CN111435048A - 变频压缩机的频率控制方法及热泵机组 - Google Patents

变频压缩机的频率控制方法及热泵机组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变频压缩机的频率控制方法及热泵机组。变频压缩机的频率控制方法包括启动模式和频率自动控制模式；启动模式下，变频压缩机以设定频率f1启动，在t1时长内逐渐升频至初始工作频率f2，并保持频率f2状态下运行t2时长，以完成变频压缩机的启动过程；频率自动控制模式下，在变频压缩机启动后，根据热泵机组中循环水的设定温度Ts与当前检测的实际水温T w的差值△Ts来确定温差偏移频率△fs，以自动调节变频压缩机的运行频率。实现简化控制过程以降低开发调试周期。

Description

变频压缩机的频率控制方法及热泵机组
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，尤其涉及一种变频压缩机的频率控制方法及热泵机组。
背景技术
目前，随着近几年国家大力推广煤改电供暖，用于采暖的空气源热泵机组蓬勃发展，传统的大功率采暖定频热泵机组因其启动难、噪音大、频繁启动等特点逐渐退出户式采暖市场，变频热泵机组越来越受到用户的青睐，热泵机组通过循环水作为介质来进行能量传递，循环水经热泵机组处理后循环流入到用户终端（例如：风机盘管或者暖气片）。针对变频热泵机组中变频压缩机的控制通常采用PID频率控制的方式，即根据变频热泵机组的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制变频压缩机的运行。但是，采用PID频率控制其开发调试周期较长，研发成本较高。如何设计一种控制简单以降低开发调试周期的热泵机组控制技术是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种变频压缩机的频率控制方法及热泵机组，实现简化控制过程以降低开发调试周期。
为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种变频压缩机的频率控制方法，包括启动模式和频率自动控制模式；启动模式下，变频压缩机以设定频率f1启动，在t1时长内逐渐升频至初始工作频率f2，并保持频率f2状态下运行t2时长，以完成变频压缩机的启动过程；频率自动控制模式下，在变频压缩机启动后，根据热泵机组中循环水的设定温度Ts与当前检测的实际水温T w的差值△Ts来确定温差偏移频率△fs，以自动调节变频压缩机的运行频率。
进一步的，所述自动调节变频压缩机的运行频率，具体为：根据公式ft = fb +△fs，计算出变频压缩机的目标频率，控制变频压缩机以计算出的目标频率ft运行；其中，fb为变频压缩机当前运行频率。
进一步的，根据获取到的△Ts，查表得到△fs的数值，然后根据公式ft = fb +△fs计算出变频压缩机的目标频率，以控制变频压缩机以计算出的目标频率ft运行。
进一步的，所述频率自动控制模式下，还包括根据热泵机组中循环水的当前检测的实际水温T w和上一次检测的实际水温T w'的差值△Tw来确定温差补偿频率△fd，然后，根据温差偏移频率△fs和温差补偿频率△fd来自动调节变频压缩机的运行频率。
进一步的，所述自动调节变频压缩机的运行频率，具体为：根据公式ft = fb +△fs+△fd，计算出变频压缩机的目标频率，控制变频压缩机以计算出的目标频率ft运行；其中，fb为变频压缩机当前运行频率。
进一步的，热泵机组在制冷运行模式下，△Ts = Tw-Ts，△Tw = T w' - Tw；热泵机组在制热运行模式下，△Ts = Ts -Tw，△Tw = T w - Tw'。
进一步的，根据获取到的△Ts和△Tw，查表得到△fs+△fd的数值，然后根据公式ft = fb +△fs+△f计算出变频压缩机的目标频率，以控制变频压缩机以计算出的目标频率ft运行。
进一步的，f1的取值范围为10 Hz -20Hz，f2的取值范围为35 Hz -45Hz，t1的取值范围为25秒-30秒，t2的取值范围为50秒-70秒。
