大冷量變頻空調系統、空調及其節流裝置的控制方法與流程
2023-11-06 06:24:43
本發明涉及空調技術領域，特別是涉及一種大冷量變頻空調系統、大冷量變頻空調以及大冷量變頻空調系統節流裝置的控制方法。
背景技術：
隨著科學技術及社會經濟的發展，科技的進步正影響著社會的經濟並改變著人們的生活方式。節流裝置是空調器的重要元器件，對於空調器而言，節流裝置的流量大小決定了系統冷媒循環量的大小。對於商用大冷量空調器，目前多採用毛細管節流和熱力膨脹閥節流。
然而，採用毛細管節流和熱力膨脹閥節流的空調器具有如下缺陷：
1、採用毛細管節流的缺點為：流量不可調節，特別是對於變頻空調器或可卸載變容量空調器，很難同時滿足滿負荷和低負荷的流量需求。當環境溫度發生變化或者空調負荷發生變化時，毛細管流量不可調節，這樣對機組的能力能效發揮和運行可靠性都有較大的影響。
2、採用熱力膨脹閥的缺點為：雖然空調器可根據不同的環境溫度和負荷大小調節流量，但是調節範圍較小，難以滿足大冷量變頻空調系統特別是多聯式空調器的流量調節要求。
技術實現要素：
基於此，有必要針對如何提高系統可靠性的技術問題，提供一種大冷量變頻空調系統、空調及其節流裝置的控制方法。
一種大冷量變頻空調系統。該空調系統包括：控制器、節流裝置、四通閥、冷凝器、蒸發器、壓縮機及氣液分離器，所述控制器與所述節流裝置電連接，所述四通閥分別與所述冷凝器、所述蒸發器、所述壓縮機及所述氣液分離器連通，所述壓縮機還與所述氣液分離器連通，所述大冷量變頻空調系統還包括分別與所述控制器電連接的壓力傳感器及排氣感溫包，所述壓力傳感器及排氣感溫包鄰近所述壓縮機設置，分別用於檢測排氣壓力和檢測排氣溫度；所述節流裝置包括分別與所述控制器電連接的電子膨脹閥及毛細管節流閥，所述電子膨脹閥及所述毛細管節流閥並聯，所述電子膨脹閥分別所述冷凝器及所述蒸發器連通，所述毛細管節流閥分別所述冷凝器及所述蒸發器連通。
在其中一個實施例中，所述毛細管節流閥包括串聯的毛細管和電磁閥，所述毛細管還與所述蒸發器連通，所述電磁閥還與所述冷凝器連通，所述電磁閥與所述控制器電連接。
在其中一個實施例中，所述大冷量變頻空調系統還包括用於檢測室外環境溫度的室外環境溫度感溫包及用於檢測室內環境溫度的室內環境溫度感溫包，所述室外環境溫度感溫包及所述室內環境溫度感溫包分別與所述控制器電連接。
一種大冷量變頻空調。該空調包括上述的大冷量變頻空調系統。
上述大冷量變頻空調系統及其空調，通過電子膨脹閥和毛細管的並聯來滿足不同環境溫度和不同負荷的流量調節要求，毛細管通過電磁閥控制通斷，當系統壓力較高時可通過毛細管進行洩壓。解決了普通毛細管流量不可調節的問題。解決了熱力膨脹閥調節範圍小的問題。可適應不同環境溫度和不同空調負荷的流量調節需求，調節精度高，可根據不同環境溫度設置不同的目標排氣溫度值，以此來調節電子膨脹閥的開度，提高系統可靠性。
一種大冷量變頻空調系統節流裝置的控制方法。該方法包括：獲取變頻空調系統的排氣壓力值和排氣溫度值；當所述排氣壓力值小於預設壓力閾值時，計算所述排氣溫度值與預設溫度閾值的溫度差值；判斷所述溫度差值是否在目標排氣溫度範圍內；若是，則生成控制信號；發送所述控制信號至節流裝置，以控制所述節流裝置的通斷。
在其中一個實施例中，所述獲取變頻空調系統的排氣壓力值和排氣溫度值，包括：獲取變頻空調系統的壓縮機排氣口附近的排氣壓力值和排氣溫度值。
