数码涡旋热泵机组及其控制方法、装置和存储介质与流程

本发明涉及热泵技术领域，尤其是一种数码涡旋热泵机组及其控制方法、装置和存储介质。

背景技术：

现有热泵机组大多采用定频压缩机，虽然能够输出稳定的热量，但是当应用在物料烘干等场合时，经常需要控制物料的温度进行多段变化以实现各种烘干工艺。现有的热泵机组难以实现精细快速的温度控制。

术语解释

数码涡旋压缩机：一种采用轴向柔性技术的压缩机，轴向柔性技术允许数码涡旋压缩机中的涡旋盘可以沿轴向移动非常小的距离，确保涡旋盘始终以最佳的力进行工作。数码涡旋压缩机中的两个涡旋盘在任何运行环境下紧密结合在一起，保证数码涡旋压缩机有很高的能效比。数码涡旋压缩机的控制循环周期包括一段负载期和一段卸载期。在负载期内，数码涡旋压缩机像常规涡旋压缩机一样工作，传递全部容量，压缩机输出为100％；在卸载期内，由于压缩机的柔性设计，两个涡旋盘在轴向有一个微量分离，不再有制冷剂通过数码涡旋压缩机，数码涡旋压缩机输出为0。

技术实现要素：

针对上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种数码涡旋热泵机组及其控制方法、装置和存储介质。

一方面，本发明实施例包括一种数码涡旋热泵机组，包括：

定频压缩机；

数码涡旋压缩机；

测温模块，用于检测所述数码涡旋热泵机组的输出温度；

控制模块，用于根据所述输出温度所在区间，控制所述定频压缩机的工作状态以及所述数码涡旋压缩机的工作占空比；所述工作状态包括开启和关闭，所述工作占空比为所述数码涡旋压缩机在一个工作周期内工作在卸载状态与工作在负载状态的时间比例。

进一步地，所述根据所述输出温度所在区间，控制所述定频压缩机的工作状态以及所述数码涡旋压缩机的工作占空比，具体包括：

根据所述输出温度所在区间，确定控制参数；所述区间由目标温度、数码涡旋压缩机加载回差、数码涡旋压缩机卸载回差确定；

根据所述控制参数、所述定频压缩机的当前工作状态以及所述数码涡旋压缩机的当前工作占空比，确定所述定频压缩机的目标工作状态以及所述数码涡旋压缩机的目标工作占空比。

进一步地，所述根据所述输出温度所在区间，确定控制参数，具体包括：

当所述输出温度等于所述目标温度，确定所述控制参数为0；

当所述输出温度小于或等于所述目标温度与所述数码涡旋压缩机加载回差之差，且上一工作周期的控制参数小于或等于-1，确定所述控制参数为1；

当所述输出温度小于或等于所述目标温度与所述数码涡旋压缩机加载回差之差，且上一工作周期的控制参数大于或等于0，确定所述控制参数为2；

当所述输出温度大于或等于所述目标温度与所述数码涡旋压缩机卸载回差之和，且上一工作周期的控制参数大于或等于1，确定所述控制参数为-1；

当所述输出温度大于或等于所述目标温度与所述数码涡旋压缩机卸载回差之和，且上一工作周期的控制参数小于或等于0，确定所述控制参数为-2；

当所述输出温度小于所述目标温度并大于所述目标温度与所述数码涡旋压缩机加载回差之差，且上一工作周期的控制参数大于或等于-1，确定所述控制参数为1；

当所述输出温度小于所述目标温度并大于所述目标温度与所述数码涡旋压缩机加载回差之差，且上一工作周期的控制参数等于-2，确定所述控制参数为0；

当所述输出温度大于所述目标温度并小于所述目标温度与所述数码涡旋压缩机卸载回差之和，且上一工作周期的控制参数小于或等于1，确定所述控制参数为-1；

当所述输出温度大于所述目标温度并小于所述目标温度与所述数码涡旋压缩机卸载回差之和，且上一工作周期的控制参数等于2，确定所述控制参数为0。

进一步地，当所述控制参数大于0，所述根据所述控制参数、所述定频压缩机的当前工作状态以及所述数码涡旋压缩机的当前工作占空比，确定所述定频压缩机的目标工作状态以及所述数码涡旋压缩机的目标工作占空比，具体包括：

当所述当前工作状态为开启，且所述当前工作占空比为100％，确定所述目标工作占空比为100％；

当所述当前工作状态为开启，且所述当前工作占空比小于100％，确定所述目标工作占空比等于所述控制参数与5％的乘积与所述当前工作占空比之和；

当所述当前工作状态为关闭，且所述当前工作占空比小于100％，若所述控制参数为2，确定所述目标工作占空比为100％，若所述控制参数为1，确定所述目标工作占空比等于所述当前工作占空比与5％之和；

当所述当前工作状态为关闭，且所述当前工作占空比等于100％，若所述控制参数为2，确定所述目标工作状态为开启，若所述控制参数为1，确定所述目标工作占空比为100％。

