CN111981719A - 制冷机组压缩制冷循环控制方法、装置和制冷机组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种制冷机组压缩制冷循环控制方法、装置和制冷机组，该方法包括：接收参数采集装置发送的状态参数，状态参数为参数采集装置对制冷机组进行状态监测得到；根据状态参数计算得到调节参考数据；根据调节参考数据确定控制阀动作幅度；根据控制阀动作幅度调节控制阀的开度，控制阀与所述制冷机组中的孔板并联设置。采用以孔板作为节流主路，控制阀作为辅助调节，孔板并联控制阀共同调节节流流通面积的方式，可在通过改变孔板孔径进行节流的基础上，结合采集的数据使控制阀运行在合适的开度，确保制冷机组始终保持较高的循环效率，实现制冷机组在全工况下的高效运行。

Description

制冷机组压缩制冷循环控制方法、装置和制冷机组

技术领域

本申请涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种制冷机组压缩制冷循环控制方法、装置和制冷机组。

背景技术

制冷机组是制冷设备中最主要的部分，制冷机组的主机双级压缩制冷循环通常增加经济器以实现中间补气来提高循环效率，这使得冷媒需要经过两次节流过程。不同工况及负荷条件下所需的节流流通面积不同，通过改变流通面积，可以使制冷机组运行在高效区。

传统的压缩制冷循环控制方式是采用孔板节流方案，对不同冷量的制冷机组使用孔径不同的孔板，但这种方式只能满足制冷机组在特定工况点的高效运行，如何实现制冷机组在全工况下的高效运行，是行业内亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对传统的压缩制冷循环控制方式只能满足制冷机组在特定工况点的高效运行的问题，提供一种制冷机组压缩制冷循环控制方法、装置和制冷机组，可以达到实现制冷机组在全工况下的高效运行的效果。

一种制冷机组压缩制冷循环控制方法，包括：

接收参数采集装置发送的状态参数，所述状态参数为所述参数采集装置对制冷机组进行状态监测得到；

根据所述状态参数计算得到调节参考数据；

根据所述调节参考数据确定控制阀动作幅度；

根据所述控制阀动作幅度调节控制阀的开度，所述控制阀与所述制冷机组中的孔板并联设置。

在其中一个实施例中，根据所述调节参考数据确定控制阀动作幅度，包括：

根据所述调节参考数据计算得到初始动作幅度，并根据初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到控制阀动作幅度。

在其中一个实施例中，所述孔板包括第一孔板，所述控制阀包括第一控制阀，所述第一孔板安装于制冷机组的冷凝器至经济器的节流管路，所述第一控制阀安装于冷凝器至经济器的另一节流管路，与所述第一孔板形成并联；所述状态参数包括高压级压缩机的排气温度、冷凝器的冷凝压力、冷凝器的出液温度和冷凝器的冷却出水温度。

在其中一个实施例中，所述调节参考数据包括过冷度、排气过热度和冷凝器端温差，所述根据所述状态参数计算得到调节参考数据，包括：

根据所述冷凝器的冷凝压力得到冷凝器的冷凝温度；

根据所述冷凝器的冷凝温度和所述冷凝器的出液温度得到过冷度；

根据所述高压级压缩机的排气温度和冷凝器的冷凝温度得到排气过热度；

根据所述冷凝器的冷凝温度和所述冷凝器的冷却出水温度得到冷凝器端温差。

在其中一个实施例中，所述控制阀动作幅度包括第一控制阀的动作幅度；所述根据所述调节参考数据计算得到初始动作幅度，并根据初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到控制阀动作幅度，包括：

根据所述过冷度、所述排气过热度和所述冷凝器端温差得到第一控制阀的初始动作幅度；

根据所述第一控制阀的动作幅度和预设的允许幅度阈值得到第一控制阀的动作幅度。

在其中一个实施例中，所述孔板还包括第二孔板，所述控制阀还包括第二控制阀，所述第二孔板安装于制冷机组的经济器至蒸发器的节流管路，所述第二控制阀安装于经济器至蒸发器的另一节流管路，与所述第二孔板形成并联；所述状态参数还包括蒸发器的蒸发压力、蒸发器的冷冻出水温度和蒸发器液位开关信号。

