CN211716917U - 热泵及其最优过热度控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵及其最优过热度控制装置。热泵包括蒸发器和电子膨胀阀，蒸发器包括热源侧进水口、热源侧出水口、换热用入口和换热用出口，电子膨胀阀的出口连接蒸发器的换热用入口。最优过热度控制装置包括PLC控制器和分别设于蒸发器的热源侧进水口、换热用入口和换热用出口的第一、第二和第三温度传感器；PLC控制器连接第一、第二、第三温度传感器及电子膨胀阀。这种热泵及其最优过热度控制装置通过监测热源侧进水温度、蒸发器进口温度、蒸发器出口温度，根据相应的目标函数，PLC计算得出最优过热度与实际热度对比，进而调节电子膨胀阀开度，使系统过热度与最优过热度无限接近甚至相等，使系统始终在最佳性能系数状态。

Description

热泵及其最优过热度控制装置

技术领域

本实用新型涉及热泵技术，尤其涉及一种热泵及其最优过热度控制装置。

背景技术

热泵在运行过程中存在一个最优过热度，使系统在安全稳定运行的前提下保持性能系数最优。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种热泵及其最优过热度控制装置，通过监测热源侧进水温度，PLC控制器根据热源侧进水温度通过相应的目标函数，计算得出的最优过热度值K1与实际系统过热度值K2对比，进而通过调节电子膨胀阀的开度，使系统过热度与最优过热度值无限接近甚至相等。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一方面，本实用新型提出一种最优过热度控制装置。所述最优过热度控制装置应用于热泵，所述热泵包括蒸发器和电子膨胀阀，蒸发器包括热源侧进水口、热源侧出水口、换热用入口和换热用出口，电子膨胀阀包括入口和出口，电子膨胀阀的出口与蒸发器的换热用入口连接；所述最优过热度控制装置包括PLC控制器和分别设于蒸发器的热源侧进水口、换热用入口和换热用出口的第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器；所述PLC控制器与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、以及所述电子膨胀阀连接。

另一方面，本实用新型提出一种热泵。所述热泵包括上述最优过热度控制装置。

可选地，对于所述热泵，所述热泵为水源R744热泵。

可选地，所述热泵还包括与所述电子膨胀阀连接的回热器、以及与所述回热器连接的气冷器、压缩机和气液分离器。

与现有技术相比，本实用新型技术方案主要的优点如下：

本实用新型实施例的热泵及其最优过热度控制装置通过监测热源侧进水温度、蒸发器进口温度、蒸发器出口温度，根据相应的目标函数，通过PLC控制器计算得出的最优过热度值与实际系统过热度值对比，进而通过驱动电子膨胀阀调节开度，使系统过热度与最优过热度值无限接近甚至相等，使系统在不同工况下始终在最佳性能系数状态。系统在不同工况下始终保持最佳性能系数状态，产品更高效、节能，有效提高能效。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例提供的最优过热度控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型一个示例提供的图1所示的最优过热度控制装置的工作过程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1为本实用新型一个实施例提供的最优过热度控制装置的结构示意图。

如图1所示，该实施例提供的最优过热度控制装置应用于热泵，热泵包括蒸发器110和电子膨胀阀120，蒸发器110包括热源侧进水口、热源侧出水口、换热用入口和换热用出口，电子膨胀阀120包括入口和出口，电子膨胀阀120的出口与蒸发器110的换热用入口连接。该实施例的最优过热度控制装置200包括可编程逻辑控制器(PLC，Programmable LogicController)240和分别设置在蒸发器110的热源侧进水口、换热用入口和换热用出口的第一温度传感器210、第二温度传感器220和第三温度传感器230。PLC控制器240与第一温度传感器210、第二温度传感器220、第三温度传感器230、以及电子膨胀阀120连接。

本实用新型另一个实施例提供一种热泵，该热泵包括图1所示的最优过热度控制装置200。该热泵包括蒸发器110和电子膨胀阀120，蒸发器110包括热源侧进水口、热源侧出水口、换热用入口和换热用出口，电子膨胀阀120包括入口和出口，电子膨胀阀120的出口与蒸发器110的换热用入口连接。

