CN116025964B - 热泵机组及其变频模块冷却控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热泵机组及其变频模块冷却控制方法。所述热泵机组设有第一节流阀，其两端并联一支路，该支路上依次设有用于变频模块冷却的散热部件和第二节流阀，当机组制热时利用热泵机组的室外换热器风机对变频模块进行散热，当机组制冷时利用热泵机组的室外换热器冷凝后的冷媒对变频模块进行散热。本发明很好地解决了变频模块冷却时的凝露问题。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种热泵机组及其变频模块冷却控制方法。
背景技术
对于采用变频压缩机的空调系统而言,当空调系统在温度较高的环境下运行时，变频模块温度过高会导致压缩机限频,而降频运行会导致压缩机输出下降,甚至导致空调系统停机。现有技术中常用的方法是将变频模块的散热部件设置在主流路的电子膨胀阀的后端,通过节流后的冷媒给变频模块降温。这种方式容易在变频模块上凝露，而凝露容易对变频模块的电器元件造成损坏。为防止变频模块凝露，一种方式是从压缩机排气管道引出一条与变频模块散热部件连通的支路,利用高温气体与液态冷媒混合防止变频模块凝露。这种方式控制部分比较复杂，而且从压缩机排气引出部分冷媒容易造成机组能力降低，影响换热效果，同时系统中阀门介入较多，安装维护成本较高。
发明内容
本发明提出一种热泵机组及其变频模块冷却控制方法，以解决变频模块冷却过程中的凝露问题。
本发明提出一种热泵机组变频模块的冷却控制方法，所述热泵机组设有第一节流阀，其两端并联一支路，该支路上依次设有用于变频模块冷却的散热部件和第二节流阀，热泵机组制热运行时第一节流阀开启，第二节流阀关闭，利用室外换热器风机对变频模块进行散热，机组制冷运行时第一节流阀关闭，第二节流阀开启，利用室外换热器冷凝后的冷媒对变频模块进行散热。
所述室外换热器风机的控制包括，先对风机进行初始化操作，然后根据变频模块的温度控制风机的转数。
所述初始化操作包括：
当高压排气温度与环境温度的差值大于T1且小于等于T2时，风机转数维持当前档位；
当高压排气温度与环境温度的差值大于T2时，将风机转数从当前档位上调一档,每调一档维持时间t1后，若仍满足此条件，则再调高一档，直至调到最高档位为止；
当高压排气温度与环境温度的差值小于等于T1时，将风机转数从当前档位下调一档,每调一档维持时间t1后，若仍满足此条件，则再调低一档。
优选地，所述T1为0℃，所述T2为10℃，所述时间t1为60s。
初始化结束后，连续时间t2检测变频模块温度，并按以下方式控制风机转数：
当变频模块温度小于第一温度设定值a时，风机转数按照冷凝器负荷控制；
当变频模块温度大于第一温度设定值a且小于等于第二温度设定值b时，使风机转数维持在当前档位；
当变频模块温度大于第二温度设定值b且小于第三温度设定值m时，则将风机从当前档位上调一档，每调一档后维持时间t3，若仍满足此条件，继续调高一档，直到调至风机最高档位为止；
当变频模块温度大于第三温度设定值m时，则将风机转数直接升至最高档位，压缩机降频H值运行。
优选地，所述时间t2为3秒，所述时间t3为120s，所述第一温度设定值a为80℃，所述第二温度设定值b为85℃，所述第三温度设定值m为90℃，所述H值为5Hz。
热泵机组制热运行时，第一节流阀的开度按压缩机的吸气过热度控制。
当热泵机组制冷模式运行时，第二节流阀的开度按压缩机的吸气过热度和室外换热器的冷凝过冷度控制，冷凝过热度的控制优先于吸气过热度的控制。
所述第二节流阀的冷凝过冷度按以下方式控制：
当实际冷凝过冷度小于等于第一过冷度设定值c时，调小第二节流阀的开度；
当实际冷凝过冷度大于第一过冷度设定值c且小于第二过冷度设定值d时，第二节流阀按压缩机吸气过热度控制；
当实际冷凝过冷度大于等于第二过热度设定值d时，第二节流阀按压缩机吸气过热度控制且不允许调小。
优选地，所述第一过冷度设定值c为0℃，所述第二过冷度设定值d为5℃。
本发明还提出一种热泵机组，所述热泵机组使用上述变频模块的冷却控制方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、利用室外换热器冷凝后的冷媒与变频模块的温差进行散热，解决了冷媒对变频模块降温过程中出现凝露的问题；
