度T_出水2和热泵防冻运行模式的风侧换热温差△T_防冻降温，按照公式(1)确定热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率K_{△T防冻降温}，其中λ为第一预定修正值。

K_{△T防冻降温}＝λ{(T_进水1+T_出水1)-(T_进水2+T_出水2)}²/△T_防冻降温 (1)

步骤43，根据基准防冻退出温度T_{防冻退出min}、热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率确定实际控制防冻退出温度T_{防冻退出运行}。

在本发明的一些实施例中，步骤43可以包括：

步骤431，根据基准防冻退出温度T_{防冻退出min}、热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率K_{△T防冻降温}，按照公式(2)确定防冻退出温度的逻辑判定值T’_{防冻退出运行}，其中α、β分别为第二预定修正值和第三预定修正值。

T’_{防冻退出运行}＝T_{防冻退出min}+α(K_{△T防冻降温})³+β(K_{△T防冻降温})² (2)

步骤432，根据防冻退出温度的逻辑判定值T’_{防冻退出运行}和上限防冻退出温度T_{防冻退出max}确定实际控制防冻退出温度T_{防冻退出运行}。

在本发明的一些实施例中，步骤432可以包括：

步骤4321，如果T’_{防冻退出运行}≤T_{防冻退出max}，则将T’_{防冻退出运行}作为实际控制防冻退出温度T_{防冻退出运行}。

步骤4322，如果T’_{防冻退出运行}＞T_{防冻退出max}，则将T_{防冻退出max}作为实际控制防冻退出温度T_{防冻退出运行}。

本发明上述实施例可以实现整机进入热泵防冻运行模式时的出水温度目标值动态调节控制，本发明上述实施例针对不同环境温度适应性强，控制精确，节能性强。

图5为本发明一个实施例中对压缩机频率进行动态调整的示意图。在整机进入热泵防冻运行模式后，本发明可以实现对压缩机频率的动态调整。图7为本发明一个实施例中对风机档位和压缩机频率进行动态调整的示意图。如图7所示，在整机进入热泵防冻运行模式后，本发明可以实现对风机档位和压缩机频率的动态调整。

如图5和图7所示，所述对压缩机频率进行动态调整的步骤可以包括：

步骤51，对压缩机频率进行防冻运行初始化控制。

在本发明的一些实施例中，在整机水泵启动第五预定时间间隔后检测整机水流开关保护，若整机水流开关保护，则停掉相应负载。如整机水流开关无保护，则在整机水泵启动后第六时间间隔后，压缩机进入变频动态调节控制。

在本发明的一些实施例中，第五时间间隔可以为15s；第六时间间隔可以为120s。

在本发明的一些实施例中，步骤51可以包括：按照环境温度分区间为不同的环境温度分区间设置不同的压缩机初始化频率P_初始化，具体如表2所示。

表2

T<sub>环境</sub>	压缩机初始化频率P<sub>初始化</sub>
		T<sub>环境</sub>≤T<sub>4</sub>	ο
T<sub>4</sub>＜T<sub>环境</sub>＜T<sub>3</sub>	π
		T<sub>环境</sub>≥T<sub>3</sub>	ρ

表2中，T₃为第三环境温度阈值，T₄为第四环境温度阈值，其中T₄＜T₃＜T₀。T₄和T₃的边界条件划分，用于确定的是整机热泵防冻阶段的压缩机初始化频率。ο、π和ρ为不同的P_初始化，ο＞π＞ρ。

步骤52，根据实际控制防冻退出温度T_{防冻退出运行}、基准防冻退出温度T_{防冻退出min}和水系统降温速率K_{△T防冻降温}，确定热泵防冻运行模式的压缩机频率运行范围P_max。

在本发明的一些实施例中，步骤52可以包括：根据公式(3)确定热泵防冻运行模式的压缩机频率运行范围P_max，公式(3)中θ为第四预定修正值。

P_max＝θ(K_{△T防冻降温})^0.5×(T_{防冻退出运行}+T_{防冻退出min}) (3)

步骤53，根据热泵防冻运行模式目标上限防冻退出温度T_{防冻退出max}-与当前实际出水温度T_出水，确定热泵防冻运行模式目标上限防冻退出温度与当前实际出水温度的温差△T_防冻升温。

在本发明的一些实施例中，△T_防冻升温可以根据公式(4)确定。

△T_防冻升温＝T_{防冻退出max}-T_出水 (4)

