CN101832621A

CN101832621A - 一种多联机空调系统自保护控制方法以及自保护控制装置

Info

Publication number: CN101832621A
Application number: CN 201010168387
Authority: CN
Inventors: 涂虬; 冯自平; 董凯军; 宋文吉; 林用满
Original assignee: Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Current assignee: Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2010-09-15

Abstract

多联机空调系统的自保护控制方法及自保护控制装置，该方法包括：在达到冷媒排出自保护控制开始条件时，控制对应的压缩机以预设输出比进行冷媒排出运转，将相应室内机电子膨胀阀或室外机电子膨胀阀按照控制程序要求关闭，将冷媒排出至液管段与气管段之间，达到预设完成条件时，控制对应的压缩机停止运转。本发明方案的自保护控制方法及自保护控制装置，实际上提供了一种管道冷媒储存技术，是将多余的冷媒排出到了液管段，有效防止了多联机空调压缩机的带液启动，可以有效避免压缩机在启动时因液压缩而损坏的情况，提高了系统运行的稳定性。

Description

一种多联机空调系统自保护控制方法以及自保护控制装置

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种多联机空调系统的自保护控制方法、一种多联机空调系统的自保护控制装置以及一种多联机空调系统。

背景技术

随着变频技术的推广应用，变频多联机空调系统得到了迅猛的发展，与普通的空调器相比，变频多联机具有制冷制热迅速强劲、高效、节能、舒适等优点，并以其自由的组合布置、优良的部分负荷效率及灵活的使用方法，适应了市场的需求，满足了不同规模建筑物的要求。

然而，对于不同的多联机空调系统来说，由于用户的不同、使用情况的不同，所匹配的室内机的情况也是千差万别，例如多联机3模块组合成48匹，最多可以匹配64台室内机，另一方面，即使是某一具体的多联机系统，室内机的配置固定，但是由于使用情况的不同，室内机的开启台数也会不同，从而使得室外机的运行负荷随之变化，导致系统中的冷媒循环量也就不同。

系统中所充注的冷媒量以及冷媒循环量对系统性能有着很大的影响。系统中的冷媒充注量包括多联机模块出厂时自带的冷媒出厂充注量和安装时的冷媒追加量。其中，模块自带的冷媒充注量，是在产品开发时通过性能试验来确定，例如10HP、12HP、16HP模块的冷媒量分别为10kg、12kg、15kg，那么，组合而成的38HP的系统，冷媒量为37kg。冷媒追加量是在多联机系统安装时，根据系统中液管的配置长度来计算的。而系统中的冷媒循环量则主要由压缩机的运行情况来决定，压缩机的输出能力越大，冷媒循环量越多。由此可见，系统中的冷媒循环量不是由系统的冷媒充注量来决定的，这意味着，当系统只需要少量的冷媒参与系统循环时，多余的冷媒就需要储存起来。

此外，多联机系统越庞大，其冷媒量也就越多，如果控制不好，就会导致以下后果：其一、冷媒循环量过多，会使得过多的冷媒回到压缩机，造成液击，尤其是在压缩机启动时，会出现瞬间过多的冷媒进入压缩机涡旋盘，造成液击；其二、过多的冷媒会稀释压机油，导致压缩机得不到润滑，从而破坏压缩机。

另外，对于变频多联机空调系统，当室内机开启运行台数较少时，压缩机以较低频率运行，系统中需要的冷媒循环量较少，多余的冷媒不参与循环。为了解决这一矛盾，目前大多数的多联机产品，开发时都设计有高压储液器、低压储液器(气液分离器)，以用来储存不参与系统循环的冷媒，高压储液器、低压储液器的容积越大，越有利于储存冷媒。

但是，由于受到多联机的体积以及成本的限制，高压储液器、低压储液器的容积不可能无限大，当气液分离器积满冷媒时，液态制冷剂就会直接会回到其压缩机中，造成回液，特别是压缩机启动时，瞬间大量的液态制冷剂直接被吸到压缩机中去，对压缩机造成致命的破坏，这就是市场上某些多联机产品经常在启动时因液压缩而烧坏压缩机的一个重要原因。如何避免系统中多余的冷媒以液态冷媒滞留在低压储液器中，避免在压缩机启动时造成液击而损坏压缩机，成为多联机空调技术中的一个瓶颈问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多联机空调系统的自保护控制方法、一种多联机空调系统的自保护控制装置以及一种多联机空调系统，其可以有效避免压缩机在启动时因液压缩而损坏的情况，提高系统运行的稳定性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多联机空调系统的自保护控制方法，包括步骤：

