CN102261719B - 螺杆式压缩多联中央空调制热模式启动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稳定性和可靠性好的螺杆式压缩多联中央空调制热模式启动控制方法，通过控制启动时各关键部件准确动作，相互关系协调，启动稳定性和可靠性好，且实验结果表明启动稳定性和可靠性已经达到了较高的水平。

Description

螺杆式压缩多联中央空调制热模式启动控制方法

技术领域

本发明涉及空调系统技术领域，具体讲是一种螺杆式压缩多联中央空调制热模式启动控制方法。

背景技术

目前有一种螺杆式压缩多联中央空调，它突破了现有常规VRV模块化组合多联空调的局限，即螺杆式压缩多联中央空调室外机能力从单台螺杆式压缩机的60HP、70HP、80HP、90HP、110HP、125HP等，到三台螺杆式压缩机并联的室外机能力最大可达400HP，这就突破了常规VRV多联空调最大能力只有64HP的局限；同时，螺杆式压缩多联中央空调不存在基本模块的组合，只有一个室外机模块，即采用大冷量的螺杆式压缩机或多台螺杆式压缩机并联组成大冷量的室外机，不需要模块组合，因此，只需解决并联螺杆式压缩机之间的润滑油平衡和气平衡，而不存在不同模块之间的润滑油平衡和气平衡的问题，使得螺杆式压缩多联中央空调的可靠性更高。

虽然螺杆式压缩多联中央空调具有非常大的优势，但是制热模式下控制其如何安全和可靠地启动，在现有技术中却未见稳定性和可靠性好的启动方法，所述启动方法成为了研究螺杆式压缩多联中央空调的热点之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种稳定性和可靠性好的螺杆式压缩多联中央空调制热模式启动控制方法。

本发明的技术方案是，本发明螺杆式压缩多联中央空调制热模式启动控制方法，当室外机控制单元接收到制热开机信号时，执行以下启动过程：

（1）当所述控制单元通过油温传感器检测确认螺杆式压缩机的油温≥T0时，T0的取值区间为20～25℃，控制单元控制卸载电磁阀开启来调节系统高压和低压的压差；

（2）当系统高压和低压压差的绝对值≤启动阀值时，

对于室内机的控制过程为：开机室内机的电子膨胀阀的开度为电子膨胀阀全开时的m%，m取值区间为12～24，对于开机室内机的室内风机防冷风控制，即当室内盘管中点温度高于T1时，T1的取值区间为25～30℃，室内风机开启，当室内盘管中点温度低于T2时，T2的取值区间为20～25℃，室内风机停机；未开机室内机的电子膨胀阀为关闭状态，但是，当系统高压压力高于饱和温度T3对应的饱和压力值时，T3的取值区间为40～42℃，未开机室内机电子膨胀阀开度为电子膨胀阀全开时的n%，n取值区间为5～10； 

对于螺杆式压缩机的控制过程为：不管是启动一台螺杆式压缩机还是启动多台螺杆式压缩机，每台螺杆式压缩机均先以25%负荷运行一段时间t1，t1取值区间为20s～30s，接着上载到50%负荷运行一段时间t2，t2取值区间为3min～5min，再接着上载到75%负荷运行一段时间t3，t3取值区间为3min～5min，再接着上载到100%负荷运行；对于启动多台螺杆式压缩机的情况，各台螺杆式压缩机为依序启动，该依序启动是指后续要启动的螺杆式压缩机均在前一台螺杆式压缩机上电运行一段时间t后再上电运行，t取值区间为10s～30s；

对于油加热器控制：每台螺杆式压缩机均安装有油加热器，对于各台上电运行的螺杆式压缩机，当压缩机油池内润滑油温度高于T4时, T4取值区间为20～25℃，相应的油加热器关闭，当压缩机油池内润滑油温度低于T5时, T5取值区间为15～20℃，相应的油加热器开启；