本发明还提供一种热泵机组，所述热泵机组应用上述变频压缩机的频率控制方法及热泵机组。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过设定频率f1来启动变频压缩机，f1的数值根据需要可以设置较低的频率，以实现低电压软启动，并在变频压缩机启动后逐渐升频，解决了用电高峰期电网电压低而导致热泵机组启动困难的问题，同时，根据检测到循环水的温度来计算出温差，根据温差来对应的计算出变频压缩机的频率变化值，以自动调节变频压缩机的运行频率，控制参考仅需要获取循环水的温度值，控制过程更为简单，实现简化控制过程以降低开发调试周期。
具体实施方式
本实施例变频压缩机的频率控制方法，包括启动模式和频率自动控制模式；
启动模式下，变频压缩机以设定频率f1启动，在t1时长内逐渐升频至初始工作频率f2，并保持频率f2状态下运行t2时长，以完成变频压缩机的启动过程。具体的，在电高峰期电网电压低的情况下，热泵机组接入的电压较小，为了实现低电压可靠的启动，变频压缩机在启动阶段则以较低的设定频率f1启动，变频压缩机启动后，再在一定的时间t1内逐渐缓慢的升频，当变频压缩机的频率升频到设定的初始工作频率f2后，则运行t2时长后，便可以由热泵机组中的控制器根据实际情况自动控制变频压缩机运行。其中，根据不同规格的热泵机组，相关参数值也各不相同，具体的参考设定值则根据热泵机组的规格在出厂前经过测试可以获得，例如：f1的取值范围为10 Hz -20Hz，f2的取值范围为35 Hz -45Hz，t1的取值范围为25秒-30秒，t2的取值范围为50秒-70秒。
频率自动控制模式下，在变频压缩机启动后，根据热泵机组中循环水的设定温度Ts与当前检测的实际水温T w的差值△Ts来确定温差偏移频率△fs，以自动调节变频压缩机的运行频率。具体的，在变频压缩机启动并平稳运行后，则由控制器根据循环水的温度来自动控制变频压缩机运行，根据循环水中的设定温度Ts与当前实际水温T w的差值△Ts来确定温差偏移频率△fs，根据△fs便可以得到变频压缩机的频率变化值，通过控制器来调节变频压缩机的运行。具体的，根据公式一：ft = fb +△fs，计算出变频压缩机的目标频率，控制变频压缩机以计算出的目标频率ft运行；其中，fb为变频压缩机当前运行频率，在根据△Ts确定温差偏移频率△fs后，则根据上述公式一便可以计算出变频压缩机的目标频率ft，由控制器调节变频压缩机按照目标频率ft运行。其中，△fs的获得可以采用查表的方式得到，同一规格的热泵机组在研发过程中，通过不同的△Ts来进行试验调试以获得对应的△fs数值，有关△Ts与△fs对应的表格信息存储在控制器的存储单元中，在实际使用时，控制器根据△Ts通过查表获得△fs以对变频压缩机进行控制调节。
基于上述技术方案，可选的，由于变频压缩机的频率变化后，会导致循环水的出水温度对应发生变化，为了更加精准的对变频压缩机进行调节，频率自动控制模式下，还包括根据热泵机组中循环水的当前检测的实际水温T w和上一次检测的实际水温T w'的差值△Tw来确定温差补偿频率△fd，然后，根据温差偏移频率△fs和温差补偿频率△fd来自动调节变频压缩机的运行频率。具体的，变频压缩机每次调节完频率后，循环水的出水温度将对应发生变化，为了减小因频率调节出现温度变化而导致频率调节的误差影响，则根据当前的实际水温T w和上一次检测的实际水温T w'的差值△Tw来确定温差补偿频率△fd，然后，综合温差偏移频率△fs和温差补偿频率△fd来自动调节变频压缩机的运行频率，具体为：根据公式ft = fb +△fs+△fd，计算出变频压缩机的目标频率，控制变频压缩机以计算出的目标频率ft运行；其中，fb为变频压缩机当前运行频率。具体的，针对△fd的获得也可以采用查表的方式得到，同一规格的热泵机组在研发过程中，通过不同的△Tw来进行试验调试以获得对应的△fd数值，△Tw和△Ts与△fs和△fd对应的表格信息存储在控制器的存储单元中，在实际使用时，控制器根据△Ts和△Tw通过查表获得△fs+△fd的数值，然后根据公式ft = fb +△fs+△f计算出变频压缩机的目标频率，以对变频压缩机进行控制调节。其中，热泵机组在制冷和制热模式下，△Ts和△Tw的计算方式不同，具体的，热泵机组在制冷运行模式下，△Ts = Tw-Ts，△Tw = T w' - Tw；热泵机组在制热运行模式下，△Ts = Ts -Tw，△Tw = T w - Tw'。
