CN107543344A - 变频空调的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变频空调的控制系统及控制方法。该变频空调的控制方法用于对变频压缩机(1)和定频压缩机(2)进行调节，包括：检测机组是否需启动；当检测到机组启动时，变频器(3)先启动定频压缩机(2)，并使定频压缩机(2)运行到工频；当定频压缩机(2)运行到工频然后加载至满载时，再启动变频压缩机(1)并升频到最小允许工作频率。根据本发明的变频空调的控制方法，可以解决现有技术中变频压缩机和定频压缩机同时运行难以使空调机组的运行能效达到最优的问题。

Description

变频空调的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种变频空调的控制系统及控制方法。

背景技术

可变Vi(容积比)变频螺杆机组是一种为用户提供空调、工艺用冷水的中央空调设备，要求使用侧出水温度控制在用户目标值，且尽可能波动小。机组中的制冷剂经压缩机压缩后变成高温气体，进入冷凝器与冷却水换热后被冷凝成中温液体，经冷媒过滤器过滤后流经电子膨胀阀，被节流降压成低温低压的液体进入蒸发器，吸收冷冻水的热量后蒸发成低温低压的气体被压缩机吸入，再次压缩后进入下一次的制冷循环。

制冷时，流经蒸发器的水被降温冷却，通过水泵输送到末端设备，吸收热量后再流回蒸发器，如此循环往复从而达到冷却降温之目的；制热时，流经冷凝器的水被加热升温，通过水泵输送到末端设备，释放热量后再流回冷凝器，如此循环往复从而达到取暖之目的。

在申请号为201010185261.7的中国发明专利申请中，公开了一种中央空调的控制方法及系统，该中央空调的控制方法包括，将变频压缩机和定频压缩机并联设置在中央空调中，在刚启动时，当空调能量需求小于定频压缩机输出能量时，只开启变频压缩机，在需要升高输出功率的时候，当空调能量需求大于变频压缩机输出能量时，让变频压缩机运转到最高频率后，再开启定频压缩机。该控制方法虽然对定频压缩机和变频压缩机的工作方式进行了说明，但是并不能够使得定频压缩机和变频压缩机均运行在高能效状态，因此难以使空调机组的运行能效达到最优。

发明内容

本发明的目的是提供一种变频空调的控制系统及控制方法，以解决现有技术中变频压缩机和定频压缩机同时运行难以使空调机组的运行能效达到最优的问题。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种变频空调的控制方法，用于对变频压缩机和定频压缩机进行调节，包括：检测机组是否需启动；当检测到机组需启动时，变频器先启动定频压缩机，并使定频压缩机运行到工频；在定频压缩机加载至满载时，再启动变频压缩机并升频到最小允许工作频率。

本发明的变频空调的控制方法，在启动过程中首先启动定频压缩机，在定频压缩机运行到工频且加载至满载才控制变频压缩机开始工作，充分发挥了定频压缩机在满载时效率高，变频压缩机在部分负荷时效率高的特点，使机组整体效率和性能达到最优，提高了变频空调的工作能效。

