热泵机组、控制方法以及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及热泵机组领域，具体涉及一种热泵机组、控制方法以及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、随着能源的日益紧张，节能问题成为当今全球关注的焦点问题。传统的冬季取暖形式是将燃料的化学能转化为热能，能源利用率低并且严重污染环境。如今行业倡导能源转型，将化石能源向可再生能源进行转变，实现能源的高效利用。而热泵技术是电力高效转化为热量的最佳途径，所以热泵技术受到越来越多的关注。近年来，业内越来越广泛地采用大型集中供暖系统，以满足社会生活的需求。大型集中供暖系统所采用的供暖设备为锅炉、农业采暖设备等。这些设备不够环保，所以大容量、高出水温度的热泵机组成为替代技术的首选。

2、热泵机组根据制热量不同、应用温度区间不同、出水温度不同，需要采用不同结构的压缩机、不同的压缩级数和不同的冷媒介质。

3、发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：热泵系统在一些工况下，存在一些目前业内难以解决的问题，比如在制取120℃～140℃的热水、制热负荷达到10mw以上时，如此高的出水温度已经超出了常规制冷剂r134a的临界温度，并且10mw的热量需求也超出常规电机功率的上限。为此，业内采用双级压缩的方式来解决该难题，但是双级压缩的技术方案大大增加了设备开发成本，并且导致压缩机压比大、效率低、运行范围窄。

技术实现思路

1、本发明提出一种热泵机组、控制方法以及计算机可读存储介质，用以扩展热泵机组的运行范围。

2、本发明实施例提供了一种热泵机组，包括：

3、第一压级压缩机；

4、第二压级压缩机，位于所述第一压级压缩机的下游且两者连通；

5、第一换热器，安装于所述第二压级压缩机的下游且两者连通；

6、闪发器组件，包括第一节流元件以及至少两个串联的闪发器，串联的两个所述闪发器之间安装有所述第一节流元件；所述闪发器位于所述第一换热器的下游且两者连通；

7、第二换热器，位于所述闪发器组件的下游；所述第二换热器与所述第一压级压缩机连通；

8、第一补气支路；以及

9、第二补气支路；

10、其中，至少其中一个所述闪发器与所述第一压级压缩机通过所述第一补气支路连通，至少另一个所述闪发器与所述第二压级压缩机通过所述第二补气支路连通；所述第一补气支路和所述第二补气支路至少其中之一被构造为在导通状态、断开状态之间切换。

11、在一些实施例中，热泵机组还包括：

12、第一切换阀，安装于所述第一补气支路，以调节所述第一补气支路的开度，使得所述第一补气支路的流量可调节。

13、在一些实施例中，所述第一切换阀包括电磁阀。

14、在一些实施例中，热泵机组还包括：

15、第二切换阀，安装于所述第二补气支路，以调节所述第二补气支路的开度，使得所述第二补气支路的流量可调节。

16、在一些实施例中，所述第二切换阀包括电磁阀。

17、在一些实施例中，热泵机组还包括：

18、第二节流元件，安装于所述第一换热器和所述闪发器组件之间。

19、在一些实施例中，热泵机组还包括：

20、第三节流元件，安装于所述闪发器组件和所述第二换热器之间。

21、在一些实施例中，当所述热泵组件处于第一补气状态，所述第一切换阀和所述第二切换阀均处于导通状态，所述第一节流元件、所述第二节流元件、所述第三节流元件均起到节流作用。

22、在一些实施例中，当所述热泵机组运行在60％～100％的负荷区间，所述热泵机组处于第一补气状态，且所述第一压级压缩机的转速降低，所述第二压级压缩机的转速保持不变。

23、在一些实施例中，当所述热泵机组运行在45％～60％的负荷区间，所述热泵机组处于第一补气状态，且所述第一压级压缩机的转速降低，所述第二压级压缩机的转速保持不变；所述第一切换阀和所述第二切换阀的开度均被构造为可调节的。

24、在一些实施例中，当所述热泵组件处于第二补气状态，所述第一切换阀处于导通状态，所述第二切换阀处于断开状态，所述第一节流元件开度达到最大；所述第二节流元件和所述第三节流元件均起到节流作用。

25、在一些实施例中，当所述热泵组件处于第三补气状态，所述第一切换阀处于断开状态，所述第二切换阀处于导通状态，所述第一节流元件开度达到最大；所述第二节流元件和所述第三节流元件均起到节流作用。

