CN102914025A

CN102914025A - 直流变频空调制冷模式运行时的控制方法

Info

Publication number: CN102914025A
Application number: CN2012103450580A
Authority: CN
Inventors: 郑坚江; 程德威
Original assignee: Ningbo Aux Electric Co Ltd
Current assignee: Anhui Ox Intelligent Electric Co., Ltd.
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2032-09-18
Also published as: CN102914025B

Abstract

本实用新型公开了一种直流变频空调制冷模式运行时的控制方法，其用于直流变频空调室外机最低能力输出高于室内机能力需求时的控制，它包括以下步骤：步骤一，对室外环境温度各个区段设置不同的目标低压压力值；步骤二，直流变频空调运行过程中，根据室内机能力需求，直流变频压缩机运行频率降至最低运行频率；步骤三，直流变频压缩机在最低运行频率运行时，根据低压压力值来控制第一节流电子膨胀阀、第二节流电子膨胀阀、卸载电磁阀执行相应的动作，或控制直流变频空调开停机。本发明能抵消室外机多余的能力输出，达到室外机能力输出和室内机最低能力需求匹配，维持直流变频空调的正常稳定运行，避免“大马拉小车”现象的出现。

Description

直流变频空调制冷模式运行时的控制方法

技术领域

本发明涉及变频空调技术领域，具体讲是一种直流变频空调制冷模式运行时其室外机最低能力输出高于室内机能力需求时的控制方法。

背景技术

由于可以实现一台室外机拖多台室内机，而且室内机系列和规格可以自由组合，因而直流变频空调得到迅速发展，应用场合也相当广泛，成为中央空调领域市场前景最为广阔的产品。直流变频空调室外机采用直流变频压缩机和多台定频压缩机并联组成，选用的直流变频压缩机标称能力通常在6匹以下，直流变频压缩机可靠运行的运行频率范围在20Hz~120Hz之间，标称能力对应的运行频率是60Hz。直流变频空调的最大优势是室内机开启的数量和能力大小可以根据空调房间的需求来自由选择，即使是只有一台能力只有1匹的室内机开启，其它室内机关机的情况下，直流变频空调也能正常运行，因为此时只需要使直流变频压缩机运行频率在最低运行频率20Hz，其它多余的直流变频压缩机输出能力经过空调系统的较长配管的衰减后，室外机的输出能力可以与1匹室内机的能力需求相匹配，而不会影响直流变频空调的正常运行。

随着直流变频压缩机技术的进步，现在已经开发出单台大容量的直流变频压缩机，容量最大可达30匹。这样采用一台大容量的直流变频压缩机应用在直流变频空调产品中，其优势在于：一是大容量直流变频压缩机替代多台压缩机并联形式可以大大简化空调系统的管路设计；二是大容量直流变频压缩机替代多台压缩机并联的形式，可以避免多台压缩机并联时产生的回气平衡、制冷剂流量分配不均、压缩机润滑油分配不均等问题；三是采用大容量直流变频压缩机后，大大减少了管路焊接点数，降低了管路焊接工作量，减少了空调系统泄漏点数量，提高了产品质量。

但是，采用大容量直流变频压缩机后带来的一个问题就是：大容量直流变频压缩机(如30匹)运行频率范围在20~120Hz之间，标称能力对应的运行频率是90Hz，在最低运行频率20Hz运行时最低输出能力是5匹，那么，当室内机中只有一台1匹的室内机开启运行时，室外机最低输出能力比室内机的能力需求高出4匹，造成“大马拉小车”现象。当室外机最低输出能力高于室内机能力需求时，通过室内机回到压缩机的制冷剂流量就低于从压缩机排出的制冷剂流量，这样，直流变频空调就会出现系统压缩机回气口的低压快速降低，达到低压保护值而导致整个直流变频空调停机，其后果是导致直流变频空调停机-启动频繁，降低了空调房间的舒适度，也影响了直流变频空调使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供能抵消室外机多余的能力输出，达到室外机能力输出和室内机最低能力需求匹配，维持直流变频空调的正常稳定运行，避免“大马拉小车”现象的出现的直流变频空调制冷模式运行时的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的直流变频空调制冷模式运行时的控制方法，其用于直流变频空调室外机最低能力输出高于室内机能力需求时的控制，它包括以下步骤：

步骤一：将室外环境温度划分成多个温度区段，对各个温度区段设置不同的目标低压压力值，温度区段的温度越高，其目标低压压力值越大；

步骤二：当直流变频空调开机，直流变频压缩机在完成启动过程后，直流变频压缩机运行频率根据室内机能力需求进行调节；当直流变频空调运行过程中，室内机能力需求降低，直至只有1台1匹能力的室内机运行，室内机能力需求只有1匹，大容量直流变频压缩机开始降频，直流变频压缩机运行频率直到降至最低运行频率；

