CN112484340B - 热泵设备运行控制方法、装置及热泵设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及热泵设备运行控制方法、装置及热泵设备,属于热泵设备技术领域。本申请包括:获取实时监测参数;基于实时监测参数,计算热泵设备预设运行项对应的漂移调整量,并根据计算出的漂移调整量对对应的预设运行项进行漂移调整控制。通过本申请,有助于保障热泵设备低温以下工况运行时的可靠性以及整机运行寿命。
Description
技术领域
本申请属于热泵设备技术领域,具体涉及热泵设备运行控制方法、装置及热泵设备。
背景技术
热泵设备包括热泵热水机、空调等,以热泵热水机为例,冬季时,可以通过热泵热水机提供采暖、制备热水等各种功能用途。因地形影响,一些地区寒潮南下不会有任何动力损失,造成当地气候骤降并且长期低迷。进而可能造成热泵设备冬季时经常在低温(比如:-7~10℃)与超低温(比如:-7℃以下)两种工况之间切换运行,使得整机系统出现低温带液、油温过低等问题情况,这会降低整机运行的可靠性,这也会造成整机压缩机运行功率较大、转子损耗较严重,进而降低整机运行寿命。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题,本申请提供热泵设备运行控制方法、装置及热泵设备,有助于保障热泵设备低温以下工况运行时的可靠性以及整机运行寿命。
为实现以上目的,本申请采用如下技术方案:
第一方面,
本申请提供一种热泵设备运行控制方法,所述方法包括:
获取实时监测参数;
基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项对应的漂移调整量,并根据计算出的漂移调整量对对应的所述预设运行项进行漂移调整控制。
进一步地,其中,所述实时监测参数包括:整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度;
所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度,计算设置在热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度的漂移调整量。
进一步地,所述基于整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度,计算设置在热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度的漂移调整量,包括:
根据公式:
计算设置在热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度的漂移调整量;
其中,To1=To-Tc;
式中:
ΔK1为主电子膨胀阀的开度的漂移调整量,Ti为整机蒸发压力,ΔTe为环境温度变化量,To1为油温过热度,To为整机油温,Tc为冷凝压力,Δt为时间间隔。
进一步地,其中,所述实时监测参数包括:补气增焓温度和补气压力温度;
所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于补气增焓温度和补气压力温度,计算设置在热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量。
进一步地,所述基于补气增焓温度和补气压力温度,计算设置在热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量,包括:
根据公式:
计算设置在热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量;
其中,Tz1=Tz-Tp;
式中:
ΔK2为辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量,Tz1为补气过热度,Tz为补气增焓温度,Tp为补气压力温度,Δt为时间间隔。
进一步地,其中,所述实时监测参数包括:整机油温和冷凝压力;
所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于整机油温和冷凝压力,计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量。
进一步地,所述基于整机油温和冷凝压力,计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量,包括:
根据公式:
ΔP=P*(To1t-To1(t-Δt))/To,
计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量;
其中,To1t和To1(t-Δt)通过公式:To1=To-Tc得到;
式中:
ΔP为辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量,P为预设频率值,To为整机油温,Tc为冷凝压力,Δt为时间间隔,To1为油温过热度,To1t为t时刻的油温过热度,To1(t-Δt)为t-Δt时刻的油温过热度。
进一步地,其中,
Δt=T1*A/T2;
式中:Δt为时间间隔,T1为整机一年预设超低温下的运行时间,T2为整机一年预设低温下的运行时间,A为一设定常数。
进一步地,其中,所述预设运行项包括:热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度、热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度和热泵设备压缩机频率。
第二方面,
本申请提供一种热泵设备运行控制装置,所述装置包括:
获取模块,用于获取实时监测参数;
计算调整模块,用于基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项对应的漂移调整量,并根据计算出的漂移调整量对对应的所述预设运行项进行漂移调整控制。
第三方面,
本申请提供一种热泵设备,包括:
一个或者多个存储器,其上存储有可执行程序;
