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专利号: 2021100405559
申请人: 浙江正泰聚能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变频热泵压缩机频率的控制方法,其特征在于:包括如下步骤,步骤S1:获取日照强度We和外部环境检测温度Tao,根据日照强度We和外部环境检测温度Tao得到修正外部环境温度T,确认压缩机频率的上限值Fmax1;

步骤S2:根据输入电压Vac确认压缩机频率的上限值Fmax2,根据上限值Fmax1和上限值Fmax2确认最小运行上限频率Fmaxm;

步骤S3:设定运行模式为制冷水模式或制热水模式,获取水箱温度Tw以及所设定运行模式下的设定温度Ts,根据水箱温度Tw、设定温度Ts计算水箱温度Tw与设定温度Ts的温差Pn;

步骤S4:根据温差Pn判断压缩机是否有能力需求,在压缩机有能力需求并启动后,根据修正外部环境温度T、运行模式、最小运行上限频率Fmaxm以及温差Pn确认压缩机频率Fm的控制方式。

2.根据权利要求1所述的一种变频热泵压缩机频率的控制方法,其特征在于:在步骤S1中,修正外部环境温度T的公式为:

T=Tao+ΔT,其中ΔT=2/900*We+1/9;

根据修正外部环境温度T确认压缩机频率的上限值Fmax1的过程为,当T<T1,Fmax1=0;

当T1≤T≤T2,

当T2≤T≤T3,Fmax1=Fmax;

当T3≤T≤T4,

当T>T4℃:Fmax1=0;

其中,T1、T2、T3、T4为温度值,Fmax为压缩机运行最大频率,Fmin为压缩机运行最小频率。

3.根据权利要求1所述的一种变频热泵压缩机频率的控制方法,其特征在于:在步骤S2中,根据输入电压Vac确认压缩机频率的上限值Fmax2的过程为:当Vac<V*D1,Fmax2=0;

当V*D1≤Vac

当V*D2<Vac<V*D3,Fmax2=Fmax;

当V*D3≤Vac

当Vac>V*D4,Fmax2=0;

其中,V为标准输入电压,D1、D2、D3、D4为百分比,Fmax为压缩机运行最大频率,Fmin为压缩机运行最小频率。

4.根据权利要求1所述的一种变频热泵压缩机频率的控制方法,其特征在于:在步骤S4中,制热水模式下且温差Pn>‑A2,或在制冷水模式且温差Pn<A2,判断压缩机无能力需求,压缩机频率Fm=0,此时压缩机不启动;

在制热水模式下且温差Pn≤‑A2时,或在制冷水模式下且温差Pn≥A2时,判断压缩机有能力需求被启动,在压缩机被启动后,周期性检测计算温差Pn;

在制热水模式下且温差Pn<‑A3时,或在制冷水模式下且温差Pn>A3时,压缩机频率Fm按目标蒸发压力调节控制,所述目标蒸发压力根据下调后的修正温度T’所对应的冷媒饱和压力确定,其中T’=T‑Δt,Δt为下调值;

当制热水模式且温差Pn∈[‑A3,A1]或是制冷水模式且温差Pn∈(‑A1,A3]时,压缩机的频率由按目标蒸发压力调节切换为增量式PID调节,其中‑A3、A1为温度值。

5.根据权利要求4所述的一种变频热泵压缩机频率的控制方法,其特征在于:在步骤S4中,压缩机启动后,按目标蒸发压力调节控制压缩机的频率的过程为:在制热水模式下,压缩机频率Fm按照当前检测压力LP以及制热目标蒸发压力LPh调节,当LP>LPh时,压缩机频率Fm则以ΔF/s的速度加载,当LPh‑ΔLPh≤LP≤LPh时,压缩机频率Fm维持当前转速,当LP<LPh‑ΔLPh时,压缩机频率Fm以ΔF/s的速度减载;

在制冷水模式下,压缩机频率Fm按照当前检测压力LP以及制冷目标蒸发压力LPc调节,当LP>LPc时,压缩机频率Fm则以ΔF/s的速度加载,当LPc‑ΔLPc≤LP≤LPc,压缩机频率Fm维持当前转速,当LP<LPh‑ΔLPc,压缩机频率Fm以ΔF/s的速度减载;其中,ΔLPh以及ΔLPc为压力值。

6.根据权利要求5所述的一种变频热泵压缩机频率的控制方法,其特征在于:在制热水模式下且压缩机刚开始运行时,当LPh‑0.1≤LP≤LPh或LP<LPh‑0.1时,压缩机频率Fm以最小频率Fmin运行时间t后再按照制热目标蒸发压力LPh调节控制压缩机的频率;

