專(zhuān)利名稱(chēng)：熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于利用熱泵的流體加熱器，尤其涉及一種熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在市場(chǎng)上的空氣源熱泵熱水機(jī)節(jié)流方式主要采用熱力膨脹閥或者毛細(xì)管，熱力膨脹閥根據(jù)吸氣溫度，出口壓力等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，存在調(diào)節(jié)范圍小，精度不高的缺陷，而毛細(xì)管系統(tǒng)節(jié)流深度不可調(diào)節(jié)。熱力膨脹閥主要是根據(jù)空調(diào)工況而設(shè)計(jì)的，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)空氣源熱泵熱水機(jī)這個(gè)特殊產(chǎn)品而設(shè)計(jì)的熱力膨脹閥。空氣源熱泵熱水機(jī)加熱的水溫范圍 5°C至55°C，工作的環(huán)境溫度為-25°C至45°C，采用熱力膨脹閥和毛細(xì)管在環(huán)境溫度-10°C 以下或30°C以上都不能有效的調(diào)節(jié)制冷劑流量，產(chǎn)品運(yùn)行不穩(wěn)定、節(jié)能效果不理想等眾多問(wèn)題就會(huì)隨之出現(xiàn)。也有部分熱泵熱水機(jī)廠(chǎng)使用了電子膨脹閥作為空氣源熱泵熱水機(jī)節(jié)流機(jī)構(gòu)，但是采集的信號(hào)主要是按照吸氣溫度和翅片溫度這兩個(gè)參數(shù)值進(jìn)行控制的，控制方法也不合理。中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利“電子膨脹閥的控制方法、熱泵裝置自適應(yīng)控制方法及裝置”(專(zhuān)利號(hào)ZL200710187388. 0，公開(kāi)號(hào)CN101446463)公開(kāi)了一種公開(kāi)了電子膨脹閥的控制方法、熱泵裝置的自適應(yīng)控制方法及裝置，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)排氣溫度調(diào)節(jié)熱泵裝置的制冷劑流量及節(jié)流程度，并且可快速獲取電子膨脹閥最優(yōu)開(kāi)度，大大降低了滯后時(shí)間，實(shí)時(shí)地根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整系統(tǒng)節(jié)流程度。但是，ZL200710187388專(zhuān)利在調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開(kāi)度時(shí)沒(méi)有對(duì)水箱溫度進(jìn)行識(shí)別，不能根據(jù)水箱溫度改變目標(biāo)過(guò)熱度，只根據(jù)排氣溫度調(diào)節(jié)電子膨脹閥開(kāi)度。然而，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，熱泵熱水機(jī)在不同水箱溫度時(shí)的排氣溫度值變化很大， 例如，在水箱溫度20°C，排氣溫度正常值約為60°C，而當(dāng)水箱溫度為50°C時(shí)，排氣溫度的正常值約為105°C左右。如果僅僅根據(jù)ZL200710187388. 0專(zhuān)利的排氣溫度控制方法，僅按照排氣溫度調(diào)節(jié)電子膨脹閥的節(jié)流深度，會(huì)導(dǎo)致熱泵熱水機(jī)在低水溫時(shí)機(jī)組系統(tǒng)高低壓壓差太小，機(jī)組運(yùn)行效率低、制熱量低，甚至?xí)霈F(xiàn)潤(rùn)滑不正常的嚴(yán)重故障；而在高水箱溫度時(shí)， 又容易因節(jié)流深度過(guò)深，導(dǎo)致循環(huán)流量低、機(jī)組高壓高，壓縮機(jī)處于過(guò)負(fù)荷狀態(tài)。另一方面， ZL200710187388專(zhuān)利是通過(guò)檢測(cè)環(huán)境溫度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，調(diào)節(jié)風(fēng)量，控制蒸發(fā)溫度， 但是，在環(huán)境溫度一定時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)量并不能達(dá)到控制蒸發(fā)溫度，只能提高機(jī)組的吸氣溫度，從而調(diào)大電子膨脹閥的開(kāi)度。在高環(huán)境溫度時(shí)，雖然通過(guò)降低風(fēng)機(jī)風(fēng)量，來(lái)達(dá)到降低吸氣溫度和排氣溫度，可以保護(hù)壓縮機(jī)在高環(huán)境溫度時(shí)運(yùn)行在設(shè)計(jì)工況內(nèi)，卻會(huì)造成機(jī)組的蒸發(fā)效果變差，節(jié)能效果降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置，解決現(xiàn)有的熱泵電子節(jié)流閥控制裝置不能根據(jù)水箱溫度、環(huán)境溫度和排氣溫度綜合狀態(tài)調(diào)整目標(biāo)過(guò)熱度，不能依據(jù)熱泵熱水機(jī)變工況調(diào)節(jié)循環(huán)流量的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是[0005]一種熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置，所述熱泵熱水機(jī)的冷媒循環(huán)回路中包含串聯(lián)接連的壓縮機(jī)、水箱換熱器、電子膨脹閥和翅片換熱器，所述的電子膨脹閥的控制裝置包括控制單元和步進(jìn)電機(jī)，控制單元的輸出端連接到步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接電子膨脹閥，其特征在于所述的控制單元包括控制器、驅(qū)動(dòng)電路和一組溫度傳感器，所述的一組溫度傳感器包括吸氣溫度傳感器、排氣溫度傳感器、翅片溫度傳感器、水箱溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器；所述各溫度傳感器的溫度信號(hào)輸出端連接到所述控制器的輸入端，所述控制器的輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路連接到所述的步進(jìn)電機(jī)；所述的吸氣溫度傳感器固定在壓縮機(jī)吸氣入口管路上，所述的排氣溫度傳感器固定在壓縮機(jī)排氣管出口管路上，所述的翅片溫度傳感器固定在翅片換熱器上，所述的水箱溫度傳感器設(shè)置在水箱換熱器的水箱內(nèi)，所述的環(huán)境溫度傳感器設(shè)置在熱泵熱水機(jī)的工作環(huán)境空間內(nèi)。