一種熱泵壓縮機運行過程中的保護方法與流程

2023-09-15 04:23:25 1

本發明涉及熱泵系統技術領域，特別涉及一種熱泵壓縮機運行過程中的保護方法。

背景技術：

熱泵壓縮機是整個熱泵系統的核心部件，現在的熱泵壓縮機最容易出現問題並影響其使用壽命的動作為熱泵壓縮機變頻動作，現有的熱泵壓縮機的變頻控制方式為分檔頻率控制法。

所述分檔頻率控制法主要是將整個熱泵壓縮機運行頻率範圍分成多個頻率檔，每檔之間相差幾赫茲或十幾赫茲，一定的溫差對應於相應的頻率檔，溫差有變化時，頻率就上升或下降一檔或多檔。

然而這種分檔頻率控制法在檔位升降的過程中一般採用直接線性升降的方式，所謂線性升降指的是以恆定的速度進行升降頻率從而達到目標檔位。

現在的熱泵壓縮機廠商並沒有過多的從變頻控制的角度來考慮熱泵壓縮機使用壽命的問題，而且現在很多生產熱泵壓縮機的企業前身都是生產空調變頻壓縮機，所以在對熱泵壓縮機的控制中，現在很多的熱泵壓縮機依然沿用空調變頻壓縮機的控制方法，由於空調變頻壓縮機使用時間短，一般都是在夏季天氣較熱的時候使用，因此其使用壽命不需要過多的考慮，然而熱泵壓縮機則一天24小時都在使用，因此熱泵壓縮機不能沿用空調變頻壓縮機那一套方法，急需要設計一套專門保護熱泵壓縮機從而延長其使用壽命的方法。

技術實現要素：

本發明的目的是解決目前熱泵壓縮機行業內沒有一套有效的專門針對延長熱泵壓縮機使用壽命的方法的行業現狀。

本發明解決其技術問題的解決方案是：一種熱泵壓縮機運行過程中的保護方法，包括變頻過程保護方法和回油控制過程保護方法，所述變頻保護方法包括：在變頻過程中每隔一個變頻時間段設有一個暫停變頻的時間段，所述變頻時間段與暫停變頻的時間段的時間長度之比為1：12；所述回油控制保護方法包括：在滿足回油控制條件後將熱泵壓縮機變頻到回油頻率，所述回油控制條件為：熱泵壓縮機連續60分鐘均運行在低於八分之一極限頻率的頻率中，所述回油頻率的範圍為：以極限頻率的60％為中心上下波動5hz。

進一步，還包括初始啟動保護方法，所述初始啟動保護方法包括步驟：啟動熱泵壓縮機；將熱泵壓縮機的頻率變頻到預熱頻率；所述預熱頻率的範圍為：以極限頻率的45％為上限向下波動10hz。

進一步，在所述變頻時間段內以單位速度進行變頻，所述單位速度為1hz每秒。

進一步，在所述初始啟動保護方法中的啟動熱泵壓縮機步驟之前還包括判斷是否滿足啟動條件步驟；所述啟動條件為：熱泵壓縮機在啟動之前保持連續的3分鐘以上的熱泵壓縮機停止狀態。

本發明的有益效果是：採用變頻保護方法和回油控制保護方法解決了行業內沒有一套有效的專門針對延長熱泵壓縮機使用壽命的方法的行業現狀，提高了熱泵壓縮機的使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他設計方案和附圖。

圖1是熱泵壓縮機運行過程中的保護方法的步驟關係示意圖；

圖2是初始啟動保護方法的步驟關係示意圖。

具體實施方式

以下將結合實施例和附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發明的目的、特徵和效果。顯然，所描述的實施例只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，基於本發明的實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬於本發明保護的範圍。另外，文中所提到的所有聯接/連接關係，並非單指構件直接相接，而是指可根據具體實施情況，通過添加或減少聯接輔件，來組成更優的聯接結構。本發明創造中的各個技術特徵，在不互相矛盾衝突的前提下可以交互組合。

實施例1，參考圖1，一種熱泵壓縮機運行過程中的保護方法，本實施例以極限頻率為120hz的熱泵壓縮機為例對一種熱泵壓縮機運行過程中的保護方法進行描述，所述極限頻率指的是熱泵壓縮機額定頻率的上限，步驟如下：

s0：熱泵壓縮機控制器收到變頻指令或熱泵壓縮機滿足回油控制條件；收到變頻指令進入步驟s1，收到回油控制指令進入步驟s11；所述變頻指令為：熱泵壓縮機向目標頻率變頻；所述進入回油控制的條件為：熱泵壓縮機連續60分鐘均運行在低於八分之一極限頻率的頻率中。

s1：熱泵壓縮機控制器控制熱泵壓縮機以1hz每秒的速度進行變頻，倒計時10s開始；

s2：每隔1s判斷是否達到目標頻率，否則進入步驟s4，是則完成變頻；

s3：判斷倒計時是否結束，是則進入步驟s4，否則繼續步驟s3；

s4：熱泵壓縮機暫停變頻120s；

s5：判斷暫停變頻是否達到120s，是則返回步驟s1，否則繼續步驟s5；

s11：將熱泵壓縮機的頻率變頻到回油頻率中運行3分鐘；所述回油頻率的範圍為：以極限頻率的60％為中心上下波動5hz，當極限頻率為120hz時，則回油頻率的範圍為67hz-77hz，由於對於回油頻率來說，具有5hz的上下波動並不影響到回油的質量，而是稍微影響到回油控制結束的時間，因此上下5hz的波動屬於工業應用中允許的範圍。本實施例中的回油頻率的範圍為67hz-77hz。

