CN107917077A - 压缩机及控制方法、空气调节设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机及控制方法、空气调节设备，其中，压缩机包括控制部件(1)、滑阀(4)、油缸(6)和流量检测部件(3)，油缸(6)用于驱动滑阀(4)移动，流量检测部件(3)串设在油缸(6)所在的工作油路中，用于检测油缸(6)工作腔中的油液累计流量，控制部件(1)能够根据流量检测部件(3)检测的油液累计流量，控制油缸(6)工作腔内的通油量，以使滑阀(4)到达目标工作位置。由于滑阀的工作位置与压缩机的内容积比对应，因而此种压缩机能够实现连续地调节内容积比，使压缩机在特定运行工况下工作于最佳的目标内容积比，可提高压缩机的能效比，节约能源。

Description

压缩机及控制方法、空气调节设备

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种压缩机及控制方法、空气调节设备。

背景技术

螺杆压缩机是商用空调螺杆机组的重要组成部分，被称之为商用空调的“心脏”。随着变频技术的发展，变频螺杆机逐渐在市场上占有一席之地。变频技术采用的变频电机，可以更改螺杆机转子的转速，进而控制压缩机的排气量，变频螺杆机可以适用于多种场合和环境，并可微调环境温度，因此，变频螺杆机具有节能、适用范围广等特点。

对于螺杆机不同的运行工况，对应于最佳能效的内容积比也不同，现有技术中的压缩机结构不能实时调节内容积比，使得压缩机在特定工况下运行时不一定能够对应最佳的内容积比，使得螺杆压缩机能效比较差，浪费了能源。

发明内容

本发明的目的是提出一种压缩机及控制方法、空气调节设备，能够实时调节内容积比。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种压缩机，包括控制部件、滑阀、油缸和流量检测部件，油缸用于驱动滑阀移动，流量检测部件串设在油缸所在的工作油路中，用于检测油缸工作腔中的油液累计流量，控制部件能够根据流量检测部件检测的油液累计流量，控制油缸工作腔内的通油量，以使滑阀到达目标工作位置。

进一步地，在目标工作位置，压缩机工作的内容积比与运行工况相匹配。

进一步地，滑阀的运动方向不同时，流量检测部件能够检测到油液的流动方向变化，以得出油缸工作腔中的油液累计流量。

进一步地，压缩机还包括电磁阀，电磁阀设在油缸所在的工作油路中，控制部件能够向电磁阀输入控制信号，以控制通入油缸的油量，使滑阀保持在所需位置。

进一步地，控制信号为持续的脉冲信号。

进一步地，滑阀当前的工作位置为流量检测部件检测的油液的累计流量除以油缸的横截面积。

进一步地，压缩机还包括压力源，压力源用于向工作油路中油液的流动提供压力。

进一步地，压力源为压缩机的排气压力。

进一步地，压缩机为螺杆压缩机。

为实现上述目的，本发明另一方面提供了一种空气调节设备，包括上述实施例所述的压缩机。

为实现上述目的，本发明再一方面提供了一种基于上述实施例压缩机的控制方法，包括：

流量检测部件实时检测滑阀工作腔中的油液累计流量；

控制部件根据流量检测部件检测的油液累计流量，控制油缸工作腔内的通油量，以使滑阀到达目标工作位置。

进一步地，压缩机包括电磁阀，电磁阀设在滑阀所在的工作油路中，控制油缸工作腔内的通油量的步骤具体包括：

控制部件向电磁阀输入控制信号，控制通入油缸的油量。

进一步地，控制信号为持续的脉冲信号。

进一步地，控制方法还包括：

获得压缩机在不同运行工况下对应的目标内容积比；

根据不同运行工况下对应的目标内容积比得出滑阀的目标工作位置。

进一步地，在控制油缸工作腔内的通油量之前，还包括：

控制部件根据流量检测部件检测的油液累计流量，判断压缩机当前的内容积比与当前工况下对应的目标内容积比是否一致，如果不一致则控制油缸工作腔内的通油量，否则保持油缸工作腔内的通油量不变。