附图说明

图1示意性示出了根据本发明的实施例的变频空调的控制系统的结构原理图；

图2示意性示出了根据本发明的实施例的变频空调的控制方法原理图；

图3示意性示出了根据本发明的实施例的变频空调系统的结构原理图。

图中附图标记：1、变频压缩机；2、定频压缩机；3、变频器；4、第一变频支路；5、第二变频支路；6、第一连接电路；7、第二连接电路；8、第一接触器；9、第二接触器；10、第三接触器；11、第四接触器；12、第一断路器；13、第二断路器；14、第三断路器；15、第一换热器；16、第二换热器；17、节流装置；18、油分离器；19、第一回油支路；20、第二回油支路；21、油过滤器；22、回油电磁阀；23、冷媒过滤器；24、排气止逆阀；25、第一卸荷管路；26、第二卸荷管路；27、第一喷射泵；28、第二喷射泵；29、旁通管路；30、热回收器。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参考图1所示，根据本发明的实施例，变频空调的控制系统包括并联设置的变频压缩机1和定频压缩机2，变频压缩机1通过第一变频支路4连接至变频器3，定频压缩机2通过第二变频支路5连接至变频器3，变频压缩机1上还连接有与第一变频支路4并联的第一连接电路6，定频压缩机2上还连接有与第二变频支路5并联的第二连接电路7，第一变频支路4上设置有第一接触器8，第二变频支路5上设置有第三接触器10，第一连接电路6上设置有第二接触器9，第二连接电路7上设置有第四接触器11。图中的KM1为第一接触器8，KM2为第二接触器9，KM3为第三接触器10，KM4为第四接触器11，FC为变频器3，M1为变频压缩机1，M2为定频压缩机2。在本实施例中，KM1、KM2和KM3均为交流接触器。

该变频空调的控制系统可以通过变频器3同时实现对变频压缩机1和定频压缩机2的频率控制，在加载时能够通过多个接触器的切换在对变频压缩机1和定频压缩机2调频完成后使变频压缩机1和定频压缩机2均能够稳定运行，在卸载时能够按照变频压缩机1和定频压缩机2的工作特点对变频压缩机1和定频压缩机2进行有序卸载，从而能够保证变频空调的稳定有序运行，并提高机的整体效率和工作能效。

多个接触器之间相互配合，可以实现对变频压缩机1和定频压缩机2的灵活调整，能够使变频压缩机1和定频压缩机2的工频始终与系统负载相匹配，同时使得变频压缩机1和定频压缩机2均能够处于高能效工作状态，保证了系统可以始终处于较优的工作状态。

变频器3通过第一断路器12连接至电源，第一连接电路6通过第二断路器13连接至电源，第二连接电路7通过第三断路器14连接至电源。图中的QF0为第一断路器12，QF1为第二断路器13，QF2为第三断路器14。

断路器用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况时在继电保护装置的作用下迅速断开电路，从而提高电路工作时的安全性和可靠性。

根据本发明的另一方面，提供了一种变频空调的控制方法，用于对变频压缩机1和定频压缩机2进行调节，包括：检测机组是否需启动；当检测到机组需启动时，变频器3先运行定频压缩机2，并使定频压缩机2运行到工频；当定频压缩机2运行至工频并加载至满载时，再启动变频压缩机并升频到最小允许工作频率。

本发明的变频空调的控制方法，在启动过程中首先启动定频压缩机2，在定频压缩机2启动到工频之后，才控制变频压缩机1开始工作，充分发挥了定频压缩机2在满载时效率高，变频压缩机1在部分负荷时效率高的特点，使机组整体效率和性能达到最优，提高了变频空调的工作能效。

变频器3启动定频压缩机2时，启动前第三接触器10闭合，第一接触器8和第二接触器9断开，变频器3接收到启动信号后开始将定频压缩机2升频至工频，当定频压缩机2升频到工频后，第三接触器10断开，第四接触器11闭合，定频压缩机2启动完成，变频器3停止工作。在启动定频压缩机2的过程中，第三接触器10闭合，第一接触器8和第二接触器9断开此时变频压缩机1与变频器3以及电源均断开，处于不工作状态，第四接触器断开，定频压缩机2与变频器3电连接，在通过变频器3进行升频时，不会对变频压缩机1的频率造成影响。当定频压缩机2完成启动之后，第三接触器10断开，第四接触器11闭合，使得定频压缩机2按照工频稳定工作，此时变频器3与定频压缩机2之间断开连接，定频压缩机2在保持在当前频率工作，然后根据检测结果进行加载。

