具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

为便于理解和描述简洁，下文结合水冷热泵机组其控制方法一并说明，有益效果部分不再重复论述。

请参见图1，图1是本发明的水冷热泵机组的具体实施例的结构示意图，其中，图1中实心箭头代表制冷剂的流向，空心箭头代表冷冻水的流向，线条箭头代表冷却水的流向。

本实施例中，水冷热泵机组至少包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、膨胀阀4、冷却塔5、冷却水泵6和冷冻水泵7。其中，冷凝器2具有制冷剂流路和冷却水流路，制冷剂流路可供制冷剂流动，冷却水流路可供冷却水流动，制冷剂流路和冷却水流路相互独立，但流经两者的制冷剂和冷却水可以相互热交换。同样，蒸发器3具有制冷剂流路和冷冻水流路，制冷剂流路供冷流动，冷冻水流路供冷冻水流动，制冷剂流路和冷冻水流路相互独立，但流经两者的制冷剂和冷冻水可以相互热交换。

压缩机1、冷凝器2的制冷剂流路、膨胀阀4和蒸发器3的制冷剂流路通过管路连接形成制冷剂循环回路。冷却塔5、冷却水泵6和冷凝器2的冷却水流路通过管路连接形成冷却水循环回路。蒸发器3的冷冻水流路和冷冻水泵7通过管路与用户侧的末端设备热交换器组成冷冻水循环回路。

该水冷热泵机组工作时，压缩机1吸入蒸发器3的低温低压的制冷气剂，被压缩机1压缩成高温高压的气体并将其排到冷凝器2；在冷凝器2内，高温高压的制冷剂气体与冷却水进行热交换，冷凝成常温高压的制冷液体，升温后的冷却水被冷却水泵6输送到冷却塔5经过空气冷却后循环使用；具有一定过冷度的制冷剂液体由膨胀阀4降温降压后进入蒸发器3；在蒸发器3内，低温低压的制冷剂与冷冻水进行热交换，吸收冷冻水的热量后成为具有一定过热度的低温低压的制冷剂气体，再被压缩机1吸入压缩机1，开始新的循环，经过蒸发器3的冷冻水被冷却、降温并通过冷冻水泵7输送到末端设备热交换器，与室内空气进行热交换从而不断送出冷风。

压缩机1是水冷热泵机组的核心功能元件之一，水冷热能机组工作时要确保压缩机1在一个规定的温度范围内工作，下面结合图2举例简单说明压缩机1的正常工作温度范围的意义，图2是冷水热泵机组用压缩机允许工作温度范围示意图，其中横坐标代表压缩机蒸发温度，纵坐标代表压缩机冷凝温度。

参见图2，水冷热泵机组工作时，压缩机蒸发温度和压缩机冷凝温度位于黑框所示的温度范围时压缩机1才能正常运行，继而保证水冷热泵机组正常工作。例如，图2中压缩机正常运行允许的压缩机蒸发温度上限为10℃，压缩机1正常运行允许的压缩机蒸发温度下限为零下10℃，压缩机1正常运行允许的压缩机冷凝温度上限为50℃，压缩机1正常运行允许的压缩机冷凝温度下限为20℃。

现有冷水热泵机组中，对压缩机1正常运行的温度范围保护主要是通过机组高低压压力保护、冷却水进水温度过低及冷冻水出水温度低来实现，其中，高压压力保护主要保护压缩机冷凝温度上限，低压压力保护及冷冻水出水温度低主要保护压缩机蒸发温度下限，冷却水进水温度过低主要保护压缩机1冷凝温度下限，但是压缩机蒸发温度上限无相应且有效保护。如果冷水热泵机组的压缩机1长期超过压缩机蒸发温度上限超范围非正常运行，压缩机1将处于高功率高发热运行状态，轻则影响压缩机1使用寿命，重则会出现压缩机1电机烧毁情况。

为此，本发明提供了一种冷水热泵机组的控制方法，其目的在于将机组蒸发温度控制在压缩机蒸发温度上限以内，避免因压缩机超范围非运行带来的上述问题。

参见图3，本发明的冷水热泵机组的控制方法包括如下主要步骤：

S1、比较水冷热泵机组的机组蒸发温度和压缩机蒸发温度上限之间的大小关系；

S2、根据比较结果，选择性地调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限，或者保持水冷热泵机组以当前冷却水泵频率和当前冷冻水泵频率运行。

