变频冷凝余热控制系统及方法与流程

本申请涉及冰箱冷凝余热利用，尤其涉及一种变频冷凝余热控制系统及方法。

背景技术：

1、一些冰箱通过将冰箱冷凝器的部分设置在水箱内，对水箱内的水进行预热，来对制冷循环时的余热进行利用，可提高能源的利用率。此种方法中通过设置并联的风冷冷凝器和水冷冷凝器，并通过三通阀以及根据预热水箱内的温度控制冷媒有选择的进入风冷冷凝器或水冷冷凝器，以此实现在利用冰箱制冷时产生的热量的同时，不影响冰箱的正常运行。但这种方法存在一些弊端，一方面，冷凝器的加热取决于制冷设备运行情况，制冷端不请求制冷时，压缩机不工作，冷凝器不散热，这就导致利用冷凝热进行加热时，加热效率低。另一方面，冰箱等制冷设备属于中小型制冷系统，定频压缩机产生的冷凝热相对固定不能调节，加热效率不高，这就使得对冷凝余热的利用不灵活。

技术实现思路

1、本申请提供一种变频冷凝余热控制系统及方法，以解决冷凝余热加热效率低且能耗高的问题。

2、第一方面，本申请提供一种变频冷凝余热控制系统，包括：压缩机、蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器、第一温度传感器、阀门和控制器；其中，所述压缩机、所述第一温度传感器、所述阀门分别与所述控制器电连接；

3、所述阀门包括进口、第一出口和第二出口，所述进口连接所述压缩机，所述第一出口连接所述第一冷凝器，所述第二出口连接所述第二冷凝器；所述第一冷凝器未连接所述第一出口的一端和所述第二冷凝器未连接所述第二出口的一端分别连接所述蒸发器的一端，所述蒸发器的另一端连接所述压缩机；所述第一冷凝器的顶面设置有受热体，所述第一温度传感器设置在所述受热体的顶面上；所述第二冷凝器设置在冰箱箱体的侧面；

4、所述控制器被配置为：

5、响应于加热模式开启的控制指令，控制所述阀门转向所述第一出口；

6、控制所述压缩机在预设周期内按照最高转速运行，以使所述受热体达到目标温度；所述目标温度低于所述受热体的停机点温度；

7、计算所述压缩机在预设周期内的平均开机率，并利用所述预设周期内的所述平均开机率和所述压缩机的目标开机率计算调整系数；所述平均开机率为所述压缩机连续多个周期的开机率的平均值；所述开机率为所述压缩机的开机时长与开停总时长的比值；

8、根据所述调整系数和所述压缩机上一个周期的转速，每隔若干个周期重复计算所述压缩机的加热转速，并控制所述压缩机按照所述加热转速运行若干个周期；

9、获取所述受热体的实时温度；

10、在所述实时温度等于所述停机点温度时，控制所述阀门转向所述第二出口。

11、可选的，还包括过滤器、毛细管和第二温度传感器，所述蒸发器、所述毛细管、所述过滤器依次连接；所述第二温度传感器设置在所述冰箱箱体的内部。

12、可选的，按照下式计算所述调整系数：

13、ki=ηp/η0；

14、其中，ki为调整系数，其中︱ki-1︱≤0.02时ki=1，ηp为平均开机率，η0为压缩机的目标开机率。

15、可选的，按照下式计算所述压缩机的加热转速：

16、sri=kisr(i-1)；

17、其中，sri为压缩机的加热转速，sr(i-1)为压缩机上一个周期的转速，ki为调整系数。

18、可选的，所述控制器还被配置为：

19、在所述实时温度低于所述受热体的开机点温度时，利用所述加热转速计算所述压缩机的更新转速；

20、控制所述压缩机按照所述更新转速运行若干个周期后，重新计算所述平均开机率，以得到更新平均开机率；

21、利用所述更新平均开机率和所述压缩机的目标开机率计算更新调整系数；

22、根据所述更新调整系数和所述压缩机上一个周期的转速，每隔若干个周期重复计算所述压缩机的更新加热转速，并控制所述压缩机按照所述更新加热转速运行若干个周期。

23、可选的，按照下式计算所述压缩机的更新转速：

24、sri’=sri+k3δt；

25、其中，sri’为更新转速，sri为压缩机的加热转速，k3为常数，△t为开机点温度与实时温度的温度差。

26、可选的，所述预设周期包括所述压缩机运行的第一周期、第二周期、第三周期和第四周期。

27、第二方面，本申请提供一种变频冷凝余热控制方法，应用于第一方面所提供的变频冷凝余热控制系统，所述方法包括：

28、响应于加热模式开启的控制指令，控制阀门转向第一出口；

29、控制压缩机在预设周期内按照最高转速运行，以使受热体达到目标温度；所述目标温度低于所述受热体的停机点温度；

30、计算所述压缩机在预设周期内的平均开机率，并利用所述预设周期内的所述平均开机率和所述压缩机的目标开机率计算调整系数；所述平均开机率为所述压缩机连续多个周期的开机率的平均值；所述开机率为所述压缩机的开机时长与开停总时长的比值；

