熱泵系統的控制方法、系統及熱泵與流程

本發明涉及汽車技術領域，特別涉及一種熱泵系統的控制方法、系統及熱泵。

背景技術：

相關技術中，熱泵空調系統在低溫工況制熱運行時，室外換熱器會逐漸結霜，通常會定期給室外換熱器進行除霜控制。而室外機膨脹閥為了保證熱泵空調系統的制熱量與壓縮機可靠運行，通常是根據壓縮機的排氣溫度對室外機膨脹閥的開度進行控制。隨著霜層的加厚，排氣溫度會逐漸降低，室外機膨脹閥會逐漸縮小，即：室外機膨脹閥的開度是根據排氣溫度高低進行控制的，排氣溫度高時開大，排氣溫度低時縮小。

熱泵空調系統在啟動或者化霜結束后運行初期，這種控制方式能夠保證系統建立高低壓差，同時控制冷媒的流量有助系統制熱量的提升以及壓縮機過熱度的建立。然而隨著室外換熱器霜層的變厚，相應室外換熱器換熱受阻，蒸發壓力下降，對應的回氣冷媒的比容增大，密度降低，造成熱泵空調系統的冷媒循環質量流量下降。相應的表征現象有排氣壓力下降，排氣溫度下降，壓縮機排氣過熱度上升。如果此時依據排氣溫度控制室外機膨脹閥，則室外機膨脹閥會繼續縮小，而這也加劇了熱泵空調系統低壓和冷媒循環量的下降，使得制熱能力衰減加劇，影響制熱效果。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種熱泵系統的控制方法。該熱泵系統的控制方法可以對結霜過程的閥體控制進行優化，增強化霜周期的制熱量。

本發明的另一個目的在于提出一種熱泵系統的控制系統。

本發明的再一個目的在于提出一種熱泵。

為了實現上述目的，本發明的一方面公開了一種熱泵系統的控制方法，所述熱泵系統包括壓縮機、室外換熱器和室外膨脹閥，所述方法包括以下步驟：在熱泵系統制熱運行過程中，判斷所述室外換熱器的結霜是否達到預定厚度；如果是，則監測壓縮機的排氣過熱度；根據所述壓縮機的排氣過熱度的變化趨勢調節所述室外膨脹閥的開度，其中，所述室外膨脹閥的開度隨所述壓縮機實時的排氣過熱度的增大而變大。

根據本發明的熱泵系統的控制方法，可以對結霜過程的閥體控制進行優化，增強化霜周期的制熱量。

另外，根據本發明上述實施例的熱泵系統的控制方法還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，所述判斷所述室外換熱器的結霜是否達到預定厚度的步驟，包括：判斷所述壓縮機是否進入補氣階段；如果是，則判定所述室外換熱器的結霜達到所述預定厚度。

進一步地，所述判斷所述室外換熱器的結霜是否達到預定厚度的步驟，包括：判斷預定時間后是否達到化霜起始時刻；如果是，則判定所述室外換熱器的結霜達到所述預定厚度。

進一步地，所述壓縮機的排氣過熱度通過如下公式得到，所述公式為：壓縮機的排氣過熱度＝壓縮機平均排氣溫度-壓縮機拍氣壓力對應的飽和溫度。

進一步地，所述根據所述壓縮機的排氣過熱度的變化趨勢調節所述室外膨脹閥的開度的步驟，包括：判斷相鄰兩次監測到的壓縮機的排氣過熱度中后一次的壓縮機的排氣過熱度是否小于前一次的壓縮機的排氣過熱度；如果是，則以預定調節量向小調節所述室外膨脹閥的開度；如果否，則以所述預定調節量向大調節所述室外膨脹閥的開度。

