CN104110792B

CN104110792B - 空调系统的控制方法和控制装置

Info

Publication number: CN104110792B
Application number: CN201410240108.8A
Authority: CN
Inventors: 刘旭; 黎辉玲
Original assignee: Midea Group Co Ltd
Current assignee: Midea Group Co Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: CN104110792A

Abstract

本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种空调系统的控制方法和控制装置。根据本发明提供的空调系统的控制方法和控制装置，通过获取系统化霜后的各个温度参数，根据室内温差△TIN和室外温差△TOU的大小，适时调整电子膨胀阀运行的开度，有效避免R290等新冷媒空调系统低温化霜后膨胀阀油堵的现象，提高新冷媒空调的使用舒适性，保证了压缩机和系统的使用寿命，同时也为日后研究新型压缩机机油更好的匹配新冷媒提供了一种参考依据。

Description

空调系统的控制方法和控制装置

技术领域

本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种空调系统的控制方法和控制装置。

背景技术

目前，在空调制冷技术领域中，大多使用R410a冷媒来替代传统的R22冷媒，但由于R410a冷媒的GWP值(Global Warming Potential，全球变暖潜能值)偏高，在当前全球温室效应日益严重、世界各国对全球气候变迁日益重视的背景下，也将会被逐渐淘汰。因此，目前更专注研究以R32、R290为代表的低GWP冷媒，与此同时，对应的压缩机研发也在进行中。其中，压缩机润滑油作为空调系统中必不可少的组成部分也越来越受到重视。

空调器压缩机内的润滑油对系统的正常运行是极其重要的，润滑油起着对气缸和转子的润滑、密封和冷却的作用，特别是对于R290等冷媒尤其重要。当压缩机正常运转时，润滑油通过曲轴从压缩机底部吸入气缸，经过压缩后伴随高温高压的冷媒进入系统，之后随着冷媒循环再次回到压缩机底部，同时压缩机电机及气缸产生的热量也会被冷媒和润滑油带走。如果存在某种原因导致回油回气不畅，就会造成压缩机润滑油不足、电机空转发热等问题，进一步将会导致压缩机气缸与转子间磨损加大、内部温度过高，最终导致电机烧毁，系统崩溃。所以在系统设计中，一定要保证润滑油能正常的返回压缩机以及电机热量及时的排出。

但是，普通的矿物润滑油在低温下粘度会急剧增加，特别是在冷暖变频机中，当化霜结束四通阀换向时，换热器中的超低温冷媒和润滑油需要通过电子膨胀阀进入换热器。但是对于R290冷媒来说，因为安全性的考虑，R290冷媒的充注量较少，因此系统压力也较小，因此也容易造成粘度比较大的润滑油堵塞正常开度的电子膨胀阀，导致R290冷媒无法参与循环，压缩机空转，能力和功率下降，系统缺油缺氟，长时间运转后压缩机的电机过度发热，既影响用户的使用感受，也大大降低了压缩机和系统的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的首先即在于提供一种空调系统的控制方法，以解决现有使用R290冷媒的空调系统低温化霜后能力衰减、膨胀阀油堵以致造成压缩机和整个系统损坏的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供的空调系统的控制方法，包括以下步骤：

在预设时间t内采集到两个四通阀换向的信号，则判定为系统化霜结束，进入下一步骤；否则继续采集；

运行第二预定时间T1后，记录此时系统运行的电子膨胀阀正常开度K1；

获取温度参数，所述温度参数包括室内实时温度T1、室内蒸发器温度T2、室外实时温度T4和室外冷凝器温度T3；

分别计算△TIN＝T2-T1-Z1和△TOU＝T4-T3-Z2，其中Z1和Z2分别是预设的室内温差修正值和室外温差修正值；若△TIN与△TOU中有一个大于零，则认为系统正常运行，否则进入下一步骤；

控制电子膨胀阀开度增大到K2；运行第三预定时间T2后，重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU，若有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1，否则进入下一步骤；

在继续运行第四预定时间T3后，重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU，若有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1，否则进行故障提醒。

