一种热泵洗烘控制方法、系统及装置与流程

本发明属于家电技术领域，具体涉及一种热泵洗烘控制方法、系统及装置。

背景技术：

目前现有热泵式衣物干燥装置的空气循环大致如下：热泵系统中的冷凝器加热后的空气被风机送入衣物干燥室即滚筒内，与湿衣物进行热湿交换后的热湿空气被吸回到蒸发器处进行降温除湿，除湿后的空气再次由冷凝器加热并送入滚筒中，如此反复循环达到除湿干衣效果。

现有大多热泵干衣的烘干系统，大多是由定频压缩机控制，烘干过程压缩机以同一频率运行。系统能承受的压力为制冷剂在70℃左右温度对应的饱和压力。由于是定频控制，系统存在诸多缺陷。例如，烘干前期需要压缩机高频运行来加快升温，定频压缩机频率单一，无法满足此需求，所以前期加热循环风到目标温度耗时较长。烘干后期随着温度的升高，系统趋于稳定，冷凝温度接近极限值，此时压缩机仍然高频运行，温度、功率持续上升，造成冷量和热量浪费，进风温度不能稳定控制；热泵系统需要卸荷，定频控制无法实现这一控制，目前一些干衣系统虽然设计有辅助冷凝器和辅助风机等卸荷辅助部件用于在烘干后期系统卸荷，但是也随之增加了系统设计和控制的复杂性、能耗及成本。

现有变频控制方法如cn103882665a、cn102105631a，压缩机调频多以在某些规定频率值运行一定时间、蒸发器/冷凝器/排气温度达到一定温度值为依据，整体控制流程复杂，频率控制不够智能化，温度控制不够准确、波动大。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种热泵洗烘控制方法、系统及装置，能够不增加额外的卸荷辅助部件，保证烘干过程稳定，缩短烘干时间、降低整体能耗，简单易实现。

具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的。

一方面，本发明提供一种热泵洗烘控制方法，包括：

烘干前期控制，根据出风口实时温度匹配合适的压缩机初始频率进行升温；

烘干后期控制，当进风口实时温度达到进风口目标温度后，压缩机根据所述进风口目标温度实时调整频率，保持进风口实时温度接近进风口目标温度。

进一步而言，所述烘干前期控制包括：

检测出风口实时温度；

压缩机以与所述出风口实时温度相应的初始频率运行；

检测进风口实时温度是否高于进风口目标温度，如果不高于进风口目标温度，则判断被烘干物品是否已干，如果判断结果为是，则压缩机停止，如果判断结果为否，则压缩机继续以所述初始频率运行；如果高于进风口目标温度，则烘干前期控制结束，进入所述烘干后期控制。

