CN111207536B - 一种增焓热泵系统的控制方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增焓热泵系统的控制方法及控制装置，方法包括当检测到所述增焓热泵系统的环境参数和/或系统参数满足预设的增焓开启条件时，开启所述增焓热泵系统的增焓辅路；当所述增焓系统的压缩机电流达到预设的变频板输出电流降频阈值时，对所述压缩机进行降频控制；当检测到所述压缩机的频率满足预设的主动关闭增焓条件时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，关闭所述增焓热泵系统的所述增焓辅路。本发明能够在压缩机处于高温冷凝温度工作时，持续以较高频率运行，提高压缩机的能效和运行效率。

Description

一种增焓热泵系统的控制方法及控制装置

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，尤其是涉及一种增焓热泵系统的控制方法及控制装置。

背景技术

目前，由于增焓辅路能够提高低温使用环境下热泵系统的制热效果和性能系数，变频增焓系统越来越多地应用在热泵系统中。然而当热泵系统工作在高冷凝温度时，由于增焓辅路的冷媒流量变大，压缩机电流也需随之增大，一旦压缩机电流超过变频板限制电流，变频板会控制压缩机主动降频并使压缩机工作在较低频段，导致压缩机没有工作在最佳效率的频段，热泵系统的能效下降，且由于压缩机长期工作于较低频段，将不利于压缩机的回油，从而容易造成压缩机损坏。

发明内容

本发明提供了一种增焓热泵系统的控制方法及控制装置，以解决现有的热泵系统的变频增焓控制的压缩机低频运行的技术问题，本发明能够在压缩机处于高温冷凝温度工作时，持续以较高频率运行，提高压缩机的能效和运行效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种增焓热泵系统的控制方法，包括以下步骤：

当检测到所述增焓热泵系统的环境参数和/或系统参数满足预设的增焓开启条件时，开启所述增焓热泵系统的增焓辅路；

当所述增焓系统的压缩机电流达到预设的变频板输出电流降频阈值时，对所述压缩机进行降频控制；

当检测到所述压缩机的频率满足预设的主动关闭增焓条件时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，关闭所述增焓热泵系统的所述增焓辅路。

作为优选方案，所述当检测到所述压缩机的频率满足预设的主动关闭增焓条件时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，关闭所述增焓热泵系统的所述增焓辅路，具体为：

当检测到所述压缩机的频率小于等于预设的压缩机关闭增焓最小频率阈值时，判定所述预设的主动关闭增焓条件得到满足；

当所述预设的主动关闭增焓条件满足时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，并关闭所述增焓辅路；

其中，所述预设的最佳运行频率小于所述预设的压缩机关闭增焓最小频率阈值。

作为优选方案，所述当所述预设的主动关闭增焓条件满足时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，并关闭所述增焓辅路，具体为：

当所述预设的主动关闭增焓条件满足时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行；

当控制所述压缩机以所述预设的最佳运行频率继续运行并达到预设的第一运行时间时，关闭所述增焓辅路。

作为优选方案，所述方法还包括：

在关闭所述增焓辅路之后，解除变频板电流降频状态，以对所述压缩机进行停止降频控制。

作为优选方案，所述方法还包括：

当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第一排气温度时，对所述压缩机进行停止升频控制。

作为优选方案，所述方法还包括：

当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第二排气温度时，对所述压缩机进行降频控制；

当检测到所述压缩机的排气温度小于预设的第三排气温度时，对所述压缩机进行停止降频控制；

其中，所述预设的第二排气温度大于所述预设的第三排气温度。

作为优选方案，所述当检测到所述增焓热泵系统的环境参数和/或系统参数满足预设的增焓开启条件时，开启所述增焓热泵系统的增焓辅路，具体为：

检测所述增焓热泵系统的排气过热度；

当检测到所述排气过热度大于等于预设的过热度阈值时，开启增焓辅路电子膨胀阀，并控制所述增焓辅路电子膨胀阀以预设的第一开度运行。

作为优选方案，在所述开启所述增焓热泵系统的增焓辅路的步骤之后，所述方法还包括：

当所述增焓辅路电子膨胀阀以所述预设的第一开度运行达到预设的第二运行时间时，根据预设的目标增焓过热度对所述增焓辅路电子膨胀阀的步数进行PID运算并得到开度调节参数，以所述开度调节参数调节所述增焓辅路电子膨胀阀的开度。

