本發(fā)明涉及熱泵智能控制，特別涉及一種熱泵系統(tǒng)的快速回油方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前熱泵行業(yè)處于快速增長(zhǎng)期，空氣源熱泵產(chǎn)品具備制冷、采暖及制熱水多用途功能廣受歡迎，其制熱模式運(yùn)行環(huán)境溫度范圍可達(dá)-35℃～45℃，一般室內(nèi)溫度始終維持在較高值，在室外低溫環(huán)境下尤其是寒冷地區(qū)，室內(nèi)側(cè)介質(zhì)為高溫?zé)嵩醇笆彝鈧?cè)為低溫?zé)嵩?；由于室?nèi)外溫差的驅(qū)動(dòng)力存在，在機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，導(dǎo)致機(jī)組系統(tǒng)內(nèi)的冷媒逐漸從高溫?zé)嵩磦?cè)逐步遷移到低溫?zé)嵩磦?cè)；最終大量冷媒以液態(tài)形式沉積在壓縮機(jī)冷凍油油池中，產(chǎn)生以下問(wèn)題：(1)沉積到壓縮機(jī)油池中液態(tài)冷媒會(huì)釋冷凍油，使得冷凍油的潤(rùn)滑特性變差，壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)容易磨損甚至損壞；(2)壓縮機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)由于油溫逐漸升高，使得沉積在油池內(nèi)的液態(tài)冷媒大量蒸發(fā)沸騰，而大量帶走壓縮機(jī)油池內(nèi)的冷凍油到系統(tǒng)；使得壓縮機(jī)存在一段時(shí)間缺油運(yùn)行的過(guò)程，導(dǎo)致壓縮機(jī)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)部件的異常磨損而損壞報(bào)廢。

2、現(xiàn)有技術(shù)一，申請(qǐng)?zhí)枺篶n?202310858806.3公開(kāi)了一種高效回油的氣液分離器、一種制冷/熱泵系統(tǒng)，氣液分離器本體、回油器和引射管；回油器進(jìn)液口通過(guò)輸油管連接至回油口，輸油管上設(shè)有控制流量的調(diào)節(jié)閥，輸油管與回油器進(jìn)液口在垂直方向上低于回油口，回油器出氣口連接至引射管的引射流體進(jìn)口，引射管其余兩口分別連接出氣管與壓縮機(jī)回氣管。雖然氣液分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以方便、有效地控制潤(rùn)滑油循環(huán)量，同時(shí)提升回油的純度，防止壓縮機(jī)啟動(dòng)液擊，提升壓縮機(jī)回氣過(guò)熱度，以及提高使用氣液分離器的制冷/熱泵系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性和換熱效率。但是缺乏對(duì)壓縮機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑用冷凍油的判斷，一定程度上降低了壓縮機(jī)工作的可靠性，不利于有效提升熱泵制冷或制熱的效率。

3、現(xiàn)有技術(shù)二，申請(qǐng)?zhí)枺篶n202311480730.1公開(kāi)了一種氣液分離器及熱泵機(jī)組，包括外殼；回氣管，回氣管設(shè)置于外殼內(nèi)，且回氣管具有第一回油口和第二回油口，第一回油口位于外殼的底部，第二回油口位于外殼內(nèi)的液面處，且第二回油口能夠隨液面的變化而移動(dòng)。氣液分離器及熱泵機(jī)組，通過(guò)在回氣管上設(shè)置第一回油口和第二回油口，將第一回油口設(shè)置在氣液分離器的底部進(jìn)行正?；赜停ＷC壓縮機(jī)始終能夠得到部分冷凍油以保證壓縮機(jī)正常工作，保證熱泵機(jī)組在正常工況下的回油可靠，然后將第二回油口設(shè)置在液面處，將處于液態(tài)冷媒上方的冷凍油引流至壓縮機(jī)內(nèi)，雖然提升對(duì)壓縮機(jī)的供油量，可以有效的保證壓縮機(jī)的供油可靠。但是缺乏對(duì)冷媒是否沉積的判斷，使得冷凍油的潤(rùn)滑特性變差，壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)容易磨損甚至損壞。

