CN106949581A - 变频空调系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变频空调系统及控制方法，变频空调系统包括定频压缩机、变频压缩机、蒸发器、以及第一冷凝器、第二冷凝器，蒸发器包括定频蒸发单元、变频蒸发单元、以及与变频蒸发单元连接的分级控制调节阀。定频压缩机、第一冷凝器、定频蒸发单元依次连接形成定频空调回路；变频压缩机、第二冷凝器、变频蒸发单元、分级控制调节阀依次连接形成变频空调回路；蒸发器上设有风机，分级控制调节阀与风机、变频压缩机电性连接，以协调和分级控制风机、变频压缩机之间的输出。定频和变频双系统，切换实现能量无级调节，分级控制调节阀实现风机、变频蒸发单元的分级控制，提高变频压缩机的吸气压力调节范围，让吸气压力合理，保证变频压缩机运行可靠性。

Description

变频空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及变频空调系统技术领域，更具体地说，涉及一种变频空调系统及其控制方法。
背景技术
目前机房空调用诸多变频空调都集中在小冷量、单变频压缩机系统，压缩机和风机之间均按照能量方式变频匹配输出调节，调节相对简单，系统运行也比较可靠。
但是对于大冷量的变频系统，应用比较少，控制比较复杂，主要存在以下问题：
1、大冷量采用双压缩机并联方式存在均油和均气问题，尤其是低压变频空调并联系统，在压缩机运行可靠性方面难以保证，压缩机失效率比较高；
2、对于单风机双压缩机(定频压缩机+变频压缩机)组成的变频系统，风机和压缩机可靠运行控制一致性问题难以协同解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的变频空调系统及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种变频空调系统，包括定频压缩机、变频压缩机、蒸发器、以及第一冷凝器、第二冷凝器，所述蒸发器包括定频蒸发单元、变频蒸发单元、以及与所述变频蒸发单元连接的分级控制调节阀；
所述定频压缩机、第一冷凝器、定频蒸发单元依次连接形成定频空调回路；
所述变频压缩机、第二冷凝器、变频蒸发单元、分级控制调节阀依次连接形成变频空调回路；
所述蒸发器上设有风机，所述分级控制调节阀与所述风机、变频压缩机电性连接，以协调和分级控制所述风机、变频压缩机之间的输出。
优选地，所述风机为单风机或双风机。
优选地，所述分级控制调节阀为盘管分级控制电磁阀。
优选地，所述定频空调回路还包括设置在所述第一冷凝器和所述蒸发器之间的第一节流阀。
优选地，所述变频空调回路还包括设置在所述第二冷凝器和所述蒸发器之间的第二节流阀。
本发明还构造一种所述的变频空调系统的控制方法，包括以下步骤：
S1、启动所述变频压缩机、分级控制调节阀；
S2、所述分级控制调节阀接收所述变频压缩机的运行过程中的吸气压力Pyxn，判断所述运行过程中的吸气压力Pyxn是否小于等于所述变频压缩机的吸气压力上限Psxn，
S3、当所述运行过程中的吸气压力Pyxn小于等于所述变频压缩机的吸气压力上限Psxn时，所述分级控制调节阀控制所述变频压缩机继续运转，返回步骤S2；
当所述运行过程中的吸气压力Pyxn大于所述变频压缩机的吸气压力上限Psxn时，判断所述风机的实际转速是否小于等于所述风机转速的预设值；
S4、当所述风机的实际转速小于等于所述风机转速的预设值时，调高所述风机的转速，同时转至步骤S2；
当所述风机的实际转速大于所述风机转速的预设值时，关闭所述分级控制调节阀，同时转至步骤S2。
优选地，步骤S4中，调高所述风机的转速至预设值。
优选地，所述风机转速的预设值根据环境对风量的需求设定。
优选地，所述变频空调回路还包括设置在所述第二冷凝器和蒸发器之间的第二节流阀，在步骤S4中，还包括调节所述第二节流阀，调节所述变频压缩机的蒸发量，以调节所述变频压缩机的运行过程中的吸气压力。
优选地，所述步骤S2还包括以下步骤：判断是否为除湿模式，
当是除湿模式时，关闭所述分级控制调节阀，进行除湿；
当不是除湿模式时，继续运行步骤S2。
实施本发明的变频空调系统及其控制方法，具有以下有益效果：本发明的变频空调系统采用定频和变频双系统，相比较双变频系统而言，成本比较低，通过定频压缩机和变频压缩机之间的切换实现能量无级调节；另外，变频压缩机和定频压缩机分开走管，系统管路设计比较简单，回油可靠性比较高；通过分级控制调节阀的开关实现风机、变频蒸发单元的分级控制协调，从而提高变频压缩机的吸气压力调节范围，保证变频压缩机的吸气压力处于合理范围之内，保证变频压缩机运行可靠性，风机与变频压缩机的控制一致性比较高，可以提高变频压缩机运行可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中的变频空调系统的系统原理图示意图；
