CN115265003A - 热泵机组的压缩机频率控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

热泵机组的压缩机频率控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN115265003A CN202210727790.8A CN202210727790A CN115265003A CN 115265003 A CN115265003 A CN 115265003A CN 202210727790 A CN202210727790 A CN 202210727790A CN 115265003 A CN115265003 A CN 115265003A
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张常雄
陈可兄
曾少环
何健乐
童风喜
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Zhongshan Amitime Electric Co ltd
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Hot Cube Technology Foshan Co ltd
Zhongshan Amitime Electric Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种热泵机组的压缩机频率控制方法、装置、设备及存储介质，该方法包括以下步骤：获取所述热泵机组的水流量值；确定所述水流量值所位于的预设流量区间，其中，所述预设流量区间包括第一流量区间，所述第一流量区间指示所述水流量值高于第一阈值且低于第二阈值，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值；当所述水流量值位于所述第一流量区间，获取该第一流量区间所对应的预设频率段；控制所述热泵机组的压缩机在所述预设频率段范围内运行。本申请能够通过获取当前的水流量值并根据该水流量值所处的预设流量区间与预设的频率，快速调节热泵机组的频率至预设频率，保证了热泵机组在水流量变化的过程中，热泵机组运行的稳定性。

Description

热泵机组的压缩机频率控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及热泵系统技术领域，尤其涉及一种热泵机组的压缩机频率控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
热泵系统设备中，直流变频热泵系统因其具备能耗低和温度控制性能强的优点而受到广大消费者的认可和采用，热泵系统是由冷媒系统和水路系统组合而成的，而在现阶段，变频热泵的频率控制，主要是通过冷媒的系统的压力，排气温度和盘管温度，和压缩机的运行电流来进行保护的，但是上述保护措施都是在热泵系统的各个元器件的工况发生明显变化后所采取的，导致设备元件会受到一定损害。
发明内容
基于此，本发明提供一种热泵机组的压缩机频率控制方法、装置、设备及存储介质。该方法能够预先根据水流量，调节压缩机频率，提前在水路进入侧保护热泵系统，提高了热泵系统的稳定性，避免了常规热泵系统通过冷媒系统侧检测异常并进行保护的滞后性和误判性。
根据本申请的一些实施例的第一方面，提供了一种热泵机组的压缩机频率控制方法，该方法包括以下步骤：
获取所述热泵机组的水流量值；
确定所述水流量值所位于的预设流量区间，其中，所述预设流量区间包括第一流量区间，所述第一流量区间指示所述水流量值高于第一阈值且低于第二阈值，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值；
当所述水流量值位于所述第一流量区间，获取该第一流量区间所对应的预设频率段；
控制所述热泵机组的压缩机在所述预设频率段范围内运行。
进一步地，所述第一流量区间包括多个子流量区间，所述预设频率段包括与所述子流量区间对应的多个预设子频率段；所述获取该第一流量区间所对应的预设频率段，包括:
确定所述水流量值所位于的所述子流量区间；
获取该子流量区间所对应的预设子频率段；
所述控制所述热泵机组的压缩机在所述预设的频率段范围内运行，包括：
控制所述热泵机组的压缩机在所述预设子频率段范围内运行。
进一步地，所述预设流量区间还包括第二流量区间，所述第二流量区间指示所述水流量值低于所述第一阈值；所述方法还包括：
当所述水流量值位于所述第二流量区间，控制所述热泵机组的压缩机停止运行。
进一步地，所述预设流量区间还包括第三流量区间，所述第三流量区间指示所述水流量值高于所述第二阈值；所述方法还包括：
