CN111255692A - 可精准调节负荷的螺杆压缩机系统、控制方法和空调 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种可精准调节负荷的螺杆压缩机系统，包括油活塞腔、油活塞、活塞挡板、弹簧、滑阀连杆和滑阀，该滑阀连杆为具有电阻特性的滑阀连杆；该可精准调节负荷的螺杆压缩机系统还包括：滑动固定点设于该滑阀连杆上，并随该滑阀连杆同步在油活塞腔内左右油活塞移动；检测滑片位于所述油活塞腔内且与该滑阀连杆的接触；电流检测装置分别与该滑动固定点和检测滑片电性连接；主控单元与该电流检测装置电性连接。本发明的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统可有效获知滑阀的位置、有助于控制压缩机负荷、实现压缩机负荷的精准控制；还提供一种具有该可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的空调；以及提供一种可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法。

Description

可精准调节负荷的螺杆压缩机系统、控制方法和空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种可精准调节负荷的螺杆压缩机系统、控制方法和空调。

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。压缩机的容积流量调节方法是通过油箱中的油经油路流入油活塞腔内，在油压的作用下推动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，实现容积流量的调节。但是现有的双螺杆压缩机不能获知滑阀位置，导致不能对滑阀位置的精确把控，从而出现油压波动或泄露等压缩机负荷缓慢变化、负荷波动等问题，严重影响压缩机负荷的稳定运行。

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种可有效获知滑阀的位置、有助于控制压缩机负荷、实现压缩机负荷的精准控制的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统；还提供一种具有该可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的空调；以及提供一种可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种可精准调节负荷的螺杆压缩机系统，包括油活塞腔、油活塞、活塞挡板、弹簧、滑阀连杆和滑阀，所述滑阀连杆为具有电阻特性的滑阀连杆；所述可精准调节负荷的螺杆压缩机系统还包括：

滑动固定点，其设于所述滑阀连杆上，并随所述滑阀连杆同步在油活塞腔内左右油活塞移动；

检测滑片，其位于所述油活塞腔内且与所述滑阀连杆的接触；

电流检测装置，其分别与所述滑动固定点和检测滑片电性连接，用于检测所述滑动固定点与所述检测滑片之间的滑阀连杆的电流；

主控单元，其与所述电流检测装置电性连接。

进一步地，还包括：

进油管，其与所述油活塞腔相连通；

出油管，其与所述油活塞腔相连通；

进油控制阀，其设于所述进油管上且与所述主控单元电性连接；

出油控制阀，其设于所述出油管上且与所述主控单元电性连接；

制冷剂吸气口，其与所述出油管相连通。

进一步地，所述滑动固定点靠近所述滑阀；所述检测滑片设于所述活塞挡板上。

进一步地，所述滑阀连杆为由电阻材料制成的滑阀连杆。

进一步地，所述滑阀连杆包括连杆体和包覆于所述连杆体表面上的电阻材料层。

本发明还提供一种空调，包括如上述所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统。

以及提供一种可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法，使用上述所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统实现。

进一步地，所述控制方法为：接收电流检测装置检测到的实时电流值In；判断实时电流值In是否位于设定的电流区间内；若是，则控制进油控制阀或排油控制阀的通断，实现压缩机负荷的精准控制。

进一步地，所述接收电流检测装置检测到的实时电流值In；判断实时电流值In是否位于设定的电流区间内；若是，则控制进油控制阀或排油控制阀的通断，实现压缩机负荷的精准控制的具体步骤如下：

S1.主控单元命令压缩机以对应的目标负荷运行；

S2.接收目标负荷，根据目标负荷确定滑动固定点与检测滑片之间的滑阀连杆长度，确定滑阀所处位置，计算出目标电流值Im；

S3.检测此时滑动固定点与检测滑片之间的滑阀连杆的实时电流值In，并反馈至主控单元；

S4.主控单元获取实时电流值In，判断实时电流值In是否位于设定的电流区间内；该设定的电流区间为0＜Imin≤In≤Imax；其中，Imin为目标电流最小值；Imax为目标电流最大值。

