CN112781274B - 热泵机组控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种热泵机组控制方法。该热泵机组控制方法包括：控制机组进入开机准备状态；获取当前室外环境温度；判定当前室外环境温度所属环温区间；根据所属环温区间确定机组启动方式。根据本申请的热泵机组控制方法，系统启动方式多样化，适应性好，能够有效确保机组正常工作，提高机组的可靠性。

Description

热泵机组控制方法
技术领域
本申请涉及空气调节技术领域，具体涉及一种热泵机组控制方法。
背景技术
近几年来，随着我国经济的增长和可持续发展政策的推进，低环温热泵冷(热)水机组得到广大用户的青睐，究其原因是超低温空气源热泵空调能在低温的环境下有着强劲的制热能力及可靠运行，而目前市场上常规的热泵空调在低温环境下效率低，甚至不能使用。最常见的问题有两种：一、由于机组长期放置导致压缩机内冷媒迁移，低环境温度导致蒸发温度低、水系统温度较低等现象，导致机组制热低温启动时存在冷媒流量小、高低压差无法快速建立的问题，使得四通阀无法正常换向，机组启动异常。二、机组长期掉电放置，压缩机内部润滑油的温度过低，粘度增加，导致压缩机启动力矩大，无法正常启动。
现有的热泵空调系统中有采用温度、压差等判断方式来检测四通阀换向时是否发生故障，再通过调节压缩机频率、设置高压气平衡管、增加卸荷支路、利用节流元件和分流装置的组合调节等方式确保四通阀正常换向，但这些方式都是在机组启动运行后来调节，而且调节方式单一，适应性较差，影响系统的可靠性。
发明内容
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种热泵机组控制方法，系统启动方式多样化，适应性好，能够有效确保机组正常工作，提高机组的可靠性。
为了解决上述问题，本申请提供一种热泵机组控制方法，所述热泵机组包括压缩机、四通阀、室内换热器、节流装置、室外换热器、水系统温度传感器、室外温度传感器、温度处理模块、数据存储模块和控制模块，控制方法包括：
控制机组进入开机准备状态；
获取当前室外环境温度；
判定当前室外环境温度所属环温区间；
根据所属环温区间确定机组启动方式。
优选地，根据所属环温区间确定机组启动方式的步骤包括：
当所属环温区间为高环温区间时，机组启动方式包括：
控制风机和压缩机启动，控制四通阀正常换向；
当所属环温区间为中环温区间时，机组启动方式包括：
控制风机和压缩机启动，控制四通阀延迟换向；
当所属环温区间为低环温区间时，机组启动方式包括：
控制压缩机启动，控制四通阀延迟换向，控制风机启动；
其中环温区间包括高环温区间(T2，T1]、中环温区间(T3，T2]和低环温区间[T4，T3]，T1＞T2＞T3＞T4。
优选地，四通阀延迟换向时间u通过如下方式获得：
获取机组停机时间所对应的延迟时间Δs；
获取水系统温度所对应的延迟时间Δw；
比较Δs和Δw的大小，以其中较大者作为四通阀延迟换向时间u。
优选地，获取机组停机时间所对应的延迟时间Δs的步骤包括：
获取机组停机类型；
获取当前机组停机时间；
根据机组停机类型和机组停机时间确定当前机组停机时间所对应的延迟换向时间Δs。
优选地，根据机组停机类型和机组停机时间确定当前机组停机时间所对应的延迟换向时间Δs的步骤包括：
当机组停机类型为断电停机时，
将机组停机时间划分为S1…Sm个区间；
确定每个机组停机时间区间所对应的延迟换向时间，并建立数据库，其中机组停机时间的各个区间与延迟换向时间一一对应；
获取当前机组停机时间所属的时间区间；
根据当前机组停机时间所属的时间区间通过数据库确定对应的延迟换向时间。
优选地，根据机组停机类型和机组停机时间确定当前机组停机时间所对应的延迟换向时间Δs的步骤包括：
当机组停机类型为不断电停机时，
将机组停机时间划分为S1…Sn个区间；
确定每个机组停机时间区间所对应的延迟换向时间，并建立数据库，其中，机组停机时间的各个区间与延迟换向时间一一对应；
获取当前机组停机时间所属的时间区间；
根据当前机组停机时间所属的时间区间通过数据库确定对应的延迟换向时间。
优选地，机组停机时间与延迟换向时间正相关。
优选地，获取水系统温度所对应的延迟时间Δw的步骤包括：
将水系统温度划分为W1…Wz个区间；
确定每个水系统温度区间所对应的延迟换向时间，并建立数据库，其中，水系统温度的各个区间与延迟换向时间一一对应；
获取当前水系统温度所属的水温区间；
根据当前水系统温度所属的水温区间通过数据库确定对应的延迟换向时间。
优选地，水系统温度与延迟换向时间负相关。