进一步而言，所述压缩机以与所述出风口实时温度相应的初始频率运行之前还包括压缩机以第一初始频率运行；所述初始频率大于所述第一初始频率。

进一步而言，所述烘干后期控制包括：

计算进风口实时温度与进风口目标温度的差值；

根据所述差值确定压缩机频率调节值；

调节压缩机的频率为当前频率与所述压缩机频率调节值之和；

判断被烘干物品是否已干，如果判断结果为是，则压缩机停止，如果判断结果为否，则转入计算进风口实时温度与进风口目标温度的差值。

进一步而言，所述烘干后期控制还包括与所述计算进风口实时温度与进风口目标温度的差值操作同时，压缩机频率降低或升高指定数值。

进一步而言，所述指定数值为5～10赫兹。

进一步而言，转入计算进风口实时温度与进风口目标温度的差值之前等待指定的时长。

进一步而言，所述烘干后期控制包括：

压缩机以第一频率运行；

压缩机以第二频率运行；

判断进风口实时温度是否高于进风口第二目标温度，若是，则所述压缩机以第二频率运行，经指定时间后转入第二判干过程，若否，则转入第一判干过程；

第一判干过程：判断被烘干物品是否已干，如果判断结果为是，则压缩机停止，如果判断结果为否，则转入所述压缩机以第一频率运行；

第二判干过程：判断被烘干物品是否已干，如果判断结果为是，则压缩机停止，如果判断结果为否，则转入所述压缩机以第二频率运行。

又一方面，本发明提供一种热泵洗烘控制系统，实现上述热泵洗烘控制方法，包括：

温度采集模块，用于采集进风口实时温度和出风口实时温度；

显示模块，用于显示上述的热泵洗烘控制方法过程中的信息，和接收人机交互中输入的控制指令；

控制模块，用于接收所述温度采集模块的数据信息和/或所述显示模块的指令信息并进行计算，将控制命令发送到驱动模块，将上述热泵洗烘控制方法过程中的信息发送给显示模块；

驱动模块，用于驱动热泵洗烘装置中电机、压缩机和/或风机按照控制指令运行。

再一方面，本发明还提供一种热泵洗烘装置，所述热泵洗烘装置采用上述热泵洗烘控制方法。

本发明的有益效果如下：本发明的热泵洗烘控制方法、系统及装置，采用变频压缩机控制；在烘干前期阶段，可以根据滚筒内的环境工况匹配合适的压缩机初始频率升温运行，以缩短前期循环风升温时间；后期烘干阶段，循环风加热到目标温度后，压缩机可以根据此目标温度实时调频运行，既保证蒸发器的降温除湿效果，又能达到冷凝器加热所需的热负荷，而且还能保持滚筒循环进风口实时温度接近进风口目标温度，就算有上下波动也很小，整个烘干过程运行平稳；前期升温和后期稳定烘干过程能实现过程目标控制参数与温湿度参数、传质传热、产品功耗的完美匹配，烘干过程压缩机变频控制容易实现且效果显著；热泵系统不需要增加额外卸荷辅助部件，压缩机变频控制克服定频控制的缺陷，相比现有的一些变频控制方法简单易实现，在烘干过程稳定性、缩短烘干时间、降低整体能耗方面有较大优势。

附图说明

图1是本发明实施例的热泵洗烘装置结构示意图。

图2是本发明实施例的热泵洗烘控制方法整体流程图。

图3是本发明实施例的热泵洗烘控制方法烘干模式流程图。

图4是本发明实施例1的热泵洗烘控制方法压缩机变频控制流程图。

图5是本发明实施例1的热泵洗烘控制系统组成示意图。

图6是本发明实施例2的热泵洗烘控制方法压缩机变频控制流程图。

图中的标号：1-筒体，2-循环风道，3-进风口，4-出风口，5-风机，6-接水盘，7-冷凝水管，8-压缩机，9-冷凝器，10-节流装置，11-蒸发器。

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本发明的一个实施例，为一种热泵洗烘控制方法、系统及装置。

如图1所示，本发明的热泵洗烘装置，包括筒体1、风道系统和热泵系统及其他部件。风道系统包括与筒体相连的循环风道2和风机5。热泵系统包括与循环风道耦合连接的压缩机8、冷凝器9、节流装置10和蒸发器11。其他部件包括连接热泵系统中各部件的管路结构。循环风依次经过热泵系统、进风口3、筒体1、出风口4，最后再到热泵系统，如此形成一个相对密闭循环风路，循环风路与热泵系统耦合连接。

衣物烘干过程具体实现过程为：在风机5的驱动下，湿热空气从筒体1的出风口3排出来。先经过蒸发器11把湿热空气冷却成干冷空气，析出冷凝水实现降温除湿，冷凝水落至蒸发器11器底部的接水盘6中，凭借重力作用由冷凝水管7排出。接着干冷空气经过冷凝器9加热变成干热空气，通过风机5从筒体1的进风口3吹到筒体1内，与湿衣物接触传质传热，带走湿衣物中的水分形成湿热空气，通过风机5的吸力，再从与筒体1相连的出风口4流出，经蒸发器11降温除湿。如此反复循环达到除湿干衣目的。

如图2所示，热泵洗烘装置整体洗烘流程包括先洗涤再烘干的洗烘模式和仅执行烘干模式。两种模式下的烘干工作过程相同，包括：烘干模式启动；电机、风机启动；压缩机变频过程；烘干控制过程结束，压缩机、电机、风机依次按顺序停止运行，如图3所示。

定义以下烘干控制参数：

t出风：出风口实时温度，为图1中出风口4处温度传感器实时检测的温度值；

t进风：进风口实时温度，为图1中进风口3处温度传感器实时检测的温度值；

th0：进风口目标温度，根据烘干强度和所需温度一般推荐th0设定在45到80℃之间；

δt：进风口实时温度t进风与进风口目标温度th0的差值，δt的值根据进风口实时温度t进风的控制精度大小来确定，δt越接近0℃则进风口实时温度t进风的波动越小，与进风口目标温度th0越接近；

f01：压缩机第一初始频率；

f0：压缩机初始频率，其值与出风口实时检测温度t出风相对应，f0>f01；

δf：压缩机调频值；

fi-1：压缩机上一时刻频率；

fi：压缩机当前频率，fi＝fi-1+δf。

压缩机的运行频率根据系统能力和烘干控制方法实时调控，但不得超出压缩机规格书限定的频率运行区间。

根据不同检测结果，δt值可能为正值、零或负值，或者δt的范围分别在δt≤-a、-a<δt<a、δt≥a区间，则相应的，δf的值分别为负值、零、正值。a的值由进风口实时温度t进风与进风口目标温度th0之间偏差的精度确定，a的值越小，进风口实时温度t进风与进风口目标温度th0越接近。a的取值优选0℃到2℃之间。δf的值具体由热泵系统的性能配置、反应能力、运行过程中进风口温度变化快慢等因素综合确定，优选地，控制在±10hz之内，以保证烘干温度稳定性、准确性，系统运行稳定性。