图2是本发明控制方法中分级控制调节阀控制调节风机、变频蒸发单元时的逻辑框图；
图3是本发明控制方法在除湿模式情况下分级控制调节阀进行控制调节时的逻辑框图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明一个优选实施例中的变频空调系统包括定频压缩机1、变频压缩机2、蒸发器3、以及第一冷凝器4、第二冷凝器5，蒸发器3包括定频蒸发单元31、变频蒸发单元32、以及与变频蒸发单元32连接的分级控制调节阀33。
定频压缩机1、第一冷凝器4、定频蒸发单元31依次连接形成定频空调回路，按照特定的吸气压力输出制冷。变频压缩机2、第二冷凝器5、变频蒸发单元32、分级控制调节阀33依次连接形成变频空调回路，按照可变吸气压力输出制冷。
进一步地，蒸发器3上设有风机34，分级控制调节阀33与风机34、变频压缩机2电性连接，以协调和分级控制风机34、变频压缩机2之间的输出，让风机34、变频压缩机2按照可变的输出进行运转，既能满足空调制冷的需求，还能保证运行在安全运行范围内。
本发明的变频空调系统采用定频和变频双系统，相比较双变频系统而言，成本比较低，通过定频压缩机1和变频压缩机2之间的切换实现能量无级调节；另外，变频压缩机2和定频压缩机1分开走管，系统管路设计比较简单，回油可靠性比较高；通过分级控制调节阀33的开关实现风机34、变频蒸发单元32的分级控制协调，从而提高变频压缩机2的吸气压力调节范围，保证变频压缩机2的吸气压力处于合理范围之内，保证变频压缩机2运行可靠性，风机34与变频压缩机2的控制一致性比较高，可以提高变频压缩机2运行可靠性。
在一些实施例中，风机34为单风机或双风机，分级控制调节阀33为盘管分级控制电磁阀。
定频空调回路还包括设置在第一冷凝器4和蒸发器3之间的第一节流阀6，第一节流阀6可以调节流向定频蒸发单元31的的冷却剂的流量，调节定频压缩机1的蒸发量，保证定频压缩机1的吸气压力处于合理范围之内。
变频空调回路还包括设置在第二冷凝器5和蒸发器3之间的第二节流阀7，第二节流阀7可以调节流向定频蒸发单元31的的冷却剂，调节变频压缩机2的蒸发量，保证定频压缩机1的吸气压力处于合理范围之内。
结合图2所示，进一步地，本发明变频空调系统一个优选实施例的控制方法包括以下步骤：
S1、启动变频压缩机2、分级控制调节阀33，同时也让变频空调系统的定频压缩机1等开始正常的运转启动。
S2、分级控制调节阀33接收变频压缩机2的运行过程中的吸气压力Pyxn，判断运行过程中的吸气压力Pyxn是否小于等于变频压缩机2的吸气压力上限Psxn。其中，n代表运行区间，n＝1，2……，在具体应用时将变频空调系统可运行的总的压力区间分为不同压力段的小的运行区间，即运行过程中的吸气压力Pyxn、吸气压力上限Psxn可为不同压力段对应的运行过程中的吸气压力和吸气压力上限。在其他实施例中，也可将总的压力区间不分段。
S3、当运行过程中的吸气压力Pyxn小于等于变频压缩机2的吸气压力上限Psxn时，分级控制调节阀33控制变频压缩机2继续运转，返回步骤S2；
当运行过程中的吸气压力Pyxn大于变频压缩机2的吸气压力上限Psxn时，判断风机34的实际转速是否小于等于风机34转速的预设值。
S4、当风机34的实际转速小于等于风机34转速的预设值时，调高风机34的转速，同时转至步骤S2。对于定频压缩机1而言，当风机34的实际转速小于等于风机34转速的预设值时，变频压缩机2运行存在回液的风险，因此需要调高风机34的转速，避免回液，调节了风机34的转速后再返回步骤S2中再次判断运行过程中的吸气压力是否小于等于变频压缩机2的吸气压力上限。
当风机34的实际转速大于风机34转速的预设值时，关闭分级控制调节阀33，同时转至步骤S2。风机34的实际转速大于风机34转速的预设值时，对于变频压缩机2低转速运行而言，存在变频压缩机2的蒸发压力超出变频压缩机2运行范围上限压力风险，因此需要先关闭分级控制调节阀33，实现对变频压缩机2的蒸发压力的调节，再返回步骤S2中再次判断运行过程中的吸气压力是否小于等于变频压缩机2的吸气压力上限。
优选地，在步骤S4中，调高风机34的转速至预设值，简单可控。进一步地，风机34转速的预设值根据环境对风量的需求设定，在其他实施例中，风机34转速的预设值也可为其他设定值。
