控制空調的水側換熱器蒸發溫度的方法及空調的製作方法

2023-06-14 07:01:16

專利名稱：控制空調的水側換熱器蒸發溫度的方法及空調的製作方法
技術領域：
本發明涉及空調製冷領域，具體而言，涉及一種控制空調的水側換熱器蒸發溫度的方法及空調。
背景技術：
空調上常用的水側換熱器有多種，例如殼管換熱器、套管式換熱器、板式換熱器等。目前，水側換熱器經常會出現的凍壞的情況，出現凍壞主要有以下原因:(I)機組長時間運行的過程中，可能因為機組運行振動或水流對換熱器的衝擊等原因，使銅管和管板之間出現間隙，水流入此間隙，進入此間隙中的水會形成死水，當蒸發溫度較低時，此間隙中的水可能會結成冰，水結成冰後體積會膨脹，進而使銅管鼓包脹裂，從而使銅管外的水洩漏進入系統中，導致壓縮機毀壞；(2)對板式換熱器而言，水側流通面積很小，且各國的水質情況不同，當水質較差時，流道很容易堵塞形成死水，當蒸發溫度較低，例如，水溫低於0°C時，水會結成冰，導致換熱器凍壞；(3)水流開關未接、故障或短接，此時突然停水泵或水泵故障後無水流，則機組不能及時保護，當機組能力較大時，會使換熱管內的水在極短的時間內全結成冰，從而使換熱管脹裂導致洩漏。

發明內容
本發明提供了一種控制空調的水側換熱器蒸發溫度的方法及空調，以至少解決相關技術中水側換熱器經常出現凍壞的問題。根據本發明的一個方面，提供了一種控制空調的水側換熱器蒸發溫度的方法，包括:採集所述水側換熱器的氣管壓力；根據所述氣管壓力計算出所述氣管壓力下的蒸發溫度；將所述蒸發溫度與預設溫度值進 行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器的蒸發溫度。優選地，將所述蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器蒸發溫度包括:當所述蒸發溫度低於第一預設溫度值時，開大所述膨脹閥的開度以提高低壓和所述蒸發溫度；當所述蒸發溫度高於所述第一預設溫度值並低於第二預設溫度值時，所述膨脹閥的開度維持不變，所述壓縮機正常變頻和加卸載；當所述蒸發溫度高於第二預設溫度值時，根據吸氣過熱度目標值調整所述膨脹閥的開度。優選地，將所述蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器蒸發溫度包括:當所述蒸發溫度低於第三預設溫度值時，降低所述壓縮機的頻率或卸載，其中所述第三預設溫度值小於所述第一預設溫度值。優選地，將所述蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器蒸發溫度包括:當所述蒸發溫度低於第四預設溫度值並且所述壓縮機的頻率達到最小或卸載到最低點時，將所述壓縮機停機，其中所述第四預設溫度值小於所述第三預設溫度值。優選地，所述氣管壓力下的蒸發溫度的計算公式為:tQ = -53.10957+15.88893* (P*0.01+1)-1.33558*(P*0.01+1)2+0.06634*(P*0.0.1+1)3-0.00161*(P*0.01+1)4+0.0000149287* (P*0.01+1)5，其中，h是所述蒸發溫度，單位為V，P是所述氣管壓力，單位為kPa。根據本發明的另一方面，提供了一種空調，包括:壓力採集裝置，用於採集所述空調的水側換熱器的氣管壓力；控制裝置，與所述壓力採集裝置連接，用於根據所述氣管壓力計算出所述氣管壓力下的蒸發溫度，將所述蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器的蒸發溫度。優選地，所述壓力採集裝置為設置於所述水側換熱器的氣管上的壓力傳感器。優選地，所述控制裝置為PLC控制器或單片機。本發明採用了如下方法:採集水側換熱器上的氣管壓力，並根據氣管壓力計算出該壓力下的蒸發溫度，並將該蒸發溫度與預設溫度值進行比較，根據比較結果來調節膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載，即考慮到了壓力在控制蒸發溫度方面的影響，通過採集氣管壓力且通過該氣管壓力計算出其對應的蒸發溫度，根據該蒸發溫度調節膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制水側換熱器的蒸發溫度，即通過實時檢測、調節水側換熱器蒸發溫度，解決了相關技術中水側換熱器在水溫較低的情況下經常出現凍壞的問題，在機組運行過程中全面保護水側換熱器，提升了系統的可靠性及空調使用壽命，實用性強，提高了用戶體驗。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
