CN103256767A - 控制空调的水侧换热器蒸发温度的方法及空调 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制空调的水侧换热器蒸发温度的方法及空调，该方法包括：采集水侧换热器的气管压力；根据气管压力计算出气管压力下的蒸发温度；将蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制水侧换热器的蒸发温度。通过运用本发明，实时检测、控制水侧换热器的蒸发温度，解决了相关技术中水侧换热器在水温较低的情况下经常出现冻坏的问题，在机组运行时全面保护水侧换热器，提升了系统的可靠性及空调使用寿命，实用性强，提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及空调制冷领域，具体而言，涉及一种控制空调的水侧换热器蒸发温度的方法及空调。
背景技术
空调上常用的水侧换热器有多种，例如壳管换热器、套管式换热器、板式换热器等。目前，水侧换热器经常会出现的冻坏的情况，出现冻坏主要有以下原因：(1)机组长时间运行的过程中，可能因为机组运行振动或水流对换热器的冲击等原因，使铜管和管板之间出现间隙，水流入此间隙，进入此间隙中的水会形成死水，当蒸发温度较低时，此间隙中的水可能会结成冰，水结成冰后体积会膨胀，进而使铜管鼓包胀裂，从而使铜管外的水泄漏进入系统中，导致压缩机毁坏；(2)对板式换热器而言，水侧流通面积很小，且各国的水质情况不同，当水质较差时，流道很容易堵塞形成死水，当蒸发温度较低，例如，水温低于0℃时，水会结成冰，导致换热器冻坏；(3)水流开关未接、故障或短接，此时突然停水泵或水泵故障后无水流，则机组不能及时保护，当机组能力较大时，会使换热管内的水在极短的时间内全结成冰，从而使换热管胀裂导致泄漏。
发明内容
本发明提供了一种控制空调的水侧换热器蒸发温度的方法及空调，以至少解决相关技术中水侧换热器经常出现冻坏的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种控制空调的水侧换热器蒸发温度的方法，包括：采集所述水侧换热器的气管压力；根据所述气管压力计算出所述气管压力下的蒸发温度；将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器的蒸发温度。
优选地，将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器蒸发温度包括：当所述蒸发温度低于第一预设温度值时，开大所述膨胀阀的开度以提高低压和所述蒸发温度；当所述蒸发温度高于所述第一预设温度值并低于第二预设温度值时，所述膨胀阀的开度维持不变，所述压缩机正常变频和加卸载；当所述蒸发温度高于第二预设温度值时，根据吸气过热度目标值调整所述膨胀阀的开度。
优选地，将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器蒸发温度包括：当所述蒸发温度低于第三预设温度值时，降低所述压缩机的频率或卸载，其中所述第三预设温度值小于所述第一预设温度值。
优选地，将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器蒸发温度包括：当所述蒸发温度低于第四预设温度值并且所述压缩机的频率达到最小或卸载到最低点时，将所述压缩机停机，其中所述第四预设温度值小于所述第三预设温度值。
优选地，所述气管压力下的蒸发温度的计算公式为：t0＝-53.10957+15.88893*(P*0.01+1)-1.33558*(P*0.01+1)2+0.06634*(P*0.0.1+1)3-0.00161*(P*0.01+1)4+0.0000149287*(P*0.01+1)5，其中，t0是所述蒸发温度，单位为℃，P是所述气管压力，单位为kPa。
根据本发明的另一方面，提供了一种空调，包括：压力采集装置，用于采集所述空调的水侧换热器的气管压力；控制装置，与所述压力采集装置连接，用于根据所述气管压力计算出所述气管压力下的蒸发温度，将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器的蒸发温度。
优选地，所述压力采集装置为设置于所述水侧换热器的气管上的压力传感器。
优选地，所述控制装置为PLC控制器或单片机。
本发明采用了如下方法：采集水侧换热器上的气管压力，并根据气管压力计算出该压力下的蒸发温度，并将该蒸发温度与预设温度值进行比较，根据比较结果来调节膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载，即考虑到了压力在控制蒸发温度方面的影响，通过采集气管压力且通过该气管压力计算出其对应的蒸发温度，根据该蒸发温度调节膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制水侧换热器的蒸发温度，即通过实时检测、调节水侧换热器蒸发温度，解决了相关技术中水侧换热器在水温较低的情况下经常出现冻坏的问题，在机组运行过程中全面保护水侧换热器，提升了系统的可靠性及空调使用寿命，实用性强，提高了用户体验。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的控制空调的水侧换热器蒸发温度的方法的流程图；