一个或者多个处理器,用于执行所述存储器中的所述可执行程序,以实现上述任一项所述方法的步骤。
进一步地,所述热泵设备包括:热泵热水机或空调。
本申请采用以上技术方案,至少具备以下有益效果:
本申请根据实时监测参数计算热泵设备预设运行项对应的漂移调整量,以此对预设运行项进行漂移调整控制,通过对预设运行项进行漂移调整控制,在低温与超低温两种工况之间切换运行时,可以避免整机系统出现低温带液、油温过低等问题情况,从而保障整机运行的可靠性和运行寿命,进而也有助于提升用户使用舒适性和体验获得感。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,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是根据一示例性实施例示出的一种热泵设备运行控制方法的流程图;
图2是根据一示例性实施例示出的一种热泵设备冷媒回路的部分示意图;
图3是根据一示例性实施例示出的一种热泵设备运行控制装置的示意图;
图4是根据一示例性实施例示出的一种热泵设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本申请所保护的范围。
请参阅图1,图1是根据一示例性实施例示出的一种热泵设备运行控制方法的流程图,如图1所示,该热泵设备运行控制方法包括如下步骤:
步骤S101、获取实时监测参数;
步骤S102、基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项对应的漂移调整量,并根据计算出的漂移调整量对对应的所述预设运行项进行漂移调整控制。
本申请方案适用于低温以下工况的运行,根据实时监测参数计算热泵设备预设运行项对应的漂移调整量,以此对预设运行项进行漂移调整控制,该漂移调整控制,在低温与超低温两种工况之间切换运行时,可以避免整机系统出现低温带液、油温过低等问题情况,从而保障整机运行的可靠性和运行寿命,进而也有助于提升用户使用舒适性和体验获得感。
在一个实施例中,其中,所述实时监测参数包括:整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度;
所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度,计算设置在热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度的漂移调整量。
具体的,该方案通过实时监测的整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度,计算出热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度的漂移调整量。请参考图2,图2是根据一示例性实施例示出的一种热泵设备冷媒回路的部分示意图,图2中,标记1为主电子膨胀阀。基于整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度计算主电子膨胀阀的开度的漂移调整量,以此对主电子膨胀阀的开度进行漂移控制,可避免因系统内部流量过低而导致的低压故障以及吸气带液的情况,减少压缩机转子无功磨损,以此来保障低温与超低温工况切换时整机运行的可靠性和保障整机寿命。
在一个实施例中,所述基于整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度,计算设置在热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度的漂移调整量,包括:
根据公式:
计算设置在热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度的漂移调整量;
其中,To1=To-Tc;
式中:
ΔK1为主电子膨胀阀的开度的漂移调整量,Ti为整机蒸发压力,ΔTe为环境温度变化量,To1为油温过热度,To为整机油温,Tc为冷凝压力,Δt为时间间隔。
具体的,该方案根据环温变化量ΔTe以及内部油温过热度To1等设计主电子膨胀阀漂移控制方案。基于实时监控的环境温度Te,根据时间间隔Δt,可以计算出环境温度变化量ΔTe=Tet-Te(t-Δt),其中,Tet为t时刻时的环境温度,Te(t-Δt)为t-Δt时刻时的环境温度。
主阀设定开度范围为0-100%,主阀需求开度为K1,公式(1)中等号右侧计算环温变化量ΔTe可正可负,油温过热度To1积分为正值,主电子膨胀阀的开度变化与整机能效有非常大的影响,所以考虑由环温变化量的正负来影响开度的增大漂移和减小漂移,则每Δt时间内主电子膨胀阀的开度调节如下:K1′=K1+ΔK1,K1′为漂移控制后的主电子膨胀阀的开度,通过该方案还有助于降低整机能耗。
在一个实施例中,其中,所述实时监测参数包括:补气增焓温度和补气压力温度;
所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于补气增焓温度和补气压力温度,计算设置在热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量。
具体的,该方案通过实时监测的补气增焓温度和补气压力温度(补气压力对应的饱和温度),计算出热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量。请参考图2,图2中,虚线部分为增焓支路,标记2为辅助电子膨胀阀。基于补气增焓温度和补气压力温度计算辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量,以此对辅助电子膨胀阀的开度进行漂移控制,也可避免因系统内部流量过低而导致的低压故障以及吸气带液的情况,以此来保障低温与超低温工况切换时整机运行的可靠性。
在一个实施例中,所述基于补气增焓温度和补气压力温度,计算设置在热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量,包括:
根据公式:
