CN115247910B - 一种控制除霜过程中压力过高的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制除霜过程中压力过高的方法，包括压缩机、四通阀、蒸发器、冷凝器和风机，压缩机的一端与四通阀的第一个端口相连，四通阀的第二个端口与蒸发器的一端相连，蒸发器的另一端通过节流部件与冷凝器的一端相连，冷凝器的另一端与四通阀的第三个端口相连，四通阀的第四个端口通过气液分离器与压缩机相连，其特征在于：压缩机和四通阀之间的管路上安装有用于检测系统高压侧压力的压力传感器，风机设置在蒸发器一侧，根据高压侧压力过高所出现的时间，在机组运行的不同阶段中对风机、节流部件的开度和\或压缩机的频率进行控制，避免机组高压侧压力过高时出现停机，提高用户的使用体验和机组运行的稳定性。

Description

一种控制除霜过程中压力过高的方法

技术领域

本发明涉及热泵领域，尤其涉及一种控制除霜过程中压力过高的方法。

背景技术

一般机组控制除霜是否干净，是通过检测蒸发器上面的温度传感器是否满足控制条件来进行判断。如果霜除干净之前出现高压侧压力高，此时机组会强制退出除霜的控制，机组蒸发器上面很可能会留有残霜和水，机器退出除霜后，蒸发器上面继续结霜，残留的水和霜结合形成冰，导致蒸发器换热效率快速降低，机组能力能效都会降低，等到下次除霜时，蒸发器上面的冰有可能一直无法完全除掉，结冰面积原来越大，最终系统可能因低压压力过低导致机组出现故障停机。

在机组实验过程中，若除霜完成前机组高压侧压力过高，导致机组退出除霜或者停机，会使机组蒸发器上面的冰越结越多，机组能力下降；当蒸发器上面的霜已经除干净，但机组由于高压侧压力过高导致机组停机，当机组处于在空气相对湿度比较大的区域，机组在后续的运行过程会造成机组断断续续的工作，严重影响机组能力的持续输出；以上情况都会影响用户的体验，如果机组经常出现除霜时压力过高的情况，会影响系统部件的寿命，如压力部件及管路等。

发明内容

为了解决现有技术中使由于机组高压侧压力过高导致机组停机或除霜不完全的问题，本发明的目的在于提供一种控制除霜过程中压力过高的方法，根据机组运行过程中高压侧压力过高出现的时段，对风机、压缩机和\或节流部件进行控制，为机组高压侧降压，保证高压侧压力始终处于机组运行的压力范围内。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种控制除霜过程中压力过高的方法，应用于控制热泵热水机组，该热泵热水机组包括压缩机、四通阀、蒸发器、冷凝器和风机，压缩机的一端与四通阀的第一个端口相连，四通阀的第二个端口与蒸发器的一端相连，蒸发器的另一端通过节流部件与冷凝器的一端相连，冷凝器的另一端与四通阀的第三个端口相连，四通阀的第四个端口通过气液分离器与压缩机相连，其特征在于：压缩机和四通阀之间的管路上安装有用于检测系统高压侧压力的压力传感器，风机设置在蒸发器一侧，具体的控制方式包括：条件1)，P1≥P1_{_FAN_Q}，当条件1)成立时，则确定机组高压侧压力过高，否则确定机组高压侧压力处于正常范围；条件2)，P1≤P1_{_FAN_T}，当条件2)成立时，则确定经过调节后机组高压侧压力恢复至正常范围，否则确定机组高压侧压力过高；则确定当前控制方式能够为机组高压侧降压；；

其中，P1为压力传感器所检测的当前时刻下机组高压侧的压力，P1_{_FAN_Q}为机组预设的风机启动时高压侧压力，P1_{_FAN_T}为机组预设的风机启动时高压侧压力停风机启动时高压侧压力；P2为压力回差；

控制方式1)，当机组处于除霜过程中，且机组高压侧压力满足条件1)时，则启动风机使空气强制流经蒸发器，直至机组高压侧压力满足条件2)后，风机关闭；

控制方式2)，机组满足除霜退出条件且未切换至制热模式的过程中，且机组高压侧压力满足条件1)时，则启动风机使空气强制流经蒸发器，并且压缩机的降频速率由mHz/s提高到nHz/s，直至机组高压侧压力满足条件2)后，关闭风机，压缩机退出当前控制方式；