当定频压缩机2在工频且满载工作时，如果变频空调仍需加载，此时就需要启动变频压缩机1来进行加载。在变频器3启动变频压缩机1的过程中，启动前先控制第一接触器8闭合，第二接触器9维持断开，变频器3接收到启动信号，控制变频压缩机1升频到最小允许工频，变频压缩机1启动完成。此时第四接触器11仍然保持闭合，定频压缩机2仍然保持工频运行，变频压缩机1与变频器3连通，可以通过变频器3对变频压缩机1的工频进行灵活调整，实现变频压缩机1的变频加卸载工作。此时由于定频压缩机2满载，变频压缩机1在定频压缩机2满载的基础上加载，因此可以保证定频压缩机2满载且变频压缩机1部分负荷，使得变频空调处于最优工作状态，有效保证了变频空调的工作能效。

该控制方法还包括：检测用户的目标温度和实际温度的差值；根据检测结果对变频空调进行加载或卸载。通过用户的目标温度和实际温度的差值来对变频空调进行加载或者卸载的控制，是以客户的直接需求目标为导向，能够使得调节结果更好地满足客户的需要。

当需要对变频空调进行加载时，首先对定频压缩机2加载，直至满载，若仍需加载，则对变频压缩机1开始加载，直至最大允许运行频率为止。

当需要对变频空调进行卸载时，首先对变频压缩机1进行卸载，直到最小允许运行频率；如果仍需卸载，则对定频压缩机2进行卸载，直到最低允许负荷。通过上述调节方式，可以始终保证定频压缩机2和变频压缩机1处于综合运行的最优状态，提高空调的工作能效。

若检测到实际温度达到停机值或变频空调仍需卸载，则控制定频压缩机2停止工作，并控制变频压缩机1升频。由于定频压缩机2停止工作，因此需要提升变频压缩机1的频率来满足空调工作需要。

当只有变频压缩机1工作且工作在最大允许运行频率时，若检测到变频空调需要加载，则启动定频压缩机2，启动前先断开第一接触器8然后闭合第二接触器9，变频器3停止工作，第三接触器10闭合，变频器3接收启动信号开始工作；当定频压缩机2达到工频时，第三接触器10打开，第四接触器11闭合，变频器3停止工作，定频压缩机2启动完成，并开始加载。

当变频器3接收到启动信号开始工作，输出电压和频率，第二接触器9断开，第一接触器8闭合，变频压缩机1即运行在工频，由于定频压缩机2已开始工作，因此需快速降低变频压缩机1频率至a来满足空调工作需求，a可以根据实际情况进行设定。然后检测用户的目标温度和实际温度的差值，根据检测结果对定频压缩机2进行加载或卸载。通过上述方式可以有效达到提高变频空调整体效率和性能的作用。

在变频空调运行期间，根据机组冷凝压力、蒸发压力的大小，自动控制压缩机内部二个电磁阀得失电，使实际压缩比与机组压缩机内容积比Vi相匹配(Vi＝螺杆腔吸气后刚封闭的体积/螺杆腔压缩到最后的体积)，从而提高变频压缩机的部分负荷能效系数IPLV。

结合参见图3所示，根据本发明的实施例，应用上述变频空调的控制方法的变频空调系统包括并联设置的定频压缩机2和变频压缩机1，定频压缩机2和变频压缩机1的排气口连接至第一换热器15，定频压缩机2和变频压缩机1的吸气口连接至第二换热器16，第一换热器15和第二换热器16之间设置有节流装置17，排气口与第一换热器15之间设置有油分离器18，油分离器18的出油口设置有并联的第一回油支路19和第二回油支路20，第一回油支路19连接至定频压缩机2的回气口，第二回油支路20连接至变频压缩机1的回气口。