计算设置在热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量;
其中,Tz1=Tz-Tp;
式中:
ΔK2为辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量,Tz1为补气过热度,Tz为补气增焓温度,Tp为补气压力温度,Δt为时间间隔。
具体的,该方案根据补气过热度Tz1以及补气增焓温度Tz设计辅助电子膨胀阀漂移控制方案。辅助电子膨胀阀设定开度范围为0-100%,辅助电子膨胀阀需求开度为K2,辅阀开度漂移量采用补气比例来算,实际运行中补气过热度与补气温度的比值变化范围较大,从0-25%不等,与整机运行能效有关,当主路吸气过热度较大时,辅阀开度较大,补气过热度也较低,补气过热度与补气温度比值较小,反之亦然。当整机补气过热度较大时,整机运行状况良好,外界环温适宜,根据上述公式(2),此时辅助电子膨胀阀开度漂移量较小,辅助电子膨胀阀工况校正也较小;而当补气过热度较低时,整机运行恶劣,外界环温较低,根据上述公式(2),此时辅助电子膨胀阀开度漂移量较大,辅助电子膨胀阀需要降低开度做工况校正,则每Δt时间内辅助电子膨胀阀的开度调节如下:K2′=K2-ΔK2,K2′为漂移控制后的辅助电子膨胀阀的开度。
在一个实施例中,其中,所述实时监测参数包括:整机油温和冷凝压力;
所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于整机油温和冷凝压力,计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量。
具体的,该方案通过实时监测的整机油温和冷凝压力,计算出热泵设备压缩机频率的漂移调整量。请参考图2,图2中,标记3为压缩机。基于整机油温和冷凝压力计算压缩机频率的漂移调整量,以此对压缩机频率进行漂移控制,可避免因快速升降频而导致的内部油温过热度过低或过高的故障,以此来保障低温与超低温工况切换时整机运行的可靠性。
在一个实施例中,所述基于整机油温和冷凝压力,计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量,包括:
根据公式:
ΔP=P*(To1t-To1(t-Δt))/To,
计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量;
其中,To1t和To1(t-Δt)通过公式:To1=To-Tc得到;
式中:
ΔP为辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量,P为预设频率值,To为整机油温,Tc为冷凝压力,Δt为时间间隔,To1为油温过热度,To1t为t时刻的油温过热度,To1(t-Δt)为t-Δt时刻的油温过热度。
具体的,压缩机运行频率一般为0-120Hz,可以设置预设频率值P=120。压缩机频率控制与油温过热度有关,需要压缩机提升频率从而提升油温过热度,防止液态冷媒机与压缩机润滑油混合导致液击现象。则每Δt时间内压缩机控制如下:P″=P′-ΔP,其中,P′为实时需求压缩机频率,P″为漂移控制后的压缩机频率。
关于时间间隔Δt,本申请还给出如下一个实施例来适用上述相关方案,其中,
Δt=T1*A/T2;
式中:Δt为时间间隔,T1为整机一年预设超低温下(比如:-7℃以下)的运行时间,T2为整机一年预设低温下(比如:-7~10℃)的运行时间,A为一设定常数,比如,A可以设定为60。
在一个实施例中,其中,所述预设运行项包括:热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度、热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度和热泵设备压缩机频率。
具体的,热泵设备在低温与超低温两种工况之间切换运行时,对上述三个预设运行项全进行漂移控制,可以使得整机运行可靠性更好。
请参阅图3,图3是根据一示例性实施例示出的一种热泵设备运行控制装置的示意图,如图3所示,该热泵设备运行控制装置3包括:
获取模块301,用于获取实时监测参数;
计算调整模块302,用于基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项对应的漂移调整量,并根据计算出的漂移调整量对对应的所述预设运行项进行漂移调整控制。
进一步地,其中,所述实时监测参数包括:整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度;
所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度,计算设置在热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度的漂移调整量。
进一步地,所述基于整机油温、冷凝压力、整机蒸发压力和环境温度,计算设置在热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度的漂移调整量,包括:
根据公式:
计算设置在热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度的漂移调整量;
其中,To1=To-Tc;
式中:
ΔK1为主电子膨胀阀的开度的漂移调整量,Ti为整机蒸发压力,ΔTe为环境温度变化量,To1为油温过热度,To为整机油温,Tc为冷凝压力,Δt为时间间隔。
进一步地,其中,所述实时监测参数包括:补气增焓温度和补气压力温度;
所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于补气增焓温度和补气压力温度,计算设置在热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量。
进一步地,所述基于补气增焓温度和补气压力温度,计算设置在热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量,包括:
根据公式:
计算设置在热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量;
