本发明属于空调设备领域，具体提供一种热泵机组的控制方法和热泵系统。
背景技术：
随着生活水平的不断提高，人们对生活环境提出了越来越高的要求。为了维持舒适的环境温度，空调设备已经成为人们生活中必不可少的一种设备。具体地，现有空调设备大多使用的是热泵机组，热泵机组需要通过节流装置对制冷剂的流速进行控制。为了实现热泵机组的智能化控制，优选地，现有热泵机组均可以通过实时控制节流阀的开度来达到精确而快速地控制制冷剂流量的效果，从而实现对所述热泵机组快速有效的控制。
进一步地，当环境温度较低并且所述热泵机组的设定温度不变时，随着环境温度的逐渐降低，蒸发器的蒸发能力越来越差，使得压缩机的吸气流量逐渐降低，从而导致所述压缩机的压缩比随之变大，最终导致所述压缩机的排气温度也随之升高。现有的热泵机组通常都是将过冷液体引入到气液分离器的过程中，让吸气带液，使得所述压缩机的排气温度得以降低，从而达到保护压缩机的目的。但是，这种降低压缩机排气温度的方法并没有对换热介质的流量进行控制，并且也没有考虑到热泵机组的能效因素，从而很容易导致所述热泵机组持续处于一种低效运行的状态。
相应地，本领域需要一种新的热泵机组的控制方法来解决上述问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有热泵机组在降低压缩机的排气温度时没有考虑到能效因素，使得所述热泵机组持续处于低效运行的状态，从而造成能源浪费的问题。本发明提供了一种热泵机组的控制方法，所述热泵机组包括压缩机和流量阀，所述控制方法包括下列步骤：获取所述压缩机的排气温度；将所述排气温度与第一阈值进行比较，获得比较结果；根据所述排气温度与所述第一阈值的比较结果，选择性地结合所述热泵机组的能效比控制所述流量阀的运行状态。
在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，“根据所述排气温度与所述第一阈值的比较结果，选择性地结合所述热泵机组的能效比来控制所述流量阀的运行”的步骤具体包括：如果所述排气温度小于或等于所述第一阈值，则保持所述流量阀处于关闭状态。
在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，“根据所述排气温度与所述第一阈值的比较结果，选择性地结合所述热泵机组的能效比来控制所述流量阀的运行”的步骤具体包括：如果所述排气温度大于所述第一阈值，则结合所述热泵机组的能效比来控制所述流量阀的运行开度。
在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，“结合所述热泵机组的能效比来控制所述流量阀的运行开度”的步骤具体包括：以预定增量值调整所述流量阀的开度；检测所述热泵机组的运行参数；根据所述运行参数，计算所述热泵机组的能效比；循环执行上述三个步骤，比较所述热泵机组的当前能效比与所述热泵机组未以预定增量值调整前的能效比；根据比较结果，选择性地结束所述循环，并且确定所述流量阀的最优运行开度。
在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，“检测所述热泵机组的运行参数”的步骤具体包括：检测所述压缩机的运行电流以及所述热泵机组的换热介质的第一温度和第二温度。
在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，所述第一温度为换热介质流入所述热泵机组时的温度，所述第二温度为换热介质流出所述热泵机组时的温度。
在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，“根据比较结果，选择性地结束所述循环，并且确定所述流量阀的最优运行开度”的步骤具体包括：如果所述热泵机组的当前能效比大于或等于所述热泵机组未以预定增量值调整前的能效比，则继续循环。
在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，“根据比较结果，选择性地结束所述循环，并且确定所述流量阀的最优运行开度”的步骤具体包括：如果所述热泵机组的当前能效比小于所述热泵机组未以预定增量值调整前的能效比，则结束循环；并且确定所述流量阀未以预定增量值调整前的运行开度为最优运行开度。
在上述热泵机组的控制方法的优选技术方案中，所述流量阀为吸气喷液流量阀。