在其中一個實施例中，所述計算所述排氣溫度值與預設溫度閾值的溫度差值，包括：獲取室外環境溫度值及室內環境溫度值；根據所述室外環境溫度值及所述室內環境溫度值，設置所述預設溫度閾值；將所述排氣溫度值減去所述預設溫度閾值，得到所述溫度差值。
在其中一個實施例中，當所述溫度差值在目標排氣溫度範圍內時，生成控制信號，包括：獲取所述變頻空調系統的壓縮機的啟動時間；當所述啟動時間大於預設啟動時間閾值時，生成控制信號。
在其中一個實施例中，所述控制信號為電子膨脹閥控制信號；所述發送所述控制信號至節流裝置，以控制所述節流裝置的通斷，包括：發送所述電子膨脹閥控制信號至所述節流裝置的電子膨脹閥，以控制所述節流裝置的電子膨脹閥的通斷。
在其中一個實施例中，所述控制信號為電磁閥控制信號；所述發送所述控制信號至節流裝置，以控制所述節流裝置的通斷，包括：獲取所述變頻空調系統的電子膨脹閥的步數；當所述步數滿足預設步數時，發送所述電磁閥控制信號至所述節流裝置的電磁閥，以控制所述節流裝置的電磁閥的通斷。
上述大冷量變頻空調系統節流裝置的控制方法，通過排氣壓力值和排氣溫度值，控制節流裝置，從而滿足不同環境溫度和不同負荷的流量調節要求。解決了普通毛細管流量不可調節的問題。解決了熱力膨脹閥調節範圍小的問題。可適應不同環境溫度和不同空調負荷的流量調節需求，調節精度高，可根據不同環境溫度設置不同的目標排氣溫度值，以此來調節節流裝置的開度，提高系統可靠性。
附圖說明
圖1為一個實施方式中大冷量變頻空調系統的結構示意圖；
圖2為一個實施方式中大冷量變頻空調系統節流裝置的控制方法的步驟流程示意圖。
具體實施方式
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
請參閱圖1，其為一個實施方式中大冷量變頻空調系統的結構示意圖，該空調系統包括：控制器、節流裝置、四通閥、冷凝器、蒸發器、壓縮機、氣液分離器、壓力傳感器及排氣感溫包。
控制器與節流裝置電連接。四通閥分別與冷凝器、蒸發器、壓縮機及氣液分離器連通。壓縮機還與氣液分離器連通。壓力傳感器及排氣感溫包分別與控制器電連接。壓力傳感器及排氣感溫包鄰近壓縮機設置，分別用於檢測排氣壓力和檢測排氣溫度。節流裝置包括分別與控制器電連接的電子膨脹閥及毛細管節流閥，電子膨脹閥及毛細管節流閥並聯，電子膨脹閥分別冷凝器及蒸發器連通，毛細管節流閥分別冷凝器及蒸發器連通。
為提高控制效果，在其中一個實施例中，毛細管節流閥包括串聯的毛細管和電磁閥，毛細管還與蒸發器連通，電磁閥還與冷凝器連通，電磁閥與控制器電連接。這樣通過控制器控制電磁閥，實現毛細管的導通及關斷，有效的控制毛細管，提高了控制效果。
為了檢測室內外的溫度，在其中一個實施例中，大冷量變頻空調系統還包括用於檢測室外環境溫度的室外環境溫度感溫包及用於檢測室內環境溫度的室內環境溫度感溫包，室外環境溫度感溫包及室內環境溫度感溫包分別與控制器電連接，用於將檢測到的溫度值傳輸至控制器中。
值得一提的是，本發明還涉及一種大冷量變頻空調。該大冷量變頻空調包括上述的大冷量變頻空調系統。
上述大冷量變頻空調系統及其空調，通過電子膨脹閥和毛細管的並聯來滿足不同環境溫度和不同負荷的流量調節要求，毛細管通過電磁閥控制通斷，當系統壓力較高時可通過毛細管進行洩壓。解決了普通毛細管流量不可調節的問題。解決了熱力膨脹閥調節範圍小的問題。可適應不同環境溫度和不同空調負荷的流量調節需求，調節精度高，可根據不同環境溫度設置不同的目標排氣溫度值，以此來調節電子膨脹閥的開度，提高系統可靠性。
