CN103486692B - 负荷自适应变频多联式热泵系统及控制压缩机频率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负荷自适应变频多联式热泵系统及控制压缩机频率的方法。本发明中，系统包括：配置有用于室内换热的室内侧换热器的室内机，配置有压缩机的室外机，用于对压缩机频率进行控制的频率控制装置，连接室内机和室外机的配管，所述频率控制装置还用于监测到运行的室内机数量未变化而表示室内负荷的室内机吸入温度变化时，获取运行的室内机的实测回风温度；根据所述室内设定温度和实测回风温度之差确定热交换目标参数；获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数，并将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数来控制压缩机的频率。应用本发明，可以提升制冷工况下压缩机频率控制精度。<pb pnum="1" />

Description

负荷自适应变频多联式热泵系统及控制压缩机频率的方法

技术领域

本发明涉及变频多联式热泵系统控制技术，尤其涉及一种负荷自适应变频多联式热泵系统及控制压缩机频率的方法。

背景技术

变频多联式热泵系统是一种结构复杂、系统庞大、内部参数高度耦合、边界条件多样的复杂制冷系统，具有覆盖负荷需求变化大、连接室内机数量多、运行条件复杂多变等特点。

图1为现有变频多联式热泵系统结构示意图。如图1所示，变频多联式热泵系统一般由一台或多台室外机01、一台或多台室内机02、中央控制网络（CS-NET）器03、制冷剂管路04、一个或多个分歧管05以及通信线06组成。多台室外机01组成室外机组，中央控制网络器03通过通信线06对室外机组进行控制，室外机01通过制冷剂管路04及分歧管05与室内机02相连。

室外机01一般由室外侧换热器、压缩机和其它制冷附件组成，室外侧换热器一般采用风冷或水冷换热形式；室内机02由风机和室内侧换热器等组成，室内侧换热器采用直接蒸发换热的形式。与多台家用空调相比，变频多联式热泵系统的室外机01可以共用，从而可有效降低设备成本，并可实现各室内机02的集中管理，可单独启动一台室内机运行，也可多台室内机同时启动运行，使得控制更加灵活。

在高端空调领域，变频多联式热泵系统以其具有适用多变的负荷需求、多末端的室内机连接、多容量室外机自由组合等诸多领先技术而成为业界研究的热点。由于变频多联式热泵系统的多末端室内机02的形式、运行条件复杂多变，各室内机的负荷将直接影响变频多联式热泵系统在实际建筑中的部分负荷运行性能。因此，为了有效节能及保障系统运行的可靠性，变频多联式热泵系统的部分负荷特性已成为目前研究的重要优化方向。

为实时地满足变频多联式热泵系统部分负荷的变化，需通过调节室外机中的压缩机频率及通过多台压缩机的启闭组合来实现压缩机容量控制，再配合室内机、室外机中的电子膨胀阀开度调节及风扇转速调节，从而实现变频多联式热泵系统制冷量或制热量的控制，使之适应部分负荷的变化。

现有的变频多联式热泵系统，在制冷工况下，控制压缩机频率的方法，一般根据制冷运转的室内机容量，即马力数（HP_Con(i)）对压缩机制冷频率（Fc）进行控制，控制压缩机制冷频率的公式如下：

$\mathrm{Fc}=f_1(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{HP}\_\mathrm{Con}\left(i\right)),$

其中，

HP_Con(i)为第i台制冷运转的室内机马力数（容量）；

Fc为压缩机制冷频率，即压缩机在制冷工况下的运行频率；

N为制冷运转的室内机数量；

f₁()为室内机容量-压缩机制冷频率控制函数。

在制热工况下，基于三级目标排气压力最大值（Pdomax），对压缩机制热频率（Fh）进行控制，控制压缩机制热频率的公式如下：

Fh=f₂(Pdo-Pd)，

Pdo=f₃(Ps),(2.2MPa≤Pdo≤Pdomax)，

其中，

Fh为压缩机制热频率；

Pdo为压缩机目标排气压力；

Pd为实测的压缩机排气压力；

Ps为实测的压缩机吸气压力；

f₂(),f₃()为相应控制函数；

Pdomax为目标排气压力最大值，根据室内设定温度与室内机吸入温度的差值，可分为三级，如表1所示。

表1三级目标排气压力最大值Pdomax的取值

条件	Pdomax
		△Th>3	2.90MPa
1<△Th≤3	2.65MPa
		△Th≤1	2.40MPa

其中，

△Th=T_iset-T_i

T_iset为室内设定温度；

T_i为室内机中的室内侧换热器的吸入温度，简称为室内机吸入温度。

由上述可见，现有的变频多联式热泵系统，在制冷工况下，根据室内机运转容量来控制压缩机制冷频率Fc，而在制热工况下，根据变频多联式热泵系统排气压力、吸气压力来控制压缩机制热频率Fh。虽然该压缩机频率控制方法能较好地适应变频多联式热泵系统各室内机之间部分负荷出现变化的场景，即各室内机运转容量变化时，变频多联式热泵系统对制冷剂流率变化的需求。但对于单一室内冷、热负荷出现变化时，现有控制压缩机频率的方法，由于制冷时，室内机的实测温度参数并没有体现在压缩机制冷频率Fc的控制策略中，使得压缩机制冷频率控制精度不高，从而导致压缩机容积效率和系统能效比较低；且制热时，目标排气压力最大值Pdomax只有三级取值，控制精度也较低。

进一步地，变频多联式热泵系统在实际运行中，运行100%负荷的概率较小，大部分情况下运行在50%～75%负荷的小负荷场景下，在小负荷运行时，需保证压缩机在中、低频率段运行，以实现较小压缩比，从而保证压缩机容积效率和系统能效比较高，而现有的压缩机频率控制方法，并不能实现负荷变化时快速精确地调节压缩机频率来控制制冷剂流率，从而达到负荷自适应的目的。

发明内容

本发明的实施例提供一种负荷自适应变频多联式热泵系统，提升制冷工况下压缩机频率控制精度。

本发明的实施例还提供一种控制压缩机频率的方法，提升制冷工况下压缩机频率控制精度。

为达到上述目的，本发明实施例提供的一种负荷自适应变频多联式热泵系统，包括：配置有用于室内换热的室内侧换热器的室内机，配置有压缩机的室外机，用于对压缩机频率进行控制的频率控制装置，连接室内机和室外机的配管；

所述频率控制装置还用于监测到运行的室内机数量未变化而表示室内负荷的室内机吸入温度变化时，获取运行的室内机的实测回风温度；根据所述室内设定温度和实测回风温度之差确定热交换目标参数；获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数，并将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数来控制压缩机的频率。

较佳地，如果处于制冷工况下，所述室内负荷为室内热负荷，所述热交换目标参数为室内热交目标温度，所述实测热交换参数为制冷运行室内侧换热器液管端温度，所述获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数，并将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数来控制压缩机的频率包括：

根据确定的热交换目标参数，查询预先存储的室内热负荷修正值与热交换目标参数的对应关系，获取确定的热交换目标参数对应的室内热负荷修正值；

将预先设置的控制常数与获取的室内热负荷修正值相加，得到室内热交目标温度；

计算液管端温度与得到的室内热交目标温度之差，得到第一差值；计算上一个采集周期内的液管端温度与室内热交目标温度之差，得到第二差值；计算两倍的第一差值之积与第二差值的差值，再与上一个采集周期内的压缩机制冷频率相加，得到压缩机制冷频率。

较佳地，所述频率控制装置包括：监测模块、第一采集模块以及制冷频率控制模块，其中，

监测模块，用于在制冷工况下监测变频多联式热泵系统内运行的室内机数量是否发生变化，如果是，通知制冷频率控制模块按照室内机容量对压缩机频率进行控制；如果室内机数量未发生变化，生成第二制冷触发信息；

第一采集模块，用于根据来自监测模块的第二制冷触发信息，监测表示室内负荷的室内机吸入温度是否发生变化，在监测到室内热负荷发生变化后，获取运行的室内机的实测回风温度；根据所述实测回风温度和室内设定温度之差确定热交换目标参数；获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；

制冷频率控制模块，用于根据所述热交换目标参数与实测热交换参数之差以及预设的频率控制函数，控制压缩机制冷频率。

较佳地，所述制冷频率控制模块包括：回风温度差获取单元、室内热负荷修正单元、室内热交目标温度计算单元、历史参数存储单元以及压缩机制冷频率计算单元，其中，

回风温度差获取单元，用于根据第n个采集周期内采集得到的室内侧换热器的吸入温度与预先设置的第n个采集周期内的室内设定温度，计算两者差值，获取第n个采集周期内两者差值的最大值，输出至室内热负荷修正单元；