对于回油电磁阀控制：当螺杆式压缩机上电运行，油位传感器检测到低油位时，延时一段时间t4后，t4取值区间为60～90s，与低油位的螺杆式压缩机相对应的回油电磁阀开启一段时间t5，t5取值区间为10s～30s，以使油气分离器底部的润滑油引射回低油位的螺杆式压缩机回气管；当油位传感器检测到高油位时，先延时t6后，t6取值区间为60s～90s，才关闭与高油位的螺杆式压缩机相对应的回油电磁阀；

对于低压开关控制：在整个启动过程中，低压开关屏蔽，始终不动作；

对于室外风机控制：当第一台螺杆式压缩机启动运行一段时间t7后，t7取值区间为30～60s，室外风机开启；

对于主四通换向阀控制：当第一台压缩机启动运行一段时间t8后，t8取值区间为60～120s，主四通换向阀上电进行换向，主四通换向阀上电一段时间t9后，t9取值区间为30～45s，所述控制单元通过判断是否同时满足如下条件来判断主四通换向阀是否换向成功：

a. 所有开启的螺杆式压缩机回气温度与室外环境温度的差值均<T6，T6取值区间为5～8℃；

b. 所有室外冷凝盘管中点温度与室外环境温度差值均<T7，T7取值区间为0～2℃；

c. 所有开启的螺杆式压缩机排气温度均>T8，T8取值区间为30～40℃，且持续t10以上，t10取值区间为3～5s；

若不能同时满足上述条件，则判断主四通换向阀不能完全换向，所述螺杆式压缩多联中央空调必须停机t11后重新开始启动过程，t11取值区间为3～5min，而且，如果在60min内有三次四通换向阀失败，则停机并向管理人员发出故障警报；

对于热气旁通除霜用四通换向阀控制：在制热模式启动过程中，热气旁通除霜用四通换向阀处于掉电状态，热气旁通除霜用四通换向阀处于默认位置；

对于热气旁通除霜用液管电磁阀控制：在制热模式启动过程中，热气旁通除霜用液管电磁阀处于关闭状态；

对于主供液电磁阀控制：当第一台需要启动的压缩机上电运行时，主供液电磁阀上电开启；

对于液管电磁阀控制：当第一台需要启动的压缩机上电运行时，液管电磁阀均上电开启；

对于喷液电磁阀控制：当螺杆式压缩机排气温度高于100℃时，则开启喷液电磁阀对排气温度高于100℃的螺杆式压缩机进行喷液降温，或者该台螺杆式压缩机负载还未上载到100%负载，则压缩机先上载到100%负载，并运行一段时间t12后，t12取值区间为30s～60s，压缩机排气温度仍然高于100℃，那么开启喷液电磁阀对排气温度高于100℃的螺杆式压缩机进行喷液降温；当喷液电磁阀开启喷液后，若排气温度低于95℃时，则喷液电磁阀关闭，或者，若压缩机排气温度仍然继续上升，当排气温度高于110℃时，则该台压缩机停机，并待排气温度低于T9时重新启动, T9取值区间为85～90℃；

（3）当启动过程持续时间≥t13时，t13取值区间为20～30min，退出启动过程，或者最后一台需要启动的螺杆式压缩机上载到100%负载运行一段时间t14后，t14取值区间为60～120s，满足如下条件之一时，退出启动过程：

a. 低压压力<最低低压值；

b. 排气温度与高压压力对应的饱和冷凝温度之差>T10, T10取值区间为28～40℃；

c. 吸气温度与低压压力对应的饱和蒸发温度之差>T11，T11取值区间为8～12℃；

对于启动一台螺杆式压缩机的情况，上述第一台和最后一台均指同一台螺杆式压缩机。

采用上述结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

控制单元通过油温传感器检测确认螺杆式压缩机的油温≥T0时，T0的取值区间为20～25℃，控制单元控制卸载电磁阀开启来调节系统高压和低压的压差，然后，当系统高压和低压压差的绝对值≤启动阀值时，螺杆式压缩机才能够被启动，这样，就能够严格满足润滑油温度和系统高低压平衡的条件，基本避免了压缩机油池内溶入的制冷剂沸腾起泡，将润滑油带入压缩腔，导致液压缩而损坏压缩机螺杆，或者螺杆式压缩机由于高低压压差过大而无法启动的情形；