当所述水流量值位于所述第三流量区间，控制所述热泵机组的压缩机以额定频率运行。
进一步地，所述第一阈值预设为额定水流量的20％，所述第二阈值预设为额定水流量的80％。
进一步地，控制所述热泵机组的压缩机在所述预设子频率段范围内运行前，该方法还包括：
判断在预设的时间段内，所述水流量值是否持续位于所述子流量区间内。
根据本申请的一些实施例的第三方面，提供了一种热泵机组的压缩机频率控制装置，包括：
水流量值获取模块，用于获取所述热泵机组的水流量值；
预设流量区间获取模块，用于确定所述水流量值所位于的预设流量区间，其中，所述预设流量区间包括第一流量区间，所述第一流量区间指示所述水流量值高于第一阈值且低于第二阈值，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值；
预设频率段获取模块，用于当所述水流量值位于所述第一流量区间，获取该第一流量区间所对应的预设频率段；
运行模块，用于控制所述热泵机组的压缩机在所述预设频率段范围内运行。
进一步地，所述第一流量区间包括多个子流量区间，所述预设频率段包括与所述子流量区间对应的多个预设子频率段；
所述预设频率段获取模块包括：
子流量区间获取单元，用于确定所述水流量值所位于的所述子流量区间；
子频率段获取单元，用于获取该子流量区间所对应的预设子频率段；
所述运行模块，包括：
第一运行单元，用于控制所述热泵机组的压缩机在所述预设子频率段范围内运行。
根据本申请的一些实施例的第三方面，提供了一种设备，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
所述存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如第一方面任一项所述的热泵机组的压缩机频率控制方法的步骤。
根据本申请的一些实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。
本申请的热泵机组的压缩机频率控制方法，能够通过获取当前的水流量值，并根据预设的该水流量值所处的预设流量区间与对应预设的频率段，快速调节热泵机组的频率至预设频率区间内运行，使得热泵机组的运行状态能够快速的响应外部工况的而变化，解决了传统技术中通过冷媒系统的压力、排气温度等参数变化所导致的保护滞后问题，保证了热泵机组在水流量变化的过程中，热泵机组的稳定性，提高了元器件的使用寿命。
其次，还通过设置第二流量区间，在第二流量区间时，控制热泵机组停止运行，保证了热泵机组在水流过低时，提前进行停机保护。最后，还设置了第三流量区间，保证水流量处于第三流量区间时，热泵机组以额定频率运行，保证了热泵机组的效率。综上所述，本申请通过水流量与频率的关系，在水流量变化时，智能控制热泵机组的频率，提前在水路进入侧保护热泵机组，提高了热泵机组的稳定性，避免了常规热泵系统通过冷媒系统侧检测异常并进行保护的滞后性和误判性。
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。
附图说明
图1为本申请实施例中的热泵机组的结构示意图；
图2为本申请实施例中的热泵机组频率控制方法的步骤流程图；
图3为本申请实施例中的热泵机组频率控制装置的结构示意图。
附图标记：101、压缩机；102、四通阀；103、换热器；104、电子膨胀阀；105、蒸发器；106、水流量计。
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，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。
在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。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申请中的具体含义。
此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
请参阅图1，传统技术中的热泵机组主要包括压缩机101、四通阀102、蒸发器104、电子膨胀阀105和换热器103等，本申请则是在这基础上，在换热器103进水管道上设置水流量计106，其中，水流量计106可以安装在换热器103的进水管道或出水管道上，该水流量计用于测量换热器103的水侧的水流量值的大小。
热泵机组通常是以固定频率运行，其输出的能力是固定的。热泵机组的进出水温差与水流量是反比的关系，如果水流量减少，那么温差就会加大。在进水温度不变的情况下，温差在加大，但由于出水水温和压缩的排气和功率是线性关系，出水温度过高会导致系统运行的排气、和功率异常，产生系统故障。故为了对系统进行保护，在本申请实施例中，根据水流量的变化，实时动态的调整系统的运行频率，以保证系统的能力输出与水流量相匹配，保证机组正常运行。