室内热负荷修正单元，用于根据接收的差值的最大值，查询预先存储的室内热负荷修正值与差值的最大值的对应关系，获取接收的差值的最大值对应的室内热负荷修正值；

室内热交目标温度计算单元，用于将预先设置的控制常数与来自室内热负荷修正单元的室内热负荷修正值相加，得到第n个采集周期内的室内热交目标温度；

压缩机制冷频率计算单元，用于计算来自第一采集模块的第n个采集周期内的液管端温度与来自室内热交目标温度计算单元的室内热交目标温度之差，得到第一差值；读取历史参数存储单元，获取第n-1个采集周期内的压缩机制冷频率、液管端温度与室内热交目标温度，计算读取的液管端温度与室内热交目标温度之差，得到第二差值；计算两倍的第一差值之积与第二差值的差值，再与第n-1个采集周期内的压缩机制冷频率相加，得到第n个采集周期内的压缩机制冷频率；

在得到第n个采集周期内的压缩机制冷频率后，根据接收的第n个采集周期内的液管端温度、室内热交目标温度以及计算得到的压缩机制冷频率，更新历史参数存储单元中存储的相应信息。

较佳地，如果处于制热工况下，所述室内负荷为室内冷负荷，所述热交换目标参数为目标排气压力，所述实测热交换参数为油分离器输出的冷媒压力最大值，所述获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；并将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数，控制压缩机的频率包括：

根据确定的热交换目标参数，查询预先存储的目标排气压力最大值与热交换目标参数的对应关系，获取确定的热交换目标参数对应的目标排气压力最大值；

获取流入室外机中气液分离器的冷媒压力最小值，根据获取的冷媒压力最小值以及获取的目标排气压力最大值，计算目标排气压力；

获取油分离器输出的冷媒压力最大值，读取历史参数，获取上一个采集周期内的冷媒压力最大值、目标排气压力以及压缩机制热频率，根据从油分离器获取的冷媒压力最大值、计算的目标排气压力以及从历史参数中读取的信息，得到压缩机制热频率。

较佳地，所述频率控制装置包括：监测模块、第一采集模块、第二采集模块、第一制热频率控制模块以及第二制热频率控制模块，其中，

监测模块，用于监测制热运行的变频多联式热泵系统内室内机数量是否发生变化，如果是，向第一制热频率控制模块输出第一制热触发信息；如果室内机数量未发生变化，向第二采集模块输出第二制热触发信息；

第二采集模块，用于根据来自监测模块的第二制热触发信息，监测室内冷负荷是否发生变化，在监测到室内冷负荷发生变化后，获取油分离器输出的冷媒压力，输出至第二制热频率控制模块；

第一制热频率控制模块，用于根据来自监测模块的第一制热触发信息，获取制热运转的室内机容量，根据获取的制热运转的室内机容量控制压缩机制热频率；

第二制热频率控制模块，用于根据预先设置的目标排气压力以及接收的冷媒压力，控制压缩机制热频率。

较佳地，所述第二制热频率控制模块包括：回风温度差获取单元、目标排气压力修正单元、目标排气压力计算单元、历史参数存储单元以及压缩机制热频率计算单元，其中，

回风温度差获取单元，用于根据预先设置的第n个采集周期内的室内设定温度与第n个采集周期内采集得到的回风温度，计算两者差值，获取第n个采集周期内两者差值的最大值，输出至目标排气压力修正单元；

目标排气压力修正单元，用于根据接收的差值的最大值，查询目标排气压力最大值与差值的最大值的对应关系，获取接收的差值的最大值对应的目标排气压力最大值，输出至目标排气压力计算单元；

目标排气压力计算单元，用于获取制热工况下流入室外机中气液分离器的冷媒压力最小值，根据获取的冷媒压力最小值以及接收的目标排气压力最大值，计算制热工况下第n个采集周期内的目标排气压力，输出至压缩机制热频率计算单元；

压缩机制热频率计算单元，用于获取第n个采集周期内油分离器输出的冷媒压力最大值；读取历史参数存储单元，获取第n-1个采集周期内的冷媒压力最大值、第n-1个采集周期内的目标排气压力以及第n-1个采集周期内的压缩机制热频率，根据获取的冷媒压力最大值、接收的目标排气压力以及从历史参数存储单元中读取的信息，得到第n个采集周期内的压缩机制热频率；

在得到第n个采集周期内的压缩机制热频率后，根据接收的第n个采集周期内的目标排气压力、获取的第n个采集周期内的冷媒压力最大值以及计算得到的压缩机制热频率，更新历史参数存储单元中存储的相应信息。

较佳地，所述室外机进一步包括：单向阀、油分离器、四通换向阀、室外侧换热器、室外侧风扇、室外侧电子膨胀阀、气液分离器、气侧截止阀和液侧截止阀，其中，

压缩机的排气口与单向阀的输入端相连；

单向阀的输出端与油分离器的输入端相连；

油分离器的第一输出端与四通换向阀的第一端相连；

四通换向阀的第二端与室外侧换热器的一端相连，第三端与气液分离器的输入端相连，第四端与气侧截止阀的一端相连，气侧截止阀的另一端与室内机的一端相连；

室外侧换热器的另一端与室外侧电子膨胀阀的一端相连；

室外侧风扇设置在室外侧换热器一侧，用于通过风冷方式与室外侧换热器进行换热；

室外侧电子膨胀阀的另一端与液侧截止阀的一端相连，液侧截止阀的另一端与室内机的另一端相连；

气液分离器的输出端与压缩机的吸气口相连。

较佳地，所述室外机进一步包括：回油毛细管以及回油电磁阀，其中，

油分离器的第二输出端与回油电磁阀的一端相连，回油电磁阀的另一端与回油毛细管的一端相连；

回油毛细管的另一端与气液分离器的输入端相连。

较佳地，所述室外机进一步包括：高压压力传感器、低压压力传感器以及室外液管温度传感器，其中，

高压压力传感器设置在油分离器的第一输出端管路上；

低压压力传感器设置在回油毛细管与气液分离器之间的管路上；

室外液管温度传感器设置在室外侧换热器与室外侧电子膨胀阀之间的管路上。

较佳地，所述室内机进一步包括：室内侧风扇、室内侧电子膨胀阀、回风温度传感器以及液管端温度传感器，其中，

室内侧电子膨胀阀的一端与液侧截止阀的另一端相连，另一端与室内侧换热器的一端相连；

室内侧换热器的另一端与气侧截止阀的另一端相连；

室内侧风扇，通过风冷的方式与室内侧换热器进行换热；

液管端温度传感器，设置在室内侧电子膨胀阀与室内侧换热器的一端之间的管路上；

回风温度传感器，设置在室内侧换热器的回风口处。

较佳地，所述压缩机为定速压缩机或变速压缩机；所述室外侧换热器和室内侧换热器均为铝箔翅片铜管换热器或铝制翅片式微通道换热器；所述室外侧风扇为轴流风扇；所述室内侧风扇为离心风扇或灌流风扇。

一种控制压缩机频率的方法，该方法包括：

监测到运行的室内机数量未变化而表示室内负荷的室内机吸入温度变化时，获取运行的室内机的实测回风温度；

根据所述室内设定温度和实测回风温度之差确定热交换目标参数；

获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；

将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数，控制压缩机的频率。

其中，如果处于制冷工况下，所述室内负荷为室内热负荷，所述预设的频率控制函数为：

Fc(n)=Fc(n-1)+2{TrLave(n)-Teo(n)}-{TrLave(n-1)-Teo(n-1)}，

其中，

Fc(n)为制冷工况下第n个采集周期的压缩机制冷频率，n为自然数；

Fc(n-1)为制冷工况下第（n-1）个采集周期的压缩机制冷频率；

TrLave(n)为制冷工况下第n个采集周期，制冷运行室内侧换热器液管端温度；

TrLave(n-1)为制冷工况下第（n-1）个采集周期，制冷运行室内侧换热器液管端温度；

Teo(n)为制冷工况下第n个采集周期的室内热交目标温度；

Teo(n-1)为制冷工况下第（n-1）个采集周期的室内热交目标温度。

其中，所述室内热交目标温度的计算公式为：

Teo(n)=Pso(n)+Kt，

其中，

Pso(n)为制冷工况下第n个采集周期的控制常数；

Kt为室内热负荷修正值。

其中，如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值大于或等于4，所述室内热负荷修正值为0；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值等于3，所述室内热负荷修正值为1；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值等于2，所述室内热负荷修正值为2；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值等于1，所述室内热负荷修正值为3；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值小于或等于0，所述室内热负荷修正值为5。

其中，所述方法进一步包括：

判断压缩机频率是否在低于压缩机频率阈值下连续运转超过预先设置的时间阈值，如果是，按照预先设置的策略将压缩机频率提升至压缩机频率阈值，持续运行预先设置的第二时间阈值后，再将压缩机频率恢复为提升前的频率。