本发明还包括一种热泵系统，所述热泵系统包括热泵机组和用于控制所述热泵机组的控制器，所述控制器执行上述优选技术方案中任一项所述的控制方法。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，所述热泵机组包括压缩机和流量阀，本发明的热泵机组的控制方法包括下列步骤：获取所述压缩机的排气温度；将所述排气温度与第一阈值进行比较，获得比较结果，以便判断所述压缩机的排气温度是否过高；根据所述排气温度与所述第一阈值的比较结果，选择性地结合所述热泵机组的能效比控制所述流量阀的运行状态，以便所述热泵机组能够根据不同的工况对所述流量阀进行不同的控制，进而使得所述压缩机的排气温度能够时刻处于正常范围内，同时使得所述热泵机组时刻处于高效运行的状态。
附图说明
图1是本发明的热泵机组的控制方法的具体步骤流程图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管本申请中按照特定顺序描述了本发明的方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。
基于背景技术中提出的现有热泵机组在降低压缩机的排气温度时没有考虑到能效因素，使得所述热泵机组持续处于低效运行的状态，从而造成能源浪费的问题。本发明提出了一种热泵机组的控制方法，所述热泵机组的控制方法根据所述压缩机的排气温度选择性地结合所述热泵机组的能效比来控制流量阀的运行；同时还能确定出流量阀的最优开度值，并且将所述流量阀的开度调整到所述最优开度值。所述控制方法不仅能够降低所述压缩机的排气温度，同时还能使得所述热泵机组时刻保持高效的运行状态。
具体地，所述热泵机组设置有冷媒循环系统，该冷媒循环系统与换热介质循环系统进行热交换，将换热介质加热或冷却，并且，所述冷媒循环系统包括压缩机、蒸发装置、冷凝装置和流量阀。所述换热介质循环系统能够利用换热介质与外界环境和所述冷媒循环系统之间进行循环热交换，进一步地，换热介质能够通过所述换热介质循环系统流入所述热泵机组中进行加热或冷却，加热或冷却后的换热介质再通过所述换热介质循环系统流出所述热泵机组，并且与外界环境进行之间进行热交换，然后再次流入所述热泵机组进行加热或冷却，从而实现循环热交换。
进一步地，所述热泵机组还包括排气温度传感器，所述排气温度传感器能够实时检测所述压缩机的排气温度。另外，换热介质流入所述热泵机组的位置以及换热介质流出所述热泵机组的位置均设置有温度传感器，所述温度传感器能够实时测量换热介质流入所述热泵机组时的温度以及换热介质流出所述热泵机组时的温度。并且，所述热泵机组还包括互感器，所述互感器能够实时采集所述压缩机的运行电流和工作频率。需要说明的是，本发明的控制方法不对热泵机组的结构以及测量运行参数的方式作出任何限制。
以下将结合热泵机组运行本发明的控制方法的过程为例来对本发明的控制方法进行描述。首先参阅图1，该图是本发明的热泵机组的控制方法的具体步骤流程图。如图1所示，所述控制方法主要包括以下步骤：
s101：实时采集压缩机的排气温度；
s102：判断所述排气温度是否大于90℃；如果是，则执行步骤s104；如果不是，则执行步骤s103；
s103：维持流量阀的关闭状态；
s104：以预定增量值调整流量阀的开度；
s105：检测热泵机组的运行参数；
s106：计算热泵机组的cop；
s107：判断当前的cop是否大于未以预定增量值调整前的cop；如果是，则执行步骤s104；如果不是，则执行步骤s108；
s108：确定流量阀未以预定增量值调整前的运行开度为最优运行开度；
s109：将流量阀的开度调整至最优运行开度。
具体地，如图1所示，首先，实时采集压缩机的排气温度，从而实现对所述压缩机工作状态的实时监测，进而实时监控所述压缩机的排气温度是否超标。然后，根据采集到的排气温度，判断所述排气温度是否大于90℃，以便根据所述压缩机排气温度的不同选择不同的操作步骤，从而在保证所述压缩机的排气温度不超标的基础上，还能使得所述热泵机组时刻处于高效运行的状态。本领域技术人员能够理解的是，本优选技术方案中选取的90℃仅是所述第一阈值的一个优选值，本领域技术人员还可以根据所述热泵机组的实际运行情况自行选定所述第一阈值。
进一步地，如果所述压缩机的排气温度小于或等于90℃，则说明所述压缩机的排气温度处于正常范围内，此时，维持所述流量阀的关闭状态即可保证所述热泵机组处于高效运行的正常工作状态。
如果所述压缩机的排气温度大于90℃，则说明所述压缩机的排气温度已经超标，此时，打开所述流量阀，并且结合所述热泵机组的能效比来控制所述流量阀的运行开度。具体地，根据所述压缩机工作效率的不同，所述流量阀的开度具有对应的调整范围。一般地，当所述压缩机的工作频率一定时，所述流量阀的开度也需要在对应的范围内进行调整。进一步地，所述压缩机的工作频率与所述流量阀的开度调整范围的对应关系可参照下表，但不限于下表。并且本领域技术人员能够理解的是，下表中的数据可以根据实验或建模的方式进行确定，但是，不限于实验或建模的方式：
