电子膨胀阀控制方法及空气源热泵系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电子膨胀阀控制方法及空气源热泵系统，所述控制方法包括如下步骤：通过调节主电子膨胀阀的开度使得压缩机的吸气过热度达到第一目标过热度；当空气源热泵系统工作在制热模式下，压缩机的吸气过热度D1＝T4‑T3，T3为制热模式下第一换热器的制冷剂入口温度、T4为压缩机的吸气温度；当空气源热泵系统工作在制冷模式下，压缩机的吸气过热度D1＝T4‑T6，T4为压缩机的吸气温度、T6为制冷模式下第二换热器的制冷剂入口温度；本发明专利技术最终目的是使系统以较快的速度进入最佳运行状态，以及卸载掉压缩机启动之前的前后压力差，进而防止压缩机在超负载启动时的启动力矩过大，避免了启动电流大而对电网造成很大冲击的问题。

Electronic expansion valve control method and air source heat pump system

The invention discloses a control method of the electronic expansion valve and air source heat pump system, the control method comprises the following steps: by adjusting the main electronic expansion valve opening of the compressor suction superheat superheat reached the first goal; when the air source heat pump system in the heating mode, the compressor suction superheat D1 T3 = T4, T4, T3 as the refrigerant temperature at the entrance of the heating mode of the first heat exchanger for the suction temperature of the compressor; when the air source heat pump system in cooling mode, the compressor suction superheat D1 = T4 T6 T4, inlet temperature, T6 compression refrigeration machine for the two mode change the refrigerant heat exchanger entrance temperature; the final purpose is to make the system into the best running state at a faster pace, and before and after the uninstall before starting the compressor pressure difference, thus preventing the compressor When the overload is started, the starting torque is too large to avoid the big starting current and great impact on the power grid.