本申请提供的热泵机组控制方法包括：控制机组进入开机准备状态；获取当前室外环境温度；判定当前室外环境温度所属环温区间；根据所属环温区间确定机组启动方式。本申请的热泵机组控制方法，具有多种机组启动方式，在热泵机组开机运行时，可以根据室外环境温度所属的环温区间选择合适的机组启动方式，因此能够使得机组启动方式与室外环境温度相适配，保证机组的四通阀在任何条件下都能够正常换向，确保机组能够正常工作，提高了热泵机组的智能化程度及适用不同环温的能力，延长了机组的使用寿命，提高了机组的可靠性和用户的舒适性。
附图说明
图1为本申请实施例的热泵机组的结构示意图；
图2为本申请实施例的热泵机组控制方法系统流程图；
图3为本申请实施例的热泵机组控制方法实例流程图。
附图标记表示为：
1、压缩机；2、四通阀；3、室内换热器；4、节流装置；5、室外换热器；6、气液分离器；7、水系统温度传感器；8、室外温度传感器；9、温度处理模块；10、数据储存模块；11、控制模块；12、风机。
具体实施方式
结合参见图1所示，本实施例的热泵机组包括压缩机1、四通阀2、室内换热器3、节流装置4、室外换热器5、气液分离器6、水系统温度传感器7、室外温度传感器8、温度处理模块9、数据存储模块10、控制模块11和风机12。压缩机1、四通阀2、室内换热器3、节流装置4、室外换热器5、气液分离器6和压缩机1依次连接形成热泵机组，水系统温度传感器7和室外温度传感器8连接着温度处理模块9，温度处理模块9和数据储存模块10在控制模块11中。其中水系统温度传感器7和室外温度传感器8将水系统的温度和环境温度实时发送给温度处理模块9，数据储存模块10将记录机组的运行情况，其包括机组停机时间，控制模块11将水系统温度、停机时间和环境温度等条件的数据进行处理，并对机组的启停及运行进行控制。
结合参见图2和图3所示，根据本申请的实施例，热泵机组控制方法包括：控制机组进入开机准备状态；获取当前室外环境温度；判定当前室外环境温度所属环温区间；根据所属环温区间确定机组启动方式。
本申请的热泵机组控制方法，具有多种机组启动方式，在热泵机组开机运行时，可以根据室外环境温度所属的环温区间选择合适的机组启动方式，因此能够使得机组启动方式与室外环境温度相适配，保证机组的四通阀在任何条件下都能够正常换向，确保机组能够正常工作，提高了热泵机组的智能化程度及适用不同环温的能力，延长了机组的使用寿命，提高了机组的可靠性和用户的舒适性。
在本申请中，根据室外温度传感器8可得到机组将要启动时的室外环境温度，根据水系统温传感器7可得到机组将要启动时的水系统温度，根据机组的数据储存模块10可得到机组的停机时间。
根据所属环温区间确定机组启动方式的步骤包括：当所属环温区间为高环温区间时，机组启动方式包括：控制风机12和压缩机1启动，控制四通阀2正常换向；当所属环温区间为中环温区间时，机组启动方式包括：控制风机12和压缩机1启动，控制四通阀延迟换向；当所属环温区间为低环温区间时，机组启动方式包括：控制压缩机1启动，控制四通阀延迟换向，控制风机12启动；其中环温区间包括高环温区间(T2，T1]、中环温区间(T3，T2]和低环温区间[T4，T3]，T1＞T2＞T3＞T4。
当当前室外环境温度所属环温区间为高环温区间时，说明室外环境温度较高，此时热泵机组的高低压差较大，能够满足四通阀2换向所需的压差，因此可以使得机组正常启动即可。
当当前室外环境温度所属环温区间为中环温区间时，此时虽然当前的系统压差未达到四通阀2换向所需压差，但只要热泵机组正常运行一段时间之后，系统压差建立起来，就能够满足四通阀2换向所需压差，因此，在热泵机组开机启动后，需要先使得风机12和压缩机1运行，使得系统高压逐渐升高，在系统高压达到一定数值，系统高低压差满足四通阀2换向要求时，再行启动四通阀2换向，此处的四通阀2的延迟换向时间，实际上为热泵机组建立起足够的高低压差所需的时间。
当当前室外环境温度所属环温区间为低环温区间时，由于低环温是机组最恶劣的工作环境，四通阀2换向则需要足够的压差才能正常换向，而低环温下难以达到足够的压差，因此将风机12放到最后启动，可以使室外换热器5晚一些换热，从而使得高压更高，进而使得系统高低压差进一步加大，达到满足四通阀2换向需求的地步。
四通阀延迟换向时间u通过如下方式获得：获取机组停机时间所对应的延迟时间Δs；获取水系统温度所对应的延迟时间Δw；比较Δs和Δw的大小，以其中较大者作为四通阀延迟换向时间u。
当机组准备开机时，控制模块首先将室外温度传感器8采集到的环境温度判定到所属分区，以此确定机组启动的过程；判定完当前环境温度所属分区后再判定机组停机类型及所属时间分区以及水系统温度所属分区；最后根据停机时间区间和水系统温度所属区间对应的延迟时间确定启动过程中四通阀2的换向延迟时间。
