CN103954122A - 一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器，包括相连的主控板和线控器，主控板上设有数据处理区、运行指示灯区、电源接口、公共地线接口、线控器接口、输入接口、输出接口，其特征在于：所述的输出接口包括除湿电磁阀输出接口、烘干电磁阀输出接口等接口；所述的输入接口包括模拟量输入接口和开关量输入接口；模拟量输入接口包括湿度传感器输入接口、第一回气感温头输入接口、第二回气感温头输入接口等接口；开关量输入接口包括三相电源相序检测接口、风压开关输入检测接口等接口。本发明所述的热泵烘烤除湿一体机智能控制器具有的有益效果为：本发明所述的控制器结构合理，功能实用，操作简便，抗干扰强，性能稳定。

Description

一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器

技术领域

本发明涉及烘干设备领域，特别涉及一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器。

背景技术

烘干设备主要应用于印刷、木材、烟草、衣物、蔬菜水果、药材和茶叶等行业的烘干。传统的烘干方案基本是采用电、燃油、燃煤等高耗能、高污染供热方式。但随着科技的发展，全社会对环境保护的重视，烘干设备行业也在努力寻求一种安全、节能、环保的烘干方案，以替代旧式的烘干方案。采用热泵原理的烘干机正是一种安全、节能、环保的设备，热泵应用于干燥过程的主要原理就是利用热泵蒸发器吸收外界空气中的热能，或者回收干燥过程中排气的余热，经过压缩机做功，将能量搬运（转移）到烘干房中，烘干房中的热空气经过反复的循环加热，吸收物料中的水分，自身降温加湿，经过热风排湿或者冷凝除水的过程，把物料中的水分排出带走，并最终实现物料的连续干燥。

现有的热泵烘干机基本上存在控制不智能、不节能和控制逻辑不合理导致部件易受损等技术问题；最突出的问题集中在烘干效果不好，压缩机容易损坏，除霜功能不完善导致冷媒管路易受损。

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种能够有效解决热泵烘干机基本上存在控制不智能、不节能和控制逻辑不合理导致部件易受损等技术问题的热泵烘烤除湿一体机智能控制器。

为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器，包括相连的主控板和线控器，主控板上设有数据处理区、运行指示灯区、电源接口、公共地线接口、线控器接口、输入接口、输出接口，其特征在于：

所述的输出接口包括：除湿电磁阀输出接口、烘干电磁阀输出接口、毛细管电磁阀输出接口、喷射电磁阀输出接口、曲轴电加热输出接口、排湿风机输出接口、电加热输出接口、内风机输出接口、四通阀输出接口、外风机输出接口、第一压缩机输出接口、第二压缩机输出接口、第一电子膨胀阀输出接口、第二电子膨胀阀输出接口；

所述的输入接口包括模拟量输入接口和开关量输入接口；

模拟量输入接口包括：湿度传感器输入接口、第一回气感温头输入接口、第二回气感温头输入接口、出风感温头输入接口、回风感温头输入接口、第一排气感温头输入接口、第二排气感温头输入接口、第一盘管感温头输入接口、第二盘管感温头输入接口、外环境感温头输入接口；

所述的开关量输入接口包括：三相电源相序检测接口、风压开关输入检测接口、第一***高压开关输入检测接口、第二***低压开关输入检测接口、第一***高压开关输入检测接口、第二***低压开关输入检测接口、应急开关输入检测接口。

优选的，所述的线控器和主控板由四芯通信线连接。

优选的，所述的线控器上设有按键区、显示区、电源接口和主控板通信接口。

优选的，所述的线控器正面中部为显示区、显示区左侧和右侧为按键区、背面下部从左到右为DC电源第一接口、DC电源第二接口、通信主控板通信接口。

优选的，所述的线控器正面中部的显示区为点阵液晶显示屏。

采用上述技术方案，本发明所述的热泵烘烤除湿一体机智能控制器具有的有益效果为：本发明所述的热泵烘烤除湿一体机智能控制器结构合理、功能实用、操作简便、抗干扰强、性能稳定；能很好解决热泵烘干机基本上存在控制不智能、不节能和控制逻辑不合理导致部件易受损的技术问题。