油分离器18的出油口设置有油过滤器21，第一回油支路19和第二回油支路20均连接至油过滤器21的出口。

第一回油支路19和第二回油支路20上均设置有回油电磁阀22。

第一换热器15与第二换热器16之间设置有冷媒过滤器23。

定频压缩机2和变频压缩机1的排气口均设置有排气止逆阀24。

定频压缩机2的两端连接有第一卸荷管路25，变频压缩机1的两端连接有第二卸荷管路26。

第一卸荷管路25上设置有第一喷射泵27，第二卸荷管路26上设置有第二喷射泵28。

第一喷射泵27与第二换热器16之间连接有旁通管路29。

第一换热器15外设置有与第一换热器15进行热交换的热回收器30。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种变频空调的控制系统，其特征在于，包括并联设置的变频压缩机(1)和定频压缩机(2)，所述变频压缩机(1)通过第一变频支路(4)连接至变频器(3)，所述定频压缩机(2)通过第二变频支路(5)连接至所述变频器(3)，所述变频压缩机(1)上还连接有与所述第一变频支路(4)并联的第一连接电路(6)，所述定频压缩机(2)上还连接有与所述第二变频支路(5)并联的第二连接电路(7)，所述第一变频支路(4)上设置有第一接触器(8)，所述第二变频支路(5)上设置有第三接触器(10)，所述第一连接电路(6)上设置有第二接触器(9)，所述第二连接电路(7)上设置有第四接触器(11)。

2.根据权利要求1所述的变频空调的控制系统，其特征在于，所述变频器(3)通过第一断路器(12)连接至电源，所述第一连接电路(6)通过第二断路器(13)连接至所述电源，所述第二连接电路(7)通过第三断路器(14)连接至所述电源。

3.一种变频空调的控制方法，用于对变频压缩机(1)和定频压缩机(2)进行调节，其特征在于，包括：

检测机组是否需启动；

当检测到机组需启动时，变频器(3)先启动定频压缩机(2)，并使定频压缩机(2)启动到工频；

当定频压缩机(2)启动到工频并加载至满载时，再启动变频压缩机并升频到最小允许工作频率。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，变频器(3)启动定频压缩机(2)时，启动前第三接触器(10)闭合，第一接触器(8)和第二接触器(9)断开，变频器(3)接收到启动信号后将定频压缩机(2)升频至工频，当定频压缩机(2)升频到工频后，第三接触器(10)断开，第四接触器(11)闭合，定频压缩机启动完成，变频器(3)停止工作。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，变频器(3)启动变频压缩机(1)时，启动前第一接触器(8)闭合，第二接触器(9)维持断开，变频器(3)接收到启动信号，控制变频压缩机(1)升频到最小允许工作频率，变频压缩机(1)启动完成。

6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

检测用户的目标温度和实际温度的差值；

根据检测结果对变频空调进行加载或卸载。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当需要对变频空调进行加载时，首先对定频压缩机(2)加载，直至满载，若仍需加载，则对变频压缩机(1)开始加载，直至最大允许运行频率为止。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当需要对变频空调进行卸载时，首先对变频压缩机(1)进行卸载，直到最小允许运行频率；如果仍需卸载，则对定频压缩机(2)进行卸载，直到最低允许负荷。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，若检测到实际温度达到停机值或变频空调仍需卸载，则控制定频压缩机(2)停止工作，并控制变频压缩机(1)升频。

10.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，当只有变频压缩机(1)工作且工作在最大允许工作频率时，若检测到变频空调需要加载，则启动定频压缩机(2)，启动前先断开第一接触器(8)然后闭合第二接触器(9)，变频器(3)停止工作，第三接触器(10)闭合，变频器(3)接收启动信号开始工作；当定频压缩机(2)达到工频时，第三接触器(10)打开，第四接触器(11)闭合，变频器(3)停止工作，定频压缩机(2)启动完成。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，变频器(3)接收启动信号开始工作，当变频器(3)输出电压和频率达到与电网一致时，第二接触器(9)断开，第一接触器(8)闭合，变频压缩机(1)的运行频率降低到最大允许运行频率以下，然后检测用户的目标温度和实际温度的差值，根据检测结果对定频压缩机进行加载或卸载。