CN104154630A - 空调系统的控制方法和控制装置 - Google Patents

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，通过连续获取的Z个冷媒压力值P，根据其中是否有X个大于设定值P0，来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。并且，现有的R410a系统在某些超低温工况下也存在与上述类似的现象。这样，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：

确认系统化霜结束、运行第一预定时间T1后，记录此时系统运行的电子膨胀阀正常开度K1；

每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次；

若所述Z个冷媒压力值P中有X个大于设定值P0，则判定系统正常运行、等待下一次化霜结束，其中X小于Z；否则进入下一步骤；

控制电子膨胀阀开度增大到K2；运行第二预定时间T2后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；若否，则进入下一步骤；

继续运行第三预定时间T3后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；若否，则进行故障提醒并控制关机。

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，所述控制装置具体包括：

开度获取模块，用于在确认系统化霜结束、运行第一预定时间T1后，记录此时系统运行的电子膨胀阀正常开度K1；

冷媒压力值获取模块，用于每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次；

第一调整模块，用于判断初次Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0；若是，则判定系统正常运行、等待下一次化霜结束；否则控制电子膨胀阀开度增大到K2；

第二调整模块，用于在运行第二预定时间T2后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；

第三调整模块，用于在继续运行第三预定时间T3后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；若否，则进行故障提醒并控制关机。

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，通过连续获取的Z个冷媒压力值P，根据其中是否有X个大于设定值P0，来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：控制空调系统运行初始时间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。实际上，在具体实施时，完全可以一开机就进入步骤S20。

步骤S20：在预设时间M1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。

本步骤是为了确认系统化霜结束的流程，示出了一个优选实施方式。实际上，其他能够判定系统化霜结束与否的参数或者性状也都是可取的。在本实施方式中，需要连续采集四通阀换向的信号。若在预设时间M1内连续两次采集获取到四通阀换向的信号，则认为空调系统化霜结束了，可以进入后续步骤，否则继续采集四通阀换向的数据。在具体实施过程中，预设时间M1可以为10-20分钟的任一时间，例如为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：运行第一预定时间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一预定时间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，第一预定时间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可能在100-400步之间，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：每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次。

此为获取冷媒压力值P的步骤。作为一具体实施方式，冷媒压力值P是通过压力传感器等冷媒压力检测装置获取的，一般可将压力传感器等设置在电子膨胀阀和室外换热器之间的铜管中。优选的，时间M2的取值范围为0.5-2分钟之间的任一时间，Z的取值范围为6-100之间的任意数值。

步骤S50：若所述Z个冷媒压力值P中有X个大于设定值P0，则判定系统正常运行、等待下一次化霜结束，其中X小于Z；否则进入步骤S60。

本步骤中，在每隔M2时间连续采集了Z个冷媒压力值P后，要判断该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，其中X小于Z。优选的，X的取值范围为Z的50％-80％。若Z个冷媒压力值P中有X个是大于设定值P0的，则判定系统正常运行，即未发生任何油堵；否则，就认为电子膨胀阀发生或者可能发生油堵，进入步骤S60。

实际上，在具体实现时，作为一优选实施例，若判定系统正常运行，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；运行第二预定时间T2后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；若否，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，需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和设定。并且，保持电子膨胀阀的开度在K2位置运行第二预定时间T2后，重复步骤S40：每隔M2时间连续获取Z个冷媒压力值P。再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若其中有X个大于P0，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；若该Z个冷媒压力值P中没有X个大于设定值P0，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，第二预定时间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，第二预定时间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：继续运行第三预定时间T3后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；若否，则进行故障提醒并控制关机。

若在运行第二预定时间T2后获取的Z个冷媒压力值P中仍然没有X个大于设定值P0，则控制空调系统继续以电子膨胀阀开度K2运行第三预定时间T3。在继续运行第三预定时间T3后，重复每隔M2时间连续获取Z个冷媒压力值P的步骤，并再次判定Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0。若该Z个冷媒压力值P中有X个大于设定值P0，则推断空调系统已经恢复正常运行了，进一步控制电子膨胀阀的开度恢复为K1，否则进行故障提醒并控制系统关机。

