CN103353194B - 一种制冷设备控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种制冷设备控制系统，包括：控制装置，连接负载并通信连接检测装置，用于接收检测装置的检测结果，并根据检测结果对负载进行调节；检测装置，设置于制冷系统工作回路中，用于检测蒸发器过热度，并通信连接控制装置，将检测结果发送给控制装置；节流膨胀装置，设置在冷凝器与蒸发器之间，包括通过制冷剂驱动的转子和设置在转子外部的定子线圈，转子转动时在定子线圈中产生感应电流，转子的转速受定子线圈中电流大小变化的影响；负载，设置在节流膨胀装置的感应电流输出端，负载消耗感应电流电能实现运行，由控制装置调节参与工作负载的大小，进而调节定子线圈中的感应电流。实现改变制冷剂的流量，调节制冷设备的制冷效果。

Description

一种制冷设备控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及制冷系统，尤其涉及一种制冷设备控制系统及控制方法。

背景技术

通常所使用的制冷装置包括依次流体的连接的压缩机、冷凝器、节流膨胀装置以及蒸发器组成的循环回路，制冷剂在密闭的循环回路内进行压缩、冷凝、节流膨胀、蒸发等制冷循环。在制冷过程中，制冷剂首先在压缩机里绝热压缩成高压蒸气，在冷凝器内放热冷凝成高压常温液体，经节流阀膨胀，在蒸发器吸热蒸发为蒸气后再返回压缩机，循环回路中单位时间内流过的制冷剂越多，提供的冷量越多，制冷系统制冷效果更好，反之，单位时间内流过的制冷剂越少，提供的冷量越少，制冷效果较差。

在制冷系统工作的过程中通常需要对制冷剂的流量进行调节：

常用的调节方式有两种，第一种为通过热力膨胀阀进行调节，其过程为：根据过热度不同调节热力膨胀阀的阀芯开度，从而控制制冷剂流量，进而实现制冷系统的制冷量控制。

另一种为通过电磁式膨胀阀对流量进行调节，其过程为：电磁式膨胀阀在电磁线圈通电前，针阀处于打开位置；由线圈上施加的电压控制针阀开度的大小，从而调节膨胀阀的流量。该阀动作响应快，但在制冷系统工作时一直需要供电。

现有技术中除了采用上述方式控制制冷系统的制冷效果外并没有其他制冷控制方式，因此在采用上述两种膨胀阀以外的其它节流膨胀装置进行节流膨胀时并没有制冷系统的控制方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种制冷设备控制系统及控制方法，能够针对设置有新型制冷剂流量控制的节流膨胀装置的制冷系统进行制冷剂的流量控制，从而，通过对制冷剂流量的控制调节制冷系统的制冷效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种制冷设备控制系统，包括：

控制装置，连接负载并通信连接检测装置，用于接收检测装置的检测结果，并根据检测结果对负载进行调节；

检测装置，设置于制冷系统工作回路中，用于检测蒸发器过热度，并通信连接控制装置，将检测结果发送给控制装置；

节流膨胀装置，设置在冷凝器与蒸发器之间，包括通过制冷剂驱动的转子和设置在转子外部的定子线圈，转子转动时在定子线圈中产生感应电流，转子的转速受定子线圈中电流大小变化的影响，定子线圈中电流发生变化时转子的转速发生变化，从而改变通过节流膨胀装置的制冷剂流量，制冷剂流量的变化改变制冷设备的制冷效果；

