CN114719434B - 一种带喷气増焓功能热泵热水机排气温度的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带喷气増焓功能热泵热水机排气温度的控制方法，该方法包括如下步骤：步骤1：在压缩机制热模式下，获取室外环境温度值Ta，并判断所述的室外环境温度值Ta是否达到预设环境温度值；步骤2：若所述室外环境温度值达到预设环境温度值，则检测压缩机开启预设时间内的实际排气温度值Td、蒸发器蒸发温度值Te与出水温度值Tout；步骤3：判断所述实际排气温度值Td、室外环境温度值Ta是否达到对应的预设条件；步骤4：若所述实际排气温度值Td、室外环境温度值Ta达到预设条件，打开喷气电子膨胀阀，步骤5：喷气电子膨胀阀达到初始步数，并保持一端时间To后，获得排气目标值Tp，并根据预设规则分段控制喷气电子膨胀阀的调整步数。
Description
技术领域
本发明涉及热水机技术领域，具体涉及一种带喷气増焓功能热泵热水机排气温度的控制的方法。
背景技术
目前市场上大部分低温热泵热水机的使用环境范围为-25～45℃，低环温下热泵热水机吸气比容增大，吸气量减小，流过压缩机的质量流量减小，制热量衰减比较大，能效差，尤其在恶劣的工况下压机随着水温升高，压缩机的压缩比升高，排气温度也随之升高，压机内部的漆包线冷却效果也差，很容易出现烧机问题，低温下吸气流量小，润滑油润滑效果也会降低，这些对于机组的可靠性具有重大考验。
目前为了应对北方气候较冷的地区，部分压缩机厂家推出了带喷气增焓功能的压机或者具有喷液功能的压机，喷气增焓技术主要工作原理是将气态冷媒喷射到压缩机中间腔，增加低温工况下压缩机的排气量从而提升制热量，同时也降低了排气温度，喷气增焓技术的应用可以解决低温下的制热量衰减问题，也可以解决低环境温度下高温度出水情况下排气较高问题，本控制方法就是喷气增焓技术在热水机上的应用，如何控制压缩机在运行过程中的排气温度。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提出了一种能够精准有效控制喷气电子膨胀阀的开启步数，从而达到控制排气目的，以及能够有效解决低环境温度高水温启动时，排气飙升问题的带喷气增焓功能热泵热水机排气温度的控制方法。
本发明为完成上述目的，采用了如下技术方案：
一种带喷气増焓功能热泵热水机排气温度的控制方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：在压缩机制热模式下，获取室外环境温度值Ta，并判断所述的室外环境温度值Ta是否达到预设环境温度值；
步骤2：若所述室外环境温度值达到预设环境温度值，则检测压缩机开启预设时间内的实际排气温度值Td、蒸发器蒸发温度值Te与出水温度值Tout；
步骤3：判断所述实际排气温度值Td、室外环境温度值Ta是否达到对应的预设条件；
步骤4：若所述实际排气温度值Td、室外环境温度值Ta达到预设条件，打开喷气电子膨胀阀，
步骤5：喷气电子膨胀阀达到初始步数，并保持一端时间To后，获得排气目标值Tp，并根据预设规则分段控制喷气电子膨胀阀的调整步数；
其中，所述的排气目标值Tp的计算方法为:Tp＝1.4*(Te绝对值+Tout+5)式1。
作为优选方案的，其中，步骤3中的预设条件为：
-10℃≤Ta≤20℃、Td≥50℃，打开喷气电子膨胀阀到初始步数Po。
作为优选方案的，其中，所述步骤2中的预设时间为30s。
作为优选方案的，所述步骤5中的预设规则为：
规则5.1：若当Td≤105℃时，则每隔一个喷焓电子膨胀阀调节周期t，将Td与Tp进行比较，并计算得出喷焓电子膨胀阀的调整步数；
规则5.2：若当105℃＜Td≤112℃时，每隔一个喷焓电子膨胀阀调节周期t，调整喷焓电子膨胀阀的开大步数，并直至Td≤105℃；
规则5.3：若当当Td＞112℃时时，每隔一个喷焓电子膨胀阀调节周期t，调整喷焓电子膨胀阀的开大步数，并直至Td≤112℃。
作为优选方案的，其中，规则5.2的喷焓电子膨胀阀的调整步数计算公式为：3*da*(Td-TP)，式2。
作为优选方案的，其中，规则5.3的喷焓电子膨胀阀的调整步数计算公式为：5*da*(Td-TP)式3。作为优选方案的，所述的规则5.1喷焓电子膨胀阀的调整步数的计算方法为：
当Td-TP＞3℃时，喷气电子膨胀阀开大步数为da*(Td-TP)式4(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