如图4所示，烘干模式启动后，进入烘干前期控制。烘干前期控制包括：出风口温度传感器检测出风口实时温度t出风(101)，压缩机先以第一初始频率f01运行指定时间t(1021)，然后压缩机根据t出风以对应的初始频率f0启动运行(1022)，检测进风口实时温度t进风是否大于等于进风口目标温度th0(104)，如果结果为否(n)，则同时执行判干过程(105)，如果判干过程结果为是(y)，则压缩机停止(106)，如果判干过程结果为否(n)，则压缩机继续以初始频率f0运行(102)；如果104的结果为是(y)，则进入烘干后期控制。烘干后期控制包括：计算进风口实时温度t进风与进风口目标温度th0的差值δt(107)，根据δt的值确定压缩机调频值δf(108)，执行压缩机实时运行频率fi＝fi-1+δf(109)后，执行判干过程(110)，如果判干过程结果为是(y)，则压缩机停止(111)，如果判干过程结果为否(n)，则执行步骤107，如此循环，直到判干完成才结束压缩机变频控制。

设置步骤1021压缩机最初以一较低频率运行一段时间t是考虑到压缩机刚启动阶段回油问题和系统初步预热保证稳定运行，这一步骤取消对系统烘干运行也基本不影响。

为保证一些情况下进风温度与目标温度之间波动偏差不会太大，可在步骤104结果为t进风达到th0后，压缩机的频率立刻降低或升高5hz到10hz，步骤107与之同步进行。

判干这一控制流程根据热泵系统能力、设计要求不同和判干准确性保证，设定压缩机运行后一定时间或者进风温度t进风到达目标进风温度值以下某一值时才启动；

经步骤109压缩机调频后，若需循环执行步骤107，需根据热泵系统反应能力、进风口实时温度t进风、出风口实时温度t出风变化快慢的不同经过一定的运行时间后，才循环执行步骤107。这一运行时间优选地设定在0.5min到2min之间或者依系统反应能力按需变化调整，以此保证压缩机调频后系统有充足的时间运行反馈，避免压缩机超前或者滞后调频。

如图5所示，热泵洗烘控制系统包括：

温度采集模块，用于采集进风口温度和出风口温度；

显示模块，用于显示上述的热泵洗烘控制方法过程中的信息，和接收人机交互中输入的控制指令；

控制模块，用于接收所述温度采集模块的数据信息和/或所述显示模块的指令信息并进行计算，将控制命令发送到驱动模块，将上述热泵洗烘控制方法过程中的信息发送给显示模块；

驱动模块，用于驱动热泵洗烘装置中电机、压缩机和/或风机按照控制指令运行。

本发明中所述烘干控制方法除运用于衣物热泵烘干装置外，同样适用于其他热泵烘干装置。

实施例2：

图6为压缩机变频烘干控制方法的第二实施方式。其中，步骤206之前的烘干前期控制(步骤201～205)与实施例1的图4中烘干前期控制(步骤101～106)是一致的。本实施例中，如果t进风≥th0(203)，则进入烘干后期控制。烘干后期控制包括：压缩机以第一频率f1运行一段时间；判断是否t进风≥th1(步骤207)，如果步骤207的执行结果为否(n)，则执行第一判干过程(208)，如果第一判干过程(208)的执行结果为是(y)则压缩机停止(209)，如果第一判干过程(208)的执行结果为否(n)则循环执行步骤206；如果步骤207的执行结果为是(y)，则压缩机以第二频率f2运行一段时间(210)，执行第二判干过程(211)，如果第二判干过程(211)的执行结果为是(y)，则压缩机停止(212)，如果第二判干过程(211)的执行结果为否(n)则循环执行步骤210。

其中，定义以下参数：

t出风：出风口实时温度，为图1中出风口4处温度传感器实时检测的温度值；

t进风：进风口实时温度，为图1中进风口3处温度传感器实时检测的温度值；

th0：进风口目标温度，根据烘干强度和所需温度一般推荐th0设定在45到80℃之间；

th1：进风口第一温度，根据烘干强度和所需温度一般推荐th1设定在45到80℃之间，th1>th0，推荐控制在5℃之内；

f01：压缩机第一初始频率；

f0：压缩机初始频率，其值与出风口实时检测温度t出风相对应，f0>f01；

f1：压缩机第一频率；

f2：压缩机第二频率，f0>f1>f2。

压缩机的运行频率根据系统能力和烘干控制方法实时调控，但不得超出压缩机规格书限定的频率运行区间。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。