CN111707031A - 一种热泵机组启动控制方法以及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热泵机组启动控制方法以及系统，设定变频水泵最小运行频率，获取变频水泵正常的启动运行频率，当热泵机组启动时，检测换热器的进水温度及出水温度，当进水温度小于或等于10℃时，把变频水泵的运行频率设定为80％的正常的启动运行频率，检测换热器1的进水温度及出水温度的温差变化率，若进水温度及出水温度的温差变化率出现波动，则再次降低变频水泵的运行频率的10％，以此循环，以1min为周期，直到进水温度大于或等于13℃。本方法通过控制变频水泵控制热泵机组水流量的方式，使热泵机组可以更快的进入正常运行工况；可避免涡旋压缩机在低压比工况下运行导致的涡旋盘无法良好的闭合进而压缩机出现噪音以及影响能效。

Description

一种热泵机组启动控制方法以及系统
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，具体涉及一种热泵机组启动控制方法以及系统。
背景技术
当前热泵机组，在客户现场使用时，以涡旋热水机为例，往往首次开机时，客户侧水温是偏低的，在此时，机组需要把客户侧的水温从较低温度逐步提升到用户需求。
在低水温时，此时机组按正常运行，高压的压力会比较低，此时，压缩机的吸排气的压比会比较小，有可能导致压缩机的动涡盘和定涡盘无法完美贴合，导致压缩机的能力无法发挥，同时有可能出现异响。
具体的说，涡旋压缩机内部设有动涡旋盘和定涡旋盘，所述定涡旋盘位于动涡旋盘的上方，所述定涡旋盘的上方设有浮动密封圈，所述浮动密封圈和定涡旋盘之间形成中压腔，所述中压腔的空间随着浮动密封圈的上下浮动变大或减小。同时，所述中压腔与漩涡压缩腔有小型通道连通。在涡旋压缩机停机状态时，动涡旋盘和定涡旋盘为分离状态，运行时，动涡旋盘和定涡旋盘闭合，然后实现压缩。闭合过程中压腔通过小型通道从压缩腔取得压力，然后在上下方向分别挤压浮动密封圈和定涡旋盘，使动涡旋盘往下压，实现两个涡旋盘的闭合。低压比运行的时候，中间腔的压力和涡旋内部压力相差较小，可以理解为压紧涡旋盘的压差不够。这种情况下运转，涡旋盘可能会跳动，导致容积效率下降以及产生额外噪音。
为了解决这个问题，特此提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热泵机组启动控制方法,通过控制变频水泵控制热泵机组水流量的方式，使热泵机组可以更快的进入正常运行工况。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种热泵机组启动控制方法，包括以下几个步骤：S1:检测机组换热器的进水温度，转S2；
S2:判断进水温度是否小于或等于预设低温值；判断结果是，转S3，判断结果为否，转S10；
S3：设定变频水泵的运行频率F＝0.8*FC,FC为变频水泵正常启动频率,转S4；
S4：变频水泵运行2分钟，转S5；
S5：变频水泵运行1分钟后，检测机组换热器的进水温度T1和出水温度T2，转S6；
S6：判断机组换热器的进水温度T1和出水温度T2之间温差变化率是否大于或等于预设温差变化率值，判断结果为是，转S7，判断结果为否，转S10；
S7：判断变频水泵是否大于最低频率F0，判断结果为是，转S8，判断结果为否，转S9；
S8：变频水泵的运行频率降低原频率的10％，转S5；
S9：判断进水温度是否大于或等于预设温度T0，判断结果为是，转S10，判断结果为否，转S5；
S10：变频水泵以正常启动频率运行。
优选的，所述预设低温值为10℃。
优选的，所述最低频率F0为保证水流量足以冲开热泵机组所有水流开关的频率。
优选的，所述预设温差变化率值为1。
优选的，所述预设温度T0为13℃。
进一步的，检测换热器的进水温度T1和检测出水温度T2的时间点之间会有间隔ΔT，所述ΔT大于0。
进一步的，所述温差变化率的计算方法为(T2-T1)/ΔT。
本发明的另一目的在于提供一种热泵机组启动控制系统，用来实现上述方法。
本目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种热泵机组启动控制系统，用于热泵机组，所述热泵机组包括换热器、膨胀阀、翅片换热器、四通阀、压缩机以及气液分离器，所述四通阀的E端通过管路连接换热器的入口端，所述换热器的出口端通过管路连接膨胀阀的入口端，所述膨胀阀的出口端通过管路连接翅片换热器的入口端，翅片换热器的出口端通过管路连接四通阀的C端，所述四通阀的S端通过管路连接气液分离器的入口端，所述气液分离器的出口端通过管路连接压缩机的入口端，所述压缩机的出口端连接四通阀的D端,所述换热器连接有变频水泵，所述换热器的进水管道和出口管道分别设有进水温度传感器和出口温度传感器；所述进水温度传感器用来测量换热器的进水温度T1，所述出口温度传感器用来测量换热器的出水温度T2，还包括控制处理器，所述控制处理器分别与进水温度传感器和出口温度传感器进行电连接，能够获取进水温度传感器和出口温度传感器所测得的温度信息。