本實(shí)用新型的熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置的更好的技術(shù)方案是所述的控制器包含目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊，實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊，調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊，所述的環(huán)境溫度傳感器、水箱溫度傳感器和排氣溫度傳感器連接到目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊的輸入端，所述的吸氣溫度傳感器和翅片溫度傳感器連接到實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊的輸入端，所述目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊和實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊的輸出端連接到調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊的輸入端，所述的調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊的輸出端連接到驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊的輸入端，驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊的輸出端連接到驅(qū)動(dòng)電路的輸入端。本實(shí)用新型的熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置的進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案是所述的控制器包含微處理器，AD轉(zhuǎn)換單元和數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)單元，所述的各個(gè)溫度傳感器通過(guò) AD轉(zhuǎn)換單元連接到微處理器的輸入端口，所述的驅(qū)動(dòng)電路連接到微處理器的輸出端口。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的技術(shù)方案可以根據(jù)水箱溫度和環(huán)境溫度，設(shè)定產(chǎn)品的目標(biāo)過(guò)熱度， 保證機(jī)組在不同水溫和不同環(huán)境溫度時(shí)，自行調(diào)節(jié)節(jié)流深度，保證在變水溫時(shí)，合適的制冷劑流量；在低環(huán)境溫度時(shí)，提高產(chǎn)品的目標(biāo)過(guò)熱度，增加機(jī)組的節(jié)流深度，保證制冷劑能充分蒸發(fā)，避免因?yàn)檎舭l(fā)不足導(dǎo)致壓縮機(jī)因?yàn)榛匾憾鴵p壞。在高環(huán)境溫度時(shí)，降低產(chǎn)品的目標(biāo)過(guò)熱度，降低產(chǎn)品的節(jié)流深度，提高制冷劑的循環(huán)流量，從而提高產(chǎn)品節(jié)能效果，同時(shí)產(chǎn)品在高負(fù)荷時(shí)也能安全穩(wěn)定運(yùn)行。本實(shí)用新型的技術(shù)方案將排氣溫度和水箱溫度、環(huán)境溫度進(jìn)行綜合判斷，設(shè)定變化的目標(biāo)過(guò)熱度，能夠正解地識(shí)別排氣溫度和電子膨脹閥的開(kāi)度關(guān)系，滿(mǎn)足熱泵熱水機(jī)變工況狀態(tài)下不同循環(huán)流量的需求，從而達(dá)到熱泵熱水機(jī)高效、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1是本實(shí)用新型的熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置的原理框圖；以上圖中的各部件的標(biāo)號(hào)100-壓縮機(jī)，200-水箱換熱器，300-電子膨脹閥， 310-步進(jìn)電機(jī)，400-翅片換熱器500-控制單元，600-溫度傳感器(組)，610-吸氣溫度傳感器，620-排氣溫度傳感器，630-翅片溫度傳感器，640-水箱溫度傳感器，650-環(huán)境溫度傳感器，700-控制器，710-目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊，720-實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊，730-調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊，740-驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊，800-驅(qū)動(dòng)電路。
具體實(shí)施方式
為了能更好地理解本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本實(shí)用新型的熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置的第一個(gè)實(shí)施例如圖1和圖2所示，熱泵熱水機(jī)的冷媒循環(huán)回路中包含串聯(lián)接連的壓縮機(jī)100、水箱換熱器200、電子膨脹閥300和翅片換熱器400 ；控制裝置包括控制單元500和驅(qū)動(dòng)電子膨脹閥300的步進(jìn)電機(jī) 310，控制單元500的輸出端連接到步進(jìn)電機(jī)310，步進(jìn)電機(jī)310的輸出軸連接電子膨脹閥 300?？刂茊卧?00包括控制器700、驅(qū)動(dòng)電路800和一組溫度傳感器600。圖2所示的溫度傳感器600表示一組溫度傳感器，包括分布在冷媒循環(huán)管路上的吸氣溫度傳感器610、排氣溫度傳感器620、翅片溫度傳感器630和水箱溫度傳感器640，以及設(shè)置在熱泵熱水機(jī)的工作環(huán)境空間內(nèi)的環(huán)境溫度傳感器650。如在圖1的實(shí)施例所示，吸氣溫度傳感器610固定在壓縮機(jī)100的吸氣入口管路上，排氣溫度傳感器620固定在壓縮機(jī)100的排氣管出口管路上，翅片溫度傳感器630固定在翅片換熱器400上，水箱溫度傳感器640設(shè)置在水箱換熱器200的水箱內(nèi)，環(huán)境溫度傳感器650置于熱泵熱水機(jī)的工作環(huán)境空間內(nèi)，例如，可以設(shè)置在本實(shí)用新型的控制裝置的機(jī)體外部或者置于熱泵熱水機(jī)組的環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)上。溫度傳感器600的各個(gè)溫度傳感器的溫度檢測(cè)輸出端，分別連接到控制單元500的輸入端，為避免連線(xiàn)雜亂，圖1中省略了各溫度傳感器與控制單元500之間的連接線(xiàn)。