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一种热泵热水机电子膨胀阀控制系统

阅读：46发布：2021-02-25

IPRDB可以提供一种热泵热水机电子膨胀阀控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种热泵热水机电子膨胀阀控制系统，包括：采集单元、控制器和执行单元；其中，所述采集单元用于获取所述热泵热水器的进水温度与环境温度；所述控制器接收所述热泵热水机控制器接收的所述进水温度与环境温度，并根据所述进水温度与所述环境温度确定开度值；所述执行单元根据所述开度值控制电子膨胀阀的开度。，下面是一种热泵热水机电子膨胀阀控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种热泵热水机电子膨胀阀控制系统，其特征在于，包括：采集单元、控制器和执行单元；

其中，所述采集单元用于获取所述热泵热水器的进水温度与环境温度；

所述控制器接收所述热泵热水机控制器接收的所述进水温度与环境温度，并根据所述进水温度与所述环境温度确定开度值；

所述执行单元根据所述开度值控制电子膨胀阀的开度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器按照预设周期接收并记录所述采集单元采集到的进水温度与环境温度，每经过n个周期计算一次n个进水温度的平均值RT3和n个环境温度的平均值RT1，其中n≥2，并根据RT3与RT1确定开度值。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器将所述进水温度与至少一个预设进水温度阈值进行比对，并将所述环境温度与至少一个预设环境温度阈值进行比对，根据比对结果确定开度值。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述预设进水温度阈值和所述预设环境温度阈值均有多个，且多个预设进水温度阈值可划分多个进水温度范围，多个预设环境温度阈值可划分多个环境温度范围；所述控制器根据所述进水温度所处的进水温度范围以及所述环境温度所处的环境温度范围，确定开度值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器为热泵热水机控制器，所述热泵热水机控制器上设有开度信号通信端口，所述热泵热水机控制器根据确定的开度值生成脉冲信号，并通过所述开度信号通信端口发送所述脉冲信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述执行单元包括通讯线圈，所述通讯线圈用于接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号向所述电子膨胀阀释放磁场使所述电子膨胀阀动作。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集单元包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在循环水泵的进水处，所述第二温度传感器设置在翅片蒸发器侧面。

说明书全文

一种热泵热水机电子膨胀阀控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及智能控制领域，具体涉及一种提高热泵热水机能效的电子膨胀阀控制系统。

背景技术

[0002] 随着市场的逐渐认可，空气源热泵热水机得到了空前广泛的推广，进一步提高热泵热水机的运行效率是热泵领域的重要研究内容。在热泵系统中，节流装置是其中非常重要的部件组成，传统的热泵热水机中的节流装置采用热力膨胀阀，但因热泵热水器一年四季都需运行特别是在北方，夏天环境温度达到35℃以上，冬天环境温度又低至零下15℃以下，工况变化非常大，由于热力膨胀阀的结构及原理所限，设计匹配时无法同时兼顾高温工况和低温工况，且热力膨胀阀的机械式结构对于热泵热水机系统的波动反映迟钝，造成进入蒸发器的制冷剂流量并不合适，对机组的制热能力与系统运行安全都有负面的影响。

[0003] 目前市场上针对电子膨胀阀的控制逻辑大多采用过热度控制——机组预设一个过热度(t)，然后在压缩机吸气口布置一个传感器(t1)充当吸气温度，蒸发器进口布置一个传感器(t2)充当蒸发温度，其工作原理为：判断(t1-t2)与t的差值，当(t1-t2)的值大于t时，机组蒸发器制冷剂流量不够，逻辑控制电子膨胀阀开大，增加蒸发器制冷剂流量；当(t1-t2)的值小于t时，机组蒸发器制冷剂流量过多，逻辑控制电子膨胀阀开小，减小蒸发器制冷剂流量，保持机组膨胀阀的开度一直控制在t＝(t1-t2)中，从而控制所需的蒸发器制冷剂流量，然而在实验中发现，这种控制逻辑往往达不到预计的制热能力与制热效率，因而将所述(t2)温度充当蒸发温度是不合理的，其与实际蒸发温度有差别，不同的机组差别不一样，导致始终无法达到预计的机组能力，所以这种电子膨胀阀控制系统会降低整个热水机系统的效率。