控制方式3)当机组切换为制热模式之后，风机处于开启状态；当机组高压侧压力满足条件1)时，则间歇性的增加节流部件的开度；若N1时长内机组高压侧压力满足条件2)，则节流部件退出当前控制方式；若N1时长内机组高压侧压力不满足条件2)但满足条件3)，则继续间歇性的增加节流部件的开度；若N1时长内机组高压侧压力不满足条件1)和条件2)，则逐渐降低风机转速直至风机关闭；在风机降速的N2时长内，若机组高压侧压力满足条件2)，则节流部件和风机均退出当前控制方式；在风机降速的N2时长内，若机组高压侧压力不满足条件2)但满足条件3)，则以当前控制方式继续控制节流部件和风机；在风机降速的N2时长内，若条件1)和条件2)均不满足，则间歇性的降低压缩机的运行频率，直至机组高压侧压力满足条件2)后，节流部件、风机和压缩机均退出当前控制。

作为优选，所述控制方式1)和控制方式2)中，当机组满足以下任一风机开启条件时，则能够确定机组高压侧过高，需开启风机，强制蒸发器周围的空气流动；所述风机开启条件包括，1)T_P1≥T_{P1_FAN_Q}或2)Tw≥T_{P1_FAN_Q}；当机组满足以下任一风机关闭条件时，则关闭风机，所述风机关闭条件包括，1)Td－T_P1≤10、2)Td－Tw≤15、3)T_P1－Tw≤5、4)T_P1≤T_{P1_FAN_T}或5)Tw≤T_{P1_FAN_T}；其中，Td为压缩机排气温度，T_P1为制冷剂饱和温度，Tw为机组的出水温度，T_{P1_FAN_Q}为风机启动时冷媒在机组高压侧的饱和温度，T_{P1_FAN_T}为风机停止时冷媒在机组高压侧的饱和温度。

作为优选，所述控制方式1)和控制方式2)中，若满足风机启动条件，则风机以最低档启动。

作为优选，所述控制方式2)中，压缩机的降频速率n≤5。

作为优选，所述控制方式3)中，所述控制方式2)中，若风机为多档位交流风机时，则当机组高压侧压力满足条件1)时，风机以最低档启动，直至机组高压侧压力满足P1≤P1_{_FAN_Q}－P2后，风机的控制从控制方式2)中退出。

作为优选，所述控制方式3)中，当满足P1≤P1_{_FAN_Q}－P2时，风机和节流部件均退出控制方式3)。

作为优选，控制方式2)和控制方式3)中，压缩机的运行频率达到最小额定频率后，压缩机以最小额定频率运行，直至机组高压侧压力满足条件2)后，压缩器退出当前控制方式。

作为优选，控制方式3)中，膨胀阀的开度达到最大后，膨胀阀以最大开度开启，直至机组高压侧压力满足条件2)后，膨胀阀退出当前控制方式。

本发明的技术方案的有益效果为：根据高压侧压力过高所出现的时间，在机组运行的不同阶段中采取不同的降压，使机组稳定的降压，避免机组停机，提高用户的使用体验和机组运行的稳定性。在控制方式1)中，通过开启风机，能有效的控制机组高压侧的压力；在控制方式2)中，通过降低压缩机运行频率和开启风机的方式，使机组高压侧快速降压，其中压缩机通过提高降频速率的方式实现稳步降压，而不是采用间歇性的阶梯式的降频方式，使得机组降压的过程更加稳定；在控制方式3)中根据机组高压侧压力的持续时间和系统高压侧压力变化，采用不同的降压方式进行组合，使机组正常运行的同时使机组稳定降压的。

附图说明

图1为应用控制除霜过程中压力过高的方法的热泵机组的结构示意图。

附图标记：1、压缩机；2、四通阀；3、蒸发器；4、节流部件；5、冷凝器；6、气液分离器；7、风机；8、压力传感器；9、排气温度传感器；10、水温传感器。

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“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或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装置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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