在其中一个实施例中，所述调节参考数据还包括蒸发器端温差和蒸发器液位开关状态，所述根据所述状态参数计算得到调节参考数据，还包括：

根据所述蒸发器的蒸发压力得到蒸发器的蒸发温度；

根据所述蒸发器的蒸发温度和所述蒸发器的冷冻出水温度得到蒸发器端温差；

根据所述蒸发器液位开关信号确定蒸发器液位开关状态。

在其中一个实施例中，所述控制阀动作幅度还包括第二控制阀的动作幅度，所述根据所述调节参考数据计算得到初始动作幅度，并根据初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到控制阀动作幅度，还包括：

根据所述排气过热度、所述蒸发器端温差和所述蒸发器液位开关状态得到第二控制阀的初始动作幅度；

根据所述第二控制阀的动作幅度和预设的允许幅度阈值得到第二控制阀的动作幅度。

在其中一个实施例中，所述根据所述控制阀动作幅度调节控制阀的开度，包括：

根据所述冷凝器的冷凝压力和蒸发器的蒸发压力得到压比值；

根据所述压比值和预设的压比阈值确定控制阀的目标开度范围；

根据所述控制阀动作幅度和所述目标开度范围确定控制阀的目标开度；

根据所述目标开度对所述控制阀的开度进行调节。

在其中一个实施例中，所述根据所述控制阀动作幅度和所述目标开度范围确定控制阀的目标开度，包括：

若所述控制阀动作幅度位于预设的幅度调节下限值和幅度调节上限值之间，则控制阀的目标开度保持不变；

若所述控制阀动作幅度小于所述幅度调节下限值，则在所述目标开度范围内将控制阀的当前开度减少所述控制阀动作幅度，得到控制阀的目标开度；

若所述控制阀动作幅度大于所述幅度调节上限值，则在所述目标开度范围内将控制阀的当前开度增加所述控制阀动作幅度，得到控制阀的目标开度。

在其中一个实施例中，所述接收参数采集装置发送的状态参数之前，还包括：

在制冷机组停机状态下，调节控制阀的目标开度为0％；

在接收到开机命令后，调节控制阀的目标开度由0％增加至50％，并持续预设时长。

在其中一个实施例中，所述根据所述控制阀动作幅度调节控制阀的开度之后，还包括：

在接收到关机命令后，调节控制阀的目标开度由当前开度变为0％。

一种制冷机组压缩制冷循环控制装置，包括：

数据采集模块，用于接收参数采集装置发送的状态参数，所述状态参数为所述参数采集装置对制冷机组进行状态监测得到；

数据计算模块，用于根据所述状态参数计算得到调节参考数据；

幅度计算模块，用于根据所述调节参考数据确定控制阀动作幅度；

开度调节模块，用于根据所述控制阀动作幅度调节控制阀的开度，所述控制阀与所述制冷机组中的孔板并联设置。

一种制冷机组，包括低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、经济器、蒸发器、孔板、控制阀、参数采集装置和控制器，所述控制器连接所述参数采集装置和所述控制阀，所述参数采集装置用于进行状态监测得到状态参数发送至所述控制器，所述控制器用于根据上述的方法进行压缩制冷循环控制。

上述制冷机组压缩制冷循环控制方法、装置和制冷机组，在制冷机组中的孔板并联设置控制阀，根据对制冷机组进行状态监测得到状态参数确定调节参考数据，进而确定控制阀动作幅度对控制阀的开度进行调节。采用以孔板作为节流主路，控制阀作为辅助调节，孔板并联控制阀共同调节节流流通面积的方式，可在通过改变孔板孔径进行节流的基础上，结合采集的数据使控制阀运行在合适的开度，确保制冷机组始终保持较高的循环效率，实现制冷机组在全工况下的高效运行。

