CN110822545A

CN110822545A - 变频空调系统及其低频运行的控制方法

Info

Publication number: CN110822545A
Application number: CN201911181026.XA
Authority: CN
Inventors: 李伟瀚; 李敏华; 陈露润
Original assignee: Guangdong Haiwu Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Haiwu Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2020-02-21

Abstract

本发明的变频空调系统及其低频运行的控制方法，温度传感器检测变频压缩机的吸气侧的温度和压力传感器检测变频压缩机的吸气压力值并均发送给控制器，控制器根据收到信息而控制第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的开闭。当变频压缩机在低频率状态运行超过预设时间，通过控制第二电子膨胀阀关闭，蒸发器内部分换热管回路不参与换热，蒸发器内的制冷剂容积及换热面积减小，使得蒸发压力降低，蒸发器内参与换热的制冷剂减少，制冷剂流速反而提高，从而降低变频压缩机的吸气侧压力同时提高了冷冻油回油效果。另外由于参与换热的面积减小，在相同的最低压缩机频率下，空调可以输出更小的制冷量，减少因房间热负荷低导致的变频压缩机的频繁启停的情况。

Description

变频空调系统及其低频运行的控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及变频空调系统及其低频运行的控制方法。

背景技术

现有的空调制冷系统，大部分都是采用一个膨胀阀连接一个蒸发器的形式，制冷剂经过膨胀阀降压后流经蒸发器进行换热，蒸发器里换热管路的换热面积是固定的，而在保证风量和送风距离的情况下，当制冷需求(热负荷)很小时，主要通过降低压缩机运行频率和调节膨胀阀开度来实现，而这种方式在保证风量和送风距离不变的情况下，容易造成冷冻油回油困难，回油效果不理想，压缩机频繁启停的问题，最终损伤压缩机，降低压缩机使用寿命，影响空调机组的运行安全性。在压缩机低频率运行时，还存在以下不足：

(1)当风机运行参数保持不变的情况下，为保持一定的吸气过热度，吸气压力将升高，导致压缩机容易超过压力运行范围，降低压缩机使用寿命；

(2)由于制冷需求小，膨胀阀的开度小，蒸发器侧的流速降低，制冷剂流速会影响制冷剂中混合的冷冻油的分离效果，流速低无法有效将冷冻油带回压缩机，容易造成压缩机故障，若通过短时间提高压缩机频率来增强回油效果的方法，则蒸发换热量相应增大，容易造成送风温度波动大，影响出风效果；

(3)由于蒸发器内参与换热的管路是固定的，所以对应的换热面积也是固定的，在低热负荷(低制冷需求)且压缩机最低频率运行时，输出的制冷量仍然会比热负荷偏大很多，导致压缩机频繁启停，房间温度波动大，增加耗电量的同时还会降低压缩机使用寿命。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种变频空调系统及其低频运行的控制方法，便于控制制冷剂在蒸发器内的流速，能够满足更小制冷量的同时避免压缩机频繁启停。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种变频空调系统，包括室内机、室外机、变频压缩机、进液管路和出液管路，室外机与室内机之间通过进液管路来连通，以使得室外机的制冷剂流至室内机；出液管路将室内机、变频压缩机和室外机依次连通，以使得将室内机的制冷剂压缩后流至室外机；其特征是：

室内机包括多条换热管回路，进液管路包括与部分换热管回路连通的第一流路和与另一部分换热管回路连通的第二流路，第一流路与第二流路相并联，第一流路包括第一电子膨胀阀和第一分液器，室外机、第一电子膨胀阀、第一分液器和室内机依次连通；第二流路包括第二电子膨胀阀和第二分液器，室外机、第二电子膨胀阀、第二分液器和室内机依次连通；

出液管路的位于室内机与变频压缩机之间位置连接有压力传感器和温度传感器；该变频空调系统还包括控制器，压力传感器、温度传感器、第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀分别电连接控制器；温度传感器检测变频压缩机的吸气侧的温度和压力传感器检测变频压缩机的吸气压力值并均发送给控制器，控制器根据收到信息控制第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的开闭。

具体的，控制器收到的压力值如超过预设阀值，则控制第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀这两者中的其中一者关闭，另一者保持工作。

具体的，室外机包括冷凝器和用于对冷凝器进行吹风散热的冷凝侧风机。

具体的，室内机包括蒸发器和用于对蒸发器进行吹风散热的蒸发侧风机。

具体的，第一流路连通的换热管回路与第二流路连通的换热管回路间隔排布。

本发明还提供一种空调系统的低频运行的控制方法，应用上述的变频空调系统，包括以下步骤：

先根据变频压缩机型号确定变频压缩机的吸气侧的最高运行压力Pmax，控制器根据压力传感器的检测值P1计算出饱和吸气温度T1，由温度传感器检测出吸气温度T2，计算出吸气过热度T＝T2-T1；