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”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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

一种控制除霜过程中压力过高的方法，应用于如图1所示的控制热泵热水机组，该热泵热水机组包括压缩机1、四通阀2、蒸发器3、冷凝器5和风机7，压缩机1的一端与四通阀2的第一个端口相连，四通阀2的第二个端口与蒸发器3的一端相连，蒸发器3的另一端通过节流部件4与冷凝器5的一端相连，冷凝器5的另一端与四通阀2的第三个端口相连，四通阀2的第四个端口通过气液分离器6与压缩机1相连，压缩机1和四通阀2之间的管路上安装有用于检测机组高压侧压力的压力传感器8，风机7设置在蒸发器3一侧，具体的控制方式包括：

条件1)，P1≥P1_{_FAN_Q}，当条件1)成立时，则确定机组高压侧压力过高，否则确定机组高压侧压力处于正常范围；

条件2)，P1≤P1_{_FAN_T}，当条件2)成立时，则确定经过调节后机组高压侧压力恢复至正常范围，否则确定机组高压侧压力过高；

条件3)，P1_{_FAN_Q}－P2≤P1≤P1_{_FAN_Q}，当条件3)成立时，则确定当前控制方式能够为机组高压侧降压；

其中，P1为压力传感器所检测的当前时刻下机组高压侧的压力，P1_{_FAN_Q}为机组预设的风机启动时高压侧压力，P1_{_FAN_T}为机组预设的风机启动时高压侧压力停风机启动时高压侧压力；P2为压力回差；

控制方式1)，当机组处于除霜过程中，且机组高压侧压力满足条件1)时，则启动风机7使空气强制流经蒸发器3，直至机组高压侧压力满足条件2)后，风机关闭；

控制方式2)，当机组处于机组完成除霜并切换至制热模式的过程中，且机组高压侧压力满足条件1)时，则启动风机7使空气强制流经蒸发器3，并且压缩机1的降频速率由mHz/s提高到nHz/s，直至机组高压侧压力满足条件2)后，关闭风机7，压缩机1退出当前控制方式；

控制方式3)，当机组切换为制热模式之后，风机处于开启状态；当机组高压侧压力满足条件1)时，则间歇性的增加节流部件4的开度；若N1时长内机组高压侧压力满足条件2)，则节流部件4退出当前控制方式；若N1时长内机组高压侧压力不满足条件2)但满足条件3)，则继续间歇性的增加节流部件4的开度；若N1时长内机组高压侧压力不满足条件1)和条件2)，则逐渐降低风机转速直至风机关闭；在风机降速的N2时长内，若机组高压侧压力满足条件2)，则节流部件4)和风机7均退出当前控制方式；在风机7降速的N2时长内，若机组高压侧压力不满足条件2)但满足条件3)，则以当前控制方式继续控制节流部件4和风机7；在风机7降速的N2时长内，若条件1)和条件2)均不满足，则间歇性的降低压缩机1的运行频率，直至机组高压侧压力满足条件2)后，节流部件4、风机7和压缩机1均退出当前控制。

如此设置，当机组高压侧的压力过高时，在高压侧压力过高所出现的不同阶段采用不同的降压方式，使机组稳定的降压，避免机组死机，提高用户的使用体验和机组运行的稳定性。通过根据机组运行特性，针对性的制定控制方式，例如，在控制方式2)中，为机组降压的方式包括提高压缩机的降频速率，而不是采用间歇性的阶梯式的降频方式，使得机组降压的过程更加稳定；又如，在控制方式3)中具有三种降压方式，并且根据机组高压侧压力的持续时间和系统高压侧压力变化，采用不同的降压方式进行组合，使机组正常运行的同时使机组稳定降压的。

进一步优选的，当机组高压侧压力处于机组设定的最高压的80％～95％的范围内时，则确定机组的高压侧处于压力过高的状态。如此设置，避免机组压力过高时在进行调节控制，延长机组的寿命，使机组运行的更加稳定。