附图说明

图1为一实施例中制冷机组压缩制冷循环控制方法的流程图；

图2为一实施例中根据状态参数计算得到调节参考数据的流程图；

图3为一实施例中根据调节参考数据确定控制阀动作幅度的流程图；

图4为另一实施例中根据状态参数计算得到调节参考数据的流程图；

图5为另一实施例中根据调节参考数据确定控制阀动作幅度的流程图；

图6为一实施例中根据控制阀动作幅度调节控制阀的开度的流程图；

图7为一实施例中制冷机组压缩制冷循环控制装置的结构框图；

图8为一实施例中制冷机组的节流方案原理示意图；

图9为一实施例中蒸发器内液位开关的安装示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，提供了一种制冷机组压缩制冷循环控制方法，如图1所示，包括：

步骤S110：接收参数采集装置发送的状态参数。

状态参数为参数采集装置对制冷机组进行状态监测得到。其中，可通过控制器连接参数采集装置，接收参数采集装置发送的状态参数。参数采集装置可包括温度传感器、压力传感器和液位开关等，制冷机组具体可包括低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、经济器、蒸发器、孔板等器件，采用控制阀与制冷机组中的孔板并联设置。具体地，控制阀可以是电子膨胀阀，也可以是采用其他阀门器件。通过在制冷机组的相关器件设置传感器进行参数采集，得到制冷机组的状态参数反馈给控制器，用作后续进行压缩制冷循环控制的参考依据。孔板安装在节流管路，另一节流管路设置与孔板并联的控制阀。对不同冷量的制冷机组使用孔径不同的孔板，可以有效拓宽节流方案适用的冷量范围。

根据参数采集装置的类型以及设置的位置不同，所采集的状态参数也会对应有所不同。本实施例中，状态参数具体包括高压级压缩机的排气温度、冷凝器数据、蒸发器数据等，例如，冷凝器数据可包括冷凝器的冷凝压力、冷凝器的冷却出水温度和冷凝器的出液温度，蒸发器数据可包括蒸发器的蒸发压力、蒸发器的冷冻出水温度以及蒸发器的液位信号。

步骤S120：根据状态参数计算得到调节参考数据。

控制器在接收到制冷机组的状态参数后，根据状态参数计算用作调节参考数据。调节参考数据用作确定对控制阀的调节动作幅度的参考，根据状态参数的不同，调节参数数据对应也会有所不同。与状态参数具体包括高压级压缩机的排气温度、冷凝器数据、蒸发器数据对应，调节参考数据可包括过冷度、冷凝器端温差、排气过热度、蒸发器液位开关状态和蒸发器端温差等数据。

步骤S130：根据调节参考数据确定控制阀动作幅度。

其中，控制阀动作幅度表征对控制阀在当前开度下进行调节的幅度。制冷机组的孔板的数量以及安装位置并不唯一，根据孔板的数量和位置不同，控制阀的控制阀动作幅度计算方式也会对应有所不同。具体地，孔板可以是包括安装在冷凝器至经济器的节流管路上的一级孔板，以及安装在经济器至蒸发器的节流管路上的二级孔板，对应地，控制阀可包括与一级孔板并联的第一控制阀，以及与二级孔板并联的第二控制阀。控制器可在根据采集的状态参数计算得到过冷度、冷凝器端温差、排气过热度、蒸发器液位开关状态和蒸发器端温差之后，结合过冷度、冷凝器端温差、排气过热度确定第一控制阀的动作幅度，以及结合蒸发器的液位开关状态、蒸发器端温差、排气过热度确定第二控制阀的动作幅度。

在一个实施例中，步骤S130包括：根据调节参考数据计算得到初始动作幅度，并根据初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到控制阀动作幅度。

具体地，控制器在计算两个控制阀的动作幅度时，还加入了允许幅度阈值作为限制，将初始动作幅度与预设的允许幅度阈值进行比较，如果初始动作幅度小于或等于允许幅度阈值，则将初始动作幅度作为控制阀动作幅度；如果初始动作幅度大于允许幅度阈值，则将允许幅度阈值作为控制阀动作幅度。通过对动作幅度进行限制，避免单次控制阀调节幅度过大导致制冷机组运行不稳定。

步骤S140：根据控制阀动作幅度调节控制阀的开度。

对应地，控制器结合调节参考数据确定控制阀动作幅度，结合控制阀动作幅度通过逻辑控制对两个控制阀单独控制，采用控制阀作为辅助调节，使控制阀始终运行在合适的开度，使制冷机组始终保持较高的循环效率。

