CN110966195A - 精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统、方法和空调器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及了一种精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，包括油活塞腔、油活塞、滑阀杆、滑阀、制冷剂吸气口、进油管、出油管、进油控制阀和出油控制阀；还包括：排油管设于所述油活塞腔与制冷剂吸气口之间且连通所述油活塞腔与制冷剂吸气口；排油控制阀连通于所述排油管上；压力传感器设于所述排油管内且位于该排油控制阀之后；PID表分别与所述进油控制阀、排油控制阀、压力传感器阀电性连接。本申请提供的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统实现对油活塞内的油压精准控制，避免了因油压波动，滑阀不能稳定的情况，同时，避免了因滑阀不稳导致压缩机频繁加卸载的问题；还提供一种具有该系统的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的方法和空调器。

Description

精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统、方法和空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，还涉及一种使用该精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统实现的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的方法，以及涉及一种具有该精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统的空调器。

背景技术

随着空调技术的发展，双螺杆压缩机已经在商用空调领域得到了广泛的应用。但是，目前，螺杆压缩机的能量调节稳定性仍是一个技术难题，螺杆压缩机存在无法自动加载至目标负荷和加载至目标负荷后继续加载的问题，这些问题会导致压缩机的能量调节不稳定，压缩机无法在设定负荷下稳定运行，影响整个空调机组的可靠性。

压缩机的能量调节方法是通过油槽中的油经油路流入油活塞腔内，在油压的作用下推动油活塞腔中的油活塞移动，油活塞的移动通过滑阀杆带动滑阀的移动，通过调节滑阀的位置，进而调节压缩机的排气口位置，实现内容积比的调节。目前，现有的压缩机的自动加载方式分为：无极加卸载和有极加卸载。但是现有的压缩机出现无法自动加载至目标负荷和加载至目标负荷后继续加载的问题，主要原因有：(1)滑阀密封性不好；(2)推动滑阀移动的油路存在泄漏，油活塞腔内油压不稳定。加卸载不稳定的根本原因是油活塞腔内压力波动，不能使滑阀稳定在压缩机运行50％、75％、100％负荷的位置。

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，该系统实现对油活塞内的油压精准控制，避免了因油压波动，滑阀不能稳定的情况，同时，避免了因滑阀不稳导致压缩机频繁加卸载的问题；还涉及一种使用该精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统实现的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的方法，以及涉及一种具有该精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统的空调器。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，包括油活塞腔、油活塞、滑阀杆、滑阀、制冷剂吸气口、进油管、出油管、进油控制阀和出油控制阀；还包括：

排油管，其设于所述油活塞腔与制冷剂吸气口之间且连通所述油活塞腔与制冷剂吸气口；

排油控制阀，其连通于所述排油管上；

压力传感器，其设于所述排油管内且位于所述排油控制阀之后，用于检测油活塞腔内的油压，具体指从油活塞腔内流到排油管内的油压；

PID表，其分别与所述进油控制阀、排油控制阀、压力传感器阀电性连接。

进一步地，所述出油管具有多条；所述出油控制阀具有多个。

进一步地，所述出油管具有3条；所述出油控制阀具有3个；3个所述出油管分别为第一出油管、第二出油管和第三出油管；3个所述出油控制阀分别为第一出油控制阀、第二出油控制阀和第三出油控制阀；所述第一出油管连通于所述油活塞腔与制冷剂吸气口之间；所述第一控制阀连通于所述第一出油管靠近所述油活腔的一端上；所述第二出油管与所述第一出油管相连通；所述第二控制阀连通于所述第二出油管上；所述第三出油管与所述第一出油管相连通；所述第三控制阀连通于所述第三出油管上。