当Td-TP＜-3℃时，喷气电子膨胀阀关小步数为da*(Td-TP)，式5(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
当-3℃≤Td-TP≤3℃时，喷气电子膨胀阀保持步数不动作。
作为优选方案的，其中，所述步骤3中的预设条件达到Ta＜-10℃，Td≥80℃，在启动压缩机前，先行将打开喷气电子膨胀阀到初始步数Po，然后执行步骤5的操作。
作为优选方案的，所述控制方法包括如下步骤：
当压缩机在制热模式下，并开启30s后，-10℃≤Ta≤20℃、Td≥50℃，喷气电子膨胀阀打开到初始步数Po；
初始步数不变时间To，根据TP＝1.4*(Te绝对值+Tout+5)式1计算得出排气目标值；而后根据下述规则计算得出相应的调整步数：
(1)当Td≤105℃时，TP与Td比较，每隔电子膨胀阀调节周期t；
Td-TP＞3℃时，喷气电子膨胀阀开大步数为da*(Td-TP)式4；
Td-TP＜-3℃时，喷气电子膨胀阀关小步数为da*(Td-TP)，式5；
-3℃≤Td-TP≤3℃时，喷气电子膨胀阀保持步数不动作；
(2)当105℃＜Td≤112℃时；
每隔一个电子膨胀阀调节周期t，喷气电子膨胀阀开大步数为3*da*(Td-TP)，式2，，直到排气下降到Td≤105℃
(3)当Td＞112℃时，
每隔一个电子膨胀阀调节周期t，喷气电子膨胀阀开大步数为5*da*(Td-TP)式3，，直到排气下降到Td≤112℃。
作为优选方案的，当压缩机在制热模式下，并在压缩机开启前30s，Ta＜-10℃，Td≥80℃，喷气电子膨胀阀打开到初始步数P1；
根据TP＝1.4*(Te绝对值+Tout+5)式1计算得出排气目标值；而后当Td达到下述数值时，根据下述规则计算得出相应的调整步数：
当Td≤105℃时，TP与Td比较，每隔一个电子膨胀阀调节周期t；
Td-TP＞3℃时，喷气电子膨胀阀开大步数为da*(Td-TP)式4；
Td-TP＜-3℃时，喷气电子膨胀阀关小步数为da*(Td-TP)，式5；
-3℃≤Td-TP≤3℃时，喷气电子膨胀阀保持步数不动作；
当105℃＜Td≤112℃时；
每隔一个喷气电子膨胀阀调节周期t，喷气电子膨胀阀开大步数为3*da*(Td-TP)，式2，，直到排气下降到Td≤105℃；
(3)当Td＞112℃时，
每隔一个喷气电子膨胀阀调节周期t，喷气电子膨胀阀开大步数为5*da*(Td-TP)式3，，直到排气下降到Td≤112℃。
本发明采用控制压缩机排气温度为目标，将压缩机排气温度控制在合理目标范围内，首先通过探测的蒸发温度和出水温度进行计算目标温度，然后根据目标排气和实际排气温度进行对比，根据对比结果来调整喷气电子膨胀阀的步数，从而达到控制排气的目的。另外对热泵热水机在低环境温度高水温启动时，排气飙升，运用本发明的技术方案也能有效的得以解决。
附图说明
图1为适用本发明方法的热泵热水机装置的结构示意图。
其中，1、压缩机2、吸气温度探头3、低压开关4、气液分离器5、喷气电磁阀(常闭型)6、喷气电子膨胀阀、7、经济器8、储液器9、进水温度探头10、出水温度探头11换热器12、四通阀13、高压开关14、排气感温包15、蒸发机组件17、蒸发温度探头、18、主路电子膨胀阀19、过滤器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的方法或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以是电连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内段的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用以限定本发明。Ta室外环境温度值；Te蒸发器蒸发温度值；Td实际排气温度值；Tout出水温度值；
首先参数定义：Ta-机组所处的室外环境温度值(室外环境温度值：一般-25℃-45℃)，
Td-温度传感器探测到的压缩机实际排气值(实际排气温度值)，单位℃
Te-温度传感器探测到的蒸发器蒸发温度值(蒸发器蒸发温度值)，单位℃
Tout-温度传感器探测到的出水温度值(出水温度值)，单位℃
TP-要控制的目标排气温度，单位℃
变化量：Po-室外环温境温度：-10℃≤Ta≤20℃且Td≥50℃时喷气增焓电子膨胀阀刚打开时的初始阀步数，单位脉冲,一般40-480脉冲；
P1-室外环温境温度：Ta＜-10℃且Td≥80℃时喷气增焓电子膨胀阀刚打开时的初始阀步数，单位脉冲,一般100-480脉冲