本发明的冷水热泵机组的控制方法根据机组蒸发温度和压缩机蒸发温度上限之间大小关系的比较结果，采取不同的控制策略，将机组蒸发温度控制在压缩机蒸发温度上限以内，保证了压缩机始终正常运行，确保了压缩机的使用寿命以及水冷热泵机组的正常运行。

为了便于更好地理解及描述简洁，下面结合图4，以前文的冷水热泵机组执行该控制方法为例，详细说明本发明的冷水热泵机组的控制方法。图4是本发明的水冷热泵机组的控制方法的详细控制流程步骤。上述冷水热泵机组包括控制器，该控制器被配置成用于执行本发明的控制方法。

参见图4，本实施例的冷热水泵机组的控制方法包括如下详细步骤：

S10、比较压缩机的运行时长t和压缩机允许超范围运行最大时长t_smax之间的大小关系；如果t>t_smax(即压缩机的运行时长大于压缩机允许超范围运行最大时长)，则执行步骤S11，如果t≤t_smax(即压缩机的运行时长小于或等于压缩机允许超范围运行最大时长)，则返回S10。

由于压缩机启动初期，压缩机的运行范围极易超出其规定的温度范围，并在一个较短的时长内超范围非正常并不会对压缩机造成实质性的损坏，为此，本实施例中预设了压缩机允许超范围运行最大时长，并且当压缩机的运行时长超过压缩机允许超范围运行最大时长才执行步骤S11，以保证压缩机正常启动。当然，本发明的控制方法可以省去步骤S10，直接执行步骤S11。

S11、比较机组蒸发温度T_z和压缩机蒸发温度上限T_zsmax之间的大小关系。

需要说明的是，参见图1，压缩机的吸气口处管路上安装了低压压力传感器8，该低压压力传感器8用于检测压缩机的吸气口处的压力值，再根据该压力值查得对应制冷剂的饱和温度，该饱和温度即为机组蒸发温度。

本实施例中，该控制方法根据步骤S11的比较结果，选择性地调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限，或者保持水冷热泵机组以当前冷却水泵频率和当前冷冻水泵频率运行。

其中，当前冷却水泵频率是指水冷热泵机组的冷却水泵的当前频率，同理当前冷冻水泵频率是指水冷热泵机组的冷冻水泵的当前频率。本实施例中，冷却水泵和冷冻水泵均为变频水泵，变频水泵的频率和水流量成正相关，即变频水泵的频率越大，其泵出的水流量越大。

具体地，当T_z>T_zsmax时(即机组蒸发温度大于压缩机蒸发温度上限)，调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限，当T_z≤T_zsmax时(即机组蒸发温度小于或等于压缩机蒸发温度上限)执行步骤S210，即保持水冷热泵机组以当前冷却水泵频率和当前冷冻水泵频率运行。

“当T_z>T_zsmax时，调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限”的调节方法包括如下步骤：

S20、比较冷冻水泵频率f_d和冷冻水泵运行最低频率f_dsmin之间的大小关系；再根据比较结果，选择性地通过减小冷冻水泵频率或者减小膨胀阀开度调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限。

具体地，当步骤S20的比较结果是：f_d≥f_dsmin时(冷冻水泵频率大于或等于冷冻水泵允许最低频率)，则通过减小冷冻水泵频率调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限。

冷水热泵机组的冷冻水泵频率减小，冷冻水水流量减小，冷冻水进出水温差加大，机组蒸发温度下降。

继续参见图4，本实施例中，“通过减小冷冻水泵频率调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限”的调节方法包括如下步骤：

S21、减小冷冻水泵频率一个预设值；

S22、保持水冷热泵机组以减小后的冷冻水泵频率运行一个预设时长后，返回步骤S11，继续比较机组蒸发温度和压缩机蒸发温度上限之间的大小关系。

本实施例中，步骤S20的目的在于防止在冷冻水泵频率已经小于冷冻水泵允许最低频率的情况下，还强行减小冷冻水泵频率造成冷冻水泵损坏的问题，以确保冷冻水泵正常运行。

另外，步骤S21和S22的目的在于，使用较为缓和的节奏减小冷冻水泵频率，以防止压缩机的高低压侧压力瞬间发生较大变化造成机组内高低压失衡的问题，以保证冷水热泵机组正常运行。减小冷冻水泵频率一个预设值中具体数值以调整后不使机组的高低压失衡为准。