对应的，本发明实施例还提供一种增焓热泵系统的控制装置，包括控制器，所述控制器用于：

当检测到所述增焓热泵系统的环境参数和/或系统参数满足预设的增焓开启条件时，开启所述增焓热泵系统的增焓辅路；

当所述增焓系统的压缩机电流达到预设的变频板输出电流降频阈值时，对所述压缩机进行降频控制；

当检测到所述压缩机的频率满足预设的主动关闭增焓条件时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，关闭所述增焓热泵系统的所述增焓辅路。

作为优选方案，所述控制器，还用于：

在关闭所述增焓辅路之后，解除变频板电流降频状态，以对所述压缩机进行停止降频控制。

作为优选方案，所述控制器，还用于：

当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第一排气温度时，对所述压缩机进行停止升频控制。

作为优选方案，所述控制器，还用于：

当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第二排气温度时，对所述压缩机进行降频控制；

当检测到所述压缩机的排气温度小于预设的第三排气温度时，对所述压缩机进行停止降频控制；

其中，所述预设的第二排气温度大于所述预设的第三排气温度。

综上，本发明实施例提供了一种增焓热泵系统的控制方法及控制装置，其任一实施例的有益效果在于，在压缩机处于高冷凝温度工作时，一旦触发主动关闭增焓状态，则控制压缩机持续以较高频率运行，以提高压缩机运行的工作效率，使得压缩机的回油顺畅，避免压缩机损坏。

此外，在主动关闭增焓状态之后控制压缩机电流下降，将使压缩机和变频板工作更加可靠，从而解决压缩机在高冷凝温度时开启增焓导致压缩机电流超过安全电流后主动降低频率的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的增焓热泵系统的控制方法的一种实施例的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的增焓热泵系统的控制方法中步骤S103的流程图；

图3是本发明实施例提供的增焓热泵系统的控制方法中步骤S202的流程图；

图4是本发明实施例提供的增焓热泵系统的控制方法的另一种实施例的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的增焓热泵系统的控制方法中步骤S101的流程图。

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。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。

请参见图1，图1是本发明优选实施例提供了一种增焓热泵系统的控制方法，该控制方法由增焓热泵系统的控制器执行，包括以下步骤：

S101、当检测到所述增焓热泵系统的环境参数和/或系统参数满足预设的增焓开启条件时，开启所述增焓热泵系统的增焓辅路；

S102、当所述增焓系统的压缩机电流达到预设的变频板输出电流降频阈值时，对所述压缩机进行降频控制；

S103、当检测到所述压缩机的频率满足预设的主动关闭增焓条件时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，关闭所述增焓热泵系统的所述增焓辅路。

在本实施例中，当压缩机处于高冷凝温度工作时，一旦触发主动关闭增焓状态，则控制压缩机持续以较高频率运行，以提高压缩机运行的工作效率，使得压缩机的回油顺畅，避免压缩机损坏。

请参见图2，在其中一种优选实施例中，所述步骤S103、当检测到所述压缩机的频率满足预设的主动关闭增焓条件时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，关闭所述增焓热泵系统的所述增焓辅路，具体为：

S201、当检测到所述压缩机的频率小于等于预设的压缩机关闭增焓最小频率阈值时，判定所述预设的主动关闭增焓条件得到满足；

S202、当所述预设的主动关闭增焓条件满足时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，并关闭所述增焓辅路；

其中，所述预设的最佳运行频率小于所述预设的压缩机关闭增焓最小频率阈值。

在本实施例中，可以理解的是，由于冷凝温度上升，对应的增焓辅路电子膨胀阀开度增大，压缩机电流达到变频板输出电流降频阀值Imax时，该值根据压缩机规格书最大电流值设定，变频板控制压缩机降频。

所述增焓热泵系统的控制器根据系统参数判断所述预设的主动关闭增焓条件是否得到满足，也即，当检测到所述压缩机的频率≤预设的压缩机关闭增焓最小频率阈值(Fmin_E，该值为默认值，通常设定为40-60Hz)。

若满足这一条件，则控制系统进入主动关闭增焓状态。以下对主动关闭增焓状态的控制方法进一步设计：

请参见图,3，所述步骤S202、当所述预设的主动关闭增焓条件满足时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，并关闭所述增焓辅路，具体为：