对于室内机的控制过程为：开机室内机的电子膨胀阀的开度为电子膨胀阀全开时的m%，m取值区间为12～24，开机室内机的室内风机开启，而且根据实际空调制冷系统的情况尽量选择较小的电子膨胀阀的开度，比如m取12，这样，能够避免启动时的大量回液问题；且，未开机室内机的电子膨胀阀为关闭状态，但是，当系统高压压力高于饱和温度T3对应的饱和压力值时，T3的取值区间为40～42℃，未开机室内机电子膨胀阀开度为电子膨胀阀全开时的n%，n取值区间为5～10，这样，能够避免未开机室内机积液而导致未开机室内机在开机时大量液态制冷剂回到压缩机而对压缩机造成液击；

对螺杆式压缩机控制过程，其作用就是在启动过程中，通过螺杆式压缩机的逐渐上载，逐渐将气液分离器等内的液态制冷剂蒸发，保证只有气态制冷剂回到压缩机回气口和压缩腔，防止大量液态制冷剂突然大量进入压缩腔，造成液压缩而损坏压缩机的螺杆；

对于回油电磁阀控制，延时一段时间t4和t6能够防止因为油位波动导致的误动作，t4和t6取值区间均为60～90s；

所述的喷液电磁阀控制，能够有效兼顾螺杆式压缩机的运行效能以及温度变化控制，从而实现压缩机启动的同时保护压缩机；

对于主供液电磁阀控制：当第一台需要启动的螺杆式压缩机上电运行的同时，主供液电磁阀上电开启，从而能够防止由于主供液电磁阀先于压缩机开启导致高压侧液态制冷剂串入低压侧，而引起的大量液态制冷剂回到压缩机回气口，导致液压缩的发生；

综合上述，本发明螺杆式压缩多联中央空调制热模式启动控制方法通过控制启动时各关键部件准确动作，相互关系协调，启动稳定性和可靠性好，且实验结果表明启动稳定性和可靠性已经达到了较高的水平，所以本发明螺杆式压缩多联中央空调制热模式启动控制方法具有稳定性和可靠性好的优点。

附图说明：

附图是一种螺杆式压缩多联中央空调的结构示意图。

图中所示，1、螺杆式压缩机，1.1、油温传感器，1.2、油加热器，1.3、回油电磁阀，1.4、油位传感器，1.5、喷液电磁阀，2、卸载电磁阀，3、室内机，4、油气分离器，5、低压开关，6、室外风机，7、主四通换向阀，8、热气旁通除霜用四通换向阀，9、热气旁通除霜用液管电磁阀，10、主供液电磁阀，11、液管电磁阀。

具体实施方式

本发明螺杆式压缩多联中央空调制热模式启动控制方法，当室外机控制单元接收到制热开机信号时，执行以下启动过程：

（1）当所述控制单元通过油温传感器1.1检测确认螺杆式压缩机1的油温≥T0时，T0的取值区间为20～25℃，控制单元控制卸载电磁阀2开启来调节系统高压和低压的压差；

（2）当系统高压和低压压差的绝对值≤启动阀值时，该启动阀值根据制冷剂的不同而不同，可以通过现场测试得到，比如R22制冷剂的启动阀值一般为0.13MP，R410a制冷剂的启动阀值一般为0.3MP；