进一步地，当所述控制参数小于0，所述根据所述控制参数、所述定频压缩机的当前工作状态以及所述数码涡旋压缩机的当前工作占空比，确定所述定频压缩机的目标工作状态以及所述数码涡旋压缩机的目标工作占空比，具体包括：

当所述当前工作状态为开启，所述当前工作占空比为100％，若所述控制参数为-2，确定所述目标工作占空比为0；

当所述当前工作状态为开启，所述当前工作占空比为0，且所述控制参数与5％的乘积与所述当前工作占空比之和小于最小占空比，确定所述目标工作状态为关闭；

当所述当前工作状态为开启，所述当前工作占空比为0，且所述控制参数与5％的乘积与所述当前工作占空比之和大于或等于最小占空比，确定所述目标工作占空比等于所述控制参数与5％的乘积与所述当前工作占空比之和；

当所述当前工作占空比大于最小占空比，且所述当前工作状态为关闭，确定所述目标工作占空比等于所述控制参数与5％的乘积与所述当前工作占空比之和；

当所述当前工作占空比大于最小占空比，且所述当前工作状态为关闭，若所述控制参数为-2，确定所述目标工作状态为关闭，若所述控制参数为-1，确定所述目标工作占空比为最小占空比。

进一步地，当所述控制参数等于0，所述根据所述控制参数、所述定频压缩机的当前工作状态以及所述数码涡旋压缩机的当前工作占空比，确定所述定频压缩机的目标工作状态以及所述数码涡旋压缩机的目标工作占空比，具体包括：

确定所述目标工作占空比等于所述当前工作占空比。

进一步地，所述控制所述定频压缩机的工作状态以及所述数码涡旋压缩机的工作占空比，具体包括：

当所述数码涡旋压缩机的一个工作周期结束，更新所述定频压缩机的工作状态以及所述数码涡旋压缩机的工作占空比。

另一方面，本发明实施例还包括一种数码涡旋热泵机组控制方法，所述数码涡旋热泵机组包括定频压缩机、数码涡旋压缩机、测温模块和控制模块，所述控制方法包括以下步骤：

检测所述数码涡旋热泵机组的输出温度；

根据所述输出温度所在区间，控制所述定频压缩机的工作状态以及所述数码涡旋压缩机的工作占空比；所述工作状态包括开启和关闭，所述工作占空比为所述数码涡旋压缩机在一个工作周期内工作在卸载状态与工作在负载状态的时间比例。

另一方面，本发明实施例还包括一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行实施例所述方法。

另一方面，本发明实施例还包括一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行实施例所述方法。

本发明的有益效果是：本发明的实施例中，使用数码涡旋压缩机和定频压缩机组成数码涡旋双系统热泵机组，并为数码涡旋压缩机和定频压缩机配置控制逻辑，可以实现对定频压缩机和数码涡旋压缩机的控制，其中对定频压缩机的控制可以实现对输出温度的粗调，对数码涡旋压缩机的控制可以实现对输出温度的微调，从而实现对输出温度的快速精细化调节，当将数码涡旋热泵机组应用于物料烘干等场合时，容易实现各种烘干工艺。

附图说明

图1为实施例中数码涡旋热泵机组的结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例中，数码涡旋热泵机组是指带有数码涡旋压缩机的热泵机组。参照图1，数码涡旋热泵机组包括定频压缩机、数码涡旋压缩机、测温模块和控制模块，控制模块分别与定频压缩机、数码涡旋压缩机和测温模块连接，控制模块控制定频压缩机和数码涡旋压缩机工作，定频压缩机和数码涡旋压缩机组成双压缩机系统。

测温模块检测数码涡旋热泵机组的输出温度，在实际使用中，可以选择检测被数码涡旋热泵机组加热的物品或区域的温度，例如将数码涡旋热泵机组应用于物品烘烤时，可以将测温模块配置为检测烤房的温度，作为数码涡旋热泵机组的输出温度。

测温模块将检测到的数码涡旋热泵机组的输出温度发送到控制模块，控制模块根据输出温度，确定对数码涡旋压缩机和定频压缩机的控制逻辑，因此控制模块、测温模块、定频压缩机和数码涡旋压缩机形成一个负反馈系统，输出温度作为负反馈信号。

本发明的实施例中，控制模块对根据输出温度确定对数码涡旋压缩机和定频压缩机的控制逻辑，具体为：

根据所述输出温度所在区间，控制定频压缩机的工作状态即控制定频压缩机开启和关闭，以及控制数码涡旋压缩机的工作占空比，即控制数码涡旋压缩机在一个工作周期内工作在卸载状态与工作在负载状态的时间比例，例如，当工作占空比为100％，数码涡旋压缩机在一个工作周期内都工作在卸载状态，即数码涡旋压缩机的电磁阀在一个工作周期内无输出；当工作占空比为90％，数码涡旋压缩机在一个工作周期内90％的时间工作在卸载状态，10％的时间工作在负载状态，即数码涡旋压缩机的电磁阀在一个工作周期内90％的时间无输出，10％的时间有输出。