其中，如果处于制热工况下，所述室内负荷为室内冷负荷，所述预设的频率控制函数为：

Fh(n)=Fh(n-1)+25{Pdo(n)-Pdmax(n)}-15{Pdo(n-1)-Pdmax(n-1)}

其中，

Fh(n)为制热工况下第n个采集周期的压缩机制热频率；

Fh(n-1)为制热工况下第（n-1）个采集周期的压缩机制热频率；

Pdo(n)为制热工况下第n个采集周期内设置的目标排气压力；

Pdo(n-1)为制热工况下第（n-1）个采集周期内设置的目标排气压力；

Pdmax(n)为制热工况下第n个采集周期内油分离器输出的冷媒压力最大值；

Pdmax(n-1)为制热工况下第（n-1）个采集周期内油分离器输出的冷媒压力最大值。

其中，所述目标排气压力的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Pdo}=7.7\mathrm{Ps}\min +0.4\\ 2.2\mathrm{MPa}\&le;\mathrm{Pdo}\&le;\mathrm{Pdo}\max \end{array}\right.$

其中，

Pdo为目标排气压力；

Psmin为制热工况下流入气液分离器的冷媒压力最小值；

Pdomax为制热工况下预设的目标排气压力最大值，与运行室内机的回风温度及室内设定温度相关。

由上述技术方案可见，本发明实施例提供的一种变频多联式热泵系统及控制压缩机频率的方法，通过将室内侧换热器的吸入温度以及液管端温度引入频率控制，能够提升制冷工况下压缩机频率控制精度；进一步地，在压缩机频率控制策略中增加热负荷变化引起的室内热负荷修正值，实现变频多联式热泵系统的室内热负荷自适应，保证压缩机及系统的高能效及低噪音特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为现有变频多联式热泵系统结构示意图。

图2为本发明实施例变频多联式热泵系统结构示意图。

图3为本发明实施例控制压缩机频率的方法流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

现有的变频多联式热泵系统，在对压缩机频率进行控制时，对于单一室内机冷、热负荷出现变化时，由于制冷时室内机的实测温度参数并没有体现在压缩机频率Fc的控制策略中，且制热时，目标排气压力最大值Pdomax只有三级取值，使得压缩机频率的控制精度较差；进一步地，没有考虑小负荷运行时的压缩机容积效率和系统能效比，使得变频多联式热泵系统中的压缩机容积效率和系统能效比较低。

本发明实施例中，为克服现有技术的上述不足，在单一室内机冷、热负荷出现变化时，考虑室内机的实测温度以及室内热交目标温度的影响，提出一种负荷自适应变频多联式热泵系统及压缩机频率控制方法，一方面，保证变频多联式热泵系统小负荷运行时，压缩机处于中、低频率段运行以取得高能效及低噪音特性，另一方面，保证变频多联式热泵系统在室内负荷变化时，快速精确地调节压缩机频率来控制制冷剂流率，提高压缩机频率控制精度，从而达到负荷自适应的目的。

图2为本发明实施例变频多联式热泵系统结构示意图。如图2所示，变频多联式热泵系统采用负荷自适应，由一台或多台室外机01、一台或多台室内机02以及频率控制装置07组成。其中，

室内机02配置有用于室内换热的室内侧换热器，室外机01配置有压缩机，室内机和室外机通过配管进行连接，频率控制装置07用于监测到运行的室内机数量未变化而表示室内负荷的室内机吸入温度变化时，获取运行的室内机的实测回风温度；根据所述室内设定温度和实测回风温度之差确定热交换目标参数；获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数，控制压缩机的频率。其中，在制冷工况下，频率控制装置07包括制冷频率控制第一单元以及频率控制单元（图中未示出），制冷频率控制第一单元，用于在制冷工况下按照室内机容量对压缩机频率进行控制；频率控制单元，用于在制冷工况下监测运行的室内机数量：如果运行的室内机数量发生变化，通知制冷频率控制模块按照室内机容量对压缩机频率进行控制；如果运行的室内机数量未发生变化，当监测到室内热负荷发生变化时，获取运行的室内机中的室内侧换热器的吸入温度以及室内侧换热器的液管端温度，根据获取的吸入温度、液管端温度以及预先设置的制冷频率控制函数，控制压缩机制冷频率。

具体来说，

室外机01包括：压缩机1、单向阀2、油分离器3、四通换向阀4、室外侧换热器5、室外侧风扇6、室外侧电子膨胀阀7、回油毛细管8、回油电磁阀9、气液分离器10、气侧截止阀11和液侧截止阀12。其中，

压缩机1的排气口与单向阀2的输入端相连；

单向阀2的输出端与油分离器的输入端相连；

油分离器的第一输出端与四通换向阀4的第一端（A端）相连，第二输出端与回油电磁阀9的一端相连；

四通换向阀4的第二端（B端）与室外侧换热器5的一端相连，第三端（C端）与气液分离器10的输入端相连，第四端（D端）与气侧截止阀11的一端相连，气侧截止阀11的另一端与室内机02的一端相连；

室外侧换热器5的另一端与室外侧电子膨胀阀7的一端相连；

室外侧风扇6设置在室外侧换热器5一侧，用于通过风冷方式与室外侧换热器5进行换热；

室外侧电子膨胀阀7的另一端与液侧截止阀12的一端相连，液侧截止阀12的另一端与室内机02的另一端相连；

回油电磁阀9的另一端与回油毛细管8的一端相连；

回油毛细管8的另一端与气液分离器10的输入端相连；

气液分离器10的输出端与压缩机1的吸气口相连。

本发明实施例中，回油毛细管8与回油电磁阀9为可选元件。

较佳地，室外机01还包括：高压压力传感器60、低压压力传感器62和室外液管温度传感器80。其中，

高压压力传感器60设置在油分离器3的第一输出端管路上；

低压压力传感器62设置在回油毛细管8与气液分离器10之间的管路上；

室外液管温度传感器80设置在室外侧换热器5与室外侧电子膨胀阀7之间的管路上。

较佳地，高压压力传感器60布置于油分离器3的第一输出端处，低压压力传感器62布置于气液分离器10的输入端（入口）处，室外液管温度传感器80布置于室外侧换热器5的液管侧（另一端）。

室内机02包括：室内侧风扇13、室内侧电子膨胀阀14、室内侧换热器15、回风温度传感器82、液管端温度传感器84。其中，

室内侧电子膨胀阀14的一端与液侧截止阀12的另一端相连，另一端与室内侧换热器15的一端相连；

室内侧换热器15的另一端与气侧截止阀11的另一端相连；

室内侧风扇13，通过风冷的方式与室内侧换热器15进行换热；

液管端温度传感器84，设置在室内侧电子膨胀阀14与室内侧换热器15的一端之间的管路上；

回风温度传感器82，设置在室内侧换热器15的回风口处。

本发明实施例中，回风温度传感器82布置于室内侧换热器15的上游，液管端温度传感器84布置于室内侧换热器15的液管侧。

较佳地，压缩机1为定速压缩机或变速压缩机，可由一台或多台以并联的形式组合构成压缩机组。

室外侧换热器5和室内侧换热器15为铝箔翅片铜管换热器或铝制翅片式微通道换热器。

室外侧风扇6为轴流风扇，轴流风扇的旋转使得室外空气流经室外侧换热器5，从而实现与室外侧换热器5的换热。

室内侧风扇13为离心风扇或灌流风扇，室内侧风扇13的旋转使得使室内回风流经室内侧换热器15，从而实现与室内侧换热器15的换热。

回油电磁阀9为常闭型电磁阀，当负荷自适应变频多联式热泵系统运行时，回油电磁阀9通电开启；当负荷自适应变频多联式热泵系统停止运行时，回油电磁阀9断电关闭。

实际应用中，本发明实施例的变频多联式热泵系统的频率控制装置还可以进一步用于在制热工况下监测运行的室内机数量，如果运行的室内机数量发生变化，当监测到室内冷负荷发生变化时，获取室外机中油分离器输出的冷媒压力，根据预先设置的目标排气压力以及获取的冷媒压力，控制压缩机制热频率。

本发明实施例中，频率控制装置07中的制冷功能以及制热功能集成在同一物理设备中，即：

频率控制装置，用于在运行的室内机数量未发生变化，当监测到室内热负荷（制冷工况）发生变化时，获取制冷运行室内机中的室内侧换热器的液管端温度，根据预先设置的室内热交目标温度以及获取的液管端温度，控制压缩机制冷频率；当监测到室内冷负荷发生变化时，获取油分离器输出的冷媒压力，根据预先设置的目标排气压力以及获取的冷媒压力，控制压缩机制热频率。