31、根据所述调整系数和所述压缩机上一个周期的转速，每隔若干个周期重复计算所述压缩机的加热转速，并控制所述压缩机按照所述加热转速运行若干个周期；

32、获取所述受热体的实时温度；

33、在所述实时温度等于所述停机点温度时，控制所述阀门转向第二出口。

34、可选的，所述方法还包括：

35、在所述实时温度低于所述受热体的开机点温度时，利用所述加热转速计算所述压缩机的更新转速；

36、控制所述压缩机按照所述更新转速运行若干个周期后，重新计算所述平均开机率，以得到更新平均开机率；

37、利用所述更新平均开机率和所述压缩机的目标开机率计算更新调整系数；

38、根据所述更新调整系数和所述压缩机上一个周期的转速，每隔若干个周期重复计算所述压缩机的更新加热转速，并控制所述压缩机按照所述更新加热转速运行若干个周期。

39、本申请提供一种变频冷凝余热控制系统及方法，所述系统包括：压缩机、蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器、第一温度传感器、阀门和控制器，其中，压缩机、第一温度传感器、阀门分别与控制器电连接。第一冷凝器和第二冷凝器的一端连接蒸发器，另一端通过阀门连接压缩机，压缩机与蒸发器连接。第一冷凝器的顶面设置有受热体，控制器用于在加热模式下，控制阀门连通第一冷凝器，并控制压缩机先以最高转速运行，之后再通过平均开机率和目标开机率计算调整系数，以根据调整系数调整降低压缩机的转速，最后在受热体达到停机点温度时，控制阀门连通第二冷凝器，以对冰箱间室进行常规制冷。通过控制压缩机高速运行，可快速达到受热体的目标温度，可提高冷凝制热效率；在达到受热体的目标温度后，通过控制压缩机以小于最高转速的加热转速运行，并实时调节加热转速，在提高加热效率的同时，可降低压缩机的能量消耗。同时由于压缩机的运行转速较高，使得间室降温的速度也有提升。

技术特征：

1.一种变频冷凝余热控制系统，其特征在于，包括：压缩机、蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器、第一温度传感器、阀门和控制器；其中，所述压缩机、所述第一温度传感器、所述阀门分别与所述控制器电连接；

2.根据权利要求1所述的变频冷凝余热控制系统，其特征在于，还包括过滤器、毛细管和第二温度传感器，所述蒸发器、所述毛细管、所述过滤器依次连接；所述第二温度传感器设置在所述冰箱箱体的内部。

3.根据权利要求1所述的变频冷凝余热控制系统，其特征在于，按照下式计算所述调整系数：

4.根据权利要求3所述的变频冷凝余热控制系统，其特征在于，按照下式计算所述压缩机的加热转速：

5.根据权利要求4所述的变频冷凝余热控制系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：

6.根据权利要求5所述的变频冷凝余热控制系统，其特征在于，按照下式计算所述压缩机的更新转速：

7.根据权利要求1所述的变频冷凝余热控制系统，其特征在于，所述预设周期包括所述压缩机运行的第一周期、第二周期、第三周期和第四周期。

8.一种变频冷凝余热控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的变频冷凝余热控制系统，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的变频冷凝余热控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结本申请提供一种变频冷凝余热控制系统及方法，系统包括控制器和与其电连接的压缩机、第一温度传感器、阀门；以及一端连接蒸发器的第一冷凝器和第二冷凝器，第一冷凝器和第二冷凝器的另一端通过阀门连接压缩机，压缩机与蒸发器连接。第一冷凝器的顶面设置有受热体，控制器在加热模式下控制阀门连通第一冷凝器，并控制压缩机先以最高转速运行，之后根据调整系数调整降低压缩机转速，最后在受热体达到停机点温度时控制阀门连通第二冷凝器，以对间室制冷。通过控制压缩机高速运行，可快速达到受热体的目标温度，提高冷凝制热效率；在达到目标温度后，通过降低以及实时调节加热转速，在提高加热效率的同时可降低压缩机的能量消耗。技术研发人员：程琳,陈开松受保护的技术使用者：长虹美菱股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23