[发明专利]一种二氧化碳空调热泵系统及其通风控制方法

权利要求书

1.一种二氧化碳空调热泵系统的通风控制方法，其特征在于，所述一种二氧化碳空调热泵系统，包括压缩机(1)、气体冷却器(2)、节流阀(3)、蒸发器(4)、风扇(5)、风门(6)、车厢(7)、回风温度传感器T1(8)、送风温度传感器T2(9)、开关控制器(10)、第一PI控制器(11)和第二PI控制器(12)；

气体冷却器(2)包括a端口(13)、b端口(14)、c端口(15)、d端口(16)；

蒸发器(4)包括f端口(18)、h端口(20)；

开关控制器(10)包括i端口(21)、j端口(22)、k端口(23)；

风门(6)包括l端口(24)、m端口(25)、n端口(n)；

压缩机(1)出气口连接气体冷却器(2)的d端口(16)，气体冷却器(2)的b端口(14)连接节流阀(3)的进口，节流阀(3)的出口连接蒸发器(4)的h端口(20)，蒸发器(4)的f端口(18)连接压缩机(1)的进气口；气体冷却器(2)的c端口(15)连接车厢(7)的进风口，车厢(7)的出风口连接风门(6)的m端口，风门(6)的l端口(24)连接风扇(5)的进气口，风扇(5)的出气口连接气体冷却器(2)的a端口(13)，风门(6)的n端口连接到环境；回风温度传感器设置于车厢的出风口，回风温度传感器连接第二PI控制器(12)的输入；送风温度传感器设置于车厢的进风口，送风温度传感器连接第一PI控制器(11)的输入，第一PI控制器(12)的输出连接开关控制器(10)的j端口，第二PI控制器(12)的输出连接开关控制器(10)的k端口，开关控制器(10)的i端口连接压缩机的转速输入端；

所述通风控制方法：包括通过开关控制器(10)对送风温度控制和回风温度控制进行切换；

当启动阶段，开启送风温度控制；当运行稳定阶段，开启回风温度控制；切换的时间t由下述公式计算：

t：送风温度控制和回风温度控制的切换时间，单位：s；

T：环境温度，单位：℃；

V：车厢的体积，单位：m³；

n：乘客数量，单位：个。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳空调热泵系统的通风控制方法，其特征在于，送风温度控制时：送风温度传感器将此时的车厢温度作为输入量，传送给第一PI控制器，第一PI控制器计算好相应的压缩机转速，输出给开关控制器(10)的j端口(22)；开关控制器(10)判断为切换的时间t内，将j端口(22)的输出量作为I端口(21)的输出量给压缩机，压缩机转速相应的变化，保证车厢的送风温度达到设定值。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳空调热泵系统的通风控制方法，其特征在于，回风温度控制时：回风温度传感器将此时的车厢温度作为输入量，传送给第二PI控制器，第二PI控制器计算好相应的压缩机转速，输出给开关控制器(10)的k端口(23)；开关控制器(10)判断为切换的时间t外，将k端口(23)的输出量作为I端口(21)的输出量给压缩机，压缩机转速相应的变化，保证车厢的回风温度达到设定值。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳空调热泵系统的通风控制方法，其特征在于，进入回风控制以后，车厢回风温度保持恒定；通过风门(6)控制由n端口(26)进入风扇的新风量，从而保证系统的COP始终保持最优。

5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳空调热泵系统的通风控制方法，其特征在于，当环境温度固定的时候，随着新风比的增加，气冷器的进风温度降低，制热量需要增加，压缩机功耗也增加，系统的COP先上升，后下降，控制新风比保证系统的COP始终保持最优；新风比k通过下述公式计算：

k：新风比，单位：％；

T：环境温度，单位：℃；

n：乘客数量，单位：个。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳空调热泵系统的通风控制方法，其特征在于，蒸发器(4)还包括e端口(17)和g端口(19)，蒸发器(4)的e端口(17)和g端口(19)连接到环境。