基于上述技术方案，本发明的压缩机，在用于驱动滑阀移动的油缸所在的工作油路中串设流量检测部件，用于检测油缸工作腔中的油液累计流量，控制部件能够根据流量检测部件检测的油液累计流量，控制油缸工作腔内的通油量，以使滑阀到达目标工作位置。由于滑阀的工作位置与压缩机的内容积比对应，因而此种压缩机能够实时连续地调节内容积比，使压缩机在特定运行工况下工作于最佳的目标内容积比，可提高压缩机的能效比，节约能源。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明压缩机内容积比的调节原理示意图；

图2为本发明压缩机内容积比的调节的控制原理示意图；

图3为本发明压缩机控制方法的一个实施例的流程示意图。

附图标记说明

1、控制部件；2、电磁阀；3、流量检测部件；4、滑阀；5、压力源；6、油缸。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，在螺杆压缩机中，随着转子的旋转，被压缩气体的压力沿着转子的轴线逐渐升高，在空间位置上是从压缩机的吸气端逐渐移向排气端。滑阀4在转子下方的槽中移动，滑阀4的移动可以调节压缩机的容积流量，以改变螺杆的有效工作长度，从而改变压缩机的排气口压力达到不同的内容积比。对于压缩机不同的运行工况，例如不同的蒸发温度和冷凝温度时，对应最佳能效的内容积比也不同。

为了能够实时地调节螺杆压缩机的内容积比，以使内容积比与压缩机的运行工况相匹配，本发明对螺杆压缩机的内容积比调节方式进行了改进，同样，此种调节方式也可适用于其它类型的压缩机。在一个示意性的实施例中，如图1所示，本发明的压缩机包括控制部件1、滑阀4、油缸6和流量检测部件3。

其中，油缸6用于驱动滑阀4移动，实现滑阀4工作位置的改变，以调节压缩机的内容积比。油缸6的工作介质可以为润滑油等。流量检测部件3串设在油缸6所在的工作油路中，用于实时检测当前油缸6工作腔中的油液累计流量，控制部件1能够根据流量检测部件3检测并反馈的油液累计流量，控制油缸6工作腔内的通油量，以使滑阀4到达目标工作位置。优选地，在目标工作位置，压缩机工作的内容积比与运行工况匹配，可使压缩机在整个工作过程中获得较高的能效比。

本发明该实施例的压缩机在控制滑阀运动调节内容积比时，参考图2，能够实时准确地获得流量检测部件反馈的油液累计流量，以获得滑阀4的当前工作位置，如果当前工作位置未达到目标工作位置，则控制油缸6内的通油量，直至使滑阀4到达目标工作位置。流量检测部件3检测的油液累计流量相当于实现了滑阀位置的闭环控制回路，能够精确地将滑阀4调节至所需的工作位置。

由于滑阀的工作位置与压缩机的内容积比对应，因而此种压缩机能够实时连续地调节内容积比，使压缩机在特定运行工况下工作于最佳的目标内容积比，可提高压缩机的能效比，节约能源。

滑阀4处于压缩机内部，而且压缩腔中有高压气体，难以实时准确地获得滑阀4工作过程中的实际位置，如果要直接通过位置检测部件进行检测滑阀4位置，也只能将位置检测部件设在压缩机之外，并增加运动传递或转换机构，以将滑阀4的运动引到压缩机壳体外，例如在滑阀4上设置斜坡，顶杆的一端顶靠在斜坡上，另一端与位置检测部件连接，斜坡顶杆相互配合能够将滑阀4的水平运动转换为顶杆的竖直运动，并通过位置检测部件检测顶杆位移。此种结构较为复杂，而且需要考虑压缩腔的密封问题。