请参阅图2，在一个实施例中，本申请提供的一种热泵机组的压缩机频率控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：获取所述热泵机组的水流量值。
该水流量值是进入换热器中进行换热的水流量的大小，通过设置在换热器进水管上的水流量计检测获得。热泵机组的能力固定时，水流量的变化会导致热泵机组的运行也对应变化，可能会导致热泵机组超能力运行或者运行效率过低，因此可以通过监控水流量值来控制热泵机组的频率变化。
步骤S2：确定所述水流量值所位于的预设流量区间，其中，所述预设流量区间包括第一流量区间，所述第一流量区间指示所述水流量值高于第一阈值且低于第二阈值，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值。
该预设流量区间可以是根据实验后的数据，设计得到的。同理、第一阈值与第二阈值是用于划分该预设流量区间的，也是可以根据实验数据设计得到的。在一个具体的应用场景中，该第一阈值预设为额定水流量的20％，第二阈值预设为额定水流量的80％。在其他例子中，该第一阈值和第二阈值也可根据热泵机组的型号以及额定输出能力的不同设计不同数值。
步骤S3：当所述水流量值位于所述第一流量区间，获取该第一流量区间所对应的预设频率段。
该第一流量区间和对应的预设频率段均可以通过实验计算得到。热泵机组的额定输出是一个固定值，即在额定的工况下，机组的能力输出是固定的，所以相对应水流量值也是一个固定的值。因此，当热泵机组的水流量发生变化时，水流量计的采集值会发生变化。为了保证热泵机组的输出与水流量相匹配，保证热泵机组运行正常。通过实验获得不同水流量值时，保证热泵机组正常运行的频率。根据实验获得的水流量值和频率之间的关系，得到预设流量区间内对应的预设频率段。
具体的，在本申请中根据水流量值限定频率段范围的具体手段是通过将采集的实时水流量值与额定水流量值进行对比，将其比值与系统的额定频率进行比对，匹配系统频率以保证系统运行正常。
步骤S4：控制所述热泵机组的压缩机在所述预设频率段范围内运行。
确定当前水流量值所处的预设流量区间，并使得热泵机组在该预设流量区间对应的频率段内运行。从而使得不同水流量值输入至换热器时，热泵机组能够迅速调节至相匹配的频率，保证热泵机组运行正常。在本申请实施例中，并不将频率限定为某一具体数值，而是通过水流量值对应的频率段，限制压缩机频率调节的范围，从而使得热泵机组不会超出正常的运行工况，实现稳定运行。
本申请的热泵机组的压缩机频率控制方法，能够通过获取当前的水流量值，并根据预设的该水流量值所处的预设流量区间与对应预设的频率段，快速调节热泵机组的频率至预设频率区间内运行，使得热泵机组的运行状态能够快速的响应外部工况的而变化，解决了传统技术中通过冷媒系统的压力、排气温度等参数变化所导致的保护滞后问题，保证了热泵机组在水流量变化的过程中，热泵机组的稳定性，提高了元器件的使用寿命。为了能够精确的控制水流量与频率的变换，在一个优选的实施例中，第一流量区间包括多个子流量区间，预设频率段包括与所述子流量区间对应的多个预设子频率段。
在步骤S3中，所述获取该第一流量区间所对应的预设频率段，包括:
步骤S31：确定所述水流量值所位于的所述子流量区间。
步骤S32：获取该子流量区间所对应的预设子频率段。
在步骤S4中，所述控制所述热泵机组的压缩机在所述预设的频率段范围内运行，包括：
步骤S41：控制所述热泵机组的压缩机在所述预设子频率段范围内运行。
在一个具体的例子中，该子流量区间分别设置为：第一子流量区间，大于所述额定水流量的20％，小于所述额定水流量的35％；第二子流量区间，大于所述额定水流量的35％，小于所述额定水流量的50％；第三子流量区间，大于所述额定水流量的50％，小于所述额定水流量的65％；第四子流量区间，大于所述额定水流量的65％，小于所述额定水流量的80％。与之对应的预设子频率段为第一子频率段、第二子频率段、第三子频率段和第四子频率段。其中，子频率段的频率范围设置，可参照水流量值与额定水流量值的比值设定，或根据实验结果设定。
设置不同的子流量区间，对应的第一流量区间内的频率段范围也设置有子频率段范围，有利于热泵机组在水流量变化引起热泵机组输出不稳定时，及时改变压缩机频率。保证了热泵机组不会在水流量轻微变化时频繁调节频率，以及在水流量变化过大时不能及时调节频率。
在一个优选的实施例中，预设流量区间还包括第二流量区间，所述第二流量区间指示所述水流量值低于所述第一阈值。所述方法还包括：
步骤S5：当所述水流量值位于所述第二流量区间，控制所述热泵机组的压缩机停止运行。