To-喷气电子膨胀阀打开到初始阀步数且保持不动的时间，单位s
t-喷气电子膨胀阀调节周期，单位s,一般10s-60s
da-喷气电子膨胀阀调节的幅度，单位脉冲/周期，一般为2-10
如图1所示，本发明实施例提供一种带喷气増焓功能热泵热水机排气温度的控制方法；本发明采用如下带喷气増焓功能热泵热水机排气温度控制装置，所述装置包括主回路以及支路，
所述的主回路包括依次通过管道连接的储液器8、经济器7、蒸发机组件15、压缩机1以及换热器11；
所述的支路包括蒸发机组件15并联、并通过管道连接在经济器7以及压缩机1之间的喷气电磁阀以及喷气电磁膨胀阀；
其中，所述的压缩机1上设有一个排气感温包14；所述的蒸发机组件15包括蒸发温度探头17；所述的换热器11设有出水温度探头10以及进水温度探头；所述装置还设有环境温度探头。
在一些优选实施例中，如图1所示，所述的主回路还包括通过管道与压缩机1连接的气液分离器4。
在一些具体实施例中，如图所示，所述的主回路还包括设置在经济器7与蒸发机组件15之间的过滤器19以及主路电子膨胀阀18。
在更为具体的实施例中，所述的换热器11具有出水口以及进水口，所述的储液器8与所述的进水口连接。
在更为进一步的优选实施例中，如图1所示，所述的主回路还包括四通阀12，所述的蒸发机组件15、换热器11均通过四通阀12与换热器11连接，所述的气液分离器4一端连接所述四通阀12，另一端通过管道连接压缩机1，且所述的压缩机1也与所述的四通阀12连接。
进一步地，所述的气液分离器4与压缩机1之间还设有一个低压开关3、吸气温度探头2，所述的压缩机1与四通阀12之间设有一个高压开关13；
上述装置，将从经济器7出来的制冷剂分为2条路，主路制冷剂经过电子膨胀阀节流流向蒸发机组件15，制冷剂在蒸发机组件15吸收空气中热量，从而完成制热；
另外一路制冷剂通过喷气电子膨胀阀6和喷气电磁阀5，而后经过经济器7，制冷剂变成饱和蒸汽喷射到压缩机1中间腔，达到增加压缩机1排气量的目的，增加制热，同时降低了压缩机1的排气温度。
其中，定义探测量：Ta室外环境温度值；Te蒸发器蒸发温度值；Td实际排气温度值；Tout出水温度值；
变化量：Po喷气电子膨胀阀初始开度；t喷气电子膨胀阀调节周期；da喷气电子膨胀阀调节幅度；
所述方法包括如下步骤：
步骤1：在压缩机1制热模式下，获取室外环境温度值Ta，并判断所述的室外环境温度值Ta是否达到预设环境温度值；
步骤2：若所述室外环境温度值达到预设环境温度值，则检测压缩机1开启预设时间前/后的实际排气温度值Td、蒸发器蒸发温度值Te与出水温度值Tout；
步骤3：判断所述实际排气温度值Td、室外环境温度值Ta是否达到对应的预设条件；
步骤4：若所述实际排气温度值Td、室外环境温度值Ta达到预设条件，打开喷气电子膨胀阀6，
步骤5：喷气电子膨胀阀6达到初始步数，并保持一端时间To后，获得排气目标值Tp，并根据预设规则分段控制喷气电子膨胀阀6的调整步数；
其中，所述的排气目标值Tp的计算方法为:TP＝1.4*(Te绝对值+Tout+5)式1。
在一些具体实施例中，所述方法包括如下步骤：
步骤1：在压缩机1制热模式下，获取室外环境温度值Ta；
步骤2：若-10℃≤Ta≤20℃，检测压缩机1开启后30s的实际排气温度值Td、蒸发器蒸发温度值Te与出水温度值Tout；
步骤3：若Td≥50℃，则执行步骤4；
步骤4：打开喷气电子膨胀阀6到初始步数Po；
步骤5：喷气电子膨胀阀6达到初始步数Po，并保持一端时间To后，获得排气目标值Tp，Tp的计算方法为：TP＝1.4*(Te绝对值+Tout+5)式1；而后根据如下规则分段控制喷气电子膨胀阀6的调整步数：
规则5.1：若当Td≤105℃时，则每隔一个喷气电子膨胀阀调节周期t，将Td与Tp进行比较，并计算得出喷气电子膨胀阀的调整步数；
规则5.2：若当105℃＜Td≤112℃时，每隔一个喷气电子膨胀阀调节周期t，调整排气电磁阀喷气电子膨胀阀的开大步数，并直至Td≤105℃(此时不会再进行规则5.1的操作)；
规则5.3：若当当Td＞112℃时时，每隔喷气电子膨胀阀调节周期t，调整喷气电子膨胀阀的开大步数，并直至Td≤112℃(此时不会再执行规则5.2的操作)。
优选的，规则5.2的喷气电子膨胀阀的调整步数计算公式为：3*da*(Td-TP)，式2，(其中，da喷气电子膨胀阀调节幅度)
优选的，规则5.3的喷气电子膨胀阀的调整步数计算公式为：5*da*(Td-TP)式3，(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)。