进一步优选的，当机组高压侧侧压力处于机组设定的最高压的50％～60％的范围内时，则确定机组的高压侧的压力处于正常范围，机组在最佳状态下运行。如此设置，避免机组高压侧压力过低，延长机组的寿命，使机组运行的更加稳定。

进一步优选的，在所述控制方式3)中，当满足P1≤P1_{_FAN_Q}－P2时，风机7和节流部件4退出控制方式3)。如此设置，使得控制的过程更加精准

进一步优选的，在所述控制方式1)和控制方式2)中，若满足风机7启动条件，则风机7以最低档启动。如此设置，避免系统波动过大，影响机组的稳定运行。

进一步优选的，所述控制方式3)中，节流部件4每隔30s增加一次开度，压缩机1每20s降低一次运行频率。

进一步优选的，控制方式2)和控制方式3)中，压缩机的运行频率达到最小额定频率后，压缩机以最小额定频率运行，直至机组高压侧压力满足条件2)后，压缩器退出当前控制方式。

进一步优选的，控制方式3)中，膨胀阀的开度达到最大后，膨胀阀以最大开度开启，直至机组高压侧压力满足条件2)后，膨胀阀退出当前控制方式。

本实施例中，压缩机1和四通阀2之间的管路上安装有用于检测压缩机排气温度的排气温度传感器9，冷凝器5的进水口或出水口安装后水温传感器10。当机组满足以下任一风机开启条件时，则能够确定机组高压侧压力过高，机组的风机7都应开启并强制蒸发器3周围的空气流动；风机7开启条件包括，1)T_P1≥T_{P1_FAN_Q}或2)Tw≥T_{P1_FAN_Q}；当机组满足以下任一风机关闭条件时，则关闭风机7；风机关闭条件包括，1)Td－T_P1≤10、2)Td－Tw≤15、3)T_P1－Tw≤5、4)T_P1≤T_{P1_FAN_T}或5)Tw≤T_{P1_FAN_T}。其中，Td为压缩机实际排气温度，T_P1为实际的制冷剂饱和温度，Tw为机组实际的出水温度，T_{P1_FAN_Q}为预设的风机启动时冷媒在机组高压侧的饱和温度，T_{P1_FAN_T}为预设的风机停止时冷媒在机组高压侧的饱和温度。如此设置，通过增加风机开机条件，减少甚至避免由于机组本身的检测误差，具有预防机组高压侧压力过高，以及对机组高压侧压力过高作出快速反应。

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发明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发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种控制除霜过程中压力过高的方法，应用于控制热泵热水机组，该热泵热水机组包括压缩机(1)、四通阀(2)、蒸发器(3)、冷凝器(5)和风机(7)，压缩机(1)的一端与四通阀(2)的第一个端口相连，四通阀(2)的第二个端口与蒸发器(3)的一端相连，蒸发器(3)的另一端通过节流部件(4)与冷凝器(5)的一端相连，冷凝器(5)的另一端与四通阀(2)的第三个端口相连，四通阀(2)的第四个端口通过气液分离器(6)与压缩机(1)相连，其特征在于：压缩机(1)和四通阀(3)之间的管路上安装有用于检测系统高压侧压力的压力传感器(8)，风机(7)设置在蒸发器(3)一侧，具体的控制方式包括：

条件1)，P1≥P1_{_FAN_Q}，当条件1)成立时，则确定机组高压侧压力过高，否则确定机组高压侧压力处于正常范围；

条件2)，P1≤P1__{FAN_T}，当条件2)成立时，则确定经过调节后机组高压侧压力恢复至正常范围，否则确定机组高压侧压力过高；

条件3)，P1__{FAN_Q}－P2≤P1≤P1__{FAN_Q}，当条件3)成立时，则确定当前控制方式能够为机组高压侧降压；

其中，P1为压力传感器所检测的当前时刻下机组高压侧的压力，P1_{_FAN_Q}为机组预设的风机启动时高压侧压力，P1__{FAN_T}为机组预设的风机启动时高压侧压力停风机启动时高压侧压力；P2为压力回差；