负载，设置在节流膨胀装置的感应电流输出端，负载消耗感应电流电能实现运行，由控制装置调节参与工作负载的大小，进而调节定子线圈中的感应电流。

作为进一步优选的技术方案，所述控制装置包括依次通信连接的接收单元、比较单元和控制单元；

所述接收单元通信连接所述检测装置，接收所述检测装置检测的蒸发器过热度信号，并将实际检测到的过热度信号发送给比较单元；

所述比较单元接收实际过热度信号后与设定过热度进行比较，并将比较结果发送给控制单元；

所述控制单元电连接负载，根据比较结果控制接入节流膨胀装置感应电流输出端的负载的大小。

作为进一步优选的技术方案，在所述负载增加时，所述节流膨胀装置输出端的感应电流减小，并，在所述负载减小时所述节流膨胀装置输出端的感应电流增大。

作为进一步优选的技术方案，所述节流膨胀装置的输出端感应电流减小时转子转速降低，输出端感应电流增大时转子转速提高。

作为进一步优选的技术方案，所述负载为能量回收装置，设置于所述节流膨胀装置与冷凝器之间。

本发明提出的一种设置有新型节流膨胀装置的控制系统，在达到节流膨胀、控制制冷剂流量作用的同时，还可以产生感应电流，为负载供电。

一种制冷设备控制方法，包括如下步骤：

步骤A，检测装置检测蒸发器实际过热度；

步骤B，检测装置将检测到的蒸发器实际过热度信号发送给控制装置，控制装置对实际过热度与设定过热度进行比较；

步骤C，控制装置根据比较结果对节流膨胀装置的感应电流输出端的负载进行调节，负载变化导致感应电流值发生变化，进而改变节流膨胀装置转子的转速，从而改变通过节流膨胀装置的制冷剂流量，制冷剂流量的变化改变制冷设备的制冷效果。

作为进一步优选的技术方案，所述步骤B具体包括以下步骤：

步骤B1，检测装置将检测到的蒸发器实际过热度信号发送给接收单元；

步骤B2，接收单元将实际过热度发送给比较单元，比较单元将实际过热度与设定过热度进行比较，并将比较结果发送给控制单元。

作为进一步优选的技术方案，所述步骤C具体包括以下步骤：

步骤C1，当比较结果为实际过热度大于设定过热度时进入步骤C2；当比较结果为实际过热度小于设定过热度时进入步骤C3；

步骤C2，控制单元控制负载减小；

步骤C3，控制单元控制负载增加。

作为进一步优选的技术方案，所述步骤C2中负载减小使得节流膨胀装置输出端电流增大，节流膨胀装置的转子转速增加，制冷剂流量增大，系统的制冷效果提高；

作为进一步优选的技术方案，所述步骤C3中负载增加使得节流膨胀装置输出端电流减小，节流膨胀装置的转子转速降低，制冷剂流量减小，系统的制冷效果降低。

本发明提出一种全新的控制方法用于控制制冷系统中制冷剂的流量，从而达到控制制冷系统的制冷效果的目的。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为实施例一所述的制冷设备控制系统结构示意图。

图2为实施例二所述的制冷设备控制系统结构示意图。

图3为实施例二所述的制冷设备控制系统原理图。

图4为实施例二所述的制冷设备控制方法工作流程图。

图5为实施例三所述的制冷设备控制系统结构示意图。

图1中：

100、冷凝器；101、节流膨胀装置；102、蒸发器；103、控制装置；104、检测装置；105、负载。

图2～4中：

200、冷凝器；201、节流膨胀装置；202、蒸发器；203、控制装置；204、压力传感器；205、温度传感器；206、负载。

图5中：

300、冷凝器；301、节流膨胀装置；302、蒸发器；303、控制装置；304、温度传感器；305、负载。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一，

如图1所示，本实施例中所述的一种制冷设备控制系统，包括：

控制装置103，连接负载105并通信连接检测装置104，用于接收检测装置104的检测结果，并根据检测结果对负载105进行调节。

检测装置104，设置于制冷系统工作回路中，用于检测蒸发器102过热度，并通信连接控制装置103，将检测结果发送给控制装置103。

节流膨胀装置101，设置在冷凝器100与蒸发器102之间，包括通过制冷剂驱动的转子和设置在转子外部的定子线圈，转子转动时在定子线圈中产生感应电流，转子的转速受定子线圈中电流大小变化的影响，定子线圈中电流发生变化时转子的转速发生变化，从而改变通过节流膨胀装置101的制冷剂流量，制冷剂流量的变化改变制冷设备的制冷效果。

负载105，设置在节流膨胀装置101的感应电流输出端，负载105消耗感应电流电能实现运行，由控制装置调节参与工作负载的大小，进而调节定子线圈中的感应电流。

实施例二，

如图2～4所示，本实施例中所述的一种制冷设备控制系统，包括：

控制装置203，连接负载206并通信连接检测装置，用于接收检测装置的检测结果，并根据检测结果对负载206进行调节；

检测装置，设置于制冷系统工作回路中，用于检测蒸发器202过热度，并通信连接控制装置203，将检测结果发送给控制装置203；

节流膨胀装置201，设置在冷凝器200与蒸发器202之间，包括通过制冷剂驱动的转子和设置在转子外部的定子线圈，转子转动时在定子线圈中产生感应电流，转子的转速受定子线圈中电流大小变化的影响，定子线圈中电流发生变化时转子的转速发生变化，从而改变通过节流膨胀装置201的制冷剂流量，制冷剂流量的变化改变制冷设备的制冷效果；

