CN103697559A - 模块式多联机及其制冷时冷媒均匀分配的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模块式多联机制冷时冷媒均匀分配的控制方法，其包括如下步骤：a）计算在制冷运行状态下室内机模块对并联设置的m个室外机模块的总能力需求N；b）初始分配每个室外机模块的能力需求；c）通过第一温度传感器检测第i个室外机模块的压缩机的底部温度T_bi；d）通过第二温度传感器检测第i个室外机模块的压缩机的回气温度T_ri；e）计算第i个室外机模块的回气过热度S_Hi=T_bi-T_ri；f）根据第i个室外机模块的回气过热度S_Hi，来调整第i个室外机模块的能力需求N_i，回气过热度S_Hi与调整后能力需求N_I'满足如下函数：

I=1,2,3，...，m，其中，N_I'=[N_I']=min{n∈Z/N_I'≤n}每隔10分钟重复步骤c~f。本发明还提供一种制冷时冷媒均匀分配的模块式多联机。通过上述控制方法使各个室外机模块内的冷媒分配均匀。

Description

模块式多联机及其制冷时冷媒均匀分配的控制方法

技术领域

本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种模块式多联机及其制冷时制冷剂均匀分配的控制方法。

背景技术

目前，多台室外机并联是多联机一种常见的安装形式，其安装过程简单，能自由组合能力输出，但并联式多联机充灌的冷媒较多，如何使冷媒在各室外机内能按需均匀分配是目前的一个难点。对于制热模式，目前常用的做法是通过调节室外机电子膨胀阀的开度来调节回气量；对于制冷模式，一般通过调节室内机的电子膨胀阀开度来调节过热度，但是，从室内机的出口管到并联室外机的压缩机回气管的这段过程中，冷媒如何分配还没有专门的研究，一般是设计各种冷媒分流良好的支路来解决这一问题，但在实际空调运行过程中，各室外机回气管的阻力、各室外机的吸气压力以及冷媒的气液状态均可对冷媒的均匀分配产生影响。因此，实际运行中经常会出现个别并联室外机的低压罐内液位较高，而个别并联室外机的低压罐中液位很低，从而使得低压罐液位高的室外机压缩机有液击的危险，而低压罐液位低的压缩机由于随冷媒返回油量少，压缩机有缺油的危险。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种模块式多联机制冷时冷媒均匀分配的控制方法，旨在解决现有技术中存在的多联机在制冷运行中，各个室外机模块内的冷媒分配不均的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种模块式多联机制冷时冷媒均匀分配的控制方法，其包括如下步骤：

a）计算在制冷运行状态下n个室内机模块对并联设置的m个室外机模块的总能力需求N，N满足如下公式：N=(P₁+P₂+...+P_i+...+p_n)×3，其中P_i为第i个室内机模块的匹数；

b）根据总能力需求N，初始分配每个室外机模块的能力需求，第i个室外机模块所分配的能力需求满足如下公式：

i=1,2,3,...,m，I=1,2,3,...,m，其中N_i为第i个室外机模块的能力大小；

c）通过第一温度传感器检测第i个室外机模块的压缩机的底部温度T_bi；

d）通过第二温度传感器检测第i个室外机模块的压缩机的回气温度T_ri；

e）计算第i个室外机模块的回气过热度S_Hi=T_bi-T_ri；

f）根据第i个室外机模块的回气过热度S_Hi，来调整第i个室外机模块的能力需求N_i，调整后的第i个室外机模块的能力需求为N_I'，回气过热度S_Hi与N_I'满足如下函数：

${N_I}^{\&prime;}=\left\{\begin{array}{cc}{N}_I-3,& S_{\mathrm{Hi}}\&le;10\\ N_I,& 10<S_{\mathrm{Hi}}<25\\ N_I+1,& S_{\mathrm{Hi}}\&GreaterEqual;25\end{array}\right.,$ I=1,2,3,...，m，其中，N_I'=[N_I']＝min{n∈Z/N_I'≤n}；