本发明的实施例则避开了直接检测位移的思路，通过对驱动滑阀4运动的油缸6的累积流量进行检测，能够间接地得到滑阀4的工作位置。此种方式无需对压缩机的自身结构进行太多改变，只需要在工作油路中串设流量检测部件，例如在工作油路的预留口上安装流量检测部件3，结构简单实用，测量可靠性高，且成本较低。

优选地，流量检测部件3可以是流量计，流量计能够检测滑阀4所在的工作油路中的瞬时流量或者在选定时间间隔内的累积流量。例如，流量计可选择电磁流量计，具有测量精度高，压力损失小，长期使用稳定性好等优点。

为了能够通过油缸6工作腔中的油液累计流量得出油缸6中活塞杆的当前位置，进而获得滑阀4的当前位置，优选地，当滑阀4的运动方向不同时，流量检测部件3能够检测到油液的流动方向变化，以得出油缸6工作腔中的油液累计流量，即流量检测部件3可实现双向测量。对于带有双向计量功能的流量检测部件3，在获得累计流量的过程中，油液正向流动时检测的累计流量标记为正值，油液反向流动时检测的累计流量为负值，正反向累计流量的代数和即为油缸6工作腔中的油液累计流量，这一计算过程可通过流量检测部件3中的转换器计算，或者也可通过控制部件1计算。

为了便于给出滑阀4的当前工作位置，可以定义滑阀4的初始工作位置以作为基准。例如，可以将油缸6的工作腔中充油量为预设值的状态作为滑阀4的初始位置，当油缸6工作腔内的充油量逐渐增多时，油缸6的活塞杆逐渐伸出，此时油液流动方向对应的累计流量可以为正值；当油缸6工作腔内的充油量增加到极限值之后，油缸6的活塞杆逐渐缩回，此时油液流动方向对应的累计流量为负值，将充油量最大时对应的累计流量与负值的累计流量求和，就能够得到当前滑阀4的工作位置。

具体地，滑阀4当前的工作位置为流量检测部件3检测的油液的累计流量除以油缸6的横截面积。油液的累计流量即为油缸6内当前充油的体积V，油缸6的横截面积为S，通过L＝V/S，可得出油缸6内充油的长度L。通过油缸6内的充油长度和初始位置，就能获得滑阀4的当前位置。

进一步地，本发明的压缩机中还包括电磁阀2，电磁阀2设在油缸6所在的工作油路中，控制部件1能够向电磁阀2输入控制信号，以控制通入油缸6的油量，使滑阀4保持在所需位置。通过控制电磁阀2的接通时间，就能调节通入油缸6内的油量，此种方式控制简单，易于实现通油量的精确控制。

本领域技术人员至少可采用以下两种控制方式实现将滑阀4调节至所需位置，下面将分别给出。

其一，根据滑阀4需要达到的目标位置，控制部件1直接计算出需要使电磁阀2保持接通状态的时间，据此控制部件1直接向电磁阀2输入连续的控制信号，使滑阀4运动至所需位置，再通过流量检测部件3的反馈信号判断滑阀4是否到达与压缩机运行工况向匹配的目标位置。此种控制方式更加快速直接。

其二，控制部件1间断地向电磁阀2输入控制信号，使滑阀4按照预设步长运动，在控制的过程中不断地根据流量检测部件3的反馈信号判断滑阀4是否到达与压缩机运行工况向匹配的目标位置，如果未到达则继续向电磁阀2输入控制信号，否则使电磁阀2处于断开状态以停止向油缸6内通油。

优选地，控制信号为持续的脉冲信号，脉冲信号为间断的信号，此种控制方式能够实现间断地向油缸6内通油，防止油缸6中的活塞杆由于惯性而运动至超出目标位置，使滑阀4的位置更加可控，从而提高滑阀4位置控制的准确性，实现压缩机的内容积比实时地与运行工况相匹配。

