一種熱泵變頻控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱泵變頻控制系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括溫度傳感器、單片機(jī)、變頻電壓輸出電路、變頻器和壓縮機(jī)，所述溫度傳感器的輸出端依次通過單片機(jī)、變頻電壓輸出電路和變頻器進(jìn)而與壓縮機(jī)的輸出端連接。方法包括：對(duì)送風(fēng)的溫度進(jìn)行采集，并將得到的送風(fēng)溫度值與預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度值進(jìn)行比較，得到送風(fēng)溫度差值；根據(jù)送風(fēng)溫度差值，單片機(jī)通過控制變頻電壓輸出電路輸出對(duì)應(yīng)的變頻電壓至變頻器；根據(jù)輸入的變頻電壓，變頻器輸出對(duì)應(yīng)的控制頻率至壓縮機(jī)；壓縮機(jī)根據(jù)控制頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變壓縮機(jī)的排氣量。本發(fā)明不僅滿足了需求的溫度，而且還能有效減少了機(jī)組運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的功耗。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于熱泵變頻【技術(shù)領(lǐng)域】中。
【專利說明】一種熱泵變頻控制系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變頻控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種熱泵變頻控制系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]以往對(duì)熱泵進(jìn)行變頻控制的方法一般是通過變頻壓縮機(jī)與控制器結(jié)合進(jìn)行控制，這種變頻控制的方法雖然達(dá)到了變頻的目的，但是會(huì)存在以下問題:
1、目前這種技術(shù)不是很成熟，所以容易導(dǎo)致變頻后滿足不了需求的溫度；
2、現(xiàn)在市面上變頻壓縮機(jī)普遍成本較高，而且需要實(shí)現(xiàn)變頻功能，必須給控制器重新開發(fā)一套新程序，其開發(fā)周期長，開發(fā)難度大，不容易實(shí)現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種容易實(shí)現(xiàn)，且能高效節(jié)能的一種熱泵變頻控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種容易實(shí)現(xiàn)，且能高效節(jié)能的一種熱泵變頻控制方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種熱泵變頻控制系統(tǒng)，包括溫度傳感器、單片機(jī)、變頻電壓輸出電路、變頻器和壓縮機(jī)，所述溫度傳感器的輸出端依次通過單片機(jī)、變頻電壓輸出電路和變頻器進(jìn)而與壓縮機(jī)的輸出端連接。
[0006]作為所述的一種熱泵變頻控制系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變頻電壓輸出電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一電容、第二電容和運(yùn)算放大器，所述單片機(jī)的輸出端與第一電阻的第一端連接，所述第一電阻的第二端與第二電阻的第一端連接，所述第二電阻的第二端通過第三電阻進(jìn)而與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，所述第一電阻的第二端通過第一電容與地連接，所述第二電阻的第二端通過第二電容與地連接，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端通過第四電阻與地連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端通過第五電阻與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端通過第六電阻進(jìn)而與變頻器的輸入端連接。
[0007]作為所述的一種熱泵變頻控制系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述運(yùn)算放大器采用LM358芯片實(shí)現(xiàn)。
[0008]本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是:
一種熱泵變頻控制方法，包括以下步驟:
A、對(duì)送風(fēng)的溫度進(jìn)行采集，并將得到的送風(fēng)溫度值與預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度值進(jìn)行比較，得到送風(fēng)溫度差值；
B、根據(jù)送風(fēng)溫度差值，單片機(jī)通過控制變頻電壓輸出電路輸出對(duì)應(yīng)的變頻電壓至變頻器；
C、根據(jù)輸入的變頻電壓，變頻器輸出對(duì)應(yīng)的控制頻率至壓縮機(jī)； D、壓縮機(jī)根據(jù)控制頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變壓縮機(jī)的排氣量。
[0009]作為所述的一種熱泵變頻控制方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B包括:
B1、根據(jù)啟動(dòng)時(shí)間判斷當(dāng)前是處于機(jī)組啟動(dòng)階段還是送風(fēng)穩(wěn)定階段；
B2、判斷送風(fēng)溫度差值是否小于預(yù)設(shè)的減速溫度差值或大于預(yù)設(shè)的加速溫度差值，若是，則執(zhí)行步驟B3 ;反之，則保持當(dāng)前輸出不變；
B3、單片機(jī)根據(jù)送風(fēng)溫度差值通過調(diào)節(jié)PWM占空比控制變頻電壓輸出電路輸出對(duì)應(yīng)的變頻電壓至變頻器。
[0010]作為所述的一種熱泵變頻控制方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B3中的變頻電壓的計(jì)算公式為:
U= (PWM 寄存器值/255) *10，
其中，U表示變頻電壓。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明一種熱泵變頻控制系統(tǒng)及方法根據(jù)送風(fēng)溫度與預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度的差值，進(jìn)而輸出不同的變頻電壓給變頻器，變頻器再根據(jù)輸入的變頻電壓值輸出相應(yīng)的控制頻率給壓縮機(jī)，壓縮機(jī)最后根據(jù)相應(yīng)的控制頻率輸出不同的功率，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)組變頻的功能。本發(fā)明能根據(jù)機(jī)組從剛啟動(dòng)到運(yùn)行穩(wěn)定這整個(gè)過程中根據(jù)溫度的差值來智能控制變頻器輸出不同的頻率，使得壓縮機(jī)輸出不同的功率，不僅滿足了需求的溫度，而且還能有效減少了機(jī)組運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的功耗。并且，本發(fā)明能通過簡單的電路連接以及控制程序?qū)崿F(xiàn)，能大大減少實(shí)現(xiàn)的難度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明一種熱泵變頻控制系統(tǒng)的原理方框圖；
圖2是本發(fā)明一種熱泵變頻控制系統(tǒng)中變頻電壓輸出電路的電路原理圖；
圖3是本發(fā)明一種熱泵變頻控制方法的步驟流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]參考圖1，本發(fā)明一種熱泵變頻控制系統(tǒng)，包括溫度傳感器、單片機(jī)、變頻電壓輸出電路、變頻器和壓縮機(jī)，所述溫度傳感器的輸出端依次通過單片機(jī)、變頻電壓輸出電路和變頻器進(jìn)而與壓縮機(jī)的輸出端連接。
[0014]參考圖2，作為所述的一種熱泵變頻控制系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變頻電壓輸出電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一電容Cl、第二電容C2和運(yùn)算放大器A,所述單片機(jī)的輸出端與第一電阻Rl的第一端連接，所述第一電阻Rl的第二端與第二電阻R2的第一端連接，所述第二電阻R2的第二端通過第三電阻R3進(jìn)而與運(yùn)算放大器A的同相輸入端連接，所述第一電阻Rl的第二端通過第一電容Cl與地連接，所述第二電阻R2的第二端通過第二電容C2與地連接，所述運(yùn)算放大器A的反相輸入端通過第四電阻R4與地連接，所述運(yùn)算放大器A的輸出端通過第五電阻R5與運(yùn)算放大器A的反相輸入端連接，所述運(yùn)算放大器A的輸出端通過第六電阻R6進(jìn)而與變頻器的輸入端連接。