步骤三：直流变频压缩机在最低运行频率运行，低压压力值快速降低的过程中，当低压压力传感器检测到的低压压力值≤(目标低压压力值-0.5Bar)时，打开第一节流电子膨胀阀和第二节流电子膨胀阀，并根据换热器出口温度传感器检测到的换热器出口温度和换热器进口温度传感器检测到的换热器进口温度来调节第一节流电子膨胀阀和第二节流电子膨胀阀的开度，开度调整的目标是使换热器出口温度和换热器进口温度差值在一定的范围之内；

低压压力值继续降低，当低压压力传感器检测到的低压压力值≤(目标低压压力值-1.0Bar)时，打开卸载电磁阀，卸载电磁阀使直流变频空调系统部分高压气体直接回到气液分离器进口，高压气体的混入抬高了气液分离器内压力，压力升高后的气态制冷剂从气液分离器出口管回到直流变频压缩机回气管；

若低压压力值回升，当低压压力传感器检测到的低压压力值≥(目标低压压力值-0.8Bar)时，关闭卸载电磁阀；

当低压压力传感器检测到(目标低压压力值-1.0Bar) ＜低压压力值＜(目标低压压力值-0.8Bar)时，卸载电磁阀维持低压压力值进入该范围之前的状态不变，也就是说低压压力值降低的过程中，当低压压力传感器检测到的低压压力值≤(目标低压压力值-1.0Bar(制冷剂为R410A时))时，打开卸载电磁阀，低压压力值升高的过程中，当低压压力传感器检测到的低压压力值≥(目标低压压力值-0.8Bar)时，关闭卸载电磁阀，(目标低压压力值-1.0Bar) ＜低压压力值＜(目标低压压力值-0.8Bar)时为一个缓冲区。

当有能力需求的室内机所在房间温度达到设定温度时，或者低压压力值继续降低，低压压力传感器检测到的低压压力值≤1.5Bar时，直流变频空调停止运行，直到检测到房间温度高于设定温度一定量，或者低压压力传感器检测到的低压压力值＞(目标低压压力值-1.0Bar)时，直流变频空调重新启动。

所述的第一节流电子膨胀阀和第二节流电子膨胀阀开度调整的目标是换热器出口温度和换热器进口温度差值在-1℃~2℃之间。

所述的换热器出口温度和换热器进口温度差值即是换热器内制冷剂蒸发时的过热度，根据实验经验，换热器内制冷剂蒸发时的过热度在-1℃~2℃时，换热器内制冷剂蒸发效果最好。

所述的直流变频空调停止运行，直到检测到房间温度高于设定温度一定量是指检测到房间温度高于设定温度2℃~3℃。

步骤三中，所述的几个低压压力分区的范围值，(目标低压压力值-0.5Bar)、(目标低压压力值-1.0Bar)、(目标低压压力值-0.8Bar)以及1.5Bar，是根据大量实验结果来确定的实验值，而且是针对制冷剂是R410A的。

采用以上控制方法后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

采用大容量直流变频压缩机的直流变频空调在制冷模式运行时，如果只有一台1匹室内机开机运行时，通过启动换热器的第一节流电子膨胀阀和第二节流电子膨胀阀来旁通室外机多余的输出能力，当系统低压继续降低时，通过卸载电磁阀，使直流变频空调部分高压气体通过气液分离器回到压缩机回气管，对系统低压进行补偿，从而避免了“大马拉小车”现象，避免使直流变频空调出现系统低压快速降低达到低压保护值而导致整个直流变频空调停机，避免直流变频空调停机-启动频繁，提高了空调房间的舒适度，也提高了直流变频空调的使用寿命。