图2是根据本发明优选实施例的压力传感器安装位置示意图；
图3是根据本发明优选实施例的控制空调的水侧换热器蒸发温度的方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的空调内部制冷循环系统结构示意图；以及
图5是根据本发明实施例的空调的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
基于相关技术中，水侧换热器在水温较低的情况下经常出现冻坏的问题，本发明实施例提供了一种控制空调的水侧换热器蒸发温度的方法，图1示出了该方法的总流程，该方法包括步骤S102至步骤S106：
步骤S102，采集水侧换热器的气管压力；
步骤S104，根据气管压力计算出气管压力下的蒸发温度；
步骤S106，将蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制水侧换热器的蒸发温度。
本发明实施例采用了如下方法：采集水侧换热器上的气管压力，并根据气管压力计算出该压力下的蒸发温度，并将该蒸发温度与预设温度值进行比较，根据比较结果来调节膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载，即考虑到了压力在控制蒸发温度方面的影响，通过采集气管压力且通过该气管压力计算出其对应的蒸发温度，根据该蒸发温度调节膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制水侧换热器的蒸发温度，即通过实时检测、调节水侧换热器蒸发温度，解决了相关技术中水侧换热器在水温较低的情况下经常出现冻坏的问题，在机组运行全面保护水侧换热器，提升了系统的可靠性及空调使用寿命，实用性强，提高了用户体验。
在上述步骤实施的过程前，需要在水侧换热器的气管上安装压力传感器，用以检测不同时间点下的压力值。在根据采集到的气管压力计算蒸发温度的过程中，可以利用气管压力下的蒸发温度的计算公式为：t0＝-53.10957+15.88893*(P*0.01+1)-1.33558*(P*0.01+1)2+0.06634*(P*0.0.1+1)3-0.00161*(P*0.01+1)4+0.0000149287*(P*0.01+1)5，其中，t0是蒸发温度(单位为℃)，P是气管压力(单位为kPa)，且该公式是用压力温度查询软件查得不同压力下的饱和温度，然后根据若干数据拟合得出的。当然，在实际测试过程中，可以根据实际环境对公式进行适当调整，但总体思想都是基于压力来计算出蒸发温度的。
步骤S106执行的过程中，可以包括以下处理：当蒸发温度低于第一预设温度值时，开大膨胀阀的开度以提高低压和蒸发温度；当开大膨胀阀的开度后，蒸发温度高于第一预设温度值并低于第二预设温度值时，膨胀阀的开度维持不变，压缩机正常变频和加卸载；当开大膨胀阀的开度，蒸发温度高于第二预设温度值时，根据吸气过热度目标值调整膨胀阀的开度。
上述步骤主要考虑在一定温度内，通过调节膨胀阀(本实施例应用的为电子膨胀阀)来控制着蒸发温度，即，在上述过程中，压缩机处于正常工作状态，不参与调节。因此上述过程可以总结为：当水侧换热器气管压力对应的蒸发温度t0低于第一预设温度值t1时，可适当开大电子膨胀阀，以提高低压，此时设置的吸气过热度目标值可调小，当水侧换热器气管压力对应的蒸发温度t0高于第二预设温度值t2后，电子膨胀阀再根据吸气过热度目标值调整开度。
在步骤S106的执行过程中，当蒸发温度进一步降低时，即当蒸发温度t0低于第三预设温度值t3时，降低压缩机的频率或卸载，其中第三预设温度值t3小于第一预设温度值t1。在温度更低时，即当蒸发温度低于第四预设温度值t4并且压缩机的频率达到最小或卸载到最低点时，将压缩机停机，其中第四预设温度值t4小于第三预设温度值t3。
在此过程中，启用了压缩机变频或容量调节结束提高低压，即当水侧换热器气管压力对应的蒸发温度t0低于t3时，通过降低压缩机的频率或者卸载，降低压缩机的排量(即相当于增大了换热器的换热面积)，从而提高低压和蒸发温度。
下面结合优选实施例及图2和图3对上述实施方式进行进一步描述。
本实施例包括如下基本步骤：
步骤1，采用间接测量方法，根据采集到的气管压力计算出蒸发温度，控制器在根据蒸发温度控制电子膨胀阀和压缩机。其中，在采集之前，在水侧换热器(壳管换热器)的气管上安装压力传感器，如图2所示。
步骤2，检测换热器气管上的压力P(表压：kPa)，根据如下公式换算，可得到此压力对应的蒸发温度t0。
t0＝-53.10957+15.88893*(P*0.01+1)-1.33558*(P*0.01+1)2+0.06634*(P*0.01+1)3-0.00161*(P*0.01+1)4+0.0000149287*(P*0.01+1)5
(注：此公式是用压力温度查询软件查得不同压力下的饱和温度，然后根据若干组数据拟合得出。)
步骤3，当水侧换热器气管压力对应的蒸发温度t0低于t1时，可适当开大电子膨胀阀，以提高低压和蒸发温度，此时设置的吸气过热度目标值可调小，当水侧换热器气管压力对应的蒸发温度t0高于t2后，电子膨胀阀再根据吸气过热度目标值调整开度。如果经过电子膨胀阀的调节，水侧换热器气管压力对应的蒸发温度t0仍低于t3时，则通过降低压缩机的频率或者卸载，降低压缩机的排量(相当于增大了壳管换热器的换热面积)，从而提高低压和蒸发温度。如果压缩机已到达最小频率或者卸载到最低点，蒸发温度t0仍低于t4时，可让机组停机，以此来保护壳管换热器。