另一方面，本发明的目的还在于提供一种空调系统的控制装置，其具体包括：

化霜判断模块，用于在预设时间t内采集到两个四通阀换向的信号时，判定为系统化霜结束；

开度获取模块，用于运行第二预定时间T1后，记录此时系统运行的电子膨胀阀正常开度K1；

温度参数获取模块，用于获取室内实时温度T1、室内蒸发器温度T2、室外实时温度T4和室外冷凝器温度T3；

温差计算模块，用于分别计算△TIN＝T2-T1-Z1和△TOU＝T4-T3-Z2，其中Z1和Z2分别是预设的室内温差修正值和室外温差修正值；

第一调整模块，用于判断初次△TIN与△TOU的大小，若△TIN与△TOU中有一个大于零，则认为系统正常运行，否则控制电子膨胀阀开度增大到K2；

第二调整模块，用于在运行第三预定时间T2后，重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU，若有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；

第三调整模块，用于在继续运行第四预定时间T3后，重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU，若有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1，否则进行故障提醒并控制关机。

众所周知，由于现有R290冷媒压缩机油在超低温下粘度比较高，同时电子膨胀阀两端的压差在四通阀换向后不能及时建立起来，因此导致电子膨胀阀被压缩机油堵死，冷媒不能参与循环，如果此问题持续存在，则会降低压缩机的使用寿命，系统可靠性更得不到保障。但是，根据本发明提供的空调系统的控制方法和控制装置，通过获取系统化霜后的各个温度参数，根据室内温差△TIN和室外温差△TOU的大小，适时调整电子膨胀阀运行的开度，有效避免R290等新冷媒空调系统低温化霜后膨胀阀油堵的现象，提高新冷媒空调的使用舒适性，保证了压缩机和系统的使用寿命，同时也为日后研究新型压缩机机油更好的匹配新冷媒提供了一种参考依据。

附图说明

图1是本发明实施例提供的空调系统控制方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的空调系统控制装置的结构框图。

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。

图1是本发明实施例提供的空调系统控制方法的实现流程图；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：

在空调系统开机运行之后，首先进入步骤S10：控制空调系统运行第一预定时间T0。

本步骤S10为本控制方法的优选步骤，其并不是必要步骤。在空调系统开机之后，首先运行第一预定时间T0，为的是使空调系统的运行状态趋向稳定，再进入之后的步骤。在具体实施过程中，第一预定时间T0可以设定为10-40分钟之内的任一时间。

步骤S20：在预设时间t内采集到两个四通阀换向的信号，则判定为系统化霜结束，进入步骤S30；否则继续采集。

在本步骤中，需要连续采集四通阀换向的信号。若在预设时间t内采集获取到两个四通阀换向的信号，则认为空调系统化霜结束了，可以进入后续步骤，否则继续采集数据。在具体实施过程中，例如预设时间t可以为15分钟，即若在15分钟内采集到两个四通阀换向的信号，则判断系统化霜已结束，可以进入下一步骤S30。

步骤S30：运行第二预定时间T1后，记录此时系统运行的电子膨胀阀正常开度K1。

本步骤为本实施例提供的空调系统控制方法的必要步骤。空调系统继续运行第二预定时间T1之后，获取并记录下此时空调系统运行的电子膨胀阀的正常开度K1。在具体实现时，作为优选，第二预定时间T1的取值范围为5-25分钟，其可以设定为5-25分钟之间的任一时间。一般的，在此情况下，此时系统运行的电子膨胀阀正常开度K1可能为100-400步，因为空调系统的机型和/或系统使用的冷媒压缩机油类型不同，故各参数都不作任何限定。

步骤S40：获取温度参数，所述温度参数包括室内实时温度T1、室内蒸发器温度T2、室外实时温度T4和室外冷凝器温度T3。

本步骤为获取温度参数的步骤。具体地，所述温度参数包括室内实时温度T1、室内蒸发器温度T2、室外实时温度T4和室外冷凝器温度T3。进一步地，在具体实现时，所述室内实时温度T1可由安装在室内机进风口处的温度传感器测量得到；所述室内蒸发器温度T2可由安装在室内蒸发器外表面铜管处的温度传感器测量得到；所述室外实时温度T4可由安装在室外机进风口处的温度传感器测量得到；所述室外冷凝器温度T3可由安装在室外冷凝器外表面铜管处的温度传感器测量得到。

步骤S50：分别计算△TIN＝T2-T1-Z1和△TOU＝T4-T3-Z2，其中Z1和Z2分别是预设的室内温差修正值和室外温差修正值；若△TIN与△TOU中有一个大于零，则认为系统正常运行，否则进入步骤S60。