附图说明

图1为本发明所述的热泵烘烤除湿一体机智能控制器示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释。

如图1所示，一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器，包括由四芯通信线连接3的主控板1和线控器2，具体的：

主控板3上设有电源接口101、公共地线接口102、线控器接口103、数据处理区（未图示）和运行指示灯区104、输入接口、输出接口；其中输出接口包括：除湿电磁阀输出接口105、烘干电磁阀输出接口106、毛细管电磁阀输出接口107、喷射电磁阀输出接口108、曲轴电加热输出接口109、排湿风机输出接口110、电加热输出接口111、内风机输出接口112、四通阀输出接口113、外风机输出接口114、第一压缩机输出接口115、第二压缩机输出接口116、第一电子膨胀阀输出接口117、第二电子膨胀阀输出接口118；所述的输入接口包括模拟量输入接口和开关量输入接口；模拟量输入接口包括：湿度传感器输入接口119、第一回气感温头输入接口120、第二回气感温头输入接口121、出风感温头输入接口122、回风感温头输入接口123、第一排气感温头输入接口124、第二排气感温头输入接口125、第一盘管感温头输入接口126、第二盘管感温头输入接口127、外环境感温头输入接口128；所述的开关量输入接口包括：三相电源相序检测接口129、风压开关输入检测接口130、第一***高压开关输入检测接口131、第二***低压开关输入检测接口132、第一***高压开关输入检测接口133、第二***低压开关输入检测接口134、应急开关输入检测接口135。

线控器2上设有按键区、显示区、电源接口和主控板通信接口；线控器正面中部为显示区、显示区左侧和右侧为按键区、背面下部从左到右为DC电源第一接口、DC电源第二接口、通信主控板通信接口；线控器正面中部的显示区为点阵液晶显示屏。

本发明所述的热泵烘烤除湿一体机智能控制器，其逻辑原理如下：

一、功能逻辑：

1）制热时压缩机运行逻辑：在压缩机的开始运转或停止运转满足最小运行时间的保护功能的前提下，当回风温度≤（设定温度－回差温度设定值）时，启动压缩机；当回风温度≥设定温度时,关闭压缩机。

2）制冷时压缩机运行逻辑：在压缩机的开始运转或停止运转满足最小运行时间的保护功能的前提下，当回风温度≥（设定温度+回差温度设定值）时，启动压缩机；当回风温度≤设定温度时,关闭压缩机。