在制冷运行状态下运行，每隔10分钟重复步骤c~f。

本发明实施例的另一目的在于提供一种制冷时冷媒均匀分配的模块式多联机，所述模块式多联机包括n个室内机模块、并联设置的m个室外机模块及控制系统，每一室外机模块包括四通阀、与所述四通阀的第一接口连接的压缩机、与所述四通阀的第二接口连接的室外机换热器、与所述四通阀的第三接口连接的低压储液罐及与所述室外机换热器相连接的电子膨胀阀，所述压缩机与所述低压储液罐相连接，各个室外机模块的四通阀的第四接口连接至所述室内机模块上，各个室外机模块的电子膨胀阀连接至所述室内机模块，所述控制系统包括安装于每一室外机模块的压缩机底部的第一温度传感器及安装于所述压缩机与所述低压储液罐之间的管路上的第二温度传感器，所述控制系统按照上述模块式多联机制冷时冷媒均匀分配的控制方法来均衡各个室外机模块的能力需求。

本发明通过压缩机底部温度与回气温度的差值来计算回气过热度，由于回气过热度可以定性反映相应室外机模块的低压贮液罐内液位的高低，而吸气压力高低可以影响回气量，通过减少回气过热度小的室外机模块输出，即提高其吸气压力，同时增加回气过热度大的室外机模块输出，即降低其吸气压力，使系统的回气偏向于低压贮液罐内液位低的室外机模块，最终使各室外机模块的冷媒能够保持动态的平衡，不仅可以阻止室外机模块发生液击，还可以保证各室外机模块从低压储液罐的正常回油。

附图说明

图1是本发明实施例提供的模块式多联机在制冷时冷媒均匀分配的控制方法的流程示意图。

图2是应用图1的控制方法的模块式多联机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的模块式多联机制冷时冷媒均匀分配的控制方法，其包括如下步骤：

a）计算在制冷运行状态下n个室内机模块对并联设置的m个室外机模块的总能力需求N，N满足如下公式：N=(P₁+P₂+...+P_i+...+p_n)×3，其中P_i为第i个室内机模块的匹数；此步骤中，将1匹的能力需求记为3，N为n个室内机模块的能力需求总和。

b）根据总能力需求N，初始分配每个室外机模块的能力需求，第i个室外机模块所分配的能力需求满足如下公式：

i=1,2,3,...,m，I=1,2,3,...,m，其中N_i为第i个室外机模块的能力大小；

c）通过第一温度传感器检测第i个室外机模块的压缩机的底部温度T_bi；

d）通过第二温度传感器检测第i个室外机模块的压缩机的回气温度T_ri；

e）计算第i个室外机模块的回气过热度S_Hi=T_bi-T_ri；

f）根据第i个室外机模块的回气过热度S_Hi，来调整第i个室外机模块的能力需求N_i，调整后的第i个室外机模块的能力需求为N_I'，回气过热度S_Hi与N_I'满足如下函数：

${N_I}^{\&prime;}=\left\{\begin{array}{cc}{N}_I-3,& S_{\mathrm{Hi}}\&le;10\\ N_I,& 10<S_{\mathrm{Hi}}<25\\ N_I+1,& S_{\mathrm{Hi}}\&GreaterEqual;25\end{array}\right.,$ I=1,2,3，...，m，其中，N_I'=[N_I']＝min{n∈Z/N_I'≤n}；

在制冷运行状态下运行，每隔10分钟重复步骤c~f。

在执行步骤c~f时，每一室外机模块的能力需求均根据其回气过热度而调整或保持不变。

如图1所示，首先对各室外机模块进行能需初始分配，然后，通过第一温度传感器及第二温度传感器测得每个室外机模块的压缩机底部温度及回气温度，然后计算出每个室外机模块的回气过热度，然后，判断各个室外机模块的回气过热度是否满足条件：10<S_H<25，如果满足此条件，则保持现阶段压缩机的输出不变，如果不满足此条件，则按照步骤f中的公式进行调整。

