CN113154722A - 一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***及控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***及控制方法，包括压缩机、四通阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、气液分离器和控制模块，其特殊之处是：在空气源热泵***中设置冷媒中转器，冷媒中转器一端通过中转进口连接管与冷凝器出口连接，冷媒中转器另一端通过中转出口连接管与蒸发器进口连接，在所述中转进口连接管和所述中转出口连接管上分别设置回收电磁阀和释放电磁阀，并且释放电磁阀与蒸发器进口之间串联一根毛细管，在冷媒中转器上设置中转压力传感器P2。本发明可实现热泵***在不同运行环境温度下或者不同负荷下冷媒量自适应调节，使得各运行工况下***内循环冷媒量均较合适，提高不同工况下***能力和效率，提高不同工况下***可靠性。

Description

一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***及控制方法
技术领域
本发明涉及一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***及控制方法，属于热泵控制领域。
背景技术
空气源热泵机组(热泵空调或者热泵热水机组)通常运行环境温度范围较大，负荷变化差异也较大，在不同的运行环温及不同负荷下热泵***所需的冷媒量是不同的，然而***内冷媒充注量是一定的，现有技术下***内循环冷媒的总量是一定的，而且这个冷媒量一般是针对名义工况匹配出来的制热量和能效较高的冷媒充注量，对于其他工况来说该冷媒充注量并不是最佳充注量：如低环温工况下蒸发器蒸发能力较差，该冷媒量可能偏多，***效率较低，而且可能存在压缩机回气带液导致的湿压缩或液压缩，***可靠性较差；高环温工况下，该冷媒量可能偏小，导致制热量较小，效率较低，而且可能导致排气温度过高，压缩机线圈无法有效冷却而烧毁，***可靠性较差；低负荷工况下，该冷媒量可能偏小，制热量和能效偏低；高负荷工况下，该冷媒量可能偏多，***效率较低。
发明内容
本发明的目的是解决空气源热泵***在不同运行环境温度下或者不同负荷下所需冷媒量不同的问题，提供一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***及控制方法。实现热泵***在不同运行环境温度下或者不同负荷下冷媒量自适应调节，使得各运行工况下***内循环冷媒量均较合适，提高不同工况下***能力和效率，提高不同工况下***可靠性。
本发明的技术方案是：
一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***，包括压缩机、四通阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、气液分离器和控制模块，其特殊之处是：在空气源热泵***中设置冷媒中转器，冷媒中转器一端通过中转进口连接管与冷凝器出口连接，冷媒中转器另一端通过中转出口连接管与蒸发器进口连接，在所述中转进口连接管和所述中转出口连接管上分别设置回收电磁阀和释放电磁阀，并且释放电磁阀与蒸发器进口之间串联一根毛细管，在冷媒中转器上设置中转压力传感器P2。
采用上述冷媒量自适应调节的空气源热泵***的控制方法，其步骤是：
步骤一、当压缩机排气温度Tp高于设定温度Tps且持续预设时间TIMs1时，进入冷媒释放逻辑与动作；
步骤二、当排气过热度ΔTdsh低于设定值ΔTdshs且持续预设时间TIMs2时，进入冷媒回收逻辑与动作；所述排气过热度ΔTdsh等于排气温度Tp减去排气压力P1对应饱和温度；
步骤三、当蒸发器进盘温度T3高于设定温度T3s且持续预设时间TIMs3时，进入冷媒回收逻辑与动作；
步骤四、在环境温度较低或者负荷较大时，即环温T4介于T4sx1～T4sx2或负荷介于Qsx1～Qsx2时，进入冷媒回收逻辑与动作；在环境温度较高或者负荷较小时，即环温T4介于T4sx3～T4sx4或负荷介于Qsx3～Qsx4时，进入冷媒释放逻辑与动作。