3）时间阶梯加热控制逻辑（10个时间阶梯控制，0～72小时可调）：

第一阶段：烘房的回风温度：默认40℃（温度可调），默认40﹪（湿度可调）；把烘房回风温度维持在设定温度-回差温度到设定温度之间2（时间可调）个小时（累计计时）。

第二阶段：烘房的回风温度：默认50℃（温度可调），默认50﹪（湿度可调）；把烘房回风温度维持在设定温度-回差温度到设定温度之间2（时间可调）个小时（累计计时）。

第三阶段：烘房的回风温度：默认55℃（温度可调），默认44﹪（湿度可调）；把烘房回风温度维持在设定温度-回差温度到设定温度之间3（时间可调）个小时（累计计时）。

第四阶段：烘房的回风温度：默认60℃（温度可调），默认43﹪（湿度可调）；把烘房回风温度维持在设定温度-回差温度到设定温度之间3（时间可调）个小时（累计计时）。

第五阶段：烘房的回风温度：默认65℃（温度可调），默认42﹪（湿度可调）；把烘房回风温度维持在设定温度-回差温度到设定温度之间3（时间可调）个小时（累计计时）。

第六阶段：烘房的回风温度：默认70℃（温度可调），默认42﹪（湿度可调）；把烘房回风温度维持在设定温度-回差温度到设定温度之间3（时间可调）个小时（累计计时）。

第七阶段：烘房的回风温度：默认75℃（温度可调），默认42﹪（湿度可调）；把烘房回风温度维持在设定温度-回差温度到设定温度之间3（时间可调）个小时（累计计时）。

第八阶段：烘房的回风温度：默认80℃（温度可调），默认42﹪（湿度可调）；把烘房回风温度维持在设定温度-回差温度到设定温度之间3（时间可调）个小时（累计计时）。

第九阶段：烘房的回风温度：默认80℃（温度可调），默认42﹪（湿度可调）；把烘房回风温度维持在设定温度-回差温度到设定温度之间3（时间可调）个小时（累计计时）。

第十阶段：烘房的回风温度：默认80℃（温度可调），默认42﹪（湿度可调）；把烘房回风温度维持在设定温度-回差温度到设定温度之间3（时间可调）个小时（累计计时）。

第十阶段运行结束后，机器自动关机；

每个阶段的制热：

每个阶段的回风温度≤（设定温度－回差温度设定值）时，启动压缩机；

每个阶段的回风温度≥设定温度时, 关闭压缩机 ；

每个阶段的排湿：

加热过程中，若满足排湿条件则进入排湿，升温加热和排湿功能可以同时进行。排湿时，线控器右下方显示“排湿”。

注：以上烘房温度和湿度设定值按阶梯里的设定值；如保持恒温设置为0个小时，则取消该阶段的加热升温。

4）排湿风机控制逻辑：该控制逻辑在制热模式下（阶段加热和制热模式）有效。参数15排湿风机=0：按设置湿度控制；参数15排湿风机=1：自动控制。

按设置湿度控制时的逻辑：当湿度≥设置湿度时，排湿风机开；当湿度≤（设置湿度-制热回差）时，排湿风机关；按自动控制时的逻辑：同时满足以下条件启动：①压缩机开机时间≥排湿工作时间；②湿度≥设置湿度；③排湿风机间隔时间≥电子膨胀阀动作周期设定。满足以下任一条件关闭：①湿度≤湿球温度回差设置-制热回差；②排湿风机工作时间≥排湿间隔时间。若选择是制热模式时，设置湿度按参数6的设定值；若选择是阶梯加热时，按阶梯里的设定值。

5）除霜运行逻辑：当满足以下条件之一进入除霜：①机组制热累计运行时间≥除霜间隔时间（参数18，可调）后，则当检测到室外盘管温度≤除霜进入温度（参数16，可调）就进入除霜；②当***的盘管温度出现故障时，且环境温度低于20℃时，***的除霜改为定时除霜，除霜时间为6分钟。除霜条件满足时进行下列动作：①压缩机、室外风机停止运行，室内风机由参数8除霜内风机参数控制，向远程控制器发出除霜指示信号，输出除霜信号；②55S时四通阀上电；③60S时压缩机1#启动，65S压缩机2#启动。

当盘管温度>除霜退出温度（参数17，可调）或除霜时间达到10分钟<除霜时间（参数19，可调）时，该***退出除霜。当除霜退出条件满足时进行下列动作:①退出除霜，压缩机停止运行，室外风机开始运行，55秒时四通阀失电，室内风机启动；②室内风机开启30秒后，压缩机启动，恢复正常制热运行，机组连续运行时间清零，向远程控制器发出除霜结束信号，停止输出除霜信号。

当除霜的非正常结束时进行以下动作：①在除霜期间关机，则继续运行除霜至除霜结束后再停止运行；②在除霜期间屏蔽低压保护，高压正常检测，并且退出除霜进入正常的制热后，5分钟后才开始检测低压开关。

6）冷媒回收功能控制逻辑：当在关机状态下，进入冷媒回收功能项（参数23）选择“开/关”后，当选择开时，四通阀得电，室外风机和室内风机启动，压缩机启动，压缩机运行2分钟后自动停止，完成冷媒回收功能。进入冷媒回收功能状态时，界面显示“冷媒回收”。

7）强制除霜功能控制逻辑：在开机状态下，按键持续3秒后进入强制进入除霜状态，运行2分钟后自动退出；进入除霜状态时，界面显示“除霜”。除霜时，根据除霜内风机开关参数（参数8）的选择来决定室内风机开/关。