回油頻率範圍的確定最重要的時其範圍中心的確定，然而回油頻率範圍的中心的確定是通過大量的實際經驗積累，而且行業內對其的確定也是通過長期以往的經驗所得，並沒有一個準確的理論值，申請人通過大量實踐經驗和測試發現：當頻率的中心設置大於極限頻率的65％的時候，會出現回油時熱泵壓縮機的振動過大，影響熱泵壓縮機的壽命，當頻率的中心設置小於極限頻率的55％的時候，則會出現回油不充分的情況，長期的不充分的回油會使得熱泵壓縮機容易出現卡缸的現象，影響熱泵壓縮機的使用。

本實施例以10hz為一個階段，所以變頻時間段為10s，與此相對應熱泵壓縮機暫停變頻的時間段為120s。當然也可以採用其他時間段，只需滿足變頻時間段與暫停變頻的時間段的時間長度之比為1：12就可以了。

由於熱泵變頻壓縮機的變頻控制器的原理是將電網中的交流電轉換成方波脈衝輸出。通過調節方波脈衝的頻率，就可以控制驅動壓縮機的電機轉速。當頻率上升或下降，電機轉速也相應上升或下降，當電機轉速以一定的加速度上升或下降時，電機的負荷將大於其勻速運行，而且加速或減速的時間越長，其內部負荷越大，為了減少電機負荷，在電機加速後需要保持一段時間的勻速運行，為了保證這個勻速運行則需要變頻控制器保證一段暫停變頻的時間，該時間段的時間長度正好是電機加速或減速過程時間長度的12倍，當這個時間段的時間長度小於電機加速或減速過程時間長度的12倍時，電機會並不能達到最優的穩定狀態，當這個時間段的時間長度大於電機加速或減速過程時間長度的12倍時，雖然電機可以穩定了，但是耗費了時間資源，使得熱泵壓縮機完成變頻的時間過長。

以採用本實施例的運行過程中保護方法和沒有採用運行過程中保護方法的熱泵壓縮機進行壽命測試，測試環境為：模擬北京地區的3月份的氣溫變化；測試時間為：744小時；測試模式：熱泵壓縮機連續工作；壽命的評估算法為：按噪音分貝數測量類比測算。

得到的測試的數據如表1，其中壽命的單位為小時。

表1

從表1可知採用運行過程中保護方法的熱泵壓縮機的平均壽命比沒有採用運行過程中保護方法的平均壽命長24.2％。

從表1可知，運行過程中保護方法對延長熱泵壓縮機壽命具有顯著的效果。

參考圖2，作為優化，還包括初始啟動保護方法，所述初始啟動保護方法包括步驟：

s21：檢測熱泵壓縮機啟動之前是否保持3分鐘的熱泵壓縮機停止狀態。

s22：啟動熱泵壓縮機；

s23：將熱泵壓縮機的頻率變頻到預熱頻率。本實施例熱泵壓縮機的極限頻率為120hz，所以預熱頻率的範圍為44hz-54hz；對於預熱頻率範圍的確定採用先確定預熱頻率上限，然後向下波動10hz的方法，確定上限的方法按照噪音分貝來確定，當上限大於極限頻率的45％時，熱泵壓縮機的噪聲就會過大，整個熱泵壓縮機振動明顯，一般來說，熱泵壓縮機發出的噪聲頻率不應大於熱泵壓縮機的共振頻率的75％，當噪聲頻率大於熱泵壓縮機的共振頻率的75％的時候，熱泵壓縮機就會出現明顯的針對感，至於預熱頻率向下波動10hz則是屬於工業上允許的波動範圍。

對上述初始啟動保護方法進行測試，測試環境為：模擬北京地區的3月份的氣溫變化；測試時間為：744小時；測試模式：間隔48小時重新啟動；壽命的評估算法為：按噪音分貝數測量類比測算。

得到的測試的數據如表2，表2為採用初始啟動保護方法和沒有採用初始啟動保護方法的對比數據。其中壽命的單位為小時。

表2

從表2可知採用初始啟動保護方法的熱泵壓縮機的平均壽命比沒有採用初始啟動保護方法的平均壽命長0.5％。

以上對本發明的較佳實施方式進行了具體說明，但本發明創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可做出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。