对于室内机3的控制过程为：开机室内机的电子膨胀阀的开度为电子膨胀阀全开时的m%，m取值区间为12～24，对于开机室内机的室内风机防冷风控制，即当室内盘管中点温度高于T1时，T1的取值区间为25～30℃，室内风机开启，当室内盘管中点温度低于T2时，T2的取值区间为20～25℃，室内风机停机；未开机室内机的电子膨胀阀为关闭状态，但是，当系统高压压力高于饱和温度T3对应的饱和压力值时，T3的取值区间为40～42℃，未开机室内机电子膨胀阀开度为电子膨胀阀全开时的n%，n取值区间为5～10；开机室内机为用户开启使用的室内机，未开机室内机为关闭的室内机； 

对于螺杆式压缩机1的控制过程为：不管是启动一台螺杆式压缩机1还是启动多台螺杆式压缩机，每台螺杆式压缩机1均先以25%负荷运行一段时间t1，t1取值区间为20s～30s，接着上载到50%负荷运行一段时间t2，t2取值区间为3min～5min，再接着上载到75%负荷运行一段时间t3，t3取值区间为3min～5min，再接着上载到100%负荷运行；对于启动多台螺杆式压缩机1的情况，各台螺杆式压缩机1为依序启动，该依序启动是指后续要启动的螺杆式压缩机1均在前一台螺杆式压缩机1上电运行一段时间t后再上电运行，t取值区间为10s～30s，比如三台的系统，第一台上电运行一段时间t后，第二台开始上电运行，第二台上电运行一段时间t后，第三台才开始上电运行；

对于油加热器1.2控制：每台螺杆式压缩机1均安装有油加热器1.2，对于各台上电运行的螺杆式压缩机1，当压缩机油池内润滑油温度高于T4时, T4取值区间为20～25℃，相应的油加热器1.2关闭，当压缩机油池内润滑油温度低于T5时, T5取值区间为15～20℃，相应的油加热器1.2开启；本段阐述的是启动过程中对油加热器1.2控制，而启动过程之外的对油加热器1.2控制按现有技术控制即可；

对于回油电磁阀1.3控制：当螺杆式压缩机1上电运行，油位传感器1.1检测到低油位时，延时一段时间t4后，t4取值区间为60～90s，与低油位的螺杆式压缩机1相对应的回油电磁阀1.3开启一段时间t5，t5取值区间为10s～30s，以使油气分离器4底部的润滑油引射回低油位的螺杆式压缩机1回气管；当油位传感器1.4检测到高油位时，先延时t6后，t6取值区间为60s～90s，才关闭与高油位的螺杆式压缩机1相对应的回油电磁阀1.3；

对于低压开关5控制：在整个启动过程中，低压开关5屏蔽，始终不动作；

对于室外风机6控制：当第一台螺杆式压缩机1启动运行一段时间t7后，t7取值区间为30～60s，室外风机6开启；

对于主四通换向阀7控制：当第一台压缩机1启动运行一段时间t8后，t8取值区间为60～120s，主四通换向阀7上电进行换向，主四通换向阀7上电一段时间t9后，t9取值区间为30～45s，所述控制单元通过判断是否同时满足如下条件来判断主四通换向阀7是否换向成功：

a. 所有开启的螺杆式压缩机1回气温度与室外环境温度的差值均<T6，T6取值区间为5～8℃；

b. 所有室外冷凝盘管中点温度与室外环境温度差值均<T7，T7取值区间为0～2℃；

c. 所有开启的螺杆式压缩机1排气温度均>T8，T8取值区间为30～40℃，且持续t10以上，t10取值区间为3～5s；

若不能同时满足上述条件，则判断主四通换向阀7不能完全换向，所述螺杆式压缩多联中央空调必须停机t11后重新开始启动过程，t11取值区间为3～5min，而且，如果在60min内有三次四通换向阀失败，则停机并向管理人员发出故障警报；