本发明实施例中，频率控制装置监测制冷运行的室内机数量是否发生变化，如果发生变化，采用现有控制压缩机频率的方法对压缩机频率（压缩机制冷频率以及压缩机制热频率）进行控制；如果制冷运行的室内机数量未发生变化，只是监测到室内热负荷或室内冷负荷发生变化，采用本发明实施例的压缩机频率控制方法。

实际应用中，当室内负荷为室内热负荷时，所述热交换目标参数为室内热交目标温度，所述实测热交换参数为制冷运行室内侧换热器液管端温度，所述获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数，控制压缩机的频率包括：

根据确定的热交换目标参数，查询预先存储的室内热负荷修正值与热交换目标参数的对应关系，获取确定的热交换目标参数对应的室内热负荷修正值；

将预先设置的控制常数与获取的室内热负荷修正值相加，得到室内热交目标温度；

计算液管端温度与得到的室内热交目标温度之差，得到第一差值；计算上一个采集周期内的液管端温度与室内热交目标温度之差，得到第二差值；计算两倍的第一差值之积与第二差值的差值，再与上一个采集周期内的压缩机制冷频率相加，得到压缩机制冷频率。

较佳地，按照预先设置的采集周期获取制冷运行室内机中的室内侧换热器的液管端温度，则控制压缩机制冷频率的公式为：

Fc(n)=Fc(n-1)+2{TrLave(n)-Teo(n)}-{TrLave(n-1)-Teo(n-1)}，

其中，

Fc(n)为制冷工况下第n个采集周期的压缩机制冷频率，n为自然数；

Fc(n-1)为制冷工况下第（n-1）个采集周期的压缩机制冷频率；

TrLave(n)为制冷工况下第n个采集周期，制冷运行室内机中的室内侧换热器的液管端温度；液管端温度可通过液管端温度传感器84采集一个采集周期内的温度信息，进行平均得到温度平均值，作为液管端温度。

TrLave(n-1)为制冷工况下第（n-1）个采集周期，制冷运行室内机中的室内侧换热器的液管端温度；

Teo(n)为制冷工况下第n个采集周期的室内热交目标温度；

Teo(n-1)为制冷工况下第（n-1）个采集周期的室内热交目标温度；一般地，可以设置Teo(n)=Teo(n-1)。Teo(n)、Teo(n-1)统称为室内热交目标温度Teo。

制冷工况下室内热交目标温度Teo的计算公式如下：

Teo=Pso+Kt，

其中，

Pso为控制常数，制冷稳定运行时Pso=8.0；

Kt为室内热负荷修正值，与运行室内机的回风温度（运行室内机中的室内侧换热器的吸入温度）及室内设定温度相关。

在第n个采集周期，运行室内机的回风温度与室内设定温度的差值计算公式为：

△Tc(n)=T_i(n)-T_iset(n)

其中，

△Tc(n)为制冷工况下第n个采集周期内的回风温度差值；

T_iset(n)为制冷工况下第n个采集周期内的室内设定温度；

T_i(n)为制冷工况下第n个采集周期内的回风温度，即运行室内机的室内侧换热器的吸入温度，可通过回风温度温度传感器82采集一个采集周期内的温度信息得到。

设：

△Tcmax=Max(△Tc(n))

其中，

△Tcmax为制冷工况下第n个采集周期内的回风温度最大差值。

设置室内热负荷修正值Kt与△Tcmax的对应关系如表2。

表2为五级室内热负荷修正值Kt与△Tcmax的对应关系

条件	Kt
		△Tcmax≥4	0
△Tcmax=3	1
		△Tcmax=2	2
△Tcmax=1	3
		△Tcmax≤0	5

实际应用中，当室内负荷为室内冷负荷时，所述热交换目标参数为目标排气压力，所述实测热交换参数为油分离器输出的冷媒压力最大值，所述获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数，控制压缩机的频率包括：

根据确定的热交换目标参数，查询预先存储的目标排气压力最大值与热交换目标参数的对应关系，获取确定的热交换目标参数对应的目标排气压力最大值；

获取流入室外机中气液分离器的冷媒压力最小值，根据获取的冷媒压力最小值以及获取的目标排气压力最大值，计算目标排气压力；

获取油分离器输出的冷媒压力最大值，读取历史参数，获取上一个采集周期内的冷媒压力最大值、目标排气压力以及压缩机制热频率，根据从油分离器获取的冷媒压力最大值、计算的目标排气压力以及从历史参数中读取的信息，得到压缩机制热频率。

与控制压缩机制冷频率相类似，本发明实施例中，可以按照预先设置的采集周期获取冷媒压力，则控制压缩机制热频率的公式为：

Fh(n)=Fh(n-1)+25{Pdo(n)-Pdmax(n)}-15{Pdo(n-1)-Pdmax(n-1)}

其中，

Fh(n)为制热工况下第n个采集周期的压缩机制热频率；

Fh(n-1)为制热工况下第（n-1）个采集周期的压缩机制热频率；

Pdo(n)为制热工况下第n个采集周期内设置的目标排气压力；

Pdo(n-1)为制热工况下第（n-1）个采集周期内设置的目标排气压力；Pdo(n)与Pdo(n-1)统称为目标排气压力（Pdo）。

Pdmax(n)为制热工况下第n个采集周期内油分离器输出的冷媒压力最大值，本发明实施例中，可通过高压压力传感器60实测得到冷媒压力最大值；

Pdmax(n-1)为制热工况下第（n-1）个采集周期内油分离器输出的冷媒压力最大值。

制热工况下目标排气压力Pdo的计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Pdo}=7.7\mathrm{Ps}\min +0.4\\ 2.2\mathrm{MPa}\&le;\mathrm{Pdo}\&le;\mathrm{Pdo}\max \end{array}\right.$

其中，

Psmin为制热工况下流入气液分离器的冷媒压力最小值，可通过低压压力传感器62在采集周期内进行实测得到冷媒压力最小值；

Pdomax为制热工况下预设的目标排气压力最大值，与制热工况下，运行室内机的回风温度及室内设定温度相关。其中，

△Th(n)=T_is′_et(n)-T_i′(n)

其中，

△Th(n)为制热工况下第n个采集周期内的回风温度差值；

T_is′_et(n)为制热工况下第n个采集周期内的室内设定温度；

T_i′(n)为制热工况下第n个采集周期内的回风温度，即运行室内机的吸入温度，可通过回风温度温度传感器82采集一个采集周期内的温度信息得到。

设：

△Thmax=Max(△Th(n))

其中，

△Thmax为制热工况下第n个采集周期内的回风温度最大差值。

设置预设的目标排气压力最大值Pdomax与回风温度最大差值△Thmax的对应关系如表3。

表3五级Pdomax与△Thmax的对应关系

条件	Pdomax
		△Thmax>4	2.85
△Thmax=4	2.70
		△Thmax=3	2.65
△Thmax=2	2.50
		△Thmax≤1	2.40

当然，实际应用中，还可以设置更多级Pdomax与△Thmax的对应关系。

关于监测运行的室内机数量是否发生变化，室内热负荷或室内冷负荷是否发生变化，为公知技术，在此略去详述。

本发明实施例中，在制冷工况下，频率控制装置包括：监测模块、第一采集模块以及制冷频率控制模块（图中未示出），其中，

监测模块，用于在制冷工况下监测变频多联式热泵系统内运行的室内机数量是否发生变化，如果是，通知制冷频率控制模块按照室内机容量对压缩机频率进行控制；如果室内机数量未发生变化，生成第二制冷触发信息；

第一采集模块，用于根据来自监测模块的第二制冷触发信息，监测室内热负荷是否发生变化，在监测到室内热负荷发生变化后，获取运行的室内机中的室内侧换热器的吸入温度以及室内侧换热器的液管端温度；根据所述实测回风温度和室内设定温度之差确定热交换目标参数；获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；

制冷频率控制模块，用于根据来自第一采集模块的吸入温度、液管端温度以及预先设置的制冷频率控制函数，控制压缩机制冷频率，即根据所述热交换目标参数与实测热交换参数之差以及预设的频率控制函数，控制压缩机制冷频率。

本发明实施例中，制冷频率控制模块接收通知后，按照室内机容量对压缩机频率进行控制，其公式为：

$\mathrm{Fc}=f_1(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{HP}\_\mathrm{Con}\left(i\right)),$

其中，

HP_Con(i)为第i台制冷运转的室内机马力数（容量）；

Fc为压缩机制冷频率，即压缩机在制冷工况下的运行频率；

N为制冷运转的室内机数量；

f₁()为室内机容量-压缩机制冷频率控制函数。

较佳地，制冷频率控制模块包括：回风温度差获取单元、室内热负荷修正单元、室内热交目标温度计算单元、历史参数存储单元以及压缩机制冷频率计算单元，其中，

回风温度差获取单元，用于根据第n个采集周期内采集得到的室内侧换热器的吸入温度与预先设置的第n个采集周期内的室内设定温度，计算两者差值，获取第n个采集周期内两者差值的最大值，输出至室内热负荷修正单元；

