一种保证空气源热泵在-40℃低排温稳定运行的控制方法与流程

本发明涉及一种保证空气源热泵在-40℃低排温稳定运行的控制方法，属于低温运行技术领域。

背景技术：

空气源热泵机组在低温环境下供暖时，存在由于压缩比大和排气温度过高而导致无法运行的问题。针对这一问题，目前国内外最主要的解决办法是采用准二级(双级)压缩技术。准二级(双级)压缩技术可以在一定范围内降低压缩机的排气温度，使空气源热泵在-20℃以上的环境温度下都可以稳定运行。但对于环境温度-30℃甚至更低的严寒地区，准二级(双级)压缩空气源热泵仍然会因为排气温度过高而无法稳定运行。

技术实现要素：

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种保证空气源热泵在-40℃低排温稳定运行的控制方法。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种保证空气源热泵在-40℃低排温稳定运行的控制方法，所述方法是通过压缩机、室内换热器、室外换热器、经济器、主电子膨胀阀以及补气电子膨胀阀完成的，所述压缩机的排气口与室内换热器的进气口连通，所述室内换热器的出气口与经济器主制冷剂环路的进气口连通，所述经济器主制冷剂环路的其中一个出气口经主电子膨胀阀与室外换热器的进气口连通，所述室外换热器的出气口与压缩机的吸气口连通；经济器主制冷剂环路的另一个出气口经补气电子膨胀阀与经济器的补气支路的入气口连通，经济器的补气支路的出口与压缩机的补气口连通；所述方法包括如下步骤：

s1：室外换热器对室外环境温度进行测量，若室外环境温度高于室外环境温度设定值，则进行s2；反之，则进行s7；

s2：调节主电子膨胀阀的开度，使压缩机的吸气过热度大于1℃并小于5℃；

s3：测量压缩机的排气温度，若排气温度不低于60℃，则进入s4，反之，则进入s6；

s4：调节补气电子膨胀阀的开度，使压缩机的补气过热度大于3℃并小于15℃；

s5：检查主电子膨胀阀的开度，确保压缩机的吸气过热度大于1℃并小于5℃，若符合上述标准则结束调节，并检查主电子膨胀阀以及补气电子膨胀阀的开度及压缩机的排气温度；反之，则进入s2；

s6：检查补气电子膨胀阀的开度是否为0，若补气电子膨胀阀的开度为0，则进入s5，反之，则重新调节补气电子膨胀阀的开度后，进入s3；

s7：调节主电子膨胀阀的开度，使压缩机的吸气过热度为0℃，且t油满足条件：t油，低+5℃＜t油＜t油，低+10℃；

其中：

t油——压缩机油池内的油温，t油，低——压缩机油池内允许的最低油温；

s8：调节补气电子膨胀阀的开度，使压缩机的补气过热度大于3℃并小于15℃；

s9：再次对压缩机油池内的油温进行判定，若符合上述标准则结束调节，并检查主电子膨胀阀以及补气电子膨胀阀的开度及压缩机的排气温度；反之，则进入s7。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在超低环境温度时，同时采用增大压缩机补气量和压缩机吸气带有部分液态制冷剂的方法，可使机组的排气温度至少降低17℃，机组在-40℃的低温环境中仍可稳定运行，大幅度提高了机组的低温性能；

2、在环境温度高于-5℃时，尽管压缩机吸气带有部分液态制冷剂，仍有利于机组的性能的提升和排气温度的降低，但由于此时主电子膨胀阀的开度不大，通过调节其开度来控制压缩机吸气的带液量难度较大，容易导致压缩机吸气带液量过大而无法正常运行，本发明采用分段控制的方式规避了该问题，从而提升了机组运行的稳定性；

3、本发明使带有部分液态制冷剂的吸气先向下流经电机，液态制冷剂吸收电机的发热而气化；若含液量含量过大而无法完全气化，则利用惯性和重力使其落入油池中，通过吸收油的热量进一步气化，避免了湿压缩；