2、在机组制冷时通过判断第二节流阀的冷凝过热度调节第二节流阀的开度，进一步防止变频模块凝露；
3、区分制冷、制热运行模式，有针对性地对变频模块进行冷却，减少对系统输出的影响。
附图说明
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，其中：
图1为本发明提出的热泵机组的系统图；
图2为本发明提出的变频模块冷却控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本发明，并不对本发明构成限制。
图1为热泵机组的系统图，包括变频压缩机1、四通阀2、室外换热器3、第一节流阀4、室内换热器5和气液分离器6。当热泵机组在温度较高的环境下运行时，变频模块温度过高会导致压缩机不得不限频、降频运行，甚至导致空调系统停机。为解决这一问题，本发明提出的技术方案在第一节流阀4的两端并联一支路，该支路上设有散热部件7和第二节流阀8。散热部件用于变频模块的散热，紧贴着变频模块安装。该实施例中第一节流阀4和第二节流阀8使用电子膨胀阀。
本发明提出的变频模块冷却方法，当热泵机组制热运行时利用室外换热器风机对变频模块进行散热，当机组制冷运行时利用室外换热器冷凝后的冷媒对变频模块进行散热。
图2为本发明提出的变频模块冷却控制方法的流程图。
机组制热时环境温度较低，变频模块温升较慢，对机组运行影响较小，同时变频模块温度与环境温度的温差较大，可通过室外换热器风机吹掠变频模块的散热部件进行散热，达到变频模块散热效果。
机组制热运行时，第一节流阀4开启，第二节流阀8关闭。室外换热器的风机转数按以下方式控制：
一、首先对风机进行初始化操作。
运行后机组通过高压传感器检测排气压力下对应的饱和温度T高压；
①当T1＜T高压-T环温≤T2时，风机维持当前档位，该实施例中T1为0℃，T2为10℃；
②当T高压-T环温＞T2时，风机在当前档位调高一档；每调一档后维持时间t1后，若仍满足此条件，则再调高一档，直至调至最高档为止；
③当T高压-T环温≤T1时，风机在当前档位调低一档，每调一档后维持t1后，若仍满足此条件，则再调低一档，直至调至最低档位为止。
该实施例中，t1为60s。
二、初始化结束后的控制。
初始化结束后，连续时间t2检测变频模块温度Tm，并按以下方式控制风机转数：
当变频模块温度Tm小于第一温度设定值a时，Tm＜a，风机按照冷凝器负荷控制；
当变频模块温度Tm大于第一温度设定值a且小于等于第二温度设定值b时，a＜Tm≤b时，使风机转数维持在当前档位；
当变频模块温度Tm大于第二温度设定值b且小于第三温度设定值m时，b＜Tm＜m，则将风机从当前档位上调一个档次，每调一档后维持时间t3，若仍满足此条件，继续调高一个档次，直到调至风机最高档位为止；
当变频模块温度Tm大于第三温度设定值m时，Tm≥m，则将风机转数直接升至最高档位，且压缩机降频H值运行。
上述实施例中，时间t2为3秒，时间t3为120s，第一温度设定值a为80℃，第二温度设定值b为85℃，第三温度设定值m为90℃，H值为5HZ。
第一节流阀的开度按压缩机的吸气过热度控制，控制吸气过热度每30秒更新一次开度，如开度超出调整范围，则按上下限定值运行。通常，上限值为1，下限值为0。
当第一节流阀的实际过热度Tr大于等于0且小于1时，0≤Tr≤1，维持当前开度不变；
当第一节流阀的实际过热度Tr小于0时，Tr＜0，第二节流阀增加一个变量△Pk；
当第一节流阀的实际过热度Tr大于1时，Tr＞1，第二节流阀减少一个变量△Pk。
当前开度Pk+1＝原有开度Pk+变化开度△Pk；
开度变化△Pk＝实际过热度Tr-目标过热度Tt；
实际过热度Tr＝T气管-T低压。
热泵机组制冷时环境温度较高，压缩机运行后，变频模块温度升高明显，此时，第一节流阀4关闭，第二节流阀8开启，从室外换热器3出口的冷媒导入支路先通过散热部件7，再经过第二节流阀8后送入室内制冷。变频模块紧密贴合在散热部件7上，利用室外换热器3冷凝后的冷媒对变频模块进行散热。
制冷时室外温度较高，此时变频模块温度基本高于70℃，冷媒在室外换热器冷凝后温度一般在40℃以下，变频模块温度与冷媒温度存在较大的温差，可以给变频模块散热。这种设计有效地防止了冷却过程在变频模块出现化霜的情况。