步骤54，在压缩机以初始化频率P_初始化运行第二预定时间间隔后，在热泵防冻运行模式压缩机频率运行范围P_max内，对压缩机频率进行变频动态调节控制。

在本发明的一些实施例中，第二预定时间间隔可以为90s。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，步骤54中，所述对压缩机频率进行变频动态调节控制的步骤可以包括：

步骤541，根据热泵防冻运行模式目标上限防冻退出温度与当前实际出水温度的温差△T_防冻升温确定压缩机升频速率△P_i。

在本发明的一些实施例中，步骤531可以包括：按照温差△T_防冻升温分区间为不同的温差△T_防冻升温区间设置不同的压缩机升频速率△P_i，具体如表3所示。

表3

△T<sub>防冻升温</sub>	压缩机升频速率
		△T<sub>防冻升温</sub>＜N<sub>1</sub>	△P<sub>i</sub>＝M<sub>1</sub>
N<sub>1</sub>≤△T<sub>防冻升温</sub>＜N<sub>2</sub>	△P<sub>i</sub>＝M<sub>2</sub>
		N<sub>2</sub>≤△T<sub>防冻升温</sub>＜N<sub>3</sub>	△P<sub>i</sub>＝0(压缩机维持当前频率)
N<sub>3</sub>≤△T<sub>防冻升温</sub>＜N<sub>4</sub>	△P<sub>i</sub>＝-M<sub>4</sub>(M<sub>4</sub>＞0)
		N<sub>4</sub>≤△T<sub>防冻升温</sub>	△P<sub>i</sub>＝-M<sub>5</sub>(M<sub>5</sub>＞0)

表3中，N₁、N₂、N₃和N₄分别为不同的温差阈值，其中，N₁＜N₂＜N₃＜N₄。M₁、M₂、M₄和M₅分别为不同的压缩机升频速率，其中，M₁＞M₂，M₄＜M₅。

步骤542，根据压缩机初始化频率P_初始化、热泵防冻运行模式压缩机频率运行范围P_max以及压缩机升频速率△P_i，对压缩机频率进行变频动态调节控制。

本发明上述实施例的对压缩机频率进行动态调整具体如图2和图3实施例所示。

本发明上述实施例可以实现整机进入热泵防冻运行模式时的压缩机变频的动态调节控制，可以实现运行频率上限动态调整，频率调节速率对应调节，本发明上述实施例压缩机控制节能性强。

图6为本发明一个实施例中对风机档位进行动态调整的示意图。在整机进入热泵防冻运行模式后，本发明可以实现对风机档位的动态调整。图7为本发明一个实施例中对风机档位和压缩机频率进行动态调整的示意图。如图7所示，在整机进入热泵防冻运行模式后，本发明可以实现对风机档位和压缩机频率的动态调整。

如图6和图7所示，所述对风机档位进行动态调整的步骤可以包括：

步骤61，在压缩机启动前第三预定时间间隔开启，风机启动后以风机初始档位维持运行。

在本发明的一些实施例中，第三预定时间间隔可以为30s。

在本发明的一些实施例中，步骤61可以包括：按照环境温度分区间设置不同的风机初始档位，具体如表4所示。

表4

T<sub>环境</sub>	风机初始化档位L<sub>初始化</sub>
		T<sub>环境</sub>≤T<sub>6</sub>	μ
T<sub>6</sub>＜T<sub>环境</sub>＜T<sub>5</sub>	ν
		T<sub>环境</sub>≥T<sub>5</sub>	ξ

表4中，T₅为第五环境温度阈值，T₆为第六环境温度阈值，其中T₆＜T₅＜T₀。T₆和T₅的边界条件划分，用于确定的是整机热泵防冻阶段的风机初始化档位。μ、ν和ξ为不同的风机初始化档位，μ＞ν＞ξ。

步骤62，根据环境温度T_环境和化霜温度T_化霜确定热泵防冻运行模式风侧换热温差△T_换热温差＝T_环境-T_化霜。

步骤63，在风机以风机初始档位运行第四时间间隔后，对风机档位进行动态调节控制。

在本发明的一些实施例中，第四预定时间间隔可以为60s。

在本发明的一些实施例中，步骤63可以包括：根据热泵防冻运行模式风侧换热温差△T_换热温差分区间设置不同的风机档位调节幅度，具体如表5所示。

表5

△T<sub>换热温差</sub>	风机档位调节幅度
		△T<sub>换热温差</sub>≤T<sub>8</sub>	增加一档
T<sub>8</sub>＜△T<sub>换热温差</sub>＜T<sub>7</sub>	维持
		△T<sub>换热温差</sub>≥T<sub>7</sub>	降低一档

