CN110940123B - 补气口常开型变频压缩机补气增焓系统及其控制方法、计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种补气口常开型变频压缩机补气增焓系统及其控制方法、计算机可读存储介质。方法包括：开机控制压缩机在回油频率F1运行time1分钟后，直接升频至目标频率Fx运行；压缩机启动后，控制电子膨胀阀在初始开度EEVini维持tieme3分钟以避免低压结霜，然后在time4分钟内关小到目标开度EEVtarget，此后持续调节电子膨胀阀的开度从而时刻保持特定的当前气体温度参数与其目标值相等；控制压缩机在目标频率运行time2分钟后根据负荷进行升降频调节，直至当前负荷等于设定的最小保持运行负荷A，并在调节过程中根据电子膨胀阀的开度及气体过热度实时更新允许压缩机运行的最小运行频率，若压缩机降频至最小运行频率则退出所述升降频调节并保持当前压缩机的运行频率进行运行。

Description

补气口常开型变频压缩机补气增焓系统及其控制方法、计算 机可读存储介质

技术领域

本发明涉及一种补气口常开型变频压缩机补气增焓系统及其控制方法、计算机可读存储介质。

背景技术

对变频压缩机补气增焓系统，如果补气口保持常开的状态，压缩机低频运行时，易从补气口进液，导致系统带液运行，造成可靠性风险。

为解决上述系统带液运行问题，现有技术的做法是给定一个或几个固定的最小运行频率，禁止压缩机低于最小运行频率运行，但系统工况多种多样，采用定值进行限制的方案难以满足所有工况的需求，造成有时参数过小导致系统风险，有时则过大降低用户舒适性的现象发生。

发明内容

本发明为旨在针对补气口常开型变频压缩机补气增焓系统，解决其压缩机低频运行时所存在的系统带液运行风险，实现快速制冷/制热的目的。

为此，提供一种补气口常开型变频压缩机补气增焓系统的控制方法，包括：

开机时，控制压缩机在回油频率F1运行time1分钟后，直接升频至目标频率Fx运行；

压缩机启动后，控制电子膨胀阀在初始开度EEVini维持tieme3分钟以避免低压结霜，然后在time4分钟内关小到目标开度EEVtarget，此后持续调节电子膨胀阀的开度从而时刻保持特定的当前气体温度参数与其目标值相等；

控制压缩机在目标频率运行time2分钟后根据负荷进行升降频调节，直至当前负荷等于设定的最小保持运行负荷A，并在调节过程中根据电子膨胀阀的开度及气体过热度实时更新允许压缩机运行的最小运行频率，若压缩机降频至最小运行频率则退出所述升降频调节并保持当前压缩机的运行频率进行运行。

进一步地，所述气体温度参数具体是排气温度。

作为一种实施方式，电子膨胀阀在制冷模式下的开度调节方法具体是：

判定当前开度大小，若当前开度＞临界开度，则依据开度与排气温度负相关的规则进行调节，若当前开度≤临界开度，则依据开度与排气温度正相关的规则进行调节，直至当前排气温度等于目标排气温度。

作为另一种实施方式，，电子膨胀阀在制冷模式下的开度调节方法具体是判定当前排气温度是否调节到目标排气温度，若当前排气温度未调节到目标排气温度，则进行如下控制直至当前排气温度与目标排气温度相等：