进一步地，所述第一出油管与所述油活塞腔的后端面相连通；所述第二出油管和第三出油管均与所述油活塞腔的上端相连通；所述第三出油管在所述第二出油管之前。

进一步地，所述进油管与所述第一出油管均通过一个油通口与所述油活塞腔相连通。

进一步地，所述PID表包括比较器和调节器。

进一步地，所述进油控制阀、出油控制阀和排油控制阀均为电磁阀。

本发明还提供了一种空调器，包括如上述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统。

以及本发明提供了一种精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的方法，使用如上述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统实现，利用PID表接收压力传感器检测油活塞腔内的实测油压，判断所述实测油压是否等于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压来控制进油控制阀或者排油控制阀的通断，调节油活塞腔内的实测油压等于压缩机运行时对应负荷所需的目标油压。

进一步地，所述利用PID表接收压力传感器检测油活塞腔内的实测油压，判断所述实测油压是否等于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压来控制进油控制阀或者排油控制阀的通断，调节油活塞腔内的实测油压等于压缩机运行时对应负荷所需的目标油压的具体步骤如下：

S1.主控板命令压缩机以对应的目标负荷运行；

S2.在压缩机以对应的目标负荷运行时的目标油压Pm；

S3.PID表获取压力传感器检测油活塞腔内的实测油压Px；

S4.判断上述实测油压Px是否等于目标油压Pm；

若是，则控制进油控制阀或者排油控制阀的关闭；

若否，则执行S4步骤；

S5.判断上述实测油压Px是否小于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压Pm；

若是，则控制进油控制阀打开，供油，然后返回S3步骤继续执行；

若否，则控制排油控制阀打开，排油，然后返回S3步骤继续执行。

与现有的技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统通过在现有的螺杆压缩机的基础上增设排油管、排油控制阀、压力传感器和PID表，通过压力传感器对油活塞腔内的油压进行实时监控，实时检测油压，利用PID表接收压力传感器检测油活塞腔内的实测油压，判断所述实测油压是否等于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压来控制进油控制阀或者排油控制阀的通断，调节油活塞腔内的实测油压等于压缩机运行时对应负荷所需的目标油压，从而实现对油活塞内的油压精准控制，避免了因油压波动，滑阀不能稳定的情况，同时，避免了因滑阀不稳导致压缩机频繁加卸载的问题，避免整机异常保护(过流或高压)，噪音异常，有助于节约资源，油循环利用，避免润滑油的浪费。

2.本发明的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统的结构简单，操作方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

图1是本发明的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统的无法加载至目标负荷的结构示意图。

图2是本发明的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统的加载至目标负荷不稳定时的结构示意图。

图3是本发明的PID表调节原理图。

图4是本发明的PID表控制逻辑原理图。

图中包括：

油活塞腔1、油活塞2、滑阀杆3、滑阀4、制冷剂吸气口5、进油管6、出油管7、第一出油管71、第二出油管72、第三出油管73、进油控制阀8、出油控制阀9、第一出油控制阀91、第二出油控制阀92、第三出油控制阀93、排油管10、排油控制阀11、压力传感器12、PID表13、比较器131、调节器141。

具体实施方式

结合以下实施例对本申请作进一步描述。

如图1至图4，精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，包括油活塞腔1、油活塞2、滑阀杆3、滑阀4、制冷剂吸气口5、进油管6、出油管7、进油控制阀8和出油控制阀9。具体的，所述油活塞2、滑阀杆3和滑阀4位于油活塞腔1内，所述油活塞2相配合位于所述油活塞腔1内，通过滑阀杆3与滑阀4连接，压缩机需要加载时，打开进油控制阀8，油箱中的油经过进油控制阀8进入到油活塞腔1内，油活塞2在油压的作用下移动，从而使滑阀4进行移动，调节压缩机的内容积比，从而使压缩机进行加载。该精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统还包括排油管10、排油控制阀11、压力传感器12和PID表13。其中，排油管10设于所述油活塞腔1与制冷剂吸气口5之间且连通所述油活塞腔1与制冷剂吸气口5；排油控制阀11连通于所述排油管10上；压力传感器12设于所述排油管10内且位于所述排油控制阀11之后，具体的，压力传感器12设于所述排油管10靠近油活塞腔1的一端内，用于检测油活塞腔1内的油压，具体指从油活塞腔1内流到排油管10内的油压；PID表13分别与所述进油控制阀8、排油控制阀11、压力传感器12阀电性连接。所述进油控制阀8、出油控制阀9和排油控制阀11均为电磁阀。