表5中，T₇为第七环境温度阈值，T₈为第八环境温度阈值，其中T₈＜T₇＜T₀。T₈和T₇的边界条件划分，用于确定的是整机热泵防冻阶段的风机档位调节幅度。

本发明上述实施例可以实现整机进入热泵防冻运行模式时的风机档位的动态调节控制，本发明上述实施例风机档位自适应调整，风机控制节能性更强。

图8为本发明一个实施例中对电子膨胀阀开度进行动态调整的示意图。在整机进入热泵防冻运行模式后，本发明可以实现对电子膨胀阀开度的动态调整。如图8所示，所述对电子膨胀阀开度进行动态调整的步骤可以包括：

步骤81，在热泵水系统机组开机第一预定时间段内，将电子膨胀阀开度维持在热泵防冻运行模式初始化步数，具体如表6所示。

在本发明的一些实施例中，所述第一预定时间段为9分钟。

表6

步骤82，在热泵水系统机组开机第一预定时间段后，根据气管过热度调节电子膨胀阀开度。

在本发明的一些实施例中，步骤82可以包括：电子膨胀阀按吸气过热度、排气温度及排气过热度控制，控制器每40秒更新电子膨胀阀开度一次，如开度超出调整范围，则按上下限定值运行(详见表6)。

控制电子膨胀阀参数有排气过热度ΔT_排气，排气温度T_排气，吸气温度T_吸气，化霜感温包温度T_化霜，冷媒侧气管温度T_{冷媒气管温度}，冷媒侧液管温度T_{冷媒液管温度}。

在本发明的一些实施例中，所述电子膨胀阀按吸气过热度、排气温度及排气过热度控制的步骤可以包括：

步骤821，当T_排气＜ω℃，电子膨胀阀按电子膨胀阀调节计算公式进行调节。

电子膨胀阀调节计算公式为：

当前开度P_j+1＝原有开度P_j+变化开度△P_j

其中，△P_j＝实际过热度T_r-目标过热度T_t，

其中，实际过热度T_r分为两种模式：

制热模式：T_r＝T_吸气-T_化霜，

制冷模式：Tr＝T_{冷媒气管温度}-T_{冷媒液管温度}

步骤822，当T_排气≥ω℃，按排气保护进行开度调节(排气保护电子膨胀阀控制优先级高于本部分控制)。

在本发明的一些实施例中，步骤822可以包括：

步骤8221，当ω℃≤T_排气＜ω+7℃时，

如果电子膨胀阀还处于初始化第一预定时间段(例如9分钟)保持状态则必须立刻解除，恢复过热度调节，电子膨胀阀开度＝原有开度+5步，若检测到T排气＜ω-3℃，电子膨胀阀恢复过热度制。

步骤8221，当ω+7℃≤T_排气＜ω+10℃时，

电子膨胀阀开度＝原有开度+10步，若检测到T排气＜ω-3℃，满足退出条件后电子膨胀阀恢复过热度控制；同时无论模式如何系统此时均限制频率上升，维持现有频率运行。十分钟后若仍满足ω+7℃≤T排气＜ω+10℃，按照③进行降频处理。

步骤8221，当ω+10℃≤T_排气＜ω+20℃时，

第二预定时间段(例如2分钟)内压缩机开始降频10Hz(即降频10Hz后加上降频时间必须保持第二预定时间段)，降频后重新检测，若仍然满足ω+10℃≤T排气＜ω+20℃时，再降频率，当ω-3℃≤T排气＜ω+10℃时维持当前频率，若T排气＜ω-3℃，维持第三预定时间段(例如3分钟)，系统重新按逻辑的能力计算频率运行。

步骤823，运行过程中，排气过热度同时参与控制(优先级最高)。具体控制方式如下。

当χ1℃≤ΔT_排气≤χ2℃时，电子膨胀阀开度按电子膨胀阀调节计算公式进行调节。

当χ2℃＜ΔT_排气时，电子膨胀阀开度按电子膨胀阀调节计算公式进行调节，但不允许调小开度。

当ΔT_排气＜χ1时，电子膨胀阀开度按电子膨胀阀调节计算公式进行调节，但不允许调大开度。

排气过热度ΔT_排气＝排气温度-高压传感器温度。

本发明上述实施例可以实现整机进入热泵防冻运行模式时的电子膨胀阀开度的动态调节控制，本发明上述实施例电子膨胀阀开度可以自适应调整。

本发明上述实施例突破了传统的热泵水系统冬天自动防冻的常温循环水启动防冻，提前进入冬天自动防冻运行的控制单一，高能耗，经济性差以及根据用户采暖末端(暖通管道设计、采暖末端搭配)情况手动调整防冻控制参数的便捷性差，可靠性低的缺点。本发明上述实施例可以任意搭配用户采暖末端，无需工程手动调整防冻控制参数，本发明上述实施例具备冬天自动防冻可靠性高，节能性强，工程适应性强的优点。