4、現(xiàn)有技術(shù)三，申請(qǐng)?zhí)枺篶n202310652419.4gk了一種靜置啟動(dòng)的超低溫?zé)岜孟到y(tǒng)補(bǔ)氣回油裝置及其操作方法，包括熱泵系統(tǒng)，其熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的高壓出口與電磁四通閥的第一接口相連通，電磁四通閥的第二接口與冷媒側(cè)換熱器的第一冷媒進(jìn)口相連通，冷媒側(cè)換熱器的第一冷媒出口與冷媒側(cè)換熱器的第二冷媒進(jìn)口相連通，冷媒側(cè)換熱器的第二冷媒出口與電磁四通閥的第三接口相連通，電磁四通閥的第四接口與壓縮機(jī)的低壓入口相連通，與中控器電連接的旁通電磁閥的一端與壓縮機(jī)的高壓出口相連通，旁通電磁閥的另一端與壓縮機(jī)的低壓入口相連通，中控器根據(jù)低壓壓力值的大小來(lái)控制旁通電磁閥的通斷與否。雖然增加了加熱泵系統(tǒng)的壓縮機(jī)運(yùn)行可靠性、以及壓縮機(jī)的使用壽命，但是其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，缺乏智能化的控制設(shè)備，導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)速度慢且效率不高的問(wèn)題。

5、目前現(xiàn)有技術(shù)一、現(xiàn)有技術(shù)二及現(xiàn)有技術(shù)三存在長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)大量沉積到壓縮機(jī)油池中液態(tài)冷媒會(huì)稀釋冷凍油，使得冷凍油的潤(rùn)滑特性變差，壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)容易磨損甚至損壞；及壓縮機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)，大量帶走壓縮機(jī)油池內(nèi)的冷凍油到系統(tǒng)，使得壓縮機(jī)存在一段時(shí)間缺油運(yùn)行的過(guò)程，導(dǎo)致壓縮機(jī)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)部件的異常磨損而損壞報(bào)廢的問(wèn)題。因而，本發(fā)明提供一種熱泵系統(tǒng)的快速回油方法，通過(guò)電控判斷存在冷媒沉積啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制輔路電子膨脹閥，使得冷媒沉積啟動(dòng)階段從壓縮機(jī)內(nèi)大量跑出的油快速回到壓縮機(jī)內(nèi)，保證壓縮機(jī)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)部件始終有足夠的冷凍油潤(rùn)滑，確保壓縮機(jī)可靠運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種熱泵系統(tǒng)的快速回油方法，包含以下步驟：

2、在壓縮機(jī)啟動(dòng)前，獲取環(huán)境溫度和停機(jī)時(shí)長(zhǎng)，根據(jù)環(huán)境溫度和停機(jī)時(shí)長(zhǎng)判斷是否存在冷媒沉積；存在冷媒沉積，則啟動(dòng)輔路電子膨脹閥控制程序，不存在冷媒沉積，則按照正常程序啟動(dòng)熱泵；

3、啟動(dòng)輔路電子膨脹閥控制程序，判斷排氣過(guò)熱度與監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)閾值比對(duì)，確認(rèn)是否按照排氣過(guò)熱度或噴射過(guò)熱度進(jìn)行控制；同時(shí)根據(jù)排氣過(guò)熱度與多個(gè)壓力閾值進(jìn)行比對(duì)，及噴射過(guò)熱度與多個(gè)溫度閾值進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)輔路電子膨脹閥的開(kāi)度；

4、確認(rèn)壓縮機(jī)溫度、壓力和排氣過(guò)熱度在正常范圍內(nèi)，確認(rèn)冷媒流速穩(wěn)定，解鎖輔路電子膨脹閥控制程序，退出快速回油模式，恢復(fù)至熱泵的自動(dòng)控制模式。

5、可選的，根據(jù)環(huán)境溫度和停機(jī)時(shí)長(zhǎng)判斷是否存在冷媒沉積的過(guò)程，包含以下步驟：

6、通過(guò)環(huán)境溫度傳感設(shè)備收集壓縮機(jī)區(qū)域的當(dāng)前環(huán)境溫度，從熱泵系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄壓縮機(jī)的停機(jī)時(shí)間；將獲取的環(huán)境溫度和停機(jī)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行集成，形成數(shù)據(jù)集；