优选的，所述的规则5.1喷气电子膨胀阀的调整步数的计算方法为：
当Td-TP＞3℃时，喷气电子膨胀阀6开大步数为da*(Td-TP)式4(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
当Td-TP＜-3℃时，喷气电子膨胀阀6关小步数为da*(Td-TP)，式5(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
当-3℃≤Td-TP≤3℃时，喷气电子膨胀阀6保持步数不动作。
在另一些具体的实施例中，针对部分工况，环境温度低，水温比较高，此时开机或者除霜后再启动，排气温度飙升比较快，很容易出现排气保护停机；因此对于这样的工况需做特殊处理；控制中区别开来；故所述方法包括如下步骤：
步骤1，在压缩机1制热模式下，获取室外环境温度值Ta；
步骤2：若Ta＜-10℃，则检测压缩机1启动前30s实际排气温度值Td、蒸发器蒸发温度值Te与出水温度值Tout；
步骤3：若Td≥80℃，则执行步骤4；
步骤4：在启动压缩机1前先行将打开喷气电子膨胀阀6到初始步数P1，避免压缩机1排气温度飙升；
步骤5：喷气电子膨胀阀6达到初始步数，并保持一端时间后，排气温度达到相应温度时，则按照如下规则分段控制喷气电子膨胀阀6的调整步数：
初始步数不变时间To，根据TP＝1.4*(Te绝对值+Tout+5)式1计算得出排气目标值；而后根据下述规则计算得出相应的调整步数：
(1)当Td≤105℃时，TP与Td比较，每隔电子膨胀阀调节周期t；
Td-TP＞3℃时，喷气电子膨胀阀6开大步数为da*(Td-TP)式4Td-TP＜-3℃时，喷气电子膨胀阀6关小步数为da*(Td-TP)，式5；
-3℃≤Td-TP≤3℃时，喷气电子膨胀阀6保持步数不动作；
(2)当105℃＜Td≤112℃时；
每隔电子膨胀阀调节周期t，喷气电子膨胀阀6开大步数为3*da*(Td-TP)，式2，，直到排气下降到Td≤105℃(不会再进行规则(1)的操作)
(3)当Td＞112℃时，
每隔一个喷气电子膨胀阀调节周期t，喷气电子膨胀阀6开大步数为5*da*(Td-TP)式3，，直到排气下降到Td≤112℃(达到温度后不会再进行规则(2)的操作)。
采用上述方法解决了热泵热水机在采用喷气压缩机1时，如何去控制喷气支路的喷气电子膨胀阀6，如何去保证压缩机1排气温度在合理范围内等问题。
应当指出，以上实施例仅是本发明的代表性例子。本发明还可以有许多变形。凡是依据本发明的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种带喷气増焓功能热泵热水机排气温度的控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤1：在压缩机制热模式下，获取室外环境温度值Ta，并判断所述的室外环境温度值Ta是否达到预设环境温度值；
步骤2：若所述室外环境温度值达到预设环境温度值，则检测压缩机开启预设时间内的实际排气温度值Td、蒸发器蒸发温度值Te与出水温度值Tout；
步骤3：判断所述实际排气温度值Td、室外环境温度值Ta是否达到对应的预设条件；
步骤4：若所述实际排气温度值Td、室外环境温度值Ta达到预设条件，打开喷气电子膨胀阀，
步骤5：喷气电子膨胀阀达到初始步数，并保持一端时间To后，获得排气目标值Tp，并根据预设规则分段控制喷气电子膨胀阀的调整步数，所述的预设规则为：
规则5.1：若当Td≤105℃时，则每隔一个喷气电子膨胀阀调节周期t，将Td与Tp进行比较，并计算得出喷气电子膨胀阀的调整步数，该规则中的喷气电子膨胀阀的调整步数的计算方法为：
当Td-TP＞3℃时，喷气电子膨胀阀开大步数为da*(Td-TP)式4(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
当Td-TP＜-3℃时，喷气电子膨胀阀关小步数为da*(Td-TP)，式5(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
当-3℃≤Td-TP≤3℃时，喷气电子膨胀阀保持步数不动作；
规则5.2：若当105℃＜Td≤112℃时，每隔一个喷气电子膨胀阀调节周期t，调整喷气电子膨胀阀的开大步数，并直至Td≤105℃，该规则中喷气电子膨胀阀的调整步数计算公式为：3*da*(Td-TP)，式2，(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