在达到冷媒排出自保护控制开始条件时，控制对应的压缩机以预设输出比进行冷媒排出运转，将相应的室内机电子膨胀阀或室外机电子膨胀阀按照控制程序要求关闭，将冷媒排出至液管段与气管段之间，并在达到预设完成条件时，控制所述对应的压缩机停止运转。

一种多联机空调系统的自保护控制装置，包括：

启动条件判别模块，用于判别是否达到冷媒排出自保护控制开始条件；

预设完成条件判别模块，用于判别是否达到预设完成条件；

操作控制模块，用于在达到冷媒排出自保护控制开始条件时，控制对应的压缩机以预设输出比进行冷媒排出运转，将相应的室内机电子膨胀阀或室外机电子膨胀阀按照控制程序要求关闭，将冷媒排出至液管段与气管段之间，并在达到预设完成条件时，控制所述对应的压缩机停止运转。

一种多联机空调系统，该多联机空调系统包括如上所述的自保护控制装置。

根据本发明方案，其在达到冷媒排出自保护控制开始条件时，是控制对应的压缩机以某个预设的输出比进行冷媒排出运转，将相应的室内机电子膨胀阀或室外机电子膨胀阀按照控制程序要求关闭，将冷媒排出至液管段与气管段之间，并在达到预设完成条件时，再控制所述对应的压缩机停止运转，本发明提供的管道冷媒储存技术，是将多余的冷媒排出到了液管段，有效防止了多联机空调压缩机的带液启动，可以有效避免压缩机在启动时因液压缩而损坏的情况，提高了系统运行的稳定性。

附图说明

图1是本发明的多联机空调系统的结构原理示意图；

图2是本发明的自保护控制方法的流程示意图；

图3是本发明的自保护控制装置的结构示意图；

图4是依据本发明方法在主机制冷时的冷媒排出控制示意图；

图5是依据本发明方法在子机制热时的冷媒排出控制示意图；

图6是依据本发明方法在主机制热时的冷媒排出控制示意图。

具体实施方式

以下通过各具体实施例对本发明的多联机空调系统的自保护控制方法、多联机空调系统的自保护控制装置及多联机空调系统进行详细阐述。

如图1所示，是本发明的多联机空调系统的结构原理示意图，多联机空调系统包括室外机以及室内机，在本实施例中，出于简单说明的目的，是以2台室内机进行说明，这种简单式说明并不用以对本发明的多联机空调系统中所应用的室内机的台数进行限定。在室外机中，又可以分为主机和子机，主机可通过室外机电脑板上的拨码键任意设定。在本发明的后续阐述中，主机指运行中的主机，即优先级最高的模块。

如图1所示，在本发明的多联机空调系统的基本结构与现有技术中的基本相同，室外机包括：冷凝器、压缩机、气液分离器、四通阀、电子膨胀阀、以及高压储液管。所述压缩机包括变频压缩机、定频压缩机。

其中，在图1中所示的多联机空调系统中，Ta、Tdi、Td1、Tdef分别表示环境温度传感器、变频压缩机排气温度传感器、定频压缩机排气温度传感器、除霜盘管温度传感器。Pd、Ps分别是高压压力传感器和低压压力传感器。Hs为高压压力开关。SV1为卸载电磁阀。TC1、TC2分别为室内机气管温度传感器、电子膨胀阀节流后的液管温度传感器。

本发明的多联机空调系统利用液管管段和高压储液管的容积来储存多余的冷媒，在达到冷媒排出自保护控制开始条件时，先控制对应的压缩机以某个预设输出比来进行运转，并将相应的室内机电子膨胀阀或室外机电子膨胀阀按照控制程序要求关闭，进行冷媒排出，把冷媒排出到室外机的电子膨胀阀与室内机的电子膨胀阀之间的液管段中，然后压缩机停机，从而可以把冷媒关闭到液管段。在制冷状态下，冷媒通过四通阀、冷凝器被排到液管段，在制热状态下，冷媒通过四通阀、室内机蒸发器被排出到液管段。

另外，气管段和气液分离器的冷媒被排出到液管段中，考虑到由于温度上升所造成的压力升高，从而可能出现由于液封而导致的爆管现象，为此，还可以在液管段和回气管之间接上卸压阀，卸压阀的一端与所述气液分离器的进管相连接，一端连接于所述高压储液管与液管截止阀之间的液管段，该卸压阀作为一个自保护装置，当液管段中的压力超过一定压力值时，该卸压阀自动打开，从而起到卸压作用，防止爆管。

以下针对应用在本发明中的多联机空调系统的自保护控制方法的具体过程进行详细阐述。

参见图2所示，是如上所述的本发明多联机空调系统的自保护控制方法的流程示意图，其包括步骤：

步骤S101：在达到冷媒排出自保护控制开始条件时，控制对应的压缩机以预设输出比进行冷媒排出运转，将相应的室内机电子膨胀阀或室外机电子膨胀阀按照控制程序要求关闭，进入步骤S102；

