CN110411057B - 一种四通阀换向的监控方法、监控装置及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四通阀换向的监控方法、监控装置及空调系统，监控方法用于当空调机组转换制冷或制热模式时控制四通阀的换向，实时监测空调机组的模式转换信号；当监测到模式转换信号时，获取变频压缩机的出气口和进气口的压差；改变变频压缩机的频率调节压差，通过比较本次检测的压差与上一次检测的压差，判定四通阀换向是否成功。本发明所述的监控方法通过在四通阀换向过程中实时控制，实现机组根据四通阀换向时间和换向压差，实时调整压缩机运行频率，进而有效控制空调机组的压差变化，有效保证四通阀换向的可靠性。

Description

一种四通阀换向的监控方法、监控装置及空调系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种四通阀换向的监控方法、监控装置及空调系统。

背景技术

四通阀是热泵机组的核心部件，是实现制冷/制热功能的关键部件，也是在制热情况下能提高用户使用舒适性的关键部件，因此四通阀的换向可靠性直接影响到机组的运行状态。

据统计，近几年来四通阀售后故障率居高不下，使用一年机和两年机四通阀故障率一直位居前四。四通阀的故障表现形式为串气、液击、不换向、卡死，通常四通阀换向故障具有复现性差、可靠性差的特点。

在四通阀在换向过程中，存在高压管中的气体串入低压管中，导致排气量减小，高压降低，低压升高，压差变小，导致换向压差不能克服四通阀换向摩擦力，进而换向困难，甚至失败。另外，在四通阀换向前压差过大，且换向过程中串气量小，会导致换向瞬间冷凝侧的高压液体冲击四通阀连杆，导致四通阀损坏而不能换向。

目前控制四通阀换向的方法，大多是控制四通阀换向前的压缩机运行频率和延迟四通阀换向时间，只针对四通阀换向前进行控制，但未对四通阀换向过程中进行控制，进而使得四通阀换向过程处于不可控状态，不能解决四通阀换向不可靠问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四通阀换向的监控方法、监控装置及空调系统，一方面，以解决现有四通阀换向过程未监控使四通阀的换向过程不可控、不可靠的技术问题，另一方面，以解决现有四通阀换向失败后空调无法控制出风温度而影响用户舒适度的技术问题。

为实现上述目的，本发明的一种四通阀换向的监控方法、监控装置及空调系统的具体技术方案如下：

一种四通阀换向的监控方法，用于当空调机组转换制冷或制热模式时控制四通阀的换向，主要包括以下步骤：

实时监测空调机组的模式转换信号；当监测到模式转换信号时，获取变频压缩机的出气口和进气口的压差；

改变变频压缩机的频率调节压差，通过比较本次检测的压差与上一次检测的压差，判定四通阀换向是否成功。

进一步的，在所述改变变频压缩机的频率调节压差，通过比较本次检测的压差与上一次检测的压差，判定四通阀换向是否成功中，

首次通过比较本次检测的压差和上一次检测的压差判定四通阀换向成功；

若首次判定换向结果为换向失败，通过比较本次检测的压差与上一次检测的压差以及空调机组中冷、热端的温差判定四通阀换向是否成功。

进一步的，在所述改变变频压缩机的频率调节压差，通过比较本次检测的压差与上一次检测的压差，判定四通阀换向是否成功中，当换向结果为换向失败时，记录连续换向失败的次数，根据所述次数进行相应的异常处理。

进一步的，还包括四通阀换向异常处理步骤：当判定四通阀换向异常时，重启空调机组，调节压差以使换向成功，主要包括以下步骤：

机组停机，并按初始命令重新运行；

实时监测空调机组的模式换向信号；

当接收到模式换向信号时，通过实时监测压差与初始时刻的压差比较以判断换向是否成功；若判定结果为换向失败，调节变频压缩机的运行频率，此时运行频率的变化量大于压差调节步骤中变频压缩机的运行频率的变化量，同步进行换向异常检测并进行连续换向失败次数检测，直到换向成功为止。

一种四通阀换向的监控装置，用于空调机组转换制冷或制热模式时控制四通阀的换向，包括：

监控模块，连接控制模块，用于监测空调机组的模式转换信号；

压力采集模块，连接控制模块，用于获取变频压缩机的出气口和进气口的压差；

判断模块，用于根据检测到的压差与上一次检测到的压差，判断四通阀换向是否成功；

控制模块，用于控制变频压缩机的运行频率，根据判断模块判定的结果控制四通阀换向。

进一步的，所述压力采集模块包括高压压力传感器和低压压力传感器，高压压力传感器设置在变频压缩机的出气口处，高压压力传感器与控制模块连接，低压压力传感器设置在变频压缩机的进气口处，低压压力传感器与控制模块连接。