该本发明的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统通过在现有的螺杆压缩机的基础上增设排油管10、排油控制阀11、压力传感器12和PID表13，通过压力传感器12对油活塞腔1内的油压进行实时监控，实时检测油压，利用PID表13接收压力传感器12检测油活塞腔1内的实测油压，判断所述实测油压是否等于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压来控制进油控制阀8或者排油控制阀11的通断，调节油活塞腔1内的实测油压等于压缩机运行时对应负荷所需的目标油压，从而实现对油活塞2内的油压精准控制，避免了因油压波动，滑阀4不能稳定的情况，同时，避免了因滑阀4不稳导致压缩机频繁加卸载的问题，避免整机异常保护(过流或高压)，噪音异常，有助于节约资源，油循环利用，避免润滑油的浪费。而且该精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统结构简单，操作方便。

具体的，该所述PID表13包括比较器131和调节器141，利用PID表13接收压力传感器12检测油活塞腔1内的实测油压，通过比较器131判断所述实测油压是否等于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压来控制进油控制阀8或者排油控制阀11的通断，利用调节器141调节油活塞腔1内的实测油压等于压缩机运行时对应负荷所需的目标油压，从而实现对油活塞2内的油压精准控制。

所述出油管7具有多条；所述出油控制阀9具有多个。通过设置多条出油管7，则对应设置的出油控制阀9也具有多个，当压缩机需卸载至某一负荷时，对应打开多个出油控制阀9中的一个，油活塞腔1内的油通过打开的出油控制阀9流出至制冷剂吸气口5，油在气态制冷剂的带动下，完成循环，回到油箱，实现对油活塞2内的油压控制。

在本具体实施方式中，所述出油管7具有3条；所述出油控制阀9具有3个；3个所述出油管7分别为第一出油管71、第二出油管72和第三出油管73；3个所述出油控制阀9分别为第一出油控制阀91、第二出油控制阀92和第三出油控制阀93；所述第一出油管71连通于所述油活塞腔1与制冷剂吸气口5之间；所述第一控制阀连通于所述第一出油管71靠近所述油活腔的一端上；所述第二出油管72与所述第一出油管71相连通；所述第二控制阀连通于所述第二出油管72上；所述第三出油管73与所述第一出油管71相连通；所述第三控制阀连通于所述第三出油管73上。通过设置3条出油管7和3个出油控制阀9，当压缩机需卸载至某一负荷时，对应打开第一出油控制阀91、第二出油控制阀92和第三出油控制阀93，油活塞腔1内的油通过打开的出油控制阀9流出至制冷剂吸气口5，油在气态制冷剂的带动下，完成循环，回到油箱，实现对油活塞2内的油压控制。

优选的，所述第一出油管71与所述油活塞腔1的后端面相连通；所述第二出油管72和第三出油管73均与所述油活塞腔1的上端相连通；所述第三出油管73在所述第二出油管72之前。通过设置第一出油管71、第二出油管72和第三出油管73在油活塞腔1上的位置，则代表压缩机可以卸载到某一负荷，当压缩机需卸载至某一负荷时，对应打开第一出油控制阀91、第二出油控制阀92和第三出油控制阀93，油活塞腔1内的油通过打开的出油控制阀9流出至制冷剂吸气口5，油在气态制冷剂的带动下，完成循环，回到油箱，实现对油活塞2内的油压控制。

所述进油管6与所述第一出油管71均通过一个油通口与所述油活塞腔1相连通。将一个油通口作为进油管6与第一出油管71的进油口和出油口使用，合理利用油通口，减少油通口设置，降低生产成本。

