CN102330687B - 螺杆式压缩多联空调正常运行过程中压缩机负载控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种螺杆式压缩多联空调正常运行过程中压缩机负载控制方法，步骤为：根据室内实际温度和设定温度的差值，利用PI算法，计算室内能力需求百分数N；压缩机基本负载计算，算式如下；压缩机负载的调节：压缩机开启并进入基本负载运行5分钟后，根据实际系统压力值与设定目标压力的差值及其变化趋势调节压缩机负载；螺杆式压缩机在运行过程中，根据确定的目标负载值P_targ来实时调节其工作负载，以满足室内机能力的需要。本发明方法可实现在螺杆式压缩多联空调系统正常运行过程中，基于室内机能力需求百分数变化，根据空调系统的压力变化情况进行压缩机的上载和卸载，以使压缩机的负载和室内机能力需求相匹配的效果

Description

螺杆式压缩多联空调正常运行过程中压缩机负载控制方法

技术领域

本发明涉及一种大型螺杆式压缩多联空调系统，是一种应用于螺杆式压缩多联空调正常运行过程中压缩机负载控制方法。

背景技术

螺杆式压缩多联空调是一种采用螺杆压缩机替代涡旋压缩机的多联空调，多联空调系统室内机能力需求百分数是根据室内空调房间的实际温度和设定温度之间的差值，利用PI算法计算得到的。随着多联空调系统的持续运行，空调房间的实际温度越来越接近设定温度，室内机能力需求百分数越来越低，直至完全达到设定温度后，能力需求为零，此时，压缩机负载就必须进行卸载，直至停机。类似地，如果室内负荷增大，导致实际温度越来越高，导致室内机能力需求百分数越来越大，此时，压缩机负载就必须进行上载，以满足室内机负荷的要求。但是，在螺杆式压缩多联空调系统正常运行过程中，如何基于室内机能力需求百分数变化，根据空调系统的压力变化情况进行压缩机的上载和卸载，以使压缩机的负载和室内机能力需求相匹配一直是行业急需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种在螺杆式压缩多联空调系统正常运行过程中，基于室内机能力需求百分数变化，根据空调系统的压力变化情况进行压缩机的上载和卸载，以使压缩机的负载和室内机能力需求相匹配的螺杆式压缩多联空调正常运行过程中压缩机负载的控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明要解决的技术方案为：一种螺杆式压缩多联空调正常运行过程中压缩机负载的控制方法，具体步骤为：

(1)室内机能力需求百分数计算：根据室内实际温度和设定温度的差值，利用PI算法(行业常规算法)，计算室内能力需求百分数N；

(2)压缩机基本负载计算：定义：室内机能力需求百分数N_min时，对应的压缩机负载为P_min；室内机能力需求百分数N_max时，对应的压缩机负载为P_max；

则室内机能力需求百分数为N％时，对应的压缩机基本负载为：

$P_b=P_{\min }+\frac{(N-N_{\min })}{N_{\max }-N_{\min }}\·(P_{\max }-P_{\min })$

(3)压缩机负载的调节：压缩机开启并进入基本负载运行5分钟后，根据实际系统压力值与设定目标压力的差值及其变化趋势调节压缩机负载；

螺杆式压缩机目标负载：制冷模式运行时，压缩机负载百分数根据PSH和ΔPSH进行调整，每隔30秒调整一次，调整量为ΔP；制热模式运行时，压缩机负载百分数根据PDH和ΔPDH进行调整，每隔30秒调整一次，调整量为ΔP；

螺杆式压缩机目标负载为P_iarg＝P_b+ΔP；

螺杆式压缩机在运行过程中，根据确定的目标负载值P_targ来实时调节其工作负载，以满足室内机能力的需要；

其中，定义：PS——检测到的实际低压压力(Bar)；

PSM——目标低压压力(Bar)；

PDM——目标高压压力(Bar)；

PD——检测到的实际高压压力(Bar)；

PSH＝PS-PSM；

ΔPSH＝PSH(当前时刻)-PSH；

PDH＝PDM-PD；

ΔPDH＝PDH(当前时刻)-PDH(前一时刻)。

螺杆式压缩机负载调整表(下表中第一个横行表示ΔPS(/D)H的取值范围，第一竖行表示PS(/D)H的取值，其他表示的是ΔP)：

其中，a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9、b10以及b11(ΔPS(/D)H是指压力差的变化趋势，或者说是变化速率；PS(/D)H是指压力的变化差值。二者的单位是压力的单位；a1-a7是通过实验确定的压力变化速率分段变化的范围值；b1-b11也是通过实验确定的压力变化差值的范围值)根据空调系统中充灌的制冷剂种类以及通过实验来确定具体数值。

上述的当前时刻和前一时刻的时间间隔为30秒。

本发明的优点和有益效果：采用本发明的控制方法，可以在螺杆式压缩多联空调系统正常运行过程中，基于室内机能力需求百分数变化，根据空调系统的压力变化情况进行压缩机的上载和卸载，以使压缩机的负载和室内机能力需求相匹配。

具体实施方式

下面以三台125HP并联成的总能力为375HP的一拖84螺杆式压缩多联机为例，进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。

具体实施例为：

1.室内机能力需求百分数计算：

定义：制冷模式时，室内环境温度偏差(E)＝室内环境温度(Ta)-[室内温度设定值(Ts)+修正参数Tdif]；

制热模式时，室内环境温度偏差(E)＝[室内温度设定值(Ts)+修正参数Tdif]-室内环境温度(Ta)