進一步地，所述預定調節量為動態變化的值，所述預定調節量通過如下公式得到，所述公式為：

其中，所述ΔExv為所述預定調節量，所述a為室外膨脹閥的單位步進幅度。

本發明的第二方面公開了一種熱泵系統的控制系統，所述熱泵系統包括壓縮機、室外換熱器和室外膨脹閥，所述控制系統包括：判斷模塊，用于在熱泵系統制熱運行過程中，判斷所述室外換熱器的結霜是否達到預定厚度；監測模塊，用于在所述判斷模塊判斷所述室外換熱器的結霜達到預定厚度時，監測壓縮機的排氣過熱度；控制模塊，用于根據所述壓縮機的排氣過熱度的變化趨勢調節所述室外膨脹閥的開度，其中，所述室外膨脹閥的開度隨所述壓縮機實時的排氣過熱度的增大而變大。

根據本發明實施例的熱泵系統的控制系統，可以對結霜過程的閥體控制進行優化，增強化霜周期的制熱量。

另外，根據本發明上述實施例的熱泵系統的控制系統還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，所述判斷模塊用于判斷所述壓縮機是否進入補氣階段，如果是，則判定所述室外換熱器的結霜達到所述預定厚度。

進一步地，所述判斷模塊用于判斷預定時間后是否達到化霜起始時刻，如果是，則判定所述室外換熱器的結霜達到所述預定厚度。

進一步地，所述壓縮機的排氣過熱度通過如下公式得到，所述公式為：壓縮機的排氣過熱度＝壓縮機平均排氣溫度-壓縮機拍氣壓力對應的飽和溫度。

進一步地，所述控制模塊用于判斷相鄰兩次監測到的壓縮機的排氣過熱度中后一次的壓縮機的排氣過熱度是否小于前一次的壓縮機的排氣過熱度，如果是，則以預定調節量向小調節所述室外膨脹閥的開度，如果否，則以所述預定調節量向大調節所述室外膨脹閥的開度。

進一步地，所述預定調節量為動態變化的值，所述預定調節量通過如下公式得到，所述公式為：

其中，所述ΔExv為所述預定調節量，所述a為室外膨脹閥的單位步進幅度。

本發明的第三方面公開了一種熱泵，包括根據上述任意一個實施例所述的熱泵系統的控制系統。該熱泵可以對結霜過程的閥體控制進行優化，增強化霜周期的制熱量。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本發明一個實施例的熱泵系統的控制方法的流程圖；

圖2是根據本發明另一個實施例的熱泵系統的控制方法的流程圖；以及

圖3是根據本發明一個實施例的熱泵系統的控制系統的結構圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

以下結合附圖描述根據本發明實施例的熱泵系統的控制方法、系統及熱泵。

圖1是根據本發明一個實施例的熱泵系統的控制方法的流程圖。

如圖1所示，根據本發明一個實施例的熱泵系統的控制方法，其中，熱泵系統包括壓縮機、室外換熱器和室外膨脹閥，控制方法包括以下步驟：

S110：在熱泵系統制熱運行過程中，判斷室外換熱器的結霜是否達到預定厚度。

結合圖2所示，判斷室外換熱器的結霜是否達到預定厚度的步驟，包括：判斷壓縮機是否進入補氣階段；如果是，則判定室外換熱器的結霜達到預定厚度。判斷室外換熱器的結霜是否達到預定厚度的步驟，還包括：判斷預定時間后是否達到化霜起始時刻；如果是，則判定室外換熱器的結霜達到所述預定厚度。

S120：如果是，則監測壓縮機的排氣過熱度。

S130：根據所述壓縮機的排氣過熱度的變化趨勢調節所述室外膨脹閥的開度，其中，所述室外膨脹閥的開度隨所述壓縮機實時的排氣過熱度的增大而變大。

結合圖2所示，壓縮機的排氣過熱度通過如下公式得到，公式為：

壓縮機的排氣過熱度＝壓縮機平均排氣溫度-壓縮機拍氣壓力對應的飽和溫度。

再次結合圖2，根據壓縮機的排氣過熱度的變化趨勢調節室外膨脹閥的開度的步驟，包括：判斷相鄰兩次監測到的壓縮機的排氣過熱度中后一次的壓縮機的排氣過熱度是否小于前一次的壓縮機的排氣過熱度；如果是，則以預定調節量向小調節室外膨脹閥的開度；如果否，則以預定調節量向大調節室外膨脹閥的開度。預定調節量為動態變化的值，預定調節量通過如下公式得到，所述公式為：