进一步地，所述冷媒回收或释放逻辑的优先级从高到低为排气温度Tp、排气过热度、蒸发器进盘温度T3、环境温度和负荷。
进一步地，所述冷媒回收逻辑与动作过程是：关闭中转出口连接管上释放电磁阀，打开中转进口连接管上回收电磁阀，开始回收冷媒，当冷媒中转器上中转压力传感器压力P2升至预设值Psx1时，关闭回收电磁阀，继续运行。
进一步地，所述冷媒释放逻辑与动作过程是：打开中转出口连接管上释放电磁阀，关闭中转进口连接管上回收电磁阀，开始释放冷媒；当冷媒中转器上中转压力传感器压力P2降至预设值Psx2时，关闭释放电磁阀，继续运行。
进一步地，所述环温T4sx1～T4sx4、负荷Qsx1～Qsx 4、压力预设值Psx1～Psx 2、预设时间TIMs1～TIMs3、设定温度T3s、设定温度Tps、设定值ΔTdshs均为控制模块内预设值，且T4SX4＞T4SX3＞T4SX2＞T4SX1，QSX2＞QSX1＞QSX4＞QSX3，Psx1＞Psx2。
本发明的有益效果是：本发明通过在空气源热泵***设置一个冷媒中转器，可实现热泵***冷媒量自适应调节，根据运行环境温度和负荷大小自动调节***循环冷媒量，使得各运行工况下***内循环冷媒量均较合适，提高不同工况下***能力和效率，提高不同工况下***可靠性。
附图说明
图1是本发明的空气源热泵***结构图；
图2是本发明的冷媒回收控制逻辑框图；
图3是本发明的冷媒释放控制逻辑框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明涉及的一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***，包括压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流阀7、蒸发器9、气液分离器10、冷媒中转器5和控制模块11，所述压缩机1排气口经过压缩机排气连接管、四通阀2连接冷凝器3，冷凝器3出口通过连接管连接节流阀7，节流阀出口7通过蒸发器进口连接管连接蒸发器9，蒸发器9出口通过蒸发器出口连接管、所述四通阀2连接气液分离器10，气液分离器10出口通过压缩机回气连接管连接压缩机1回气口，所述蒸发器进口连接管设置用来检测蒸发器进盘温度的T3感温包，该空气源热泵***还设置T4环境感温包，所述压缩机回气连接管和压缩机排气连接管上分别设置Th感温包和Tp感温包，所述压缩机排气连接管上设置排气压力传感器P1。所述冷媒中转器5一端通过中转进口连接管与冷凝器3出口连接，冷媒中转器5另一端通过中转出口连接管与蒸发器进口连接管连接，并且在中转进口连接管和中转出口连接管上分别设置回收电磁阀4和释放电磁阀6，在中转出口连接管位于所述释放电磁阀6之后和蒸发器进口连接管之间串联一根毛细管8，在冷媒中转器5上设置中转压力传感器P2，在所述中转出口连接管位于释放电磁阀6之前设置Tr感温包。
如图2和图3所示，上述冷媒量自适应调节的空气源热泵***的控制方法，其步骤是：
步骤一、当***排气温度Tp高于设定温度Tps且持续预设时间TIMs1时，进入冷媒释放逻辑与动作；
步骤二、当排气过热度ΔTdsh低于设定值ΔTdshs且持续预设时间TIMs2时，进入冷媒回收逻辑与动作；所述排气过热度ΔTdsh等于排气温度Tp减去排气压力P1对应饱和温度；
步骤三、当蒸发器进盘温度T3高于设定温度T3s且持续预设时间TIMs3时，进入冷媒回收逻辑与动作；
步骤四、在环境温度较低或者负荷较大时，即环温T4介于T4sx1～T4sx2或负荷介于Qsx1～Qsx2时，进入冷媒回收逻辑与动作；在环境温度较高或者负荷较小时，即环温T4介于T4sx3～T4sx4或负荷介于Qsx3～Qsx4时，进入冷媒释放逻辑与动作。
所述冷媒回收或释放逻辑的优先级从高到低为排气温度Tp、排气过热度、蒸发器进盘温度T3、环境温度和负荷。
所述冷媒回收逻辑与动作过程是：关闭中转出口连接管上释放电磁阀，打开中转进口连接管上回收电磁阀，开始回收冷媒，当冷媒中转器上中转压力传感器压力P2升至预设值Psx1时，关闭回收电磁阀，继续运行。