进一步的，还包括温度采集模块，所述温度采集模块用于采集空调机组冷、热端的温度。

进一步的，还包括计数模块，计数模块用于对连续换向失败次数进行统计。

进一步的，还包括换向异常处理模块，用于当判断模块判定四通阀换向异常时，重启空调机组，调节压差直至换向成功。

一种空调系统，包括空调机组，所述空调机组设置上述的四通阀的换向监控装置，用于当空调机组转换制冷模式或制热模式时控制四通阀的换向。

本发明的一种四通阀换向的监控方法、监控装置及空调系统具有以下优点：

本发明所述的监控方法通过在四通阀换向过程中智能控制，实现机组根据四通阀换向时间和换向压差，实时调整压缩机运行频率，进而有效控制空调机组的压差变化，避免四通阀在换向过程中，由于高、低压串气而出现四通阀卡死现象，来有效保证四通阀换向的可靠性。

进一步的，本发明所述的监控方法通过对每次四通阀换向的结果及准备进入四通阀换向过程时的压差进行实时检测，并进行比较、判断，及时对进入四通阀换向时的压缩机运行频率进行调整，控制四通阀换向初始时的换向压差，保证四通阀均能换向成功。

最后，本发明所述的监控方法通过实时检测四通阀换向过程中，机组实时检测四通阀换向时间、四通阀换向压差及空调机组进、出水温差或进出风温差，智能判定四通阀是否出现换向异常，即可在下一次换向过程中及时调整压缩机运行频率和四通阀换向初始压差，又可连续检测四通阀换向失败次数，进行故障停机保护，提醒用户异常问题，及时并针对性的进行处理。

附图说明

图1为本发明第一实施例的四通阀换向监控方法的流程图；

图2为本发明第二实施例的四通阀换向监控方法的流程图；

图3为本发明四通阀换向异常程序的流程图；

图4为本发明四通阀换向装置的结构示意图；

图5为四通阀换向串气状态的示意图；

图6为含四通阀空调系统的原理图。

图中标号说明：1、四通阀；2、压缩机；3、蒸发器；4、冷凝器；5、高压压力传感器；6、低压压力传感器。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种四通阀换向的监控方法、监控装置及空调系统做进一步详细的描述。

如图1-图2所示，本发明的四通阀换向的监控方法，用于当空调机组转换制冷或制热模式时控制四通阀1的换向。上述空调机组包括变频压缩机2、四通阀1、冷凝器4、电子膨胀阀和蒸发器3，所述变频压缩机2的出气口、进气口分别连通所述四通阀1的D端口、S端口，所述四通阀1的E端口、C端口分别连接所述蒸发器3、冷凝器4，所述蒸发器3和冷凝器4通过电子膨胀阀连通。上述四通阀1换向监控方法主要包括以下步骤：

模式转换监测步骤：机组的变频压缩机2以预设频率运行，实时监测空调机组的模式转换信号。

空调机组具有制冷模式和制热模式，用户根据自己的需求进行操作，从而控制空调机组进行制冷模块或制热模式的切换，而空调机组在制冷模式和制热模式之间的切换是通过四通阀1的换向实现的。因此，需要对四通阀1进行换向，需要实时监测空调机组是否对四通阀1发出了模式转换信号，从而满足模式切换时及时完成的要求。

压差监测步骤2：当监测到模式转换信号时，分别采集变频压缩机2的出气口和进气口的压力值，并计算初始时刻的压差∆P0。

若监测到的模式转换信号为制热模式，在对四通阀1换向的控制过程中，需要提高变频压缩机2的运行频率；若监测到的模式转换信号为制冷模式，在对四通阀1换向的控制过程中，需要降低变频压缩机2的运行频率。

压差调节步骤3：通过调节变频压缩机2的运行频率以调节变频压缩机2的出气口和进气口的压差，经过一段时间t后的压差为∆P。检测压差时间t为3-8s。

换向结果判定步骤：通过比较本次检测的压差∆P与上一次检测的压差∆P0，判定四通阀1换向是否正常。

若∆P＞∆P0，则四通阀1换向成功，变频压缩机2以调节后的运行频率运行；若∆P＜∆P0，则再次调节变频压缩机2的出气口和进气口的压差∆P2，并依次通过压差比较以及机组中冷、热端的温差判定四通阀1换向正常或换向异常。

进一步的，再次调节变频压缩机2的出气口和进气口的压差后，若∆P2大于∆P，则四通阀1换向成功，变频压缩机2以调节后的运行频率运行，若∆P2小于∆P，则判断空调机组中冷、热端的温差是否小于预设的温度阈值，若温差小于温度阈值，则调节变频压缩机2的运行频率，直至压差大于上一次检测到的压差为止，四通阀1换向成功，若空调机组中冷、热端的温差小于温度阈值，则换向失败。

