CN116412494A - 热泵空调系统控制方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轨道交通(地铁)车辆空调设计与制造技术领域，特别是涉及一种热泵空调系统控制方法及其系统。该热泵空调系统控制方法包括：判断热泵空调系统当前所处的模式；若热泵空调系统处于制热模式，获取压缩机吸气口处的第一压力值Pi，与第一预设压力阈值Pde1比较，若Pi＜Pde，则控制热泵空调系统切换至除霜模式；若热泵空调系统处于除霜模式，获取压缩机排气口处的第二压力值Pd，与第二预设压力阈值Pde2比较，若Pd＞Pde2，则控制热泵空调系统退出除霜模式。本发明还提供一种热泵空调系统，上述热泵空调系统控制方法应用于热泵空调系统。与现有技术相比，本发明的优点在于：便于对热泵空调系统100进行实时除霜控制，且设定值也能通过程序实时进行更改。

Description

热泵空调系统控制方法及其系统
技术领域
本发明涉及轨道交通车辆空调设计与制造技术领域，特别是涉及一种热泵空调系统控制方法及其系统。
背景技术
现有的热泵空调系统在冬季时空调进行制热，当环温低且湿度大时，室外换热器会结冰，热泵空调系统几乎都有一个化霜过程。常用的化霜控制使用室内外盘管温度传感器和高低压开关配合，压力开关无法在检测器中实时检测。随着空调智能化数字化的推进，高低压开关必将被替换。
在轨交制冷系统中，都是通过高低压开关与室外盘管温度传感器之间配合检测制冷剂的压力和温度来判断是否应该对系统进行除霜，而且，高低压开关是出厂设置有设定值，连接在空调管路上，当系统检测到达到设定值则会进行除霜，并不能实时传输检测的压力值，且设定值也不能通过程序进行更改。
发明内容
有鉴于此，针对上述技术问题，本发明一实施方式中提供了一种热泵空调系统控制方法。
本发明一实施方式中为解决上述技术问题，提供了如下技术方案：一种热泵空调系统控制方法，应用于热泵空调系统中，所述热泵空调系统控制方法包括：判断所述热泵空调系统当前所处的模式；若所述热泵空调系统处于制热模式，获取压缩机吸气口处的第一压力值Pi，并与第一预设压力阈值Pde1比较，若Pi＜Pde，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式；若所述热泵空调系统处于除霜模式，获取压缩机排气口处的第二压力值Pd，并与第二预设压力阈值Pde2比较，若Pd＞Pde2，则控制所述热泵空调系统退出除霜模式。
可以理解的是，本申请通过采用所述热泵空调系统控制方法，从而便于通过所述控制器对所述热泵空调系统进行实时除霜控制，且设定值也能通过程序实时进行更改，简化了对所述热泵空调系统进行除霜的控制流程，避免所述热泵空调系统中的室外换热器结冰而影响所述热泵空调系统的正常运行。
在其中一个实施例中，所述热泵空调系统控制方法还包括：获取环境温度值T；在预设时间Xmin内，若环境温度值T＞t1℃,且所述第一压力值持续Pi＜P1，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式，其中，当环境温度值T＞t1℃时，所述第一预设压力阈值Pde1为P1。
在其中一个实施例中，所述热泵空调系统控制方法还包括：获取环境温度值T；在预设时间Xmin内，若环境温度值t1℃≥T＞t2℃，且所述持续第一压力值Pi＜P2，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式，其中，当环境温度值t1℃≥T＞t2℃时，所述第一预设压力阈值Pde1为P2。
在其中一个实施例中，所述热泵空调系统控制方法还包括：获取环境温度值T；在预设时间Xmin内，若环境温度值t2℃≥T＞t3℃，且所述第一压力值持续Pi＜P3，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式，其中，当环境温度值t2℃≥T＞t3℃时，所述第一预设压力阈值Pde1为P3。
在其中一个实施例中，所述热泵空调系统控制方法还包括：获取环境温度值T；在预设时间Xmin内，若环境温度值T≤t3℃，且所述第一压力值持续Pi＜P4，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式，其中，当环境温度值T≤t3℃时，所述第一预设压力阈值Pde1为P4。