获取机组停机时间所对应的延迟时间Δs的步骤包括：获取机组停机类型；获取当前机组停机时间；根据机组停机类型和当前机组停机时间确定当前机组停机时间所对应的延迟换向时间Δs。
机组停机类型分为断电停机和不断电停机两种。其中断电停机情况为，机组在上电状态下，由于停电或人为断电等原因造成机组断电停机一段时间再给机组上电。不断电停机情况为，机组从上次关机到此次开机一直处于待机状态。
根据机组停机类型和机组停机时间确定当前机组停机时间所对应的延迟换向时间Δs的步骤包括：当机组停机类型为断电停机时，将机组停机时间划分为S1…Sm个区间；确定每个机组停机时间区间所对应的延迟换向时间，并建立数据库，其中，机组停机时间的各个区间与延迟换向时间一一对应；获取当前机组停机时间所属的时间区间；根据当前机组停机时间所属的时间区间通过数据库确定对应的延迟换向时间。Δs值根据数据库获得。数据库根据机组实验测试得到，实验方法为测试机组在不同的设定启动频率下，不同停机区间条件下所需要的四通阀延迟换向时间Δs。根据机组在不同工况条件下的测试数据可得到数据库，并将数据库导入机组模块中。
根据机组停机类型和机组停机时间确定当前机组停机时间所对应的延迟换向时间Δs的步骤包括：当机组停机类型为不断电停机时，将机组停机时间划分为S1…Sn个区间；确定每个机组停机时间区间所对应的延迟换向时间，并建立数据库，其中，机组停机时间的各个区间与延迟换向时间一一对应；获取当前机组停机时间所属的时间区间；根据当前机组停机时间所属的时间区间通过数据库确定对应的延迟换向时间。Δs值根据数据库获得。数据库根据机组实验测试得到，实验方法为测试机组在不同的设定启动频率下，不同停机区间条件下所需要的四通阀延迟换向时间Δs。根据机组在不同工况条件下的测试数据可得到数据库，并将数据库导入机组模块中。
以机组不断电停机的三个停机时间区间为例，通过实验测试得到相应值：
Figure BDA0002860466590000061
由于机组停机类型不同，对于热泵机组所造成的影响也是不同的，因此开机时四通阀换向所需的延迟时间也是有所区别，需要根据机组停机类型的不同确定相对应的四通阀换向延迟时间，从而使得四通阀2的换向控制更加精确，使得四通阀2的换向控制更加安全可靠。
在一个实施例中，机组停机时间与延迟换向时间正相关。
一般而言，由于机组停机时间越长，热泵机组建立起来足够的系统压差所需的时间也越长，因此四通阀2的延迟换向时间也就越长。
当前机组停机时间所属的时间区间的确定过程中，以划分三个时间区间为例，机组不断电停机时间分为长时间(S12，S11]、中时间(S13，S12]、短时间[S14，S13]三个区间，按照数据库可以匹配得到对应四通阀2的延迟换向时间为Δs11、Δs12、Δs13，其中S11>S12>S13>S14，Δs11>Δs12>Δs13。
机组断电停机时间分为长时间(S22，S21]、中时间(S23，S22]、短时间[S24，S23]三个区间，按照数据库可以匹配得到对应四通阀2的延迟换向时间为Δs21、Δs22、Δs23，其中S21>S22>S23>S24，Δs21>Δs22>Δs23。
获取水系统温度所对应的延迟时间Δw的步骤包括：将水系统温度划分为W1…Wz个区间；确定每个水系统温度区间所对应的延迟换向时间，并建立数据库，其中，水系统温度的各个区间与延迟换向时间一一对应；获取当前水系统温度所属的水温区间；根据当前水系统温度所属的水温区间通过数据库确定对应的延迟换向时间。Δw值根据数据库获得。数据库根据机组实验测试得到，实验方法为测试机组在不同的设定启动频率下，不同水温区间条件下所需要的四通阀延迟换向时间Δw。根据机组在不同工况条件下的测试数据可得到数据库，并将数据库导入机组模块中。
以三个水温区间为例，通过实验测试得到相应值：
Figure BDA0002860466590000071
在一个实施例中，水系统温度与延迟换向时间负相关。一般而言，水系统温度所处的区间越高，说明热泵机组的高低压差建立起来的速度越快，所需的四通阀换向延迟时间越短，因此，水系统温度与延迟换向时间是负相关的。
当前水系统温度所属的水温区间的确定过程中，以划分三个时间区间为例，水系统温度划分为高温区间(W12，W11]，中温区间(W13，W12]，低温区间[W14，W13]，按照数据库可以匹配得到对应四通阀2的延迟时间为Δw11、Δw12、Δw13，其中W11>W12>W13>W14，Δw11<Δw12<Δw13。