该精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统利用油压实现加卸载的原理是：

压缩机需要加载时，打开进油控制阀8，油箱中的油经过进油控制阀8进入到油活塞腔1内，油活塞2在油压的作用下移动，从而使滑阀4进行移动，调节压缩机的内容积比，从而使压缩机进行加载；当压缩机需卸载至某一负荷时，对应打开第一出油控制阀91、第二出油控制阀92和第三出油控制阀93，油活塞腔1内的油通过打开的出油控制阀9流出至制冷剂吸气口5，油在气态制冷剂的带动下，完成循环，回到油箱。然后在这个原理基础上，再通过压力传感器12对油活塞腔1内的油压进行实时监控，实时检测油压，利用PID表13接收压力传感器12检测油活塞腔1内的实测油压，判断所述实测油压是否等于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压来控制进油控制阀8或者排油控制阀11的通断，调节油活塞腔1内的实测油压等于压缩机运行时对应负荷所需的目标油压，从而实现对油活塞2内的油压精准控制。

本发明还提供了一种精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的方法，使用如上述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统实现，利用PID表13接收压力传感器12检测油活塞腔1内的实测油压，判断所述实测油压是否等于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压来控制进油控制阀8或者排油控制阀11的通断，调节油活塞腔1内的实测油压等于压缩机运行时对应负荷所需的目标油压。该方法的具体步骤如下：

S1.主控板命令压缩机以对应的目标负荷运行；

S2.在压缩机以对应的目标负荷运行时的目标油压Pm；

S3.PID表获取压力传感器12检测油活塞腔1内的实测油压Px；

S4.判断上述实测油压Px是否等于目标油压Pm；

若是，则控制进油控制阀或者排油控制阀11的关闭；

若否，则执行S4步骤；

S5.判断上述实测油压Px是否小于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压Pm；

若是，则控制进油控制阀8打开，供油，然后返回S3步骤继续执行；

若否，则控制排油控制阀11打开，排油，然后返回S3步骤继续执行。

根据上述精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的方法，通过压力传感器12对油活塞腔1内的油压进行实时检测，将检测到的实测油压Px传输到PID表13，根据压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压，如下表格：

运行负荷(0～100％)	目标油压(Pm)
		50％	Pm1
75％	Pm2
		100％	Pm3

由于压缩机运行时，滑阀4及油活塞2移动的距离与油压的大小有关，上述表格为压缩机运行至目标负荷50％、75％、100％时，油活塞腔1内的目标油压Pm对应为Pm1、Pm2、Pm3；而在压缩机运行至目标负荷50％、75％、100％时，压力传感器12检测油活塞腔1内的实测油压Px对应为Px1、Px2、Px3。

螺杆压缩机无法加载至目标负荷时：当压缩机加载至目标负荷时，以压缩机需要加载至75％负荷为例，PID表13命令加载至75％负荷，而压缩机因某些原因无法加载至75％时，通过排油管10上压力传感器12检测油活塞腔1内的油压Px2，油压Px2信号传送至PID表13，通过PID表13调节，将Px2与75％负荷下对应的目标油压Pm2进行比较，当油压Px2<Pm2(kPa)时，PID表13进行调节将执行打开的信息传递给进油控制阀8，进油管6的进油控制阀8打开，将油供入油活塞腔1内，直至油压Px2＝Pm2(kPa)时，关闭进油控制阀8，压缩机加载至75％负荷并稳定运行。

螺杆压缩机运行需要稳定在某一负荷时，出现不能稳定继续加载的情况：以压缩机运行50％负荷为例，当螺杆压缩机运行工况需要维持在为50％负荷时，因为滑阀4密封不好或者油路泄漏等原因引起油活塞腔1内油压大于50％负荷下对应的油压Pm1时，通过压力传感器12检测到油压Px1，油压Px1信号传送至PID表13，通过PID调节，比较Px1与50％负荷工况下对应的目标油压Pm1进行比较，当油压Px1>Pm1(kPa)时，PID表13进行调节将执行打开信息传递给排油控制阀11，排油管10的排油控制阀11打开，将油活塞腔1内多余的油排至制冷剂吸气口5处，直至油活塞腔1内的油压Px1＝Pm1(kPa)时，关闭排油管10上的排油控制阀11，使油活塞腔1的压力保持不变，压缩机稳定运行在50％负荷的工况下。