7、構(gòu)建冷媒沉積判斷模型，通過(guò)輸入的環(huán)境溫度及停機(jī)時(shí)間多維特征進(jìn)行訓(xùn)練，識(shí)別冷媒沉積的潛在模式；輸出存在冷媒沉積的概率值；當(dāng)概率值超過(guò)判斷閾值時(shí)，視為存在冷媒沉積；

8、根據(jù)是否存在冷媒沉積，確定啟動(dòng)輔路電子膨脹閥控制程序還是按照正常程序啟動(dòng)熱泵；當(dāng)時(shí)存在冷媒沉積時(shí)，啟動(dòng)輔路電子膨脹閥控制程序，此時(shí)正常程序啟動(dòng)熱泵處于停止?fàn)顟B(tài)。

9、可選的，形成數(shù)據(jù)集的過(guò)程，包含以下步驟：

10、采用短時(shí)間輪詢策略從溫度傳感是河北獲取溫度讀數(shù)，在時(shí)間間隔內(nèi)獲取多次溫度測(cè)量數(shù)據(jù)，形成溫度波動(dòng)圖譜；采用計(jì)時(shí)器實(shí)時(shí)記錄壓縮機(jī)的開(kāi)機(jī)和停機(jī)時(shí)間，自動(dòng)感知壓縮機(jī)的狀態(tài)變化，檢測(cè)到壓縮機(jī)停機(jī)，便開(kāi)始計(jì)時(shí)，其中，記錄包括壓縮機(jī)連續(xù)停機(jī)的時(shí)長(zhǎng)和總停機(jī)時(shí)間；

11、將采集的環(huán)境溫度和停機(jī)時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)整合及歸一化處理，形成一個(gè)多維的數(shù)據(jù)集；對(duì)于溫度和時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，生成附加特征，包含溫度變化率，用以顯示溫度的急劇變化，停機(jī)模式，識(shí)別出何種模式與冷媒沉積相關(guān)；

12、將整合及歸一化處理后的數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集的版本控制，針對(duì)不同的運(yùn)行周期保存各版本數(shù)據(jù)。

13、可選的，構(gòu)建冷媒沉積判斷模型的過(guò)程，包含以下步驟：

14、從數(shù)據(jù)集中，提取影響添加冷媒沉積的因素特征，包含溫度變化速率、累積停機(jī)時(shí)長(zhǎng)及穩(wěn)定性指數(shù)；將數(shù)據(jù)集分成訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測(cè)試集；

15、將隨機(jī)森林應(yīng)用于訓(xùn)練集上進(jìn)行冷媒沉積判斷模型訓(xùn)練，優(yōu)化過(guò)程采用交叉驗(yàn)證方法，調(diào)節(jié)超參數(shù)；

16、使用驗(yàn)證集對(duì)訓(xùn)練好的冷媒沉積判斷模型進(jìn)行性能評(píng)估，評(píng)估指標(biāo)包含：準(zhǔn)確度、精確率及召回率；輸出冷媒沉積的概率值；將經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的冷媒沉積判斷模型嵌入實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置為自動(dòng)化運(yùn)行模式，實(shí)時(shí)接收環(huán)境溫度和停機(jī)時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

17、可選的，輔路電子膨脹閥控制程序的設(shè)置過(guò)程，包含以下步驟：

18、設(shè)計(jì)一個(gè)多層次的包含數(shù)據(jù)分析、決策執(zhí)行及操作反饋三個(gè)層級(jí)的控制程序，第一個(gè)層級(jí)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)評(píng)估，第二個(gè)層級(jí)進(jìn)行判斷邏輯和控制決策，最后一個(gè)層級(jí)負(fù)責(zé)執(zhí)行和反饋；

19、利用訓(xùn)練好的冷媒沉積判斷模型，對(duì)環(huán)境溫度和停機(jī)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行分析，輸出存在冷媒沉積的概率值，當(dāng)該概率值超過(guò)設(shè)置閾值，立即觸發(fā)冷媒沉積存在的標(biāo)志信號(hào)；在判斷出冷媒沉積存在后，將根據(jù)事先設(shè)定的優(yōu)先級(jí)規(guī)則立即切換工作模式，調(diào)整輔路電子膨脹閥的打開(kāi)程度，響應(yīng)冷媒流動(dòng)的需求；同時(shí)，自動(dòng)發(fā)送停止熱泵指令，切斷熱泵啟動(dòng)程序；