S301、当所述预设的主动关闭增焓条件满足时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行；

S302、当控制所述压缩机以所述预设的最佳运行频率继续运行并达到预设的第一运行时间时，关闭所述增焓辅路。

在本实施例中，当所述增焓热泵系统的控制器先控制所述压缩机降频到预设的最佳运行频率(Fmin，该值为默认值，通常设定为20-30Hz)。

在达到预设的第一运行时间(T_F，该值为默认值，通常设定为10-60秒)后，则控制所述增焓电子膨胀阀主动关闭，以关闭所述增焓辅路；然后才退出所述主动关闭增焓状态，进入制热模式等正常运行模式。

作为进一步的，为了解决压缩机在高冷凝温度时开启增焓导致压缩机电流超过安全电流后主动降低频率，导致变频板长期工作在限制电流状态，容易触发电流保护，造成热泵系统频繁停机保护的问题，本发明实施例进行如下设计：

请参见图4，在其中一种优选实施例中，所述方法还包括：

S401、在关闭所述增焓辅路之后，解除变频板电流降频状态，以对所述压缩机进行停止降频控制。

在本实施例中，由于主动关闭增焓，压缩机电流会下降，变频板电流降频状态解除，压缩机会自动升频，并按照当前能力需求跑对应的压缩机频率。

作为优选的，所述方法还包括：

S402、当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第一排气温度时，对所述压缩机进行停止升频控制。

S403、当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第二排气温度时，对所述压缩机进行降频控制；

S404、当检测到所述压缩机的排气温度小于预设的第三排气温度时，对所述压缩机进行停止降频控制；

其中，所述预设的第二排气温度大于所述预设的第三排气温度。优选的，所述预设的第一排气温度大于所述预设的第三排气温度，且小于所述预设的第二排气温度。

在本实施例中，可以理解的是，随着所述增焓辅路的关闭，在压缩机升频后，排气温度会比开启所述增焓辅路前的较高，当当检测到所述压缩机的排气温度≥预设的第一排气温度(ET_Keep，通常设定为90-110℃)时，此时控制所述压缩机不允许升频。

当检测到所述压缩机的排气温度＞等于预设的第二排气温度(ET_Donw，通常设定为110-120℃)时，控制所述压缩机降频。

直到检测到所述压缩机的排气温度小于预设的第三排气温度(ET_Keep-1℃)时，控制所述压缩机停止降频。

在本发明实施例中，对于实施所述步骤S101、当检测到所述增焓热泵系统的环境参数和/或系统参数满足预设的增焓开启条件时，开启所述增焓热泵系统的增焓辅路，本领域技术人员可根据具体应用场景和相关因素对预设的增焓开启条件进行设定，比如以实时监测到的环境参数判断增焓开启条件，或仅凭增焓热泵系统的系统参数判断是否满足增焓条件，当然的，也可将这前者和后者结合考虑，综合性的设定增焓开启条件。而作为本发明实施例的其中一种可行的设计，是以所述增焓热泵系统的排气过热度这一系统参数来判断所述预设的增焓开启条件是否得到满足，如图5所示，包括以下步骤：

S501、检测所述增焓热泵系统的排气过热度；

S502、当检测到所述排气过热度大于等于预设的过热度阈值时，开启增焓辅路电子膨胀阀，并控制所述增焓辅路电子膨胀阀以预设的第一开度运行。

在本实施例中，当检测排气过热度Pe≥预设的过热度阈值时，控制开启所述增焓辅路电子膨胀阀到所述预设的第一开度(Einit，通常设定为100-200N)，其中，所述排气过热度Pe＝压缩机排气口温度-冷凝温度。

在其中一种优选实施例中，在所述开启所述增焓热泵系统的增焓辅路的步骤之后，所述方法还包括：

S503、当所述增焓辅路电子膨胀阀以所述预设的第一开度运行达到预设的第二运行时间时，根据预设的目标增焓过热度对所述增焓辅路电子膨胀阀的步数进行PID运算并得到开度调节参数，以所述开度调节参数调节所述增焓辅路电子膨胀阀的开度。

在本实施例中，当开启所述增焓辅路后，维持所述预设的第一开度Einit，并在达到预设的第二运行时间(T_E后，该值为默认值，通常设定为2-5分钟)，然后控制增焓辅路电子膨胀阀步数，并按照目标增焓过热度SH使用PID调节，其中增焓过热度＝增焓板换出口温度-增焓板换进口温度。