本申请的上述控制方法，能够基于室外环境温度、机组待机时间、水系统温度等条件自动区分启动故障，智能灵活地选择启动模式，可以有效地避免四通阀2的换向异常，保证机组的正常启动和运行，提高了机组运行的可靠性。
机组准备启动时，若控制模块11将室外温度传感器8采集到的环境温度判定到高环温区间，则机组直接按照风机12、压缩机1启动，四通阀2正常换向的模式启动；若控制模块将室外温度传感器8采集到的环境温度判定到中环温区间，则同时对机组停机时间和水系统温度进行判定，在对机组停机时间进行判定时，若机组停机类型为不断电停机时，确定不断电停机时间，若机组不断电停机时间为长时间(s12，s11]，则据此确定该时间区间所对应的四通阀延迟换向时间为Δs11；接着对水系统温度进行判定，如果将水系统温度判定到高温区间[W11，W12]，则据此确定该水温区间所对应的四通阀延迟换向时间为Δw11，此时机组按照风机12、压缩机1启动，四通阀2延迟换向的模式启动，其中四通阀2的延迟时间u为Δs11和Δw11中的较大者，若判定到其他区间，则流程类同。
本申请的实施例，通过机组启动前后的系统数据，自动识别区分启动故障保护原因，并基于实际运行情况自动调整，使得机组在各种工况下都有较好的工作状态，提高了机组的智能化程度，还延长了机组的使用寿命。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种热泵机组控制方法，所述热泵机组包括压缩机、四通阀、室内换热器、节流装置、室外换热器、水系统温度传感器、室外温度传感器、温度处理模块、数据存储模块和控制模块，其特征在于，控制方法包括：
控制机组进入开机准备状态；
获取当前室外环境温度；
判定当前室外环境温度所属环温区间；
根据所属环温区间确定机组启动方式；
根据所属环温区间确定机组启动方式的步骤包括：
当所属环温区间为高环温区间时，机组启动方式包括：
控制风机和压缩机启动，控制四通阀正常换向；
当所属环温区间为中环温区间时，机组启动方式包括：
控制风机和压缩机启动，控制四通阀延迟换向；
当所属环温区间为低环温区间时，机组启动方式包括：
控制压缩机启动，控制四通阀延迟换向，控制风机启动；
其中环温区间包括高环温区间(T2，T1]、中环温区间(T3，T2]和低环温区间[T4，T3]，T1＞T2＞T3＞T4；
四通阀延迟换向时间u通过如下方式获得：
获取机组停机时间所对应的延迟时间Δs；
获取水系统温度所对应的延迟时间Δw；
比较Δs和Δw的大小，以其中较大者作为四通阀延迟换向时间u；
获取机组停机时间所对应的延迟时间Δs的步骤包括：
获取机组停机类型；
获取当前机组停机时间；
根据机组停机类型和机组停机时间确定当前机组停机时间所对应的延迟换向时间Δs；
获取水系统温度所对应的延迟时间Δw的步骤包括：
将水系统温度划分为W1…Wz个区间；
确定每个水系统温度区间所对应的延迟换向时间，并建立数据库，其中，水系统温度的各个区间与延迟换向时间一一对应；
获取当前水系统温度所属的水温区间；
根据当前水系统温度所属的水温区间通过数据库确定对应的延迟换向时间。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据机组停机类型和机组停机时间确定当前机组停机时间所对应的延迟换向时间Δs的步骤包括：
当机组停机类型为断电停机时，
将机组停机时间划分为S1…Sm个区间；
确定每个机组停机时间区间所对应的延迟换向时间，并建立数据库，其中机组停机时间的各个区间与延迟换向时间一一对应；
获取当前机组停机时间所属的时间区间；
根据当前机组停机时间所属的时间区间通过数据库确定对应的延迟换向时间。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据机组停机类型和机组停机时间确定当前机组停机时间所对应的延迟换向时间Δs的步骤包括：
当机组停机类型为不断电停机时，
将机组停机时间划分为S1…Sn个区间；
确定每个机组停机时间区间所对应的延迟换向时间，并建立数据库，其中，机组停机时间的各个区间与延迟换向时间一一对应；
获取当前机组停机时间所属的时间区间；
根据当前机组停机时间所属的时间区间通过数据库确定对应的延迟换向时间。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，机组停机时间与延迟换向时间正相关。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，水系统温度与延迟换向时间负相关。
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