其中，所述ΔExv為所述預定調節量，所述a為室外膨脹閥的單位步進幅度。

具體而言，室外機電子膨脹閥調節開ΔExv可以為根據閥體行程大小規定為定值。如為480步的電子膨脹閥，則ΔExv優選的為40P。而另一方面考慮實際的運行情況不同，ΔExv也可以設計為一個變動的值，本發明提供一種實施例的方案如下面公式所示：

其中當前的閥體開度指進行調節前的閥體開度，閥體的最大行程指閥體開到最大時的步數，系數a指單位步進幅度。如系數a可以設定為40P，而當前的閥體開度為240P，閥體的最大行程為480P，則計算得到本次的調節ΔExv為20P。一段時間后判斷Tdsh值中的一段時間可以為一個固定的數據采集時間。如20s或者1min等。

根據本發明實施例的熱泵系統的控制方法，可以對結霜過程的閥體控制進行優化，增強化霜周期的制熱量。

圖3是根據本發明一個實施例的熱泵系統的控制系統的結構圖。

如圖3所示，熱泵系統的控制系統300，其中熱泵系統包括壓縮機、室外換熱器和室外膨脹閥，該控制系統300包括：判斷模塊310、監測模塊320和控制模塊330.

其中，判斷模塊310，用于在熱泵系統制熱運行過程中，判斷室外換熱器的結霜是否達到預定厚度。監測模塊320，用于在判斷模塊判斷室外換熱器的結霜達到預定厚度時，監測壓縮機的排氣過熱度。控制模塊330，用于根據壓縮機的排氣過熱度的變化趨勢調節室外膨脹閥的開度，其中，室外膨脹閥的開度隨壓縮機實時的排氣過熱度的增大而變大。

根據本發明的熱泵系統的控制系統，可以對結霜過程的閥體控制進行優化，增強化霜周期的制熱量。

具體而言，判斷模塊310用于判斷壓縮機是否進入補氣階段，如果是，則判定室外換熱器的結霜達到所述預定厚度。判斷模塊310用于判斷預定時間后是否達到化霜起始時刻，如果是，則判定室外換熱器的結霜達到所述預定厚度。

壓縮機的排氣過熱度通過如下公式得到，公式為：

壓縮機的排氣過熱度＝壓縮機平均排氣溫度-壓縮機拍氣壓力對應的飽和溫度。

控制模塊330還用于判斷相鄰兩次監測到的壓縮機的排氣過熱度中后一次的壓縮機的排氣過熱度是否小于前一次的壓縮機的排氣過熱度，如果是，則以預定調節量向小調節所述室外膨脹閥的開度，如果否，則以預定調節量向大調節所述室外膨脹閥的開度。預定調節量為動態變化的值，預定調節量通過如下公式得到，所述公式為：

其中，所述ΔExv為所述預定調節量，所述a為室外膨脹閥的單位步進幅度。

需要說明的是，本發明實施例的熱泵系統的控制系統的具體實現方式與本發明實施例的熱泵系統的控制方法的具體實現方式類似，具體請參見方法部分的描述，為了減少冗余，此處不做贅述。

進一步地，本發明的實施例公開了一種熱泵，該車輛設置有上述任意一個實施例所述的熱泵系統的控制系統。該熱泵可以對結霜過程的閥體控制進行優化，增強化霜周期的制熱量。

另外，根據本發明實施例的熱泵的其它構成以及作用對于本領域的普通技術人員而言都是已知的，為了減少冗余，不做贅述。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。