在上述调节步骤的基础上，如图2所示，本发明还提供了一种可连续监测四通阀1换向失败次数并进行故障停机保护的方法，该方法一方面可对设备进行保护，另一方面可提醒用户异常问题，并及时进行针对性的处理。

初始时刻，换向失败次数计为0，当判断空调机组中冷、热端的温差大于预设的温度阈值后，换向失败次数加，换向成功后，换向失败次数清零，若连续换向失败次数小于阈值时，进入四通阀1换向异常处理步骤5；当连续换向失败的次数大于等于阈值时，则机组停机，机组显示故障代码并保护锁死。通过监控连续换向失败次数，能够及时发现四通阀1异常，同时大大提高四通阀1换向过程的可靠性。

进一步的，空调机组包括高温传感器和低温传感器，用于检测空调机组中冷、热端的温度值，温度传感器包括低温传感器和高温传感器，低温传感器和高温传感器分别设置在蒸发器3进水管和出水管上或者冷凝器4进气管和出气管上或者冷凝器4管路中间与进风口处的管道上。

进一步的，变频压缩机2的进气口和出气口的管道上分别设置高压压力传感器5和低压压力传感器6，用于检测压力值。

如图3所示，四通阀1换向异常处理步骤5：若判定四通阀1换向异常，则进入四通阀1异常处理程序。

四通阀1异常处理程序主要包括以下步骤：

机组停机，并按初始命令重新运行；

实时监测空调机组的模式换向信号；

当接收到模式换向信号时，经过t时间后，变频压缩机2的进气口和出气口的压差为∆P3，比较∆P3和∆P0的大小，若∆P3＞∆P0，则换向成功；若∆P3＜∆P0，换向失败，调节变频压缩机2的运行频率，此时运行频率的变化量大于压差调节步骤3中变频压缩机2的运行频率的变化量，同步进行换向异常检测并进行连续换向失败次数检测，经过一段时间后，直到变频压缩机2的进气口和出气口的压差为∆P大于∆P3+P为止。

如图4-图6所示，本发明还提供了一种四通阀换向的监控装置，根据上述的四通阀1换向的监控方法，当空调机组转换制冷或制热模式时控制四通阀1的换向。上述空调机组包括变频压缩机2、四通阀1、冷凝器4、电子膨胀阀和蒸发器3，所述变频压缩机2的出气口、进气口分别连通所述四通阀1的D端口、S端口，所述四通阀1的E端口、C端口分别连接所述蒸发器3、冷凝器4，所述蒸发器3和冷凝器4通过电子膨胀阀连通。换向监控装置，包括控制模块、压力采集模块、监控模块、判断模块、温度采集模块和异常处理模块，控制模块分别与压力采集模块、监控模块、判断模块、温度采集模块、变频压缩机2和四通阀1相连，压力采集模块连接变频压缩机2，温度采集模块连接空调机组的冷、热端，其中：

监控模块，用于监测空调机组的模式转换信号，并将模式转换信号传输至控制模块；

压力采集模块，用于采集变频压缩机2的出气口的高压压力值和变频压缩机2进气口的低压压力值，并将压力值传输至控制模块，控制模块计算压差；

控制模块，用于控制变频压缩机2调节运行频率以调节变频压缩机2出气口和进气口的压差；

温度采集模块，用于采集空调机组冷、热端的温度，并将温度值传输至判断模块；

判断模块，用于根据检测到的压差与上一次检测到的压差以及空调机组冷、热端的温差，判断四通阀1换向是否成功；

换向异常处理模块，用于当判断模块判定四通阀1换向异常时，对空调机组进行异常处理。

进一步的，压力采集模块包括高压压力传感器5和低压压力传感器6，高压压力传感器5设置在变频压缩机2的出气口处，用于采集变频压缩机2的出气口处冷媒的高压压力值，高压压力传感器5与控制模块连接，低压压力传感器6设置在变频压缩机2的进气口处，用于采集变频压缩机2的进气口处热媒的低压压力值，低压压力传感器6与控制模块连接。

进一步的，还包括计数模块，计数模块用于对连续换向失败次数进行统计。

进一步的，温度采集模块包括高温传感器和低温传感器，用于检测空调机组中冷、热端的温度值，温度传感器包括低温传感器和高温传感器，低温传感器和高温传感器分别设置在蒸发器3进水管和出水管上或者冷凝器4进气管和出气管上或者冷凝器4管路中间与进风口处的管道上。

