一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法及终端

技术领域

本发明涉及新能源储能预警的技术领域，特别涉及一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法及终端。

背景技术

在新能源储能领域中，随着储能集装箱电量逐渐扩容，运行工况需求逐步提高，储能用锂电池的热管理继续倾向于液冷方式，高功率输出的储能水冷机组开发日益受到重视。为维持电池合适的充放电运行温度范围，机组为电池包热管理系统提供持续的冷量和热量，也同时需要为其提供对应的制冷和制热功耗。

目前工商业储能方向用户群体主要关注两个大方向，一是储能使用寿命及对应循环次数，二是储能系统运行能耗。后者一方面来自于电气系统能耗损失，另一方面则主要来自于热管理系统的能耗损失。以节能增产为主要开发目标是储能领域今后的主要方向。

对于机组而言，常规热管理能耗来自于制冷&制热模式下的压缩机、PTC电加热、水泵等关键零部件。冬季低温工况下，为维持电池正常充放电以及存储的合适温度范围，以液冷集装箱为例，绝大部分热管理能耗用于保证水循环的加热水温度。但现有PTC电加热是主要供热方式，但其能效比远不及热泵加热模式。

热泵机组相比于单冷型机组而言，制冷与制热时压缩机均处于工作状态，对氟系统管路耐压具有较高要求，同时长时间高压高温工作状态下，冷媒有泄漏风险，会出现因冷媒泄漏而引起电池系统过温的问题，影响系统安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法及终端，能够对冷媒泄漏进行预警处理，防止因冷媒泄漏而引起电池系统过温的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法，包括步骤：

接收热泵机组的运行模式，根据所述运行模式确定所述热泵机组的目标温度；

获取所述热泵机组中水泵的供液温度，若所述供液温度与目标温度的差值大于温度阈值，则对所述热泵机组进行预警；

获取所述热泵机组中压缩机的冷凝压力，若压力额定值与所述冷凝压力的差值大于压力阈值，则对所述热泵机组进行预警。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种热泵机组的冷媒泄漏预警终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

接收热泵机组的运行模式，根据所述运行模式确定所述热泵机组的目标温度；

获取所述热泵机组中水泵的供液温度，若所述供液温度与目标温度的差值大于温度阈值，则对所述热泵机组进行预警；

获取所述热泵机组中压缩机的冷凝压力，若压力额定值与所述冷凝压力的差值大于压力阈值，则对所述热泵机组进行预警。

本发明的有益效果在于：由于热泵机组在制冷与制热时压缩机均处于工作状态，因此接收热泵机组的运行模式，根据运行模式确定热泵机组的目标温度，若热泵机组中水泵的供液温度与目标温度的差值大于温度阈值，则对热泵机组进行预警；若热泵机组中压缩机的压力额定值与所述冷凝压力的差值大于压力阈值，则对热泵机组进行预警。以此方式，通过水泵的水温变化情况以及压缩机的冷媒压力变化情况来判断压缩机冷媒泄漏状态，能够对冷媒泄漏进行预警处理，防止因冷媒泄漏而引起电池系统过温的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法的流程图；

图2为本发明实施例的一种热泵机组的冷媒泄漏预警终端的示意图；

图3为本发明实施例的一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法的具体步骤流程图；

图4为本发明实施例的热泵机组的结构图。

标号说明：

1、一种热泵机组的冷媒泄漏预警终端；2、存储器；3、处理器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，本发明实施例提供了一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法，包括步骤：

接收热泵机组的运行模式，根据所述运行模式确定所述热泵机组的目标温度；

获取所述热泵机组中水泵的供液温度，若所述供液温度与目标温度的差值大于温度阈值，则对所述热泵机组进行预警；

获取所述热泵机组中压缩机的冷凝压力，若压力额定值与所述冷凝压力的差值大于压力阈值，则对所述热泵机组进行预警。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：由于热泵机组在制冷与制热时压缩机均处于工作状态，因此接收热泵机组的运行模式，根据运行模式确定热泵机组的目标温度，若热泵机组中水泵的供液温度与目标温度的差值大于温度阈值，则对热泵机组进行预警；若热泵机组中压缩机的压力额定值与所述冷凝压力的差值大于压力阈值，则对热泵机组进行预警。以此方式，通过水泵的水温变化情况以及压缩机的冷媒压力变化情况来判断压缩机冷媒泄漏状态，能够对冷媒泄漏进行预警处理，防止因冷媒泄漏而引起电池系统过温的问题。

