一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法与流程

1.本发明涉及空气源热泵技术领域，尤其涉及一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法。


背景技术：

2.变频空气源热泵系统相比定频热泵系统具有制热量大、能效高等优点，特别在低温环境温度下其优点更加明显。变频空气源热泵系统主要包括变频压缩机、电子膨胀阀、蒸发器和冷凝器，循环水和经变频压缩机压缩后的空气在冷凝器中进行热交换，直至将循环水循环加热至预设水温，电子膨胀阀对空气起到泄压作用，蒸发器对空气进行预热，减少变频压缩机能耗。
3.目前主要通过调节变频压缩机的频率实现对变频空气源热泵系统的调节，而变频压缩机采用的频率调节方法是以水箱目标温度与水箱即时温度的差值作为反馈对象，即当两者温差大于某一值时，变频压缩机尽可能的以高频率运行以提高产热量(升温运行)，缩短加热时间；当两者温差小于某一值时，动态调整变频压缩机频率，使水箱温度稳定在目标温度范围内(稳定运行)。但实际使用中，变频压缩机的频率依据环境温度的不同也存在区别，现有这种仅依据水温差对变频压缩机的频率进行调节的方式不够准确，同样存在耗电功率、负荷大等能源浪费的问题。
4.基于此，亟需一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法，用以解决如上提到的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法，能够提高对压缩机频率的精确控制，减少能源浪费。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法，用于将循环水加热至预设水温，所述空气能热泵变频压缩机能调控制方法包括如下步骤：
8.s1、启动压缩机；
9.s2、根据环境温度和预设水温调节所述压缩机的频率；
10.s3、根据所述预设水温与实测水温的差值
△
ts和实测水温变化率
△
tw分析得出所述压缩机的频率调节量
△
f；
11.s4、根据
△
f调节所述压缩机的频率，计算公式：f＝fc
△
f；f
‑
所述压缩机的目标频率，fc
‑
所述压缩机当前的运行频率，
△
f
‑
所述压缩机的频率调节量。
12.作为一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，所述步骤s1包括：
13.s11、启动所述压缩机；
14.s12、将所述压缩机升频至50hz；
15.s13、运行所述压缩机3min
‑
5min。
16.作为一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，所述步骤s2包括：
17.s21、当环境温度小于等于
‑
8℃时，若预设水温大于等于45℃，则调节所述压缩机的频率至95hz，若预设水温小于45℃，则调节所述压缩机的频率至100hz；
18.当环境温度大于
‑
8℃，小于等于12℃时，若预设水温大于等于45℃，则调节所述压缩机的频率至80hz
‑
90hz，若预设水温小于45℃，则调节所述压缩机的频率至85hz
‑
95hz；
19.当环境温度大于12℃，小于等于40℃时，若预设水温大于等于45℃，则调节所述压缩机的频率至65hz
‑
75hz，若预设水温小于45℃，则调节所述压缩机的频率至70hz
‑
80hz；
20.s22、运行所述压缩机2s
‑
5s。
21.作为一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，步骤s3中：
△
ts＝预设水温
‑
循环水进水温度。
22.作为一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，步骤s3中：
△
tw＝当前循环水进水温度
‑
上一次循环水进水温度。
23.作为一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，所述步骤s3具体包括：
24.当
△
ts≤
‑
4℃，若
△
tw≤0℃，则
‑
7≤
△
f≤
‑
3，若
△
tw＞0℃，则
‑
10≤
△
f≤
‑
8；
25.当
‑
4℃＜
△
ts≤0℃，若
△
tw≤0℃，则
‑
6≤
△
f≤3，若
△
tw＞0℃，则
‑
10≤
△
f≤
‑
5；
26.当
△
ts＞0℃，若
△
tw≤0℃，则1≤
△
f≤5，若
△
tw＞0℃，则
‑
4≤
△
f≤2。
27.作为一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，在所述步骤s4之后还包括：
28.s5、每间隔5s
‑
60s，对所述压缩机的目标频率f调节一次。
29.作为一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，每间隔30s或60s对所述压缩机的目标频率f调节一次。
30.作为一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，在所述步骤s1之前还包括：
31.s01、启动水泵；
32.s02、启动风机。
33.作为一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，在所述步骤s02之后还包括：s03、启动电子膨胀阀；
34.作为一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，将所述水泵运行20s后启动所述风机，所述风机运行15s后同时开启所述压缩机和所述电子膨胀阀。
35.本发明的有益效果：
36.本发明提供了一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法，先根据环境温度和预设水温调节压缩机的频率，再根据预设水温与实测水温的差值
△
ts和实测水温变化率
△
tw分析得出压缩机的频率调节量
△
f，进一步根据
△
f调节压缩机的频率，直至压缩机频率调节至目标频率f。整体来说，本发明能够依据环境温度和预设水温先对压缩机进行预调节，然后再根据
△
ts和
△
tw对压缩机进行精确调节，从而提高对压缩机频率的精确控制，减少能
源浪费。
附图说明