二、输出控制逻辑：

1）压缩机（1#、2#）输出控制逻辑：①首次上电无3分钟延时启动，非首次上电压缩机启动时有3分钟延时保护；②压缩机的间隔：两台压缩机（1#、2#）之间的开启和关闭间隔5秒；③当上电后任一压缩机工作时间达到参数13压缩机轮休时间，则相应压缩机强行关闭，进入轮休状态；当压缩机达到参数14压缩机停止时间后，则相应压缩机恢复工作。当选择单***时，只开启和关闭第一个***压缩机。如进入轮休，线控器界面要显示“压缩机轮休”。

2）室外风机输出控制逻辑：①在制热模式、制冷模式、制热模式的排湿下，室外风机提前压缩机30秒启动；②在除霜时，室外风机不启动，参见除霜时序；③关机时，室外风机延后压缩机30秒关闭。

3）室内风机输出控制逻辑：①在制热模式、制冷模式下，室内风机提前压缩机30秒启动；②在除霜时，除霜内风机开关功能（参数8）：如果选择“开”，则除霜状态时启动室内风机；如果选择“关”，则除霜状态时不开室内风机。③在开机时，室内风机一直运行；④在关机时，室内风机延后压缩机30秒关闭。⑤在制热模式的直升或阶段升温时，进入恒温停机时，室内风机不停止。

4）四通阀输出控制逻辑：①制热模式时，四通阀一直失电；②除霜状态时，四通阀上电，参见除霜时序；③制冷模式时，四通阀上电。

5）电加热输出控制逻辑：①电热开时室内风机要开；②电加热选择参数（参数9），选择“有电加热”— 带有电加热功能，选择“没有电加热”—无电加热功能；③在制热模式开机状态下，当室外环境温度≤电加热允许环境温度（参数10），开始检测电加热开关条件：回风温度（实测值+参数24回风温度补偿）≤制热设定温度-电热回差（参数11）时，则启动电加热；回风温度（实测值+参数24回风温度补偿）≥制热设定温度时，则关闭电加热；④在制热模式开机状态下，当强制电热参数（参数12）选择“开”时（不测试室外环境温度），如果条件未满足，则等待满足后启动电加热；回风温度（实测值+参数24回风温度补偿）≤制热设定温度-电热回差（参数11）时，则启动电加热；回风温度（实测值+参数24回风温度补偿）≥制热设定温度时，则关闭电加热；⑤强制手动开辅助电加热，手动关机后强制电热参数12自动恢复为“关”。

6）曲轴电加热输出控制逻辑：①当压缩机关闭且环境温度≤7℃时，开曲轴电加热；②当压缩机启动时或环境温度≥9℃时，关闭曲轴电加热；③环境温度传感器故障时，关闭曲轴电加热。

7）喷射电磁阀输出控制逻辑：①在压缩机开启状态下，环境温度<25℃, 喷射电磁阀开启；②在压缩机开启状态下，环境温度>25℃, 喷射电磁阀关闭；③压缩机关闭或环境温度故障，喷射电磁阀关闭；④除霜时喷射电磁阀关闭。

8）毛细管电磁阀输出控制逻辑：①压缩机开启状态下，在水箱温度≥45℃时，当排气温度≥95℃，打开毛细管电磁阀；②压缩机开启状态下，在水箱温度<45℃时，当排气温度≥105℃，打开毛细管电磁阀；③毛细管打开3分钟后检测排气温度，当排气温度≤90℃，关闭毛细管电磁阀；④除霜时或压缩机关闭时毛细管电磁阀关闭；⑤退出除霜后毛细管电磁阀强制开3分钟，之后根据排气温度控制；⑥毛细管开启只需其中一个排气温度满足即可，关闭则需要两个排气同时满足。