在其中一个实施例中，所述热泵空调系统控制方法还包括：获取环境温度值T；在预设时间Yh内，若环境温度值持续T≤t3℃时，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式。
在其中一个实施例中，所述热泵空调系统控制方法还包括：获取所述压缩机排气口的第二压力值Pd，并与第二预设压力阈值Pde2相比较；在预设时间Ns内，若Pd＞Pde2，则控制所述热泵空调系统退出除霜模式。
在其中一个实施例中，所述热泵空调系统控制方法还包括：在预设时间Ndes内，若所述热泵空调系统处于除霜模式，则控制所述热泵空调系统退出除霜模式。
在其中一个实施例中，所述热泵空调系统控制方法还包括：获取所述压缩机排气口的第二压力值为Pd，并与第三预设压力阈值Pde3比较；若Pd＞Pde3,则控制所述热泵空调系统退出除霜模式。
本发明一实施方式中还提供如下技术方案：
一种热泵空调系统，所述热泵空调系统通过所述热泵空调系统控制方法控制。
与现有技术相比，本发明一实施方式中提供的所述热泵空调系统控制方法，通过采用所述热泵空调系统控制方法，从而便于通过所述控制器对所述热泵空调系统进行实时除霜控制，且设定值也能通过程序实时进行更改，简化了对所述热泵空调系统进行除霜的控制流程，避免所述热泵空调系统中的室外换热器结冰而影响所述热泵空调系统的正常运行。
附图说明
图1为本发明提供的热泵空调系统控制方法的控制逻辑原理示意图；
图2为本发明提供的热泵空调系统的原理示意图。
图中各符号表示含义如下：
100、热泵空调系统；10、第一系统；11、第一室外换热器；12、第二室外换热器；13、第一室内换热器；14、第一压缩机；141、第一压力传感器；142、第二压力传感器；20、第二系统；21、第三室外换热器；22、第四室外换热器；23、第二室内换热器；24、第二压缩机；241、第三压力传感器；242、第四压力传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1及图2，本发明一实施方式中提供的一种热泵空调系统控制方法应用于热泵空调系统100中，用于通过控制器实时监测并控制热泵空调系统100进入/退出除霜模式。
现有的热泵空调系统在冬季时空调进行制热，当环温低且湿度大时，室外换热器会结冰，热泵空调系统几乎都有一个化霜过程。常用的化霜控制使用室内外盘管温度传感器和高低压开关配合，压力开关无法在检测器中实时检测。随着空调智能化数字化的推进，高低压开关必将被替换。
在轨交制冷系统中，都是通过高低压开关与室外盘管温度传感器之间配合检测制冷剂的压力和温度来判断是否应该对系统进行除霜，而且，高低压开关是出厂设置有设定值，连接在空调管路上，当系统检测到达到设定值则会进行除霜，并不能实时传输检测的压力值，且设定值也不能通过程序进行更改。
如图1所示，为解决现有的热泵空调系统存在的问题，本发明一实施方式中提供了一种热泵空调系统100控制方法，包括如下步骤：
判断热泵空调系统100当前所处的模式；
若热泵空调系统100处于制热模式，获取压缩机吸气口处的第一压力值Pi，并与第一预设压力阈值Pde1比较，若Pi＜Pde1，则控制热泵空调系统100切换至除霜模式；
若热泵空调系统100处于除霜模式，获取压缩机排气口处的第二压力值Pd，并与第二预设压力阈值Pde2比较，若Pd＞Pde2，则控制热泵空调系统100退出除霜模式。
本申请通过采用热泵空调系统100控制方法，从而便于通过采用热泵空调系统控制方法，从而便于通过控制器对热泵空调系统100进行实时除霜控制，且其中的设定值也能通过程序实时进行更改，简化了对热泵空调系统100进行除霜的控制流程，避免热泵空调系统100中的室外换热器结冰而影响热泵空调系统100的正常运行。
如图2所示，本发明还提供一种热泵空调系统100，热泵空调系统100控制方法应用于所述热泵空调系统100中，热泵空调系统100包括相互独立运行的第一系统10和第二系统20，第一系统10包括第一室外换热器11、第二室外换热器12和第一室内换热器13，第一室外换热器11和第二室外换热器12并联连接，且分别与第一室内换热器13串联连接；第二系统20包括第三室外换热器21、第四室外换热器22和第二室内换热器23，第三室外换热器21和第四室外换热器22并联连接，且分别与第二室内换热器23串联连接；第一系统10还包括第一压缩机14，第一压缩机14的排气口分别连接第一室外换热器11和第二室外换热器12，第一压缩机14的吸气口分别连接第一室内换热器13和第二室内换热器23；第二系统20还包括第二压缩机24，第二压缩机24的排气口分别连接第三室外换热器21和第四室外换热器22，第二压缩机24的吸气口分别连接第一室内换热器13和第二室内换热器23；第一压缩机14的吸气口设有第一压力传感器141，第一压缩机14的排气口设有第二压力传感器142，第二压缩机24的吸气口设有第三压力传感器241，第二压缩机24的排气口设有第四压力传感器242。