通过分级控制调节阀33对风机34和变频压缩机2的协调控制，实现变频蒸发器3的分级控制，从而提高变频压缩机2的吸气压力调节范围，保证变频压缩机2的吸气压力处于合理范围之内，保证变频压缩机2运行的可靠性，解决了变频空调系统的风机34调节控制过程中，变频压缩机2低压偏高问题，实现了低压调节。
在一些实施例中，变频空调回路还包括设置在第二冷凝器5和蒸发器3之间的第二节流阀7，在步骤S4中，还包括调节第二节流阀7，调节变频压缩机2的蒸发量，以调节变频压缩机2的运行过程中的吸气压力，让变频压缩机2处于可靠性运行过程。
结合图3所示，进一步地，步骤S2还包括以下步骤：判断是否为除湿模式，
当是除湿模式时，关闭分级控制调节阀33，进一步的控制变频空调系统的蒸发温度，进行除湿；当不是除湿模式时，继续运行步骤S2。本方法可以结合风机34和变频压缩机2或定频压缩机1的调节，实现机组的除湿要求。
可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变频空调系统，其特征在于，包括定频压缩机（1）、变频压缩机（2）、蒸发器（3）、以及第一冷凝器（4）、第二冷凝器（5），所述蒸发器（3）包括定频蒸发单元（31）、变频蒸发单元（32）、以及与所述变频蒸发单元（32）连接的分级控制调节阀（33）；
所述定频压缩机（1）、第一冷凝器（4）、定频蒸发单元（31）依次连接形成定频空调回路；
所述变频压缩机（2）、第二冷凝器（5）、变频蒸发单元（32）、分级控制调节阀（33）依次连接形成变频空调回路；
所述蒸发器（3）上设有风机（34），所述分级控制调节阀（33）与所述风机（34）、变频压缩机（2）电性连接，以协调和分级控制所述风机（34）、变频压缩机（2）之间的输出。
2.根据权利要求1的变频空调系统，其特征在于，所述风机（34）为单风机或双风机。
3.根据权利要求1的变频空调系统，其特征在于，所述分级控制调节阀（33）为盘管分级控制电磁阀。
4.根据权利要求1至3任一项的变频空调系统，其特征在于，所述定频空调回路还包括设置在所述第一冷凝器（4）和所述蒸发器（3）之间的第一节流阀（6）。
5.根据权利要求1至3任一项的变频空调系统，其特征在于，所述变频空调回路还包括设置在所述第二冷凝器（5）和所述蒸发器（3）之间的第二节流阀（7）。
6.一种权利要求1至5任一项所述的变频空调系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、启动所述变频压缩机（2）、分级控制调节阀（33）；
S2、所述分级控制调节阀（33）接收所述变频压缩机（2）的运行过程中的吸气压力Pyxn，判断所述运行过程中的吸气压力Pyxn是否小于等于所述变频压缩机（2）的吸气压力上限Psxn，
S3、当所述运行过程中的吸气压力Pyxn小于等于所述变频压缩机（2）的吸气压力上限Psxn时，所述分级控制调节阀（33）控制所述变频压缩机（2）继续运转，返回步骤S2；
当所述运行过程中的吸气压力Pyxn大于所述变频压缩机（2）的吸气压力上限Psxn时，判断所述风机（34）的实际转速是否小于等于所述风机（34）转速的预设值；
S4、当所述风机（34）的实际转速小于等于所述风机（34）转速的预设值时，调高所述风机（34）的转速，同时转至步骤S2；
当所述风机（34）的实际转速大于所述风机（34）转速的预设值时，关闭所述分级控制调节阀（33），同时转至步骤S2。
7.根据权利要求6的控制方法，其特征在于，步骤S4中，调高所述风机（34）的转速至预设值。
8.根据权利要求7的控制方法，其特征在于，所述风机（34）转速的预设值根据环境对风量的需求设定。
9.根据权利要求6至8任一项的控制方法，其特征在于，所述变频空调回路还包括设置在所述第二冷凝器（5）和蒸发器（3）之间的第二节流阀（7），在步骤S4中，还包括调节所述第二节流阀（7），调节所述变频压缩机（2）的蒸发量，以调节所述变频压缩机（2）的运行过程中的吸气压力。
10.根据权利要求6至8任一项的控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括以下步骤：判断是否为除湿模式，
当是除湿模式时，关闭所述分级控制调节阀（33），进行除湿；
当不是除湿模式时，继续运行步骤S2。
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