其中，上述公式：N_I'=[N_I']＝min{n∈Z/N_I'≤n}为上取整函数，例如，[0.456]＝1，[1.2]＝2，此公式的目的是界定各个室外机模块的能力需求调整最小调整到1。

本发明通过压缩机的底部温度与回气温度的差值来计算回气过热度，由于回气过热度可以定性反映相应室外机模块的低压贮液罐内液位的高低，而吸气压力高低可以影响回气量，通过减少回气过热度小的室外机模块输出，即提高其吸气压力，同时增加回气过热度大的室外机模块输出，即降低其吸气压力，使系统的回气偏向于低压贮液罐内液位低的室外机模块，最终使各室外机模块的冷媒能够保持动态的平衡，不仅可以阻止室外机模块发生液击，还可以保证各室外机模块从低压储液罐的正常回油。

请同时参阅图1和图2，本发明实施例提供一种应用上述控制方法的模块式多联机。所述模块式多联机包括n个室内机模块、并联设置的m个室外机模块及控制系统（图未示）。

在本实施例中，仅示出2个室外机模块A，B及1个室内机模块100，因2个室外机模块A，B的结构相同，对应的室外机模块B中各组件的编号为室外机模块A各组件编号中a替换为b即可，此处不作一一赘述。但本发明并不限于只有2个室外机模块A，B及1个室内机模块100，在其他实施例中，可以有2个以上室外机模块及多于1个的室内机模块100。

每一室外机模块包括四通阀10a、与所述四通阀10a的第一接口11a连接的压缩机20a、与所述四通阀10a的第二接口12a连接的室外机换热器30a、与所述四通阀10a的第三接口13a连接的低压储液罐40a及与所述室外机换热器30a相连接的电子膨胀阀50a，所述压缩机20a与所述低压储液罐40a相连接，各个室外机模块的四通阀10a的第四接口14a连接至所述室内机模块100上，各个室外机模块的电子膨胀阀50a连接至所述室内机模块100，所述控制系统包括安装于每一室外机模块的压缩机20a底部的第一温度传感器60a及安装于所述压缩机20a与所述低压储液罐40a之间的管路上的第二温度传感器70a，所述控制系统按照上述控制方法来均衡各个室外机模块的能力需求。

为了更好地理解本发明的控制方法，以2个室外机模块A，B及1个室内机模块100为例对上述控制方法的操作步骤进行说明，

室外机模块A和室外机模块B并联，当前制冷运行状态下室内机模块100对室外机模块A，B的总能力需求N，室外机模块A的能力为NA，室外机模块B的能力为NB。

根据总能力需求N，初始分配每个室外机模块A，B的能力需求，具体地，分配室外机模块A的能力需求为Na，分配室外机模块B的能力需求为Nb，其中Na=NA/(NA+NB)*N，Nb=NB/(NA+NB)*N。

计算模块A的回气过热度SHa，具体地，通过第一温度传感器60a检测模块A的压缩机20a的底部温度Tba，通过第二温度传感器70a检测压缩机20a的回气温度Tra，即SHa=Tba-Tra。

计算模块B的回气过热度SHb，具体地，通过第一温度传感器60b检测模块B的压缩机20b的底部温度Tbb，通过第二温度传感器70b检测压缩机20b的回气温度Trb，即SHb=Tbb-Trb。

判断回气过热度，若并联的各室外机模块A，B的回气过热度满足条件：25>SHa>10且25>SHb>10，则保持现阶段的模块A和模块B的能力需求Na和Nb不变；若有各室外机模块A，B的回气过热度不符合上述条件，则对其能力需求进行修正。例如