进一步地，若所述供液温度与目标温度的差值大于温度阈值，则对所述热泵机组进行预警，包括：

若在预设时间内所述供液温度与目标温度的差值大于第一温度阈值且小于或者等于第二温度阈值，则对所述热泵机组进行第一级别预警；

若在预设时间内所述供液温度与目标温度的差值大于第二温度阈值，则对所述热泵机组进行第二级别预警，以使得所述热泵机组执行待机指令；

所述第一温度阈值小于所述第二温度阈值。

由上述描述可知，根据供液温度与目标温度的差值来确定预警级别，对于第一级别预警，表示冷媒存在轻微泄漏，但可以满足使用条件；对于第二级别预警，表示冷媒泄漏过大，热泵机组的制冷量衰减过大，需要热泵机组执行待机指令，以此方式通过水泵输出的水温情况来判断冷媒泄漏情况。

进一步地，若所述供液温度与目标温度的差值大于温度阈值，则对所述热泵机组进行预警，还包括：

判断在预设时间内所述供液温度是否大于第三温度阈值，若是，则切断所述热泵机组的电源。

由上述描述可知，当持续的一段时间内供液温度均大于第三温度阈值时，表示供热温度已经超出了热泵机组的工作范围，通过切断电源来方式电池系统过温的情况。

进一步地，若压力额定值与所述冷凝压力的差值大于压力阈值，则对所述热泵机组进行预警，包括：

若在预设时间内压力额定值与所述冷凝压力的差值大于第一压力阈值且小于或者等于第二压力阈值，则对所述热泵机组进行第一级别预警；

若在预设时间内压力额定值与所述冷凝压力的差值大于第二压力阈值，则对所述热泵机组进行第二级别预警，以使得所述热泵机组执行待机指令；

所述第一压力阈值小于所述第二压力阈值。

由上述描述可知，根据压力额定值与冷凝压力的差值来确定预警级别，对于第一级别预警，表示冷媒存在轻微泄漏，但可以满足使用条件；对于第二级别预警，表示冷媒泄漏过大，热泵机组的制冷量衰减过大，需要热泵机组执行待机指令，以此方式通过压缩机的压力情况来判断冷媒泄漏情况。

进一步地，若压力额定值与所述冷凝压力的差值大于压力阈值，则对所述热泵机组进行预警，还包括：

判断在预设时间内压力额定值与所述冷凝压力的差值是否大于第三压力阈值，若是，则切断所述热泵机组的电源。

由上述描述可知，当持续的一段时间内压力额定值与冷凝压力的差值均大于第三压力阈值，则表示热泵机组的冷凝能力已经衰减，通过切断电源来方式电池系统过温的情况。

请参照图2，本发明另一实施例提供了一种热泵机组的冷媒泄漏预警终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法的各个步骤。

本发明上述的一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法及终端，适用于热泵式水冷机型产品的冷媒泄漏预警，通过水泵的水温变化情况以及压缩机的冷媒压力变化情况来判断压缩机冷媒泄漏状态，能够对冷媒泄漏进行预警处理，防止因冷媒泄漏而引起电池系统过温的问题。以下通过具体的实施方式进行说明：

实施例一

请参照图1和图3，一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法，包括步骤：

S1、接收热泵机组的运行模式，根据所述运行模式确定所述热泵机组的目标温度。

在本实施例中，采集热泵水冷机组的数据，接收到热泵机组的运行模式，运行模式分为制冷模式或者制热模式，根据运行模式能够确定热泵机组的目标温度。

请参照图4，本实施例中使用的热泵机组，设置了四通换向阀2控制冷却剂在换热回路中的流向，制冷模式下冷却剂经压缩机1压缩成高温高压气态后经室外换热器3发生冷凝，然后流向板式换热器6与从膨胀水箱7中流出的水进行换热后，换热的冷水经水泵8由水循环回路输送到电池簇对电池簇进行吸热降温，而换热的高温冷却剂则再经四通换向阀2回流入压缩机1中又重新开启下一次压缩、冷凝、蒸发吸热的制冷循环；在制热模式下被压缩机1压缩的高温高压冷却剂气体可先经四通换向阀2流入板式换热器6进行冷凝放热与膨胀水箱7中流出的水进行换热后，换热的热水便可经水循环回路为电池簇进行放热升温，而换热冷凝后的低温冷却剂则继续经室外换热器3进行蒸发吸热，再经四通换向阀2回流入压缩机1中又重新开启下一次压缩、冷凝放热、蒸发的制热循环；同时还通过增设自然冷盘管5，在低温环境下的制冷过程中自然冷盘管5与水泵8和膨胀水箱7直接构成自然水冷回路，膨胀水箱7内的水可直接经自然水冷回路至自然冷盘管5与外界低温环境降温后由水泵8送入电池簇中对电池簇进行吸热降温，即在0℃下可通过风机4换热，此时可以不启动压缩机1。