在圖2所示實(shí)施例中，控制器700包含目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊710，實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊720，調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊730和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊740，環(huán)境溫度傳感器650、水箱溫度傳感器640和排氣溫度傳感器620連接到目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊710的輸入端，吸氣溫度傳感器610和翅片溫度傳感器630連接到實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊720的輸入端，所述目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊710和實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊720的輸出端連接到調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊730的輸入端，所述的調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊730的輸出端連接到驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊740的輸入端，驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊740的輸出端連接到驅(qū)動(dòng)電路800的輸入端。本實(shí)用新型的熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置的一個(gè)實(shí)施例是所述的控制器 700包含微處理器，AD轉(zhuǎn)換單元和數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)單元，上述各個(gè)溫度傳感器通過(guò)AD轉(zhuǎn)換單元連接到微處理器的輸入端口，驅(qū)動(dòng)電路800連接到微處理器的輸出端口。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，任何基于本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神對(duì)以上所述實(shí)施例所作的變化、變型，都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置，所述熱泵熱水機(jī)的冷媒循環(huán)回路中包含串聯(lián)接連的壓縮機(jī)、水箱換熱器、電子膨脹閥和翅片換熱器，所述的電子膨脹閥的控制裝置包括控制單元和步進(jìn)電機(jī)，控制單元的輸出端連接到步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接電子膨脹閥，其特征在于所述的控制單元包括控制器、驅(qū)動(dòng)電路和一組溫度傳感器，所述的一組溫度傳感器包括吸氣溫度傳感器、排氣溫度傳感器、翅片溫度傳感器、水箱溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器；所述各溫度傳感器的溫度信號(hào)輸出端連接到所述控制器的輸入端，所述控制器的輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路連接到所述的步進(jìn)電機(jī)；所述的吸氣溫度傳感器固定在壓縮機(jī)吸氣入口管路上，所述的排氣溫度傳感器固定在壓縮機(jī)排氣管出口管路上，所述的翅片溫度傳感器固定在翅片換熱器上，所述的水箱溫度傳感器設(shè)置在水箱換熱器的水箱內(nèi)，所述的環(huán)境溫度傳感器設(shè)置在熱泵熱水機(jī)的工作環(huán)境空間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置，其特征在于所述的控制器包含目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊，實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊，調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊，所述的環(huán)境溫度傳感器、水箱溫度傳感器和排氣溫度傳感器連接到目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊的輸入端，所述的吸氣溫度傳感器和翅片溫度傳感器連接到實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊的輸入端，所述目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊和實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊的輸出端連接到調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊的輸入端，所述的調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊的輸出端連接到驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊的輸入端，驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊的輸出端連接到驅(qū)動(dòng)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置，其特征在于所述的控制器包含微處理器，AD轉(zhuǎn)換單元和數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)單元，所述的各個(gè)溫度傳感器通過(guò)AD轉(zhuǎn)換單元連接到微處理器的輸入端口，所述的驅(qū)動(dòng)電路連接到微處理器的輸出端口。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及用于利用熱泵的流體加熱器，尤其涉及一種熱泵熱水機(jī)的電子膨脹閥控制裝置。電子膨脹閥的控制裝置包括控制單元和步進(jìn)電機(jī)，控制單元的輸出端連接到步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接電子膨脹閥，控制單元包括控制器、驅(qū)動(dòng)電路和一組溫度傳感器，溫度傳感器固定熱泵熱水機(jī)的冷媒循環(huán)回路中，控制器包含目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定模塊，實(shí)際過(guò)熱度檢測(cè)模塊，調(diào)節(jié)速度設(shè)定模塊和驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊。本實(shí)用新型將排氣溫度和水箱溫度、環(huán)境溫度進(jìn)行綜合判斷，設(shè)定變化的目標(biāo)過(guò)熱度，能夠正解地識(shí)別排氣溫度和電子膨脹閥的開(kāi)度關(guān)系，滿(mǎn)足熱泵熱水機(jī)變工況狀態(tài)下不同循環(huán)流量的需求，從而達(dá)到熱泵熱水機(jī)高效、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號(hào)F25B49/02GK202304166SQ201120441369
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者劉軍, 季忠海, 王天舒, 王玉軍, 王穎 申請(qǐng)人:江蘇天舒電器有限公司