当P1≦Pmax﹣压力偏差时，第一电子膨胀阀及第二电子膨胀阀根据吸气过热度T按相同的控制开度同步调节流入室内机的制冷剂流量，以保证吸气过热度T在机组运行设定的控制范围内；

当变频压缩机在低频率状态运行超过预设时间且P1≧Pmax时，则完全关闭第二电子膨胀阀，直至使P1降低至Pmax以下，再由第一电子膨胀阀根据吸气过热度T调节制冷剂流量。

具体的，当变频压缩机重新进入非低频运行时，频率升高使得P1满足P1≦Pmax﹣压力偏差时，第二电子膨胀阀先开启至最小开度，再根据吸气过热度T以同样的速度，增加第二电子膨胀阀的开度，降低第一电子膨胀阀的开度，直至第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀开度一致后，再以同样速度同步增大或减小第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的开度，以使得保持吸气过热度T在设定范围内。

具体的，所述压力偏差为1bar。

具体的，所述预设时间为2分钟。

本发明的有益效果：

本发明的变频空调系统及其低频运行的控制方法，温度传感器检测变频压缩机的吸气侧的温度和压力传感器检测变频压缩机的吸气压力值并均发送给控制器，控制器根据收到信息而控制第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的开闭。当变频压缩机在低频率状态运行超过预设时间，通过对第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的控制，以使得由于第二电子膨胀阀关闭，蒸发器内部分换热管回路不参与换热，蒸发器内的制冷剂容积及换热面积减小，使得蒸发压力降低，蒸发器内参与换热的制冷剂减少，制冷剂流速反而提高，从而降低变频压缩机的吸气侧压力同时提高了冷冻油回油效果。另外由于参与换热的面积减小，在相同的最低压缩机频率下，空调可以输出更小的制冷量，减少因房间热负荷低导致的变频压缩机的频繁启停的情况。

附图说明

图1为实施例中的变频空调系统的结构示意图。

附图标记：

室内机1、蒸发器11、蒸发侧风机12；

室外机2、冷凝器21、冷凝侧风机22；

变频压缩机3；

进液管路4、第一电子膨胀阀411、第一分液器412、第二电子膨胀阀421、第二分液器422；

出液管路5；压力传感器6；温度传感器7。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

本实施例的变频空调系统，如图1所示，包括室内机1、室外机2、变频压缩机3、进液管路4和出液管路5，室外机2包括冷凝器21和用于对冷凝器21进行吹风散热的冷凝侧风机22，室内机1包括蒸发器11和用于对蒸发器11进行吹风散热的蒸发侧风机12。冷凝器21与蒸发器11之间通过进液管路4来连通，以使得冷凝器21的制冷剂流至蒸发器11。出液管路5将蒸发器11、变频压缩机3和冷凝器21依次连通，以使得将蒸发器11的制冷剂压缩后流至冷凝器21。进液管路4包括相并联的第一流路和第二流路，第一流路包括第一电子膨胀阀411和第一分液器412，冷凝器21、第一电子膨胀阀411、第一分液器412和蒸发器11依次连通。第二流路包括第二电子膨胀阀421和第二分液器422，室外机2、第二电子膨胀阀421、第二分液器422和蒸发器11依次连通。出液管路5的位于蒸发器11与变频压缩机3之间位置连接有压力传感器6和温度传感器7。该变频空调系统还包括控制器，压力传感器6、温度传感器7、第一电子膨胀阀411和第二电子膨胀阀421分别电连接控制器。待软件工程师对控制器进行编程后，该系统能实现温度传感器7检测变频压缩机3的吸气侧的温度和压力传感器6检测变频压缩机3的吸气压力值并均发送给控制器，控制器根据收到信息而控制第一电子膨胀阀411和第二电子膨胀阀421的开闭。

上述空调系统的低频运行的控制方法，该控制方法通过建立功能模块构架，由计算机程序指令控制计算机系统来完成，具体包括以下步骤：

先根据变频压缩机3的型号确定变频压缩机3的吸气侧的最高运行压力Pmax，控制器根据压力传感器6的检测值P1计算出饱和吸气温度T1(T1可根据制冷剂类型，通过P1查压力温度曲线表可知，参数是一一对应的)，由温度传感器7检测出吸气温度T2，计算出吸气过热度T＝T2-T1。

当P1≦Pmax﹣1bar时(1bar等于10^5Pa，其作为压力偏差，减去1bar为经验值，也可以是减去0.5bar或1.5bar)，第一电子膨胀阀411及第二电子膨胀阀421根据吸气过热度T按相同的控制开度同步调节流入室内机1的制冷剂流量，以保证吸气过热度T在机组运行设定的控制范围内，此时第一流路和第二流路均参与工作，换热面积完全利用。