进一步地，根据所述热泵机组的互感器检测到的所述压缩机的工作频率，确定出所述流量阀的大致调整范围。选定调整范围内的最小值为调整的初始值，然后以预定增量值调整所述流量阀的开度，此时的增量值为正值。本领域技术人员能够理解的是，也可以选定调整范围内的最大值为调整的初始值，然后以预定增量值调整所述流量阀的开度，只是此处的增量值为负值。同时，还需要说明的是，所述预定增量值的大小可以根据设计人员的需要自行选取。
以下以选定调整范围内的最小值为调整的初始值为例来进行描述。首先，选定所述最小值为调整的初始值，并且以预定增量值调整所述流量阀的开度，然后通过所述互感器检测所述压缩机的运行电流i；同时，通过所述温度传感器检测换热介质流入所述热泵机组时的第一温度t1以及换热介质流出所述热泵机组时的第二温度t2。另外，需要说明的是，上述数据也可以通过其他方式检测获取，本发明不对上述数值的检测方式进行限制。
根据步骤s105中检测到的所述热泵机组的运行参数，在步骤s106中，计算所述热泵机组的能效比cop。需要说明的是，能效比是判断所述热泵机组是否处于高效运行状态最直接的参数。因此，本方法通过计算所述能效比的方式来确定所述流量阀的最优运行开度，以便在保证所述压缩机的排气温度时刻处于正常的情况下，还能使得所述热泵机组时刻保持高效的运行状态。具体地，所述热泵机组的能效比cop的计算公式为：
cop＝q/p
其中，q为所述热泵机组的制热量(单位：w)；p为所述热泵机组的实时功率(单位：w)。
q＝c*v*(t2－t1)
其中，c为换热介质的比热容(单位：j/(kg·℃))；v为换热介质的流量(单位：kg/s)；t2为换热介质流出所述热泵机组时的温度(单位：℃)；t1为换热介质流入所述热泵机组时的温度(单位：℃)。本领域技术人员能够理解的是，对于每个热泵机组而言，换热介质的流量v都是一个固定值。具体地，流量v的取值与所述热泵机组本身有关，故流量v需要结合所述热泵机组的实际情况进行取值。
p＝1.732*u*i*cosφ
其中，u为所述热泵机组的工作电压，可以取380v或0.38kv；i为所述压缩机的运行电流(单位：a)；cosφ为功率因子，可以取0.85，也可以根据实际情况自行选取其他值。
根据上述方法可以计算出所述热泵机组的能效比，在步骤s107中，每调整一次所述流量阀的开度，就将所述热泵机组的当前的cop与未以预定增量值调整前的cop进行比较。由于在所述流量阀的调整过程中，所述热泵机组的cop呈现出一种先增大后减小的变化趋势。因此，如果所述热泵机组的当前的cop大于未以预定增量值调整前的cop，则说明所述热泵机组的cop还在随着所述流量阀开度的增大而增大。此时，继续执行步骤s104，即再一次以预定增量值调整所述流量阀的开度，并且再次执行步骤s105、s106以及s107，直至在步骤s107中，所述热泵机组当前的cop小于或等于未以预定增量值调整前的cop时。当所述热泵机组的当前的cop小于或等于未以预定增量值调整前的cop时，则说明当所述流量阀的开度处于未以预定增量值调整前的开度时，所述热泵机组的cop为调整范围内的最大值。此时，确定所述流量阀未以预定增量值调整前的运行开度为最优运行开度。
最后在步骤s109中，将所述流量阀的开度调整至最优运行开度，此时，不仅能够使得所述压缩机的排气温度保持在正常范围内，以便保护所述压缩机；并且所述热泵机组的工作效率也达到了最优状态，从而使得所述热泵机组也能够时刻处于高效运行的状态。本领域技术人员能够理解的是，优选地，所述流量阀为吸气喷液流量阀。
本发明还包括一种热泵系统，所述热泵系统包括所述热泵机组和用于控制所述热泵机组的控制器，并且所述控制器能够执行上述优选技术方案中的热泵机组的控制方法。
最后需要说明的是，上述实施例仅是本发明的优选实施方案，并不作为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在实际使用本发明时，可以根据需要适当添加或删减一部分步骤，或者调换不同步骤之间的顺序。这种改变并没有超出本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。
至此，已经结合附图描述了本发明的优选实施方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。