在本步骤中，获取了各温度参数之后，要根据实测温度数据分别获取室内温差△TIN和室外温差△TOU。具体而言，是利用公式分别计算△TIN与△TOU的值，其中△TIN＝T2-T1-Z1、△TOU＝T4-T3-Z2，式中的Z1和Z2分别是预设的室内温差修正值和室外温差修正值。此二者，一般是根据不同的可能出现的室外实时温度T4来设定的，不同的室外实时温度T4对应不同的Z1和Z2。作为一优选实施例，室内温差修正值Z1和室外温差修正值Z2相等，其取值范围为3-8摄氏度。

之后，再判断△TIN与△TOU的大小。若△TIN与△TOU中有一个大于零，则认为系统正常运行，即未发生任何油堵；否则，就认为电子膨胀阀发生油堵，进入步骤S60。

实际上，在具体实现时，作为一优选实施例，若△TIN与△TOU中有一个大于零，即认为系统正常运行时，还需要返回采集四通阀换向信号的步骤，并等待下一次化霜结束后再次进行判定。

步骤S60：控制电子膨胀阀开度增大到K2，并在运行第三预定时间T2后，重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU，若有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1，否则进入步骤S70。

在本步骤中，先调整电子膨胀阀的开度由K1增大到K2，其增大的范围一般为50-400步，同样是要根据空调系统的机型和/或系统使用的冷媒压缩机油类型来进行选择的。并且，保持电子膨胀阀的开度在K2位置运行第三预定时间T2后，重复步骤S40：获取各个温度参数。再次计算和判断△TIN与△TOU的大小，若△TIN与△TOU中有一个大于零，则推断系统已经恢复正常运行了，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；若△TIN与△TOU仍然都小于零，则进入步骤S70。

在实际应用中，作为一优选实施例，在控制电子膨胀阀的开度恢复为K1之后，最好是返回执行采集四通阀换向信号的步骤，并等待在下一次系统化霜结束后重复所有检测、调整步骤。

并且，在具体实施过程中，第三预定时间T2的取值范围优选为1-5分钟，其可以设定为1-5分钟之间的任一时间。在此需要强调的是，第三预定时间T2的值不能太大，同时这次判定步骤的加入是为了让电子膨胀阀尽快运行正常的开度，提高室内机的蒸发温度，以增加用户的舒适性。

步骤S70：在继续运行第四预定时间T3后，重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU，若有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1，否则进行故障提醒并控制关机。

若在运行第三预定时间T2后获取的△TIN与△TOU仍然都小于零，则控制空调系统继续以电子膨胀阀的开度K2运行第四预定时间T3，再次进行判定，即重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU的大小。若△TIN与△TOU之中有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1，否则进行故障提醒并控制关机。

在具体实现时，所述第四预定时间T3的取值范围可以为5-25分钟，其可以设定为5-25分钟中的任一时间。需要强调的是，第四预定时间T3的值也不能太大，因为长时间的电子膨胀阀堵塞会导致压缩机电机抱死，最终造成压缩机损坏。因此，若△TIN与△TOU仍然都小于零，则需要对用户进行故障提醒并控制关机了。一般的，可以通过在空调系统室内机的显示器上显示故障代码的方式提醒用户，同时也控制空调系统关机。

同样的，在实际应用中，作为一优选实施例，在继续运行第四预定时间T3、获取温度参数后，再次判定△TIN与△TOU中有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1，即恢复正常开度。在此之后，优选返回执行采集四通阀换向信号的步骤，并等待在下一次系统化霜结束后重复所有检测、调整步骤，对空调系统电子膨胀阀的状态继续进行监控和调整。

并且，在本发明实施例提供的空调系统的控制方法中，并没有对空调系统压缩机的运转频率以及室内外风机的转速做任何限定，实际应用中可以按照系统原来的运行规则改变相应参数。基本上，本实施例提供的上述控制方法适用于国内和海外空调系统的制热工况，同时可以根据空调系统的机型和/或系统使用的冷媒压缩机油类型设定不同的时间参数T0、T1、T2、T3和膨胀阀开度K1和K2等等。

图2是本发明另一实施例提供的空调系统控制装置的结构框图。同样的，为了便于说明，也仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：