附图说明

图1是本发明直流变频空调的系统图。

其中，1、直流变频压缩机；2、油气分离器；3、高压压力传感器；4、回油毛细管；5、低压压力传感器；6、第一单向阀；7、高压开关；8、卸载电磁阀；9、四通换向阀；10、第一冷凝器部件；11、第一室外风机；12、第一制热主电子膨胀阀组；13、第二单向阀；14、第二冷凝器部件；15、第二室外风机；16、第二制热主电子膨胀阀组；17、第三单向阀；18、换热器；19、高压储液器；20、第一节流电子膨胀阀；21、第二节流电子膨胀阀；22、换热器进口温度传感器；23、换热器出口温度传感器；24、第一台室内机对应的节流电子膨胀阀；25、第一台室内机；26、第N台室内机；27、气液分离器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1所示，本发明所述的直流变频空调，由一台室外机拖多台室内机，它包括直流变频压缩机1、油气分离器2、高压压力传感器3、回油毛细管4、低压压力传感器5、第一单向阀6、高压开关7、卸载电磁阀8、四通换向阀9、第一冷凝器部件10、第一室外风机11、第一制热主电子膨胀阀组12、第二单向阀13、第二冷凝器部件14、第二室外风机15、第二制热主电子膨胀阀组16、第三单向阀17、换热器18、高压储液器19、第一节流电子膨胀阀20、第二节流电子膨胀阀21、换热器进口温度传感器22、换热器出口温度传感器23、第一台室内机对应的节流电子膨胀阀24、第一台室内机25、第N台室内机26、气液分离器27。

所述的换热器18必须安装在高压储液器19的进口管和冷凝器（包括并联的第一冷凝器部10件和第二冷凝器部件14）之间，所述的换热器18形式可以是壳管式换热器，也可以是板式换热器以及其它任何形式的换热器。

所述的第一节流电子膨胀阀20和第二节流电子膨胀阀21也可以采用热力膨胀阀或毛细管来代替。

直流变频空调正常运行时，直流变频压缩机1排出的高压气体经过油气分离器2进入四通换向阀9，再进入冷凝器（第一冷凝器部件10和第二冷凝器部件14并联而成），冷凝之后液态制冷剂经过高压储液器19，通过室内机的节流电子膨胀阀节流后进入蒸发器（也就是室内机），经过蒸发换热之后再回到四通换向阀9，低温低压的气体流到气液分离器27再回到直流变频压缩机1，完成这个循环，如此重复。

直流变频空调系统的其他结构和工作原理属于常规现有技术，为行业内技术人员所熟知，这里不做过多阐述。

本发明所述的直流变频空调制冷模式运行时的控制方法，其用于当室外机最低能力输出远于室内机能力需求时对直流变频空调进行控制，直流变频空调在制冷模式运行时，如果单开一台1匹室内机，此时控制方法如下：

1. 根据室外环境温度变化，将室外环境温度分成不同的温度区域，针对不同的室外环境温度区域，设置不同的目标低压压力值，如下表所示：

室外环境温度	目标低压压力值
		＜10℃	5 Bar
10℃≤ & ＜20℃	6 Bar
		20℃≤ & ＜30℃	7 Bar
30℃≤ & ＜40℃	8 Bar
		40℃≤ & ＜45℃	8.5 Bar
≥45℃	9 Bar

2. 直流变频压缩机运行频率调节

2.1当空调开机启动只有一台1匹室内机时

当直流变频空调开机，只有一台1匹室内机开机时，在直流变频压缩机1在完成启动过程后，直流变频压缩机1运行频率根据室内机能力需求进行调节，当室内机能力需求需要直流变频压缩机1运行频率为最低运行频率20Hz时，直流变频压缩机1开始降频，直至运行频率降至20Hz；

2.2当空调正常运行过程中由多台室内机开启运行状态转向单开一台1匹室内机时

当由多台室内机开启运行状态转向单开一台1匹室内机时，大容量直流变频压缩机开始降频，直至根据室内机能力需求需要运行频率降至最低运行频率20Hz；

3. 当直流变频压缩机1在最低运行频率运行，低压压力值快速降低，低压压力传感器5检测到的低压压力值≤(目标低压压力值-0.5Bar)时，打开第一节流电子膨胀阀20和第二节流电子膨胀阀21，并根据换热器出口温度传感器23和换热器进口温度传感器22分别感应到的换热器出口温度和进口温度，根据换热器出口温度和进口温度的差值调节第一节流电子膨胀阀20和第二节流电子膨胀阀21开度，开度调整的目标是换热器出口温度和进口温度差值在-1℃~2℃之间；

所述的换热器出口温度和换热器进口温度差值即是换热器内制冷剂蒸发时的过热度，根据实验经验，换热器内制冷剂蒸发时的过热度在-1℃~2℃时，换热器内制冷剂蒸发效果最好，本实施例中优选的换热器内制冷剂蒸发时的过热度为1℃。

当直流变频压缩机1在最低运行频率运行，低压压力值继续降低，低压压力传感器5检测到的低压压力值≤(目标低压压力值-1.0Bar)时，打开卸载电磁阀8，将直流变频空调系统部分高压气体直接回到气液分离器27进口，经气液分离器27后回到直流变频压缩机1的回气管；