进一步的，所述控制处理器还具有时间计数功能和存储功能，用来存储各种预设的数据信息。
进一步的，所述控制处理器与热泵机组的驱动器相连接，用于控制热泵机组工作。
本发明的有益效果：
1.通过控制变频水泵控制热泵机组水流量的方式，使高低压建立起压差，从而使压缩机的能力能充分发挥出来，使热泵机组可以更快的进入正常运行工况。
2.本方法可避免涡旋压缩机在低压比工况下运行，从而避免由于涡旋盘无法良好的闭合而导致的压缩机出现噪音以及影响能效。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明热泵机组启动控制方法流程图。
图2是本发明热泵机组启动控制系统结构框图。
附图标记：
1-换热器；2-膨胀阀；3-翅片换热器；4-四通阀；5-压缩机；6-气液分离器；7-变频水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示，一种热泵机组启动控制方法，设定变频水泵最小运行频率，所述变频水泵最小运行频率保证水流量足以冲开热泵机组所有开关的频率为准，目的为不影响热泵机组正常运行，获取变频水泵正常的启动运行频率，当热泵机组启动时，检测换热器1的进水温度及出水温度，当进水温度小于或等于10℃时，把变频水泵的运行频率设定为80％的正常的启动运行频率，热泵机组启动3min后，检测换热器1的进水温度及出水温度的温差变化率，若进水温度及出水温度的温差变化率出现波动，则认为此时压缩机的压缩比仍然不够导致压缩机的能力变化大，则再次降低变频水泵的运行频率的10％，以此循环，以1min为周期做判断，直到进水温度大于或等于13℃，则变频水泵恢复正常控制。
具体的，所述控制方法包括以下几个步骤：
S1:检测机组换热器的进水温度，转S2；
S2:判断进水温度是否小于或等于预设低温值；判断结果是，转S3，判断结果为否，转S10；
S3：设定变频水泵的运行频率F＝0.8*FC,FC为变频水泵正常启动频率,转S4；
S4：变频水泵运行2分钟，转S5；
S5：变频水泵运行1分钟后，检测机组换热器的进水温度T1和出水温度T2，转S6；
S6：判断机组换热器的进水温度T1和出水温度T2之间温差变化率是否大于或等于预设温差变化率值，判断结果为是，转S7，判断结果为否，转S10；
S7：判断变频水泵是否大于最低频率F0，判断结果为是，转S8，判断结果为否，转S9；
S8：变频水泵的运行频率降低原频率的10％，转S5；
S9：判断进水温度是否大于或等于预设温度T0，判断结果为是，转S10，判断结果为否，转S5；
S10：变频水泵以正常启动频率运行。
所述预设低温值为10℃,当进水温度低于10℃，将被认为偏低，在这种情况下按通用的方法启动热泵机组，压缩机的涡旋盘会发生跳动，影响热泵机组正常稳定的运行。
所述最低频率F0为保证水流量足以冲开热泵机组所有开关的频率，确保整个热泵机组能够启动运行。
所述预设温差变化率值为1，即机组换热器的进水温度T1和出水温度T2之间温差变化率大于或等于1时，意味着进水温度及出水温度的温差变化率出现波动，则认为此时压缩机的压缩比仍然不够导致压缩机的能力变化大，需要进一步的降低变频水泵运行频率。
优选的，预设温度T0为13℃，当进水温度大于或等于13℃时，变频水泵以正常启动频率运行，就能够维持热泵机组稳定、良性、正常的运行。
所述变频水泵正常启动频率为本领域技术人员可以获得的范围。
本控制方法的原理为，热泵机组启动前，通过检测换热器的进水温度，当进水温度偏低时，通过控制变频水泵的运行频率，降低水流量，从而使在同等的进水温度下，水流量较少，较少的水流量吸收的热量较少，这样用于在管道中流通的排气压力更高，进而使压缩机的高低压比增大，使压缩机能正常运行。
进一步的，所述步骤S5中，检测换热器的进水温度T1和检测出水温度T2的时间点之间会有间隔ΔT，所述ΔT大于0。
进一步的，所述温差变化率的计算方法为(T2-T1)/ΔT。
实施例2