【技术实现步骤摘要】
电子膨胀阀控制方法及空气源热泵系统
本专利技术涉及一种电子膨胀阀控制方法及空气源热泵系统。
技术介绍
随着社会经济的发展，传统的燃煤锅炉取暖方式受到能源与环境各方面的制约，新兴取暖方式受到关注。作为分散采暖方式中的一种，空气源热泵具有安装灵活、高效节能、无排放污染的优点，在我国长江流域、黄河流域应用广泛。然而，空气源热泵以室外空气作为热源，在空气温度较低的情况下制热时，会面临制热量和制热性能系数下降的问题，甚至会因为控制不合理而无法正常运行。另外，空气源热泵系统在应用过程中，工况变化范围较大，普通的节流机构如热力膨胀阀和毛细管等逐渐被电子膨胀阀替代。电子膨胀阀的控制算法和开度设定对于系统长期稳定、高效运行、以及快速达到稳定状态至关重要。不合适的电子膨胀阀控制算法会使系统中压缩机运行工况恶化，甚至会导致系统工作效率降低，从而限制了空气源热泵在北方寒冷及严寒地区的应用。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制一种电子膨胀阀控制方法及空气源热泵系统。本专利技术的技术方案是：一种电子膨胀阀控制方法，所述控制方法应用于空气源热泵系统中，所述空气源热泵系统包括压缩机、位于所述压缩机吸气回路中的主电子膨胀阀、以及位于主电子膨胀阀和所述压缩机的吸气端之间的第二换热器，所述控制方法包括如下步骤：通过调节所述主电子膨胀阀的开度使得所述压缩机的吸气过热度达到第一目标过热度；当所述空气源热泵系统工作在制热模式下，所述压缩机的吸气过热度D1＝T4-T3，其中，T3为制热模式下第一换热器的制冷剂入口温度、T4为压缩机的吸气温度；当所述空气源热泵系统工作在制冷模式下，所述压缩机的吸气过热度D1＝T4-T6，其中，T4为压缩机的吸气温度、T6为制冷模式下第二换热器的制冷剂入口温度；进一步地，所述空气源热泵系统还包括位于压缩机补气回路中的补气电子膨胀阀，所述控制方法还包括如下步骤：通过调节所述补气电子膨胀阀的开度使得所述压缩机的补气过热度达到第二目标过热度；所述压缩机的补气过热度D2＝T8-T7，其中：T7为经济器的辅助回路入口温度、T8为经济器的辅助回路出口温度，所述经济器的辅助回路位于补气电子膨胀阀和压缩机的补气端之间；进一步地，在压缩机启动之前，判断是否满足预设启动条件，如果满足预设启动条件则压缩机正常启动，否则压缩机不进行启动，同时控制系统进行报警；进一步地，所述预设启动条件为环境温度T1满足-26℃≤T1≤50℃；进一步地，根据环境温度T1和第二换热器的水出口温度T9来设定所述主电子膨胀阀的初始开度A；进一步地，所述第一目标过热度为5℃。一种空气源热泵系统，包括：压缩机、四通阀、用于在制冷剂与空气之间换热的第一换热器、用于在制冷剂与水之间换热的第二换热器、储液罐、经济器、气液分离器、主电子膨胀阀和补气电子膨胀阀；所述压缩机具有吸气端、排气端和补气端；所述四通阀的A口与所述压缩机的排气端相连通；所述四通阀的D口与所述第一换热器相连通；所述四通阀的C口与所述气液分离器相连通；所述四通阀的B口与所述第二换热器相连通；所述经济器具有主回路和辅助回路；所述压缩机的补气端与经济器的辅助回路相连通；所述系统的制冷过程如下：气态制冷剂经过所述压缩机压缩后形成高温高压气体，该高温高压气体通过所述四通阀的A口和D口后进入第一换热器，在冷凝放热后变为液态制冷剂；所述液态制冷剂由所述第一换热器流出后进入储液罐，该液态制冷剂由所述储液罐流出后分成两路，其中一路经由补气电子膨胀阀后进入经济器的辅助回路，另外一路直接进入经济器的主回路；所述辅助回路的制冷剂与所述主回路的制冷剂进行换热后，辅助回路中的制冷剂由所述补气端回到压缩机，主回路中的制冷剂经由主电子膨胀阀后进入第二换热器；在所述第二换热器的作用下吸热蒸发，并依次经由所述四通阀的B口和C口进入气液分离器；进入气液分离器的制冷剂经过气液分离后得到的气态制冷剂通过所述吸气端回到压缩机；所述系统的制热过程如下：气态制冷剂经过所述压缩机压缩后形成高温高压气体，该高温高压气体通过所述四通阀的A口和B口后进入第二换热器，在该第二换热器的作用下所述高温高压气体转变为液态制冷剂，并进入到储液罐；由所述储液罐流出的液态制冷剂分成两路，其中一路经由补气电子膨胀阀后进入经济器的辅助回路，另外一路直接进入经济器的主回路；所述辅助回路的制冷剂与所述主回路的制冷剂进行换热后，辅助回路中的制冷剂由所述补气端回到压缩机，主回路中的制冷剂经由主电子膨胀阀后进入第一换热器；在所述第一换热器的作用下吸热蒸发，并依次经由所述四通阀的D口和C口进入气液分离器；进入气液分离器的制冷剂经过气液分离后得到的气态制冷剂通过所述吸气端回到压缩机；所述系统还包括与所述四通阀、主电子膨胀阀和补气电子膨胀阀相连接的控制部件；所述控制部件通过调节所述主电子膨胀阀的开度使得所述压缩机的吸气过热度达到第一目标过热度；当所述空气源热泵系统工作在制热模式下，所述压缩机的吸气过热度D1＝T4-T3，其中，T3为制热模式下第一换热器的制冷剂入口温度、T4为压缩机的吸气温度；当所述空气源热泵系统工作在制冷模式下，所述压缩机的吸气过热度D1＝T4-T6，其中，T4为压缩机的吸气温度、T6为制冷模式下第二换热器的制冷剂入口温度；进一步地，所述控制部件通过调节所述补气电子膨胀阀的开度使得所述压缩机的补气过热度达到第二目标过热度；所述压缩机的补气过热度D2＝T8-T7，其中：T7为经济器的辅助回路入口温度、T8为经济器的辅助回路出口温度；另外，所述系统还包括：设置在所述第一换热器和储液罐之间的第一单向阀；设置在所述第二换热器与储液罐之间的第二单向阀；设置在所述主电子膨胀阀和第一换热器之间的第三单向阀；和/或设置在所述主电子膨胀阀和第二换热器之间的第四单向阀；另外，所述系统还包括：用于检测环境温度的第一温度检测部件；用于检测所述第一换热器的表面温度的第二温度检测部件；用于检测所述第一换热器的制冷剂入口温度的第三温度检测部件；用于检测所述压缩机的吸气温度的第四温度检测部件；用于检测所述压缩机的排气温度的第五温度检测部件；用于检测所述第二换热器的制冷剂出口温度的第六温度检测部件；用于检测所述经济器的辅助回路入口温度的第七温度检测部件；用于检测所述经济器的辅助回路出口温度的第八温度检测部件；用于检测第二换热器的水入口温度的第九温度检测部件；和用于检测第二换热器的水出口温度的第十温度检测部件。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的电子膨胀阀控制方法及空气源热泵系统，最终目的是使系统以较快的速度进入最佳运行状态，以及卸载掉压缩机启动之前的前后压力差，进而防止压缩机在超负载启动时的启动力矩过大，避免了启动电流大而对电网造成很大冲击的问题；通过主电子膨胀阀的调节，能够使得压缩机工作在最佳状态；通过补气电子膨胀阀的调节，便于提高压缩机的能效比、制热量和制冷量，提高了系统能效比；本专利技术利于空气源热泵在北方寒冷及严寒地区的应用。附图说明图1是本专利技术所述空气源热泵系统的结构示意图；图2是本专利技术所述控制部件与其外围部件之间的连接示意图；图3是本专利技术所述控制部件的工作流程图。图中：1、压缩机，2、四通阀，3、第一换热器，4、第二换热器，5、储液罐，6、经济器，7、气液分离器，8、主电子膨胀阀，9、补气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子膨胀阀控制方法，所述控制方法应用于空气源热泵系统中，所述空气源热泵系统包括压缩机、位于所述压缩机吸气回路中的主电子膨胀阀、以及位于主电子膨胀阀和所述压缩机的吸气端之间的第二换热器，其特征在于所述控制方法包括如下步骤：通过调节所述主电子膨胀阀的开度使得所述压缩机的吸气过热度达到第一目标过热度；当所述空气源热泵系统工作在制热模式下，所述压缩机的吸气过热度D1＝T4‑T3，其中，T3为制热模式下第一换热器的制冷剂入口温度、T4为压缩机的吸气温度；当所述空气源热泵系统工作在制冷模式下，所述压缩机的吸气过热度D1＝T4‑T6，其中，T4为压缩机的吸气温度、T6为制冷模式下第二换热器的制冷剂入口温度。