步骤S102：识别预设完成条件，并在达到所述预设完成条件时，控制所述对应的压缩机停止运转。

在达到冷媒排出自保护控制开始条件时，将冷媒排出至液管段与气管段之间，并在达到预设完成条件时，控制所述对应的压缩机停止运转。

由于制冷、制热特性的不同，以下针对制冷、制热不同运行状态下的控制情况，以R410A冷媒为例，分别进行详细说明。

其中，在下述各不同方式的说明中，是以将预设输出比设置为25％进行说明，需要注意的是，基于不同的因素，也可以是将该预设输出比设定为其他值。

如图4所示，是依据本发明方法在制冷状态下的主机制冷冷媒排出控制示意图。

在制冷运转时，室外机之间在吸气管处是相互连通的，处于低压部分，因此，在主机停机时，需要进行冷媒的排出控制，在子机停机时，无需进行冷媒的排出运行。

在这种状态下，是分别对主机与子机进行控制，如上所述，在制冷运转时，子机可以不用进行冷媒的排出运行，在主机发出了停机指令时，对主机进行冷媒排出控制，将主机的压缩机按小容量运转，排出气液分离器内的液冷媒，具体的控制内容可以包括有：将压缩机按照某个预设输出比进行运转，如图3所示，在该示例中以预设输出比为25％进行说明，且这里的输出比是指变频压缩机与定频压缩机综合的输出比，并将室内机的各电子膨胀阀全关，对于其他的项目，则为自动控制，可以不进行人为的设定。

在进行上述控制后，压缩机按照所设定的预设输出比进行运转，在达到预设完成条件时，控制压缩机完全停止运转。基于不同角度的考虑因素，这里的预设完成条件可以是下述条件中的任意一个，或者也可以根据实际应用需要设定其他的预设完成条件：排气过热度大于或者等于20℃、或者低压压力小于0.07MPa、或者排气压力大于2.8MPa、或者压缩机已经以该预设输出比运行了预设时间段，结合各种综合因素及合理性考虑，该预设时间段可以设置为10分钟，当然也可以设定为是其他值，具体可分别用下述公式来表示：

在上述公式中，Tdi表示变频压缩机排气温度，CT表示冷凝温度(condensation temperature)，即排气压力对应的饱和温度，Ps表示低压压力，Pd表示高压压力。

在制热运转状态下，各室外机的吸气管被电子膨胀阀隔开，因此，在子机2停机时、子机1停机时、主机停机时都需要分别做冷媒排出控制。以针对子机、主机在制热状态下的冷媒排出控制分别进行说明。

如图5所示，是依据本发明方法在制热状态下的子机制热冷媒排出控制示意图。

在子机制热运转时，主机和子机分别进行各自的控制，在主机向子机发送了停止指示时，对子机进行冷媒排出控制，将子机的压缩机按小容量运转，排出气液分离器内的液冷媒，具体的控制内容可以包括有：将压缩机按照某个预设输出比进行运转，如图4所示，在该示例中以预设输出比为25％进行说明，且这里的输出比是指变频压缩机与定频压缩机综合的输出比，并将室外LEVa1、LEVa2(即室外机的电子膨胀阀)全关，对于其他的项目，则为自动控制，可以不进行人为的设定。

如图6所示，是依据本发明方法在制热状态下的主机制热冷媒排出控制示意图。

在主机制热运转时，主机和子机分别进行各自的控制，在主机接收到停止指示、且排气过热度小于10摄氏度时，这里的停止指示可以是用户通过遥控器、线控器等设备发出，或者也可以是故障停机，对主机进行冷媒排出控制，将主机的压缩机做小容量运转，排出气液分离器内的液冷媒，具体的控制内容可以包括有：将压缩机按照某个预设输出比进行运转，如图5所示，在该示例中以预设输出比为25％进行说明，且这里的输出比是指变频压缩机与定频压缩机综合的输出比，并将室外机的电子膨胀阀全关，对于其他的项目，则为自动控制，可以不进行人为的设定。

在进行上述控制后，压缩机按照所设定的预设输出比进行运转，在达到预设完成条件时，控制压缩机完全停止运转。基于不同角度的考虑因素，这里的预设完成条件可以是下述条件中的任意一个，或者也可以根据实际应用需要设定其他的预设完成条件：排气过热度大于或者等于20℃、或者低压压力小于0.07MPa、或者排气压力大于2.8MPa、或者对应的压缩机的压缩比已经大于某个预设值(综合考虑各种因素，可以表示为排气压力大于低压压力加上0.1MPa之和的8倍减去0.2MPa，当然，根据实际需要，也可以设定为其他值，在此不予赘述)、或者压缩机已经以该预设输出比运行了预设时间段，结合各种综合因素及合理性考虑，该预设时间段可以设置为10分钟，当然也可以设定为是其他值，具体可分别用下述公式来表示：