所述冷媒释放逻辑与动作过程是：打开中转出口连接管上释放电磁阀，关闭中转进口连接管上回收电磁阀，开始释放冷媒；当冷媒中转器上中转压力传感器压力P2降至预设值Psx2时，关闭释放电磁阀，继续运行。
所述环温T4sx1～T4sx4、负荷Qsx1～Qsx 4、压力预设值Psx1～Psx 2、预设时间TIMs1～TIMs3、设定温度T3s、设定温度Tps、设定值ΔTdshs均为控制模块内预设值，且T4SX4＞T4SX3＞T4SX2＞T4SX1，QSX2＞QSX1＞QSX4＞QSX3，Psx1＞Psx2，具体值结合具体机型的实验测试确定。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***，包括压缩机、四通阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、气液分离器和控制模块，其特征是，在空气源热泵***中设置冷媒中转器，冷媒中转器一端通过中转进口连接管与冷凝器出口连接，冷媒中转器另一端通过中转出口连接管与蒸发器进口连接，在所述中转进口连接管和所述中转出口连接管上分别设置回收电磁阀和释放电磁阀，并且释放电磁阀与蒸发器进口之间串联一根毛细管，在冷媒中转器上设置中转压力传感器P2。
2.根据权利要求1所述的一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***，其特征是，在所述中转出口连接管位于释放电磁阀之前设置Tr感温包。
3.采用如权利要求1所述的一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***的控制方法，其特征是，其步骤是：
步骤一、当压缩机排气温度Tp高于设定温度Tps且持续预设时间TIMs1时，进入冷媒释放逻辑与动作；
步骤二、当排气过热度ΔTdsh低于设定值ΔTdshs且持续预设时间TIMs2时，进入冷媒回收逻辑与动作；所述排气过热度ΔTdsh等于排气温度Tp减去排气压力P1对应饱和温度；
步骤三、当蒸发器进盘温度T3高于设定温度T3s且持续预设时间TIMs3时，进入冷媒回收逻辑与动作；
步骤四、在环境温度较低或者负荷较大时，即环温T4介于T4sx1～T4sx2或负荷介于Qsx1～Qsx2时，进入冷媒回收逻辑与动作；在环境温度较高或者负荷较小时，即环温T4介于T4sx3～T4sx4或负荷介于Qsx3～Qsx4时，进入冷媒释放逻辑与动作。
4.根据权利要求3所述的一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***的控制方法，其特征是，所述冷媒回收或释放逻辑的优先级从高到低为排气温度Tp、排气过热度、蒸发器进盘温度T3、环境温度和负荷。
5.根据权利要求3所述的一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***的控制方法，其特征是，所述冷媒回收逻辑与动作过程是：关闭中转出口连接管上释放电磁阀，打开中转进口连接管上回收电磁阀，开始回收冷媒，当冷媒中转器上中转压力传感器压力P2升至预设值Psx1时，关闭回收电磁阀，继续运行。
6.根据权利要求3所述的一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***的控制方法，其特征是，所述冷媒释放逻辑与动作过程是：打开中转出口连接管上释放电磁阀，关闭中转进口连接管上回收电磁阀，开始释放冷媒；当冷媒中转器上中转压力传感器压力P2降至预设值Psx2时，关闭释放电磁阀，继续运行。
7.根据权利要求3所述的一种冷媒量自适应调节的空气源热泵***的控制方法，其特征是，所述环温T4sx1～T4sx4、负荷Qsx1～Qsx 4、压力预设值Psx1～Psx 2、预设时间TIMs1～TIMs3、设定温度T3s、设定温度Tps、设定值ΔTdshs均为控制模块内预设值，且T4SX4＞T4SX3＞T4SX2＞T4SX1，QSX2＞QSX1＞QSX4＞QSX3，Psx1＞Psx2。
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