4、本发明采用油池内的油温来反映压缩机的吸气带液量，具有控制简单，实用性强和稳定性高等优点。

附图说明

图1是本发明的控制方法流程图；

图2是本发明的载体即空气源热泵系统的结构示意图，箭头为气体流向。

其中：eev1—主电子膨胀阀，eev2—补气电子膨胀阀，t环—室外环境温度，t1—室外环境温度设定值，δt吸—压缩机的吸气过热度，t排—压缩机的排气温度，δt补—压缩机的补气过热度，t油—压缩机油池内的油温，t油，低—压缩机油池内允许的最低油温，oeev1—主电子膨胀阀开度，oeev2—补气电子膨胀阀开度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式一：如图1～图2所示，本发明公开了一种保证空气源热泵在-40℃低排温稳定运行的控制方法，所述方法是通过压缩机1、室内换热器2、室外换热器3、经济器4、主电子膨胀阀(eev1)5以及补气电子膨胀阀(eev2)6完成的，所述压缩机1的排气口通过制冷剂管道与室内换热器2的进气口连通，所述室内换热器2的出气口通过制冷剂管道与经济器4主制冷剂环路的进气口连通，所述经济器4主制冷剂环路的其中一个出气口经主电子膨胀阀5与室外换热器3的进气口连通，所述室外换热器3的出气口通过制冷剂管道与压缩机1的吸气口连通；经济器4主制冷剂环路的另一个出气口经补气电子膨胀阀6与经济器4的补气支路的入气口连通，经济器4的补气支路的出口与压缩机1的补气口连通；所述方法包括如下步骤：

s1：室外换热器3上的热电阻对室外环境温度进行测量，若室外环境温度高于室外环境温度设定值，则进行s2；反之，则进行s7；

s2：调节主电子膨胀阀5的开度，使压缩机1的吸气过热度大于1℃并小于5℃；

s3：测量压缩机1的排气温度，若排气温度不低于60℃，则进入s4，反之，则进入s6；

s4：调节补气电子膨胀阀6的开度，使压缩机1的补气过热度大于3℃并小于15℃；

s5：检查主电子膨胀阀5的开度，确保压缩机1的吸气过热度大于1℃并小于5℃，若符合上述标准则结束调节，并检查主电子膨胀阀5以及补气电子膨胀阀6的开度及压缩机1的排气温度；反之，则进入s2；

s6：检查补气电子膨胀阀6的开度是否为0，若补气电子膨胀阀6的开度为0，则进入s5，反之，则重新调节补气电子膨胀阀6的开度后，进入s3；

s7：调节主电子膨胀阀5的开度，使压缩机1的吸气过热度为0℃，且t油满足条件：t油，低+5℃＜t油＜t油，低+10℃；

其中：

t油——压缩机油池内的油温，t油，低——压缩机油池内允许的最低油温；

s8：调节补气电子膨胀阀6的开度，使压缩机1的补气过热度大于3℃并小于15℃；

s9：再次对压缩机1油池内的油温进行判定，若符合上述标准则结束调节，并检查主电子膨胀阀5以及补气电子膨胀阀6的开度及压缩机1的排气温度；反之，则进入s7。

发明了提供了一种基于室外温度分段调节压缩机1的吸气状态，从而保证压缩空气源热泵在-40℃时仍能保持较低排气温度和稳定运行的控制方法。当室外气温低于室外环境温度设定值t1(与机组用途和结构有关，根据实际情况设定，如-15℃)时，本发明通过增大补气量，使压缩机1的吸气状态由过热态变为带有部分液态制冷剂的气液两相态，来降低压缩空气源热泵机组的排气温度。而室外气温高于室外环境温度设定值t1时，尽管压缩机1吸气带有部分液态制冷剂，却仍有利于机组的性能的提升和排气温度的降低，但由于此时主电子膨胀阀5的开度不大，通过调节其开度来控制压缩机1吸气的带液量难度较大，容易导致机组带液量过大而无法稳定运行；同时，由于此时环境温度不是特别低，只通过调节补气量就可以将排气温度控制在合理范围内。因此，在室外气温高于室外环境温度设定值t1时，压缩机1吸气保持大于1℃并小于5℃的过热度，只通过调节补气量将排气温度控制在合理范围内。采用该控制方法，可使压缩空气源热泵机组在-40℃以上的环境下都能稳定运行，大幅提高了机组的低温性能。

本发明主要包括两部分内容：在环境温度高于室外环境温度设定值t1时，压缩空气源热泵机组的吸气带有一定的过热度，通过调节补气量来降低排气温度；而在环境温度低于室外环境温度设定值t1时，压缩空气源热泵机组不仅通过调节补气量来降低排气温度，还通过吸气带有部分液态制冷剂进一步降低压缩机1的排气温度。通过分段控制，使压缩空气源热泵机组在高温段和低温段都可以稳定运行。

本发明为了使压缩机1吸气中带的液态制冷剂气化，首先使吸气向下流经压缩机1的电机，液态制冷剂吸收电机的发热进行气化；若液态制冷剂含量过多而没有完全气化，则液态制冷剂会因惯性和重力落入压缩机1的油池中，在油池中吸收油的热量进一步气化，避免了湿压缩。为了防止吸气带入过多液态制冷剂造成压缩机1液击和润滑油温度过低，采用油槽内油温来控制吸气带液量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。