26、在一些实施例中，当所述热泵机组运行在30％～45％的负荷区间，所述热泵机组处于第三补气状态；且所述第二切换阀的开度被构造为可调节的。

27、在一些实施例中，当所述热泵组件处于第四补气状态，所述第一切换阀和所述第二切换阀均处于断开状态，所述第一节流元件和所述第二节流元件开度均达到最大；所述第三节流元件起到节流作用。

28、在一些实施例中，当所述热泵机组运行在30％～45％的负荷区间，所述热泵机组处于第四补气状态，使得所述热泵机组以最小负荷状态运行。

29、在一些实施例中，所述第一压级压缩机包括：

30、至少两个同轴安装的第一叶轮，所述第一补气支路与所述第一压级压缩机的连通位置位于其中两个所述第一叶轮之间。

31、在一些实施例中，所述第二压级压缩机包括：

32、至少一个第二叶轮，所述第二补气支路与所述第二压级压缩机的连通位置位于最上游的所述第二叶轮的上游。

33、本发明实施例还提供一种热泵机组控制方法，采用本发明任一技术方案所提供的热泵机组实现；所述热泵机组控制方法包括以下步骤：

34、确定热泵机组的所需要的系统压比；

35、根据所述热泵机组所处的负荷区间，调节第一压级压缩机的第一压比、第二压级压缩机的第二压比，以使得所述系统压比在调节前后保持不变；其中，所述系统压比等于所述第一压比和所述第二压比的乘积。

36、在一些实施例中，所述根据所述热泵机组所处的负荷区间，调节第一压级压缩机的第一压比、第二压级压缩机的第二压比，以使得所述系统压比在调整前后保持不变，具体包括以下步骤：

37、当所述热泵机组处于60％～100％的负荷区间，所述第一补气支路和所述第二补气支路均导通；

38、降低所述第一压级压缩机的转速、保持所述第二压级压缩机的转速不变，以使得所述第一压比和所述第二压比的乘积等于调整前的所述第一压比和所述第二压比的乘积。

39、在一些实施例中，所述根据所述热泵机组所处的负荷区间，调节第一压级压缩机的第一压比、第二压级压缩机的第二压比，以使得所述系统压比在调整前后保持不变，具体包括以下步骤：

40、当所述热泵机组处于45％～60％的负荷区间，所述第一补气支路和所述第二补气支路均导通；

41、降低所述第一压级压缩机的转速、保持所述第二压级压缩机的转速不变，调节第一切换阀和第二切换阀的开度以及通断，以使得所述热泵机组维持在45％～60％的负荷区间内运行。

42、在一些实施例中，所述根据所述热泵机组所处的负荷区间，调节第一压级压缩机的第一压比、第二压级压缩机的第二压比，以使得所述系统压比在调整前后保持不变，具体包括以下步骤：

43、当所述热泵机组处于30％～45％的负荷区间，所述第一补气支路断开，所述第二补气支路导通；

44、调节第二切换阀的开度，以降低热泵机组的制热量。

45、在一些实施例中，所述根据所述热泵机组所处的负荷区间，调节第一压级压缩机的第一压比、第二压级压缩机的第二压比，以使得所述系统压比在调整前后保持不变，具体包括以下步骤：

46、当所述热泵机组处于30％～45％的负荷区间，所述第一补气支路和所述第二补气支路均断开，所述热泵机组以最小负荷状态运行。

47、在一些实施例中，所述热泵机组的温升为60k～70k，系统压比为5.2～7.2。

48、在一些实施例中，所述热泵机组的温升为80k～90k，系统压比为7.7～10.5。

49、本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任一技术方案所提供的热泵机组控制方法。

50、上述技术方案提供的热泵机组，包括第一压级压缩机和第二压级压缩机，通过将第一压级压缩机和第二压级压缩机串联，实现多级压缩；通过设置第一补气支路和第二补气支路实现多级补气，最终使得热泵机组的压比突破10，最高出水温度达到140℃。并且上述技术方案，通过第一压级压缩机和第二压级压缩机串联，降低了单压缩机需求功率，使得电机可以高转速运行，有利于气动设计。制热运行通过对第一压级压缩机和第二压级压缩机转速的控制，实现了第一压级压缩机控制流量，第二压级压缩机控制压比的模式，突破高压比下运行范围窄的问题。利用多级补气增焓技术对多级压缩之间分级补气，进一步提升整机性能。