CN112594770A - 变频无水地暖控制方法、控制器、制热系统及二联供系统 - Google Patents

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周锦杨
朱建芬
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Abstract

本发明涉及无水地暖制热技术领域，具体涉及一种变频无水地暖的控制方法、控制器、无水地暖制热系统及空调无水地暖二联供系统。一种变频无水地暖的控制方法，所述控制方法运行始于无水地暖或者无水地暖空调制热模式后变频压缩机进入稳定运行状态时，包括以下步骤：获取实际冷凝温度；若实际冷凝温度超出目标冷凝温度阈值上限，则进行变频压缩机降频控制；若实际冷凝温度低于目标冷凝温度阈值下限，则进行变频压缩机升频控制；重复以上步骤，直至实际冷凝温度处于目标冷凝温度阈值范围内时，维持变频压缩机以当前频率运行。本发明的控制方法具有快速、节能和舒适控温的特点。

Description

变频无水地暖控制方法、控制器、制热系统及二联供系统
技术领域
本发明涉及无水地暖制热技术领域，具体涉及一种变频无水地暖的控制方法、控制器、无水地暖制热系统及空调无水地暖二联供系统。
背景技术
无水地暖因其舒适、节能环保、运行费用低，冬天无水路冻坏风险等受到市场青睐，目前市场上的无水地暖制热系统均通过定频压缩机实现制热，当环境温度不变时，定频压缩机输出能力恒定不变；当环境温度偏高时，定频压缩机输出能力高，室内温度高，能效比低；当环境温度偏低时，定频压缩机输出能力低，达不到目标高压，室内制热效果差。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种变频无水地暖的控制方法，具有快速、节能和舒适控温的特点。
本发明的目的之二在于提供用于执行上述控制方法的控制器。
本发明的目的之三在于提供包含上述控制器的无水地暖制热系统。
本发明的目的之四在于提供包含上述控制器的空调无水地暖二联供系统。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种变频无水地暖的控制方法，所述控制方法运行始于无水地暖或者无水地暖空调制热模式后变频压缩机进入稳定运行状态时，包括以下步骤：获取实际冷凝温度；若实际冷凝温度超出目标冷凝温度阈值上限，则进行变频压缩机降频控制；若实际冷凝温度低于目标冷凝温度阈值下限，则进行变频压缩机升频控制；重复以上步骤，直至实际冷凝温度处于目标冷凝温度阈值范围内时，维持变频压缩机以当前频率运行。
作为优选的，所述的变频压缩机进入稳定运行状态具体为：维持变频压缩机以初始频率运行预设时长。
作为优选的，所述的进行变频压缩机降频控制具体包含步骤：以时间间隔t为周期计算实际冷凝温度与目标冷凝温度的偏差并记录前一时刻冷凝偏差为e-1以及当前时刻冷凝偏差为e以及冷凝偏差变化量为△e；计算变频压缩机所需降频值△F降= Kp1*e+Kd1*△e，其中，Kp1为降频比例系数，Kd1为降频微分系数；根据计算所得值调减变频压缩机频率。
作为优选的，所述的进行变频压缩机升频控制具体包含步骤：以时间间隔t为周期计算实际冷凝温度与目标冷凝温度的偏差并记录前一时刻冷凝偏差为e-1以及当前时刻冷凝偏差为e以及冷凝偏差变化量为△e；计算变频压缩机所需升频值△F升= Kp2*e+Kd2*△e，其中，Kp2为升频比例系数，Kd2为升频微分系数；根据计算所得值调增变频压缩机频率。
控制器，包括存储器与处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行上述的控制方法步骤。
空调无水地暖二联供系统，包括室外机、室内风管机、室内无水地暖以及上述的控制器，所述控制器与所述室外机、室内风管机和室内无水地暖电连接，用以控制无水地暖空调制热模式与空调制冷模式的切换。
作为优选的，所述室外机包含由冷媒管路连接的变频压缩机、四通阀、闪蒸罐、节流阀和室外换热器，所述室内无水地暖与室内风管机并联串接至变频压缩机与闪蒸罐间的冷媒管路上，所述室内风管机与室内无水地暖连通至闪蒸罐的冷媒管路上分别设有膨胀阀A和膨胀阀B，所述闪蒸罐具有与变频压缩机中部吸气口连通的排气口。