本发明上述实施例冬天防冻智能动态检测采取的防冻水泵启动高档位、低档位切换启动，循环水高流速带动水路长期静置窝气憋气点空气，通过循环水高流速将空气击碎通过工程侧自动排气装置排出系统。本发明上述实施例防冻水泵高档位、低档位切换启动维持低档位控制运行高效自动排气，可以防止冬天自动防冻出现水流开关保护导致冬天自动防冻失效、热泵水系统冰堵损坏、增加热泵水系统维护成本的技术问题。

本发明上述实施例取消了传统的热泵水系统冬天自动防冻需要额外配置防冻感温包，避免了工程调试中测试暖通管道及采暖末端的冬天停机静置水温最低点带来的增加工程调试难度、检测防冻准确性差的缺点。本发明上述实施例在一定程度上降低产品硬件开发成本以及工程防冻施工成本。

图9为本发明防冻控制装置一些实施例的示意图。如图9所示，本发明防冻控制装置可以包括参数检测模块91和防冻控制模块92，其中：

参数检测模块91，用于实时检测控制参数，其中，所述控制参数包括环境温度和循环水温度。

防冻控制模块92，用于根据实时检测的控制参数，对热泵水系统进行防冻控制。

在本发明的一些实施例中，所述防冻控制装置用于执行实现如上述任一实施例(例如图1-图8任一实施例)所述的防冻控制方法的操作。

图10为本发明防冻控制装置另一些实施例的示意图。如图10所示，本发明防冻控制装置可以包括存储器101和处理器102，其中：

存储器101，用于存储指令。

处理器102，用于执行所述指令，使得所述防冻控制装置执行实现如上述任一实施例(例如图1-图8任一实施例)所述的防冻控制方法的操作。

基于本发明上述实施例提供的防冻控制装置，首次采取了通过智能动态检测方式实时检测控制参数，实时判断，实时调整防冻启动控制，本发明上述实施例的冬天自动防冻控制精度高，及时性强，有效性强。

本发明上述实施例首次采取智能动态检测环境温度、循环水温度的变化控制冬天自动防冻，本发明上述实施例可靠性高，节能性强，工程适应性更强。

本发明上述实施例首次取消了工程调试过程中测试暖通管道及采暖末端的冬天停机静置水温最低点，从而解决了根据暖通管道及采暖末端的配置情况设定防冻进入设定默认值的不便捷，不可靠调试的问题。

本发明上述实施例首次取消了传统的热泵水系统冬天自动防冻需要额外配置防冻感温包。本发明上述实施例在一定程度上降低产品硬件开发成本以及工程防冻施工成本。

根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例(例如图1-图8任一实施例)所述的防冻控制方法。

基于本发明上述实施例提供的计算机可读存储介质，突破了传统的热泵水系统冬天自动防冻的静态测试设计，可以通过智能动态检测方式实时检测控制参数，实时判断，实时调整防冻启动控制。本发明上述实施例冬天自动防冻控制精度高，及时性强，可以避免静态检测及时性差导致冬天自动防冻失效、热泵水系统冰堵损坏、增加热泵水系统维护成本的问题。

在上面所描述的防冻控制装置可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (21)

1.一种防冻控制方法，其特征在于，包括：

实时检测控制参数，其中，所述控制参数包括环境温度和循环水温度；

根据实时检测的控制参数，对热泵水系统进行防冻控制。

2.根据权利要求1所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对热泵水系统进行防冻控制包括：

判断环境温度是否小于等于第一预定阈值；

在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式。

3.根据权利要求2所述的防冻控制方法，其特征在于，所述循环水温度包括进水温度和出水温度；

所述在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式包括：

在第一预定时间间隔内检测的进水温度持续小于等于第二预定阈值、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度持续小于等于第二预定阈值的情况下，整机进入热泵防冻运行模式，水泵高档位开启运行，其中，第二预定阈值等于第一预定阈值与第一预定值的和，第一预定值大于0。

4.根据权利要求3所述的防冻控制方法，其特征在于，所述在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式还包括：