S2、获取所述热泵机组中水泵的供液温度，若所述供液温度与目标温度的差值大于温度阈值，则对所述热泵机组进行预警。

S21、若在预设时间内所述供液温度与目标温度的差值大于第一温度阈值且小于或者等于第二温度阈值，则对所述热泵机组进行第一级别预警。

其中，第一温度阈值小于第二温度阈值，在本实施例中，第一温度阈值为3℃，第二温度阈值为8℃。

若在10min内水泵的供液温度与目标温度的差值大于3℃且小于或者等于8℃，则对热泵机组进行第一级别预警。此时冷媒存在轻微泄漏，但可以满足使用条件。

S22、若在预设时间内所述供液温度与目标温度的差值大于第二温度阈值，则对所述热泵机组进行第二级别预警，以使得所述热泵机组执行待机指令；

若在10min内水泵的供液温度与目标温度的差值大于8℃，则对热泵机组进行第二级别预警，热泵机组执行待机指令。

热泵机组执行待机指令之后，可以将温度数据上传至能量管理系统，能量管理系统断电。由于能量管理系统存储的数据可以用于后续分析，此处断电是因为冷媒泄漏的原因不清，若是因为压缩机自身的原因导致冷媒泄漏，则断电有利于对设备进行保护。

S23、判断在预设时间内所述供液温度是否大于第三温度阈值，若是，则切断所述热泵机组的电源。

在本实施例中，第三温度阈值为50℃。具体的，在10min内供液温度大于50℃，表示此时水温超出了电池的工作范围，则需要切断所述热泵机组的电源。

S3、获取所述热泵机组中压缩机的冷凝压力，若压力额定值与所述冷凝压力的差值大于压力阈值，则对所述热泵机组进行预警。

在一些实施例中，可以先判断机组是否处于待机模式，若是，则通过压缩机的冷凝压力来判断是否对热泵机组进行预警。

S31、若在预设时间内压力额定值与所述冷凝压力的差值大于第一压力阈值且小于或者等于第二压力阈值，则对所述热泵机组进行第一级别预警。

其中，第一压力阈值小于第二压力阈值，在本实施例中，第一压力阈值为3bar，第二压力阈值为10bar，压力额定值可从30～40bar中取值。

若在10min内压缩机的压力额定值与冷凝压力的差值大于3bar且小于或者等于10bar，则对热泵机组进行第一级别预警。此时冷媒存在轻微泄漏，但可以满足使用条件。

S32、若在预设时间内压力额定值与所述冷凝压力的差值大于第二压力阈值，则对所述热泵机组进行第二级别预警，以使得所述热泵机组执行待机指令。

若在10min内压缩机的压力额定值与冷凝压力的差值大于10bar且小于或者等于15bar，则对热泵机组进行第二级别预警，热泵机组执行待机指令。

热泵机组执行待机指令之后，可以将压力数据上传至能量管理系统，能量管理系统断电。

S33、判断在预设时间内压力额定值与所述冷凝压力的差值是否大于第三压力阈值，若是，则切断所述热泵机组的电源。

在本实施例中，第三压力阈值为15bar。具体的，在10min内压力额定值与冷凝压力的差值大于15bar，表示此时冷媒泄漏过大，热泵机组的制冷量衰减过大，则需要切断所述热泵机组的电源。

实施例二

请参照图2，一种热泵机组的冷媒泄漏预警终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现实施例一的一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法的各个步骤。

综上所述，本发明提供的一种热泵机组的冷媒泄漏预警方法及终端，由于热泵机组在制冷与制热时压缩机均处于工作状态，因此接收热泵机组的运行模式，根据运行模式确定热泵机组的目标温度，若热泵机组中水泵的供液温度与目标温度的差值大于温度阈值，则对热泵机组进行预警；若热泵机组中压缩机的压力额定值与所述冷凝压力的差值大于压力阈值，则对热泵机组进行预警。以此方式，通过水泵的水温变化情况以及压缩机的冷媒压力变化情况来判断压缩机冷媒泄漏状态，能够对冷媒泄漏进行预警处理，防止因冷媒泄漏而引起电池系统过温的问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。