作为优选的，所述室外换热器与变频压缩机间的冷媒管路上布设有高压传感器，所述高压传感器与控制器电连接，用以获取高压传感器测定压力值对照压力-冷凝温度对照表中的冷凝温度值。
无水地暖制热系统，包括室外机、室内无水地暖及上述的控制器，所述控制器与所述室外机、室内无水地暖电连接。
作为优选的，所述室外机包含由冷媒管路连接的变频压缩机、四通阀、闪蒸罐、节流阀和室外换热器，所述室内无水地暖串接至变频压缩机与闪蒸罐间的冷媒管路上，所述室内无水地暖连通至闪蒸罐的冷媒管路上设有膨胀阀A，所述闪蒸罐具有与变频压缩机中部吸气口连通的排气口，所述室外换热器与变频压缩机间的冷媒管路上还布设有高压传感器，所述高压传感器与控制器电连接。
本发明的变频无水地暖控制方法通过测定的实际冷凝温度同预设的目标冷凝温度阈值的比较关系，确定变频压缩机的控制逻辑，所述变频压缩机可根据实际冷凝温度的变化自动调整运转频率以维持室温处于稳定状态，避免外部环温变化导致的室温剧烈波动引起的不适感。而且，当室外环温较高时，变频压缩机仅以较低频率运行，即可实现输出稳定的要求，能效比提升，同时，由于避免了频繁的开停机而进一步提升能效。此外，所述实际冷凝温度随室外环温的变化而变化，能够灵敏反应室外环温的实际状况，而且实际冷凝温度直接影响室内温度，对于变频压缩机控制的灵敏度与效率均有提升。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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它的附图。
图1为本发明实施例所述的空调无水地暖二联供系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的无水地暖制热系统的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的变频无水地暖控制方法的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图3，为本申请变频无水地暖的控制方法流程图，所述控制方法运行始于无水地暖或者无水地暖空调制热模式后变频压缩机进入稳定运行状态时，包括以下步骤：
S1，获取实际冷凝温度；
S2，若实际冷凝温度超出目标冷凝温度阈值上限，则进行变频压缩机降频控制；
S3，若实际冷凝温度低于目标冷凝温度阈值下限，则进行变频压缩机升频控制；
S4，重复以上步骤，直至实际冷凝温度处于目标冷凝温度阈值范围内时，维持变频压缩机以当前频率运行。
本申请的变频压缩机进入稳定运行状态的实现方式为: 维持变频压缩机1以初始频率运行预设时长。所述初始频率可以预先进行设置，其预设范围为25-100HZ。实际使用中，通过控制器切换系统运行模式，当系统切换至无水地暖制热模式或者无水地暖空调制热模式时，系统执行上述变频无水地暖控制方法步骤。给予系统初始的稳定运行状态，当实际冷凝温度发生变化，变频压缩机可于短时间内进行频率调整，实现快速、节能和舒适控温的效果。
在步骤S2中，所述的进行变频压缩机降频控制具体包含步骤：
S21，以时间间隔t为周期计算实际冷凝温度与目标冷凝温度的偏差并记录前一时刻冷凝偏差为e-1以及当前时刻冷凝偏差为e以及冷凝偏差变化量为△e；
S22，计算变频压缩机1所需降频值△F降= Kp1*e+Kd1*△e，其中，Kp1为降频比例系数，Kd1为降频微分系数；
S23，根据计算所得值在前一时刻频率值F-1基础上调减变频压缩机频率，同时记录调整后的频率值为F。
本申请的降频控制步骤所采用的降频值计算公式中，通过当前时刻冷凝偏差e与降频比例系数Kp1的乘积计算所需降频值△F降，二者呈现正相关，实现实际冷凝温度与目标冷凝温度的偏差越大，所述调减的频率值越大的目的；更有进一步的，通过冷凝偏差变化量△e与降频微分系数Kd1的乘积计算所需降频值△F降，二者呈现正相关，这样可以综合考虑到前一时刻频率调整后室内外温度变化情况，可以更加真实准确的调节变频压缩机频率，以维持室温处于稳定状态。
在步骤S3中，所述的进行变频压缩机升频控制具体包含步骤：
S31，以时间间隔t为周期计算实际冷凝温度与目标冷凝温度的偏差并记录前一时刻冷凝偏差为e-1以及当前时刻冷凝偏差为e以及冷凝偏差变化量为△e；
