一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统的制作方法

本实用新型涉及空气源热泵技术领域，具体涉及一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统。

背景技术：

现有技术中，由于二氧化碳热泵采用压缩机定频控制系统，导致压缩机不能根据制热量的负荷大小进行运行，导致了热泵系统的制热效果不佳，同时也造成系统电能损耗增大，也会造成系统频繁启动的缺陷，使得系统的能耗比低，阻碍了其推广使用。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统，以解决现有技术中电能损耗大、不能进行变频控制的缺陷。

本实用新型采取的技术方案为：一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统，包括压缩机、控制器和变频器，所述压缩机的排气口处安装有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器均分别与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述变频器的输入端连接，所述变频器的输出端与所述压缩机连接。

优选的，所述控制器采用型号为S7-1200的西门子PLC；这样设置，提高了该装置的抗干扰能力和连接不通设备类型的能力。

优选的，所述控制器的输入端为模拟量输入端，所述控制器的输出端为模拟量输出端，所述变频器的输入端为变频器的模拟量输入端，所述变频器的输出端为变频器的负载输出端；这样设置，使得可以直接利用该S7-1200自带的直流电源为各传感器供电，减少了相应的成本，并使得结构更加简单。

优选的，所述的一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统，还包括输入装置，所述输入装置采用触摸屏，所述触摸屏通过串口或网口的方式与所述控制器连接；这样设置可灵活调整相应的设定压力和设定温度，使得系统的运行更加优化。

优选的，所述的一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统，还包括一三通阀，所述压缩机的排气管道与所述三通阀的输入口连接，所述三通阀的一个输出口通过管路与外部的气体冷却器连接，所述三通阀的另一个输出口通过管路与外部的蒸发器连接；这样设置可合理的利用压缩机产生的热量对蒸发器进行除霜操作，从而提高热泵机组的运行能效比。

优选的，所述三通阀的另一个输出口通过管路与外部的蒸发器之间还设有电磁阀，所述电磁阀与所述控制器连接。

优选的，所述的一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统，还包括无线通信模块，所述控制器的通信端与所述无线通信模块连接，所述无线通信模块采用宏电的4G无线路由器；这样设置利于数据的透传和联网功能的实现，并且远程的控制中心可下发控制命令至控制器，实现远程控制，提高了该系统的智能性。

采用上述技术方案，具有以下优点：本实用新型提出的一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统，通过将采集的温度值和压力值通过控制器进行转换后，与设定的值进行比较，根据温差和压差，使变频器输出不同频率的压信号至跨临界二氧化碳空气源热泵的压缩机，实现变频控制，避免了因定频运行造成的电能损坏过大的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的原理框图；

图2为本实用新型实施例中三通阀的连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参考图1所示，一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统，包括包括压缩机、控制器和变频器，所述压缩机的排气口处安装有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器均分别与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述变频器的输入端连接，所述变频器的输出端与所述压缩机连接。

进一步地，为了提高了该装置的抗干扰能力和连接不通设备类型的能力，所述控制器采用型号为S7-1200的西门子PLC。该型号PLC，功能丰富，带有模拟量处理功能模块、通信处理模块、数字处理等，并且可扩展性强、灵活度高的设计，可实现最高标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能，例如，通信数据处理、数值比较处理、模拟量处理和PID控制等。

进一步地，所述控制器的输入端为模拟量输入端，所述控制器的输出端为模拟量输出端，所述变频器的输入端为变频器的模拟量输入端，所述变频器的输出端为变频器的负载输出端。

应用时，该变频控制系统使用220的交流电作为输入电源，可采用将控制器和变频器以及相关设备装设在一控制柜中，通过将采集的温度值和压力值通过控制器进行转换后，与设定的值进行比较，根据温差和压差，使变频器输出不同频率的压信号至跨临界二氧化碳空气源热泵的压缩机，实现变频控制，避免了因定频运行造成的电能损坏过大的缺陷。

进一步地，为了便于相关人员可灵活调整相应的设定压力和设定温度，使得系统的运行更加优化，所述的一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统，还包括输入装置，所述输入装置采用触摸屏，所述触摸屏通过串口或网口的方式与所述控制器连接。

进一步地，参考图2，为了合理的利用压缩机1产生的热量对蒸发器进行除霜操作，从而提高热泵机组的运行能效比，所述的一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统，还包括一三通阀2，所述压缩机1的排气管道与所述三通阀2的输入口连接，所述三通阀的一个输出口通过管路与外部的气体冷却器3连接，所述三通阀2的另一个输出口通过管路与外部的蒸发器5连接。

进一步地，为了便于对除霜操作进行灵活控制，所述三通阀2的另一个输出口通过管路与外部的蒸发器5之间还设有电磁阀4，所述电磁阀4与所述控制器连接。

进一步地，为了利于数据的透传和联网功能的实现，实现远程的控制中心可下发控制命令至控制器，进行远程控制，提高了该系统的智能性，所述的一种跨临界二氧化碳空气源热泵的变频控制系统，还包括无线通信模块，所述控制器的通信端与所述无线通信模块连接，所述无线通信模块采用宏电的4G无线路由器。

优选的实施例，控制器根据在压缩机排气口出安装压力和温度传感器，并根据管路上的其它传感器数据，计算出此时压缩机对应最高能耗比下的最优的高压压力(也可根据实际情况设定好相应的压力值)，通过此压力与压缩机真实的排气压力进行对比，通过压力差进行自动调节变频器，从而通过改变压缩机转速使压缩机的真实排气压力无限接近最优高压压力；如果热负荷骤增时，系统要通过变频器控制压缩机进行超频运行，增大制热量来满足需求；当压缩机排气温度接近高限值时，控制器会输出信号给变频器调整其输出转速到压缩机来降低排气温度到安全值以下；通过以上方法将压缩机控制在最优转速运行，避免了以往频繁停机，从而提高了压缩机的可靠性，延长了压缩机的使用寿命，同时热泵系统的能耗比将维持在最优状态下，也避免了电能的浪费。

这里，要说明的是，本实用新型涉及的功能、算法、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、算法、方法本身，本实用新型对于功能、算法、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，以便更好的理解本实用新型。

最后需要说明的是，上述描述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。