专利名称：热泵热水机的电子膨胀阀控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于利用热泵的流体加热器，尤其涉及一种热泵热水机的电子膨胀阀控制装置。
背景技术：
现在市场上的空气源热泵热水机节流方式主要采用热力膨胀阀或者毛细管，热力膨胀阀根据吸气温度，出口压力等参数进行调节，存在调节范围小，精度不高的缺陷，而毛细管系统节流深度不可调节。热力膨胀阀主要是根据空调工况而设计的，没有专门针对空气源热泵热水机这个特殊产品而设计的热力膨胀阀。空气源热泵热水机加热的水温范围 5°C至55°C，工作的环境温度为-25°C至45°C，采用热力膨胀阀和毛细管在环境温度-10°C 以下或30°C以上都不能有效的调节制冷剂流量，产品运行不稳定、节能效果不理想等众多问题就会随之出现。也有部分热泵热水机厂使用了电子膨胀阀作为空气源热泵热水机节流机构，但是采集的信号主要是按照吸气温度和翅片温度这两个参数值进行控制的，控制方法也不合理。中国实用新型专利“电子膨胀阀的控制方法、热泵装置自适应控制方法及装置”(专利号ZL200710187388. 0，公开号CN101446463)公开了一种公开了电子膨胀阀的控制方法、热泵装置的自适应控制方法及装置，实现了根据排气温度调节热泵装置的制冷剂流量及节流程度，并且可快速获取电子膨胀阀最优开度，大大降低了滞后时间，实时地根据运行状态调整系统节流程度。但是，ZL200710187388专利在调节电子膨胀阀的开度时没有对水箱温度进行识别，不能根据水箱温度改变目标过热度，只根据排气温度调节电子膨胀阀开度。然而，在实际运行过程中，热泵热水机在不同水箱温度时的排气温度值变化很大， 例如，在水箱温度20°C，排气温度正常值约为60°C，而当水箱温度为50°C时，排气温度的正常值约为105°C左右。如果仅仅根据ZL200710187388. 0专利的排气温度控制方法，仅按照排气温度调节电子膨胀阀的节流深度，会导致热泵热水机在低水温时机组系统高低压压差太小，机组运行效率低、制热量低，甚至会出现润滑不正常的严重故障；而在高水箱温度时， 又容易因节流深度过深，导致循环流量低、机组高压高，压缩机处于过负荷状态。另一方面， ZL200710187388专利是通过检测环境温度来调节风机的风速，调节风量，控制蒸发温度， 但是，在环境温度一定时，通过调节风量并不能达到控制蒸发温度，只能提高机组的吸气温度，从而调大电子膨胀阀的开度。在高环境温度时，虽然通过降低风机风量，来达到降低吸气温度和排气温度，可以保护压缩机在高环境温度时运行在设计工况内，却会造成机组的蒸发效果变差，节能效果降低。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种热泵热水机的电子膨胀阀控制装置，解决现有的热泵电子节流阀控制装置不能根据水箱温度、环境温度和排气温度综合状态调整目标过热度，不能依据热泵热水机变工况调节循环流量的技术问题。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是[0005]一种热泵热水机的电子膨胀阀控制装置，所述热泵热水机的冷媒循环回路中包含串联接连的压缩机、水箱换热器、电子膨胀阀和翅片换热器，所述的电子膨胀阀的控制装置包括控制单元和步进电机，控制单元的输出端连接到步进电机，步进电机的输出轴连接电子膨胀阀，其特征在于所述的控制单元包括控制器、驱动电路和一组温度传感器，所述的一组温度传感器包括吸气温度传感器、排气温度传感器、翅片温度传感器、水箱温度传感器和环境温度传感器；所述各温度传感器的温度信号输出端连接到所述控制器的输入端，所述控制器的输出端通过驱动电路连接到所述的步进电机；所述的吸气温度传感器固定在压缩机吸气入口管路上，所述的排气温度传感器固定在压缩机排气管出口管路上，所述的翅片温度传感器固定在翅片换热器上，所述的水箱温度传感器设置在水箱换热器的水箱内，所述的环境温度传感器设置在热泵热水机的工作环境空间内。