当前排气温度＞上次排气温度时，若当前电子膨胀阀开度＜上次电子膨胀阀开度，则按开度与排气温度负相关的规则进行调节，否则按开度与排气温度正相关的规则进行调节；

当前排气温度≤上次排气温度时，若当前电子膨胀阀开度＜上次电子膨胀阀开度，则按开度与排气温度正相关的规则进行调节，否则按开度与排气温度负相关的规则调节。

进一步地，所述临界开度依据Fx、a、b进行确定，其中a、b为与室外环温关联的系数，Fx为压缩机运行频率。

进一步地，电子膨胀阀在制热模式下的开度调节方法具体是：

根据当前排气温度与目标排气温度的差值，依据开度与排气温度负相关的规则进行调节，直至当前排气温度等于目标排气温度。

进一步地，所述负荷大小根据设定温度和室内温度的温差确定。

进一步地，所述气体过热度具体是排气过热度。

进一步地，所述根据负荷进行升降频调节的方法具体是：

若当前负荷＝最小保持运行负荷A，则判定系统运行稳定；

若前负荷＞最小保持运行负荷A，则将压缩机升频，直至当前负荷等于最小保持运行负荷A；

若前负荷＜最小保持运行负荷A，则仅在排气过热度＞过热度阈值T的情况下将压缩机降频，直至当前负荷等于最小保持运行负荷A；

进一步地，所述更新最小运行频率的方法具体是：

实时检测电子膨胀阀的开度以及排气过热度，若检测到电子膨胀阀的开度关到最小，且排气过热度≤过热度阈值T，则将当前压缩机的运行频率更新为最小允许运行频率。

还提供一种补气口常开型变频压缩机补气增焓系统，其中，该系统包括：

控制器；以及，

被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述控制器执行上述的方法。

还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被控制器执行时，实现上述的方法。

有益效果：

1.为补气口常开型变频压缩机补气增焓系统提供一套完整可靠的控制方法；

2.根据电子膨胀阀的开度及气体过热度，动态确定允许运行压缩机的最小运行频率，实现自适应调整，从而消除最小运行频率采用定值设定的风险，并达到节能目的；

3.取消多余运行平台(在某个频率段运行一段时间定义为一个运行平台)，仅保留一个回油平台，在回油平台运行必要的时间后快速升到当前负荷对应下的目标频率，减少在低频运行时间，较之现有的梯度递增运行检验方式而言，可达到更快制冷/制热的目的；

4.确保压缩机启动运行初期快速建立高低压差，且快速建立高低压差时低压不会过低导致结霜，高低压差建立后，通过在time4分钟内快速关到目标开度EEVtarget，在保证系统稳定的同时，快速调节到最佳开度，使系统性能发挥最佳。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例1的系统控制方法的流程图；

图2示出了本发明实施例1中步骤S12的具体实施流程；

图3示出了本发明实施例1的步骤S13的具体实施流程；

图4示出了本发明实施例2中步骤S12的具体实施流程；

图5示出了本发明的电子设备的结构示意图；

图6示出了本发明的计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1

本实施例针对补气口常开型变频压缩机补气增焓系统，给出其系统控制方法，包括如图1所示的下述步骤：

步骤S11.开机运行时，压缩机先在回油频率F1运行time1分钟，然后直接升频至目标频率Fx运行，其中，回油频率F1及运行时间time1由系统特性确定，目标频率Fx根据室外环境温度、室内环境温度和设定温度确定。

步骤S11旨在取消多余运行平台(在某个频率段运行一段时间定义为一个运行平台)，仅保留一个回油平台，在回油平台运行必要的时间后快速升到当前负荷对应下的目标频率，减少在低频运行时间，较之现有的梯度递增运行检验方式而言，可达到更快制冷/制热的目的。

步骤S12.压缩机启动后，电子膨胀阀在初始开度EEVini维持tieme3分钟，然后在time4分钟内快速关小到目标开度EEVtarget，并在此后进程中持续根据当前排气温度与目标排气温度的差值进行电子膨胀阀开度调节，从而调节当前排气温度与目标排气温度相等。

步骤S12中设置初始开度EEVini的原因是：压缩机启动运行初期尚未建立高低压差，为保证在快速建立高低压差时低压不会过低导致结霜，需在压缩机启动后保证一个较大的开度。

高低压差建立后，在time4分钟内快速关到目标开度EEVtarget，可在保证系统稳定的同时，快速调节到最佳开度，使系统性能发挥最佳。

具体地，见图2，步骤S12包括如下子步骤：

子步骤S121-1.判断系统所处于的模式，若为制热模式则执行子步骤S121-2，若为制冷模式则执行子步骤S121-3。

子步骤S121-2.制热模式下，先保持初始开度维持时间time3，再快速关到目标开度大小，根据当前排气温度与目标排气温度的差值，依据规则1进行调节，直至当前排气温度等于目标排气温度。

由于制热运行时，电子膨胀阀的开度与排气温度一直呈负相关关系，因而将规则1设计为：电子膨胀阀关小则排气温度上升，电子膨胀阀开大则排气温度下降。

子步骤S121-3.制冷模式下，先保持初始开度维持时间time3，再快速关到目标开度大小，判定当前开度大小，若当前开度＞临界开度，则依据规则1进行调节，若当前开度≤临界开度，则依据规则2进行调节，直至当前排气温度等于目标排气温度。

由于制冷运行时，因压缩机补气口无截止阀，电子膨胀阀从最大开度逐渐关小的过程中，排气温度会存在先上升后下降的特有现象，为解决制冷运行时电子膨胀阀的调节问题，提出临界开度的概念，并设定电子膨胀阀的开度≤临界开度的状态时，以及电子膨胀阀的开度＞临界开度的状态时，存在刚好相反的调节规则。

具体地，当电子膨胀阀的开度≤临界开度的状态时，电子膨胀阀的开度与排气温度呈正相关关系，因而将规则2设计为：电子膨胀阀关小则排气温度下降，电子膨胀阀开大则排气温度上升。

当电子膨胀阀的开度＞临界开度的状态时，电子膨胀阀的开度与排气温度呈负相关关系，因而此处的规则1与制热模式中的规则1相同，即为：电子膨胀阀关小则排气温度上升，电子膨胀阀开大则排气温度下降。