S5.若是，则控制进油控制阀或排油控制阀的通断，实现压缩机负荷的精准控制。

进一步地，所述控制进油控制阀或排油控制阀的通断，实现压缩机负荷的精准控制的具体步骤如下：

S51.判断是否|In-Im|≤ΔIo；其中，ΔIo为电流判断的允差值；

S52.若是，则控制进油控制阀和出油控制阀保持当前状态；

S53.若否，则判断是否In＞Im；

S54.若是，则控制进油控制阀加载；

S55.若否，则控制出油控制阀卸载。

进一步地，在所述S5步骤之后，所述控制方法还包括：

S6.若否，则提示故障。

进一步地，所述Imin具体为压缩机运行至最大负荷时的电流值，即为目标电流最小值；所述Imax具体为压缩机运行至最小负荷时的电流值，即为目标电流最大值。

与现有的技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统利用滑动变阻器的原理，将滑阀连杆设置为可通电的电阻，当滑阀左右活塞滑动至一定位置时，滑动固定点也随左右活塞滑动至一定位置时，通过电流检测装置检测滑动固定点与检测滑片之间的滑阀连杆的电流大小，可有效获知滑阀的位置，有助于控制压缩机负荷，实现压缩机负荷的精准控制，在因密封不严等原因引起油压波动、压缩机负荷缓慢变化时可以及时调节，避免压缩机负荷发生大偏差或大范围的波动。

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是本发明的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统在加载时的结构示意图。

图2是本发明的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统在卸载时的结构示意图。

图3是本发明的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的电连接原理示意图。

图4是本发明的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法的控制流程图。

图中包括：

油活塞腔1、油活塞2、活塞挡板3、弹簧4、滑阀连杆5、滑阀6、滑动固定点7、检测滑片8、电流检测装置9、主控单元10、进油管11、出油管12、进油控制阀13、出油控制阀14、制冷剂吸气口15。

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4，一种可精准调节负荷的螺杆压缩机系统，包括油活塞腔1、油活塞2、活塞挡板3、弹簧4、滑阀连杆5、滑阀6、滑动固定点7、检测滑片8、电流检测装置9、主控单元10、进油管11、出油管12、进油控制阀13、出油控制阀14、制冷剂吸气口15。具体的，具体的，所述油活塞2、活塞挡板3、弹簧4、滑阀连杆5和滑阀6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，通过滑阀连杆5与滑阀6连接，弹簧4穿套于滑阀连杆5上且位于活塞挡板3与油活塞2之间，压缩机需要加载时，打开进油控制阀13，油箱中的油经过进油控制阀13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6进行移动，调节压缩机的内容积比，从而使压缩机进行加载。压缩机需要卸载时，打开出油控制阀14，油箱中的油经过出油控制阀14进入到制冷剂吸气口15内，油活塞2在油压的作用下移动，从而使滑阀6进行移动，调节压缩机的内容积比，从而使压缩机进行卸载。以及所述滑阀连杆5为具有电阻特性的滑阀连杆，具体的，本具体实施方式的滑阀连杆为由电阻材料制成的滑阀连杆5。当然，在另一具体实施方式中，所述滑阀连杆5包括连杆体和包覆于所述连杆体表面上的电阻材料层。除此之外，滑动固定点7设于所述滑阀连杆5上且靠近所述滑阀6，并随所述滑阀连杆5同步在油活塞腔1内左右油活塞2移动；检测滑片8设于所述活塞挡板3上且与所述滑阀连杆5的接触；电流检测装置9分别与所述滑动固定点7和检测滑片8电性连接，用于检测所述滑动固定点7与所述检测滑片8之间的滑阀连杆5的电流；主控单元10与所述电流检测装置9电性连接；进油管11与所述油活塞腔1相连通；出油管12与所述油活塞腔1相连通；进油控制阀13设于所述进油管11上且与所述主控单元10电性连接；出油控制阀14设于所述出油管12上且与所述主控单元10电性连接；制冷剂吸气口15与所述出油管12相连通。

在本具体实施方式中，所述滑动固定点7靠近所述滑阀6；所述检测滑片8设于所述活塞挡板上。通过该方式设置滑动固定点7和检测滑片8的位置，便于有效获知滑阀6的位置，有助于控制压缩机负荷，实现压缩机负荷的精准控制，在因密封不严等原因引起油压波动、压缩机负荷缓慢变化时可以及时调节，避免压缩机负荷发生大偏差或大范围的波动。当然，在某些具体实施方式中，所述滑动固定点7和检测滑片8相对滑阀连杆，进行位置变换，所述检测滑片8靠近所述滑阀6与所述滑阀连杆5的接触，所述滑动固定点7设于所述滑阀连杆5上且远离所述滑阀6，用过该方式设置滑动固定点7和检测滑片8的位置，同样可以便于有效获知滑阀6的位置，有助于控制压缩机负荷，实现压缩机负荷的精准控制。