20、在獲取冷媒沉積存在的信號(hào)后，通過(guò)一個(gè)可編程的邏輯控制器，向熱泵控制回路發(fā)送停止信號(hào)；建立狀態(tài)反饋回路，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)熱泵輸出狀態(tài)，確保停止指令得以有效執(zhí)行；如果反饋信號(hào)顯示熱泵仍然處于啟動(dòng)狀態(tài)，將啟動(dòng)故障處理機(jī)制，重新發(fā)送停止命令并進(jìn)行故障排查。

21、可選的，按照排氣過(guò)熱度或噴射過(guò)熱度進(jìn)行控制的過(guò)程，包含以下步驟：

22、輔路電子膨脹閥開(kāi)到預(yù)設(shè)的初始開(kāi)度，并維持狀態(tài)；

23、完成初始開(kāi)度設(shè)定，針對(duì)排氣過(guò)熱度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，根據(jù)不同的過(guò)熱度范圍，輔路電子膨脹閥的開(kāi)度調(diào)整按照設(shè)置的條件判斷進(jìn)行；

24、當(dāng)壓縮機(jī)開(kāi)啟后，并首次檢測(cè)到排氣過(guò)熱度超過(guò)設(shè)定的監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)閾值時(shí)，輔路電子膨脹閥退出冷媒沉積啟動(dòng)階段的控制模式，進(jìn)入排氣或噴射過(guò)熱度的調(diào)控。

25、可選的，排氣過(guò)熱度的獲取過(guò)程，包含以下步驟：

26、利用排氣溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)排氣端的實(shí)際溫度；同時(shí)，高壓傳感器監(jiān)測(cè)高壓值；

27、根據(jù)已知的高壓值，查詢制冷劑的特性表，利用制冷劑的飽和蒸氣壓和對(duì)應(yīng)溫度關(guān)系，計(jì)算出與壓力相對(duì)應(yīng)的飽和溫度；

28、將實(shí)際溫度與飽和溫度做差得到排氣過(guò)熱度，得到壓縮機(jī)排氣狀態(tài)的安全性。

29、可選的，噴射過(guò)熱度的獲取過(guò)程，包含以下步驟：

30、使用輔出溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輔出端的溫度；同時(shí)，使用輔進(jìn)溫度傳感器監(jiān)測(cè)輔進(jìn)端的溫度；

31、通過(guò)對(duì)比輔出溫度和輔進(jìn)溫度，計(jì)算溫度差，即噴射過(guò)熱度，表示冷媒在通過(guò)系統(tǒng)后，從輔進(jìn)端到輔出端的溫度變化，反映冷媒的過(guò)熱程度；

32、依據(jù)噴射過(guò)熱度的結(jié)果，與設(shè)定的閾值進(jìn)行對(duì)比，如果計(jì)算的噴射過(guò)熱度超過(guò)預(yù)設(shè)值，將啟動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制，通過(guò)即時(shí)反饋調(diào)整輔路電子膨脹閥的開(kāi)度。

33、可選的，解鎖輔路電子膨脹閥控制程序的過(guò)程，包含以下步驟：

34、對(duì)壓縮機(jī)的溫度和壓力進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，包括確認(rèn)壓縮機(jī)的排氣過(guò)熱度是否在安全閾值內(nèi)；利用流量傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷媒流速，流速穩(wěn)定且在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則繼續(xù)進(jìn)行下一步；

35、根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果，輔路電子膨脹閥的開(kāi)度調(diào)節(jié)策略，得到開(kāi)度設(shè)置參數(shù)；自動(dòng)執(zhí)行解鎖程序，將輔路電子膨脹閥控制程序從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為解鎖狀態(tài)；

36、解鎖完成后，自動(dòng)切換至熱泵的自動(dòng)控制模式；輔路電子膨脹閥的開(kāi)度將根據(jù)壓力、溫度及需求的變化而自動(dòng)調(diào)整。

