一种热泵变频控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种热泵变频控制系统及方法，系统包括温度传感器、单片机、变频电压输出电路、变频器和压缩机，所述温度传感器的输出端依次通过单片机、变频电压输出电路和变频器进而与压缩机的输出端连接。方法包括：对送风的温度进行采集，并将得到的送风温度值与预设的目标温度值进行比较，得到送风温度差值；根据送风温度差值，单片机通过控制变频电压输出电路输出对应的变频电压至变频器；根据输入的变频电压，变频器输出对应的控制频率至压缩机；压缩机根据控制频率进行转速的调节，进而改变压缩机的排气量。本发明不仅满足了需求的温度，而且还能有效减少了机组运行时所产生的功耗。本发明可广泛应用于热泵变频技术领域中。

权利要求

1.一种热泵变频控制系统，其特征在于：包括温度传感器、单片机、变频电压输出电路、变频器和压缩机，所述温度传感器的输出端依次通过单片机、变频电压输出电路和变频器进而与压缩机的输出端连接；

所述变频电压输出电路包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第一电容（C1）、第二电容（C2）和运算放大器（A），所述单片机的输出端与第一电阻（R1）的第一端连接，所述第一电阻（R1）的第二端与第二电阻（R2）的第一端连接，所述第二电阻（R2）的第二端通过第三电阻（R3）进而与运算放大器（A）的同相输入端连接，所述第一电阻（R1）的第二端通过第一电容（C1）与地连接，所述第二电阻（R2）的第二端通过第二电容（C2）与地连接，所述运算放大器（A）的反相输入端通过第四电阻（R4）与地连接，所述运算放大器（A）的输出端通过第五电阻（R5）与运算放大器（A）的反相输入端连接，所述运算放大器（A）的输出端通过第六电阻（R6）进而与变频器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种热泵变频控制系统，其特征在于：所述运算放大器采用LM358芯片实现。

3.一种热泵变频控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、对送风的温度进行采集，并将得到的送风温度值与预设的目标温度值进行比较，得到送风温度差值；

B、根据送风温度差值，单片机通过控制变频电压输出电路输出对应的变频电压至变频器；

C、根据输入的变频电压，变频器输出对应的控制频率至压缩机；

D、压缩机根据控制频率进行转速的调节，进而改变压缩机的排气量；

所述步骤B包括：

B1、根据启动时间判断当前是处于机组启动阶段还是送风稳定阶段；

B2、判断送风温度差值是否小于预设的减速温度差值或大于预设的加速温度差值，若是，则执行步骤B3；反之，则保持当前输出不变；

B3、单片机根据送风温度差值通过调节PWM占空比控制变频电压输出电路输出对应的变频电压至变频器。

4.根据权利要求3所述的一种热泵变频控制方法，其特征在于：所述步骤B3中的变频电压的计算公式为：U=（PWM寄存器值/255）*10，

其中，U表示变频电压。

说明书

一种热泵变频控制系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及变频控制技术领域，尤其涉及一种热泵变频控制系统及方法。

背景技术

[0002] 以往对热泵进行变频控制的方法一般是通过变频压缩机与控制器结合进行控制，这种变频控制的方法虽然达到了变频的目的，但是会存在以下问题：

[0003] 1、目前这种技术不是很成熟，所以容易导致变频后满足不了需求的温度；

[0004] 2、现在市面上变频压缩机普遍成本较高，而且需要实现变频功能，必须给控制器重新开发一套新程序，其开发周期长，开发难度大，不容易实现。

发明内容

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种容易实现，且能高效节能的一种热泵变频控制系统。

[0006] 本发明的另一个目的是提供一种容易实现，且能高效节能的一种热泵变频控制方法。

[0007] 本发明所采用的技术方案是：

[0008] 一种热泵变频控制系统，包括温度传感器、单片机、变频电压输出电路、变频器和压缩机，所述温度传感器的输出端依次通过单片机、变频电压输出电路和变频器进而与压缩机的输出端连接。

[0009] 作为所述的一种热泵变频控制系统的进一步改进，所述变频电压输出电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第二电容和运算放大器，所述单片机的输出端与第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端通过第三电阻进而与运算放大器的同相输入端连接，所述第一电阻的第二端通过第一电容与地连接，所述第二电阻的第二端通过第二电容与地连接，所述运算放大器的反相输入端通过第四电阻与地连接，所述运算放大器的输出端通过第五电阻与运算放大器的反相输入端连接，所述运算放大器的输出端通过第六电阻进而与变频器的输入端连接。

