一種熱泵熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種熱泵熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)，包括：采集單元、控制器和執(zhí)行單元；其中，所述采集單元用于獲取所述熱泵熱水器的進水溫度與環(huán)境溫度；所述控制器接收所述熱泵熱水機控制器接收的所述進水溫度與環(huán)境溫度，并根據(jù)所述進水溫度與所述環(huán)境溫度確定開度值；所述執(zhí)行單元根據(jù)所述開度值控制電子膨脹閥的開度。
【專利說明】
-種熱累熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設及智能控制領(lǐng)域，具體設及一種提高熱累熱水機能效的電子膨脹閥 控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著市場的逐漸認可，空氣源熱累熱水機得到了空前廣泛的推廣，進一步提高熱 累熱水機的運行效率是熱累領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。在熱累系統(tǒng)中，節(jié)流裝置是其中非常重 要的部件組成，傳統(tǒng)的熱累熱水機中的節(jié)流裝置采用熱力膨脹閥，但因熱累熱水器一年四 季都需運行特別是在北方，夏天環(huán)境溫度達到35°C W上，冬天環(huán)境溫度又低至零下15°C W 下，工況變化非常大，由于熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)及原理所限，設計匹配時無法同時兼顧高溫工 況和低溫工況，且熱力膨脹閥的機械式結(jié)構(gòu)對于熱累熱水機系統(tǒng)的波動反映遲純，造成進 入蒸發(fā)器的制冷劑流量并不合適，對機組的制熱能力與系統(tǒng)運行安全都有負面的影響。
[0003] 目前市場上針對電子膨脹閥的控制邏輯大多采用過熱度控制一一機組預設一個 過熱度(t)，然后在壓縮機吸氣口布置一個傳感器(tl)充當吸氣溫度，蒸發(fā)器進口布置一個 傳感器（t2)充當蒸發(fā)溫度，其工作原理為：判斷與t的差值，當?shù)闹荡笥趖 時，機組蒸發(fā)器制冷劑流量不夠，邏輯控制電子膨脹閥開大，增加蒸發(fā)器制冷劑流量；當 的值小于t時，機組蒸發(fā)器制冷劑流量過多，邏輯控制電子膨脹閥開小，減小蒸發(fā)器 制冷劑流量，保持機組膨脹閥的開度一直控制在t=(tl-t2)中，從而控制所需的蒸發(fā)器制 冷劑流量，然而在實驗中發(fā)現(xiàn)，運種控制邏輯往往達不到預計的制熱能力與制熱效率，因而 將所述(t2)溫度充當蒸發(fā)溫度是不合理的，其與實際蒸發(fā)溫度有差別，不同的機組差別不 一樣，導致始終無法達到預計的機組能力，所W運種電子膨脹閥控制系統(tǒng)會降低整個熱水 機系統(tǒng)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 因此，本實用新型要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有熱累熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)會 降低熱累熱水機運行工作效率的缺陷。
[0005] 有鑒于此，本實用新型提供的一種熱累熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)，包括:采集單 元、控制器和執(zhí)行單元;其中，所述采集單元用于獲取所述熱累熱水器的進水溫度與環(huán)境溫 度;所述控制器接收所述熱累熱水機控制器接收的所述進水溫度與環(huán)境溫度，并根據(jù)所述 進水溫度與所述環(huán)境溫度確定開度值;所述執(zhí)行單元根據(jù)所述開度值控制電子膨脹閥的開 度。
[0006] 進一步地，所述控制器按照預設周期接收并記錄所述采集單元采集到的進水溫度 與環(huán)境溫度，每經(jīng)過n個周期計算一次n個進水溫度的平均值RT3和n個環(huán)境溫度的平均值 RTl，其中n含2，并根據(jù)RT3與RTl確定開度值。
[0007] 進一步地，所述控制器將所述進水溫度與至少一個預設進水溫度闊值進行比對， 并將所述環(huán)境溫度與至少一個預設環(huán)境溫度闊值進行比對，根據(jù)比對結(jié)果確定開度值。
[000引進一步地，所述預設進水溫度闊值和所述預設環(huán)境溫度闊值均有多個，且多個預 設進水溫度闊值可劃分多個進水溫度范圍，多個預設環(huán)境溫度闊值可劃分多個環(huán)境溫度范 圍；所述控制器根據(jù)所述進水溫度所處的進水溫度范圍W及所述環(huán)境溫度所處的環(huán)境溫度 范圍，確定開度值。
[0009] 進一步地，所述控制器為熱累熱水機控制器，所述熱累熱水機控制器上設有開度 信號通信端口，所述熱累熱水機控制器根據(jù)確定的開度值生成脈沖信號，并通過所述開度 信號通信端口發(fā)送所述脈沖信號。