其中，第一压力传感器141和第三压力传感器241均用于获取第一压缩机14和第二压缩机24吸气口处的第一压力值Pi，第二压力传感器142和第四压力传感器242均用于获取第一压缩机14和第二压缩机24排气口处的第二压力值Pd。第一压力传感器141、第二压力传感器142、第三压力传感器241和第四压力传感器242可以检测制冷剂压力值并且对控制器实时传输检测到的压力值，且第一压力传感器141、第二压力传感器142、第三压力传感器241和第四压力传感器242中的设定值也可以通过程序实时进行更改。
需要说明的是，压力通常与制冷剂状态有关，制冷剂状态因制冷剂和外界环境换热而与外界环境有关。当热泵空调系统100处于制热状态时，第一室外换热器11、第二室外换热器12以及第三室外换热器21、第四室外换热器22分别与第一压缩机14的吸气口和第二压缩机24的吸气口相连接，此时如果第一室外换热器11、第二室外换热器12以及第三室外换热器21、第四室外换热器22结霜，那么附着在翅片上的霜层则会影响第一室外换热器11、第二室外换热器12以及第三室外换热器21、第四室外换热器22换热管的换热效率，会导致第一室外换热器11、第二室外换热器12以及第三室外换热器21、第四室外换热器22吸热困难，那么流动至第一压缩机14的吸气口和第二压缩机24的吸气口处的制冷剂的温度则会降低，进而使得流动至第一压缩机14的吸气口和第二压缩机24的吸气口处的制冷剂的压力降低，此时通过第一压力传感器141和第三压力传感器241检测第一压缩机14的吸气口和第二压缩机24的吸气口处的制冷剂第一压力值Pi，并与第一预设压力阈值Pde1比较，就能知道是否应该对热泵空调系统100进行除霜；反之，当热泵空调系统100进入除霜模式后，第一室外换热器11、第二室外换热器12以及第三室外换热器21、第四室外换热器22分别与第一压缩机14的排气口和第二压缩机24的排气口相连接，热泵空调系统100通过控制器对第一压缩机14的排气口和第二压缩机24的排气口的压力值进行设定为第二预设压力阈值Pde2，当室外换热器充分融霜以后，第二压力传感器142和第四压力传感器242获取到第一压缩机14的排气口和第二压缩机24的排气口的第二压力值Pd达到第二预设压力阈值Pde2后，控制器便控制热泵空调系统100自动退出除霜模式。
由于制冷剂状态因制冷剂和外界环境换热而与外界环境有关，因此为了进一步对热泵空调系统100是否进入除霜模式进行精确的控制，需要根据不同的环境温度对第一预设压力阈值Pde1进行不同的设定。
也就是说，当环境温度比较高的时候，第一室外换热器11、第二室外换热器12以及第三室外换热器21、第四室外换热器22通常情况下均可以通过环境温度来融霜，而当环境温度比较低的时候，则需要通过将热泵空调系统100切换至除霜模式来融霜。因此当环境温度比较高的时候，第一预设压力阈值Pde1就可以相对设置的比较高，当环境温度比较低的时候，第一预设压力阈值Pde1就可以相对设置的比较低。
将环境温度划分为不同的区域，且在热泵空调系统100中设置检测环境温度的室外环温传感器(图未示)。在其中一种情况下，在预设时间Xmin内，此时通过室外环温传感器获取环境温度值T，若室外环温传感器检测到环境温度值T＞t1℃，且第一压力值持续Pi＜P1时，控制器则控制热泵空调系统100切换至除霜模式；其中，当环境温度值T＞t1℃时，控制器自动将第一预设压力阈值Pde1设定为P1。
此处需要说明的是，在环境温度值T＞t1℃的情况下，控制器控制热泵空调系统100切换至除霜模式需要满足两个条件，一是第一压力值Pi＜P1的条件，二是在第一压力值Pi＜P1的情况下持续Xmin的条件，二者缺一不可。