当变频压缩机3在低频率状态运行超过预设时间(经验值2min)且P1≧Pmax时，则完全关闭第二电子膨胀阀421，直至使P1降低至Pmax以下，再由第一电子膨胀阀411根据吸气过热度T调节制冷剂流量。此过程中，由于第二电子膨胀阀421关闭，蒸发器11内与第二回路连通的换热管回路不参与换热(第一流路和第二流路分别连通室内机1的相并联的多个换热管回路，多个回路的出口集成连通同一条管后与变频压缩机3连通。第一流路连通的换热管回路与第二流路连通的换热管回路间隔排布)，蒸发器11内的制冷剂容积及换热面积减小，使得蒸发压力降低，蒸发器11内参与换热的制冷剂减少，制冷剂流速反而提高，从而降低变频压缩机3的吸气侧压力同时提高了冷冻油回油效果。另外由于参与换热的面积减小，在相同的最低压缩机频率下，空调可以输出更小的制冷量，减少因房间热负荷低导致的变频压缩机3的频繁启停的情况。

当变频压缩机3重新进入非低频运行时，频率升高使得P1满足P1≦Pmax﹣1bar时，第二电子膨胀阀421先开启至最小开度，再根据吸气过热度T以同样的速度同时，增加第二电子膨胀阀421的开度，降低第一电子膨胀阀411的开度，直至第一电子膨胀阀411和第二电子膨胀阀421开度一致后，再以同样速度同步增大或减小第一电子膨胀阀411和第二电子膨胀阀421的开度，以使得保持吸气过热度T在设定范围内。

数值举例：

假设选取Pmax＝15.6bar的变频压缩机3，机组系统选用R410A的制冷剂，假设此时变频压缩机3在低频率状态运行超过2min，且压力传感器6检测到变频压缩机3吸气侧的压力值为P1＝16bar，对应查表可知此时饱和吸气温度T1＝25.84℃，假设此时温度传感器7检测出吸气温度T2＝32.84℃，此时吸气过热度T＝T2-T1＝7℃。

由于此时P1≧Pmax，则关闭第一电子膨胀阀411，仅由第一电子膨胀阀411根据吸气过热度T调节制冷剂流量，此时制冷量减小，但制冷剂流速不会降低。

当P1满足P1≦Pmax﹣1bar＝14.6bar时，先将第二电子膨胀阀421先开启至最小开度，再根据吸气过热度T以同样的速度，同时增加第二电子膨胀阀421的开度和降低第一电子膨胀阀411的开度，直至第一电子膨胀阀411和第二电子膨胀阀421的开度一致后，再以同样速度同步增大或减小第一电子膨胀阀411和第二电子膨胀阀421的开度，保持吸气过热度T在设定范围内。

由于压力传感器6检测的压力和温度传感器7检测的温度是实时变化的，按30秒一个周期进行再次检测计算并判断调节，所以吸气过热度T是个动态变化的过程，整个系统调节也是动态的，从而保证了机组的出风效果和控制精度。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.变频空调系统，包括室内机、室外机、变频压缩机、进液管路和出液管路，室外机与室内机之间通过进液管路来连通，以使得室外机的制冷剂流至室内机；出液管路将室内机、变频压缩机和室外机依次连通，以使得将室内机的制冷剂压缩后流至室外机；其特征是：

2.根据权利要求1所述的变频空调系统，其特征是：控制器收到的压力值如超过预设阀值，则控制第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀这两者中的其中一者关闭，另一者保持工作。

3.根据权利要求1所述的变频空调系统，其特征是：室外机包括冷凝器和用于对冷凝器进行吹风散热的冷凝侧风机。

4.根据权利要求1所述的变频空调系统，其特征是：室内机包括蒸发器和用于对蒸发器进行吹风散热的蒸发侧风机。

5.根据权利要求1所述的变频空调系统，其特征是：第一流路连通的换热管回路与第二流路连通的换热管回路间隔排布。

6.空调系统的低频运行的控制方法，其特征是：应用权利要求1至权利要求5任一项的变频空调系统，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的空调系统的低频运行的控制方法，其特征是：当变频压缩机重新进入非低频运行时，频率升高使得P1满足P1≦Pmax﹣压力偏差时，第二电子膨胀阀先开启至最小开度，再根据吸气过热度T以同样的速度，增加第二电子膨胀阀的开度，降低第一电子膨胀阀的开度，直至第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀开度一致后，再以同样速度同步增大或减小第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的开度，以使得保持吸气过热度T在设定范围内。

8.根据权利要求6所述的空调系统的低频运行的控制方法，其特征是：所述压力偏差为1bar。

9.根据权利要求6所述的空调系统的低频运行的控制方法，其特征是：所述预设时间为2分钟。