该实施例的热泵还可以包括与电子膨胀阀120连接的回热器130、以及与回热器130连接的气冷器140、压缩机150和气液分离器160。其中，回热器130包括换热用高压入口、换热用高压出口、换热用低压入口、以及换热用低压出口。气冷器140包括换热用入口、换热用出口、使用侧进水口、以及使用侧出水口。压缩机150包括排气口、回气口和回油口。气液分离器160包括入口、出口、以及出油口。蒸发器110的换热用出口与气液分离器160的入口连接。气液分离器160的出油口与压缩机150的回油口连接。气液分离器160的出口与回热器130的换热用低压入口连接。回热器130的换热用高压出口与电子膨胀阀120的入口连接。回热器130的换热用低压出口与压缩机150的回气口连接。回热器130的换热用高压入口与气冷器140的换热用出口连接。气冷器140的换热用入口与压缩机150的排气口连接。

该实施例的热泵还可以包括连接在气液分离器160和压缩机150之间的电磁阀170。

作为一种可选实施方式，该实施例的热泵可以为水源R744热泵。

图2为本实用新型一个示例提供的上述最优过热度控制装置的工作过程图。

如图2所示，在步骤S210，PLC控制器获取第一温度传感器的检测数据，并获取第二温度传感器和第三温度传感器的检测数据。

在步骤S220，根据第一温度传感器的检测数据，得到目标过热度K1。进一步来说，根据第一温度传感器的检测数据得到目标过热度K1可以通过如下数学模型计算得到：

目标过热度K1＝＝a*T1+b，

这里，a为热源侧进水温度对目标过热度影响的权重系数，b为常数，T1为第一温度传感器检测到的蒸发器的热源侧进水温度。其中，a可以取值8/15。b可以取值1。

在步骤S230，根据第二温度传感器和第三温度传感器的检测数据，得到实际过热度K2。进一步来说，根据第二温度传感器和第三温度传感器的检测数据得到实际过热度K2可以通过如下公式计算得到：

实际过热度K2＝T3-T2，

其中，T3为第三温度传感器检测到的蒸发器的换热用出口处温度，T2为第二温度传感器检测到的蒸发器的换热用入口处温度。

在步骤S240，将实际过热度K2与目标过热度K1比较，根据比较结果调节电子膨胀阀的开度。进一步来说，当实际过热度K2大于目标过热度K1时，增加电子膨胀阀的开度；当实际过热度K2小于目标过热度K1时，减小电子膨胀阀的开度。

该工作过程是用PLC控制器计算实际过热度K2与目标过热度K1的差值，第三温度传感器的检测数据跟第二温度传感器的检测数据差值为实际过热度K2，根据该差值来调节电子膨胀阀的开度，当实际过热度K2大于目标过热度K1时增加电子膨胀阀的开度，当实际过热度K2小于目标过热度K1时减小电子膨胀阀的开度，使实际过热度K2与目标过热度K1无限接近，从而保持系统性能在最优状态。系统在不同工况下始终保持最佳性能系数状态，产品更高效、节能，有效提高能效。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的权利要求保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种最优过热度控制装置，应用于热泵，其特征在于，所述热泵包括蒸发器和电子膨胀阀，蒸发器包括热源侧进水口、热源侧出水口、换热用入口和换热用出口，电子膨胀阀包括入口和出口，电子膨胀阀的出口与蒸发器的换热用入口连接；

所述最优过热度控制装置包括PLC控制器和分别设于蒸发器的热源侧进水口、换热用入口和换热用出口的第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器；所述PLC控制器与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、以及所述电子膨胀阀连接。

2.一种热泵，其特征在于，包括如权利要求1所述的最优过热度控制装置。

3.如权利要求2所述的热泵，其特征在于，所述热泵为水源R744热泵。

4.如权利要求2所述的热泵，其特征在于，还包括与所述电子膨胀阀连接的回热器、以及与所述回热器连接的气冷器、压缩机和气液分离器。

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