本发明基于滑动变阻器的原理，对滑阀连杆5进行处理，使之具备了均值电阻的特性，滑动固定点7与所述检测滑片8之间的滑阀连杆5的任意长度的阻值等于单位长度阻值乘以测点间距离，该测点间距离即为滑动固定点7与所述检测滑片8之间的滑阀连杆5的实时长度。将滑动固定点7固定在连杆上靠近滑阀6的地方，记为固定点A；另外一个测点做成检测滑片8的形式，可以用固定结构固定在油活塞2挡板外侧，如螺钉等，检测滑片8与滑阀连杆5的接触点记为点B；任意时刻滑阀连杆5上点A、B间的距离记为L1；记25％负荷即最小负荷时的初始长度为L0。

当油活塞2受到油压作用左右移动时，滑阀连杆5上A、B点之间长度L1发生更改，使得对应的阻值发生变化，将此段长度接入定压电路中，根据欧姆定律I＝U/R，可通过电流检测装置9即可测量到电流，进而反推出当前接入电路段滑阀连杆5的实时长度的阻值，进而知道当前长度L1，即可判断出滑阀6当前所处位置。将此实时位置与压缩机目标负荷所处目标位置进行对比，即可判断出当前是需要进行加载、保持、卸载，继而控制进油控制阀13、出油控制阀14进行加载、保持、卸载等控制，达到控制压缩机负荷的目的。

当压缩机的滑阀6处于初始位置时，即压缩机运行负荷至最小负荷时；在本具体实施方式中，压缩机运行负荷为25％时，即为压缩机运行的最小负荷。当前接入电路段滑阀连杆5的实时长度记为长度L0，此时阻值最小为R0，电流最大为Imax；当压缩机滑阀6处于最大负荷位置时，即压缩机运行至最大负荷时，在本具体实施方式中，压缩机运行负荷为100％时，即为压缩机运行的最大负荷。当前接入电路段滑阀连杆5的实时长度记为长度Lmax，此时阻值最大为Rmax，电流最小为Imin。

该可精准调节负荷的螺杆压缩机系统利用滑动变阻器的原理，将滑阀连杆5设置为可通电的电阻，当滑阀6左右活塞滑动至一定位置时，滑动固定点7也随左右活塞滑动至一定位置时，通过电流检测装置9检测滑动固定点7与检测滑片8之间的滑阀连杆5的电流大小，可有效获知滑阀6的位置，有助于控制压缩机负荷，实现压缩机负荷的精准控制，在因密封不严等原因引起油压波动、压缩机负荷缓慢变化时可以及时调节，避免压缩机负荷发生大偏差或大范围的波动。

优选的，所述进油控制阀13和出油控制阀14均为电磁阀。通过采用电磁阀作为进油控制阀13和出油控制阀14，有助于精确控制进油控制阀13和出油控制阀14加载、保持、卸载，达到控制压缩机负荷的目的。

所述电流检测装置9位于所述压缩机内；或所述电流检测装置9通过连接导线引出压缩机外，不需更改压缩机整体结构，减少重新开模或改模的成本。

本发明还提供一种空调，包括如上述所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统。通过在空调上设置该可精准调节负荷的螺杆压缩机系统，可有效获知滑阀6的位置，有助于控制压缩机负荷，实现压缩机负荷的精准控制，在因密封不严等原因引起油压波动、压缩机负荷缓慢变化时可以及时调节，避免压缩机负荷发生大偏差或大范围的波动，提高空调整体的可靠性和稳定性。

以及本发明提供一种可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法，使用上述所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统实现。所述控制方法为：接收电流检测装置9检测到的实时电流值In；判断实时电流值In是否位于设定的电流区间内；若是，则控制进油控制阀13或排油控制阀的通断，实现压缩机负荷的精准控制。该控制方法的具体步骤如下：

S1.主控单元10命令压缩机以对应的目标负荷运行。

S2.接收目标负荷，根据目标负荷确定滑动固定点7与检测滑片8之间的滑阀连杆5长度，确定滑阀6所处位置，计算出目标电流值Im。

S3.检测此时滑动固定点7与检测滑片8之间的滑阀连杆5的实时电流值In，并反馈至主控单元10。

S4.主控单元10获取实时电流值In，判断实时电流值In是否位于设定的电流区间内；确定检测当前实时电流值In是否正常，该设定的电流区间为0＜Imin≤In≤Imax；其中，Imin为目标电流最小值；Imax为目标电流最大值，优选的，所述Imin具体为压缩机运行负荷为100％时的电流值，即为目标电流最小值；所述Imax具体为压缩机运行负荷为25％时的电流值，即为目标电流最大值。