上述制冷机组压缩制冷循环控制方法，采用以孔板作为节流主路，控制阀作为辅助调节，孔板并联控制阀共同调节节流流通面积的方式，可在通过改变孔板孔径进行节流的基础上，结合采集的数据使控制阀运行在合适的开度，确保制冷机组始终保持较高的循环效率，实现制冷机组在全工况下的高效运行。

在一个实施例中，孔板包括第一孔板(即一级孔板)，控制阀包括第一控制阀，第一孔板安装于制冷机组的冷凝器至经济器的节流管路，第一控制阀安装于冷凝器至经济器的另一节流管路，与第一孔板形成并联；状态参数包括高压级压缩机的排气温度T_d、冷凝器的冷凝压力P_c、冷凝器的出液温度T_sc和冷凝器的冷却出水温度T_co。

对应地，参数采集装置包括排气温度传感器、冷凝压力传感器、冷凝器出液温度传感器和冷却出水温度传感器。排气温度传感器安装在高压级压缩机的排气管上，用于检测排气温度T_d。冷凝器为卧式壳管式冷凝器，其下部设有过冷区域。冷凝压力传感器安装在冷凝器上，用于检测冷凝器内的冷凝压力P_c。冷却出水温度传感器安装在冷凝器上的冷却出水口，用于检测冷却出水温度T_co。冷凝器出液温度传感器安装在冷凝器至经济器的出液管上，用于检测冷凝器出液温度T_sc。

针对制冷机组的一级孔板增加并联设置的第一控制阀，并结合采集的相关参数对第一控制阀的开度进行调节，对制冷机组的一级节流采用孔板并联控制阀的节流方案，以孔板作为节流主路，用控制阀作为辅助调节。

对应地，在一个实施例中，调节参考数据包括过冷度、排气过热度和冷凝器端温差，如图2所示，步骤S120包括步骤S121至步骤S124。

步骤S121：根据冷凝器的冷凝压力得到冷凝器的冷凝温度。

具体地，控制器根据检测得到的冷凝器内的冷凝压力P_c，经计算可得到冷凝温度T_c。其中，冷媒的物性参数固定，每个饱和压力都有与之对应的饱和温度。在冷凝过程中，可认为冷媒的压力不发生变化，因此通过冷凝压力得到冷凝温度，其过程类似于查表，或是提前将冷媒的物性参数记录在控制器中，当输入压力或者温度时，会得到对应的温度或压力。

步骤S122：根据冷凝器的冷凝温度和冷凝器的出液温度得到过冷度。具体地，控制器根据以下公式可计算得到过冷度：

过冷度ΔT_sc＝冷凝温度T_c-冷凝器出液温度T_sc

步骤S123：根据高压级压缩机的排气温度和冷凝器的冷凝温度得到排气过热度。具体地，控制器根据以下公式可计算得到排气过热度：

排气过热度ΔT_d＝排气温度T_d-冷凝温度T_c

步骤S124：根据冷凝器的冷凝温度和冷凝器的冷却出水温度得到冷凝器端温差。具体地，控制器根据以下公式可计算得到冷凝器端温差：

冷凝器端温差ΔT_c＝冷凝温度T_c-冷却出水温度T_co

本实施例中，结合采集的数据分别计算得到过冷度ΔT_sc、冷凝器端温差ΔT_c和排气过热度ΔT_d，用作一级节流中调节控制阀的开度，实现利用控制阀对一级节流进行辅助调节。

进一步地，在一个实施例中，控制阀动作幅度包括第一控制阀的动作幅度。如图3所示，步骤S130中根据调节参考数据计算得到初始动作幅度，并根据初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到控制阀动作幅度，包括步骤S131和步骤S132。

步骤S131：根据过冷度、排气过热度和冷凝器端温差得到第一控制阀的初始动作幅度。具体地，第一控制阀的初始动作幅度可通过以下公式计算。

D＝D₁+D₂+D₃

其中，D表示第一控制阀的初始动作幅度，当过冷度ΔT_sc≥3℃时，D₁＝0；当过冷度ΔT_sc<3℃时，D₁＝1*(ΔT_sc-3)。当冷凝器端温差ΔT_c≤1℃时，D₂＝0；当冷凝器端温差ΔT_c>1℃时，D₂＝0.5*(ΔT_c-1)。当排气过热度ΔT_d≥3℃时，D₃＝0；当排气过热度ΔT_d<3℃时，D₃＝1*(ΔT_d-3)。