在油缸6的工作油路中，还包括压力源5，压力源5用于向工作油路中油液的流动提供压力，以推动油缸6中活塞杆的运动实现滑阀4工作位置的调整。

优选地，压力源5为压缩机的排气压力。由于压缩机排气端的压力较高，以此作为动力可驱动压缩机油槽中的油液进入工作油路，并使工作油路中的油液流动，无需增设新的部件为油液提供压力，能够提高能量的利用率。可替代地，压力源5也可以是泵等部件。

本发明的压缩机由于能够实时地调节内容积比，因而尤其适用于变频压缩机，控制部件1对电磁阀2输出持续的脉冲控制信号或其它类型的控制信号，使电磁阀2控制工作油路接通或断开，在接通状态下油液进入油缸6，通过油压控制滑阀4移动。

如图2所示的控制原理示意图，在控制部件1控制电磁阀2向油缸6通油的过程中，能够根据流量检测部件3的反馈信号，使滑阀4保持在与运行工况相匹配的目标工作位置。当电磁阀2的控制信号持续第一预设时间，滑阀4达到全部负荷，使压缩机处于满载状态；当电磁阀2的控制信号持续第二预设时间，第二预设时间短于第一预设时间，滑阀4部分负荷，使压缩机处于25％负荷状态。由此，压缩机的负荷可进行无极调节，处于25％-100％范围内与运行工况相匹配的任意状态。

其次，本发明还提供了一种空气调节设备，包括上述实施例的压缩机。由于此种压缩机能够实时连续地调节内容积比，使压缩机在特定运行工况下工作于最佳的目标内容积比，因而本发明的空气调节设备在工作时能够使压缩机的工作状态与运行工况相匹配，从而提高空气调节设备的能效比，节约能源。

最后，本发明还提出了一种基于上述实施例所述压缩机的控制方法，在一个示意性的实施例中，如图3所示，该控制方法包括：

步骤101、流量检测部件3实时检测滑阀4工作腔中的油液累计流量；

步骤102、控制部件1根据流量检测部件3检测的油液累计流量，控制油缸6工作腔内的通油量，以使滑阀4到达目标工作位置。

在本发明的控制方法中，步骤101在控制过程中一直执行，流量检测部件3检测的油液累计流量相当于实现了滑阀位置的闭环控制回路，控制部件1在控制油缸6工作腔内的通油量时，流量检测部件3将油缸6工作腔内当前实际的通油量信号反馈至控制部件1，以便实时调整油缸5工作腔内的通油量，从而精确地将滑阀4调节至所需的工作位置。

由于滑阀的工作位置与压缩机的内容积比对应，因而此种控制方法能够实时连续地调节内容积比，使压缩机在特定运行工况下工作于最佳的目标内容积比，可提高压缩机在工作过程中的能效比，节约能源。

在另一个实施例中，压缩机包括电磁阀2，电磁阀2设在滑阀4所在的工作油路中，控制油缸6工作腔内的通油量的步骤具体包括：

控制部件1向电磁阀2输入控制信号，控制通入油缸6的油量。

优选地，控制信号为持续的脉冲信号。脉冲信号为间断的信号，此种控制方式能够实现间断地向油缸6内通油，防止油缸6中的活塞杆由于惯性而运动至超出目标位置，使滑阀4的位置更加可控，从而提高滑阀4位置控制的准确性，实现压缩机的内容积比实时地与运行工况向匹配。

进一步地，如图3所示，在步骤101之前，此种控制方法还可包括：

步骤100A、获得压缩机在不同运行工况下对应的目标内容积比；

步骤100B、根据不同运行工况下对应的目标内容积比得出滑阀4的目标工作位置。

在步骤100A中，压缩机在不同的运行工况下，例如不同的蒸发温度和冷凝温度下，都会对应最佳的内容积比，在最佳的目标内容积比下，压缩机能够达到最高的能效，将运行工况与能够使压缩机达到最高能效的目标内容积比之间的对应关系预先存储在控制部件1中，并通过步骤100B获得各运行工况下内容积比对应的滑阀4工作位置，也预先存储在控制部件1中。