对于热气旁通除霜用四通换向阀8控制：在制热模式启动过程中，热气旁通除霜用四通换向阀8处于掉电状态，热气旁通除霜用四通换向阀8处于默认位置；

对于热气旁通除霜用液管电磁阀9控制：在制热模式启动过程中，热气旁通除霜用液管电磁阀9处于关闭状态；

对于主供液电磁阀10控制：当第一台需要启动的压缩机1上电运行时，主供液电磁阀10上电开启；

对于液管电磁阀11控制：当第一台需要启动的压缩机上电运行时，液管电磁阀11上电开启；

对于喷液电磁阀1.5控制：当螺杆式压缩机1排气温度高于100℃时，则开启喷液电磁阀1.5对排气温度高于100℃的螺杆式压缩机1进行喷液降温，或者该台螺杆式压缩机1负载还未上载到100%负载，则压缩机先上载到100%负载，并运行一段时间t12后，t12取值区间为30s～60s，压缩机排气温度仍然高于100℃，那么开启喷液电磁阀1.5对排气温度高于100℃的螺杆式压缩机1进行喷液降温；当喷液电磁阀1.5开启喷液后，若排气温度低于95℃时，则喷液电磁阀1.5关闭，或者，若压缩机排气温度仍然继续上升，当排气温度高于110℃时，则该台压缩机停机，并待排气温度低于T9时重新启动, T9取值区间为85～90℃；

（3）当启动过程持续时间≥t13时，t13取值区间为20～30min，退出启动过程，或者最后一台需要启动的螺杆式压缩机1上载到100%负载运行一段时间t14后，t14取值区间为60～120s，满足如下条件之一时，退出启动过程：

a. 低压压力<最低低压值；

b. 排气温度与高压压力对应的饱和冷凝温度之差>T10, T10取值区间为28～40℃；

c. 吸气温度与低压压力对应的饱和蒸发温度之差>T11，T11取值区间为8～12℃；

对于启动一台螺杆式压缩机1的情况，上述第一台和最后一台均指同一台螺杆式压缩机1。

为有助于理解上述启动过程，附图所示一种螺杆式压缩多联中央空调的结构示意图。

Claims (1)

1.一种螺杆式压缩多联中央空调制热模式启动控制方法，其特征在于，当室外机控制单元接收到制热开机信号时，执行以下启动过程：

（1）当所述控制单元通过油温传感器检测确认螺杆式压缩机的油温≥T0时，T0的取值区间为20～25℃，控制单元控制卸载电磁阀开启来调节系统高压和低压的压差；

（2）当系统高压和低压压差的绝对值≤启动阀值时，

对于室内机的控制过程为：开机室内机的电子膨胀阀的开度为电子膨胀阀全开时的m%，m取值区间为12～24，对于开机室内机的室内风机防冷风控制，即当室内盘管中点温度高于T1时，T1的取值区间为25～30℃，室内风机开启，当室内盘管中点温度低于T2时，T2的取值区间为20～25℃，室内风机停机；未开机室内机的电子膨胀阀为关闭状态，但是，当系统高压压力高于饱和温度T3对应的饱和压力值时，T3的取值区间为40～42℃，未开机室内机电子膨胀阀开度为电子膨胀阀全开时的n%，n取值区间为5～10； 

对于螺杆式压缩机的控制过程为：不管是启动一台螺杆式压缩机还是启动多台螺杆式压缩机，每台螺杆式压缩机均先以25%负荷运行一段时间t1，t1取值区间为20s～30s，接着上载到50%负荷运行一段时间t2，t2取值区间为3min～5min，再接着上载到75%负荷运行一段时间t3，t3取值区间为3min～5min，再接着上载到100%负荷运行；对于启动多台螺杆式压缩机的情况，各台螺杆式压缩机为依序启动，该依序启动是指后续要启动的螺杆式压缩机均在前一台螺杆式压缩机上电运行一段时间t后再上电运行，t取值区间为10s～30s；