采用PI算法来计算室内机能力需求百分数，每隔dt(＝5秒)读取一次温度偏差，每隔40秒计算一次能力需求。

目标输出为：

(式中的i＝1，2，3…8，每隔40秒计算一次能力需求，每隔5秒读取一次温度偏差，那么在40秒内，就读取了40/5＝8次温度偏差，再用这8次温度偏差进入比例积分算法中进行计算。E是指室内环境温度偏差，其中i是表示温度偏差读取的序号，即i＝1，2，…，8)，则室内机能力需求百分数计算如下：

a.如果目标OUTPUT(t)＜0，则能力需求百分数取N(j)＝0；

b.如果目标OUTPUT(t)＜K₀×A，则能力需求百分数N(j)＝Ko×目标OUTPUT(t)；

c.如果目标OUTPUT(t)≥K₀×A，则能力需求百分数N(j)＝Ko×A；

(上述的N(j)，用j表示室内机的序号，N(j)表示第j台室内机的室内能力需求百分数)。

d.制冷模式时，未开机室内机能力需求百分数N(j)＝0；

制热模式时，未开机室内机能力需求百分数N(j)＝10％；其中，系数Ko取值如下：

优先等级	优先级-0	优先级-1	优先级-2	优先级-3
					Ko	1	1.25	1.2	1.1

其中，能力需求限定系数A的取值如下：

(1)制冷模式时：

(2)制热模式时：

2.压缩机基本负载计算(Nmin对应的Pmin数值，不一定要相等，主要是根据压缩机最小输出能力来确定。对于螺杆式压缩机来讲，由于螺杆式压缩机最低负载是25％，所以对应的室内机能力需求也为25％。由于螺杆式压缩机本质上是定频压缩机，其运行频率不能调节，所以，其能量调节，只能通过压缩机上的卸载电磁阀的控制来实现，实际上是控制压缩气体旁通量来实现的。-----原则上来讲，所有螺杆式压缩机负载百分数和室内机能力需求百分数都可以按照这种方式来确定压缩机基本负载)：

$P_b=25\%+\frac{(N-25\%)}{100\%-25\%}\·(100\%-25\%)=25\%+N$

3.压缩机负载调整量ΔP计算：

螺杆式压缩多联空调系统中的制冷剂是R407c，螺杆式压缩机负载调整量根据低压压力变化及变化趋势或者高压压力变化及变化趋势，通过下表得到：

(上表中ΔP压力差的范围值是通过实验得到的，而且制冷剂的种类不同，其具体的数值也不同，比如R22制冷剂和R407c制冷剂的具体数值也是不同的，此处为R407c制冷剂对应的具体数值)。

4.螺杆式压缩机运行目标负载的计算：

螺杆式压缩机运行的目标负载由下式计算：p_iarg＝P_b+ΔP，而压缩机实际运行的负载，则朝着目标负载进行上载或卸载调节。

Claims (2)

1.一种螺杆式压缩多联空调正常运行过程中压缩机负载控制方法，其特征在于：步骤为： 

（1）室内机能力需求百分数计算：根据室内实际温度和设定温度的差值，利用PI算法，计算室内能力需求百分数N； 

（2）压缩机基本负载计算：定义：室内机能力需求百分数N_min时，对应的压缩机负载为P_min；室内机能力需求百分数N_max时，对应的压缩机负载为P_max； 

则室内机能力需求百分数为N时，对应的压缩机基本负载为： 

（3）压缩机负载的调节：压缩机开启并进入基本负载运行5分钟后，根据实际系统压力值与设定目标压力的差值及其变化趋势调节压缩机负载； 

螺杆式压缩机目标负载： 

制冷模式运行时，压缩机负载百分数根据PSH和△PSH进行调整，每隔30秒调整一次，调整量为ΔP； 

制热模式运行时，压缩机负载百分数根据PDH和△PDH进行调整，每隔30秒调整一次，调整量为ΔP； 

螺杆式压缩机目标负载为P_targ＝P_b+ΔP； 

螺杆式压缩机在运行过程中，根据确定的目标负载值P_targ来实时调节其工作负载，以满足室内机能力的需要; 

螺杆式压缩机负载调整ΔP如下表所示： 

其中，定义：PS—检测到的实际低压压力(Bar)； 

PSM—目标低压压力(Bar)； 

PDM--目标高压压力(Bar)； 

PD--检测到的实际高压压力(Bar)； 

PSH=PS-PSM； 

△PSH=PSH(当前时刻)-PSH(前一时刻)； 

PDH=PDM-PD； 

△PDH=PDH(当前时刻)-PDH(前一时刻)； 

其中，a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9、b10以及b11根据空调系统中充灌的制冷剂种类以及通过实验来确定具体数值，表格中△PS(/D)H是指压力差的变化趋势，或者说是变化速率；PS(/D)H是指压力的变化差值;二者的单位是压力的单位；a1-a7是通过实验确定的压力变化速率分段变化的范围值；b1-b11也是通过实验确定的压力变化差值的范围值。 

2.根据权利要求1所述的螺杆式压缩多联空调正常运行过程中压缩机负载控制方法，其特征在于：所述的当前时刻和前一时刻的时间间隔为30秒。