本发明还公开了一种空调系统，包括空调机组，空调机组包括变频压缩机2、四通阀1、冷凝器4、电子膨胀阀和蒸发器3，所述变频压缩机2的出气口、进气口分别连通所述四通阀1的D端口、S端口，所述四通阀1的E端口、C端口分别连接所述蒸发器3、冷凝器4，所述蒸发器3和冷凝器4通过电子膨胀阀连通，还包括上述的四通阀1的换向监控装置，用于当空调机组转换制冷模式或制热模式时控制四通阀1的换向。

该监控方法通过在四通阀1换向过程中智能控制，实现机组根据四通阀1换向时间和换向压差，实时调整压缩机2运行频率，进而有效控制空调机组的压差变化，避免四通阀1在换向过程中，由于高、低压串气而出现四通阀1卡死现象，来有效保证四通阀1换向的可靠性；通过对每次四通阀1换向的结果及准备进入四通阀1换向过程时的压差进行实时检测，并进行比较、判断，及时对进入四通阀1换向时的压缩机2运行频率进行调整，控制四通阀1换向初始时的换向压差，保证四通阀1均能换向成功；通过实时检测四通阀1换向过程中，机组实时检测四通阀1换向时间、四通阀1换向压差及空调机组进、出水温差或进出风温差，智能判定四通阀1是否出现换向异常，即可在下一次换向过程中及时调整压缩机2运行频率和四通阀1换向初始压差，又可连续检测四通阀1换向失败次数，进行故障停机保护，提醒用户异常问题，及时并针对性的进行处理。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种四通阀换向的监控方法，其特征在于，用于当空调机组转换制冷或制热模式时控制四通阀(1)的换向，主要包括以下步骤：

实时监测空调机组的模式转换信号；当监测到模式转换信号时，获取变频压缩机(2)的出气口和进气口的压差；

改变变频压缩机(2)的频率调节压差，通过比较本次检测的压差与上一次检测的压差，判定四通阀(1)换向是否成功，其中，

首次通过比较本次检测的压差和上一次检测的压差判定四通阀(1)换向成功；

若首次判定换向结果为换向失败，通过比较本次检测的压差与上一次检测的压差以及空调机组中冷、热端的温差判定四通阀(1)换向是否成功；

当换向结果为换向失败时，记录连续换向失败的次数，根据所述次数进行相应的异常处理；

还包括四通阀(1)换向异常处理步骤：当判定四通阀(1)换向异常时，重启空调机组，调节压差以使换向成功，主要包括以下步骤：

机组停机，并按初始命令重新运行；

实时监测空调机组的模式换向信号；

当接收到模式换向信号时，通过实时监测压差与初始时刻的压差比较以判断换向是否成功；若判定结果为换向失败，调节变频压缩机(2)的运行频率，此时运行频率的变化量大于压差调节步骤中变频压缩机(2)的运行频率的变化量，同步进行换向异常检测并进行连续换向失败次数检测，直到换向成功为止。

2.一种四通阀换向的监控装置，用于空调机组转换制冷或制热模式时控制四通阀(1)的换向，其特征在于，包括：

监控模块，连接控制模块，用于监测空调机组的模式转换信号；

压力采集模块，连接控制模块，用于获取变频压缩机(2)的出气口和进气口的压差；

判断模块，用于根据检测到的压差与上一次检测到的压差，判断四通阀(1)换向是否成功；

控制模块，用于控制变频压缩机(2)的运行频率，根据判断模块判定的结果控制四通阀(1)换向；

温度采集模块，所述温度采集模块用于采集空调机组冷、热端的温度；

计数模块，计数模块用于对连续换向失败次数进行统计；

换向异常处理模块，用于当判断模块判定四通阀(1)换向异常时，重启空调机组，调节压差直至换向成功；

其中，首次通过比较本次检测的压差和上一次检测的压差判定四通阀(1)换向成功；

若首次判定换向结果为换向失败，通过比较本次检测的压差与上一次检测的压差以及空调机组中冷、热端的温差判定四通阀(1)换向是否成功。

3.根据权利要求2所述的四通阀换向的监控装置，其特征在于，所述压力采集模块包括高压压力传感器(5)和低压压力传感器(6)，高压压力传感器(5)设置在变频压缩机(2)的出气口处，高压压力传感器(5)与控制模块连接，低压压力传感器(6)设置在变频压缩机(2)的进气口处，低压压力传感器(6)与控制模块连接。

4.一种空调系统，包括空调机组，其特征在于，所述空调机组设置权利要求2-3任一项所述的四通阀(1)的换向监控装置，用于当空调机组转换制冷模式或制热模式时控制四通阀(1)的换向。

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