[發明專利]二氧化碳熱泵系統的分溫區控制方法

有效

• 申請號: 201310089276.7
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN103148653A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 熊丹;湯曉亮
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇凈集團有限公司
• 主分類號: F25B49/02
• 分類號: F25B49/02
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

1.一種二氧化碳熱泵系統的分溫區控制方法，用于控制二氧化碳熱泵系統，所述的二氧化碳熱泵系統包括相連接構成回路的壓縮機、氣體冷卻器、電子膨脹閥、蒸發器、氣液分離器、回熱器、三通閥，所述的回路中的制冷劑為二氧化碳，所述的氣體冷卻器中設置有與所述的二氧化碳換熱的水循環回路，所述的水循環回路設置于進水口和出水口之間，其特征在于：所述的二氧化碳熱泵系統的分溫區控制方法所采用的所述的二氧化碳熱泵系統還包括可編程控制器、設置于所述的壓縮機的排氣口并檢測其實際排氣壓力的壓力傳感器、設置于所述的氣體冷卻器的出口并檢測其出口溫度的第一溫度傳感器、設置于所述的蒸發器的翅片上并檢測翅片溫度的第二溫度傳感器、設置于所述的壓縮機的吸氣口并檢測其吸氣溫度的第三溫度傳感器、設置于所述的出水口并檢測水流量的水流量檢測計、設置于所述的壓縮機上并檢測其轉速的風速檢測裝置；所述的壓力傳感器、所述的第一溫度傳感器、所述的第二溫度傳感器、所述的第三溫度傳感器、所述的水流量檢測計、所述的風速檢測裝置分別與所述的可編程控制器相信號連接，所述的可編程控制信號與所述的電子膨脹閥相信號連接；

所述的二氧化碳熱泵系統的分溫區控制方法包括：

（1）通過所述的第一溫度傳感器采集所述的氣體冷卻器的出口溫度并傳至所述的可編程控制器；

（2）所述的可編程控制器根據所述的出口溫度選擇控制方法：當所述的出口溫度小于或等于第一臨界溫度時，采用過熱度控制方法；當所述的出口溫度大于所述的第一臨界溫度時，采用最優壓力控制方法。

2.根據權利要求1所述的分溫區的控制方法，其特征在于：所述的第一臨界溫度為31℃。

3.根據權利要求1所述的分溫區的控制方法，其特征在于：當采用所述的過熱度控制方法時，所述的壓縮機不運行時，所述的電子膨脹閥開啟到待機開度；有開機需求時，所述的電子膨脹閥開啟到初始開度；所述的壓縮機開啟后，通過所述的第三溫度傳感器檢測所述的吸氣溫度，通過所述的第二溫度傳感器檢測所述的翅片溫度，根據所述的吸氣溫度和所述的翅片溫度計算實際過熱度，所述的可編程控制器將所述的實際過熱度與過熱度目標值進行對比，并根據對比結果輸出控制電流至所述的電子膨脹閥以調節其開度；

循環上述步驟，使得所述的實際過熱度與所述的過熱度目標值一致。

4.根據權利要求3所述的分溫區的控制方法，其特征在于：所述的實際過熱度=所述的吸氣溫度-所述的翅片溫度。

5.根據權利要求1所述的分溫區的控制方法，其特征在于：當采用所述的最優壓力控制方法時，通過所述的壓力傳感器采集所述的實際排氣壓力，通過所述的第一溫度傳感器采集所述的出口溫度，通過所述的第二溫度傳感器采集所述的翅片溫度，通過所述的水流量檢測計采集所述的水流量，通過所述的風速檢測裝置采集所述的轉速；

所述的可編程控制器通過所述的出口溫度、所述的翅片溫度、所述的水流量、所述的轉速以及水流量系數、風機系數計算所述的壓縮機的目標排氣壓力；再將所述的實際排氣壓力和所述的目標排氣壓力相對比得到控制信號；利用PID控制算法處理所述的控制信號得到控制電流，所述的控制電流輸出至所述的電子膨脹閥以調節其開度；

循環上述步驟，使得所述的實際排氣壓力與所述的目標排氣壓力一致。

6.根據權利要求5所述的分溫區的控制方法，其特征在于：當所述的出口溫度大于所述的第一臨界溫度且小于第二臨界溫度時，采用第一種最優壓力控制方法，所述的目標排氣壓力通過Popt=2.2Tc+8.5-0.1Te+Rw*Q+Rf*n計算得出；當所述的出口溫度大于或等于所述的第二臨界溫度時，采用第二種最優壓力控制方法，所述的目標排氣壓力通過Popt=2.5Tc^0.98-0.2Te+Rw*Q+Rf*n計算得出；其中，Tc為氣體冷卻器的出口溫度，Te為蒸發器的翅片溫度，Rw為水流量系數，Q為水流量，Rf為風機系數，n為風機的轉速。

7.根據權利要求6所述的分溫區的控制方法，其特征在于：所述的第二臨界溫度為42℃。