控制方式1)，当机组处于除霜过程中，且机组高压侧压力满足条件1)时，则启动风机(7)使空气强制流经蒸发器(3)，直至机组高压侧压力满足条件2)后，风机(7)关闭；

控制方式2)，机组满足除霜退出条件且未切换至制热模式的过程中，且机组高压侧压力满足条件1)时，则启动风机(7)使空气强制流经蒸发器(3)，并且压缩机(1)的降频速率由mHz/s提高到nHz/s，直至机组高压侧压力满足条件2)后，关闭风机(7)，压缩机(1)退出当前控制方式；

控制方式3)当机组切换为制热模式之后，风机处于开启状态；当机组高压侧压力满足条件1)时，则间歇性的增加节流部件(4)的开度；若N1时长内机组高压侧压力满足条件2)，则节流部件(4)退出当前控制方式；若N1时长内机组高压侧压力不满足条件2)但满足条件3)，则继续间歇性的增加节流部件(4)的开度；若N1时长内机组高压侧压力不满足条件1)和条件2)，则逐渐降低风机转速直至风机关闭；在风机降速的N2时长内，若机组高压侧压力满足条件2)，则节流部件(4)和风机(7)均退出当前控制方式；在风机(7)降速的N2时长内，若机组高压侧压力不满足条件2)但满足条件3)，则以当前控制方式继续控制节流部件(4)和风机(7)；在风机(7)降速的N2时长内，若条件1)和条件2)均不满足，则间歇性的降低压缩机(1)的运行频率，直至机组高压侧压力满足条件2)后，节流部件(4)、风机(7)和压缩机(1)均退出当前控制。

2.根据权利要求1所述的一种控制除霜过程中压力过高的方法，其特征在于：所述控制方式1)和控制方式2)中，当机组满足以下任一风机开启条件时，则能够确定机组高压侧过高，需开启风机(7)，强制蒸发器(3)周围的空气流动；所述风机开启条件包括，1)T_P1≥T_P1__{FAN_Q}或2)Tw≥T_P1__{FAN_Q}；当机组满足以下任一风机关闭条件时，则关闭风机(7)，所述风机关闭条件包括，1)Td－T_P1≤10、2)Td－Tw≤15、3)T_P1－Tw≤5、4)T_P1≤T_P1__{FAN_T}或5)Tw≤T_P1__{FAN_T}；其中，Td为压缩机排气温度，T_P1为制冷剂饱和温度，Tw为机组的出水温度，T_P1__{FAN_Q}为风机启动时冷媒在机组高压侧的饱和温度，T_P1__{FAN_T}为风机停止时冷媒在机组高压侧的饱和温度。

3.根据权利要求1所述的一种控制除霜过程中压力过高的方法，其特征在于：所述控制方式1)和控制方式2)中，若满足风机(7)启动条件，则风机(7)以最低档启动。

4.根据权利要求1所述的一种控制除霜过程中压力过高的方法，其特征在于：所述控制方式2)中，压缩机(1)的降频速率n≤5。

5.根据权利要求1所述的一种控制除霜过程中压力过高的方法，其特征在于：所述控制方式2)中，若风机(7)为多档位交流风机时，则当机组高压侧压力满足条件1)时，风机(7)以最低档启动，直至机组高压侧压力满足P1≤P1__{FAN_Q}－P2后，风机(7)的控制从控制方式2)中退出。

6.根据权利要求1所述的一种控制除霜过程中压力过高的方法，其特征在于：所述控制方式3)中，当满足P1≤P1__{FAN_Q}－P2时，风机(7)和节流部件(4)均退出控制方式3)。

7.根据权利要求1所述的一种控制除霜过程中压力过高的方法，其特征在于：控制方式2)和控制方式3)中，压缩机的运行频率达到最小额定频率后，压缩机以最小额定频率运行，直至机组高压侧压力满足条件2)后，压缩器退出当前控制方式。

8.根据权利要求1所述的一种控制除霜过程中压力过高的方法，其特征在于：控制方式3)中，膨胀阀的开度达到最大后，膨胀阀以最大开度开启，直至机组高压侧压力满足条件2)后，膨胀阀退出当前控制方式。