为了便于理解本申请技术方案，作为示例性的，选择所述增焓热泵系统的控制方法的其中一种详细的流程步骤展开说明：

步骤一：压缩机开启后，当检测排气过热度Pe≥预设的过热度阈值时，控制开启所述增焓辅路电子膨胀阀到所述预设的第一开度(Einit，通常设定为100-200N)，其中，所述排气过热度Pe＝压缩机排气口温度-冷凝温度。

步骤二：增焓辅路开启后，维持所述预设的第一开度Einit，并在达到预设的第二运行时间(T_E后，该值为默认值，通常设定为2-5分钟)，然后控制增焓辅路电子膨胀阀步数，并按照目标增焓过热度SH使用PID调节，其中增焓过热度＝增焓板换出口温度-增焓板换进口温度。

步骤三：由于冷凝温度上升，对应的增焓辅路电子膨胀阀开度增大，压缩机电流达到变频板输出电流降频阀值Imax时，该值根据压缩机规格书最大电流值设定，变频板控制压缩机降频。

步骤四：当因为步骤三降频，当检测到所述压缩机的频率≤预设的压缩机关闭增焓最小频率阈值(Fmin_E，该值为默认值，通常设定为40-60Hz)。

步骤五：当软件进入主动关闭增焓状态后，

当所述增焓热泵系统的控制器先控制所述压缩机降频到预设的最佳运行频率(Fmin，该值为默认值，通常设定为20-30Hz)。

在达到预设的第一运行时间(T_F，该值为默认值，通常设定为10-60秒)后，则控制所述增焓电子膨胀阀主动关闭，以关闭所述增焓辅路；然后才退出所述主动关闭增焓状态，进入制热模式等正常运行模式。

然后软件退出主动关闭增焓状态，进入正常运行模式。

步骤六：由于主动关闭增焓，压缩机电流会下降，变频板电流降频状态解除，压缩机会自动升频，并按照当前能力需求跑对应的压缩机频率。

步骤七：随着所述增焓辅路的关闭，在压缩机升频后，排气温度会比开启所述增焓辅路前的较高，当当检测到所述压缩机的排气温度≥预设的第一排气温度(ET_Keep，通常设定为90-110℃)时，此时控制所述压缩机不允许升频。

步骤八：当检测到所述压缩机的排气温度＞等于预设的第二排气温度(ET_Donw，通常设定为110-120℃)时，控制所述压缩机降频。

直到检测到所述压缩机的排气温度小于预设的第三排气温度(ET_Keep-1℃)时，控制所述压缩机停止降频。

对应的，本发明实施例还提供一种增焓热泵系统的控制装置，包括控制器，所述控制器用于：

当检测到所述增焓热泵系统的环境参数和/或系统参数满足预设的增焓开启条件时，开启所述增焓热泵系统的增焓辅路；

当所述增焓系统的压缩机电流达到预设的变频板输出电流降频阈值时，对所述压缩机进行降频控制；

当检测到所述压缩机的频率满足预设的主动关闭增焓条件时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，关闭所述增焓热泵系统的所述增焓辅路。

在其中一种优选实施例中，所述控制器，还用于：

在关闭所述增焓辅路之后，解除变频板电流降频状态，以对所述压缩机进行停止降频控制。

在其中一种优选实施例中，所述控制器，还用于：

当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第一排气温度时，对所述压缩机进行停止升频控制。

在其中一种优选实施例中，所述控制器，还用于：

当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第二排气温度时，对所述压缩机进行降频控制；

当检测到所述压缩机的排气温度小于预设的第三排气温度时，对所述压缩机进行停止降频控制；

其中，所述预设的第二排气温度大于所述预设的第三排气温度。

综上，本发明实施例提供了一种增焓热泵系统的控制方法及控制装置，其任一实施例的有益效果在于，在压缩机处于高冷凝温度工作时，一旦触发主动关闭增焓状态，则控制压缩机持续以较高频率运行，以提高压缩机运行的工作效率，使得压缩机的回油顺畅，避免压缩机损坏。

此外，在主动关闭增焓状态之后控制压缩机电流下降，将使压缩机和变频板工作更加可靠，从而解决压缩机在高冷凝温度时开启增焓导致压缩机电流超过安全电流后主动降低频率的问题。