37、可選的，輔路電子膨脹閥開(kāi)度調(diào)節(jié)策略的獲取過(guò)程，包含以下步驟：

38、收集來(lái)自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，包括壓縮機(jī)的溫度、壓力、排氣過(guò)熱度，以及冷媒流速，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，剔除異常值和噪聲；確定影響開(kāi)度設(shè)置的關(guān)鍵變量，包含環(huán)境溫度、系統(tǒng)壓力、排氣過(guò)熱度以及冷媒流速；

39、基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵變量，設(shè)定最大化制冷效率、最低能耗或最小化排氣過(guò)熱度的目標(biāo)函數(shù)；利用獲取的數(shù)據(jù)和歷史運(yùn)行模式預(yù)測(cè)需求，調(diào)整開(kāi)度；

40、根據(jù)獲得的開(kāi)度設(shè)置參數(shù)，生成具體的控制指令，發(fā)送給輔路電子膨脹閥；在執(zhí)行開(kāi)度調(diào)整并獲取執(zhí)行后，反饋設(shè)置是否達(dá)到了預(yù)期效果，形成閉環(huán)控制。

41、發(fā)明判斷冷媒沉積與啟動(dòng)控制程序，通過(guò)獲取環(huán)境溫度和停機(jī)時(shí)長(zhǎng)，可以評(píng)估系統(tǒng)是否存在冷媒沉積的問(wèn)題；如果發(fā)現(xiàn)有冷媒沉積，則啟動(dòng)輔路電子膨脹閥控制程序；根據(jù)冷媒狀態(tài)決定是否正常啟動(dòng)熱泵系統(tǒng)，若存在冷媒沉積，采取額外控制措施來(lái)避免啟動(dòng)后可能出現(xiàn)的故障。達(dá)到的意義：通過(guò)在壓縮機(jī)啟動(dòng)前確認(rèn)冷媒狀態(tài)，可以防止因液體冷媒的沉積而導(dǎo)致的液擊現(xiàn)象，從而保護(hù)壓縮機(jī)及系統(tǒng)組件的安全；確保熱泵能以穩(wěn)定的條件啟動(dòng)，減少因?yàn)槔涿絾?wèn)題而引發(fā)的維護(hù)和停機(jī)次數(shù)，提高設(shè)備的可靠性。控制程序的啟動(dòng)與閾值比對(duì)，啟動(dòng)輔路電子膨脹閥控制程序，實(shí)時(shí)監(jiān)控排氣過(guò)熱度和噴射過(guò)熱度，并與基準(zhǔn)閾值進(jìn)行比對(duì)；檢查排氣過(guò)熱度是否在預(yù)設(shè)的多個(gè)壓力閾值范圍內(nèi)，以及噴射過(guò)熱度是否在設(shè)定的多個(gè)溫度閾值范圍內(nèi)；根據(jù)比對(duì)結(jié)果調(diào)整輔路電子膨脹閥的開(kāi)度，以實(shí)現(xiàn)最佳的冷媒流動(dòng)和系統(tǒng)運(yùn)行。達(dá)到的意義：通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，熱泵可以在快速回油的階段保持良好的性能，實(shí)現(xiàn)快速有效的冷媒回流，確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行；優(yōu)化的冷媒流動(dòng)有助于提升熱泵的能效比(cop)，降低能耗，從而提高整體經(jīng)濟(jì)性。確認(rèn)熱泵狀態(tài)與恢復(fù)自動(dòng)控制，確認(rèn)壓縮機(jī)溫度、壓力、排氣過(guò)熱度等關(guān)鍵參數(shù)在正常范圍內(nèi)，確認(rèn)冷媒流速的穩(wěn)定性；在熱泵狀態(tài)確認(rèn)無(wú)誤后，解鎖輔路電子膨脹閥控制程序，退出快速回油模式，恢復(fù)到正常的熱泵自動(dòng)控制模式。達(dá)到的意義：確保在進(jìn)入常規(guī)控制模式之前，所有參數(shù)設(shè)置都處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)，從而避免了運(yùn)行過(guò)程中的不穩(wěn)定和潛在故障；實(shí)現(xiàn)了快速回油和常規(guī)運(yùn)行之間的無(wú)縫切換，使得熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)能夠保持良好的連續(xù)性，提高工作效率。

42、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

43、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。