步骤S132：根据第一控制阀的初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到第一控制阀的动作幅度。

允许幅度阈值的具体取值并不唯一，在一个实施例中，允许幅度阈值为3％。具体地，可定义控制阀开度在全关时为0％，全开时为100％。设定允许幅度阈值为3％从而使得控制阀的每次动作幅度不超过3％。第一控制阀的动作幅度D，表示结合过冷度ΔT_sc、冷凝器端温差ΔT_c和排气过热度ΔT_d，需要将第一控制阀的目标开度增加或减小D％。而控制器在确定第一控制阀的目标开度时，还需要控制每次动作幅度不超过3％的，即当计算得到的动作幅度|D％|>3％时，动作幅度按3％执行第一控制阀的开大或者关小动作，当|D％|≤3％时，按实际的动作幅度D％执行。

其中，动作幅度D％是一个调节量，控制阀的目标开度是动作前的开度+动作幅度D％，D％>0时表示控制阀在当前开度下执行开大的动作，D％＝0表示控制阀保持当前开度，既不开大也不关小，D％<0时表示控制阀在当前开度下执行关小的动作。

本实施例中，结合过冷度ΔT_sc、冷凝器端温差ΔT_c和排气过热度ΔT_d计算得到初始动作幅度后，还结合允许幅度阈值确定第一控制阀的动作幅度，从而确保第一控制阀的每次动作幅度不超过允许幅度阈值。可以理解，在其他实施例中，步骤S130中也可以是直接结合过冷度、冷凝器端温差和排气过热度计算得到第一控制阀的动作幅度。

在一个实施例中，孔板还包括第二孔板(即二级孔板)，控制阀还包括第二控制阀，第二孔板安装于制冷机组的经济器至蒸发器的节流管路，第二控制阀安装于经济器至蒸发器的另一节流管路，与第二孔板形成并联；状态参数还包括蒸发器的蒸发压力P_e、蒸发器的冷冻出水温度T_eo和蒸发器液位开关信号。

对应地，参数采集装置还包括蒸发压力传感器、冷冻出水温度传感器和蒸发器液位开关。蒸发器为满液式蒸发器，蒸发压力传感器安装在蒸发器上，用于检测蒸发器内的蒸发压力P_e。冷冻出水温度传感器安装在蒸发器上的冷冻出水口，用于检测冷冻出水温度T_eo。蒸发器液位开关安装在蒸发器内，当蒸发器内的液位达到液位开关处时，液位开关闭合，否则断开。

针对制冷机组的二级孔板增加并联设置的第二控制阀，并结合采集的相关参数对第二控制阀的开度进行调节，对制冷机组的二级节流采用孔板并联控制阀的节流方案，以孔板作为节流主路，用控制阀作为辅助调节。

对应地，在一个实施例中，调节参考数据还包括蒸发器端温差和蒸发器液位开关状态，如图4所示，步骤S120还包括步骤S125至步骤S127。

步骤S125：根据蒸发器的蒸发压力得到蒸发器的蒸发温度。

同样的，在蒸发过程中，可认为冷媒的压力不发生变化，控制器根据检测得到的蒸发器的蒸发压力P_e，可通过查表或根据保存的冷媒物性参数得到冷凝温度T_e。

步骤S126：根据蒸发器的蒸发温度和蒸发器的冷冻出水温度得到蒸发器端温差。控制器根据以下公式可计算得到蒸发器端温差：

蒸发器端温差ΔT_e＝冷冻出水温度T_eo-蒸发温度T_e

步骤S127：根据蒸发器液位开关信号确定蒸发器液位开关状态。液位开关在闭合和断开时传输的信号会发生变化，控制器根据接收到的蒸发器液位开关信号可直接确定蒸发器液位开关是闭合状态还是断开状态。