本发明的实施例中，控制模块存储了目标温度、数码涡旋压缩机加载回差和数码涡旋压缩机卸载回差等温度数据，其中目标温度可以在使用数码涡旋热泵机组时设置，目标温度表示希望数码涡旋热泵机组将物品加热到的温度，数码涡旋压缩机加载回差和数码涡旋压缩机卸载回差与数码涡旋压缩机的性能有关。目标温度、数码涡旋压缩机加载回差和数码涡旋压缩机卸载回差等温度数据之间有大小关系，可以形成一个或多个区间，控制模块可以判断输出温度在哪个区间。

本发明的实施例中，控制模块按照工作周期来控制数码涡旋压缩机和定频压缩机。在每个工作周期中，控制模块根据这个工作周期所确定的工作状态和工作占空比来控制定频压缩机和数码涡旋压缩机。在下一个工作周期到来前，控制模块确定下一个工作周期的工作状态和工作占空比，即目标工作状态和目标工作占空比。当下一个工作周期到来，控制模块更新定频压缩机的工作状态以及所述数码涡旋压缩机的工作占空比，使得定频压缩机按照目标工作状态工作，数码涡旋压缩机按照目标工作占空比工作。

本发明的实施例中，当控制模块要控制定频压缩机在即将到来的一个工作周期中的工作状态，以及数码涡旋压缩机在即将到来的一个工作周期中的工作占空比，控制模块根据输出温度所在区间，先确定一个控制参数，然后根据控制参数的大小，以及根据定频压缩机在当前工作周期中的工作状态即当前工作状态，以及根据数码涡旋压缩机的在当前工作周期中的工作占空比即当前工作占空比，来确定定频压缩机在即将到来的一个工作周期中的工作状态，以及数码涡旋压缩机在即将到来的一个工作周期中的工作占空比。

本发明的实施例中，控制参数采用符号ki表示，ki的取值可以是-2、-1、0、1和2。控制模块根据目标温度、数码涡旋压缩机加载回差和数码涡旋压缩机卸载回差确定多个区间，确定输出温度所在区间等同于确定输出温度与目标温度、数码涡旋压缩机加载回差和数码涡旋压缩机卸载回差等温度数据之间的大小关系。控制模块根据输出温度与目标温度、数码涡旋压缩机加载回差和数码涡旋压缩机卸载回差等温度数据之间的大小关系确定ki的规则具体如表1所示。

表1

表1的规则的原理为：根据输出温度与目标温度、数码涡旋压缩机加载回差和数码涡旋压缩机卸载回差等之间的大小关系，可以确定输出温度的变化趋势，以控制参数的取值来表示变化趋势。本发明的实施例中，ki＜0表示输出温度呈上升趋势，ki＞0表示输出温度呈下降趋势，ki＝0表示输出温度不变。

控制模块根据表1的规则，可以确认得到控制参数的取值。根据控制参数的取值，可以确定数码涡旋热泵机组的输出温度的变化趋势，结合定频压缩机的当前工作状态以及数码涡旋压缩机的当前工作占空比，控制模块可以确定定频压缩机的目标工作状态以及数码涡旋压缩机的目标工作占空比，从而迎合或对抗输出温度的变化趋势，实现对输出温度的调整。控制模块根据控制参数的取值、定频压缩机的当前工作状态以及数码涡旋压缩机的当前工作占空比确定定频压缩机的目标工作状态以及数码涡旋压缩机的目标工作占空比的规则具体如表2所示。

表2

本发明的实施例，使用数码涡旋压缩机和定频压缩机组成数码涡旋双系统热泵机组，并为数码涡旋压缩机和定频压缩机配置表1和表2中的控制逻辑，先执行表1中的控制逻辑，根据输出温度所在区间，确定一个控制参数，然后执行表2中的控制逻辑，根据控制参数的大小，以及根据定频压缩机在当前工作周期中的工作状态即当前工作状态，以及根据数码涡旋压缩机的在当前工作周期中的工作占空比即当前工作占空比，来确定定频压缩机在即将到来的一个工作周期中的工作状态，以及数码涡旋压缩机在即将到来的一个工作周期中的工作占空比。通过表1中的控制逻辑和表2中的控制逻辑的结合，可以实现对定频压缩机和数码涡旋压缩机的控制，其中对定频压缩机的控制可以实现对输出温度的粗调，对数码涡旋压缩机的控制可以实现对输出温度的微调，从而实现对输出温度的快速精细化调节，当将数码涡旋热泵机组应用于物料烘干等场合时，容易实现各种烘干工艺。

本发明的实施例中，可以通过计算机编程技术，编写数码涡旋热泵机组中的控制模块适用的计算机程序，当计算机程序被控制模块读取并运行时，控制模块可以实现上述实施例的表1和表2中的控制逻辑，以控制定频压缩机和数码涡旋压缩机实现上述实施例的技术效果。

本发明的实施例中，一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行实施例中的控制方法，实现与实施例所述的相同的技术效果。

本发明的实施例中，一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行实施例中的控制方法，实现与实施例所述的相同的技术效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、ram、rom等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。