9）电子膨胀阀输出控制逻辑：①运行模式：初开度：350P，使用开度范围（参数P5）-500P ，机组上电后电子膨胀阀首先复位，开至550P，然后调到初开度350P ；②压缩机排气温度TD>85℃（参数P3）时，电子膨胀阀每次开大20步，当排气温度<=80℃（参数P3）时，按以 算每次动作频数；③正常控制逻辑如下：

压缩机启动后，EV动作须根据计算来决定动作步数（每个动作周期最大步数限制为±20P）；

电子膨胀阀开度变化量▽P=系数KP*(实际平均过热度sH平均-目标过热度TsH)；

P=P（初开度）+▽P；

当sH平均<=-1时, KP=3；

当-1<sH平均<=0时, KP=2；

当sH平均>0时, KP=1；

sH：过热度计算值， sH= Ts –TC；

sH平均：30s内实际过热度的平均值，每5s取样一次；

TsH: Target  superheat，目标过热度 ；

P：电子膨胀阀实际开度；

TC: 室外盘管温度。

④目标过热度TsH的确定：正常情况TsH取1℃（参数P2）；

⑤电子膨胀阀动作时间周期：电子膨胀阀30s（参数P1）动作一次。

⑥制冷，除霜及强制除霜时，电子膨胀阀固定开度400P。

三、***保护控制逻辑：

1）室外环境温感故障：①如检测到室外环境温感短路或断路，则判断为室外环境温感故障，***照常运行；②当检测到室环境外温感恢复正常时，故障代码消失，恢复正常；③故障时，线控器显示故障代码。

2）回风温感故障：①任意时刻检测到回风温感短路或断路，则判断为回风温感故障，停整机保护；②当检测到回风温感恢复正常时，故障代码消失，恢复正常，主机可以重新启动；③故障时，线控器显示故障代码；

3）湿度感故障：①任意时刻检测到湿度感短路或断路，则判断为湿度温感故障，停整机保护；②当检测到湿度温感恢复正常时，故障代码消失，恢复正常，主机可以重新启动；③故障时，线控器显示故障代码。

4）出风口温感故障：①任意时刻检测到出风温感短路或断路，则判断为出风温感故障，不停整机保护；②当检测到出风温感恢复正常时，故障代码消失，恢复正常；③故障时，线控器显示故障代码。

5）室外盘管温感故障（1#、2#）：①任意时刻检测到室外盘管温感短路或断路，则判断为室外盘管温感故障，机组正常运行，除霜控制变为定时除霜，电子膨胀自动转为手动控制；②当检测到室外盘管温感恢复正常时，故障代码消失，恢复正常，除霜功能恢复为传感器除霜，电子膨胀阀恢复自动控制；③故障时，线控器显示故障代码。

6）排气温感故障或排气温度过高保护（1#、2#）：①任意时刻检测到排气温感短路或压缩机开启1分钟后检测排气温感断开，则判断为排气温感故障，停整机保护；②当检测到排气温感恢复正常且压缩机已停止3分钟时，机组恢复正常运行；③压缩机开启1分钟后，连续5秒检测到该***压缩机排气温度≥120℃时，则进入排气温度过高保护；④当检测到该***压缩机排气温度T5≤90℃时，则退出压缩机排气温度过高保护；⑤故障时，线控器显示故障代码。

7）回气温感故障（1#、2#）：①任意时刻检测到回气温感短路或断路，则判断为回气温感故障，机组正常运行，电子膨胀自动转为手动控制；②当检测到回气温感恢复正常时，故障代码消失，恢复正常，电子膨胀阀恢复自动控制；③故障时，线控器显示故障代码。

8）***高压保护（1#、2#）：①在非除霜期间(除霜结束1分钟后)，压缩机开启5秒后，连续5秒检测到***高压开关断开，则判断为***高压故障；②当检测到低压开关闭合时，机组退出故障保护，恢复正常运行(未达30分钟三次***故障时)；③在30分钟内连续发生三次高压故障，则非掉电不可恢复；④故障时，线控器显示故障代码。