负载206，设置在节流膨胀装置201的感应电流输出端，负载206消耗感应电流电能实现运行，由控制装置203调节参与工作负载的大小，进而调节定子线圈中的感应电流。

其中，控制装置203包括依次通信连接的接收单元、比较单元和控制单元；

接收单元通信连接检测装置，接收检测装置检测的蒸发器202过热度信号，并将实际检测到的过热度信号发送给比较单元；

比较单元接收实际过热度信号后与设定过热度进行比较，并将比较结果发送给控制单元；

控制单元电连接负载206，根据比较结果控制接入节流膨胀装置201感应电流输出端的负载206的大小。

本实施例中的检测装置包括设置在蒸发器202出口处的一个压力传感器204和一个温度传感器205，温度传感器205和压力传感器204将检测到的信号发送给控制装置203，控制装置203通过计算得到蒸发器202的过热度，并与其设定的过热度进行比较，控制单元根据比较结果对负载206的大小进行控制。

由于负载206消耗感应电流电能实现运行，参与工作的负载206的大小改变将导致节流膨胀装置201输出端的感应电流改变。在负载206增加时，节流膨胀装置201输出端的感应电流减小，并，在负载206减小时节流膨胀装置201输出端的感应电流增大。

节流膨胀装置201的输出端感应电流减小时转子转速降低，输出端感应电流增大时转子转速提高。

当转子的转速降低时，制冷剂在节流膨胀装置201中的流动受到一定的阻碍速度降低，导致通过节流膨胀装置201的制冷剂流量减少，流量减少整个制冷系统的制冷效果降低，在已满足实际制冷需要的情况下，适当的减少制冷剂的流量能够节省能源。

当转子的转速提高时，制冷剂在节流膨胀装置201中的流动受转子的推动速度增加，导致通过节流膨胀装置201的制冷剂流量增加，制冷剂流量增加能够提高整个制冷系统的工作效果实现更好的制冷。

负载206设置于所述节流膨胀装置201的电流输出端，消耗节流膨胀装置201产生的感应电流实现运行。

当然，负载206也可以为能量回收装置，设置于所述节流膨胀装置201的电流输出端，并设置在制冷系统回路中，例如，实施例三所示，但是，负载的设置也并不局限于此。能量回收装置通过节流膨胀装置201提供电能进行工作，其工作过程可以为将电能进行储存，也可以为直接通过节流膨胀装置201提供电能进行运转。

一种制冷设备控制方法，包括如下步骤：

步骤A，检测装置检测蒸发器实际过热度；

步骤B，检测装置将检测到的蒸发器202实际过热度信号发送给控制装置203，控制装置203对实际过热度与设定过热度进行比较；

步骤C，控制装置203根据比较结果对节流膨胀装置201的感应电流输出端的负载206进行调节，负载206变化导致感应电流值发生变化，进而改变节流膨胀装置201转子的转速，从而改变通过节流膨胀装置201的制冷剂流量，制冷剂流量的变化改变制冷设备的制冷效果。

上述步骤B中具体包括以下步骤：

步骤B1，检测装置将检测到的蒸发器202实际过热度信号发送给接收单元；

步骤B2，接收单元将实际过热度发送给比较单元，比较单元将实际过热度与设定过热度进行比较，并将比较结果发送给控制单元。

上述步骤C中具体包括以下步骤：

步骤C1，当比较结果为实际过热度大于设定过热度时进入步骤C2；

当比较结果为实际过热度小于设定过热度时进入步骤C3；

步骤C2，控制单元控制负载206减小；

步骤C3，控制单元控制负载206增加。

实际过热度与设定过热度之间的关系体现了空调系统此时的工作状态，根据空调系统实时的共组状态对其进行调节，能够最大限度的节约能源，以及保证制冷效果。

其中步骤C2具体为，负载206减小使得节流膨胀装置201输出端电流增大，节流膨胀装置201的转子转速增加，制冷剂流量增大，系统的制冷效果提高；

其中步骤C3具体为，负载206增加使得节流膨胀装置201输出端电流减小，节流膨胀装置201的转子转速降低，制冷剂流量减小，系统的制冷效果降低。

实施例三，如图5所示，本实施例与实施例二的区别在于：实施例三中采用的检测装置由三个温度传感器304组成，所述三个温度传感器304分别设置在冷凝器300出口处、蒸发器302的进口处以及蒸发器302的出口处，控制装置303通过三个温度传感器304检测的温度信号得到蒸发器302的过热度，并与其设定的过热度进行比较，根据比较结果对负载305进行控制。