室内热负荷修正单元，用于根据接收的差值的最大值，查询预先存储的室内热负荷修正值与差值的最大值的对应关系，获取接收的差值的最大值对应的室内热负荷修正值；

室内热交目标温度计算单元，用于将预先设置的控制常数与来自室内热负荷修正单元的室内热负荷修正值相加，得到第n个采集周期内的室内热交目标温度；

压缩机制冷频率计算单元，用于计算来自第一采集模块的第n个采集周期内的液管端温度与来自室内热交目标温度计算单元的室内热交目标温度之差，得到第一差值；读取历史参数存储单元，获取第n-1个采集周期内的压缩机制冷频率、液管端温度与室内热交目标温度，计算读取的液管端温度与室内热交目标温度之差，得到第二差值；计算两倍的第一差值之积与第二差值的差值，再与第n-1个采集周期内的压缩机制冷频率相加，得到第n个采集周期内的压缩机制冷频率；

在得到第n个采集周期内的压缩机制冷频率后，根据接收的第n个采集周期内的液管端温度、室内热交目标温度以及计算得到的压缩机制冷频率，更新历史参数存储单元中存储的相应信息。

在制热工况下，频率控制装置包括：监测模块、第一采集模块、第二采集模块、第一制热频率控制模块以及第二制热频率控制模块，其中，

监测模块，用于监测制热运行的变频多联式热泵系统内室内机数量是否发生变化，如果是，向第一制热频率控制模块输出第一制热触发信息；如果室内机数量未发生变化，向第二采集模块输出第二制热触发信息；

第二采集模块，用于根据来自监测模块的第二制热触发信息，监测室内冷负荷是否发生变化，在监测到室内冷负荷发生变化后，获取油分离器输出的冷媒压力，输出至第二制热频率控制模块；

第一制热频率控制模块，用于根据来自监测模块的第一制热触发信息，获取制热运转的室内机容量，根据获取的制热运转的室内机容量控制压缩机制热频率；

第二制热频率控制模块，用于根据预先设置的目标排气压力以及接收的冷媒压力，控制压缩机制热频率。

本发明实施例中，频率控制装置根据获取的排气压力、吸气压力以及室内机吸入温度控制压缩机制热频率公式为：

Fh=f₂(Pdo-Pd)，

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Pdo}=f_3\left(\mathrm{Ps}\right)\\ 2.2\mathrm{MPa}\&le;\mathrm{Pdo}\&le;\mathrm{Pdo}\max \end{array}\right.,$

其中，

Fh为压缩机制热频率，即在制热工况下的压缩机制热频率；

Pdo为目标排气压力；

Pd为实测排气压力；

Ps为实测吸气压力；

f₂(),f₃()为相应控制函数；

Pdomax为目标排气压力最大值。

其中，

△Th=T_iset-T_i

T_iset为室内设定温度；

T_i为室内机吸入温度；

$\mathrm{Pdo}\max =\left\{\begin{array}{c}2.90;\mathrm{\&Delta;Th}>3\\ 2.65;1<\mathrm{\&Delta;Th}\&le;3\\ 2.40;\mathrm{\&Delta;Th}\&le;1\end{array}\right.$

较佳地，第二制热频率控制模块，包括：回风温度差获取单元、目标排气压力修正单元、目标排气压力计算单元、历史参数存储单元以及压缩机制热频率计算单元，其中，

回风温度差获取单元，用于根据预先设置的第n个采集周期内的室内设定温度与第n个采集周期内采集得到的回风温度，计算两者差值，获取第n个采集周期内两者差值的最大值，输出至目标排气压力修正单元；

目标排气压力修正单元，用于根据接收的差值的最大值，查询室内冷负荷修正值与差值的最大值的对应关系，获取接收的差值的最大值对应的目标排气压力最大值，输出至目标排气压力计算单元；

目标排气压力计算单元，用于获取制热工况下流入气液分离器的冷媒压力最小值，根据获取的冷媒压力最小值以及接收的目标排气压力最大值，计算制热工况下第n个采集周期内的目标排气压力，输出至压缩机制热频率计算单元；

压缩机制热频率计算单元，用于获取第n个采集周期内油分离器输出的冷媒压力最大值；读取历史参数存储单元，获取第n-1个采集周期内的冷媒压力最大值、第n-1个采集周期内的目标排气压力以及第n-1个采集周期内的压缩机制热频率，根据获取的冷媒压力最大值、接收的目标排气压力以及从历史参数存储单元中读取的信息，得到第n个采集周期内的压缩机制热频率；

在得到第n个采集周期内的压缩机制热频率后，根据接收的第n个采集周期内的目标排气压力、获取的第n个采集周期内的冷媒压力最大值以及计算得到的压缩机制热频率，更新历史参数存储单元中存储的相应信息。

较佳地，在室外机与室内机之间的管路上，还设置有第一分歧管05a以及第二分歧管05b，液侧截止阀12的另一端与第二分歧管05b的输入端相连，第二分歧管05b的输出端与室内侧电子膨胀阀14的一端相连；

第一分歧管05a的输入端与气侧截止阀11的另一端相连，输出端与室内侧换热器15的另一端相连。

对于包含一个室外机与多个室内机的负荷自适应变频多联式热泵系统，相应地，第一分歧管05a以及第二分歧管05b朝向室内机的一侧，具有多个端口。例如，对于包含一个室外机、第一室内机以及第二室内机的负荷自适应变频多联式热泵系统，第一分歧管05a的输入端与气侧截止阀11的另一端相连，第一输出端与第一室内机中的室内侧换热器15的另一端相连，第二输出端与第二室内机中的室内侧换热器15的另一端相连；

第二分歧管05b的输入端与液侧截止阀12的另一端相连，第一输出端与第一室内机中的室内侧电子膨胀阀14的一端相连，第二输出端与第二室内机中的室内侧电子膨胀阀14的一端相连。

下面对本发明实施例的负荷自适应变频多联式热泵系统的工作流程进行描述。

高温高压的制冷剂蒸气由压缩机1的排气口流出，流经单向阀2，从油分离器3的输入端流入油分离器3，经油分离器3分离处理后，高温高压的制冷剂蒸气中携带的润滑油沉积在油分离器3底部，当回油电磁阀9打开时，沉积在油分离器3底部的润滑油通过油分离器3的第二输出端流出，流经回油电磁阀9，并经回油毛细管8的节流降压后，流入气液分离器10最后通过压缩机1的吸气口流回至压缩机1；

经油分离器3分离处理后的高温高压制冷剂蒸气，通过油分离器3的第一输出端流入四通换向阀4的第一端（A端）：

当负荷自适应变频多联式热泵系统处于夏季制冷工况时，四通换向阀4的第一端与第二端（A端与B端）连通，且第三端与第四端（C端与D端）连通，室外侧电子膨胀阀7全开，室内侧电子膨胀阀14节流。高温高压的制冷剂蒸气由四通换向阀4的B端进入室外侧换热器5，由于室外侧风扇6的旋转，使得室外空气流经室外侧换热器5，从而实现高温高压的制冷剂蒸气与室外侧换热器5的换热，高温高压的制冷剂蒸气将热量排入室外空气后，冷凝为高压的液态制冷剂，从室外侧换热器5的液管端流出，依次流经室外侧电子膨胀阀7、液侧截止阀12及第二分歧管05b进入室内机02，高压的液态制冷剂经室内侧电子膨胀阀14节流降压，成为低温低压的气液两相制冷剂，流经室内侧换热器15，室内侧风扇13的旋转使得使室内回风流经室内侧换热器15，对室内空气进行冷却，从而实现低温低压的气液两相制冷剂与室内侧换热器15的换热，低温低压的气液两相制冷剂吸收室内空气热量后，变为低压气态制冷剂，从室内侧换热器15的另一端流出，再依次流经第一分歧管05a、气侧截止阀11、四通换向阀4的D端及C端，进入气液分离器10，与经回油毛细管8节流降压后流入气液分离器10的润滑油混合，经过气液分离器10的气液分离后，低压气态制冷剂通过压缩机1的吸气口流回至压缩机1。

至此，完成一次制冷工况下制冷剂的循环流动。

在制冷工况下，当制冷运行的室内机数量发生变化时，压缩机频率Fc控制与现有技术相同，即同样采用制冷运转的室内机容量HP_Con(i)来控制压缩机制冷频率Fc。控制策略是HP_Con(i)减小时，Fc减小。