发明内容

[0004] 因此，本发明要解决的技术问题在于现有热泵热水机电子膨胀阀控制系统会降低热泵热水机运行工作效率的缺陷。

[0005] 有鉴于此，本发明提供的一种热泵热水机电子膨胀阀控制系统，包括：采集单元、控制器和执行单元；其中，所述采集单元用于获取所述热泵热水器的进水温度与环境温度；所述控制器接收所述热泵热水机控制器接收的所述进水温度与环境温度，并根据所述进水温度与所述环境温度确定开度值；所述执行单元根据所述开度值控制电子膨胀阀的开度。

[0006] 进一步地，所述控制器按照预设周期接收并记录所述采集单元采集到的进水温度与环境温度，每经过n个周期计算一次n个进水温度的平均值RT3和n个环境温度的平均值RT1，其中n≥2，并根据RT3与RT1确定开度值。

[0007] 进一步地，所述控制器将所述进水温度与至少一个预设进水温度阈值进行比对，并将所述环境温度与至少一个预设环境温度阈值进行比对，根据比对结果确定开度值。

[0008] 进一步地，所述预设进水温度阈值和所述预设环境温度阈值均有多个，且多个预设进水温度阈值可划分多个进水温度范围，多个预设环境温度阈值可划分多个环境温度范围；所述控制器根据所述进水温度所处的进水温度范围以及所述环境温度所处的环境温度范围，确定开度值。

[0009] 进一步地，所述控制器为热泵热水机控制器，所述热泵热水机控制器上设有开度信号通信端口，所述热泵热水机控制器根据确定的开度值生成脉冲信号，并通过所述开度信号通信端口发送所述脉冲信号。

[0010] 进一步地，所述执行单元包括通讯线圈，所述通讯线圈用于接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号向所述电子膨胀阀释放磁场使所述电子膨胀阀动作。

[0011] 进一步地，所述采集单元包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在循环水泵的进水处，所述第二温度传感器设置在翅片蒸发器侧面。

[0012] 本发明提供的一种热泵热水机电子膨胀阀控制系统，利用采集单元获取所述热泵热水器的进水温度与环境温度，控制器接收所述进水温度与环境温度，并根据所述进水温度与环境温度确定电子膨胀阀开度值，继而控制执行单元根据所述开度值控制电子膨胀阀的开度，解决了由压缩机吸气口的吸气温度和蒸发器进口的蒸发温度作为温度采集位置，使现有热泵热水机运行效率降低的缺陷

附图说明

[0013] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

[0014] 图1是本发明实施例提供的一种热泵热水机电子膨胀阀控制系统结构示意图；

[0015] 图2是本发明实施例提供的一种热泵热水机系统结构示意图。

具体实施方式

[0016] 本实施例提供的一种热泵热水机电子膨胀阀控制系统，如图1所示，该系统包括采集单元11、控制器12、执行单元13。

[0017] 其中，采集单元11用于获取热泵热水器的进水温度与环境温度，控制器12接收所述热泵热水器控制器接收的所述进水温度与环境温度，并根据所述进水温度与环境温度确定开度值，执行单元13根据所述开度值控制电子膨胀阀的开度。

[0018] 图2示出了一种热泵热水机系统结构示意图，具体地，所述采集单元11包括第一温度传感器55和第二温度传感器56，所述第一温度传感器用于采集进水温度，所述第二温度传感器用于采集环境温度，优选地，所述第一温度传感器设置在循环水泵的进水处，所述第二温度传感器设置在翅片蒸发器侧面，所述控制器12可以是热泵热水器控制器54或者集成在所述热泵热水器节流装置上的单片机控制装置，本实施例优选热泵热水器控制器54，如图2所示，所述执行单元13为电子膨胀阀51，压缩机4从翅片蒸发器8中吸入低温低压的气态制冷剂，同时压缩机4设有低压压控装置11和高压压控装置12，通过压缩机4做功将制冷剂压缩成高温高压气体，高温高压制冷剂气体经过四通换向阀09换向后进入套管式冷凝器3，与由循环水泵2循环出的保温水箱1的水进行高效率逆流式换热。第一温度传感55设置在循环水泵2的进水处，高温高压的制冷剂气体在套管式冷凝器3中被冷凝成常温高压的制冷剂液体而放出大量热量，保温水箱1的水吸收制冷剂放出的热量使自身温度不断上升,对外提供所需热水，然后常温高压的液态制冷剂流经储液器5、过滤器6后进入节流装置57，通过热泵热水机控制器54经由开度信号通信端口53发出脉冲信号，由通讯线圈52接收脉冲信号，并根据所述脉冲信号向所述电子膨胀阀51释放磁场使所述电子膨胀阀51动作，电子膨胀阀51节流降压后进入翅片蒸发器8并在翅片蒸发器8中吸收周围空气中热量，第二温度传感器
56设置在翅片蒸发器8侧面采集温度，本实施例优选空气源为热源，由风扇7鼓吹空气中的热量，使制冷剂蒸发成低温低压的气体，而后又流至四通换向阀09换向后进入气液分离器
10进行气液分离，最后被吸入压缩机4中压缩，如此反复循环,从而使热泵热水器制取热水。