该第二流量区间用于在水流量过低时关闭压缩机。水流量过低，则在进水温度不变的情况下，温差在加大，但由于出水水温和压缩的排气和功率是线性关系，出水温度过高会导致系统运行的排气、和功率异常，产生系统故障。此时，及时关闭压缩机，给与热泵机组保护。
优选的，该第二流量区间低于第一阈值，即该第二流量区间为低于额定水流量的20％。在其他实施例中，该第二流量区间可以根据热泵机组对水流量的需求而设定不同的值。
在一个优选的实施例中，所述预设流量区间还包括第三流量区间，所述第三流量区间指示所述水流量值高于所述第二阈值；所述方法还包括：
步骤S6：当所述水流量值位于所述第三流量区间，控制所述热泵机组的压缩机以额定频率运行。
该第三流量区间用于指示水流量值够大足以使得热泵机组以额定功率运行，因此，不需要对压缩机的频率进行限制。具体的该第三流量区间高于第二阈值，即第三流量区间高于额定水流量的80％。在其他实施例中，该第二流量区间可以根据热泵机组对水流量的需求而设定不同的值。
如果水流量输入的来源不够稳定，例如，刚打开供水口或者是关闭供水口时，水流量值会在短时间内变化较大，但是此时的变化不是持续性的，如果立刻调节压缩机频率会导致压缩机的损耗。因此，在一个优选的实施例中，在步骤S4，控制所述热泵机组的压缩机在所述预设子频率段范围内运行前，该方法还包括：
步骤S7：判断在预设的时间段内，所述水流量值是否持续位于所述子流量区间内。
该预设的时间段用于评估水流量输出的稳定性，在水流量变化时，给压缩机调节的缓冲时间。当在一段时间内水流量输出保持在同一水流量取件，则可以切换压缩机的频率段。具体的，该预设的时间段可以是三十秒。在其他实施例中，可以根据压缩机的调节机制设置不同长短的时间。
与上述的热泵机组的压缩机频率控制方法相对应，如图3所示，本申请还提供一种热泵机组的压缩机频率控制装置300，包括：
水流量值获取模块310，用于获取所述热泵机组的水流量值。
预设流量区间获取模块320，用于确定所述水流量值所位于的预设流量区间，其中，所述预设流量区间包括第一流量区间，所述第一流量区间指示所述水流量值高于第一阈值且低于第二阈值，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值。
预设频率段获取模块330，用于当所述水流量值位于所述第一流量区间，获取该第一流量区间所对应的预设频率段。
运行模块340，用于控制所述热泵机组的压缩机在所述预设频率段范围内运行。
在一个可选的例子中，所述第一流量区间包括多个子流量区间，所述预设频率段包括与所述子流量区间对应的多个预设子频率段；
预设频率段获取模块330包括：
子流量区间获取单元，用于确定所述水流量值所位于的所述子流量区间；
子频率段获取单元，用于获取该子流量区间所对应的预设子频率段；
运行模块340，包括：
第一运行单元，用于控制所述热泵机组的压缩机在所述预设子频率段范围内运行。
在一个可选的例子中，所述预设流量区间还包括第二流量区间，所述第二流量区间指示所述水流量值低于所述第一阈值；该装置300还包括：
停机模块，用于当所述水流量值位于所述第二流量区间，控制所述热泵机组的压缩机停止运行。
在一个可选的例子中，所述预设流量区间还包括第三流量区间，所述第三流量区间指示所述水流量值高于所述第二阈值；该装置300还包括：
额定运行模块，用于当所述水流量值位于所述第三流量区间，控制所述热泵机组的压缩机以额定频率运行。
在一个可选的例子中，该装置300还包括：
缓冲模块，用于判断在预设的时间段内，所述水流量值是否持续位于所述子流量区间内。
与上述的一种热泵机组的压缩机频率控制方法相对应，本申请还提供一种设备，包括至少一个存储器和至少一个处理器；
所述存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述任一项所述的热泵机组的压缩机频率控制方法的步骤。
上述设备中各个组件的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。对于设备实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的组件可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
与上述的热泵机组的压缩机频率控制方法相对应，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述方法的步骤。
本公开可采用在一个或多个其中包含有程序代码的存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。计算机可用存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于：相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