圖1是根據本發明實施例的控制空調的水側換熱器蒸發溫度的方法的流程圖；圖2是根據本發明優選實施例的壓力傳感器安裝位置示意圖；圖3是根據本發明優選實施例的控制空調的水側換熱器蒸發溫度的方法的流程圖；圖4是根據本發明實施例的空調內部製冷循環系統結構示意圖；以及圖5是根據本發明實施例的空調的結構框圖。
具體實施例方式下文中將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。基於相關技術中，水側換熱器在水溫較低的情況下經常出現凍壞的問題，本發明實施例提供了一種控制空調的水側換熱器蒸發溫度的方法，圖1示出了該方法的總流程，該方法包括步驟S102至步驟S106:步驟S102，採集水側換熱器的氣管壓力；步驟S104，根據氣管壓力計算出氣管壓力下的蒸發溫度；步驟S106，將蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制水側換熱器的蒸發溫度。本發明實施例採用了如下方法:採集水側換熱器上的氣管壓力，並根據氣管壓力計算出該壓力下的蒸發溫度，並將該蒸發溫度與預設溫度值進行比較，根據比較結果來調節膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載，即考慮到了壓力在控制蒸發溫度方面的影響，通過採集氣管壓力且通過該氣管壓力計算出其對應的蒸發溫度，根據該蒸發溫度調節膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制水側換熱器的蒸發溫度，即通過實時檢測、調節水側換熱器蒸發溫度，解決了相關技術中水側換熱器在水溫較低的情況下經常出現凍壞的問題，在機組運行全面保護水側換熱器，提升了系統的可靠性及空調使用壽命，實用性強，提高了用戶體驗。在上述步驟實施的過程前，需要在水側換熱器的氣管上安裝壓力傳感器，用以檢測不同時間點下的壓力值。在根據採集到的氣管壓力計算蒸發溫度的過程中，可以利用氣管壓力下的蒸發溫度的計算公式為:tQ = -53.10957+15.88893*(P*0.01+1)-1.33558*(P*0 01+l)2+0.06634*(P*0.0.l+l)3-0.00161*(P*0.01+l)4+0.0000149287*(P*0.01+1)5，其中，t0是蒸發溫度(單位為。C )，P是氣管 壓力(單位為kPa)，且該公式是用壓力溫度查詢軟體查得不同壓力下的飽和溫度，然後根據若干數據擬合得出的。當然，在實際測試過程中，可以根據實際環境對公式進行適當調整，但總體思想都是基於壓力來計算出蒸發溫度的。步驟S106執行的過程中，可以包括以下處理:當蒸發溫度低於第一預設溫度值時，開大膨脹閥的開度以提高低壓和蒸發溫度；當開大膨脹閥的開度後，蒸發溫度高於第一預設溫度值並低於第二預設溫度值時，膨脹閥的開度維持不變，壓縮機正常變頻和加卸載；當開大膨脹閥的開度，蒸發溫度高於第二預設溫度值時，根據吸氣過熱度目標值調整膨脹閥的開度。上述步驟主要考慮在一定溫度內，通過調節膨脹閥(本實施例應用的為電子膨脹閥)來控制著蒸發溫度，即，在上述過程中，壓縮機處於正常工作狀態，不參與調節。因此上述過程可以總結為:當水側換熱器氣管壓力對應的蒸發溫度h低於第一預設溫度值h時，可適當開大電子膨脹閥，以提高低壓，此時設置的吸氣過熱度目標值可調小，當水側換熱器氣管壓力對應的蒸發溫度h高於第二預設溫度值t2後，電子膨脹閥再根據吸氣過熱度目標值調整開度。在步驟S106的執行過程中，當蒸發溫度進一步降低時，即當蒸發溫度h低於第三預設溫度值t3時，降低壓縮機的頻率或卸載，其中第三預設溫度值t3小於第一預設溫度值t10在溫度更低時，即當蒸發溫度低於第四預設溫度值t4並且壓縮機的頻率達到最小或卸載到最低點時，將壓縮機停機，其中第四預設溫度值t4小於第三預設溫度值t3。在此過程中，啟用了壓縮機變頻或容量調節結束提高低壓，即當水側換熱器氣管壓力對應的蒸發溫度h低於t3時，通過降低壓縮機的頻率或者卸載，降低壓縮機的排量(即相當於增大了換熱器的換熱面積)，從而提高低壓和蒸發溫度。下面結合優選實施例及圖2和圖3對上述實施方式進行進一步描述。本實施例包括如下基本步驟:步驟1，採用間接測量方法，根據採集到的氣管壓力計算出蒸發溫度，控制器在根據蒸發溫度控制電子膨脹閥和壓縮機。其中，在採集之前，在水側換熱器(殼管換熱器)的氣管上安裝壓力傳感器，如圖2所示。