S32，计算变频压缩机1所需升频值△F升=- Kp2*e-Kd2*△e，其中，Kp2为升频比例系数，Kd2为升频微分系数；
S33，根据计算所得值在前一时刻频率值F-1基础上调增变频压缩机频率，同时记录调整后的频率值为F。
本申请的升频控制步骤所采用的升频值计算公式中，通过当前时刻冷凝偏差e与升频比例系数Kp2的乘积计算所需升频值△F升，由于当前时刻冷凝偏差e为负值，因此二者呈现正相关，实现实际冷凝温度与目标冷凝温度的偏差越大，所述调增的频率值越大的目的；更有进一步的，通过冷凝偏差变化量△e与升频微分系数Kd2的乘积计算所需升频值△F升，由于冷凝偏差变化量△e为负值，因此二者呈现正相关，这样可以综合考虑到前一时刻频率调整后室内外温度变化情况，可以更加真实准确的调节变频压缩机频率，以维持室温处于稳定状态。
本申请的变频无水地暖的控制方法，通过测定的实际冷凝温度同预设的目标冷凝温度阈值的比较关系，确定变频压缩机的控制逻辑，所述变频压缩机可根据实际冷凝温度的变化自动调整运转频率以维持室温处于稳定状态，使得用户在冬季时不会感觉寒冷与干燥，在夏季时也不会感到炎热与潮湿。进一步地，本实施例中的控制方法综合考虑了冷凝偏差及冷凝偏差变化量对于变频压缩机所需输出频率的影响，实现快速、准确控温的效果，同时提升了变频压缩机的能效比，节省能耗，当室外环温波动较大时，不至于引起室内温度剧烈波动，影响用户的舒适性体验。
本发明还提供了控制器，包括存储器与处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现上述的无水地暖控制方法步骤。
请参阅图1，本发明还提供了空调无水地暖二联供系统，包括室外机11、室内风管机5、室内无水地暖3以及如上所述的控制器，所述控制器与所述室外机11、室内风管机5和室内无水地暖3电连接，用以控制无水地暖空调制热模式与空调制冷模式的切换。
所述室外机11包含由冷媒管路连接的变频压缩机1、四通阀2、气液分离器10、闪蒸罐7、节流阀8和室外换热器9，所述室内无水地暖3与室内风管机5并联串接至变频压缩机1与闪蒸罐7间的冷媒管路上，所述室内风管机5与室内无水地暖3连通至闪蒸罐7的冷媒管路上分别设有膨胀阀A6和膨胀阀B4，所述闪蒸罐7具有与变频压缩机1中部吸气口连通的排气口。
为了动态获取机组各组件的参数数值，需要设置各类传感元件。例如可以是检测温度的温度传感器或者是检测压力的压力传感器，本发明就包括装设于所述室外换热器9与变频压缩机1间冷媒管路上的高压传感器12，所述高压传感器12与控制器电连接，用以获取高压传感器12测定压力值对照压力-冷凝温度对照表中的冷凝温度值。
本实施例的空调无水地暖二联供系统，可依据系统实际冷凝温度通过控制器自动切换为无水地暖空调制热模式或者空调制冷模式，当运行至无水地暖空调制热模式时，由变频压缩机输出的冷媒分别流入无水地暖和室内风管机，并同时与室内空气换热，使居室在短时间内迅速达到所需室温并维持在较小范围内波动，起到快速、节能和舒适控温的效果。
本发明还提供了无水地暖制热系统，包括室外机11、室内无水地暖3以及如上所述的控制器，所述控制器与所述室外机11、室内无水地暖3电连接。所述室外机11包含由冷媒管路连接的变频压缩机1、四通阀2、气液分离器10、闪蒸罐7、节流阀8和室外换热器9，所述室内无水地暖3串接至变频压缩机1与闪蒸罐7间的冷媒管路上，所述室内无水地暖3连通至闪蒸罐7的冷媒管路上设有膨胀阀A4，所述闪蒸罐7具有与变频压缩机1中部吸气口连通的排气口，所述室外换热器9与变频压缩机1间的冷媒管路上还布设有高压传感器12，所述高压传感器12与控制器电连接。
本实施例的无水地暖制热系统为基于以上实施例设置的单个制热内机的实现方式，应当包含以上所有实施例应当具有的有益效果，在此，不在一一赘述。
在本发明的描述中，“控制器”、“处理器”等可以包括硬件、软件或者两者的组合。一个模块可以包括硬件电路，各种合适的感应器，通信端口，存储器，也可以包括软件部分，比如程序代码，也可以是软件和硬件的组合。处理器可以是中央处理器、微处理器、图像处理器、数字信号处理器或者其他任何合适的处理器。处理器具有数据和/或信号处理功能。处理器可以以软件方式实现、硬件方式实现或者二者结合方式实现。控制器对应的物理器件可以是处理器本身，或者处理器中软件的一部分，硬件的一部分，或者软件和硬件结合的一部分。