若SHa≦10且SHb≦10，则能力需求修正为Na=Na-3，Nb=Nb-3；

若SHa≦10且10<SHb<25，则能力需求修正为Na=Na-3，Nb=Nb；

若SHa≦10且SHb≧25，则能力需求修正为Na=Na-3,Nb=Nb+1；

在修正过程中，能力需求Na和Nb最小减到1。

运行10分钟后，再次检测过热度SHa和SHb，如此循环检测和修正。

在本实施例中，每一室外机模块包括一台压缩机20a，在其他实施例中，每一室外机模块可包括若干台压缩机20a，所述第一温度传感器60a所检测的温度是各个开启的压缩机20a的底部温度中最低的温度。所述压缩机20a为低压腔压缩机20a。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模块式多联机制冷时冷媒均匀分配的控制方法，其包括如下步骤：

a）计算在制冷运行状态下n个室内机模块对并联设置的m个室外机模块的总能力需求N，N满足如下公式：N=(P₁+P₂+...+P_i+...+p_n)×3，其中P_i为第i个室内机模块的匹数；

b）根据总能力需求N，初始分配每个室外机模块的能力需求，第i个室外机模块所分配的能力需求满足如下公式：

i=1,2,3,...,m，I=1,2,3,...,m，其中N_i为第i个室外机模块的能力大小；

c）通过第一温度传感器检测第i个室外机模块的压缩机的底部温度T_bi；

d）通过第二温度传感器检测第i个室外机模块的压缩机的回气温度T_ri；

e）计算第i个室外机模块的回气过热度S_Hi=T_bi-T_ri；

f）根据第i个室外机模块的回气过热度S_Hi，来调整第i个室外机模块的能力需求N_i，调整后的第i个室外机模块的能力需求为N_I'，回气过热度S_Hi与N_I'满足如下函数：

${N_I}^{\&prime;}=\left\{\begin{array}{cc}{N}_I-3,& S_{\mathrm{Hi}}\&le;10\\ N_I,& 10<S_{\mathrm{Hi}}<25\\ N_I+1,& S_{\mathrm{Hi}}\&GreaterEqual;25\end{array}\right.,$ I=1,2,3，...,m，其中，N_I'=[N_I']＝min{n∈Z/N_I'≤n}；

在制冷运行状态下运行，每隔10分钟重复步骤c~f。

2.如权利要求1所述的模块式多联机制冷时冷媒均匀分配的控制方法，其特征在于：每一室外机模块包括若干台压缩机，所述第一温度传感器所检测的温度是各个开启的压缩机的底部温度中最低的温度。

3.如权利要求1或2所述的模块式多联机制冷时冷媒均匀分配的控制方法，其特征在于：所述压缩机为低压腔压缩机。

4.如权利要求1或2所述的模块式多联机制冷时冷媒均匀分配的控制方法，其特征在于：所述室外机模块并联台数m≥2。

5.一种制冷时冷媒均匀分配的模块式多联机，其特征在于：所述模块式多联机包括n个室内机模块、并联设置的m个室外机模块及控制系统，每一室外机模块包括四通阀、与所述四通阀的第一接口连接的压缩机、与所述四通阀的第二接口连接的室外机换热器、与所述四通阀的第三接口连接的低压储液罐及与所述室外机换热器相连接的电子膨胀阀，所述压缩机与所述低压储液罐相连接，各个室外机模块的四通阀的第四接口连接至所述室内机模块上，各个室外机模块的电子膨胀阀连接至所述室内机模块，所述控制系统包括安装于每一室外机模块的压缩机底部的第一温度传感器及安装于所述压缩机与所述低压储液罐之间的管路上的第二温度传感器，所述控制系统按照如权利要求1所述的模块式多联机制冷时冷媒均匀分配的控制方法来均衡各个室外机模块的能力需求。

6.如权利要求5所述的制冷时冷媒均匀分配的模块式多联机，其特征在于：与所述四通阀的第一接口连接的压缩机为若干台，所述第一温度传感器所检测的温度是各个开启的压缩机的底部温度中最低的温度。

7.权利要求5或6所述的制冷时冷媒均匀分配的模块式多联机，其特征在于：所述压缩机为低压腔压缩机。

8.权利要求5或6所述的制冷时冷媒均匀分配的模块式多联机，其特征在于：所述室外机模块并联台数m≥2。

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