一种全时节能的变频采暖热泵的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种全时节能的变频采暖热泵的控制方法，包括步骤如下：步骤一：准备好变频采暖热泵；步骤二：通过经验数据和测试数据，建立数学模型；步骤三：启动变频采暖热泵并且设定目标水温为Tset；步骤四：设定的目标水温Tset，变频采暖机以初值运行；步骤五：变频采暖机实时运行频率fhi运行；步骤六：根据测到的实时环境温度Tai和测到的实时水温Twi、变频压缩机3的运行频率fhi计算出实时最佳过热度Φi；步骤七：根据实时过热度Tsi‑Tei和实时最佳过热度Φi的偏差调整电子膨胀的开度；步骤八：达到设定温度Tset则进入下一个步骤；步骤九：低频维温节能运行。本方法使实时过热度向实时最佳能效过热度趋近，能使变频采暖热泵始终按最佳能效运行。

【技术实现步骤摘要】
一种全时节能的变频采暖热泵的控制方法
本专利技术涉及一种全时节能的变频采暖热泵的控制方法。
技术介绍
由于变频空气源采暖热泵相比定频空气源采暖热泵能变负荷、快速制热、更节能、更环保，有着更好的舒适性，变频空气源采暖热泵得到越来越广泛的应用。但变频采暖热泵这些优越性发挥的好不好，主要取决于控制方法，一个好的控制方法、控制逻辑，能使变频热泵的效率和优越性发挥到最佳效果，而其控制的关键是对变频压缩机频率的控制和节流装置电子膨胀阀的开度控制。现在的控制方法是，根据环境温度Ta、实时水温Tw和设定目标水温Tset，通过查表和函数算法的方式来定压缩机运行频率，因表格的方法也可以认为是一种离散函数形式，所以频率的控制可描述为函数fh(Ta、Tw、Tset)，而对节流电子膨胀阀开度K的控制，主要是根据变频压缩机回气过热度Ts-Te，或排气过热度Td-Tc来控制，或辅以环境温度和采暖水温的修正系数来定，或辅以排气温度和回气温度来修正，即认为在某一工况下（环境温度和水温），保持回气过热度或排气过热度在某一个范围内热泵有最好的能效比，这一过热度称之为最佳能效过热度，而最佳能效过热度主要与环境温度、水温、压缩机吸气温度、排气温度相关，即针对不同的环境温度、水温、压缩机吸气温度、排气温度，来预设定一个目标回气过热度或排气过热度，控制系统再根据实际回气过热度或排气过热度偏离目标过热度的偏离量来开大或关小电子膨胀阀，使实际过热度始终在预设的目标过热度范围内，用数学函数形式表达则意为电子膨胀阀开度K是环境温度Ta、水温Tw、压缩机吸气温度Ts、排气温度Td、回气过热度Ts-Te、排气过热度Td-Tc的变量，即K为K（Ts-Te）、K（Td-Tc）、K（Ts-Te，Tw，Ta，Ts，Td）或K（Td-Tc，Tw，Ta，Ts，Td）。但实际上，最佳能效过热度不仅与环境温度、水温、压缩机吸气温度、排气温度相关，还与压缩机运行的频率关系极大，如附图1为最佳能效过热度与频率的变化关系，随着频率变小，最佳能效过热度明显增大。所以，变频采暖热泵目前这些控制方法在定义最佳能效过热度时没有考虑到压缩机运行频率的影响，存在明显的不足和缺陷，不能使热泵始终以最好的能效比运行，使得变频技术的节能优势不能很好地发挥出来。
技术实现思路
本专利技术要解决上述的技术问题而提出一种使变频采暖热泵运行更高效、更节能，充分发挥变频技术的节能优势的全时节能的变频采暖热泵的控制方法。根据本专利技术的一种全时节能的变频采暖热泵的控制方法，包括步骤如下：包括步骤如下：步骤一：准备好由冷凝换热器、电子膨胀阀、蒸发换热器、四通阀、变频压缩机以及变频控制器组成的变频采暖热泵；其中，四通阀的其中两个开口之间依次连接冷凝换热器、电子膨胀阀和蒸发换热器，四通阀的另外两个开口与变频压缩机连接，电子膨胀阀、四通阀以及变频压缩机均与变频控制器连接，在冷凝换热器的冷媒侧和水侧分别设置冷凝温度传感器和水温传感器，在蒸发换热器设置蒸发温度传感器和环境温度传感器，在变频压缩机的排气管路和回气管路分别设置排气温度传感器和回气温度传感器，其中，冷凝温度传感器、水温传感器、蒸发温度传感器、环境温度传感器、排气温度传感器和回气温度传感器均与变频控制器连接；步骤二：通过经验数据和测试数据，建立