在第一预定时间间隔内检测的进水温度持续小于等于第三预定阈值、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度持续小于等于第三预定阈值的情况下，整机进入热泵防冻运行模式，水泵和压缩机按照预定逻辑时序开启运行，整机开启防冻制热模式，其中，第三预定阈值等于第一预定阈值与第二预定值的和，第二预定值小于0。

5.根据权利要求3所述的防冻控制方法，其特征在于，所述在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式还包括：

在第一预定时间间隔内检测的进水温度持续小于防冻退出温度、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度持续小于防冻退出温度的情况下，整机的防冻制热模式维持当前状态。

6.根据权利要求3所述的防冻控制方法，其特征在于，所述在环境温度小于等于第一预定阈值的情况下，热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式还包括：

在第一预定时间间隔内检测的进水温度持续大于等于防冻退出温度、或者第一预定时间间隔内检测的出水温度持续大于等于防冻退出温度的情况下，整机的防冻制热模式按照预定控制逻辑时序关机。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对热泵水系统进行防冻控制包括：

在热泵水系统整机进入热泵防冻运行模式的情况下，对热泵水系统整机的核心部件进行控制。

8.根据权利要求7所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对热泵水系统整机的核心部件进行控制包括：

对防冻退出温度、压缩机频率、风机档位、电子膨胀阀开度中的至少一项进行动态调整。

9.根据权利要求8所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对防冻退出温度进行动态调整包括：

按照环境温度分区间设置基准防冻退出温度和上限防冻退出温度；

获取热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率；

根据基准防冻退出温度、热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率确定防冻退出温度的逻辑判定值；

根据防冻退出温度的逻辑判定值和上限防冻退出温度确定实际控制防冻退出温度。

10.根据权利要求9所述的防冻控制方法，其特征在于，所述获取热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率包括：

在压缩机不在工作状态后且环境温度小于第一预定阈值的情况下，记录机组的第一进水温度和第一出水温度；

在整机进入热泵防冻运行模式的情况下，记录机组的第二进水温度和第二出水温度；

根据第一进水温度、第一出水温度、第二进水温度、第二出水温度和热泵防冻运行模式的风侧换热温差确定热泵防冻运行模式启动前的水系统降温速率。

11.根据权利要求8所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对压缩机频率进行动态调整包括：

对压缩机频率进行防冻运行初始化控制；

在压缩机以初始化频率运行第二预定时间间隔后，对压缩机频率进行变频动态调节控制。

12.根据权利要求11所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对压缩机频率进行防冻运行初始化控制包括：

按照环境温度分区间设置不同的压缩机初始化频率。

13.根据权利要求11所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对压缩机频率进行变频动态调节控制包括：

根据实际控制防冻退出温度、基准防冻退出温度和水系统降温速率确定热泵防冻运行模式压缩机频率运行范围；

根据热泵防冻运行模式目标上限防冻退出温度与当前实际出水温度的温差确定压缩机升频速率；

根据压缩机初始化频率、热泵防冻运行模式压缩机频率运行范围以及压缩机升频速率，对压缩机频率进行变频动态调节控制。

14.根据权利要求8所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对风机档位进行动态调整包括：

在压缩机启动前第三预定时间间隔开启，风机启动后以风机初始档位维持运行；

在风机以风机初始档位运行第四时间间隔后，对风机档位进行动态调节控制。

15.根据权利要求14所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对风机档位进行动态调整还包括：

按照环境温度分区间设置不同的风机初始档位。

16.根据权利要求14所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对风机档位进行动态调节控制包括：

根据环境温度和化霜温度确定热泵防冻运行模式风侧换热温差；

根据热泵防冻运行模式风侧换热温差分区间设置不同的风机档位调节幅度。

17.根据权利要求8所述的防冻控制方法，其特征在于，所述对电子膨胀阀开度进行动态调整包括：

在热泵水系统机组开机第一预定时间段内，将电子膨胀阀开度维持在热泵防冻运行模式初始化步数；

在热泵水系统机组开机第一预定时间段后，根据气管过热度调节电子膨胀阀开度。

18.一种防冻控制装置，其特征在于，包括：

参数检测模块，用于实时检测控制参数，其中，所述控制参数包括环境温度和循环水温度；

防冻控制模块，用于根据实时检测的控制参数，对热泵水系统进行防冻控制。

19.根据权利要求18所述的防冻控制装置，其特征在于，所述防冻控制装置用于执行实现如权利要求1-17中任一项所述的防冻控制方法的操作。

20.一种防冻控制装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储指令；

处理器，用于执行所述指令，使得所述防冻控制装置执行实现如权利要求1-17中任一项所述的防冻控制方法的操作。

21.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-17中任一项所述的防冻控制方法。