本实施例中，结合采集的数据分别得到蒸发器端温差ΔT_e和蒸发器液位开关状态，用作二级节流中调节控制阀的开度，实现利用控制阀对二级节流进行辅助调节。

进一步地，在一个实施例中，控制阀动作幅度还包括第二控制阀的动作幅度。如图5所示，步骤S130中根据调节参考数据计算得到初始动作幅度，并根据初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到控制阀动作幅度，还包括步骤S133和步骤S134。

步骤S133：根据排气过热度、冷凝器端温差和蒸发器液位开关状态得到第二控制阀的初始动作幅度。具体地，第二控制阀的初始动作幅度可通过以下公式计算。

d＝d₁+d₂+d₃

其中，d表示第二控制阀的初始动作幅度，当蒸发器液位开关持续闭合15s以上时，d₁＝0；否则，d₁＝1。当蒸发器端温差ΔT_e≤1.5℃时，d₂＝0；当蒸发器端温差ΔT_e>1.5℃时，d₂＝0.5*(ΔT_e-1.5)；当排气过热度ΔT_d≥3℃时，d₃＝0；当排气过热度ΔT_d<3℃时，d₃＝1*(ΔT_d-3)。

步骤S134：根据第二控制阀的初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到第二控制阀的动作幅度。

同样以允许幅度阈值为3％为例，第二控制阀的初始动作幅度d，表示结合蒸发器液位开关状态、蒸发器端温差ΔT_e和排气过热度ΔT_d，需要将第二控制阀的目标开度增加或减小d％。而控制器在确定第二控制阀的目标开度时，还需要控制每次动作幅度不超过3％的，具体原理与确定第一控制阀的动作幅度类似，在此不再赘述。

本实施例中，结合蒸发器液位开关状态、蒸发器端温差ΔT_e和排气过热度ΔT_d计算得到初始动作幅度后，还结合允许幅度阈值确定第二控制阀的动作幅度，从而确保第二控制阀的每次动作幅度不超过允许幅度阈值。可以理解，在其他实施例中，步骤S130中也可以是直接结合蒸发器液位开关状态、蒸发器端温差ΔT_e和排气过热度ΔT_d计算得到第二控制阀的动作幅度。

在一个实施例中，如图6所示，步骤S140包括步骤S141至步骤S144。

步骤S141：根据冷凝器的冷凝压力和蒸发器的蒸发压力得到压比值。具体地，控制器根据以下公式可计算得到压比值：

压比值ε＝冷凝压力P_c/蒸发压力P_e

步骤S142：根据压比值和预设的压比阈值确定控制阀的目标开度范围。压比阈值的取值也不是唯一的，可根据实际情况设置。本实施例中，压比阈值为1.6，以控制阀包括第一控制阀和第二控制阀为例，当压比值ε≥1.6时，第一控制阀和第二控制阀的目标开度范围为0％-100％；压比值ε<1.6时，第一控制阀和第二控制阀的目标开度范围为0％-50％。

步骤S143：根据控制阀动作幅度和目标开度范围确定控制阀的目标开度。控制器在确定第一控制阀和第二控制阀的动作幅度之后，还结合目标开度范围来确定控制阀的目标开度。

以压比值ε<1.6时，对第一控制阀进行控制为例，控制器在第一控制阀的当前开度基础上进行开度增大或减小调整时，还需要确保调整后的目标开度在第一控制阀的目标开度范围内。例如，若第一控制阀的当前开度为48％，根据计算得到的第一控制阀的动作幅度需要将第一控制阀的开度增加2.5％，但由于需要保证调整后的目标开度仍在目标开度范围0％-50％之内，则将第一控制阀的目标开度确定为50％。

步骤S144：根据目标开度对控制阀的开度进行调节。在确定第一控制阀和第二控制阀的目标开度后，控制器直接将第一控制阀和第二控制阀从当前开度调整到目标开度。

本实施例中，在确定第一控制阀和第二控制阀的目标开度时，还结合冷凝器的冷凝压力和蒸发器的蒸发压力的压比限定目标开度范围，确保调节第一控制阀和第二控制阀的开度时不超过目标开度范围。