[0019] 通过试验验证，本发明实施例提供的热泵热水机电子膨胀阀控制系统，由采集单元采集进水温度和环境温度数据，并由控制器以此温度得出电子膨胀阀的开度值，最终由执行单元控制电子膨胀阀开度，相比由压缩机吸气口的吸气温度和蒸发器进口的蒸发温度作为温度采集位置，本实施例方案优化了控制方式且提高了热泵热水机的能效，同时，采用两个温度传感器采集热泵热水机温度便于进行试验，减少了试验周期，简化了控制器的控制逻辑同时保证了控制精度。

[0020] 优选地，所述热泵热水器控制器可以按照预设周期接收并记录所述采集单元采集到的进水温度与环境温度，每经过n个周期计算一次n个进水温度的平均值RT3和n个环境温度的平均值RT1，其中n≥2，并根据RT3与RT1确定开度值。

[0021] 具体地，经试验测得并验证，所述热泵热水器控制器每经过4个周期计算一次4个进水温度平均值RT3和4个环境温度平均值RT1，其中每个周期时间优选5s，温度传感器每5s采集、记录一次数据，获取4次温度值的平均值后，反馈给所述热泵热水机控制器控制所述电子膨胀阀开度。

[0022] 由多次试验测得的在不同的进水温度与环境温度下最适宜的电子膨胀阀的开度数据写入电子膨胀阀开度调节基准表，如表1所示，可以看出所述预设进水温度阈值和所述预设环境温度阈值均有多个，且多个预设进水温度阈值可划分多个进水温度范围，多个预设环境温度阈值可划分多个环境温度范围，将所述进水温度与至少一个预设进水温度阈值进行比对，并将所述环境温度与至少一个预设环境温度阈值进行比对，控制器根据所述进水温度所处的进水温度范围以及所述环境温度所处的环境温度范围，确定开度值，写入电子膨胀阀开度调节基准表中，同时将所述电子膨胀阀开度调节基准表逻辑写入热泵热水器控制器的控制程序中，执行单元设有通讯线圈，热泵热水机控制器上设有开度信号通信端口，热泵热水机控制器根据确定的开度值生成脉冲信号，并通过所述开度信号通信端口发送所述脉冲信号，所述通讯线圈接收脉冲信号，并根据所述脉冲信号向所述电子膨胀阀释放磁场使所述电子膨胀阀动作，由此控制电子膨胀阀的开度，例如当采集的所述进水温度值RT3为37℃，则RT3在温度为35≤RT3≤40范围内，所述环境温度值RT1为12℃，所属的温度范围为10≤RT1≤14时，参照表1，得出对应的电子膨胀阀的开度为170步，则此时电子控制阀则由其内部的步进电机按照热泵热水器控制器发出的控制命令调整电子膨胀阀的步数，达到对应的开度。

[0023] 上述热泵热水机电子膨胀阀控制系统中电子膨胀阀的控制方式，经试验验证，可以减少电子膨胀阀步进开度值得变化频率、降低热泵热水器系统各装置的运动磨损且控制结果准确，提高热泵热水机能效。

[0024]

[0025] 表1电子膨胀阀开度调节基准表

[0026] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

标题	发布/更新时间	阅读量
电子膨胀阀-专利编号CN107289138B	2020-05-11	326
电子膨胀阀-专利编号CN110345291A	2020-05-12	757
电子膨胀阀-专利编号CN110873193A	2020-05-11	930
电子膨胀阀-专利编号CN110792874A	2020-05-11	597
电子膨胀阀-专利编号CN105508623B	2020-05-13	142
电子膨胀阀-专利编号CN105443768B	2020-05-13	496
电子膨胀阀-专利编号CN111102366A	2020-05-11	78
电子膨胀阀-专利编号CN110529606A	2020-05-12	612
电子膨胀阀-专利编号CN110296265A	2020-05-12	190
电子膨胀阀-专利编号CN110296222A	2020-05-13	744

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