或在制冷水模式下且压缩机刚开始运行时,当LPc‑0.6≤LP≤LPc或LP<LPh‑0.1时,压缩机频率Fm以最小频率Fmin运行时间t后再按照制冷目标蒸发压力LPc调节控制压缩机的频率;其中,Fmin为压缩机运行最小频率。

7.根据权利要求4所述的一种变频热泵压缩机频率的控制方法,其特征在于:在步骤S4中,在压缩机启动后,在制冷水模式且当温差Pn∈(‑A1,A3]时,或制热水模式且当温差Pn∈[‑A3,A1]时,压缩机频率Fm按照增量式PID调节,并周期性检测计算温差Pn;所述增量式PID调节以温差Pn作为控制参数,压缩机频率Fm作为控制量并且作为温度调节的指示频率,其调节公式为;

Fm=Kp*Pn+Ki*∑Pn+Kd*Dn+F0;

△F=Fm–Fm‑1=Ki*Pn+Kp*Dn+Kd(Dn‑Dn‑1);

其中,Kp*Pn为比例项;Ki*∑Pn为积分项;Kd*Dn为微分项;F0为调节初始频率;Dn为检测周期温差的差值;Dn‑1为上一检测周期温差的差值,且初次为0。

8.根据权利要求7所述的一种变频热泵压缩机频率的控制方法,其特征在于:在步骤S4中,在制热水模式下且温差Pn∈(A1,A2]时,压缩机频率Fm以ΔF/s的速度减载;在制冷水模式下且当温差Pn∈(‑A2,‑A1]时,压缩机频率Fm以ΔF/s的速度减载;在压缩机频率Fm以ΔF/s的速度减载调整期间,在制热水模式且温差Pn>A2或制冷水模式且温差Pn<‑A2,压缩机频率Fm=0;其中,A1、A2为温度值。

9.根据权利要求1‑8任一项所述的一种变频热泵压缩机频率的控制方法,其特征在于:在确认压缩机频率的上限值Fmax1的过程中,We∈[0,2000]W/㎡,T1∈[‑25,‑27]℃,T2∈[‑12,‑16]℃,T3∈[40,45]℃,T4∈[53,55]℃,Fmax∈[60,120]Hz,Fmin∈[0,40]Hz;

在确认压缩机频率的上限值Fmax2中,V=220V或380V,D1∈[60%,80%],D2∈[85%,

95%],D3∈[105%,115%],D4∈[120%,140%],Fmax∈[60,120]Hz,Fmin∈[0,40]Hz;

按目标蒸发压力调节控制压缩机的频率中,下调值Δt∈[6,10],ΔLPh∈[0.1,0.6],ΔLPc∈[0.1,0.6],Fmaxm为Fmax1和Fmax2中的最小值,作为压缩机频率Fm的上限;

在增量式PID调节过程中,在制热水模式中,Kp∈[2.5,4.5];在制冷水模式中,Kp∈[3,

5];Ki∈[0.5,2];Kd∈[0.5,2];压缩机频率Fm的调整值ΔF的单次最大调整频率为10H,其中,比例项Kp*Pn单次最大调整为6Hz,积分项Ki*∑Pn单次最大调整4Hz,微分项Kd*Dn单次最大调整为2Hz;

在减载过程中,A1∈[1,2],A2∈[2,3],A3∈[3,4],ΔF∈[1,5]Hz。

10.一种变频热泵压缩机的控制模块,其特征在于:包括用于执行如权利要求1‑9任一项所述控制方法的外部温度修正模块、输入电压修正模块、模式及能力需求模块和压缩机频率控制模块;

所述外部温度修正模块用于根据日照强度We以及外部环境检测温度Tao得到修正外部环境温度T,并根据修正外部环境温度T确认压缩机频率Fm的上限值Fmax1;

所述输入电压修正模块在检测到输入电压值Vac后确认压缩机频率Fm的上限值Fmax2;

所述模式及能力需求模块用于设置运行模式和设定温度Ts,在所确认的运行模式下,根据所获取的水箱温度Tw与设定温度Ts之间的温差Pn判断压缩机是否有能力需求,并在有能力需求时启动压缩机;

所述压缩机频率控制模块根据上限值Fmax1和上限值Fmax2确认最小运行上限频率Fmaxm,并且根据设定的运行模式以及温差Pn对压缩机频率Fm进行调节与控制。