S5.若是，则控制进油控制阀13或排油控制阀的通断，实现压缩机负荷的精准控制。

S51.判断是否|In-Im|≤ΔIo；其中，ΔIo为电流判断的允差值。

S52.若是，则控制进油控制阀13和出油控制阀14保持当前状态；该保持当前状态视为稳定在目标负荷，压缩机维持在“保持”状态，不作进油控制阀13和出油控制阀14加卸载状态变更。

S53.若否，则判断是否In＞Im。

S54.若是，则控制进油控制阀13加载。

S55.若否，则控制出油控制阀14卸载。

在所述S5步骤之后，所述控制方法还包括：S6.若否，则给出报警信息，提示进行故障处理。

重复可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法，可有效获知滑阀6的位置，有助于控制压缩机负荷，实现压缩机负荷的精准控制，在因密封不严等原因引起油压波动、压缩机负荷缓慢变化时可以及时调节，避免压缩机负荷发生大偏差或大范围的波动。

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 (12)

1.一种可精准调节负荷的螺杆压缩机系统，包括油活塞腔、油活塞、活塞挡板、弹簧、滑阀连杆和滑阀，其特征在于，所述滑阀连杆为具有电阻特性的滑阀连杆；所述可精准调节负荷的螺杆压缩机系统还包括：

滑动固定点，其设于所述滑阀连杆上，并随所述滑阀连杆同步在油活塞腔内左右油活塞移动；

检测滑片，其位于所述油活塞腔内且与所述滑阀连杆的接触；

电流检测装置，其分别与所述滑动固定点和检测滑片电性连接，用于检测所述滑动固定点与所述检测滑片之间的滑阀连杆的电流；

主控单元，其与所述电流检测装置电性连接。

2.根据权利要求1所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统，其特征在于，还包括：

进油管，其与所述油活塞腔相连通；

出油管，其与所述油活塞腔相连通；

进油控制阀，其设于所述进油管上且与所述主控单元电性连接；

出油控制阀，其设于所述出油管上且与所述主控单元电性连接；

制冷剂吸气口，其与所述出油管相连通。

3.根据权利要求2所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统，其特征在于，所述滑动固定点靠近所述滑阀；所述检测滑片设于所述活塞挡板上。

4.根据权利要求1所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统，其特征在于，所述滑阀连杆为由电阻材料制成的滑阀连杆。

5.根据权利要求1所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统，其特征在于，所述滑阀连杆包括连杆体和包覆于所述连杆体表面上的电阻材料层。

6.一种空调，其特征在于，包括如权利要求1至5任意一项所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统。

7.一种可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法，其特征在于，使用权利要求2所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统实现。

8.根据权利要求7所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法为：接收电流检测装置检测到的实时电流值In；判断实时电流值In是否位于设定的电流区间内；若是，则控制进油控制阀或排油控制阀的通断，实现压缩机负荷的精准控制。

9.根据权利要求8所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法，其特征在于，所述接收电流检测装置检测到的实时电流值In；判断实时电流值In是否位于设定的电流区间内；若是，则控制进油控制阀或排油控制阀的通断，实现压缩机负荷的精准控制的具体步骤如下：

S1.主控单元命令压缩机以对应的目标负荷运行；

S2.接收目标负荷，根据目标负荷确定滑动固定点与检测滑片之间的滑阀连杆长度，确定滑阀所处位置，计算出目标电流值Im；

S3.检测此时滑动固定点与检测滑片之间的滑阀连杆的实时电流值In，并反馈至主控单元；

S4.主控单元获取实时电流值In，判断实时电流值In是否位于设定的电流区间内；该设定的电流区间为0＜Imin≤In≤Imax；其中，Imin为目标电流最小值；Imax为目标电流最大值。

S5.若是，则控制进油控制阀或排油控制阀的通断，实现压缩机负荷的精准控制。

10.根据权利要求9所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法，其特征在于，所述控制进油控制阀或排油控制阀的通断，实现压缩机负荷的精准控制的具体步骤如下：

S51.判断是否|In-Im|≤ΔIo；其中，ΔIo为电流判断的允差值；

S52.若是，则控制进油控制阀和出油控制阀保持当前状态；

S53.若否，则判断是否In＞Im；

S54.若是，则控制进油控制阀加载；

S55.若否，则控制出油控制阀卸载。

11.根据权利要求9所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法，其特征在于，在所述S5步骤之后，所述控制方法还包括：

S6.若否，则提示故障。

12.根据权利要求9所述的可精准调节负荷的螺杆压缩机系统的控制方法，其特征在于，所述Imin具体为压缩机运行至最大负荷时的电流值，即为目标电流最小值；所述Imax具体为压缩机运行至最小负荷时的电流值，即为目标电流最大值。

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