二氧化碳热泵系统的控制方法、装置及电子设备与流程

本技术涉及热泵制造领域，尤其涉及一种二氧化碳热泵系统的控制方法、装置、电子设备及计算机存储介质。

背景技术：

1、二氧化碳热泵系统是一种利用二氧化碳(co2，r744)作为冷媒的高效热泵系统，二氧化碳在热泵系统中经历蒸发、压缩、冷却、膨胀四个基本过程，从而吸收低温环境中的热量，提升至较高温度后释放热量。例如，二氧化碳热泵热水器就是利用二氧化碳吸收低温空气中的热量，压缩提升至较高温度后释放热量，从而实现水加热。

2、由于二氧化碳热泵系统是利用二氧化碳在超临界状态下的变化实现热量的传输，其无法基于排气过热度和液态冷媒的过冷度来进行控制，即传统热泵系统的控制方法已经不适用于二氧化碳热泵系统。而现有的二氧化碳热泵系统的控制方法，无法在保证系统制热量的同时，拥有较高的能效比(coefficient of performance，cop)。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种二氧化碳热泵系统的控制方法、装置、电子设备及计算机存储介质，在保证了二氧化碳热泵系统制热量的同时，能够使二氧化碳热泵系统拥有较高的能效比。上述技术方案如下：

2、第一方面，本技术实施例提供了一种二氧化碳热泵系统的控制方法，二氧化碳热泵系统包括二氧化碳循环回路和制热水路，二氧化碳循环回路包括压缩机和气冷器；气冷器的第一进气口与压缩机的排气口相连，气冷器的第一出水口与制热水路的出水口相连；第一进气口和第一出水口处均设置有温度传感器，分别用于检测第一进气口的进气温度以及第一出水口的出水温度；该方法包括：

3、根据目标出水温度，确定进气温度与出水温度之间的第一预设差值范围；

4、在进气温度与出水温度之间的第一温度差值小于第一预设差值范围的下限、且第一预设差值范围的下限与第一温度差值之间的第一误差值超过第一预设误差值的情况下，增大压缩机的工作频率；

5、在第一温度差值大于第一预设差值范围的上限、且第一温度差值与第一预设差值范围的上限之间的第二误差值超过第二预设误差值的情况下，减小压缩机的工作频率。

6、在一种可能的实现方式中，二氧化碳循环回路还包括回热器和膨胀阀；气冷器的第一排气口与回热器的高温侧入口相连，回热器的高温侧出口与膨胀阀的入口相连，气冷器的第一进水口与制热水路的进水口相连；第一排气口和第一进水口处均设置有温度传感器，分别用于检测第一排气口的排气温度以及第一进水口的进水温度。

7、在一种可能的实现方式中，上述二氧化碳热泵系统的控制方法还包括：在排气温度与进水温度之间的第二温度差值属于任意一个待调节温度区间的情况下，减小膨胀阀的阀门开度。

8、在一种可能的实现方式中，在进气温度与出水温度之间的第一温度差值小于第一预设差值范围的下限、且第一预设差值范围的下限与第一温度差值之间的第一误差值超过第一预设误差值的情况下，增大压缩机的工作频率，包括：在第一温度差值小于第一预设差值范围的下限、且第一误差值超过第一预设误差值的情况下，根据出水温度与进水温度之差、第一误差值以及环境温度，确定压缩机的第一频率调节量；以第一频率调节量增大压缩机的工作频率。

9、在一种可能的实现方式中，在第一温度差值大于第一预设差值范围的上限、且第一温度差值与第一预设差值范围的上限之间的第二误差值超过第二预设误差值的情况下，减小压缩机的工作频率，包括：在第一温度差值大于第一预设差值范围的上限、且第二误差值超过第二预设误差值的情况下，根据出水温度与进水温度之差、第二误差值以及环境温度，确定压缩机的第二频率调节量；以第二频率调节量减小压缩机的工作频率。

10、在一种可能的实现方式中，在第一温度差值小于第一预设差值范围的下限、且第一误差值超过第一预设误差值的情况下，根据出水温度与进水温度之差、第一误差值以及环境温度，确定压缩机的第一频率调节量，包括：在第一温度差值小于第一预设差值范围的下限、且第一误差值超过第一预设误差值的情况下，控制压缩机以当前工作频率运行第一预设时长后，判断第一温度差值是否小于第一预设差值范围的下限、且第一误差值是否超过第一预设误差值；若是，则根据出水温度与进水温度之差、第一误差值以及环境温度，确定压缩机的第一频率调节量。