仅当室内热负荷出现变化时，压缩机频率Fc由TrLave(n)与室内热交目标温度Teo(n)的差值确定，即Fc为(TrLave(n)-Teo(n))的函数：

Fc(n)=Fc(n-1)+2{TrLave(n)-Teo(n)}-{TrLave(n-1)-Teo(n-1)}，

其中，

Fc(n)为第n个数据采集周期的压缩机制冷频率；

TrLave(n)为制冷运行室内机的液管端温度传感器实测温度平均值；

Teo(n)为第n个数据采集周期的室内热交目标温度，由下式确定：

Teo=Pso+Kt，

其中，Pso为控制常数，制冷稳定运行时Pso=8.0；

Kt为室内热负荷修正值，根据△Tcmax的变化分为五级修正，见表2。

△Tcmax为△Tc的最大值；

△Tc=T_i-T_iset

其中，

T_i为运行室内机的回风温度传感器实测的回风温度；

T_iset为室内设定温度。

这样，在制冷工况下，当室内热负荷减小时，即T_i减小，则△Tc减小，根据表2，热负荷修正值Kt增加，从而使得第n个数据采集周期的室内热交目标温度Teo(n)增加，进而使得TrLave(n)-Teo(n)的差值减小，导致压缩机频率Fc降低，实现负荷自适应。

实际应用中，当系统部分负荷或室内热负荷很小时，将出现压缩机长期在低频运行的情况，进而导致负荷自适应变频多联式热泵系统管路中的制冷剂流速较低，使得回油特性较差。如果长时间运转，可能导致压缩机内油量不足，本发明实施例中，在制冷工况下，进一步对压缩机频率进行以下判断：

判断压缩机频率是否在低于压缩机频率阈值下连续运转超过预先设置的时间阈值，如果是，按照预先设置的策略将压缩机频率提升至压缩机频率阈值，持续运行预先设置的第二时间阈值后，再将压缩机频率恢复为提升前的频率。

本发明实施例中，举例来说，如果压缩机频率Fc<35Hz连续运转超过60min，则将Fc以2.0Hz/s的速率提升至35Hz，持续运行60s，再将压缩机频率恢复至稳定的制冷控制频率，即提升前的频率，从而实现制冷工况下的压缩机回油控制，保障负荷自适应变频多联式热泵系统低频运行的回油特性，使得压缩机内油量充足。

由上述可见，本发明实施例制冷工况下的压缩机频率控制方法，由于压缩机频率控制策略中增加了热负荷变化引起的室内热负荷修正值（Kt），且将室内机实测温度参数（TrLave及T_i）引入频率控制。因而，当室内热负荷降低或系统小负荷运行时，压缩机频率能快速且精确地进行调节，使得压缩机制冷频率Fc降低，从而使压缩机运行在中、低频率段，实现变频多联式热泵系统的室内热负荷自适应，保证压缩机及系统的高能效及低噪音特性。

本发明实施例中，当负荷自适应变频多联式热泵系统处于冬季制热工况时，四通换向阀4的第一端与第四端（A端与D端）连通，且第二端与第三端（B端与C端）连通，室外侧电子膨胀阀7及室内侧电子膨胀阀14均节流，同时起到降压和节流的作用。

高温高压的制冷剂蒸气由四通换向阀4的A端流入，从连通的D端流出，依次流经气侧截止阀11和第一分歧管05a，通过室内侧换热器15的另一端进入室内侧换热器15，高温高压的制冷剂蒸气将热量排入室内空气，以对室内进行制热，高温高压的制冷剂蒸气吸收室内侧冷量，变为高温高压的液态制冷剂，从室内侧换热器15的一端流出，流入室内侧电子膨胀阀14，再依次流经第二分歧管05b、液侧截止阀12及室外侧电子膨胀阀7，经室内侧电子膨胀阀14以及室外侧电子膨胀阀7的节流降压后，变为低温低压的气液两相制冷剂，再流经室外侧换热器5以提取室外空气的热量，变为低压气态制冷剂，低压气态制冷剂再依次流经四通换向阀4的第二端与第三端（B端及C端）和气液分离器10，经过气液分离器10的气液分离后，低压气态制冷剂通过压缩机1的吸气口流回至压缩机1。

至此，完成一次制热工况下制冷剂的循环流动。

在制热工况下，当制热运行的室内机数量发生变化时，压缩机制热频率Fh控制与现有技术相同，即同样采用制热运转的室内机容量HP_Hon(i)来控制压缩机制热频率Fh。控制策略是HP_Hon(i)减小时，Fh减小。

仅当室内冷负荷出现变化时，相比于现有技术，本发明基于五级目标排气压力最大值Pdomax技术来控制压缩机制热频率Fh：

Fh(n)=Fh(n-1)+25{Pdo(n)-Pdmax(n)}-15{Pdo(n-1)-Pdmax(n-1)}

其中，

Fh(n)为第n个数据采集周期的压缩机频率；

Pdmax为高压压力传感器实测压力最大值；

Pdo为目标排气压力，由下式确定：

Pdo=7.7Psmin+0.4,(2.2MPa≤Pdo≤Pdomax)

其中，

Psmin为低压压力传感器实测压力最小值；

Pdomax为目标排气压力最大值，根据⊿Thmax的变化分为五级取值，见表3。

⊿Thmax为⊿Th的最大值，且：

△Th(n)=T_is′_et-T_i′

其中，

T_i′为运行室内机的回风温度传感器实测的回风温度；

T_is′_et为室内设定温度。

这样，在制热工况下，当室内冷负荷减小时，T_i′增加，则⊿Th减小，根据表3，⊿Th对应的目标排气压力最大值Pdomax减小，稳定运行时，使得Pdo减小，最终导致压缩机频率Fh降低。

实际应用中，当系统部分负荷或室内冷负荷很小时，会出现压缩机频率长期低频运行，进而导致系统管路中的制冷剂流速较低，系统回油特性较差，长时间运转可能导致压缩机内油量不足，本发明实施例中，在制热工况下，进一步对压缩机频率进行以下判断：

判断压缩机频率是否在低于压缩机频率阈值下连续运转超过预先设置的时间阈值，如果是，按照预先设置的策略将压缩机频率提升至压缩机频率阈值，持续运行预先设置的第三时间阈值，再将压缩机频率恢复为提升前的频率。

本发明实施例中，举例来说，在制热工况下，如果Fh<35Hz连续运转超过60min，则将Fh以2.0Hz/s的速率提升至35Hz，持续运行120s，再将压缩机频率恢复至稳定的制热控制频率，即提升前的频率，从而实现制热工况下的压缩机回油控制，保障负荷自适应变频多联式热泵系统低频运行的回油特性，使得压缩机内油量充足。

由上述可见，本发明实施例制热工况下的压缩机频率控制方法，由于压缩机频率控制策略中增加了冷负荷变化引起的修正控制（⊿Th），将目标排气压力最大值Pdomax细分为五级取值，且将室内机实测温度参数（Pd、Ps及T_i′）引入频率控制。因此，当室内冷负荷降低或系统小负荷运行时，压缩机频率能快速且精确地进行调节，使得Fh降低，从而使压缩机运行在中、低频率段，实现热泵系统的室内冷负荷自适应，保证压缩机及系统的高能效及低噪音特性。

本发明实施例中，在制冷及制热工况下，压缩机频率控制策略中增加了冷、热负荷变化引起的修正控制，且将室内机实测温度参数引入频率控制。当室内冷、热负荷出现降低或小负荷运行时，压缩机频率能快速且精确调节，保证压缩机频率Fc及Fh快速且精确调节，使得压缩机运行在中、低频率段，实现热泵系统的室内负荷自适应，保证压缩机及系统的高能效及低噪音特性。

本发明实施例中，包括制冷和制热的控制压缩机频率的方法流程包括：

监测到运行的室内机数量未变化而表示室内负荷的室内机吸入温度变化时，获取运行的室内机的实测回风温度；

根据所述室内设定温度和实测回风温度之差确定热交换目标参数；

获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；

将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数，控制压缩机的频率。

本发明实施例中，如果处于制冷工况下，所述室内负荷为室内热负荷，所述热交换目标参数为室内热交目标温度，所述实测热交换参数为制冷运行室内侧换热器液管端温度，所述获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数，并将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数来控制压缩机的频率包括：

根据确定的热交换目标参数，查询预先存储的室内热负荷修正值与热交换目标参数的对应关系，获取确定的热交换目标参数对应的室内热负荷修正值；

将预先设置的控制常数与获取的室内热负荷修正值相加，得到室内热交目标温度；

计算液管端温度与得到的室内热交目标温度之差，得到第一差值；计算上一个采集周期内的液管端温度与室内热交目标温度之差，得到第二差值；计算两倍的第一差值之积与第二差值的差值，再与上一个采集周期内的压缩机制冷频率相加，得到压缩机制冷频率。