根据该精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统的运行原理，无论压缩机加载还是卸载精准稳定在0～100％任一负荷下，压力传感器12都可以检测油活塞腔1内的油压，从而实时调节，使油压达到目标负荷对应的目标油压，从而使滑阀4位置满足不同负荷的要求。通过这样的方式，可以精准的控制螺杆压缩机的自动加卸载，同时还可以在压缩机出现滑阀4密封不严或者油路泄漏等异常时刻，保证滑阀4稳定在目标工况的要求下，满足机组稳定运行的要求，保证了空调机组的可靠性。

以及本发明还提供了一种空调器，包括如上述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统。通过在空调器上设置该精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，实现对油活塞2内的油压精准控制，满足机组稳定运行的要求，保证了空调器的可靠性。

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

Claims (10)

1.精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，包括油活塞腔、油活塞、滑阀杆、滑阀、制冷剂吸气口、进油管、出油管、进油控制阀和出油控制阀；其特征在于，还包括：

排油管，其设于所述油活塞腔与制冷剂吸气口之间且连通所述油活塞腔与制冷剂吸气口；

排油控制阀，其连通于所述排油管上；

压力传感器，其设于所述排油管内且位于所述排油控制阀之后，用于检测油活塞腔内的油压；

PID表，其分别与所述进油控制阀、排油控制阀、压力传感器阀电性连接。

2.根据权利要求1所述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，其特征在于，所述出油管具有多条；所述出油控制阀具有多个。

3.根据权利要求2所述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，其特征在于，所述出油管具有3条；所述出油控制阀具有3个；3个所述出油管分别为第一出油管、第二出油管和第三出油管；3个所述出油控制阀分别为第一出油控制阀、第二出油控制阀和第三出油控制阀；所述第一出油管连通于所述油活塞腔与制冷剂吸气口之间；所述第一控制阀连通于所述第一出油管靠近所述油活腔的一端上；所述第二出油管与所述第一出油管相连通；所述第二控制阀连通于所述第二出油管上；所述第三出油管与所述第一出油管相连通；所述第三控制阀连通于所述第三出油管上。

4.根据权利要求3所述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，其特征在于，所述第一出油管与所述油活塞腔的后端面相连通；所述第二出油管和第三出油管均与所述油活塞腔的上端相连通；所述第三出油管在所述第二出油管之前。

5.根据权利要求3所述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，其特征在于，所述进油管与所述第一出油管均通过一个油通口与所述油活塞腔相连通。

6.根据权利要求1所述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，其特征在于，所述PID表包括比较器和调节器。

7.根据权利要求1所述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统，其特征在于，所述进油控制阀、出油控制阀和排油控制阀均为电磁阀。

8.空调器，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统。

9.精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的方法，其特征在于，使用如权利要求1至7任意一项所述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的系统实现，利用PID表接收压力传感器检测油活塞腔内的实测油压，判断所述实测油压是否等于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压来控制进油控制阀或者排油控制阀的通断，调节油活塞腔内的实测油压等于压缩机运行时对应负荷所需的目标油压。

10.根据权利要求9所述的精准控制螺杆压缩机自动加载稳定的方法，其特征在于，所述利用PID表接收压力传感器检测油活塞腔内的实测油压，判断所述实测油压是否等于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压来控制进油控制阀或者排油控制阀的通断，调节油活塞腔内的实测油压等于压缩机运行时对应负荷所需的目标油压的具体步骤如下：

S1.主控板命令压缩机以对应的目标负荷运行；

S2.在压缩机以对应的目标负荷运行时的目标油压Pm；

S3.PID表接收压力传感器检测油活塞腔内的实测油压Px；

S4.判断上述实测油压Px是否等于目标油压Pm；

若是，则控制进油控制阀或者排油控制阀的关闭；

若否，则执行S4步骤；

S5.判断上述实测油压Px是否小于压缩机运行时对应目标负荷所需的目标油压Pm；

若是，则控制进油控制阀打开，供油，然后返回S3步骤继续执行；

若否，则控制排油控制阀打开，排油，然后返回S3步骤继续执行。

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