11、在一种可能的实现方式中，在第一温度差值大于第一预设差值范围的上限、且第二误差值超过第二预设误差值的情况下，根据出水温度与进水温度之差、第二误差值以及环境温度，确定压缩机的第二频率调节量，包括：在第一温度差值大于第一预设差值范围的上限、且第二误差值超过第二预设误差值的情况下，控制压缩机以当前工作频率运行第二预设时长后，判断第一温度差值是否大于第一预设差值范围的上限、且第二误差值是否超过第二预设误差值；若是，则根据出水温度与进水温度之差、第二误差值以及环境温度，确定压缩机的第二频率调节量。

12、在一种可能的实现方式中，在排气温度与进水温度之间的第二温度差值属于任意一个待调节温度区间的情况下，减小膨胀阀的阀门开度，包括：在第二温度差值属于任意一个待调节温度区间的情况下，确定任意一个待调节温度区间对应的阀门开度调节量；不同的待调节温度区间对应的阀门开度调节量不同；以阀门开度调节量减小膨胀阀的阀门开度。

13、在一种可能的实现方式中，在第二温度差值属于任意一个待调节温度区间的情况下，确定任意一个待调节温度区间对应的阀门开度调节量，包括：在第二温度差值属于任意一个待调节温度区间的情况下，控制膨胀阀以当前阀门开度保持第三预设时长后，判断第二温度差值是否属于任意一个待调节温度区间；若是，则确定任意一个待调节温度区间对应的阀门开度调节量。

14、在一种可能的实现方式中，上述二氧化碳热泵系统的控制方法还包括：在排气温度与进水温度之间的第二温度差值超过第二预设差值范围的情况下，判断出水温度是否小于目标出水温度、且出水温度与目标出水温度之间的误差值是否大于预设误差值；若是，则增大压缩机的工作频率，和/或，减小膨胀阀的阀门开度；若否，则减小压缩机的工作频率，和/或，增大膨胀阀的阀门开度。

15、第二方面，本技术实施例提供了一种二氧化碳热泵系统的控制装置，二氧化碳热泵系统包括二氧化碳循环回路和制热水路，二氧化碳循环回路包括压缩机和气冷器；气冷器的第一进气口与压缩机的排气口相连，气冷器的第一出水口与制热水路的出水口相连；第一进气口和第一出水口处均设置有温度传感器，分别用于检测第一进气口的进气温度以及第一出水口的出水温度；该装置包括：

16、范围确定模块，用于根据目标出水温度，确定进气温度与出水温度之间的第一预设差值范围；

17、升频控制模块，用于在进气温度与出水温度之间的第一温度差值小于第一预设差值范围的下限、且第一预设差值范围的下限与第一温度差值之间的第一误差值超过第一预设误差值的情况下，增大压缩机的工作频率；

18、降频控制模块，用于在第一温度差值大于第一预设差值范围的上限、且第一温度差值与第一预设差值范围的上限之间的第二误差值超过第二预设误差值的情况下，减小压缩机的工作频率。

19、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；其中，上述存储器存储有计算机程序，上述计算机程序适于由处理器加载并执行本技术实施例第一方面提供的方法步骤。

20、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机存储介质，上述计算机存储介质存储有多条指令，上述指令适于由处理器加载并执行本技术实施例第一方面提供的方法步骤。

21、上述二氧化碳热泵系统的控制方法、装置、电子设备及计算机存储介质，应用于包括二氧化碳循环回路和制热水路的二氧化碳热泵系统，二氧化碳循环回路包括压缩机和气冷器；气冷器的第一进气口与压缩机的排气口相连，气冷器的第一出水口与制热水路的出水口相连；第一进气口和第一出水口处均设置有温度传感器，分别用于检测第一进气口的进气温度以及第一出水口的出水温度。在对二氧化碳热泵系统进行控制的过程中，根据目标出水温度，确定进气温度与出水温度之间理想的第一预设差值范围。在进气温度与出水温度之间的第一温度差值小于第一预设差值范围的下限、且第一预设差值范围的下限与第一温度差值之间的第一误差值超过第一预设误差值的情况下，通过增大压缩机的工作频率来提高系统的冷媒循环量，从而增强气冷器的换热能力、保证第一出水口的出水温度达到目标出水温度。在第一温度差值大于第一预设差值范围的上限、且第一温度差值与第一预设差值范围的上限之间的第二误差值超过第二预设误差值的情况下，通过减小压缩机的工作频率来降低系统的冷媒循环量，从而避免气冷器中换热不充分问题、使二氧化碳热泵系统拥有较高的能效比。整个二氧化碳热泵系统的控制过程，将进气温度和出水温度之间的第一温度差值作为控制变量，在第一温度差值不属于第一预设差值范围的情况下，通过增大或减小压缩机的工作频率来控制二氧化碳热泵系统，保证出水温度达到目标出水温度的同时，二氧化碳热泵系统能够拥有较高的能效比。