需要指出的是，尽管上述控制方法中将各个步骤按照特定的先后顺序进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本发明的效果，不同的步骤之间并非必须按照这样的顺序执行，其可以同时(并行)执行或以其他顺序执行，这些变化都在本发明的保护范围之内。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变频无水地暖的控制方法，其特征在于，所述控制方法运行始于无水地暖或者无水地暖空调制热模式后变频压缩机进入稳定运行状态时，包括以下步骤：
获取实际冷凝温度；
若实际冷凝温度超出目标冷凝温度阈值上限，则进行变频压缩机降频控制；
若实际冷凝温度低于目标冷凝温度阈值下限，则进行变频压缩机升频控制；
重复以上步骤，直至实际冷凝温度处于目标冷凝温度阈值范围内时，维持变频压缩机以当前频率运行。
2.根据权利要求1所述的一种变频无水地暖的控制方法，其特征在于，所述的变频压缩机进入稳定运行状态具体为：维持变频压缩机（1）以初始频率运行预设时长。
3.根据权利要求1所述的一种变频无水地暖的控制方法，其特征在于，所述的进行变频压缩机降频控制具体包含步骤：
以时间间隔t为周期计算实际冷凝温度与目标冷凝温度的偏差并记录前一时刻冷凝偏差为e-1以及当前时刻冷凝偏差为e以及冷凝偏差变化量为△e；
计算变频压缩机（1）所需降频值△F降= Kp1*e+Kd1*△e，其中，Kp1为降频比例系数，Kd1为降频微分系数；
根据计算所得值调减变频压缩机频率。
4.根据权利要求1所述的一种变频无水地暖的控制方法，其特征在于，所述的进行变频压缩机升频控制具体包含步骤：
以时间间隔t为周期计算实际冷凝温度与目标冷凝温度的偏差并记录前一时刻冷凝偏差为e-1以及当前时刻冷凝偏差为e以及冷凝偏差变化量为△e；
计算变频压缩机（1）所需升频值△F升= -Kp2*e-Kd2*△e，其中，Kp2为升频比例系数，Kd2为升频微分系数；
根据计算所得值调增变频压缩机频率。
5.控制器，包括存储器与处理器，其特征在于，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行权利要求1-4任一所述的控制方法步骤。
6.空调无水地暖二联供系统，其特征在于，包括室外机（11）、室内风管机（5）、室内无水地暖（3）以及如权利要求5所述的控制器，所述控制器与所述室外机（11）、室内风管机（5）和室内无水地暖（3）电连接，用以控制无水地暖空调制热模式与空调制冷模式的切换。
7.根据权利要求6所述的空调无水地暖二联供系统，其特征在于，所述室外机（11）包含由冷媒管路连接的变频压缩机（1）、四通阀（2）、闪蒸罐（7）、节流阀（8）和室外换热器（9），所述室内无水地暖（3）与室内风管机（5）并联串接至变频压缩机（1）与闪蒸罐（7）间的冷媒管路上，所述室内风管机（5）与室内无水地暖（3）连通至闪蒸罐（7）的冷媒管路上分别设有膨胀阀A（6）和膨胀阀B（4），所述闪蒸罐（7）具有与变频压缩机（1）中部吸气口连通的排气口。
8.根据权利要求7所述的空调无水地暖二联供系统，其特征在于，所述室外换热器（9）与变频压缩机（1）间的冷媒管路上布设有高压传感器（12），所述高压传感器（12）与控制器电连接，用以获取高压传感器（12）测定压力值对照压力-冷凝温度对照表中的冷凝温度值。
9.无水地暖制热系统，其特征在于，包括室外机（11）、室内无水地暖（3）及如权利要求5所述的控制器，所述控制器与所述室外机（11）、室内无水地暖（3）电连接。
10.根据权利要求9所述的无水地暖制热系统，其特征在于，所述室外机（11）包含由冷媒管路连接的变频压缩机（1）、四通阀（2）、闪蒸罐（7）、节流阀（8）和室外换热器（9），所述室内无水地暖（3）串接至变频压缩机（1）与闪蒸罐（7）间的冷媒管路上，所述室内无水地暖（3）连通至闪蒸罐（7）的冷媒管路上设有膨胀阀A（4），所述闪蒸罐（7）具有与变频压缩机（1）中部吸气口连通的排气口，所述室外换热器（9）与变频压缩机（1）间的冷媒管路上还布设有高压传感器（12），所述高压传感器（12）与控制器电连接。
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