本实用新型的热泵热水机的电子膨胀阀控制装置的更好的技术方案是所述的控制器包含目标过热度设定模块，实际过热度检测模块，调节速度设定模块和驱动信号生成模块，所述的环境温度传感器、水箱温度传感器和排气温度传感器连接到目标过热度设定模块的输入端，所述的吸气温度传感器和翅片温度传感器连接到实际过热度检测模块的输入端，所述目标过热度设定模块和实际过热度检测模块的输出端连接到调节速度设定模块的输入端，所述的调节速度设定模块的输出端连接到驱动信号生成模块的输入端，驱动信号生成模块的输出端连接到驱动电路的输入端。本实用新型的热泵热水机的电子膨胀阀控制装置的进一步改进的技术方案是所述的控制器包含微处理器，AD转换单元和数据程序存储单元，所述的各个温度传感器通过 AD转换单元连接到微处理器的输入端口，所述的驱动电路连接到微处理器的输出端口。本实用新型的有益效果是本实用新型的技术方案可以根据水箱温度和环境温度，设定产品的目标过热度， 保证机组在不同水温和不同环境温度时，自行调节节流深度，保证在变水温时，合适的制冷剂流量；在低环境温度时，提高产品的目标过热度，增加机组的节流深度，保证制冷剂能充分蒸发，避免因为蒸发不足导致压缩机因为回液而损坏。在高环境温度时，降低产品的目标过热度，降低产品的节流深度，提高制冷剂的循环流量，从而提高产品节能效果，同时产品在高负荷时也能安全稳定运行。本实用新型的技术方案将排气温度和水箱温度、环境温度进行综合判断，设定变化的目标过热度，能够正解地识别排气温度和电子膨胀阀的开度关系，满足热泵热水机变工况状态下不同循环流量的需求，从而达到热泵热水机高效、安全、稳定运行。
图1是本实用新型的热泵热水机的电子膨胀阀控制装置的结构示意图；图2是本实用新型的热泵热水机的电子膨胀阀控制装置的原理框图；以上图中的各部件的标号100-压缩机，200-水箱换热器，300-电子膨胀阀， 310-步进电机，400-翅片换热器500-控制单元，600-温度传感器(组)，610-吸气温度传感器，620-排气温度传感器，630-翅片温度传感器，640-水箱温度传感器，650-环境温度传感器，700-控制器，710-目标过热度设定模块，720-实际过热度检测模块，730-调节速度设定模块，740-驱动信号生成模块，800-驱动电路。
具体实施方式
为了能更好地理解本实用新型的上述技术方案，
以下结合附图和实施例进行进一步地详细描述。本实用新型的热泵热水机的电子膨胀阀控制装置的第一个实施例如图1和图2所示，热泵热水机的冷媒循环回路中包含串联接连的压缩机100、水箱换热器200、电子膨胀阀300和翅片换热器400 ；控制装置包括控制单元500和驱动电子膨胀阀300的步进电机 310，控制单元500的输出端连接到步进电机310，步进电机310的输出轴连接电子膨胀阀 300。控制单元500包括控制器700、驱动电路800和一组温度传感器600。图2所示的温度传感器600表示一组温度传感器，包括分布在冷媒循环管路上的吸气温度传感器610、排气温度传感器620、翅片温度传感器630和水箱温度传感器640，以及设置在热泵热水机的工作环境空间内的环境温度传感器650。如在图1的实施例所示，吸气温度传感器610固定在压缩机100的吸气入口管路上，排气温度传感器620固定在压缩机100的排气管出口管路上，翅片温度传感器630固定在翅片换热器400上，水箱温度传感器640设置在水箱换热器200的水箱内，环境温度传感器650置于热泵热水机的工作环境空间内，例如，可以设置在本实用新型的控制装置的机体外部或者置于热泵热水机组的环境温度监测点上。温度传感器600的各个温度传感器的温度检测输出端，分别连接到控制单元500的输入端，为避免连线杂乱，图1中省略了各温度传感器与控制单元500之间的连接线。