变负载多机热泵系统技术方案

一种定频变负载多机热泵系统，不产生电流高次谐波和电磁辐射，各压缩机在小电流软启动的同时能在低压部快速升温回油，系统根据冷热负荷的需求柔性调度压缩机运转，系统选择最小容量压缩机按脉动方式较精细地调节热泵的负载能力，系统快速跟随冷热负荷的变化实行超调控制，达到节能、高效、简单、可靠多重目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热泵系统，特别是一种负载可变的、不产生电流高次谐波或电磁辐射的变负载多机热泵系统。
技术介绍
目前，公知的负载可变的多压缩机并联的热泵系统中，至少包括一台变频压缩机，通过选择进入工作的压缩机台数和调节变频压缩机的运行频率来改变系统的负载能力，以适应不同冷热负荷的需求。但是，这种变频多机热泵系统存在以下问题1.公知的变频控制电路中，交流电经过整流、逆变时产生的电流高次谐波会造成电网电压的严重畸变；2.公知的谐波抑制电路不能消除所有的高次谐波，有的还会产生一定的电磁辐射；3.公知的变频系统不能长时间工作在其高频状态下，若数十分钟高频全速运行不但能耗高，还会对变频控制电路元器件造成损害。
技术实现思路
为了解决现有变频热泵系统存在的上述问题，本专利技术提供一种定频变负载多机热泵系统，不产生电流高次谐波和电磁辐射，各压缩机在小电流软启动的同时能在低压部快速升温回油，系统根据冷热负荷的需求柔性调度压缩机运转，系统选择最小容量压缩机按脉动方式较精细地调节热泵的负载能力，系统快速跟随冷热负荷的变化实行超调控制，达到节能、高效、简单、可靠多重目的。本专利技术公开的变负载多机热泵系统中，热工系统由一台室外机组和若干台室内机组构成，控制系统由一个室外机控制器及压缩机控制器、若干个室内机控制器及遥控显示器构成。其中，室外机控制器与压缩机控制器、室外机控制器与室内机控制器、室内机控制器与遥控显示器或室外机与遥控显示器之间皆采用实时通讯控制。本专利技术解决其技术问题所采用的技术措施包括 室外机组中的定频压缩机组由若干台不同容量的定频压缩机组成，压缩机按容量递增顺序编号，容量相同的以其编号指认容量递增；各压缩机低压端直接并联到气液分离器的输出总管，各压缩机高压端先分别通过电磁阀并联到气液分离器的输入总管，再分别通过单向阀并联到油分离器的输入总管，各压缩机及其高压端电磁阀皆依次受控于压缩机控制器和室外机控制器，任何一台压缩机启动前，其高压端电磁阀由压缩机控制器控制接通至气液分离器的输入总管，压缩机软启动数秒后，该电磁阀恢复断开状态，电磁阀接通时间长短和压缩机的启动时刻受控于室外机控制器的指令。压缩机软启动时由于电磁阀的导通，其两端压力接近相等，所以启动电流小，定频压缩机驱动电路不产生电流高次谐波或电磁辐射；压缩机软启动的热工配置，使室外机组中低压部分的气液分离器在低温下可进行预先加温，即先将某几台压缩机高压端电磁阀接通至气液分离器的输入总管，待所述压缩机启动并以压缩热气对气液分离器实行加温，若干秒后将所述电磁阀恢复到断开状态，电磁阀接通时间长短和压缩机的启动时刻受控于室外机控制器的指令；压缩机软启动的热工配置，使每台压缩机都可按需要进行加速回油，即先将某台压缩机高压端电磁阀接通至气液分离器的输入总管，待压缩机启动并加速吸入气液分离器底部的润滑油后，该电磁阀恢复到断开状态，电磁阀接通时间长短和压缩机的启动时刻受控于室外机控制器的指令；压缩机软启动方式下的预先加温和加速回油的措施提高了热泵系统运行的可靠性；为避免压缩机软启动时吸入液态制冷剂，本专利技术对气液分离器的结构进行了改良；系统系统根据冷热负荷的需求对热泵的负载能力实现柔性调度，即当现行负载上升时，按先小后大的顺序启动相应容量的压缩机，当现行负载下降时，按先大后小的顺序关闭相应容量的压缩机，这种措施提高了热泵系统运行的平稳定性；控制系统中的压缩机控制器对各种容量的压缩机的启停状态以二进制数码编码，根据现行负载的变化趋势自动选择最小容量压缩机的脉动调控方式，最小容量定频压缩机将以不同占空比按脉动方式控制启停，电磁阀通断时刻和压缩机的启停时刻将按脉动调节时序受控于压缩机控制器，系统可以进行比较精细的负载调节以提高节能效果；所有室内机组均可分别设定温度、分时启动或停止，任何一台室内机启动时，该室内机控制器可为之设定一段超调期快速跟随室内冷热负荷的变化，超调期前半段时间内制热工况下以该室内机额定负载的A倍计算负载，制冷工况下以B倍计算负载，超调期后半段时间内制热工况下以该室内机额定负载的C倍计算负载，制冷工况下以D