同时本实施例中负载305采用能量回收装置，其设置在冷凝器300与节流膨胀装置301之间，能量回收装置消耗节流膨胀装置301提供的电能，例如：负载305为PN结制冷，实现对制冷液的进一步制冷，同时通过对电能的消耗实现改变节流膨胀装置301输出端的电流，此设置方式能够更大限度的提高制冷系统的制冷效率。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种制冷设备控制系统，其特征在于，包括：

控制装置，连接负载并通信连接检测装置，用于接收检测装置的检测结果，并根据检测结果对负载进行调节；

检测装置，设置于制冷系统工作回路中，用于检测蒸发器过热度，并通信连接控制装置，将检测结果发送给控制装置；

节流膨胀装置，设置在冷凝器与蒸发器之间，包括通过制冷剂驱动的转子和设置在转子外部的定子线圈，转子转动时在定子线圈中产生感应电流，转子的转速受定子线圈中电流大小变化的影响，定子线圈中电流发生变化时转子的转速发生变化，从而改变通过节流膨胀装置的制冷剂流量，制冷剂流量的变化改变制冷设备的制冷效果；

负载，设置在节流膨胀装置的感应电流输出端，负载消耗感应电流电能实现运行，由控制装置调节参与工作负载的大小，进而调节定子线圈中的感应电流。

2.根据权利要求1所述的制冷设备控制系统，其特征在于，所述控制装置包括依次通信连接的接收单元、比较单元和控制单元；

所述接收单元通信连接所述检测装置，接收所述检测装置检测的蒸发器过热度信号，并将实际检测到的过热度信号发送给比较单元；

所述比较单元接收实际过热度信号后与设定过热度进行比较，并将比较结果发送给控制单元；

所述控制单元电连接负载，根据比较结果控制接入节流膨胀装置感应电流输出端的负载的大小。

3.根据权利要求1所述的制冷设备控制系统，其特征在于，在所述负载增加时，所述节流膨胀装置输出端的感应电流减小，并，在所述负载减小时所述节流膨胀装置输出端的感应电流增大。

4.根据权利要求3所述的制冷设备控制系统，其特征在于，所述节流膨胀装置的输出端感应电流减小时转子转速降低，输出端感应电流增大时转子转速提高。

5.根据权利要求1所述的制冷设备控制系统，其特征在于，所述负载为能量回收装置，设置于所述节流膨胀装置与冷凝器之间。

6.一种制冷设备控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A，检测装置检测蒸发器实际过热度；

步骤B，检测装置将检测到的蒸发器实际过热度信号发送给控制装置，控制装置对实际过热度与设定过热度进行比较；

步骤C，控制装置根据比较结果对节流膨胀装置的感应电流输出端的负载进行调节，负载变化导致感应电流值发生变化，进而改变节流膨胀装置转子的转速，从而改变通过节流膨胀装置的制冷剂流量，制冷剂流量的变化改变制冷设备的制冷效果。

7.根据权利要求6所述的一种制冷设备控制方法，其特征在于，所述步骤B具体包括以下步骤：

步骤B1，检测装置将检测到的蒸发器实际过热度信号发送给接收单元；

步骤B2，接收单元将实际过热度发送给比较单元，比较单元将实际过热度与设定过热度进行比较，并将比较结果发送给控制单元。

8.根据权利要求6所述的一种制冷设备控制方法，其特征在于，所述步骤C具体包括以下步骤：

步骤C1，当比较结果为实际过热度大于设定过热度时进入步骤C2；当比较结果为实际过热度小于设定过热度时进入步骤C3；

步骤C2，控制单元控制负载减小；

步骤C3，控制单元控制负载增加。

9.根据权利要求8所述的一种制冷设备控制方法，其特征在于，所述步骤C2中负载减小使得节流膨胀装置输出端电流增大，节流膨胀装置的转子转速增加，制冷剂流量增大，系统的制冷效果提高。

10.根据权利要求8所述的一种制冷设备控制方法，其特征在于，所述步骤C3中负载增加使得节流膨胀装置输出端电流减小，节流膨胀装置的转子转速降低，制冷剂流量减小，系统的制冷效果降低。