[0010] 進一步地，所述執(zhí)行單元包括通訊線圈，所述通訊線圈用于接收所述脈沖信號，并 根據(jù)所述脈沖信號向所述電子膨脹閥釋放磁場使所述電子膨脹閥動作。
[0011] 進一步地，所述采集單元包括第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述第一溫度 傳感器設置在循環(huán)水累的進水處，所述第二溫度傳感器設置在翅片蒸發(fā)器側(cè)面。
[0012] 本實用新型提供的一種熱累熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)，利用采集單元獲取所述 熱累熱水器的進水溫度與環(huán)境溫度，控制器接收所述進水溫度與環(huán)境溫度，并根據(jù)所述進 水溫度與環(huán)境溫度確定電子膨脹閥開度值，繼而控制執(zhí)行單元根據(jù)所述開度值控制電子膨 脹閥的開度，解決了由壓縮機吸氣口的吸氣溫度和蒸發(fā)器進口的蒸發(fā)溫度作為溫度采集位 置，使現(xiàn)有熱累熱水機運行效率降低的缺陷
【附圖說明】
[0013] 為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施 例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0014] 圖1是本實用新型實施例提供的一種熱累熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0015] 圖2是本實用新型實施例提供的一種熱累熱水機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 本實施例提供的一種熱累熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括采 集單元11、控制器12、執(zhí)行單元13。
[0017] 其中，采集單元11用于獲取熱累熱水器的進水溫度與環(huán)境溫度，控制器12接收所 述熱累熱水器控制器接收的所述進水溫度與環(huán)境溫度，并根據(jù)所述進水溫度與環(huán)境溫度確 定開度值，執(zhí)行單元13根據(jù)所述開度值控制電子膨脹閥的開度。
[0018] 圖2示出了一種熱累熱水機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，具體地，所述采集單元11包括第一溫 度傳感器55和第二溫度傳感器56,所述第一溫度傳感器用于采集進水溫度，所述第二溫度 傳感器用于采集環(huán)境溫度，優(yōu)選地，所述第一溫度傳感器設置在循環(huán)水累的進水處，所述第 二溫度傳感器設置在翅片蒸發(fā)器側(cè)面，所述控制器12可W是熱累熱水器控制器54或者集成 在所述熱累熱水器節(jié)流裝置上的單片機控制裝置，本實施例優(yōu)選熱累熱水器控制器54,如 圖2所示，所述執(zhí)行單元13為電子膨脹閥51，壓縮機4從翅片蒸發(fā)器8中吸入低溫低壓的氣態(tài) 制冷劑，同時壓縮機4設有低壓壓控裝置11和高壓壓控裝置12,通過壓縮機4做功將制冷劑 壓縮成高溫高壓氣體，高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)過四通換向閥09換向后進入套管式冷凝器3， 與由循環(huán)水累2循環(huán)出的保溫水箱1的水進行高效率逆流式換熱。第一溫度傳感55設置在循 環(huán)水累2的進水處，高溫高壓的制冷劑氣體在套管式冷凝器3中被冷凝成常溫高壓的制冷劑 液體而放出大量熱量，保溫水箱1的水吸收制冷劑放出的熱量使自身溫度不斷上升，對外提 供所需熱水，然后常溫高壓的液態(tài)制冷劑流經(jīng)儲液器5、過濾器6后進入節(jié)流裝置57,通過熱 累熱水機控制器54經(jīng)由開度信號通信端口 53發(fā)出脈沖信號，由通訊線圈52接收脈沖信號， 并根據(jù)所述脈沖信號向所述電子膨脹閥51釋放磁場使所述電子膨脹閥51動作，電子膨脹閥 51節(jié)流降壓后進入翅片蒸發(fā)器8并在翅片蒸發(fā)器8中吸收周圍空氣中熱量，第二溫度傳感器 56設置在翅片蒸發(fā)器8側(cè)面采集溫度，本實施例優(yōu)選空氣源為熱源，由風扇7鼓吹空氣中的 熱量，使制冷劑蒸發(fā)成低溫低壓的氣體，而后又流至四通換向閥09換向后進入氣液分離器 10進行氣液分離，最后被吸入壓縮機4中壓縮，如此反復循環(huán)，從而使熱累熱水器制取熱水。
[0019] 通過試驗驗證，本實用新型實施例提供的熱累熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)，由采 集單元采集進水溫度和環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，并由控制器W此溫度得出電子膨脹閥的開度值，最 終由執(zhí)行單元控制電子膨脹閥開度，相比由壓縮機吸氣口的吸氣溫度和蒸發(fā)器進口的蒸發(fā) 溫度作為溫度采集位置，本實施例方案優(yōu)化了控制方式且提高了熱累熱水機的能效，同時， 采用兩個溫度傳感器采集熱累熱水機溫度便于進行試驗，減少了試驗周期，簡化了控制器 的控制邏輯同時保證了控制精度。