在一个实施例中，步骤S143包括：若控制阀动作幅度位于预设的幅度调节下限值和幅度调节上限值之间，则控制阀的目标开度保持不变；若控制阀动作幅度小于幅度调节下限值，则在目标开度范围内将控制阀的当前开度减少控制阀动作幅度，得到控制阀的目标开度；若控制阀动作幅度大于幅度调节上限值，则在目标开度范围内将控制阀的当前开度增加控制阀动作幅度，得到控制阀的目标开度。

幅度调节下限值和幅度调节上限值的取值也并不唯一，本实施例中，幅度调节下限值和幅度调节上限值分别为-0.5％和0.5％。若第一控制阀的控制幅度D％为：0.5％≥D％≥-0.5％，则保持第一控制阀的目标开度不变。若第一控制阀的控制幅度D％为：D％>0.5％，则在不超出目标开度范围的前提下增大幅度D％，得到第一控制阀的目标开度。若第一控制阀的控制幅度D％为：D％<-0.5％时，则在不超出目标开度范围的前提下减小幅度D％。根据第二控制阀的控制幅度d％确定第二控制阀的目标开度的方式类似，在此不再赘述。

本实施例中，如果控制阀动作幅度在幅度调节下限值和幅度调节上限值之间，则说明此次调整幅度较小，可保持控制阀的目标开度保持不变，即不对控制阀的开度进行调整，避免过度频繁调节控制阀开度影响制冷机组的运行。

在一个实施例中，步骤S110之前，该方法还包括：在制冷机组停机状态下，调节控制阀的目标开度为0％；在接收到开机命令后，调节控制阀的目标开度由0％增加至50％，并持续预设时长。

预设时长的具体取值并不唯一，本实施例中预设时长为5min。制冷机组在停机状态下时，控制器使第一控制阀和第二控制阀的目标开度为0％，即保持第一控制阀和第二控制阀为全闭状态。在制冷机组接收到开机命令后，控制器将第一控制阀和第二控制阀的目标开度由0％增加至50％，保持第一控制阀和第二控制阀为50％开度且持续5min后进入自动调节模式，结合参数采集装置发送的状态参数自动调节第一控制阀和第二控制阀的开度。

本实施例中，在制冷机组接收到开机命令后，控制第一控制阀和第二控制阀由0％增加至50％开度并持续5min，完成对制冷机组的预启动，方便后续结合状态参数进行自动调节。

此外，在一个实施例中，步骤S140之后，该方法还包括：在接收到关机命令后，调节控制阀的目标开度由当前开度变为0％。制冷机组接收到关机命令后，控制器将第一控制阀和第二控制阀的目标开度由当前开度变为0％，使第一控制阀和第二控制阀恢复至全闭状态。

应该理解的是，虽然图1-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，还提供了一种制冷机组压缩制冷循环控制装置，如图7所示，该装置包括数据采集模块110、数据计算模块120、幅度计算模块130和开度调节模块140。

数据采集模块110用于接收参数采集装置发送的状态参数，状态参数为参数采集装置对制冷机组进行状态监测得到；数据计算模块120用于根据状态参数计算得到调节参考数据；幅度计算模块130用于根据调节参考数据确定控制阀动作幅度；开度调节模块140用于根据控制阀动作幅度调节控制阀的开度，控制阀与制冷机组中的孔板并联设置。

在一个实施例中，数据计算模块120根据冷凝器的冷凝压力得到冷凝器的冷凝温度；根据冷凝器的冷凝温度和冷凝器的出液温度得到过冷度；根据高压级压缩机的排气温度和冷凝器的冷凝温度得到排气过热度；根据冷凝器的冷凝温度和冷凝器的冷却出水温度得到冷凝器端温差。

在一个实施例中，数据计算模块120还根据蒸发器的蒸发压力得到蒸发器的蒸发温度；根据蒸发器的蒸发温度和蒸发器的冷冻出水温度得到蒸发器端温差；根据蒸发器液位开关信号确定蒸发器液位开关状态。

在一个实施例中，幅度计算模块130根据调节参考数据计算得到初始动作幅度，并根据初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到控制阀动作幅度。

在一个实施例中，幅度计算模块130根据过冷度、排气过热度和冷凝器端温差得到第一控制阀的初始动作幅度；根据第一控制阀的初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到第一控制阀的动作幅度。