[0010] 作为所述的一种热泵变频控制系统的进一步改进，所述运算放大器采用LM358芯片实现。

[0011] 本发明所采用的另一技术方案是：

[0012] 一种热泵变频控制方法，包括以下步骤：

[0013] A、对送风的温度进行采集，并将得到的送风温度值与预设的目标温度值进行比较，得到送风温度差值；

[0014] B、根据送风温度差值，单片机通过控制变频电压输出电路输出对应的变频电压至变频器；

[0015] C、根据输入的变频电压，变频器输出对应的控制频率至压缩机；

[0016] D、压缩机根据控制频率进行转速的调节，进而改变压缩机的排气量。

[0017] 作为所述的一种热泵变频控制方法的进一步改进，所述步骤B包括：

[0018] B1、根据启动时间判断当前是处于机组启动阶段还是送风稳定阶段；

[0019] B2、判断送风温度差值是否小于预设的减速温度差值或大于预设的加速温度差值，若是，则执行步骤B3；反之，则保持当前输出不变；

[0020] B3、单片机根据送风温度差值通过调节PWM占空比控制变频电压输出电路输出对应的变频电压至变频器。

[0021] 作为所述的一种热泵变频控制方法的进一步改进，所述步骤B3中的变频电压的计算公式为：

[0022] U=（PWM寄存器值/255）*10，

[0023] 其中，U表示变频电压。

[0024] 本发明的有益效果是：

[0025] 本发明一种热泵变频控制系统及方法根据送风温度与预设的目标温度的差值，进而输出不同的变频电压给变频器，变频器再根据输入的变频电压值输出相应的控制频率给压缩机，压缩机最后根据相应的控制频率输出不同的功率，从而实现机组变频的功能。本发明能根据机组从刚启动到运行稳定这整个过程中根据温度的差值来智能控制变频器输出不同的频率，使得压缩机输出不同的功率，不仅满足了需求的温度，而且还能有效减少了机组运行时所产生的功耗。并且，本发明能通过简单的电路连接以及控制程序实现，能大大减少实现的难度。

附图说明

[0026] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

[0027] 图1是本发明一种热泵变频控制系统的原理方框图；

[0028] 图2是本发明一种热泵变频控制系统中变频电压输出电路的电路原理图；

[0029] 图3是本发明一种热泵变频控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

[0030] 参考图1，本发明一种热泵变频控制系统，包括温度传感器、单片机、变频电压输出电路、变频器和压缩机，所述温度传感器的输出端依次通过单片机、变频电压输出电路和变频器进而与压缩机的输出端连接。

[0031] 参考图2，作为所述的一种热泵变频控制系统的进一步改进，所述变频电压输出电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第二电容C2和运算放大器A，所述单片机的输出端与第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端通过第三电阻R3进而与运算放大器A的同相输入端连接，所述第一电阻R1的第二端通过第一电容C1与地连接，所述第二电阻R2的第二端通过第二电容C2与地连接，所述运算放大器A的反相输入端通过第四电阻R4与地连接，所述运算放大器A的输出端通过第五电阻R5与运算放大器A的反相输入端连接，所述运算放大器A的输出端通过第六电阻R6进而与变频器的输入端连接。

[0032] 作为所述的一种热泵变频控制系统的进一步改进，所述运算放大器采用LM358芯片实现。

[0033] 参考图3，本发明一种热泵变频控制方法，包括以下步骤：

[0034] A、对送风的温度进行采集，并将得到的送风温度值与预设的目标温度值进行比较，得到送风温度差值；

[0035] B、根据送风温度差值，单片机通过控制变频电压输出电路输出对应的变频电压至变频器；

[0036] C、根据输入的变频电压，变频器输出对应的控制频率至压缩机；

[0037] D、压缩机根据控制频率进行转速的调节，进而改变压缩机的排气量。

[0038] 作为所述的一种热泵变频控制方法的进一步改进，所述步骤B包括：

[0039] B1、根据启动时间判断当前是处于机组启动阶段还是送风稳定阶段；

[0040] B2、判断送风温度差值是否小于预设的减速温度差值或大于预设的加速温度差值，若是，则执行步骤B3；反之，则保持当前输出不变；

[0041] B3、单片机根据送风温度差值通过调节PWM占空比控制变频电压输出电路输出对应的变频电压至变频器。

[0042] 作为所述的一种热泵变频控制方法的进一步改进，所述步骤B3中的变频电压的计算公式为：

[0043] U=（PWM寄存器值/255）*10，

[0044] 其中，U表示变频电压。

[0045] 本实施例中，当处于机组启动阶段时，预设的减速温度差值为1℃，预设的加速温度差值为2℃；当处于送风稳定阶段时，预设的减速温度差值为0.5℃，预设的加速温度差值为1℃。

[0046] 机组刚启动时，即处于机组启动阶段，根据新风温度与目标温度的差值，利用单片机PWM功能控制变频电压输出电路，通过调节PWM的占空比，计算公式为（PWM寄存器/255）*10，变频电压输出电路来给定一个0-10V的变频电压给变频器，变频器再根据给定输入的变频电压值来输出不同的变频频率给压缩机，来调节压缩电机的转速，从而改变压缩机的排气量，达到输出不同的功率。

[0047] 如果新风温度与目标温度的差值小于1℃，则给定一个0-10V的变频电压给变频器，变频器根据给定输入的变频电压值输出相应的频率给压缩机，来达到减慢压缩电机转速目的，从而让压缩机输出较低的功率，避免机组刚启机运行时产生过多的能耗。

[0048] 如果新风温度与目标温度的差值大于2℃，则给定一个0-10V的变频电压给变频器，变频器根据给定输入的变频电压值输出相应的频率给压缩机，来达到加快压缩电机转速目的，从而让压缩机输出较高的功率，满足机组启动运行时对温度的需求。

[0049] 当机组送风温度稳定时，根据送风温度与目标温度的差值,利用单片机PWM功能控制变频电压输出电路，通过调节PWM的占空比，计算公式为（PWM寄存器/255）*10，变频电压输出电路给定一个0-10V的变频电压给变频器，变频器再根据给定输入的变频电压值来输出不同的频率给压缩机，来调节压缩电机的转速，从而改变压缩机的排气量，达到输出不同的功率。

[0050] 如果送风温度与目标温度小于0.5℃，则给定一个0-10V的变频电压给变频器，变频器根据给定输入的变频电压值输出相应的频率给压缩机，来达到减慢压缩电机转速目的，从而让压缩机输出较低的功率，避免机组运行时产生过多的功耗。

[0051] 如果送风温度与目标温度大于1℃，则给定一个0-10V的变频电压给变频器，变频器根据给定输入的变频电压值输出相应的频率给压缩机，来达到加快压缩电机转速目的，从而让压缩机输出较高的功率，满足机组运行时对温度的需求。

[0052] 以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。