[0015]作為所述的一種熱泵變頻控制系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述運(yùn)算放大器采用LM358芯片實(shí)現(xiàn)。
[0016]參考圖3，本發(fā)明一種熱泵變頻控制方法，包括以下步驟:
A、對(duì)送風(fēng)的溫度進(jìn)行采集，并將得到的送風(fēng)溫度值與預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度值進(jìn)行比較，得到送風(fēng)溫度差值；
B、根據(jù)送風(fēng)溫度差值，單片機(jī)通過控制變頻電壓輸出電路輸出對(duì)應(yīng)的變頻電壓至變頻器；
C、根據(jù)輸入的變頻電壓，變頻器輸出對(duì)應(yīng)的控制頻率至壓縮機(jī)；
D、壓縮機(jī)根據(jù)控制頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變壓縮機(jī)的排氣量。
[0017]作為所述的一種熱泵變頻控制方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B包括:
B1、根據(jù)啟動(dòng)時(shí)間判斷當(dāng)前是處于機(jī)組啟動(dòng)階段還是送風(fēng)穩(wěn)定階段；
B2、判斷送風(fēng)溫度差值是否小于預(yù)設(shè)的減速溫度差值或大于預(yù)設(shè)的加速溫度差值，若是，則執(zhí)行步驟B3 ;反之，則保持當(dāng)前輸出不變；
B3、單片機(jī)根據(jù)送風(fēng)溫度差值通過調(diào)節(jié)PWM占空比控制變頻電壓輸出電路輸出對(duì)應(yīng)的變頻電壓至變頻器。
[0018]作為所述的一種熱泵變頻控制方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B3中的變頻電壓的計(jì)算公式為:
U= (PWM 寄存器值/255) *10，
其中，U表示變頻電壓。
[0019]本實(shí)施例中，當(dāng)處于機(jī)組啟動(dòng)階段時(shí)，預(yù)設(shè)的減速溫度差值為rc，預(yù)設(shè)的加速溫度差值為2°c;當(dāng)處于送風(fēng)穩(wěn)定階段時(shí)，預(yù)設(shè)的減速溫度差值為0.5°C，預(yù)設(shè)的加速溫度差值為 I。。。
[0020]機(jī)組剛啟動(dòng)時(shí)，即處于機(jī)組啟動(dòng)階段，根據(jù)新風(fēng)溫度與目標(biāo)溫度的差值，利用單片機(jī)PWM功能控制變頻電壓輸出電路，通過調(diào)節(jié)PWM的占空比，計(jì)算公式為(PWM寄存器/255)*10，變頻電壓輸出電路來給定一個(gè)0-10V的變頻電壓給變頻器，變頻器再根據(jù)給定輸入的變頻電壓值來輸出不同的變頻頻率給壓縮機(jī)，來調(diào)節(jié)壓縮電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變壓縮機(jī)的排氣量，達(dá)到輸出不同的功率。
[0021]如果新風(fēng)溫度與目標(biāo)溫度的差值小于1°C，則給定一個(gè)0-10V的變頻電壓給變頻器，變頻器根據(jù)給定輸入的變頻電壓值輸出相應(yīng)的頻率給壓縮機(jī)，來達(dá)到減慢壓縮電機(jī)轉(zhuǎn)速目的，從而讓壓縮機(jī)輸出較低的功率，避免機(jī)組剛啟機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生過多的能耗。
[0022]如果新風(fēng)溫度與目標(biāo)溫度的差值大于2°C，則給定一個(gè)0-10V的變頻電壓給變頻器，變頻器根據(jù)給定輸入的變頻電壓值輸出相應(yīng)的頻率給壓縮機(jī)，來達(dá)到加快壓縮電機(jī)轉(zhuǎn)速目的，從而讓壓縮機(jī)輸出較高的功率，滿足機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)對(duì)溫度的需求。
[0023]當(dāng)機(jī)組送風(fēng)溫度穩(wěn)定時(shí)，根據(jù)送風(fēng)溫度與目標(biāo)溫度的差值，利用單片機(jī)PWM功能控制變頻電壓輸出電路，通過調(diào)節(jié)PWM的占空比，計(jì)算公式為(PWM寄存器/255) *10，變頻電壓輸出電路給定一個(gè)0-10V的變頻電壓給變頻器，變頻器再根據(jù)給定輸入的變頻電壓值來輸出不同的頻率給壓縮機(jī)，來調(diào)節(jié)壓縮電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變壓縮機(jī)的排氣量，達(dá)到輸出不同的功率。