不同环境温度和不同水温下最佳能效过热度与频率的变化关系数学模型、变频压缩机运行频率与环境温度Ta、水温Tw、设定目标水温Tset及水温变化率△Tw关系的控制数学模型及变频压缩机初始运行频率fhc、电子膨胀阀初始开度Kc控制数学模型；步骤三：启动变频采暖热泵并且设定目标水温为Tset；步骤四：根据环境温度传感器测到的环境温度Ta、水温传感器测到的水温Tw数据，及设定的目标水温Tset，计算出负荷初值Qc、运行频率初值fhc及电子膨胀阀初始开度Kc，变频采暖机以初值运行；步骤五：根据环境温度传感器8测到的实时环境温度Tai、水温传感器测到的实时水温Twi数据，及水温变化率△Twi，及设定的目标水温Tset，计算出实时负荷Qi、运行频率fhi，变频采暖机实时运行频率fhi运行；步骤六：分别进行计算出实时过热度Tsi-Tei；根据环境温度传感器实时测到的实时环境温度Tai、水温传感器实时测到的实时水温Twi、变频压缩机的运行频率fhi计算出实时最佳过热度Φi；步骤七：根据实时过热度Tsi-Tei和实时最佳过热度Φi的偏差调整电子膨胀的开度，使系统始终以最佳效率运行；步骤八：判定是否达到设定温度Ti=Tset；未达到设定温度Tset重回步骤五，达到设定温度Tset则进入下一个步骤；步骤九：低频维温节能运行。具体进一步，在步骤四中，负荷初值Qc、运行频率初值fhc及电子膨胀阀初始开度Kc的函数式均是通过实验测试并根据实验数据拟合公式而建立形成的。具体进一步，在步骤五中，实时负荷Qi和运行频率fhi的函数式均是通过实验测试并根据实验数据拟合公式而建立形成的。具体进一步，在步骤六中，引入了最佳能效过热度概念，在定义最佳能效过热度时，纳入变频压缩机适时运行频率这一重要变量，最佳能效过热度与环境温度、水温、变频压缩机运行频率的关系通过实验测试并根据实验数据建立，以表格的形式表示或者以函数的形式表示。本专利技术的有益效果是：本方法根据该最佳能效过热度关系式，就可以建立对电子膨胀阀开度的控制逻辑，使实时过热度向实时最佳能效过热度趋近，即根据实时过热度与实时最佳能效过热度的偏差量来调节电子膨胀阀的开度，能使变频采暖热泵始终按最佳能效运行，达到最好的节能效果，充分发挥变频采暖热泵的节能优势。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解。图1最佳能效过热度与频率的变化关系图。图2是本专利技术中变频采暖热泵的结构示意图。图3是本专利技术的控制方法的流程图。以下是附图标记说明：变频控制器1、排气温度传感器2、变频压缩机3、回气温度传感器4、四通换向阀5、蒸发换热器6、蒸发温度传感器7、环境温度传感器8、电子膨胀阀9、冷凝换热器10、水温传感器11、冷凝温度传感器12。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参考图1至图3描述根据本专利技术实施例的一种一种全时节能的变频采暖热泵的控制方法，包括步骤如下：步骤一：准备好由冷凝换热器6、电子膨胀阀9、蒸发换热器6、四通阀5、变频压缩机3以及变频控制器1组成的变频采暖热泵；其中，四通阀5的其中两个开口之间依次连接冷凝换热器6、电子膨胀阀9和蒸发换热器6，四通阀5的另外两个开口与变频压缩机3连接，电子膨胀阀9、四通阀5以及变频压缩机3均与变频控制器1连接，在冷凝换热器6的冷媒侧和水侧分别设置冷凝温度传感器12和水温传感器11，在蒸发换热器12设置蒸发温度传感器7和环境温度传感器8，在变频压缩机3的排气管路和回气管路分别设置排气温度传感器2和回气温度传感器4，其中，冷凝温度传感器12、水温传感器11、蒸发温度传感器7、环境温度传感器8、排气温度传感器2和回气温度传感器4均与变频控制器连接；步骤二：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全时节能的变频采暖热泵的控制方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤一：准备好由冷凝换热器(6)、电子膨胀阀(9)、蒸发换热器(6)、四通阀(5)、