[0020] 優(yōu)選地，所述熱累熱水器控制器可W按照預設周期接收并記錄所述采集單元采集 到的進水溫度與環(huán)境溫度，每經(jīng)過n個周期計算一次n個進水溫度的平均值RT3和n個環(huán)境溫 度的平均值RTl，其中n含2,并根據(jù)RT3與RTl確定開度值。
[0021] 具體地，經(jīng)試驗測得并驗證，所述熱累熱水器控制器每經(jīng)過4個周期計算一次4個 進水溫度平均值RT3和4個環(huán)境溫度平均值RTl，其中每個周期時間優(yōu)選5s，溫度傳感器每5s 采集、記錄一次數(shù)據(jù)，獲取4次溫度值的平均值后，反饋給所述熱累熱水機控制器控制所述 電子膨脹閥開度。
[0022] 由多次試驗測得的在不同的進水溫度與環(huán)境溫度下最適宜的電子膨脹閥的開度 數(shù)據(jù)寫入電子膨脹閥開度調(diào)芐基準表，如表1所示，可W看出所述預設進水溫度闊值和所述 預設環(huán)境溫度闊值均有多個，且多個預設進水溫度闊值可劃分多個進水溫度范圍，多個預 設環(huán)境溫度闊值可劃分多個環(huán)境溫度范圍，將所述進水溫度與至少一個預設進水溫度闊值 進行比對，并將所述環(huán)境溫度與至少一個預設環(huán)境溫度闊值進行比對，控制器根據(jù)所述進 水溫度所處的進水溫度范圍W及所述環(huán)境溫度所處的環(huán)境溫度范圍，確定開度值，寫入電 子膨脹閥開度調(diào)芐基準表中，同時將所述電子膨脹閥開度調(diào)芐基準表邏輯寫入熱累熱水器 控制器的控制程序中，執(zhí)行單元設有通訊線圈，熱累熱水機控制器上設有開度信號通信端 口，熱累熱水機控制器根據(jù)確定的開度值生成脈沖信號，并通過所述開度信號通信端口發(fā) 送所述脈沖信號，所述通訊線圈接收脈沖信號，并根據(jù)所述脈沖信號向所述電子膨脹閥釋 放磁場使所述電子膨脹閥動作，由此控制電子膨脹閥的開度，例如當采集的所述進水溫度 值RT3為37°C，貝化T3在溫度為35含RT3含40范圍內(nèi)，所述環(huán)境溫度值RTl為12°C，所屬的溫度 范圍為10 < RTl < 14時，參照表1，得出對應的電子膨脹閥的開度為170步，則此時電子控制 閥則由其內(nèi)部的步進電機按照熱累熱水器控制器發(fā)出的控制命令調(diào)整電子膨脹閥的步數(shù)， 達到對應的開度。
[0023] 上述熱累熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)中電子膨脹閥的控制方式，經(jīng)試驗驗證，可 W減少電子膨脹閥步進開度值得變化頻率、降低熱累熱水器系統(tǒng)各裝置的運動磨損且控制 結(jié)果準確，提高熱累熱水機能效。
[0024]
[0025] 表1電子膨脹閥開度調(diào)芐基準表
[0026] 顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可W做出其它不同形式的變化或 變動。運里無需也無法對所有的實施方式予W窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動仍處于本實用新型創(chuàng)造的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1. 一種熱栗熱水機電子膨脹閥控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:采集單元、控制器和執(zhí)行 單元； 其中，所述采集單元用于獲取所述熱栗熱水器的進水溫度與環(huán)境溫度； 所述控制器接收所述熱栗熱水機控制器接收的所述進水溫度與環(huán)境溫度，并根據(jù)所述 進水溫度與所述環(huán)境溫度確定開度值； 所述執(zhí)行單元根據(jù)所述開度值控制電子膨脹閥的開度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為熱栗熱水機控制器，所述熱 栗熱水機控制器上設有開度信號通信端口，所述熱栗熱水機控制器根據(jù)確定的開度值生成 脈沖信號，并通過所述開度信號通信端口發(fā)送所述脈沖信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行單元包括通訊線圈，所述通訊線 圈用于接收所述脈沖信號，并根據(jù)所述脈沖信號向所述電子膨脹閥釋放磁場使所述電子膨 脹閥動作。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集單元包括第一溫度傳感器和第二 溫度傳感器，所述第一溫度傳感器設置在循環(huán)水栗的進水處，所述第二溫度傳感器設置在 翅片蒸發(fā)器側(cè)面。
【文檔編號】F24H9/20GK205448298SQ201620189506
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】吳光晨, 黃道德
【申請人】浙江正理生能科技有限公司