一种空调系统的控制装置，包括：

化霜判断模块21，用于在预设时间t内采集到两个四通阀换向的信号时，判定为系统化霜结束；

开度获取模块22，用于运行第二预定时间T1后，记录此时系统运行的电子膨胀阀正常开度K1；

温度参数获取模块23，用于获取室内实时温度T1、室内蒸发器温度T2、室外实时温度T4和室外冷凝器温度T3；

温差计算模块24，用于分别计算△TIN＝T2-T1-Z1和△TOU＝T4-T3-Z2，其中Z1和Z2分别是预设的室内温差修正值和室外温差修正值；

第一调整模块25，用于判断初次△TIN与△TOU的大小，若△TIN与△TOU中有一个大于零，则认为系统正常运行，否则控制电子膨胀阀开度增大到K2；

第二调整模块26，用于在运行第三预定时间T2后，重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU，若有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；

第三调整模块27，用于在继续运行第四预定时间T3后，重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU，若有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1，否则进行故障提醒并控制关机。

进一步地，作为一优选实施例，所述控制装置还包括：

重复执行模块28，用于在所述控制电子膨胀阀开度恢复为K1后，返回采集四通阀换向信号的步骤，在下一次判定系统化霜结束后重复所有步骤；以及

基础运行控制模块29，用于在空调系统从开机到进入采集四通阀换向信号之前，控制空调系统运行第一预定时间T0。

具体地，所述第三调整模块27包括：

故障处理单元，用于在空调系统室内机的显示器上显示故障代码，并控制空调系统关机。

综上，根据本发明提供的空调系统的控制方法和控制装置，通过获取系统化霜后的各个温度参数，根据室内温差△TIN和室外温差△TOU的大小，适时调整电子膨胀阀运行的开度，有效避免R290等新冷媒空调系统低温化霜后膨胀阀油堵的现象，提高新冷媒空调的使用舒适性，保证了压缩机和系统的使用寿命，同时也为日后研究新型压缩机机油更好的匹配新冷媒提供了一种参考依据。

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，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。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

1.一种空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法工作在空调系统的制热工况，所述控制方法包括以下步骤：

分别计算△TIN＝T2-T1-Z1和△TOU＝T4-T3-Z2，其中Z1和Z2分别是预设的室内温差修正值和室外温差修正值；若△TIN与△TOU中有一个大于零，则认为系统正常运行、返回采集四通阀换向信号的步骤，否则进入下一步骤；

在继续运行第四预定时间T3后，重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU，若有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1，否则进行故障提醒并控制关机；

所述室内温差修正值Z1和所述室外温差修正值Z2相等，其取值范围为3-8摄氏度。

2.如权利要求1所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤：

在所述控制电子膨胀阀开度恢复为K1后，返回采集四通阀换向信号的步骤，在下一次判定系统化霜结束后重复所有步骤。

3.如权利要求1所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述进行故障提醒并控制关机的步骤具体为：

在空调系统室内机的显示器上显示故障代码，并控制空调系统关机。

4.如权利要求1所述的空调系统的控制方法，其特征在于，在空调系统从开机到进入采集四通阀换向信号之前，控制空调系统运行第一预定时间T0。

5.如权利要求1所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述室内实时温度T1由安装在室内机进风口处的温度传感器测量得到；所述室内蒸发器温度T2由安装在室内蒸发器外表面铜管处的温度传感器测量得到；所述室外实时温度T4由安装在室外机进风口处的温度传感器测量得到；所述室外冷凝器温度T3由安装在室外冷凝器外表面铜管处的温度传感器测量得到。

6.如权利要求4所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述第一预定时间T0的取值范围为10-40分钟，所述第二预定时间T1的取值范围为5-25分钟，所述第三预定时间T2的取值范围为1-5分钟，所述第四预定时间T3的取值范围为5-25分钟，所述开度K2与所述开度K1的差值范围为50-400步。

7.一种空调系统的控制装置，其特征在于，所述控制装置工作在空调系统的制热工况，所述控制装置包括：

第三调整模块，用于在继续运行第四预定时间T3后，重复获取温度参数的步骤，并再次判定△TIN与△TOU，若有一个大于零，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1，否则进行故障提醒并控制关机；

8.如权利要求7所述的空调系统的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

重复执行模块，用于在所述控制电子膨胀阀开度恢复为K1后，返回采集四通阀换向信号的步骤，在下一次判定系统化霜结束后重复所有步骤。

9.如权利要求7所述的空调系统的控制装置，其特征在于，所述第三调整模块包括：

10.如权利要求7所述的空调系统的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括:

基础运行控制模块，用于在空调系统从开机到进入采集四通阀换向信号之前，控制空调系统运行第一预定时间T0。