由上述对制冷、制热时的冷媒排出运转的控制，可以看出：当所有的内机停机时，压缩机进行冷媒的排出运转控制，不论是制冷还是制热，冷媒都是排出到液管段中，不同的地方主要在于对电子膨胀阀的控制有所不同：

在制冷状态下，在接收到停机指令时，内机阀关闭，压缩机不立即停机，而是进行冷媒排出运转，冷媒排出运转结束后，外机的电子膨胀阀关闭，把冷媒关闭到内机电子膨胀阀与外机电子膨胀阀之间的液管段；

在制热状态下，在接收到停机指令时，外机电子膨胀阀关闭，压缩机不立即停机，而是进行冷媒排出运转控制，冷媒排出运转结束后，内机电子膨胀阀关闭，把冷媒关闭到内机电子膨胀阀和外机电子膨胀阀之间的液管段。

在执行上述控制措施的基础上，还可以结合其他的控制措施以有效维护或者保证系统的最佳性能，例如与保护控制措施结合等，此时，保护动作优先，例如：高压电力保护优先控制、过电流保护优先控制、排气温度保护优先控制等等。

由此可见，通过上述的控制措施，可以有效地实现多联机空调系统的冷媒管道储存，把多余的冷媒排出到液管段，防止压机带液启动。

参见图3所示，是本发明的多联机空调系统的自保护控制装置的结构示意图，其包括：

预设完成条件判别模块，用于判别是否达到预设完成条件；

其中，冷媒排出自保护控制开始条件、预设完成条件的具体设置，以及操作控制模块的具体控制方式，可如上述本发明的自保护控制方法所述，在此不予赘述。

据此，本发明提供的多联机空调系统，包括上述本发明的自保护控制装置，执行上述本发明的自保护控制方法，在此不予赘述。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种多联机空调系统的自保护控制方法，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的多联机空调系统的自保护控制方法，其特征在于：

所述冷媒排出自保护控制开始条件包括：在制冷状态下主机发出停机指令；所述对应的压缩机为主机的压缩机，此时，是将室内机电子膨胀阀全关；

或者

所述冷媒排出自保护控制开始条件包括：在制热状态下主机向子机发出停止指示，所述对应的压缩机为子机的压缩机，此时，是将室外机电子膨胀阀全关；

或者

所述冷媒排出自保护控制开始条件包括：在制热状态下主机发出停机指令且排气过热度小于10℃，所述对应的压缩机为主机的压缩机，此时，是将室外机电子膨胀阀全关；

和/或

所述预设输出比为25％，所述压缩机包括变频压缩机和定频压缩机。

3.根据权利要求2所述的多联机空调系统的自保护控制方法，其特征在于：

所述预设完成条件包括下述条件中的任意一项：排气过热度大于或者等于20℃；低压压力小于0.07MPa；排气压力大于2.8MPa；所述对应的压缩机已以预设输出比运行了预设时间段；

或者

所述预设完成条件包括下述条件中的任意一项：排气过热度大于或者等于20℃，低压压力小于0.07MPa，排气压力大于2.8MPa，所述对应的压缩机的压缩比达到了预设值，所述对应的压缩机已以预设输出比运行了预设时间段。

4.根据权利要求3所述的多联机空调系统的自保护控制方法，其特征在于，所述预设时间段为10分钟。

5.一种多联机空调系统的自保护控制装置，其特征在于，包括：

预设完成条件判别模块，用于判别是否达到预设完成条件；

6.根据权利要求5所述的多联机空调系统的自保护控制装置，其特征在于：

或者

和/或

7.根据权利要求6所述的多联机空调系统的自保护控制装置，其特征在于：

或者

所述预设完成条件包括下述条件中的任意一项：排气过热度大于或者等于20℃，低压压力小于0.07MPa，排气压力大于2.8MPa，所述对应的压缩机的压缩比大于预设值，所述对应的压缩机已以预设输出比运行了预设时间段。

8.根据权利要求7所述的多联机空调系统的自保护控制装置，其特征在于，所述预设时间段为10分钟。

9.一种多联机空调系统，其特征在于，该多联机空调系统包括如权利要求5至8任意一项所述的自保护控制装置。

10.根据权利要求9所述的多联机空调系统，其特征在于，还包括卸压阀，所述卸压阀的一端与所述气液分离器的进管相连接，一端连接于高压储液管与液管截止阀之间的液管段。