本實施例的控制方法用於控制圖1所示的大冷量變頻空調系統。請參閱圖2，其為一個實施方式中大冷量變頻空調系統節流裝置的控制方法20的步驟流程示意圖。結合圖1和圖2，該空調系統原理圖如圖1所示，結合本實施例的控制方法，例如，在壓縮機排氣口附近有檢測排氣溫度的排氣感溫包和檢測排氣壓力的壓力傳感器，其節流裝置由電子膨脹閥、毛細管和電磁閥組成，其中電磁閥可以控制毛細管的通斷。當空調器負荷較小時只打開電子膨脹閥，此時滿足空調低負荷小流量的需求；當空調器負荷較大時，打開電子膨脹閥同時打開電磁閥，對應的毛細管接通，滿足機組的高負荷大流量的需求。當系統高壓較高時，可強制打開節流毛細管以降低高壓。
為進一步了解本實施例的控制方法，如圖2所示，例如，一種大冷量變頻空調系統節流裝置的控制方法20包括如下步驟：
步驟S201：獲取變頻空調系統的排氣壓力值和排氣溫度值。
具體的，在變頻空調系統中安裝檢測排氣溫度的排氣感溫包和檢測排氣壓力的壓力傳感器，以獲取變頻空調系統的排氣壓力值和排氣溫度值。為提高控制精確度，在其中一個實施例中，獲取變頻空調系統的排氣壓力值和排氣溫度值，包括：獲取變頻空調系統的壓縮機排氣口附近的排氣壓力值和排氣溫度值。
步驟S202：當排氣壓力值小於預設壓力閾值時，計算排氣溫度值與預設溫度閾值的溫度差值。
具體的，將獲取到的排氣壓力值與預設壓力閾值進行對比判斷，當排氣壓力值小於預設壓力閾值時，計算排氣溫度值與預設溫度閾值的溫度差值。在其中一個實施例中，計算排氣溫度值與預設溫度閾值的溫度差值，包括：獲取室外環境溫度值及室內環境溫度值。根據室外環境溫度值及室內環境溫度值，設置預設溫度閾值。將排氣溫度值減去預設溫度閾值，得到溫度差值。
例如，針對不同的室內外環境溫度設置不同的壓縮機目標排氣溫度，不同室內外環境溫度下壓縮機目標排氣溫度值如下表1所示：
表1
步驟S203：判斷溫度差值是否在目標排氣溫度範圍內。
具體的，空調負荷的大小根據實際溫度和設定溫度的差值定，差值越大負荷越大，反映在該系統上就是流量的大小，因此可以根據目標排氣溫度，判斷溫度差值是否在目標排氣溫度範圍內，從而設定節流裝置的開度。
步驟S204：若是，則生成控制信號。
具體的，當溫度差值在目標排氣溫度範圍內時，生成控制信號，包括：獲取變頻空調系統的壓縮機的啟動時間。當啟動時間大於預設啟動時間閾值時，生成控制信號。
例如，電子膨脹閥的控制如下：壓縮機啟動3min內，電子膨脹閥步數P＝a1*f壓縮機頻率+b1*T室外環境溫度+c1*T室內環境溫度，壓縮機啟動3min後，電子膨脹閥開度根據實際排氣溫度和目標排氣溫度的差值進行調節
當T實際排氣溫度-T目標排氣溫度≤-A時，電子膨脹閥每M秒關小N步。
當-A＜T實際排氣溫度-T目標排氣溫度≤-B時，電子膨脹閥每M秒關小P步。
當-B＜T實際排氣溫度-T目標排氣溫度≤-C時，電子膨脹閥每M秒關小Q步。
當-C＜T實際排氣溫度-T目標排氣溫度≤0時，電子膨脹閥維持當前步數。
當0＜T實際排氣溫度-T目標排氣溫度≤D時，電子膨脹閥維持當前步數。
當D＜T實際排氣溫度-T目標排氣溫度≤E時，電子膨脹閥每M秒開大R步。
當E＜T實際排氣溫度-T目標排氣溫度≤F時，電子膨脹閥每M秒開大S步。
T實際排氣溫度-T目標排氣溫度＞F時，電子膨脹閥每M秒開大T步。
註：上述A、B、C、E、F、T等均為正數。
例如，節流毛細管電磁閥的控制方法如下：