37.图1是本发明实施例提供的空气能热泵变频压缩机能调控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
38.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
42.本发明实施例公开了一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法，用于将循环水加热至预设水温。如图1所示，该空气能热泵变频压缩机能调控制方法包括如下步骤：
43.s1、启动压缩机；
44.s2、根据环境温度和预设水温调节压缩机的频率；
45.s3、根据预设水温与实测水温的差值
△
ts和实测水温变化率
△
tw分析得出压缩机的频率调节量
△
f；
46.s4、根据
△
f调节压缩机的频率，计算公式：f＝fc
△
f；f
‑
压缩机的目标频率，fc
‑
压缩机当前的运行频率，
△
f
‑
压缩机的频率调节量。
47.本发明能够依据环境温度和预设水温先对压缩机进行预调节，然后再根据
△
ts和
△
tw对压缩机进行精确调节，从而提高对压缩机频率的精确控制，减少能源浪费。
48.具体地，步骤s1包括：
49.s11、启动压缩机；
50.s12、将压缩机升频至50hz；
51.s13、运行压缩机3min
‑
5min。
52.通过先将压缩机升频至平台频率50hz，然后运行3min
‑
5min，使压缩机运行平稳后再进行频率调节，提高压缩机运行可靠性。本实施例中，将压缩机平稳运行3min后即可进行下一步操作，在其他实施例中，此处压缩机的运行时间可根据需要设置，例如4min或5min，
不局限于本实施例中。
53.进一步地，在步骤s1之前还包括：
54.s01、启动水泵；
55.s02、启动风机。
56.按此设置，在压缩机开启之前启动水泵和风机，以尽可能减少压缩机能耗，同时开启风机为蒸发器降温，确保其正常使用性能。
57.同时，在步骤s02之后还包括：s03、启动电子膨胀阀，以对换热后的空气进行泄压，减少能源消耗，确保整个系统的安全性。
58.具体地，将水泵运行20s后启动风机，以确保风机运行平稳，风机运行15s后同时开启压缩机和电子膨胀阀，以确保风机正常运行。在其他实施例中，水泵和风机运行时间均可根据需要设置，不以本实施例为限。
59.作为空气能热泵变频压缩机能调控制方法的优选的技术方案，步骤s2包括：
60.s21、当环境温度小于等于
‑
8℃时，若预设水温大于等于45℃，则调节压缩机的频率至95hz，若预设水温小于45℃，则调节压缩机的频率至100hz；
61.当环境温度大于
‑
8℃，小于等于12℃时，若预设水温大于等于45℃，则调节压缩机的频率至80hz
‑
90hz，若预设水温小于45℃，则调节压缩机的频率至85hz
‑
95hz；
62.当环境温度大于12℃，小于等于40℃时，若预设水温大于等于45℃，则调节压缩机的频率至65hz
‑
75hz，若预设水温小于45℃，则调节压缩机的频率至70hz
‑
80hz；
63.s22、运行压缩机2s
‑
5s。
64.示例性地，当环境温度大于
‑
8℃，小于等于12℃时，若预设水温大于等于45℃，则压缩机的频率可以调节至80hz、85hz或90hz，若预设水温小于45℃，则压缩机的频率可以调节至85hz、90hz或95hz；
65.当环境温度大于12℃，小于等于40℃时，若预设水温大于等于45℃，则压缩机的频率可以调节至65hz、70hz或75hz，若预设水温小于45℃，则压缩机的频率可以调节至70hz、75hz或80hz。
66.需要说明的是，压缩机的频率调节具体值可根据需要设置，只要满足上述条件即可。
67.待压缩机频率调节完毕后，运行压缩机2s
‑
5s，再进行下步操作，既能使压缩机平稳运行，又尽可能能减少压缩机运行时间。
68.本实施例中，步骤s3中：
△
ts＝预设水温
‑
循环水进水温度，即在制热模式下
△
ts为正值，在制冷模式下，
△
ts为负值。进一步地，
△
tw＝当前循环水进水温度
‑
上一次循环水进水温度，即在制热模式下
△
tw为正值，在制冷模式下，
△
tw为负值。按此设置，通过观测
△
ts、
△
tw的值，就能初步判断出压缩机应该降频还是升频。此处需要说明的是，若
△
f为负值，则说明需要对压缩机进行降频，若
△
f为正值，则说明需要对压缩机进行升频。
69.具体地，步骤s3具体包括：
70.当
△
ts≤
‑
4℃，若
△
tw≤0℃，则
‑
7≤
△
f≤
‑
3，若
△
tw＞0℃，则
‑
10≤
△
f≤
‑
8；
71.当
‑
4℃＜
△
ts≤0℃，若
△
tw≤0℃，则
‑
6≤
△
f≤3，若
△
tw＞0℃，则
‑
10≤
△
f≤
‑
5；
72.当
△
ts＞0℃，若
△
tw≤0℃，则1≤
△
f≤5，若
△
tw＞0℃，则
‑
4≤
△
f≤2。
73.示例性地，
△
f依据
△
ts、
△
tw的范围，参考取值如下表1。
74.表1
[0075][0076]
通过上述表1，能够很好地指导相关人员分析
△
ts及
△
tw的值对应找出压缩机的频率调节量
△
f的取值，从而实现对压缩机的频率的调节。此外，由步骤s2可知，压缩机当前的运行频率fc的初始取值为根据环境温度和预设水温调节后的压缩机的频率，在此基础上进行降频或升频操作，直至将循环水加热或冷却至预设水温。
[0077]
进一步地，在步骤s4之后还包括：
[0078]
s5、每间隔5s
‑
60s，对压缩机的目标频率f调节一次。本实施例中，每间隔30s或60s对压缩机的目标频率f调节一次，以此逐步对压缩机实现频率调节。在其他实施例中，间隔时间可根据需要进行调整，不局限于本实施例中。
[0079]
综上，本发明实施例提供了一种空气能热泵变频压缩机能调控制方法，先根据环境温度和预设水温调节压缩机的频率，再根据预设水温与实测水温的差值
△
ts和实测水温变化率
△
tw分析得出压缩机的频率调节量
△
f，进一步根据
△
f调节压缩机的频率，直至压缩机频率调节至目标频率f。整体来说，本发明能够依据环境温度和预设水温先对压缩机进行预调节，然后再根据
△
ts和
△
tw对压缩机进行精确调节，从而提高对压缩机频率的精确控制，减少能源浪费。
[0080]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。