下面根据图3所示的流程图对上述过程进行进一步描述，该过程包括步骤S302至步骤S328：
步骤S302，机组开机运行。
步骤S304，电子膨胀阀按目标吸气过热度调节，压缩机正常变频或加载。
步骤S306，检测到换热器蒸发温度t0＜t1。
步骤S308，适当开打电子彭征法开度(吸气过热度在可接受范围内)。
步骤S310，判断是否换热器蒸发温度t0＞t2，如果是，则执行步骤S304，如果否，则存在两种情况，根据t0情况判断执行步骤S312或S314。
步骤S312，检测到t1＜t0＜t2，执行步骤S316。
步骤S314，检测到t0＜t3，执行步骤S318。
步骤S316，电子膨胀阀维持原状，压缩机正常变频和加卸载。
步骤S318，降低压缩机频率或者使压缩机卸载。
步骤S320，判断是否换热器蒸发温度t0＞t1，如果是，则执行步骤S316，如果否，则包含两种情况，根据t0情况判断执行步骤S322或S324
步骤S322，检测到t0＜t4，执行步骤S326。
步骤S324，检测到t3＜t0＜t1，执行步骤S328。
步骤S326，压缩机停机。
步骤S328，压缩机维持原状，电子膨胀阀开大。
根据本发明实施例还提供了一种空调，其内部制冷循环系统结构示意图如图4所示，该空调除包括图4制冷循环系统的壳管换热器、翅片换热器等装置，还包括如图5所示的装置，即压力采集装置10，用于采集空调的水侧换热器的气管压力；控制装置20，与压力采集装置10连接，用于根据气管压力计算出气管压力下的蒸发温度，将蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制水侧换热器的蒸发温度。其中，压力采集装置10为设置于水侧换热器的气管上的压力传感器。控制装置20为PLC控制器或单片机。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：
本发明上述实施例考虑到了压力在控制蒸发温度方面的影响，通过采集气管压力且通过该气管压力计算出其对应的蒸发温度，根据该蒸发温度调节膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制水侧换热器的蒸发温度，解决了相关技术中水侧换热器在水温较低的情况下经常出现冻坏的问题，进而可以根据不同情况调节蒸发温度，全面保护水侧换热器，提升了系统的性能及空调使用寿命，实用性强，提高了用户体验。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种控制空调的水侧换热器蒸发温度的方法，其特征在于，包括：
采集所述水侧换热器的气管压力；
根据所述气管压力计算出所述气管压力下的蒸发温度；
将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器的蒸发温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器蒸发温度包括：
当所述蒸发温度低于第一预设温度值时，开大所述膨胀阀的开度。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器蒸发温度包括：
在开大所述膨胀阀的开度后，当所述蒸发温度高于所述第一预设温度值并低于第二预设温度值时，所述膨胀阀的开度维持不变，所述压缩机正常变频和加卸载；
当所述蒸发温度高于第二预设温度值时，根据吸气过热度目标值调整所述膨胀阀的开度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器蒸发温度包括：
在开大所述膨胀阀的开度后，当所述蒸发温度低于第三预设温度值，降低所述压缩机的频率或卸载，其中所述第三预设温度值小于所述第一预设温度值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器蒸发温度包括：
当所述蒸发温度低于第四预设温度值并且所述压缩机的频率达到最小或卸载到最低点时，将所述压缩机停机，其中所述第四预设温度值小于所述第三预设温度值。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述气管压力下的蒸发温度的计算公式为：t0＝-53.10957+15.88893*(P*0.01+1)-1.33558*(P*0.01+1)2+0.06634*(P*0.0.1+1)3-0.00161*(P*0.01+1)4+0.0000149287*(P*0.01+1)5，其中，t0是所述蒸发温度，P是所述气管压力。
7.一种空调，其特征在于，包括：
压力采集装置，用于采集所述空调的水侧换热器的气管压力；
控制装置，与所述压力采集装置连接，用于根据所述气管压力计算出所述气管压力下的蒸发温度，将所述蒸发温度与预设温度值进行比较，并根据比较结果通过调节所述空调的膨胀阀的开度和/或压缩机的频率或卸载以控制所述水侧换热器的蒸发温度。
8.根据权利要求7所述的空调，其特征在于，所述压力采集装置为设置于所述水侧换热器的气管上的压力传感器。
9.根据权利要求7所述的空调，其特征在于，所述控制装置为PLC控制器或单片机。
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