变频压缩机(3)以及变频控制器(1)组成的变频采暖热泵；其中，四通阀(5)的其中两个开口之间依次连接冷凝换热器(6)、电子膨胀阀(9)和蒸发换热器(6)，四通阀(5)的另外两个开口与变频压缩机(3)连接，电子膨胀阀(9)、四通阀(5)以及变频压缩机(3)均与变频控制器(1)连接，在冷凝换热器(6)的冷媒侧和水侧分别设置冷凝温度传感器(12)和水温传感器(11)，在蒸发换热器(12)设置蒸发温度传感器(7)和环境温度传感器(8)，在变频压缩机(3)的排气管路和回气管路分别设置排气温度传感器(2)和回气温度传感器(4)，其中，冷凝温度传感器(12)、水温传感器(11)、蒸发温度传感器(7)、环境温度传感器(8)、排气温度传感器(2)和回气温度传感器(4)均与变频控制器连接；步骤二：通过经验数据和测试数据，建立不同环境温度和不同水温下最佳能效过热度与频率的变化关系数学模型、变频压缩机运行频率与环境温度Ta、水温Tw、设定目标水温Tset及水温变化率△Tw关系的控制数学模型及变频压缩机初始运行频率fhc、电子膨胀阀初始开度Kc控制数学模型；步骤三：启动变频采暖热泵并且设定目标水温为Tset；步骤四：根据环境温度传感器（8）测到的环境温度Ta、水温传感器（7）测到的水温Tw数据，及设定的目标水温Tset，计算出负荷初值Qc、运行频率初值fhc及电子膨胀阀（9）初始开度Kc，变频采暖机以初值运行；步骤五：根据环境温度传感器（8）测到的实时环境温度Tai、水温传感器（7）测到的实时水温Twi数据，及水温变化率△Twi，及设定的目标水温Tset，计算出实时负荷Qi、运行频率fhi，变频采暖机实时运行频率fhi运行；步骤六： 分别进行计算出实时过热度Tsi‑Tei ；根据环境温度传感器（8）实时测到的实时环境温度Tai、水温传感器7实时测到的实时水温Twi、变频压缩机（3）的运行频率fhi计算出实时最佳过热度Φi；步骤七：根据实时过热度Tsi‑Tei和实时最佳过热度Φi的偏差调整电子膨胀（9）的开度，使系统始终以最佳效率运行；步骤八：判定是否达到设定温度Ti=Tset；未达到设定温度Tset重回步骤五，达到设定温度Tset则进入下一个步骤；步骤九：低频维温节能运行。...

【技术特征摘要】
1.一种全时节能的变频采暖热泵的控制方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤一：准备好由冷凝换热器(6)、电子膨胀阀(9)、蒸发换热器(6)、四通阀(5)、变频压缩机(3)以及变频控制器(1)组成的变频采暖热泵；其中，四通阀(5)的其中两个开口之间依次连接冷凝换热器(6)、电子膨胀阀(9)和蒸发换热器(6)，四通阀(5)的另外两个开口与变频压缩机(3)连接，电子膨胀阀(9)、四通阀(5)以及变频压缩机(3)均与变频控制器(1)连接，在冷凝换热器(6)的冷媒侧和水侧分别设置冷凝温度传感器(12)和水温传感器(11)，在蒸发换热器(12)设置蒸发温度传感器(7)和环境温度传感器(8)，在变频压缩机(3)的排气管路和回气管路分别设置排气温度传感器(2)和回气温度传感器(4)，其中，冷凝温度传感器(12)、水温传感器(11)、蒸发温度传感器(7)、环境温度传感器(8)、排气温度传感器(2)和回气温度传感器(4)均与变频控制器连接；步骤二：通过经验数据和测试数据，建立不同环境温度和不同水温下最佳能效过热度与频率的变化关系数学模型、变频压缩机运行频率与环境温度Ta、水温Tw、设定目标水温Tset及水温变化率△Tw关系的控制数学模型及变频压缩机初始运行频率fhc、电子膨胀阀初始开度Kc控制数学模型；步骤三：启动变频采暖热泵并且设定目标水温为Tset；步骤四：根据环境温度传感器（8）测到的环境温度Ta、水温传感器（7）测到的水温Tw数据，及设定的目标水温Tset，计算出负荷初值Qc、运行频率初值fhc及电子膨胀阀（9）初始开度Kc，变频采暖机以初值运行；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕燕，
申请(专利权)人：陈燕燕，
类型：发明
国别省市：江西,36