参照图2，一种热泵机组启动控制系统，用于热泵机组，所述热泵机组包括换热器1、膨胀阀2、翅片换热器3、四通阀4、压缩机5以及气液分离器6，所述四通阀4的E端通过管路连接换热器1的入口端，所述换热器1的出口端通过管路连接膨胀阀2的入口端，所述膨胀阀2的出口端通过管路连接翅片换热器3的入口端，翅片换热器3的出口端通过管路连接四通阀4的C端，所述四通阀4的S端通过管路连接气液分离器6的入口端，所述气液分离器6的出口端通过管路连接压缩机5的入口端，所述压缩机5的出口端连接四通阀4的D端,所述换热器1连接有变频水泵7，所述换热器1的进水管道和出口管道分别设有进水温度传感器和出口温度传感器,所述进水温度传感器用来测量换热器1的进水温度T1，所述出口温度传感器用来测量换热器1的出水温度T2；所述热泵机组启动控制系统还包括控制处理器，所述控制处理器分别与进水温度传感器和出口温度传感器进行电连接，能够获取进水温度传感器和出口温度传感器所测得的温度信息，所述控制处理器还具有时间计数功能，同时，所述控制处理器还具有存储功能，用来存储各种预设的数据信息，另一方面，所述所述控制处理器与热泵机组的驱动器相连接，用于控制热泵机组工作。
所述控制处理器通过热泵机组的驱动器能够控制变频水泵的运行频率，能够判断进水温度是否小于等于预设低温值；能够判断机组换热器的进水温度T1和出水温度T2之间温差变化率是否大于或等于预设温差变化率值或变频水泵是否大于最低频率F0。图2中，所述箭头为制热冷媒流动方向。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种热泵机组启动控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下几个步骤：
S1:检测机组换热器的进水温度，转S2；
S2:判断进水温度是否小于或等于预设低温值；判断结果是，转S3，判断结果为否，转S10；
S3：设定变频水泵的运行频率F＝0.8*FC,FC为变频水泵正常启动频率,转S4；
S4：变频水泵运行2分钟，转S5；
S5：变频水泵运行1分钟后，检测机组换热器的进水温度T1和出水温度T2，转S6；
S6：判断机组换热器的进水温度T1和出水温度T2之间温差变化率是否大于或等于预设温差变化率值，判断结果为是，转S7，判断结果为否，转S10；
S7：判断变频水泵是否大于最低频率F0，判断结果为是，转S8，判断结果为否，转S9；
S8：变频水泵的运行频率降低原频率的10％，转S5；
S9：判断进水温度是否大于或等于预设温度T0，判断结果为是，转S10，判断结果为否，转S5；
S10：变频水泵以正常启动频率运行。
2.根据权利要求1所述热泵机组启动控制方法，其特征在于，所述预设低温值为10℃。
3.根据权利要求2所述热泵机组启动控制方法，其特征在于，所述最低频率F0为保证水流量足以冲开热泵机组所有水流开关的频率。
4.根据权利要求3所述热泵机组启动控制方法，其特征在于，所述预设温差变化率值为1。
5.根据权利要求4所述热泵机组启动控制方法，其特征在于，所述预设温度T0为13℃。
6.根据权利要求1所述热泵机组启动控制方法，其特征在于，检测换热器的进水温度T1和检测出水温度T2的时间点之间会有间隔ΔT，所述ΔT大于0。
7.根据权利要求6所述热泵机组启动控制方法，其特征在于，所述温差变化率的计算方法为(T2-T1)/ΔT。
8.一种热泵机组启动控制系统，用于热泵机组，其特征在于，所述热泵机组包括换热器(1)、膨胀阀(2)、翅片换热器(3)、四通阀(4)、压缩机(5)以及气液分离器(6)，所述四通阀(4)的E端通过管路连接换热器(1)的入口端，所述换热器(1)的出口端通过管路连接膨胀阀(2)的入口端，所述膨胀阀(2)的出口端通过管路连接翅片换热器(3)的入口端，翅片换热器(3)的出口端通过管路连接四通阀(4)的C端，所述四通阀(4)的S端通过管路连接气液分离器(6)的入口端，所述气液分离器(6)的出口端通过管路连接压缩机(5)的入口端，所述压缩机(5)的出口端连接四通阀(4)的D端,所述换热器(1)连接有变频水泵(7)，所述换热器(1)的进水管道和出口管道分别设有进水温度传感器和出口温度传感器；所述进水温度传感器用来测量换热器(1)的进水温度T1，所述出口温度传感器用来测量换热器(1)的出水温度T2，还包括控制处理器，所述控制处理器分别与进水温度传感器和出口温度传感器进行电连接，能够获取进水温度传感器和出口温度传感器所测得的温度信息。
9.根据权利要求8所述热泵机组启动控制系统，其特征在于，所述控制处理器还具有时间计数功能、存储功能以及计算功能，用来存储各种预设的数据信息。
10.根据权利要求8所述热泵机组启动控制系统，其特征在于，所述控制处理器与热泵机组的驱动器相连接，用于控制热泵机组工作。
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