直膨式太阳能热泵系统压缩机回气温度控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能热泵技术领域，特别是涉及一种直膨式太阳能热泵系统压缩机回气温度控制装置。
【背景技术】
[0002]太阳能作为地球上分布最广泛的可再生能源，越来越成为相关学者和技术人员的关注热点。直膨式太阳能热泵是将太阳能集热器兼做热泵蒸发器，制冷工质直接在集热器中吸收太阳能和周围环境中的热量，然后通过热泵循环将冷凝热量传递给被加热的物质，太阳能集热蒸发器内蒸发换热均匀充分，整个集热板芯表面温度均匀，大大降低了表面热迀移损失，同时汽液相变换热是对流换热的几十倍。
[0003]直膨式太阳能热泵系统与非直膨式太阳能热泵系统相比，具有以下特点:
[0004]一、直膨式太阳能热泵系统的太阳能集热器板芯温度较非直膨式太阳能热泵系统低，因此前者太阳能集热器的集热效率高于后者；
[0005]二、直膨式太阳能热泵系统节省了非直膨式太阳能热泵系统中集热循环与热泵循环之间的换热温差，制冷剂直接在太阳能集热器内蒸发吸热，所以前者的热泵蒸发温度高于后者，如者的热栗能效比也随之提尚。
[0006]上述优势使得直膨式太阳能热泵系统成为太阳能热利用领域的热点，近年来公开和授权了一些相关专利:
[0007]发明专利《一种带有复合抛物面聚光器的直膨式太阳能热泵》(申请号:200810233401.6 ;公开号:CN101363668A)公开了在平板型太阳能集热裸板上加装复合抛物面型反光面增加太阳能集热板的板温来加热流经其中的制冷剂，在热泵循环下，循环制冷剂不断的把被复合抛物面汇集起来的太阳辐照热量用于加热水，以此方法来提高太阳能热泵的能效比；
[0008]发明专利《一种直膨式太阳能热泵热水系统》(申请号:201210157307.3 ;公开号:CN102645044A)公开了一种裸板式集热器和带有玻璃盖板并联的直膨式太阳能热泵热水体统，冬季时，单独运行带有玻璃盖板的集热器，热量不足时，带有玻璃盖板和裸板式集热器同时运行，在太阳辐照强度较大时，单独运行裸板式集热器；
[0009]发明专利《直膨式太阳能热泵热水器》(申请号:01126634.1 ;授权号:CN1125299C)和发明专利《直膨式太阳能热泵供暖系统》(申请号:201310112971.0 ;公开号:CN104061619A)均采用太阳能集热器兼做热泵蒸发器，太阳能集热蒸发器出来的制冷剂直接进入压缩机，结构简单，加热效果好且效率高。
[0010]以上四个相关发明专利在合适的太阳辐照强度下，热泵系统的能效比确实很高，但是它们共同存在一个致命的缺陷，当太阳辐照强度较大时，太阳能集热蒸发器内的温度很高，此时的蒸发温度和过热度也很高，即压缩机的回气温度很高，当回气温度超过压缩机回气温度的极限值时，压缩机很容易被烧坏。直膨式太阳能热泵系统由于上述缺陷，导致其压缩机容易被烧坏，使用寿命大幅缩短，压缩机故障率高，极大的限制了直膨式太阳能热泵系统的应用。
[0011]因此，有必要提供一种直膨式太阳能热泵系统压缩机回气温度控制装置及控制方法，能有效控制系统的蒸发温度和回气温度，保证压缩机在太阳辐照强度较大的天气状况下不被烧坏而且能正常运行，增长压缩机的使用寿命。
【实用新型内容】
[0012]本实用新型主要解决的技术问题是提供一种直膨式太阳能热泵系统压缩机回气温度控制装置，能够实现直膨式太阳能热泵系统的蒸发温度和回气温度的有效控制，在太阳辐照强度较大时，能控制蒸发温度不超过压缩机的蒸发温度极限值，并且还能控制回气温度不超过压缩机的回气温度极限值，保证压缩机一直处在允许工况范围内正常运行，增长压缩机使用寿命，减少压缩机故障率。
[0013]为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是:提供一种直膨式太阳能热泵系统压缩机回气温度控制装置，包括:直膨式太阳能热泵单元和回气温度控制单元，所述回气温度控制单元连接在直膨式太阳能热泵单元上，
[0014]所述直膨式太阳能热泵单元包括太阳能集热蒸发器、压缩机、冷凝器、第一电子膨胀阀、第一控制器、第一温度传感器和第一压力变送器，所述太阳能集热蒸发器的出口与压缩机的吸气口连接，压缩机的排气口与冷凝器的一端连接，冷凝器的另一端与第一电子膨胀阀连接，第一电子膨胀阀的另一端与太阳能集热蒸发器的入口连接，形成太阳能热泵闭路循环，
[0015]所述第一压力变送器安装在太阳能集热蒸发器出口与压缩机吸气口之间，所述第一温度传感器固定在太阳能集热蒸发器出口与第一压力变送器之间，第一压力变送器与第一控制器连接，第一温度传感器与第一控制器连接，第一控制器还与第一电子膨胀阀连接;
[0016]所述回气温度控制单元包括第二电子膨胀阀、第二控制器、第二温度传感器和第二压力变送器，所述第二电子膨胀阀的一端连接在第一电子膨胀阀与冷凝器之间，第二电子膨胀阀的另一端连接在第一压力变送器与压缩机的吸气口之间，第二压力变送器安装在压缩机的吸气口前段，第二温度传感器固定在第二压力变送器附近，第二压力变送器与第二控制器连接，第二温度传感器与第二控制器连接，第二控制器还与第二电子膨胀阀连接。