如果处于制热工况下，所述室内负荷为室内冷负荷，所述热交换目标参数为目标排气压力，所述实测热交换参数为油分离器输出的冷媒压力最大值，所述获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；并将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数，控制压缩机的频率包括：

根据确定的热交换目标参数，查询预先存储的目标排气压力最大值与热交换目标参数的对应关系，获取确定的热交换目标参数对应的目标排气压力最大值；

获取流入室外机中气液分离器的冷媒压力最小值，根据获取的冷媒压力最小值以及获取的目标排气压力最大值，计算目标排气压力；

获取油分离器输出的冷媒压力最大值，读取历史参数，获取上一个采集周期内的冷媒压力最大值、目标排气压力以及压缩机制热频率，根据从油分离器获取的冷媒压力最大值、计算的目标排气压力以及从历史参数中读取的信息，得到压缩机制热频率。

下面以控制压缩机制冷频率为例，对流程进行详细描述。

图3为本发明实施例控制压缩机频率的方法流程示意图。参见图3，该方法包括：

步骤31，获取制冷工况下运行的室内机数量，如果运行的室内机数量发生变化，执行步骤32，如果运行的室内机数量未发生变化，执行步骤33；

步骤32，触发按照室内机容量对压缩机频率进行控制；

步骤33，监测室内热负荷是否发生变化，在确定室内热负荷发生变化时，获取运行的室内机的室内侧换热器的吸入温度以及室内侧换热器的液管端温度，根据获取的吸入温度、液管端温度以及预先设置的制冷频率控制函数，控制压缩机制冷频率。

本步骤中，根据获取的吸入温度、液管端温度以及预先设置的制冷频率控制函数，控制压缩机制冷频率的计算公式为：

Fc(n)=Fc(n-1)+2{TrLave(n)-Teo(n)}-{TrLave(n-1)-Teo(n-1)}，

其中，

Fc(n)为制冷工况下第n个采集周期的压缩机制冷频率，n为自然数；

Fc(n-1)为制冷工况下第（n-1）个采集周期的压缩机制冷频率；

TrLave(n)为制冷工况下第n个采集周期，制冷运行室内侧换热器液管端温度；

TrLave(n-1)为制冷工况下第（n-1）个采集周期，制冷运行室内侧换热器液管端温度；

Teo(n)为制冷工况下第n个采集周期的室内热交目标温度；

Teo(n-1)为制冷工况下第（n-1）个采集周期的室内热交目标温度。

其中，室内热交目标温度的计算公式为：

Teo(n)=Pso(n)+Kt，

其中，

Pso(n)为制冷工况下第n个采集周期的控制常数；

Kt为室内热负荷修正值，与运行室内机的回风温度及室内设定温度相关。

室内热负荷修正值与运行室内机的回风温度及室内设定温度相关具体包括：

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值大于或等于4，所述室内热负荷修正值为0；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值等于3，所述室内热负荷修正值为1；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值等于2，所述室内热负荷修正值为2；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值等于1，所述室内热负荷修正值为3；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值小于或等于0，所述室内热负荷修正值为5。

实际应用中，该方法还可以进一步包括：

在制热工况下监测运行的室内机数量，如果运行的室内机数量发生变化，当监测到室内冷负荷发生变化时，获取室外机中油分离器输出的冷媒压力，根据预先设置的目标排气压力以及获取的冷媒压力，控制压缩机制热频率。

本步骤中，控制压缩机制热频率的相关公式为：

Fh(n)=Fh(n-1)+25{Pdo(n)-Pdmax(n)}-15{Pdo(n-1)-Pdmax(n-1)}

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Pdo}=7.7\mathrm{Ps}\min +0.4\\ 2.2\mathrm{MPa}\&le;\mathrm{Pdo}\&le;\mathrm{Pdo}\max \end{array}\right.$

△Th(n)=T_is′_et(n)-T_i′(n)

△Thmax=Max(△Th(n))。

目标排气压力最大值Pdomax与回风温度最大差值△Thmax的对应关系具体包括：

如果回风温度最大差值△Thmax大于4，所述目标排气压力最大值Pdomax为2.85；

如果回风温度最大差值△Thmax等于4，所述目标排气压力最大值Pdomax为2.70；

如果回风温度最大差值△Thmax等于3，所述目标排气压力最大值Pdomax为2.65；

如果回风温度最大差值△Thmax等于2，所述目标排气压力最大值Pdomax为2.50；

如果回风温度最大差值△Thmax小于或等于1，所述目标排气压力最大值Pdomax为2.40。

较佳地，为了保障压缩机在低频运行时的回油特性，所述方法进一步包括：

判断压缩机频率是否在低于压缩机频率阈值下连续运转超过预先设置的时间阈值，如果是，按照预先设置的策略将压缩机频率提升至压缩机频率阈值，持续运行预先设置的第二时间阈值后，再将压缩机频率恢复为提升前的频率。

显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种负荷自适应变频多联式热泵系统，其特征在于：该系统包括：配置有用于室内换热的室内侧换热器的室内机，配置有压缩机的室外机，用于对压缩机频率进行控制的频率控制装置，连接室内机和室外机的配管，其特征在于，

所述频率控制装置还用于监测到运行的室内机数量未变化而表示室内负荷的室内机吸入温度变化时，获取运行的室内机的实测回风温度；根据室内设定温度和实测回风温度之差确定热交换目标参数；获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数，并将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数来控制压缩机的频率；

如果处于制冷工况下，所述室内负荷为室内热负荷，所述热交换目标参数为室内热交换目标温度，所述实测热交换参数为制冷运行室内侧换热器液管端温度，所述获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数，并将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数来控制压缩机的频率包括：

根据确定的热交换目标参数，查询预先存储的室内热负荷修正值与热交换目标参数的对应关系，获取确定的热交换目标参数对应的室内热负荷修正值；

将预先设置的控制常数与获取的室内热负荷修正值相加，得到室内热交目标温度；

计算液管端温度与得到的室内热交目标温度之差，得到第一差值；计算上一个采集周期内的液管端温度与室内热交目标温度之差，得到第二差值；计算两倍的第一差值之积与第二差值的差值，再与上一个采集周期内的压缩机制冷频率相加，得到压缩机制冷频率；

如果处于制热工况下，所述室内负荷为室内冷负荷，所述热交换目标参数为目标排气压力，所述实测热交换参数为油分离器输出的冷媒压力最大值，所述获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；并将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数，控制压缩机的频率包括：

根据确定的热交换目标参数，查询预先存储的目标排气压力最大值与热交换目标参数的对应关系，获取确定的热交换目标参数对应的目标排气压力最大值；

获取流入室外机中气液分离器的冷媒压力最小值，根据获取的冷媒压力最小值以及获取的目标排气压力最大值，计算目标排气压力；

获取油分离器输出的冷媒压力最大值，读取历史参数，获取上一个采集周期内的冷媒压力最大值、目标排气压力以及压缩机制热频率，根据从油分离器获取的冷媒压力最大值、计算的目标排气压力以及从历史参数中读取的信息，得到压缩机制热频率。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述频率控制装置包括：监测模块、第一采集模块以及制冷频率控制模块，其中，

监测模块，用于在制冷工况下监测变频多联式热泵系统内运行的室内机数量是否发生变化，如果是，通知制冷频率控制模块按照室内机容量对压缩机频率进行控制；如果室内机数量未发生变化，生成第二制冷触发信息；

第一采集模块，用于根据来自监测模块的第二制冷触发信息，监测表示室内负荷的室内机吸入温度是否发生变化，在监测到室内热负荷发生变化后，获取运行的室内机的实测回风温度；根据所述实测回风温度和室内设定温度之差确定热交换目标参数；获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；

制冷频率控制模块，用于根据所述热交换目标参数与实测热交换参数之差以及预设的频率控制函数，控制压缩机制冷频率。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述制冷频率控制模块包括：回风温度差获取单元、室内热负荷修正单元、室内热交目标温度计算单元、历史参数存储单元以及压缩机制冷频率计算单元，其中，

回风温度差获取单元，用于根据第n个采集周期内采集得到的室内侧换热器的吸入温度与预先设置的第n个采集周期内的室内设定温度，计算两者差值，获取第n个采集周期内两者差值的最大值，输出至室内热负荷修正单元；

室内热负荷修正单元，用于根据接收的差值的最大值，查询预先存储的室内热负荷修正值与差值的最大值的对应关系，获取接收的差值的最大值对应的室内热负荷修正值；

室内热交目标温度计算单元，用于将预先设置的控制常数与来自室内热负荷修正单元的室内热负荷修正值相加，得到第n个采集周期内的室内热交目标温度；

压缩机制冷频率计算单元，用于计算来自第一采集模块的第n个采集周期内的液管端温度与来自室内热交目标温度计算单元的室内热交目标温度之差，得到第一差值；读取历史参数存储单元，获取第n-1个采集周期内的压缩机制冷频率、液管端温度与室内热交目标温度，计算读取的液管端温度与室内热交目标温度之差，得到第二差值；计算两倍的第一差值之积与第二差值的差值，再与第n-1个采集周期内的压缩机制冷频率相加，得到第n个采集周期内的压缩机制冷频率；