上述中，临界开度EEVcri的大小可以采用如下公式计算：

EEVcri＝a*Fx+b

式中，a、b为与室外环温关联的系数，可通过实验确定；Fx为压缩机运行频率。

步骤S13.压缩机在目标频率运行time2分钟后根据负荷进行升降频调节，直至当前负荷等于设定的最小保持运行负荷A，并在调节过程中根据电子膨胀阀的开度以及排气过热度实时更新允许压缩机运行的最小运行频率，若压缩机降频至最小运行频率则退出所述升降频调节并保持当前压缩机的运行频率进行运行。

上述中，负荷大小由设定温度和室内温度决定，可以采用如下公式计算：

式中，Kp、Ki分别为与系统特性相关的系数，ΔT为设定温度与室内温度的温差，t为运行时间。

见图3，步骤S13的升降频调节具体为：

若当前负荷＝A，则判定系统运行稳定；

若前负荷＞A，则将压缩机升频，直至当前负荷等于A；

若前负荷＜A，则进一步判定排气过热度的大小，若排气过热度＞T，则将压缩机降频，直至当前负荷等于A。

在降频过程中，实时检测电子膨胀阀的开度以及排气过热度，若检测到电子膨胀阀的开度已关到最小，且排气过热度≤T，则将当前压缩机的运行频率更新为最小允许运行频率，然后保持当前压缩机的运行频率不再下降，以避免系统带液运行。

上述中，A为设定的最小保持运行负荷；T为过热度阈值，根据系统特性设定；排气过热度＝排气温度-高压饱和温度，或排气过热度＝排气温度-冷凝器盘管温度，其中排气温度和冷凝器盘管温度可用传感器直接检测，高压饱和温度通过检测的制冷剂压力值计算或查表得出。

示例：

(1)假设室外环境温度-12℃，室内温度20℃，设定温度30℃，最小保持运行负荷A＝30％，最低允许排气过热度T＝10℃，开机运行制热，则：

开机运行，压缩机先在回油频率50Hz运行60s，再根据当前负荷大小升频到90Hz运行。开机后，先保持电子膨胀阀在初始开度200B维持3min，3min后电子膨胀阀关到目标开度160B，每30s关一次，每次关1/4*(200-160)＝10B的开度，再根据当前的排气温度与目标排气温度的差值，进行PID调节。

随室内环境温度升高，负荷降低，频率开始下降，当频率下降到30Hz时，当前负荷为35％，未下降到设定的最小负荷30％，且当前排气过热度＝8℃，小于最低允许排气过热度10℃，则停止降频，保持当前频率30Hz运行。

(2)假设室外环境温度35℃，室内温度27℃，设定温度20℃，最小保持运行负荷A＝30％，最低允许排气过热度T＝10℃，开机运行制冷，则：

开机运行，压缩机先在回油频率50Hz运行60s，再根据当前负荷大小升频到60Hz运行。开机后，先保持电子膨胀阀在初始开度480B维持3min，3min后电子膨胀阀关到目标开度420B，每30s关一次，每次关1/4*(480-420)＝15B的开度。

膨胀阀关到目标开度后，若未调节到目标排气温度，则根据当前排气温度与上次排气温度的大小，当前电子膨胀阀开度和上次电子膨胀阀大小，选择规则1或规则2，进行PID调节。如上次电子膨胀阀开度EEVn-1＝450，上次排气温度Tn-1＝65℃，当前电子膨胀阀开度EEVn＝445，当前排气温度Tn＝66，则本次按照规则1进行排气温度的PID调节。

随室内环境温度降低，负荷降低，频率开始下降，当频率下降到25Hz时，当前负荷为35％，未下降到设定的最小负荷30％，且当前排气过热度＝9℃，小于最低允许排气过热度10℃，则停止降频，保持当前频率25Hz运行。

需要说明的是：

本实施例中，电子膨胀阀除了可以根据当前排气温度进行开度调节外，也可根据排气过热度、吸气过热度等其他气体温度参数进行调节，若使用当前排气温度进行开度调节，则其目标值就为目标排气温度；若使用当前排气过热度进行开度调节，则其目标值就为目标排气过热度；若使用当前吸气过热度进行开度调节，则其目标值就为目标吸气过热度；

本实施例中，最小运行频率除了可以根据排气过热度的大小进行限制外，也可根据吸气过热度等其他气体过热度进行限制。

实施例2

实施例2是在实施例1的基础上，将实施例1的步骤S12的子步骤替换为如图4所示的以下步骤：

子步骤S122-1.判断系统所处于的模式，若为制热模式则执行子步骤S122-2，若为制冷模式则执行子步骤S122-3。

子步骤S122-2.制热模式下，先保持初始开度维持时间time3，再快速关到目标开度大小，根据当前排气温度与目标排气温度的差值，依据规则1进行调节，直至当前排气温度等于目标排气温度。