应当理解的是，本申请实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请实施例的范围仅由所附的权利要求来限制。以上所述实施例仅表达了本申请实施例的几种实施方式，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，在不脱离本申请实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请实施例的保护范围。

Claims (10)

1.一种热泵机组的压缩机频率控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
获取所述热泵机组的水流量值；
确定所述水流量值所位于的预设流量区间，其中，所述预设流量区间包括第一流量区间，所述第一流量区间指示所述水流量值高于第一阈值且低于第二阈值，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值；
当所述水流量值位于所述第一流量区间，获取该第一流量区间所对应的预设频率段；
控制所述热泵机组的压缩机在所述预设频率段范围内运行。
2.根据权利要求1所述的一种热泵机组的压缩机频率控制方法，其特征在于，所述第一流量区间包括多个子流量区间，所述预设频率段包括与所述子流量区间对应的多个预设子频率段；所述获取该第一流量区间所对应的预设频率段，包括:
确定所述水流量值所位于的所述子流量区间；
获取该子流量区间所对应的预设子频率段；
所述控制所述热泵机组的压缩机在所述预设的频率段范围内运行，包括：
控制所述热泵机组的压缩机在所述预设子频率段范围内运行。
3.根据权利要求1所述的一种热泵机组的压缩机频率控制方法，其特征在于，所述预设流量区间还包括第二流量区间，所述第二流量区间指示所述水流量值低于所述第一阈值；所述方法还包括：
当所述水流量值位于所述第二流量区间，控制所述热泵机组的压缩机停止运行。
4.根据权利要求1所述的一种热泵机组的压缩机频率控制方法，其特征在于，所述预设流量区间还包括第三流量区间，所述第三流量区间指示所述水流量值高于所述第二阈值；所述方法还包括：
当所述水流量值位于所述第三流量区间，控制所述热泵机组的压缩机以额定频率运行。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种热泵机组的压缩机频率控制方法，其特征在于:
所述第一阈值预设为额定水流量的20％，所述第二阈值预设为额定水流量的80％。
6.根据权利要求2所述的一种热泵系统的控制方法，其特征在于，控制所述热泵机组的压缩机在所述预设子频率段范围内运行前，该方法还包括：
判断在预设的时间段内，所述水流量值是否持续位于所述子流量区间内。
7.一种热泵机组的压缩机频率控制装置，其特征在于，包括：
水流量值获取模块，用于获取所述热泵机组的水流量值；
预设流量区间获取模块，用于确定所述水流量值所位于的预设流量区间，其中，所述预设流量区间包括第一流量区间，所述第一流量区间指示所述水流量值高于第一阈值且低于第二阈值，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值；
预设频率段获取模块，用于当所述水流量值位于所述第一流量区间，获取该第一流量区间所对应的预设频率段；
运行模块，用于控制所述热泵机组的压缩机在所述预设频率段范围内运行。
8.根据权利要求7所述的一种热泵机组的压缩机频率控制装置，其特征在于：所述第一流量区间包括多个子流量区间，所述预设频率段包括与所述子流量区间对应的多个预设子频率段；
所述预设频率段获取模块包括：
子流量区间获取单元，用于确定所述水流量值所位于的所述子流量区间；
子频率段获取单元，用于获取该子流量区间所对应的预设子频率段；
所述运行模块，包括：
第一运行单元，用于控制所述热泵机组的压缩机在所述预设子频率段范围内运行。
9.一种控制器，其特征在于，包括：
至少一个存储器和至少一个处理器；
所述存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1至6任一项所述的热泵机组的压缩机频率控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：
所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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