规则5.3：若当Td＞112℃时时，每隔一个喷气电子膨胀阀调节周期t，调整喷气电子膨胀阀的开大步数，并直至Td≤112℃，该规则中喷气电子膨胀阀的调整步数计算公式为：5*da*(Td-TP)，式3，(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；其中，所述的排气目标值Tp的计算方法为:TP＝1.4*(Te绝对值+Tout+5)，式1。
2.根据权利要求1所述的一种带喷气增焓功能热泵热水机排气温度的控制方法，其特征在于：其中，步骤3中的预设条件为：
10℃≤Ta≤20℃、Td≥50℃，打开喷气电子膨胀阀到初始步数Po。
3.根据权利要求1所述的一种带喷气增焓功能热泵热水机排气温度的控制方法，其特征在于：其中，所述步骤2中的预设时间为30s。
4.根据权利要求1所述的一种喷气增焓功能热泵热水机排气温度的控制方法，其特征在于，其中，所述步骤3中的预设条件达到Ta＜-10℃，Td≥80℃，在启动压缩机前，先行将打开喷气电子膨胀阀到初始步数P1，然后执行步骤5的操作。
5.根据权利要求1所述的一种喷气增焓功能热泵热水机排气温度的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
当压缩机在制热模式下，并开启30s后，-10℃≤Ta≤20℃、Td≥50℃，喷气电子膨胀阀打开到初始步数Po；
初始步数不变时间To，根据TP＝1.4*(Te绝对值+Tout+5)式1计算得出排气目标值；而后根据下述规则计算得出相应的调整步数：
(1)当Td≤105℃时，TP与Td比较，每隔电子膨胀阀调节周期t；
Td-TP＞3℃时，喷气电子膨胀阀开大步数为da*(Td-TP)式4(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
Td-TP＜-3℃时，喷气电子膨胀阀关小步数为da*(Td-TP)，式5(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
-3℃≤Td-TP≤3℃时，喷气电子膨胀阀保持步数不动作；
(2)当105℃＜Td≤112℃时；
每隔一个喷气电子膨胀阀调节周期t，喷气电子膨胀阀开大步数为3*da*(Td-TP)，式2，(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)，直到排气下降到Td≤105℃
(3)当Td＞112℃时，
每隔一个喷气电子膨胀阀调节周期t，喷气电子膨胀阀开大步数为5*da*(Td-TP)式3，(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)，直到排气下降到Td≤112℃。
6.根据权利要求1所述的一种喷气增焓功能热泵热水机排气温度的控制方法，其特征在于，
当压缩机在制热模式下，并在压缩机开启前30s，Ta＜-10℃，Td≥80℃，喷气电子膨胀阀打开到初始步数P1；
根据TP＝1.4*(Te绝对值+Tout+5)式1计算得出排气目标值；而后当Td达到下述数值时，根据下述规则计算得出相应的调整步数：
(1)当Td≤105℃时，TP与Td比较，每隔电子膨胀阀调节周期t；
Td-TP＞3℃时，喷气电子膨胀阀开大步数为da*(Td-TP)式4(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
Td-TP＜-3℃时，喷气电子膨胀阀关小步数为da*(Td-TP)，式5(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)；
-3℃≤Td-TP≤3℃时，喷气电子膨胀阀保持步数不动作；
(2)当105℃＜Td≤112℃时；
每隔电子膨胀阀调节周期t，喷气电子膨胀阀开大步数为3*da*(Td-TP)，式2，(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)，直到排气下降到Td≤105℃；
(3)当Td＞112℃时，
每隔电子膨胀阀调节周期t，喷气电子膨胀阀开大步数为5*da*(Td-TP)式3，(其中，da为喷气电子膨胀阀调节幅度)，直到排气下降到Td≤112℃。
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