子步骤S122-3.制冷模式下，先保持初始开度维持时间time3，再快速关到目标开度大小，判定当前排气温度Tn是否调节到目标排气温度T0，若当前排气温度Tn未调节到目标排气温度T0，则进行如下控制，直至当前排气温度＝目标排气温度：

当前排气温度Tn＞上次排气温度Tn-1时，若当前电子膨胀阀开度EEVn＜上次电子膨胀阀开度EEVn-1，则按规则1调节，否则按规则2调节；

当前排气温度Tn≤上次排气温度Tn-1时，若当前电子膨胀阀开度EEVn＜上次电子膨胀阀开度EEVn-1，则按规则2调节，否则按规则1调节。

其中，

规则1具体为：电子膨胀阀关小则排气温度上升，电子膨胀阀开大则排气温度下降；

规则2具体为：电子膨胀阀关小则排气温度下降，电子膨胀阀开大则排气温度上升。

需要说明的是：

实施例1-2所用的方法，可转化为可存储于计算机存储介质中的程序步骤及装置，通过被控制器调用执行的方式进行实施。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的检测电子设备的佩戴状态的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

例如，图5示出了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。该电子设备传统上包括处理器51和被安排成存储计算机可执行指令(程序代码)的存储器52。存储器52可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器52具有存储用于执行实施例中的任何方法步骤的程序代码54的存储空间53。例如，用于程序代码的存储空间53可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码54。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图6所述的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以具有与图5的电子设备中的存储器52类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常，存储单元存储有用于执行根据本发明的方法步骤的程序代码61，即可以由诸如61之类的处理器读取的程序代码，当这些程序代码由电子设备运行时，导致该电子设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (8)

1.补气口常开型变频压缩机补气增焓系统的控制方法，其特征在于，包括：

开机时，控制压缩机在回油频率F1运行time1分钟后，直接升频至目标频率Fx运行；

压缩机启动后，控制电子膨胀阀在初始开度EEVini维持tieme3分钟以避免低压结霜，然后在time4分钟内关小到目标开度EEVtarget，此后持续调节电子膨胀阀的开度从而时刻保持特定的当前气体温度参数与其目标值相等；

控制压缩机在目标频率运行time2分钟后根据负荷进行升降频调节，直至当前负荷等于设定的最小保持运行负荷A，并在调节过程中根据电子膨胀阀的开度及气体过热度实时更新允许压缩机运行的最小运行频率，若压缩机降频至最小运行频率则保持当前压缩机的运行频率进行运行，所述气体温度参数具体是排气温度，电子膨胀阀在制冷模式下的开度调节方法具体是：

判定当前开度大小，若当前开度＞临界开度，则依据开度与排气温度负相关的规则进行调节，若当前开度≤临界开度，则依据开度与排气温度正相关的规则进行调节，直至当前排气温度等于目标排气温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电子膨胀阀在制冷模式下的开度调节方法具体是判定当前排气温度是否调节到目标排气温度，若当前排气温度未调节到目标排气温度，则进行如下控制直至当前排气温度与目标排气温度相等：

当前排气温度＞上次排气温度时，若当前电子膨胀阀开度＜上次电子膨胀阀开度，则按开度与排气温度负相关的规则进行调节，否则按开度与排气温度正相关的规则进行调节；

当前排气温度≤上次排气温度时，若当前电子膨胀阀开度＜上次电子膨胀阀开度，则按开度与排气温度正相关的规则进行调节，否则按开度与排气温度负相关的规则调节。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述临界开度依据Fx、a、b进行确定，其中a、b为与室外环温关联的系数，Fx为压缩机运行频率。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，电子膨胀阀在制热模式下的开度调节方法具体是：

根据当前排气温度与目标排气温度的差值，依据开度与排气温度负相关的规则进行调节，直至当前排气温度等于目标排气温度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体过热度具体是排气过热度，所述根据负荷进行升降频调节的方法具体是：

若当前负荷＝最小保持运行负荷A，则判定系统运行稳定；

若前负荷＞最小保持运行负荷A，则将压缩机升频，直至当前负荷等于最小保持运行负荷A；

若前负荷＜最小保持运行负荷A，则仅在排气过热度＞过热度阈值T的情况下将压缩机降频，直至当前负荷等于最小保持运行负荷A。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述更新最小运行频率的方法具体是：

实时检测电子膨胀阀的开度以及排气过热度，若检测到电子膨胀阀的开度关到最小，且排气过热度≤过热度阈值T，则将当前压缩机的运行频率更新为最小允许运行频率。

7.补气口常开型变频压缩机补气增焓系统，其中，该系统包括：

处理器；以及，

被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。

8.计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现权利要求1-6中任一项所述的方法。

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