步驟2，檢測換熱器氣管上的壓力P (表壓:kPa)，根據如下公式換算，可得到此壓力對應的蒸發溫度tQ。t0 = -53.10957+15.88893*(P*0.01+1)-1.33558*(P*0.01+l)2+0.06634*(P*0.01+l)3-0.00161*(P*0.01+l)4+0.0000149287*(P*0.01+1)5(注:此公式是用壓力溫度查詢軟體查得不同壓力下的飽和溫度，然後根據若干組數據擬合得出。)步驟3，當水側換熱器氣管壓力對應的蒸發溫度h低於^時，可適當開大電子膨脹閥，以提高低壓和蒸發溫度，此時設置的吸氣過熱度目標值可調小，當水側換熱器氣管壓力對應的蒸發溫度&高於t2後，電子膨脹閥再根據吸氣過熱度目標值調整開度。如果經過電子膨脹閥的調節，水側換熱器氣管壓力對應的蒸發溫度h仍低於t3時，則通過降低壓縮機的頻率或者卸載，降低壓縮機的排量(相當於增大了殼管換熱器的換熱面積)，從而提高低壓和蒸發溫度。如果壓縮機已到達最小頻率或者卸載到最低點，蒸發溫度h仍低於t4時，可讓機組停機，以此來保護殼管換熱器。下面根據圖3所示的流程圖對上述過程進行進一步描述，該過程包括步驟S302至步驟S328:步驟S302，機組開機運行。步驟S304，電子膨脹閥按目標吸氣過熱度調節，壓縮機正常變頻或加載。步驟S306，檢測到換熱器蒸發溫度tQ < h。步驟S308，適當開打電子彭徵法開度(吸氣過熱度在可接受範圍內)。

步驟S310，判 斷是否換熱器蒸發溫度td > t2，如果是，則執彳了步驟S304，如果否，則存在兩種情況，根據h情況判斷執行步驟S312或S314。步驟S312，檢測到L < tQ < t2，執行步驟S316。步驟S314，檢測到tQ h，如果是，則執彳了步驟S316，如果否，則包含兩種情況，根據^情況判斷執行步驟S322或S324步驟S322，檢測到tQ < t4，執行步驟S326。步驟S324，檢測到t3 < tQ < &，執行步驟S328。步驟S326，壓縮機停機。步驟S328,壓縮機維持原狀，電子膨脹閥開大。根據本發明實施例還提供了一種空調，其內部製冷循環系統結構示意圖如圖4所示，該空調除包括圖4製冷循環系統的殼管換熱器、翅片換熱器等裝置，還包括如圖5所示的裝置，即壓力採集裝置10，用於採集空調的水側換熱器的氣管壓力；控制裝置20，與壓力採集裝置10連接，用於根據氣管壓力計算出氣管壓力下的蒸發溫度，將蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制水側換熱器的蒸發溫度。其中，壓力採集裝置10為設置於水側換熱器的氣管上的壓力傳感器。控制裝置20為PLC控制器或單片機。從以上的描述中，可以看出，本發明實現了如下技術效果:
本發明上述實施例考慮到了壓力在控制蒸發溫度方面的影響，通過採集氣管壓力且通過該氣管壓力計算出其對應的蒸發溫度，根據該蒸發溫度調節膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制水側換熱器的蒸發溫度，解決了相關技術中水側換熱器在水溫較低的情況下經常出現凍壞的問題，進而可以根據不同情況調節蒸發溫度，全面保護水側換熱器，提升了系統的性能及空調使用壽命，實用性強，提高了用戶體驗。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，並且在某些情況下，可以以不同於此處的順序執行所示出或描述的步驟，或者將它們分別製作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟製作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制於任何特定的硬體和軟體結合。