9）***低压保护（1#、2#）：①***压缩机开启5分钟后，连续5秒检测到***低压开关断开，则判断为***低压故障；②当检测到低压开关闭合时，机组退出故障保护，恢复正常运行(未达30分钟三次***故障时)；③在30分钟内连续发生三次高压故障，则非掉电不可恢复；④除霜时屏蔽低压保护；⑤故障时，线控器显示故障代码。

10）应急开关检测：①如检测到应急开关断开，则判断为应急开关故障，停整机保护，不报故障；②当检测到应急开关闭合时，机组自动恢复正常运行。

11）三相保护：在上电时对三相电检测，若出现错相或缺相则进入三相保护，关闭所有输出并显示故障代码；只有排除故障重新上电才可恢复。

12）风压开关保护：室内风机启动后的前20秒钟不检测风压开关，之后当连续10S检测到风压开关处于断开状态，则风压故障保护，显示故障代码，关闭所有输出。

13）通信故障：①上电前如有通信故障，则上电后，线控器全屏显示不退出；②在退出全屏显示后，如连续2分钟线控器未收到主板信号，则判断为通信故障，显示故障代码。

综上所述，本发明所述的热泵烘烤除湿一体机智能控制器，解决了现有的的热泵烘干机基本上存在控制不智能、不节能和控制逻辑不合理导致部件易受损的技术问题；具有的有益主要功能为：

1)    制热运行（含除霜运行）、制冷运行、除湿运行；

2)    可显示实时烘箱温度、湿度及设置的温度、湿度，具有查询功能(可查询盘管温度,环境温度,排气温度等)、可显示历史时间温度、湿度的时间曲线；

3)    掉电自动记忆各种参数，来电后可自动恢复运行；

4)    掉电后时钟仍然运行，省掉每次停电重新调整的烦恼；

5)    十个时段的设置功能，各时段的运行温度、湿度分别设置；

6)    电辅助加热功能；

7)    密码设定；

8)    自动除霜功能；

9)    强制除霜功能；

10)         具有完善的保护功能；

11)         故障代码显示查询(可查询压缩机不开或压缩机停的故障原因)及键盘锁功能；

12)         开关机均实时显示烤箱温度及湿度；

13)         三相电缺相，逆相保护；

14)         电子膨胀阀自动控制；

15)         曲轴加热控制。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器，包括相连的主控板和线控器，主控板上设有数据处理区、运行指示灯区、电源接口、公共地线接口、线控器接口、输入接口、输出接口，其特征在于：所述的输出接口包括：除湿电磁阀输出接口、烘干电磁阀输出接口、毛细管电磁阀输出接口、喷射电磁阀输出接口、曲轴电加热输出接口、排湿风机输出接口、电加热输出接口、内风机输出接口、四通阀输出接口、外风机输出接口、第一压缩机输出接口、第二压缩机输出接口、第一电子膨胀阀输出接口、第二电子膨胀阀输出接口；

所述的输入接口包括模拟量输入接口和开关量输入接口；

模拟量输入接口包括：湿度传感器输入接口、第一回气感温头输入接口、第二回气感温头输入接口、出风感温头输入接口、回风感温头输入接口、第一排气感温头输入接口、第二排气感温头输入接口、第一盘管感温头输入接口、第二盘管感温头输入接口、外环境感温头输入接口；

所述的开关量输入接口包括：三相电源相序检测接口、风压开关输入检测接口、第一***高压开关输入检测接口、第二***低压开关输入检测接口、第一***高压开关输入检测接口、第二***低压开关输入检测接口、应急开关输入检测接口。

2.根据权利要求1所述的一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器，其特征在于，所述的线控器和主控板由四芯通信线连接。

3.根据权利要求1所述的一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器，其特征在于，所述的线控器上设有按键区、显示区、电源接口和主控板通信接口。

4.根据权利要求1所述的一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器，其特征在于，所述的线控器正面中部为显示区、显示区左侧和右侧为按键区、背面下部从左到右为DC电源第一接口、DC电源第二接口、通信主控板通信接口。

5.根据权利要求1所述的一种热泵烘烤除湿一体机智能控制器，其特征在于，所述的线控器正面中部的显示区为点阵液晶显示屏。