对于油加热器控制：每台螺杆式压缩机均安装有油加热器，对于各台上电运行的螺杆式压缩机，当压缩机油池内润滑油温度高于T4时, T4取值区间为20～25℃，相应的油加热器关闭，当压缩机油池内润滑油温度低于T5时, T5取值区间为15～20℃，相应的油加热器开启；

对于回油电磁阀控制：当螺杆式压缩机上电运行，油位传感器检测到低油位时，延时一段时间t4后，t4取值区间为60～90s，与低油位的螺杆式压缩机相对应的回油电磁阀开启一段时间t5，t5取值区间为10s～30s，以使油气分离器底部的润滑油引射回低油位的螺杆式压缩机回气管；当油位传感器检测到高油位时，先延时t6后，t6取值区间为60s～90s，才关闭与高油位的螺杆式压缩机相对应的回油电磁阀；

对于低压开关控制：在整个启动过程中，低压开关屏蔽，始终不动作；

对于室外风机控制：当第一台螺杆式压缩机启动运行一段时间t7后，t7取值区间为30～60s，室外风机开启；

对于主四通换向阀控制：当第一台压缩机启动运行一段时间t8后，t8取值区间为60～120s，主四通换向阀上电进行换向，主四通换向阀上电一段时间t9后，t9取值区间为30～45s，所述控制单元通过判断是否同时满足如下条件来判断主四通换向阀是否换向成功：

a. 所有开启的螺杆式压缩机回气温度与室外环境温度的差值均<T6，T6取值区间为5～8℃；

b. 所有室外冷凝盘管中点温度与室外环境温度差值均<T7，T7取值区间为0～2℃；

c. 所有开启的螺杆式压缩机排气温度均>T8，T8取值区间为30～40℃，且持续t10以上，t10取值区间为3～5s；

若不能同时满足上述条件，则判断主四通换向阀不能完全换向，所述螺杆式压缩多联中央空调必须停机t11后重新开始启动过程，t11取值区间为3～5min，而且，如果在60min内有三次四通换向阀失败，则停机并向管理人员发出故障警报；

对于热气旁通除霜用四通换向阀控制：在制热模式启动过程中，热气旁通除霜用四通换向阀处于掉电状态，热气旁通除霜用四通换向阀处于默认位置；

对于热气旁通除霜用液管电磁阀控制：在制热模式启动过程中，热气旁通除霜用液管电磁阀处于关闭状态；

对于主供液电磁阀控制：当第一台需要启动的压缩机上电运行时，主供液电磁阀上电开启；

对于液管电磁阀控制：当第一台需要启动的压缩机上电运行时，液管电磁阀均上电开启；

对于喷液电磁阀控制：当螺杆式压缩机排气温度高于100℃时，则开启喷液电磁阀对排气温度高于100℃的螺杆式压缩机进行喷液降温，或者该台螺杆式压缩机负载还未上载到100%负载，则压缩机先上载到100%负载，并运行一段时间t12后，t12取值区间为30s～60s，压缩机排气温度仍然高于100℃，那么开启喷液电磁阀对排气温度高于100℃的螺杆式压缩机进行喷液降温；当喷液电磁阀开启喷液后，若排气温度低于95℃时，则喷液电磁阀关闭，或者，若压缩机排气温度仍然继续上升，当排气温度高于110℃时，则该台压缩机停机，并待排气温度低于T9时重新启动, T9取值区间为85～90℃；

（3）当启动过程持续时间≥t13时，t13取值区间为20～30min，退出启动过程，或者最后一台需要启动的螺杆式压缩机上载到100%负载运行一段时间t14后，t14取值区间为60～120s，满足如下条件之一时，退出启动过程：

a. 低压压力<最低低压值；

b. 排气温度与高压压力对应的饱和冷凝温度之差>T10, T10取值区间为28～40℃；

c. 吸气温度与低压压力对应的饱和蒸发温度之差>T11，T11取值区间为8～12℃；

对于启动一台螺杆式压缩机的情况，上述第一台和最后一台均指同一台螺杆式压缩机。

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