[0024]如果送風(fēng)溫度與目標(biāo)溫度小于0.5°C，則給定一個(gè)0-10V的變頻電壓給變頻器，變頻器根據(jù)給定輸入的變頻電壓值輸出相應(yīng)的頻率給壓縮機(jī)，來達(dá)到減慢壓縮電機(jī)轉(zhuǎn)速目的，從而讓壓縮機(jī)輸出較低的功率，避免機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生過多的功耗。
[0025]如果送風(fēng)溫度與目標(biāo)溫度大于I °C，則給定一個(gè)0-10V的變頻電壓給變頻器，變頻器根據(jù)給定輸入的變頻電壓值輸出相應(yīng)的頻率給壓縮機(jī)，來達(dá)到加快壓縮電機(jī)轉(zhuǎn)速目的，從而讓壓縮機(jī)輸出較高的功率，滿足機(jī)組運(yùn)行時(shí)對(duì)溫度的需求。
[0026]以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱泵變頻控制系統(tǒng)，其特征在于:包括溫度傳感器、單片機(jī)、變頻電壓輸出電路、變頻器和壓縮機(jī)，所述溫度傳感器的輸出端依次通過單片機(jī)、變頻電壓輸出電路和變頻器進(jìn)而與壓縮機(jī)的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱泵變頻控制系統(tǒng)，其特征在于:所述變頻電壓輸出電路包括第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)和運(yùn)算放大器(A),所述單片機(jī)的輸出端與第一電阻(Rl)的第一端連接，所述第一電阻(Rl)的第二端與第二電阻(R2)的第一端連接，所述第二電阻(R2)的第二端通過第三電阻(R3)進(jìn)而與運(yùn)算放大器(A)的同相輸入端連接，所述第一電阻(Rl)的第二端通過第一電容(Cl)與地連接，所述第二電阻(R2)的第二端通過第二電容(C2)與地連接，所述運(yùn)算放大器(A)的反相輸入端通過第四電阻(R4)與地連接，所述運(yùn)算放大器(A)的輸出端通過第五電阻(R5)與運(yùn)算放大器(A)的反相輸入端連接，所述運(yùn)算放大器(A)的輸出端通過第六電阻(R6)進(jìn)而與變頻器的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱泵變頻控制系統(tǒng)，其特征在于:所述運(yùn)算放大器采用LM358芯片實(shí)現(xiàn)。
4.一種熱泵變頻控制方法，其特征在于，包括以下步驟: A、對(duì)送風(fēng)的溫度進(jìn)行采集，并將得到的送風(fēng)溫度值與預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度值進(jìn)行比較，得到送風(fēng)溫度差值； B、根據(jù)送風(fēng)溫度差值，單片機(jī)通過控制變頻電壓輸出電路輸出對(duì)應(yīng)的變頻電壓至變頻器； C、根據(jù)輸入的變頻電壓，變頻器輸出對(duì)應(yīng)的控制頻率至壓縮機(jī)； D、壓縮機(jī)根據(jù)控制頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變壓縮機(jī)的排氣量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種熱泵變頻控制方法，其特征在于:所述步驟B包括: B1、根據(jù)啟動(dòng)時(shí)間判斷當(dāng)前是處于機(jī)組啟動(dòng)階段還是送風(fēng)穩(wěn)定階段； B2、判斷送風(fēng)溫度差值是否小于預(yù)設(shè)的減速溫度差值或大于預(yù)設(shè)的加速溫度差值，若是，則執(zhí)行步驟B3 ;反之，則保持當(dāng)前輸出不變； B3、單片機(jī)根據(jù)送風(fēng)溫度差值通過調(diào)節(jié)PWM占空比控制變頻電壓輸出電路輸出對(duì)應(yīng)的變頻電壓至變頻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熱泵變頻控制方法，其特征在于:所述步驟B3中的變頻電壓的計(jì)算公式為: U= (PWM 寄存器值/255) *10， 其中，U表示變頻電壓。
【文檔編號(hào)】F25B49/02GK104266424SQ201410479861
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】向光富, 褚川川, 高翔, 劉遠(yuǎn)輝, 王剛 申請(qǐng)人:廣東芬尼克茲節(jié)能設(shè)備有限公司