在得到第n个采集周期内的压缩机制冷频率后，根据接收的第n个采集周期内的液管端温度、室内热交目标温度以及计算得到的压缩机制冷频率，更新历史参数存储单元中存储的相应信息。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述频率控制装置包括：监测模块、第一采集模块、第二采集模块、第一制热频率控制模块以及第二制热频率控制模块，其中，

监测模块，用于监测制热运行的变频多联式热泵系统内室内机数量是否发生变化，如果是，向第一制热频率控制模块输出第一制热触发信息；如果室内机数量未发生变化，向第二采集模块输出第二制热触发信息；

第二采集模块，用于根据来自监测模块的第二制热触发信息，监测室内冷负荷是否发生变化，在监测到室内冷负荷发生变化后，获取油分离器输出的冷媒压力，输出至第二制热频率控制模块；

第一制热频率控制模块，用于根据来自监测模块的第一制热触发信息，获取制热运转的室内机容量，根据获取的制热运转的室内机容量控制压缩机制热频率；

第二制热频率控制模块，用于根据预先设置的目标排气压力以及接收的冷媒压力，控制压缩机制热频率。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二制热频率控制模块包括：回风温度差获取单元、目标排气压力修正单元、目标排气压力计算单元、历史参数存储单元以及压缩机制热频率计算单元，其中，

回风温度差获取单元，用于根据预先设置的第n个采集周期内的室内设定温度与第n个采集周期内采集得到的回风温度，计算两者差值，获取第n个采集周期内两者差值的最大值，输出至目标排气压力修正单元；

目标排气压力修正单元，用于根据接收的差值的最大值，查询目标排气压力最大值与差值的最大值的对应关系，获取接收的差值的最大值对应的目标排气压力最大值，输出至目标排气压力计算单元；

目标排气压力计算单元，用于获取制热工况下流入室外机中气液分离器的冷媒压力最小值，根据获取的冷媒压力最小值以及接收的目标排气压力最大值，计算制热工况下第n个采集周期内的目标排气压力，输出至压缩机制热频率计算单元；

压缩机制热频率计算单元，用于获取第n个采集周期内油分离器输出的冷媒压力最大值；读取历史参数存储单元，获取第n-1个采集周期内的冷媒压力最大值、第n-1个采集周期内的目标排气压力以及第n-1个采集周期内的压缩机制热频率，根据获取的冷媒压力最大值、接收的目标排气压力以及从历史参数存储单元中读取的信息，得到第n个采集周期内的压缩机制热频率；

在得到第n个采集周期内的压缩机制热频率后，根据接收的第n个采集周期内的目标排气压力、获取的第n个采集周期内的冷媒压力最大值以及计算得到的压缩机制热频率，更新历史参数存储单元中存储的相应信息。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述室外机进一步包括：单向阀、油分离器、四通换向阀、室外侧换热器、室外侧风扇、室外侧电子膨胀阀、气液分离器、气侧截止阀和液侧截止阀，其中，

压缩机的排气口与单向阀的输入端相连；

单向阀的输出端与油分离器的输入端相连；

油分离器的第一输出端与四通换向阀的第一端相连；

四通换向阀的第二端与室外侧换热器的一端相连，第三端与气液分离器的输入端相连，第四端与气侧截止阀的一端相连，气侧截止阀的另一端与室内机的一端相连；

室外侧换热器的另一端与室外侧电子膨胀阀的一端相连；

室外侧风扇设置在室外侧换热器一侧，用于通过风冷方式与室外侧换热器进行换热；

室外侧电子膨胀阀的另一端与液侧截止阀的一端相连，液侧截止阀的另一端与室内机的另一端相连；

气液分离器的输出端与压缩机的吸气口相连。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述室外机进一步包括：回油毛细管以及回油电磁阀，其中，

油分离器的第二输出端与回油电磁阀的一端相连，回油电磁阀的另一端与回油毛细管的一端相连；

回油毛细管的另一端与气液分离器的输入端相连。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述室外机进一步包括：高压压力传感器、低压压力传感器以及室外液管温度传感器，其中，

高压压力传感器设置在油分离器的第一输出端管路上；

低压压力传感器设置在回油毛细管与气液分离器之间的管路上；

室外液管温度传感器设置在室外侧换热器与室外侧电子膨胀阀之间的管路上。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述室内机进一步包括：室内侧风扇、室内侧电子膨胀阀、回风温度传感器以及液管端温度传感器，其中，

室内侧电子膨胀阀的一端与液侧截止阀的另一端相连，另一端与室内侧换热器的一端相连；

室内侧换热器的另一端与气侧截止阀的另一端相连；

室内侧风扇，通过风冷的方式与室内侧换热器进行换热；

液管端温度传感器，设置在室内侧电子膨胀阀与室内侧换热器的一端之间的管路上；

回风温度传感器，设置在室内侧换热器的回风口处。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述压缩机为定速压缩机或变速压缩机；所述室外侧换热器和室内侧换热器均为铝箔翅片铜管换热器或铝制翅片式微通道换热器；所述室外侧风扇为轴流风扇；所述室内侧风扇为离心风扇或灌流风扇。

11.一种控制压缩机频率的方法，其特征在于：该方法包括：

监测到运行的室内机数量未变化而表示室内负荷的室内机吸入温度变化时，获取运行的室内机的实测回风温度；

根据所述室内设定温度和实测回风温度之差确定热交换目标参数；

获取与热交换目标参数对应的实测热交换参数；

将所述热交换目标参数与实测热交换参数之差应用于预设的频率控制函数，控制压缩机的频率；

其中，如果处于制冷工况下，所述室内负荷为室内热负荷，所述预设的频率控制函数为：

Fc(n)＝Fc(n-1)+2{TrLave(n)-Teo(n)}-{TrLave(n-1)-Teo(n-1)}，

其中，

Fc(n)为制冷工况下第n个采集周期的压缩机制冷频率，n为自然数；

Fc(n-1)为制冷工况下第(n-1)个采集周期的压缩机制冷频率；

TrLave(n)为制冷工况下第n个采集周期，制冷运行室内侧换热器液管端温度；

TrLave(n-1)为制冷工况下第(n-1)个采集周期，制冷运行室内侧换热器液管端温度；

Teo(n)为制冷工况下第n个采集周期的室内热交目标温度；

Teo(n-1)为制冷工况下第(n-1)个采集周期的室内热交目标温度；

其中，如果处于制热工况下，所述室内负荷为室内冷负荷，所述预设的频率控制函数为：

Fh(n)＝Fh(n-1)+25{Pdo(n)-Pdmax(n)}-15{Pdo(n-1)-Pdmax(n-1)}

其中，

Fh(n)为制热工况下第n个采集周期的压缩机制热频率；

Fh(n-1)为制热工况下第(n-1)个采集周期的压缩机制热频率；

Pdo(n)为制热工况下第n个采集周期内设置的目标排气压力；

Pdo(n-1)为制热工况下第(n-1)个采集周期内设置的目标排气压力；

Pdmax(n)为制热工况下第n个采集周期内油分离器输出的冷媒压力最大值；

Pdmax(n-1)为制热工况下第(n-1)个采集周期内油分离器输出的冷媒压力最大值。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：其中，所述室内热交目标温度的计算公式为：

Teo(n)＝Pso(n)+Kt，

其中，

Pso(n)为制冷工况下第n个采集周期的控制常数；

Kt为室内热负荷修正值。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：其中，

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值大于或等于4，所述室内热负荷修正值为0；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值等于3，所述室内热负荷修正值为1；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值等于2，所述室内热负荷修正值为2；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值等于1，所述室内热负荷修正值为3；

如果运行室内机的回风温度及室内设定温度的回风温度最大差值小于或等于0，所述室内热负荷修正值为5。

14.根据权利要求11至13任一项所述的方法，其特征在于：其中，所述方法进一步包括：

判断压缩机频率是否在低于压缩机频率阈值下连续运转超过预先设置的时间阈值，如果是，按照预先设置的策略将压缩机频率提升至压缩机频率阈值，持续运行预先设置的第二时间阈值后，再将压缩机频率恢复为提升前的频率。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：其中，所述目标排气压力的计算公式为：

其中，

Pdo为目标排气压力；

Psmin为制热工况下流入气液分离器的冷媒压力最小值；

Pdomax为制热工况下预设的目标排气压力最大值，与运行室内机的回风温度及室内设定温度相关。