本发明还提供一种热泵机组，所述热泵机组应用上述变频压缩机的频率控制方法及热泵机组。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过设定频率f1来启动变频压缩机，f1的数值根据需要可以设置较低的频率，以实现低电压软启动，并在变频压缩机启动后逐渐升频，解决了用电高峰期电网电压低而导致热泵机组启动困难的问题，同时，根据检测到循环水的温度来计算出温差，根据温差来对应的计算出变频压缩机的频率变化值，以自动调节变频压缩机的运行频率，控制参考仅需要获取循环水的温度值，控制过程更为简单，实现简化控制过程以降低开发调试周期。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明个实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种变频压缩机的频率控制方法，其特征在于，包括启动模式和频率自动控制模式；
启动模式下，变频压缩机以设定频率f1启动，在t1时长内逐渐升频至初始工作频率f2，并保持频率f2状态下运行t2时长，以完成变频压缩机的启动过程；
频率自动控制模式下，在变频压缩机启动后，根据热泵机组中循环水的设定温度Ts与当前检测的实际水温T w的差值△Ts来确定温差偏移频率△fs，以自动调节变频压缩机的运行频率。
2. 根据权利要求1所述的变频压缩机的频率控制方法，其特征在于，所述自动调节变频压缩机的运行频率，具体为：根据公式ft = fb +△fs，计算出变频压缩机的目标频率，控制变频压缩机以计算出的目标频率ft运行；其中，fb为变频压缩机当前运行频率。
3. 根据权利要求2所述的变频压缩机的频率控制方法，其特征在于，根据获取到的△Ts，查表得到△fs的数值，然后根据公式ft = fb +△fs计算出变频压缩机的目标频率，以控制变频压缩机以计算出的目标频率ft运行。
4. 根据权利要求1所述的变频压缩机的频率控制方法，其特征在于，所述频率自动控制模式下，还包括根据热泵机组中循环水的当前检测的实际水温T w和上一次检测的实际水温T w'的差值△Tw来确定温差补偿频率△fd，然后，根据温差偏移频率△fs和温差补偿频率△fd来自动调节变频压缩机的运行频率。
5. 根据权利要求4所述的变频压缩机的频率控制方法，其特征在于，所述自动调节变频压缩机的运行频率，具体为：根据公式ft = fb +△fs+△fd，计算出变频压缩机的目标频率，控制变频压缩机以计算出的目标频率ft运行；其中，fb为变频压缩机当前运行频率。
6. 根据权利要求4所述的变频压缩机的频率控制方法，其特征在于，热泵机组在制冷运行模式下，△Ts = Tw-Ts，△Tw = T w' - Tw；热泵机组在制热运行模式下，△Ts = Ts -Tw，△Tw = T w - Tw'。
7. 根据权利要求3所述的变频压缩机的频率控制方法，其特征在于，根据获取到的△Ts和△Tw，查表得到△fs+△fd的数值，然后根据公式ft = fb +△fs+△f计算出变频压缩机的目标频率，以控制变频压缩机以计算出的目标频率ft运行。
8. 根据权利要求1-7任一所述的变频压缩机的频率控制方法，其特征在于，f1的取值范围为10 Hz -20Hz，f2的取值范围为35 Hz -45Hz，t1的取值范围为25秒-30秒，t2的取值范围为50秒-70秒。
9.一种热泵机组，其特征在于，所述热泵机组应用如权利要求1-8任一所述的变频压缩机的频率控制方法。
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