当步骤S20的比较结果是：当f_d<f_dsmin(即冷冻水泵频率小于冷冻水泵允许最低频率)，则通过减小膨胀阀开度调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限。

本实施例中，“通过减小膨胀阀开度调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限”的调节方法包括如下步骤：

S23、比较膨胀阀开度K和膨胀阀最小开度K_smin之间的大小关系；当冷冻水泵频率小于冷冻水泵允许最低频率时，再根据步骤S23的比较结果，选择性地通过减小膨胀阀开度调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限，或者返回步骤S11。

具体地，当f_d<f_dsmin，并且K>K_smin时(膨胀阀开度K大于膨胀阀最小开度K_smin)，则通过减小膨胀阀开度调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限，否则返回步骤S11。

本实施例中设置步骤S23的目的在于防止在膨胀阀开度已经达到其最小开度的情况下，强行减小其开度而造成膨胀阀损坏，最终导致冷水热泵机组停机的问题。

继续参见图4，本实施例的控制方法还包括如下步骤：

S24、比较机组排气压力P_p和机组高压预警压力P_smax之间的大小关系。

其中，参见图1，该水冷热泵机组的压缩机的排气侧管路上安装了高压压力传感器9，该高压压力传感器9用于检测压缩机的排气口处的压力值，再根据该压力值查得对应制冷剂的饱和温度，该饱和温度即为机组冷凝温度。

当f_d<f_dsmin，并且K>K_smin时，再根据步骤S24的比较结果，选择性地通过减小膨胀阀开度调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限，或者调节机组排气压力直至其小于机组高压预警压力。

具体地，当f_d<f_dsmin，K>K_smin，并且P_p<P_smax时，则通过减小膨胀阀开度调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限。

“通过减小膨胀阀开度调节机组蒸发温度直至其小于或等于压缩机蒸发温度上限”的调节方法具体包括如下步骤：

S25、减小膨胀阀开度一个预设值；

S26、保持水冷热泵机组以减小后的膨胀阀开度运行一个预设时长后，返回步骤S11。

随着膨胀阀开度的减小水冷热泵机组的机组蒸发温度随之下降。进一步，步骤S25和S26的目的在于，使用较为缓和的节奏减小膨胀阀开度，以防止压缩机的高低压侧压力瞬间较大变化造成机组内高低压失衡的问题，以保证冷水热泵机组正常运行。

当f_d<f_dsmin，K>K_smin，并且P_p≥P_smax时，通过增大冷却水泵频率调节机组排气压力直至其小于机组高压预警压力。

继续参见图4，本实施例中，在通过增大冷却水泵频率调节机组排气压力直至其小于机组高压预警压力之前，该控制方法还包括如下步骤：

S27、比较冷却水泵频率f_q和冷却水泵允许最高频率f_qsamx之间的大小关系。

当f_q<f_qsmin时(即冷却水泵频率小于冷却水泵允许最高频率)，则通过增大冷却水泵频率调节机组排气压力直至其小于机组高压预警压力；当f_q≥f_qsmin时(即冷却水泵频率大于或等于冷却水泵允许最高频率)，则返回步骤S24。

本实施例中设置步骤S27的目的是防止冷却水泵频率处于水泵允许最高频率时，还强行增大冷却水泵频率，造成冷却水泵损坏的问题。

更为具体地，“当冷却水泵频率小于冷却水泵允许最高频率时，则通过增大冷却水泵频率调节机组排气压力直至其小于机组高压预警压力”的调节方法包括如下步骤：

S28、增大冷却水泵频率一个预设值；

S29、保持水冷热泵机组以增大后的冷却水泵频率运行一个预设时长后，返回步骤S24。

冷水热泵机组的冷却水泵频率加大，冷却水水流量增大，冷却水进出水温差减小，冷凝温度降低，机组排气压力降低。

同样，步骤S28和S29的目的在于，使用较为缓和的节奏增大冷却水泵频率，以防止压缩机的高低压侧压力瞬间发生较大变化造成机组内高低压失衡的问题，以保证冷水热泵机组正常运行。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。