在具体实现时，所述第三预定时间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，第三预定时间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，若该Z个冷媒压力值P中还是没有X个大于设定值P0，则需要对用户进行故障提醒并控制系统关机了。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和/或LED显示、或者通过蜂鸣器发出特定信号的方式提醒用户，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，在继续运行第三预定时间T3、连续获取Z个冷媒压力值P后，若该Z个冷媒压力值P中有X个大于设定值P0，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：

开度获取模块21，用于在确认系统化霜结束、运行第一预定时间T1后，记录此时系统运行的电子膨胀阀正常开度K1；

冷媒压力值获取模块22，用于每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次；优选的，所述冷媒压力值P是通过设置在电子膨胀阀和室外换热器之间的铜管中的压力传感器获取的。

第一调整模块23，用于判断初次Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0；若是，则判定系统正常运行、等待下一次化霜结束；否则控制电子膨胀阀开度增大到K2；

第二调整模块24，用于在运行第二预定时间T2后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；

第三调整模块25，用于在继续运行第三预定时间T3后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；若否，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：

化霜判断模块26，用于在预设时间M1内采集到两个四通阀换向的信号时，判定为系统化霜结束；

基础运行模块27，用于在空调系统从开机到进入采集四通阀换向信号之前，控制空调系统运行初始时间T0；以及

重复执行模块28，用于在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，并在下一次判定系统化霜结束后重复所有步骤。

综上，根据本发明提供的空调系统的控制方法和控制装置，通过连续获取的系统化霜后的Z个冷媒压力值P，根据其中是否有X个大于设定值P0，来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 (10)

1.一种空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

确认系统化霜结束、运行第一预定时间T1后，记录此时系统运行的电子膨胀阀正常开度K1；

每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次；

若所述Z个冷媒压力值P中有X个大于设定值P0，则判定系统正常运行、等待下一次化霜结束，其中X小于Z；否则进入下一步骤；

控制电子膨胀阀开度增大到K2；运行第二预定时间T2后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；若否，则进入下一步骤；

继续运行第三预定时间T3后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；若否，则进行故障提醒并控制关机。

2.如权利要求1所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述确认系统化霜结束的步骤具体是通过在预设时间M1内采集到两个四通阀换向的信号来实现确认的；

所述冷媒压力值P是通过设置在电子膨胀阀和室外换热器之间的铜管中的压力传感器获取的。

3.如权利要求2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，控制空调系统运行初始时间T0。

4.如权利要求2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。

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。

6.如权利要求3所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述初始时间T0的取值范围为10-40分钟，所述第一预定时间T1的取值范围为5-25分钟，所述第二预定时间T2的取值范围为1-5分钟，所述第三预定时间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，所述预设时间M1的取值范围为10-20分钟，所述时间M2的取值范围为0.5-2分钟，所述Z的取值范围为6-100，所述X的取值范围为Z的50％-80％。

7.一种空调系统的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：

开度获取模块，用于在确认系统化霜结束、运行第一预定时间T1后，记录此时系统运行的电子膨胀阀正常开度K1；

冷媒压力值获取模块，用于每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次；

第一调整模块，用于判断初次Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0；若是，则判定系统正常运行、等待下一次化霜结束；否则控制电子膨胀阀开度增大到K2；

第二调整模块，用于在运行第二预定时间T2后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；

第三调整模块，用于在继续运行第三预定时间T3后，重复每隔M2时间采集一个冷媒压力值P，并且连续采集Z次的步骤，并再次判定该Z个冷媒压力值P中是否有X个大于设定值P0，若是，则控制电子膨胀阀开度恢复为K1；若否，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：

化霜判断模块，用于在预设时间M1内采集到两个四通阀换向的信号时，判定为系统化霜结束。

9.如权利要求7所述的空调系统的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

基础运行模块，用于在空调系统从开机到进入采集四通阀换向信号之前，控制空调系统运行初始时间T0。

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：

重复执行模块，用于在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，并在下一次判定系统化霜结束后重复所有步骤。