以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种增焓热泵系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

当检测到所述增焓热泵系统的环境参数和/或系统参数满足预设的增焓开启条件时，开启所述增焓热泵系统的增焓辅路；

当所述增焓热泵 系统的压缩机电流达到预设的变频板输出电流降频阈值时，对所述压缩机进行降频控制；

当检测到所述压缩机的频率满足预设的主动关闭增焓条件时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，关闭所述增焓热泵系统的所述增焓辅路；具体为：

当检测到所述压缩机的频率小于等于预设的压缩机关闭增焓最小频率阈值时，判定所述预设的主动关闭增焓条件得到满足；

当所述预设的主动关闭增焓条件满足时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行；

当控制所述压缩机以所述预设的最佳运行频率继续运行并达到预设的第一运行时间时，关闭所述增焓辅路；

其中，所述预设的最佳运行频率小于所述预设的压缩机关闭增焓最小频率阈值。

2.如权利要求1所述的增焓热泵系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在关闭所述增焓辅路之后，解除变频板电流降频状态，以对所述压缩机进行停止降频控制。

3.如权利要求2所述的增焓热泵系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第一排气温度时，对所述压缩机进行停止升频控制。

4.如权利要求2或3所述的增焓热泵系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第二排气温度时，对所述压缩机进行降频控制；

当检测到所述压缩机的排气温度小于预设的第三排气温度时，对所述压缩机进行停止降频控制；

其中，所述预设的第二排气温度大于所述预设的第三排气温度。

5.如权利要求1所述的增焓热泵系统的控制方法，其特征在于，所述当检测到所述增焓热泵系统的环境参数和/或系统参数满足预设的增焓开启条件时，开启所述增焓热泵系统的增焓辅路，具体为：

检测所述增焓热泵系统的排气过热度；

当检测到所述排气过热度大于等于预设的过热度阈值时，开启增焓辅路电子膨胀阀，并控制所述增焓辅路电子膨胀阀以预设的第一开度运行。

6.如权利要求5所述的增焓热泵系统的控制方法，其特征在于，在所述开启所述增焓热泵系统的增焓辅路的步骤之后，所述方法还包括：

当所述增焓辅路电子膨胀阀以所述预设的第一开度运行达到预设的第二运行时间时，根据预设的目标增焓过热度对所述增焓辅路电子膨胀阀的步数进行PID运算并得到开度调节参数，以所述开度调节参数调节所述增焓辅路电子膨胀阀的开度。

7.一种增焓热泵系统的控制装置，其特征在于，包括控制器，所述控制器用于：

当检测到所述增焓热泵系统的环境参数和/或系统参数满足预设的增焓开启条件时，开启所述增焓热泵系统的增焓辅路；

当所述增焓热泵 系统的压缩机电流达到预设的变频板输出电流降频阈值时，对所述压缩机进行降频控制；

当检测到所述压缩机的频率满足预设的主动关闭增焓条件时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行，关闭所述增焓热泵系统的所述增焓辅路；具体为：

当检测到所述压缩机的频率小于等于预设的压缩机关闭增焓最小频率阈值时，判定所述预设的主动关闭增焓条件得到满足；

当所述预设的主动关闭增焓条件满足时，控制所述压缩机以预设的最佳运行频率继续运行；

当控制所述压缩机以所述预设的最佳运行频率继续运行并达到预设的第一运行时间时，关闭所述增焓辅路；

其中，所述预设的最佳运行频率小于所述预设的压缩机关闭增焓最小频率阈值。

8.如权利要求7所述的增焓热泵系统的控制装置，其特征在于，所述控制器，还用于：

在关闭所述增焓辅路之后，解除变频板电流降频状态，以对所述压缩机进行停止降频控制。

9.如权利要求8所述的增焓热泵系统的控制装置，其特征在于，所述控制器，还用于：

当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第一排气温度时，对所述压缩机进行停止升频控制。

10.如权利要求8或9所述的增焓热泵系统的控制装置，其特征在于，所述控制器，还用于：

当检测到所述压缩机的排气温度大于等于预设的第二排气温度时，对所述压缩机进行降频控制；

当检测到所述压缩机的排气温度小于预设的第三排气温度时，对所述压缩机进行停止降频控制；

其中，所述预设的第二排气温度大于所述预设的第三排气温度。

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