[0017]在本实用新型一个较佳实施例中，所述压缩机允许的最大蒸发温度为Tramax，所述压缩机允许的最大回气温度为TOTax。
[0018]在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一电子膨胀阀开度范围为Ψ 2，第一电子膨胀阀开度到达最大开度$2时，节流后的制冷剂饱和温度等于所述压缩机允许的最大蒸发温度Treniax。
[0019]在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一电子膨胀阀初始化后以初始开度(Ψ Ψ初〈Ψ2)打开，所述第一电子膨胀阀目标过热度为Δ Ts。
[0020]在本实用新型一个较佳实施例中，所述第二电子膨胀阀开度范围为O?Ψ2，当第二电子膨胀阀开度到达最大开度$2时，节流后的制冷剂饱和温度等于所述压缩机允许的最大蒸发温度Treniax。
[0021 ] 在本实用新型一个较佳实施例中，所述第二电子膨胀阀初始化后以初始开度Ψ=0打开，所述第一电子膨胀阀目标过热度为ΔΤ3。
[0022]在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀开度控制的检测周期为t时间，所述t=lmins。
[0023]本实用新型的有益效果是:本实用新型直膨式太阳能热泵系统压缩机回气温度控制装置能够实现在太阳辐照强度较大的情况下，能较好的控制直膨式太阳能热泵系统的蒸发温度和回气温度，使其在压缩机允许范围之内，避免压缩机因蒸发温度和回气温度过高而被烧坏，保证压缩机正常稳定运行，延长压缩机使用寿命，确保系统全年高效运行。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
[0025]图1是本实用新型的直膨式太阳能热泵系统压缩机回气温度控制装置一较佳实施例的结构示意图；
[0026]图2是本实用新型直膨式太阳能热泵系统压缩机回气温度控制装置的控制流程图；
[0027]附图中各部件的标记如下:1、太阳能集热蒸发器，2、第一温度传感器，3、第一压力变送器，4、第二电子膨胀阀，5、第二温度传感器，6、第二压力变送器，7、压缩机，8、冷凝器，9、第一电子膨胀阀，10、第一控制器，11、第二控制器。
【具体实施方式】
[0028]下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]请参阅图1至图2，本实用新型实施例包括:
[0030]一种直膨式太阳能热泵系统压缩机回气温度控制装置，包括:直膨式太阳能热泵单元和回气温度控制单元，所述回气温度控制单元连接在直膨式太阳能热泵单元上。
[0031]所述直膨式太阳能热泵单元包括太阳能集热蒸发器1、压缩机7、冷凝器8、第一电子膨胀阀9、第一控制器10、第一温度传感器2和第一压力变送器3，所述太阳能集热蒸发器I的出口与压缩机7的吸气口连接，压缩机7的排气口与冷凝器8的一端连接，冷凝器8的另一端与第一电子膨胀阀9连接，第一电子膨胀阀9的另一端与太阳能集热蒸发器I的入口连接，形成太阳能热泵闭路循环。
[0032]所述第一压力变送器3安装在太阳能集热蒸发器I出口与压缩机7吸气口之间，所述第一温度传感器2固定在太阳能集热蒸发器I出口与第一压力变送器3之间，第一压力变送器3与第一控制器10连接，第一温度传感器2与第一控制器10连接，第一控制器10还与第一电子膨胀阀9连接。
[0033]所述回气温度控制单元包括第二电子膨胀阀4、第二控制器11、第二温度传感器5和第二压力变送器6，所述第二电子膨胀阀4的一端连接在第一电子膨胀阀9与冷凝器8之间，第二电子膨胀阀4的另一端连接在第一压力变送器3与压缩机7的吸气口之间，第二压力变送器6安装在压缩机7的吸气口前段，第二温度传感器5固定在第二压力变送器6附近，第二压力变送器6与第二控制器11连接，第二温度传感器5与第二控制器11连接，第二控制器11还与第二电子膨胀阀4连接。
[0034]所述压缩机7允许的最大蒸发温度设为T_ax，压缩机7允许的最大回气温度设为T
1 crmax°
[0035]所述第一电子膨胀阀9的开度范围为Ψ 2，当第一电子膨胀阀9开度到达最大开度Ψ2时，节流后的制冷剂饱和温度等于所述压缩机7允许的最大蒸发温度T cemaxo
[0036]所述第一电子膨胀阀9初始化后以初始开度(Ψ^Ψ^ <Ψ2)打开，所述第一电子膨胀阀9目标过热度为ATS。
[0037]所述第二电子膨胀阀4的开度范围为O?Ψ2，当第二电子膨胀阀4开度到达最大开度Ψ2时，节流后的制冷剂饱和温度等于所述压缩机7允许的最大蒸发温度T cemaxo
[0038]所述第二电子膨胀阀4初始化后以初始开度Ψ=0打开，所述第一电子膨胀阀9的目标过热度为ΔΤ3。
[0039]所述第一电子膨胀阀9和第二电子膨胀阀4开度控制的检测周期为t时间，其中t=lmins0
[0040]本实用新型直膨式太阳能热泵系统压缩机回气温度控制装置的控制方法包括有两种控制模式:简单模式和保护模式:
[0041]设第一温度传感器2的温度为T1，第一压力变送器3检测到的蒸发压力P1所对应的饱和温度为Tspl。
[0042]上述两种模式的控制过程分别如下:
[0043]一、简单