以上僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含 在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種控制空調的水側換熱器蒸發溫度的方法，其特徵在於，包括 採集所述水側換熱器的氣管壓力； 根據所述氣管壓力計算出所述氣管壓力下的蒸發溫度； 將所述蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器的蒸發溫度。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，將所述蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器蒸發溫度包括 當所述蒸發溫度低於第一預設溫度值時，開大所述膨脹閥的開度。
3.根據權利要求2所述的控制方法，其特徵在於，將所述蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器蒸發溫度包括 在開大所述膨脹閥的開度後，當所述蒸發溫度高於所述第一預設溫度值並低於第二預設溫度值時，所述膨脹閥的開度維持不變，所述壓縮機正常變頻和加卸載； 當所述蒸發溫度高於第二預設溫度值時，根據吸氣過熱度目標值調整所述膨脹閥的開度。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，將所述蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器蒸發溫度包括 在開大所述膨脹閥的開度後，當所述蒸發溫度低於第三預設溫度值，降低所述壓縮機的頻率或卸載，其中所述第三預設溫度值小於所述第一預設溫度值。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，將所述蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器蒸發溫度包括 當所述蒸發溫度低於第四預設溫度值並且所述壓縮機的頻率達到最小或卸載到最低點時，將所述壓縮機停機，其中所述第四預設溫度值小於所述第三預設溫度值。
6.根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特徵在於，所述氣管壓力下的蒸發溫度的計算公式為t0 = -53. 10957+15. 88893* (P*0. 01+1)-I. 33558* (P*0. 01+1) 2+0. 06634* (P*0.0. l+l)3-0. 00161* (P*0. 01+1)4+0. 0000149287* (P*0. 01+1)5，其中，tQ 是所述蒸發溫度，P 是所述氣管壓力。
7.—種空調，其特徵在於，包括 壓力採集裝置，用於採集所述空調的水側換熱器的氣管壓力； 控制裝置，與所述壓力採集裝置連接，用於根據所述氣管壓力計算出所述氣管壓力下的蒸發溫度，將所述蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節所述空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制所述水側換熱器的蒸發溫度。
8.根據權利要求7所述的空調，其特徵在於，所述壓力採集裝置為設置於所述水側換熱器的氣管上的壓力傳感器。
9.根據權利要求7所述的空調，其特徵在於，所述控制裝置為PLC控制器或單片機。
全文摘要
本發明公開了一種控制空調的水側換熱器蒸發溫度的方法及空調，該方法包括採集水側換熱器的氣管壓力；根據氣管壓力計算出氣管壓力下的蒸發溫度；將蒸發溫度與預設溫度值進行比較，並根據比較結果通過調節空調的膨脹閥的開度和/或壓縮機的頻率或卸載以控制水側換熱器的蒸發溫度。通過運用本發明，實時檢測、控制水側換熱器的蒸發溫度，解決了相關技術中水側換熱器在水溫較低的情況下經常出現凍壞的問題，在機組運行時全面保護水側換熱器，提升了系統的可靠性及空調使用壽命，實用性強，提高了用戶體驗。
文檔編號F25B49/02GK103256767SQ201210034479
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月15日 優先權日2012年2月15日
發明者楊洋, 陳培生, 張龍愛, 劉剛峰, 趙應升 申請人:珠海格力電器股份有限公司