进一步地，如图3所示，在控制油缸6工作腔内的通油量之前，此种控制方法还包括：

步骤101A、控制部件1根据流量检测部件3检测的油液累计流量，判断压缩机当前的内容积比与当前工况下对应的目标内容积比是否一致，如果不一致则控制油缸6工作腔内的通油量，否则保持油缸6工作腔内的通油量不变。

在需要控制控制油缸6工作腔内的通油量时，控制部件1可以预先根据该运行工况下对应滑阀4的目标工作位置确定出对电磁阀2需要输入的控制信号，例如控制信号为持续的脉冲信号时，可以确定出需要通入的脉冲信号的总时间。在控制过程中，如果流量检测部件3检测到油缸6工作腔的油液累计流量已经使滑阀4达到目标工作位置，则停止向电磁阀2输入控制信号。

以上对本发明所提供的一种压缩机及控制方法、空气调节设备进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (15)

1.一种压缩机，其特征在于，包括控制部件(1)、滑阀(4)、油缸(6)和流量检测部件(3)，所述油缸(6)用于驱动所述滑阀(4)移动，所述流量检测部件(3)串设在所述油缸(6)所在的工作油路中，用于检测所述油缸(6)工作腔中的油液累计流量，所述控制部件(1)能够根据所述流量检测部件(3)检测的油液累计流量，控制所述油缸(6)工作腔内的通油量，以使所述滑阀(4)到达目标工作位置。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，在所述目标工作位置，所述压缩机工作的内容积比与运行工况相匹配。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述滑阀(4)的运动方向不同时，所述流量检测部件(3)能够检测到油液的流动方向变化，以得出所述油缸(6)工作腔中的油液累计流量。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，还包括电磁阀(2)，所述电磁阀(2)设在所述油缸(6)所在的工作油路中，所述控制部件(1)能够向所述电磁阀(2)输入控制信号，以控制通入所述油缸(6)的油量，使所述滑阀(4)保持在所需位置。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述控制信号为持续的脉冲信号。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述滑阀(4)当前的工作位置为所述流量检测部件(3)检测的油液的累计流量除以所述油缸(6)的横截面积。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，还包括压力源(5)，所述压力源(5)用于向所述工作油路中油液的流动提供压力。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述压力源(5)为所述压缩机的排气压力。

9.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机为螺杆压缩机。

10.一种空气调节设备，其特征在于，包括权利要求1～9任一所述的压缩机。

11.一种基于权利要求1～9任一所述压缩机的控制方法，其特征在于，包括：

所述流量检测部件(3)实时检测所述滑阀(4)工作腔中的油液累计流量；

所述控制部件(1)根据所述流量检测部件(3)检测的油液累计流量，控制所述油缸(6)工作腔内的通油量，以使所述滑阀(4)到达目标工作位置。

12.根据权利要求11所述的压缩机控制方法，其特征在于，所述压缩机包括电磁阀(2)，所述电磁阀(2)设在所述滑阀(4)所在的工作油路中，所述控制所述油缸(6)工作腔内的通油量的步骤具体包括：

所述控制部件(1)向所述电磁阀(2)输入控制信号，控制通入所述油缸(6)的油量。

13.根据权利要求12所述的压缩机控制方法，其特征在于，所述控制信号为持续的脉冲信号。

14.根据权利要求11所述的压缩机控制方法，其特征在于，还包括：

获得所述压缩机在不同运行工况下对应的目标内容积比；

根据不同运行工况下对应的目标内容积比得出所述滑阀(4)的目标工作位置。

15.根据权利要求11所述的压缩机控制方法，其特征在于，在控制所述油缸(6)工作腔内的通油量之前，还包括：

所述控制部件(1)根据所述流量检测部件(3)检测的油液累计流量，判断所述压缩机当前的内容积比与当前工况下对应的目标内容积比是否一致，如果不一致则控制所述油缸(6)工作腔内的通油量，否则保持所述油缸(6)工作腔内的通油量不变。