在图2所示实施例中，控制器700包含目标过热度设定模块710，实际过热度检测模块720，调节速度设定模块730和驱动信号生成模块740，环境温度传感器650、水箱温度传感器640和排气温度传感器620连接到目标过热度设定模块710的输入端，吸气温度传感器610和翅片温度传感器630连接到实际过热度检测模块720的输入端，所述目标过热度设定模块710和实际过热度检测模块720的输出端连接到调节速度设定模块730的输入端，所述的调节速度设定模块730的输出端连接到驱动信号生成模块740的输入端，驱动信号生成模块740的输出端连接到驱动电路800的输入端。本实用新型的热泵热水机的电子膨胀阀控制装置的一个实施例是所述的控制器 700包含微处理器，AD转换单元和数据程序存储单元，上述各个温度传感器通过AD转换单元连接到微处理器的输入端口，驱动电路800连接到微处理器的输出端口。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的技术方案，而并非用作为对本实用新型的限定，任何基于本实用新型的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本实用新型的权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种热泵热水机的电子膨胀阀控制装置，所述热泵热水机的冷媒循环回路中包含串联接连的压缩机、水箱换热器、电子膨胀阀和翅片换热器，所述的电子膨胀阀的控制装置包括控制单元和步进电机，控制单元的输出端连接到步进电机，步进电机的输出轴连接电子膨胀阀，其特征在于所述的控制单元包括控制器、驱动电路和一组温度传感器，所述的一组温度传感器包括吸气温度传感器、排气温度传感器、翅片温度传感器、水箱温度传感器和环境温度传感器；所述各温度传感器的温度信号输出端连接到所述控制器的输入端，所述控制器的输出端通过驱动电路连接到所述的步进电机；所述的吸气温度传感器固定在压缩机吸气入口管路上，所述的排气温度传感器固定在压缩机排气管出口管路上，所述的翅片温度传感器固定在翅片换热器上，所述的水箱温度传感器设置在水箱换热器的水箱内，所述的环境温度传感器设置在热泵热水机的工作环境空间内。
2.根据权利要求1所述的热泵热水机的电子膨胀阀控制装置，其特征在于所述的控制器包含目标过热度设定模块，实际过热度检测模块，调节速度设定模块和驱动信号生成模块，所述的环境温度传感器、水箱温度传感器和排气温度传感器连接到目标过热度设定模块的输入端，所述的吸气温度传感器和翅片温度传感器连接到实际过热度检测模块的输入端，所述目标过热度设定模块和实际过热度检测模块的输出端连接到调节速度设定模块的输入端，所述的调节速度设定模块的输出端连接到驱动信号生成模块的输入端，驱动信号生成模块的输出端连接到驱动电路。
3.根据权利要求1所述的热泵热水机的电子膨胀阀控制装置，其特征在于所述的控制器包含微处理器，AD转换单元和数据程序存储单元，所述的各个温度传感器通过AD转换单元连接到微处理器的输入端口，所述的驱动电路连接到微处理器的输出端口。
专利摘要本实用新型涉及用于利用热泵的流体加热器，尤其涉及一种热泵热水机的电子膨胀阀控制装置。电子膨胀阀的控制装置包括控制单元和步进电机，控制单元的输出端连接到步进电机，步进电机的输出轴连接电子膨胀阀，控制单元包括控制器、驱动电路和一组温度传感器，温度传感器固定热泵热水机的冷媒循环回路中，控制器包含目标过热度设定模块，实际过热度检测模块，调节速度设定模块和驱动信号生成模块。本实用新型将排气温度和水箱温度、环境温度进行综合判断，设定变化的目标过热度，能够正解地识别排气温度和电子膨胀阀的开度关系，满足热泵热水机变工况状态下不同循环流量的需求，从而达到热泵热水机高效、安全、稳定运行。
文档编号F25B49/02GK202304166SQ201120441369
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者刘军, 季忠海, 王天舒, 王玉军, 王颖 申请人:江苏天舒电器有限公司