在制冷循环中需要保证冷媒经室外换热器冷凝后具有一定的过冷度，一般是0-5℃，本申请通过调节第二节流阀的开度保证冷凝过冷度。
第二节流阀的冷凝过冷度按以下方式控制：
使第二节流阀保持一定的过冷度可以使进入散热部件的冷媒温度更低一些。冷凝过冷度Tg＝T高压-Tj，其中T高压为高压压力对应的饱和温度，Tj为节流前温度。
当实际冷凝过冷度Tg小于等于第一过冷度设定值c时，Tg≤c，调小第二节流阀8的开度；
当实际冷凝过冷度Tg大于第一过冷度设定值c且小于第二过冷度设定值d时，c＜Tg＜d，第二节流阀按压缩机吸气过热度控制；
当实际冷凝过冷度大于等于第二过热度设定值时，Tg≥d，第二节流阀按压缩机吸气过热度控制且不允许调小。
该实施例中，第一过冷度设定值c为0℃，第二过冷度设定值d为5℃。
在制冷模式运行中，第二节流阀的开度也要参与压缩机的吸气过热度控制，吸气过热度控制优先级小于冷凝过冷度控制优先级。
本发明设计的热泵机组及其变频模块的冷却方法，在机组制热运行时利用室外换热器风机对变频模块进行散热，在机组制冷运行时利用室外换热器冷凝后的冷媒对变频模块进行散热，很好地解决了变频模块凝露问题。
以上所述仅为本发明的具体实施方式。应当指出的是，凡在本发明构思的精神和框架内所做出的任何修改、等同替换和变化，都应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种热泵机组变频模块的冷却控制方法，所述热泵机组设有第一节流阀，其两端并联一支路，该支路上依次设有用于变频模块冷却的散热部件和第二节流阀，其特征在于，热泵机组制热运行时第一节流阀开启，第二节流阀关闭，利用热泵机组的室外换热器风机对变频模块进行散热；热泵机组制冷运行时第一节流阀关闭，第二节流阀开启，利用热泵机组的室外换热器冷凝后的冷媒对变频模块进行散热，
所述第二节流阀的冷凝过冷度按以下方式控制：
当实际冷凝过冷度小于等于第一过冷度设定值c时，调小第二节流阀的开度；
当实际冷凝过冷度大于第一过冷度设定值c且小于第二过冷度设定值d时，第二节流阀按压缩机吸气过热度控制；
当实际冷凝过冷度大于等于第二过热度设定值d时，第二节流阀按压缩机吸气过热度控制且不允许调小。
2.如权利要求1所述的冷却控制方法，其特征在于，室外换热器风机的控制包括，先对风机进行初始化操作，然后根据变频模块的温度控制风机的转数。
3.如权利要求2所述的冷却控制方法，其特征在于，所述初始化操作包括：
当高压排气温度与环境温度的差值大于T1且小于等于T2时，风机转数维持当前档位；
当高压排气温度与环境温度的差值大于T2 时，将风机转数从当前档位上调一档,每调一档后维持时间t1，若仍满足此条件，则再调高一档，直至调到最高档位为止；
当高压排气温度与环境温度的差值小于等于T1 时，将风机转数从当前档位下调一档,每调一档后维持时间t1，若仍满足此条件，则再调低一档。
4.如权利要求3所述的冷却控制方法，其特征在于，所述T1为0℃，所述T2为10℃，所述时间t1为60s。
5.如权利要求2所述的冷却控制方法，其特征在于，初始化结束后，连续时间t2检测变频模块温度，并按以下方式控制风机转数：
当变频模块温度小于第一温度设定值a时，风机转数按照冷凝器负荷控制；
当变频模块温度大于第一温度设定值a且小于等于第二温度设定值b 时，使风机转数维持在当前档位；
当变频模块温度大于第二温度设定值b且小于第三温度设定值m 时，则将风机从当前档位上调一档，每调一档后维持时间t3，若仍满足此条件，继续调高一档，直到调至风机最高档位为止；
当变频模块温度大于第三温度设定值m 时，则将风机转数直接升至最高档位，且压缩机降频H值运行。
6.如权利要求5所述的冷却控制方法，其特征在于，所述时间t2为3秒，所述时间t3为120s，所述第一温度设定值a为80℃，所述第二温度设定值b为85℃，所述第三温度设定值m为90℃，所述H值为5Hz。
7.如权利要求1所述的冷却控制方法，其特征在于，热泵机组制热运行时，第一节流阀的开度按压缩机的吸气过热度控制。
8.如权利要求1所述的冷却控制方法，其特征在于，所述第一过冷度设定值c为0℃，所述第二过冷度设定值d为5℃。
9.一种热泵机组，其特征在于，所述热泵机组使用权利要求1至8任一条所述的冷却控制方法。
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