電子膨脹閥每t秒更新一次目標步數，目標步數根據上述第2部分邏輯計算
①製冷或除溼模式下
節流毛細管電磁閥默認打開狀態
1)當T實際排氣溫度-T目標排氣溫度≤X℃且電子膨脹閥步數小於m步時，節流毛細管電磁閥關閉，在關閉節流毛細管電磁閥前先將電子膨脹閥步數調至P＝a2*f壓縮機頻率+b2*T室外環境溫度+c2*T室內環境溫度，維持t秒後根據上述第2部分邏輯進行調節
2)當節流毛細管處於關閉狀態，T實際排氣溫度-T目標排氣溫度＞Y℃且電子膨脹閥步數大於n步時，打開節流毛細管電磁閥，之後電子膨脹閥按照第2部分邏輯進行控制
3)當節流毛細管處於關閉狀態，T實際排氣溫度-T目標排氣溫度＞Z℃且系統排氣壓力大於p MPa時，打開節流毛細管電磁閥，之後電子膨脹閥按照第2部分邏輯進行控制(此條優先級高於第1)條)
②制熱模式下
制熱時節流毛細管關閉，當進入化霜後節流毛細管電磁閥打開，退出化霜時節流毛細管電磁閥關閉，電子膨脹閥步數恢復到進入化霜前的步數
③送風模式下，節流毛細管電磁閥關閉
④系統回油時，節流毛細管電磁閥打開，且電子膨脹閥開度維持在q步，退出回油後，電子膨脹閥恢復到進入回油前的開度，按照第2部分邏輯進行控制
步驟S205：發送控制信號至節流裝置，以控制節流裝置的通斷。
具體的，在其中一個實施例中，控制信號為電子膨脹閥控制信號。發送控制信號至節流裝置，以控制節流裝置的通斷，包括：發送電子膨脹閥控制信號至節流裝置的電子膨脹閥，以控制節流裝置的電子膨脹閥的通斷。
在其中一個實施例中，控制信號為電磁閥控制信號。發送控制信號至節流裝置，以控制節流裝置的通斷，包括：獲取變頻空調系統的電子膨脹閥的步數。當步數滿足預設步數時，發送電磁閥控制信號至節流裝置的電磁閥，以控制節流裝置的電磁閥的通斷。
例如，對上述方案的變量進行賦值，以充分說明本實施例，例如，第一組：A＝15，B＝10，C＝5，D＝5，E＝10，F＝15，N＝20，P＝15，Q＝10，R＝10，S＝15，T＝20，X＝5，Y＝5，Z＝3，a1＝1，b1＝1，c1＝3，a2＝1，b2＝1，c2＝2，m＝100，n＝380，需要說明的是，f壓縮機頻率是當前的壓縮機頻率，不能賦值；同理，T室外環境溫度是傳感器檢測的溫度，不能賦值；同理，T室內環境溫度是傳感器檢測的溫度，不能賦值。如此可得：t＝30，p＝3.8，q＝300。
例如，對上述方案的變量進行賦值，以充分說明本實施例，例如，第二組：A＝12，B＝8，C＝3，D＝3，E＝8，F＝12，N＝15，P＝10，Q＝5，R＝5，S＝10，T＝15，X＝3，Y＝3，Z＝2，a1＝1，b1＝1，c1＝2，a2＝1，b2＝1，c2＝3，m＝90，n＝400。需要說明的是，f壓縮機頻率是當前的壓縮機頻率，不能賦值；同理，T室外環境溫度是傳感器檢測的溫度，不能賦值；同理，T室內環境溫度是傳感器檢測的溫度，不能賦值。如此可得：t＝40，p＝3.6，q＝320。
上述大冷量變頻空調系統節流裝置的控制方法，通過排氣壓力值和排氣溫度值，控制節流裝置，從而滿足不同環境溫度和不同負荷的流量調節要求。解決了普通毛細管流量不可調節的問題。解決了熱力膨脹閥調節範圍小的問題。可適應不同環境溫度和不同空調負荷的流量調節需求，調節精度高，可根據不同環境溫度設置不同的目標排氣溫度值，以此來調節節流裝置的開度，提高系統可靠性。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。