倍计算负载，其中A＞B≥C＞D＞1；超调期结束后则根据进出风温差、热交换器的过热度或过冷度计算负载；所有情况下的负载都上传给室外机控制器，由室外机控制器汇总计算系统的总负载，并以现行负载数值下传给压缩机控制器，由压缩机控制器自动选择进入工作的压缩机台号和最小容量压缩机的运行方式；系统当出现若干台室内机同时进入超调期使系统吸排气温度超出正常范围时，室外机控制器采用超调期控制方法，即室外机控制器根据各室内机控制器上传之负载汇总所得系统的总负载和室外机各温度探测数据，自动选择室外机的工作方式；当出现若干台室内机同时进入超调期使系统吸排气温度超出正常范围时，室外机控制器依次调用四种步骤，即提高室外机风扇速度、降低压缩机现行负载、增加室内外电子膨胀阀开度以及提请用户分时使用室内机或进行“去霜”处理，，将系统调整在正常运转范围内；室外机控制器直接调整室外风扇速度和电子膨胀阀开度；将调整后的现行负载下传给压缩机控制器；将调整后的室内电子膨胀阀开度或对用户的提示和外机现行调整状态等数据下传给室内机控制器；这种措施使系统既能快速跟随冷热负荷的变化，又防止了超调过量，提高了热泵系统运行的效率；系统对制冷剂流量采用电子膨胀阀控制，由室外机控制器驱动室外电子膨胀阀驱动电路，由各室内机控制器驱动室内电子膨胀阀驱动电路，根据室内外热交换器进出风温差、过热度或过冷度以比例积分微分PID算出电子膨胀阀开度，在超调控制期间室内电子膨胀阀开度接受室外机控制器指令的调整，保证了系统对室内温度控制具有恰当的精确性；控制系统中的遥控显示器包括输入键盘和显示屏，可按现场在线电擦写方式设定系统运行参数，如室内机编号、室内机额定负载、超调期长短、超调倍数、系统吸排气温度范围、最小容量压缩机脉动方式占空比等数据，以适应室内外机的配置和运行环境特点，遥控显示器将这些参数和所接受的用户操作指令上传给室内机控制器，用户通过输入键盘可对各室内机分别设定温度、分时启动或停止，遥控显示器实时显示用户操作指令、室内机控制器下传之内机运行状态和某些系统状态参数，并且，整个热泵系统也可以只配置一个遥控显示器与室外机控制器相连接，通过室外机控制器与各室内机控制器实时通讯实现系统总控，这种措施提高了控制系统对各种运行环境和不同机组配置的适应性。本专利技术的有益效果是，确保变负载多机热泵系统对公共电网没有电力污染，优化了的压缩机驱动机构使系统成本低、效率高，系统的可靠性和适应性得以提高。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明图1是本专利技术的热工系统构造简图。图2是本专利技术第一实施例的控制系统构造简图。图3是本专利技术第二实施例的控制系统构造简图。图4是本专利技术的压缩机软启动时序图。图5是本专利技术的三压缩机脉动调节时序图。图6是本专利技术的压缩机控制器控制状态表。图7是本专利技术的室外机控制器控制状态表。图8是本专利技术的室内机控制器控制状态表。图9是本专利技术的三压缩机控制器柔性调度程序框图。图10是本专利技术的室外机控制器制冷工况控制程序框图。图11是本专利技术的室外机控制器制热工况控制程序框图。图12是本专利技术的室内机控制器制冷工况控制程序框图。图13是本专利技术的室内机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变负载多机热泵系统，包括由定频压缩机组、热交换器、四通换向阀、一台气液分离器、一台油分离器、一台储液器、风扇、电子膨胀阀等组成的一台室外机组；若干台由热交换器、风扇、电子膨胀阀等组成的室内机；由一个室外机控制器及压缩机控制器、若干个室内机控制器、若干个遥控显示器等组成的系统控制器；其特征是所述定频压缩机组包括若干台不同容量的定频压缩机，按容量递增顺序编号，容量相同的以其编号指认容量递增；各压缩机低压端并联到气液分离器的输出总管；各压缩机高压端先分别通过电磁阀并联到 气液分离器的输入总管，再分别通过单向阀并联到油分离器的输入总管；任何一台压缩机启动前，其高压端被电磁阀接通至气液分离器的输入总管，待压缩机软启动数秒后，该电磁阀恢复到断开状态；电磁阀接通时间长短和压缩机的启动时刻受控于室外机控制器的指令。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：游辛田，陈新建，游可方，
申请(专利权)人：游可方，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]