在其中一种情况下，在预设时间Xmin内，此时通过室外环温传感器获取环境温度值T，若室外环温传感器检测到环境温度值t1℃≥T＞t2℃，且第一压力值为Pi＜P2时，控制器则控制热泵空调系统100切换至除霜模式；其中，当环境温度值t1℃≥T＞t2℃时，控制器自动将第一预设压力阈值Pde1设定为P2。
此处需要说明的是，在环境温度值t1℃≥T＞t2℃的情况下，控制器控制热泵空调系统100切换至除霜模式需要满足两个条件，一是第一压力值Pi＜P2的条件，二是在第一压力值Pi＜P2的情况下持续Xmin的条件，二者缺一不可。
在其中一种情况下，在预设时间Xmin内，此时通过室外环温传感器获取环境温度值T，若室外环温传感器检测到环境温度值t1℃≥T＞t2℃，且第一压力值为Pi＜P3时，控制器则控制热泵空调系统100切换至除霜模式；其中，当环境温度值t2℃≥T＞t3℃时，控制器自动将第一预设压力阈值Pde1设定为P3。
此处需要说明的是，在环境温度值t1℃≥T＞t2℃的情况下，控制器控制热泵空调系统100切换至除霜模式需要满足两个条件，一是第一压力值Pi＜P3的条件，二是在第一压力值Pi＜P3的情况下持续Xmin的条件，二者缺一不可。
在其中一种情况下，在预设时间Xmin内，此时通过室外环温传感器获取环境温度值T，若室外环温传感器检测到环境温度值T≤t3℃，且第一压力值为Pi＜P4时，控制器则控制热泵空调系统100切换至除霜模式；其中，当环境温度值T≤t3℃时，控制器自动将第一预设压力阈值Pde1设定为P4。
此处需要说明的是，在环境温度值T≤t3℃的情况下，控制器控制热泵空调系统100切换至除霜模式需要满足两个条件，一是第一压力值Pi＜P4的条件，二是在第一压力值Pi＜P4的情况下持续Xmin的条件，二者缺一不可。
在其中一种情况下，通过室外环温传感器获取环境温度值T，在预设时间Yh内，若环境温度值T≤t3℃，控制器则控制热泵空调系统100切换至除霜模式。
此处需要说明的是，在环境温度值T≤t3℃的情况下，控制器控制热泵空调系统100切换至除霜模式需要满足一个条件，就是在环境温度值T≤t3℃的情况下持续Yh。
值得注意的是，上述各温度值之间的大小关系为t1℃＞t2℃＞t3℃，上述各压力值之间的大小为P1＞P2＞P3＞P4，当环境温度值还处在t1℃≥T＞t3℃之间时，也就是此时环境温度并没有处于足够低的情况，那么此时通过控制器设定与环境温度值相对应的第一压力值Pi，当第一压力传感器141和第二压力传感器142检测到的第一压缩机14和第二压缩机24吸气口处的第一压力值Pi低于对应的第一预设压力阈值Pde1时，则表明第一室外换热器11、第二室外换热器12以及第三室外换热器21、第四室外换热器22已经结霜到一定程度了，热泵空调系统100需要进入除霜模式了，控制器则控制热泵空调系统100切换至除霜模式；而当环境温度值T≤t3℃持续Yh，也就是热泵空调系统100已经长时间处于环境温度足够低的情况了，那么此时不需要再通过压力值去判定热泵空调系统100是否需要进入除霜模式了，控制器直接控制热泵空调系统100切换至除霜模式。
当热泵空调系统100进入除霜模式后，热泵空调系统100处于制冷状态，对第一室外换热器11、第二室外换热器12以及第三室外换热器21、第四室外换热器22进行融霜，当融霜完成后，热泵空调系统100需要退出除霜模式继续进入制热模式，此时就需要靠设置在第一压缩机14和第二压缩机24排气口处的第二压力传感器142和第四压力传感器242来检测第一压缩机14和第二压缩机24排气口处的第二压力值Pd，控制器中设定第二预设压力阈值Pde2，在预设时间Ns内，当第二压力值Pd大于第二预设压力阈值Pde2时，控制器则控制热泵空调系统100退出除霜模式。
当然，热泵空调系统100也不能长时间处于除霜模式，除了通过压缩机排气口的压力值判定是否退出除霜模式以外，还可以通过除霜模式的运行时间来判定。在预设时间Ndes内，若热泵空调系统100处于除霜模式，控制器则控制热泵空调系统100退出除霜模式。
还存在一种情况，就是当热泵空调系统100处于除霜模式中，第二压力传感器142和第四压力传感器242获取到第一压缩机14和第二压缩机24排气口的第二压力值为Pd，并与第三预设压力阈值Pde3比较；若Pd＞Pde3,控制器则控制热泵空调系统100退出除霜模式。
值得注意的是，第三预设压力阈值Pde3远远大于第二预设压力阈值Pde2，当第二压力值Pd大于Pde3时，说明热泵空调系统100已经故障产生高压保护了，此时第二压力传感器142和第四压力传感器242检测到的第一压缩机14和第二压缩机24排气口的第二压力值Pd直线上升，因此此时也需要控制热泵空调系统100直接退出除霜模式。