【技术特征摘要】
1.一种电子膨胀阀控制方法，所述控制方法应用于空气源热泵系统中，所述空气源热泵系统包括压缩机、位于所述压缩机吸气回路中的主电子膨胀阀、以及位于主电子膨胀阀和所述压缩机的吸气端之间的第二换热器，其特征在于所述控制方法包括如下步骤：通过调节所述主电子膨胀阀的开度使得所述压缩机的吸气过热度达到第一目标过热度；当所述空气源热泵系统工作在制热模式下，所述压缩机的吸气过热度D1＝T4-T3，其中，T3为制热模式下第一换热器的制冷剂入口温度、T4为压缩机的吸气温度；当所述空气源热泵系统工作在制冷模式下，所述压缩机的吸气过热度D1＝T4-T6，其中，T4为压缩机的吸气温度、T6为制冷模式下第二换热器的制冷剂入口温度。2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀控制方法，所述空气源热泵系统还包括位于压缩机补气回路中的补气电子膨胀阀，其特征在于所述控制方法还包括如下步骤：通过调节所述补气电子膨胀阀的开度使得所述压缩机的补气过热度达到第二目标过热度；所述压缩机的补气过热度D2＝T8-T7，其中：T7为经济器的辅助回路入口温度、T8为经济器的辅助回路出口温度，所述经济器的辅助回路位于补气电子膨胀阀和压缩机的补气端之间。3.根据权利要求1所述的电子膨胀阀控制方法，其特征在于在压缩机启动之前，判断是否满足预设启动条件，如果满足预设启动条件则压缩机正常启动，否则压缩机不进行启动，同时控制系统进行报警。4.根据权利要求3所述的电子膨胀阀控制方法，其特征在于所述预设启动条件为环境温度T1满足-26℃≤T1≤50℃。5.根据权利要求1所述的电子膨胀阀控制方法，其特征在于根据环境温度T1和第二换热器的水出口温度T9来设定所述主电子膨胀阀的初始开度A。6.一种空气源热泵系统，其特征在于所述系统包括：压缩机、四通阀、用于在制冷剂与空气之间换热的第一换热器、用于在制冷剂与水之间换热的第二换热器、储液罐、经济器、气液分离器、主电子膨胀阀和补气电子膨胀阀；所述压缩机具有吸气端、排气端和补气端；所述四通阀的A口与所述压缩机的排气端相连通；所述四通阀的D口与所述第一换热器相连通；所述四通阀的C口与所述气液分离器相连通；所述四通阀的B口与所述第二换热器相连通；所述经济器具有主回路和辅助回路；所述压缩机的补气端与经济器的辅助回路相连通；所述系统的制冷过程如下：气态制冷剂经过所述压缩机压缩后形成高温高压气体，该高温高压气体通过所述四通阀的A口和D口后进入第一换热器，在冷凝放热后变为液态制冷剂；所述液态制冷剂由所述第一换热器流出后进入储液罐，该液态制冷剂由所述储液罐流出后分成两路，其中一路经由补气电子膨胀阀后进入经济器的辅助回路，另外一路直接进入经济器的主回路；所述辅助回路的制冷剂与所述主回路的制冷剂进行换热后，辅助回路中的制冷剂由所述补气端回到压缩机，主回路中的制冷剂经由主电子膨胀阀后进入第二换热器；在所述第二换热器的作用下吸热蒸发，并依次经由所述四通阀的B口和C口进入气液分离器；进...

【专利技术属性】
技术研发人员：初家平，蒋爽，张志刚，
申请(专利权)人：大连中星科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21