其中,Tz1=Tz-Tp;
式中:
ΔK2为辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量,Tz1为补气过热度,Tz为补气增焓温度,Tp为补气压力温度,Δt为时间间隔。
进一步地,其中,所述实时监测参数包括:整机油温和冷凝压力;
所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于整机油温和冷凝压力,计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量。
进一步地,所述基于整机油温和冷凝压力,计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量,包括:
根据公式:
ΔP=P*(To1t-To1(t-Δt))/To,
计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量;
其中,To1t和To1(t-Δt)通过公式:To1=To-Tc得到;
式中:
ΔP为辅助电子膨胀阀的开度的漂移调整量,P为预设频率值,To为整机油温,Tc为冷凝压力,Δt为时间间隔,To1为油温过热度,To1t为t时刻的油温过热度,To1(t-Δt)为t-Δt时刻的油温过热度。
进一步地,其中,
Δt=T1*A/T2;
式中:Δt为时间间隔,T1为整机一年预设超低温下的运行时间,T2为整机一年预设低温下的运行时间,A为一设定常数。
进一步地,其中,所述预设运行项包括:热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度、热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度和热泵设备压缩机频率。
关于上述实施例中的热泵设备运行控制装置3,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
请参阅图4,图4是根据一示例性实施例示出的一种热泵设备的结构示意图,如图4所示,该热泵设备4包括:
一个或者多个存储器401,其上存储有可执行程序;
一个或者多个处理器402,用于执行所述存储器401中的所述可执行程序,以实现上述任一项所述方法的步骤。
在一个实施例中,热泵设备4包括:热泵热水机或空调。
关于上述实施例中的热泵设备4,其处理器402执行存储器401中程序的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”、“多”的含义是指至少两个。
应该理解,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件;当一个元件被称为“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,此外,这里使用的“连接”可以包括无线连接;使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为:表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是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,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种热泵设备运行控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获取实时监测参数;
基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项对应的漂移调整量,并根据计算出的漂移调整量对对应的所述预设运行项进行漂移调整控制;
其中,所述实时监测参数包括:整机油温和冷凝压力;
所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于整机油温和冷凝压力,计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量,包括:
根据公式:
计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量;
式中:
所述根据计算出的漂移调整量对对应的所述预设运行项进行漂移调整控制,包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,所述预设运行项包括:热泵设备冷媒主回路上的主电子膨胀阀的开度、热泵设备增焓支路上的辅助电子膨胀阀的开度和热泵设备压缩机频率。
4.一种热泵设备运行控制装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取实时监测参数,其中,所述实时监测参数包括:整机油温和冷凝压力;
计算调整模块,用于基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项对应的漂移调整量,并根据计算出的漂移调整量对对应的所述预设运行项进行漂移调整控制;
所述计算调整模块中,所述基于所述实时监测参数,计算热泵设备预设运行项的漂移调整量,包括:
基于整机油温和冷凝压力,计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量,包括:
根据公式:
计算热泵设备压缩机频率的漂移调整量;
式中:
所述计算调整模块中,所述根据计算出的漂移调整量对对应的所述预设运行项进行漂移调整控制,包括:
5.一种热泵设备,其特征在于,包括:
一个或者多个存储器,其上存储有可执行程序;
一个或者多个处理器,用于执行所述存储器中的所述可执行程序,以实现权利要求1-3任一项所述方法的步骤。
6.根据权利要求5所述的热泵设备,其特征在于,所述热泵设备包括:热泵热水机或空调。
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