另外，热泵空调系统100中也设置有制动开关，如果需要使得热泵空调系统100退出除霜模式也可以随时通过人工手动控制制动开关来控制除霜模式的启停。
本发明提供的热泵空调系统100控制方法，通过采用所述热泵空调系统控制方法，从而便于通过控制器对热泵空调系统100进行实时除霜控制，且设定值也能通过程序实时进行更改，简化了对热泵空调系统100进行除霜的控制流程，避免热泵空调系统100中的室外换热器结冰而影响热泵空调系统100的正常运行。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种热泵空调系统控制方法，应用于热泵空调系统中，其特征在于，所述热泵空调系统控制方法包括：
判断所述热泵空调系统当前所处的模式；
若所述热泵空调系统处于制热模式，获取压缩机吸气口处的第一压力值Pi，并与第一预设压力阈值Pde1比较，若Pi＜Pde，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式；
若所述热泵空调系统处于除霜模式，获取压缩机排气口处的第二压力值Pd，并与第二预设压力阈值Pde2比较，若Pd＞Pde2，则控制所述热泵空调系统退出除霜模式。
2.根据权利要求1所述的热泵空调系统控制方法，其特征在于，所述热泵空调系统控制方法还包括：
获取环境温度值T；
在预设时间Xmin内，若环境温度值T＞t1℃,且所述第一压力值持续Pi＜P1，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式，其中，当环境温度值T＞t1℃时，所述第一预设压力阈值Pde1为P1。
3.根据权利要求1所述的热泵空调系统控制方法，其特征在于，所述热泵空调系统控制方法还包括：
获取环境温度值T；
在预设时间Xmin内，若环境温度值t1℃≥T＞t2℃，且所述第一压力值持续Pi＜P2，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式，其中，当环境温度值t1℃≥T＞t2℃时，所述第一预设压力阈值Pde1为P2。
4.根据权利要求1所述的热泵空调系统控制方法，其特征在于，所述热泵空调系统控制方法还包括：
获取环境温度值T；
在预设时间Xmin内，若环境温度值t2℃≥T＞t3℃，且所述第一压力值持续Pi＜P3，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式，其中，当环境温度值t2℃≥T＞t3℃时，所述第一预设压力阈值Pde1为P3。
5.根据权利要求1所述的热泵空调系统控制方法，其特征在于，所述热泵空调系统控制方法还包括：
获取环境温度值T；
在预设时间Xmin内，若环境温度值T≤t3℃，且所述第一压力值持续Pi＜P4，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式，其中，当环境温度值T≤t3℃时，所述第一预设压力阈值Pde1为P4。
6.根据权利要求1所述的热泵空调系统控制方法，其特征在于，所述热泵空调系统控制方法还包括：
获取环境温度值T；
在预设时间Yh内，若环境温度值持续T≤t3℃，则控制所述热泵空调系统切换至除霜模式。
7.根据权利要求1所述的热泵空调系统控制方法，其特征在于，所述热泵空调系统控制方法还包括：
获取所述压缩机排气口的第二压力值Pd，并与第二预设压力阈值Pde2相比较；
在预设时间Ns内，若Pd＞Pde2，则控制所述热泵空调系统退出除霜模式。
8.根据权利要求1所述的热泵空调系统控制方法，其特征在于，所述热泵空调系统控制方法还包括：
在预设时间Ndes内，若所述热泵空调系统处于除霜模式，则控制所述热泵空调系统退出除霜模式。
9.根据权利要求3所述的热泵空调系统控制方法，其特征在于，所述热泵空调系统控制方法还包括：
获取所述压缩机排气口的第二压力值为Pd，并与第三预设压力阈值Pde3比较；
若Pd＞Pde3,则控制所述热泵空调系统退出除霜模式。
10.一种热泵空调系统，其特征在于，通过如权利要求1-9任意一项所述的热泵空调系统控制方法控制。
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