当直流变频压缩机1在最低运行频率运行，低压压力值回升，且低压压力传感器5检测到的低压压力值＞(目标低压压力值-0.8Bar)时，关闭卸载电磁阀8；

当低压压力传感器5检测到(目标低压压力值-1.0Bar) ＜低压压力值＜(目标低压压力值-0.8Bar)时，卸载电磁阀8维持低压压力值进入该范围之前的状态不变，也就是说低压压力值降低的过程中，当低压压力传感器5检测到的低压压力值≤(目标低压压力值-1.0Bar)时，打开卸载电磁阀8，低压压力值升高的过程中，当低压压力传感器5检测到的低压压力值≥(目标低压压力值-0.8Bar)时，关闭卸载电磁阀8，(目标低压压力值-1.0Bar) ＜低压压力值＜(目标低压压力值-0.8Bar)时为一个缓冲区，避免卸载电磁阀8开启—关闭过于频繁。

当直流变频压缩机1在最低运行频率运行，单开的1匹室内机所在空调房间温度达到设定温度时，或者低压压力传感器5检测到的低压压力值≤1.5Bar时，停直流变频压缩机1，直到检测到单开的1匹室内机所在的空调房间温度高于设定温度+2℃，或者低压压力传感器5检测到的低压压力值＞(目标低压压力值-1.0Bar)时，直流变频空调重新启动。

这里所述的几个低压压力分区的范围值：(目标低压压力值-0.5Bar)、(目标低压压力值-1.0Bar)、(目标低压压力值-0.8Bar)以及1.5Bar，是根据大量实验结果来确定的实验值，而且是针对制冷剂是R410A的。

通过本实例显示，本发明提供的技术方案是可行的，而且是有效的，采用大容量直流变频压缩机的直流变频空调在制冷模式运行时，如果只有一台1匹室内机开机运行时，通过启动换热器18的第一节流电子膨胀阀20和第二节流电子膨胀阀21来旁通室外机多余的输出能力，当系统低压继续降低时，通过卸载电磁阀，使直流变频空调部分高压气体通过气液分离器回到压缩机回气管，对系统低压进行补偿，避免了“大马拉小车”现象。

以上仅就本发明应用较佳的实例做出了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本发明的结构可以有其他变化，不局限于上述结构。总之，凡在本发明的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种直流变频空调制冷模式运行时的控制方法，其用于直流变频空调室外机最低能力输出高于室内机能力需求时的控制，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤二：当直流变频空调开机，直流变频压缩机在完成启动过程后，直流变频压缩机运行频率根据室内机能力需求进行调节；当直流变频空调运行过程中，室内机能力需求降低，直至只有1台1匹能力的室内机运行，大容量直流变频压缩机开始降频，直至直流变频压缩机运行频率降至最低运行频率；

步骤三：直流变频压缩机在最低运行频率运行，当低压压力传感器检测到的低压压力值≤(目标低压压力值-0.5Bar)时，打开第一节流电子膨胀阀和第二节流电子膨胀阀，并根据换热器出口温度传感器检测到的换热器出口温度和换热器进口温度传感器检测到的换热器进口温度来调节第一节流电子膨胀阀和第二节流电子膨胀阀的开度，开度调整的目标是使换热器出口温度和换热器进口温度差值在一定的范围之内；

当低压压力传感器检测到的低压压力值≤(目标低压压力值-1.0Bar)时，打开卸载电磁阀，卸载电磁阀使直流变频空调系统部分高压气体直接回到气液分离器进口，经气液分离器后回到直流变频压缩机回气管；

当低压压力传感器检测到的低压压力值≥(目标低压压力值-0.8Bar)时，关闭卸载电磁阀；

当有能力需求的室内机所在房间温度达到设定温度时，或者低压压力传感器检测到的低压压力值≤1.5Bar时，直流变频空调停止运行，直到检测到房间温度高于设定温度一定量，或者低压压力传感器检测到的低压压力值＞(目标低压压力值-1.0Bar)时，直流变频空调重新启动。

2.根据权利要求2所述的直流变频空调制冷模式运行时的控制方法，其特征在于：所述的第一节流电子膨胀阀和第二节流电子膨胀阀开度调整的目标是换热器出口温度和换热器进口温度差值在-1℃~2℃之间。

3.根据权利要求2所述的直流变频空调制冷模式运行时的控制方法，其特征在于：所述的直流变频空调停止运行，直到检测到房间温度高于设定温度一定量是指检测到房间温度高于设定温度2℃~3℃。