在一个实施例中，幅度计算模块130还根据排气过热度、冷凝器端温差和蒸发器液位开关状态得到第二控制阀的初始动作幅度；根据第二控制阀的初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到第二控制阀的动作幅度。

在一个实施例中，开度调节模块140根据冷凝器的冷凝压力和蒸发器的蒸发压力得到压比值；根据压比值和预设的压比阈值确定控制阀的目标开度范围；根据控制阀动作幅度和目标开度范围确定控制阀的目标开度；根据目标开度对控制阀的开度进行调节。

在一个实施例中，开度调节模块140在控制阀动作幅度位于预设的幅度调节下限值和幅度调节上限值之间时，控制阀的目标开度保持不变；若控制阀动作幅度小于幅度调节下限值，则在目标开度范围内将控制阀的当前开度减少控制阀动作幅度，得到控制阀的目标开度；若控制阀动作幅度大于幅度调节上限值，则在目标开度范围内将控制阀的当前开度增加控制阀动作幅度，得到控制阀的目标开度。

在一个实施例中，该装置还包括控制阀启动模块，控制阀启动模块用于在数据采集模块110接收参数采集装置发送的状态参数之前，在制冷机组停机状态下，调节控制阀的目标开度为0％；在接收到开机命令后，调节控制阀的目标开度由0％增加至50％，并持续预设时长。

在一个实施例中，该装置还包括控制阀关闭模块，控制阀关闭模块用于在开度调节模块140根据控制阀动作幅度调节控制阀的开度之后，在接收到关机命令后，调节控制阀的目标开度由当前开度变为0％。

关于制冷机组压缩制冷循环控制装置的具体限定可以参见上文中对于制冷机组压缩制冷循环控制方法的限定，在此不再赘述。上述制冷机组压缩制冷循环控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

上述制冷机组压缩制冷循环控制装置，采用以孔板作为节流主路，控制阀作为辅助调节，孔板并联控制阀共同调节节流流通面积的方式，可在通过改变孔板孔径进行节流的基础上，结合采集的数据使控制阀运行在合适的开度，确保制冷机组始终保持较高的循环效率，实现制冷机组在全工况下的高效运行。

在一个实施例中，还提供了一种制冷机组，包括低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、经济器、蒸发器、孔板、控制阀、参数采集装置和控制器，控制器连接参数采集装置和控制阀，参数采集装置用于进行状态监测得到状态参数发送至控制器，控制器用于根据上述的方法进行压缩制冷循环控制。

上述制冷机组，采用以孔板作为节流主路，控制阀作为辅助调节，孔板并联控制阀共同调节节流流通面积的方式，可在通过改变孔板孔径进行节流的基础上，结合采集的数据使控制阀运行在合适的开度，确保制冷机组始终保持较高的循环效率，实现制冷机组在全工况下的高效运行。

为便于更好地理解制冷机组压缩制冷循环控制方法、装置和制冷机组，下面以第一控制阀和第二控制阀均采用电子膨胀阀为例进行详细解释说明。

本申请适用于双级压缩制冷循环的制冷机组，节流方案采用一路节流孔板并联一路电子膨胀阀。以孔板作为节流主路，对不同冷量的制冷机组使用孔径不同的孔板，冷量适应范围大，用电子膨胀阀作为辅助调节，通过逻辑控制电子膨胀阀的开度，使制冷机组始终保持较高的循环效率。

如图8所示，制冷机组包括：1-低压级压缩机，2-高压级压缩机，3-冷凝器，4-经济器，5-蒸发器，6-一级孔板，7-二级孔板，8-电子膨胀阀一，9-电子膨胀阀二，10-排气温度传感器，11-冷却出水温度传感器，12-冷凝器出液温度传感器，13-冷冻水出水温度传感器，14-冷凝压力传感器，15-蒸发压力传感器，16-蒸发器液位开关。

其中，低压级压缩机从蒸发器中吸气，将低压冷媒压缩后与经济器补气混合后进入高压级压缩机进行第二次压缩。高压级压缩机吸取经低压级压缩机压缩后的气态冷媒与经济器补气的混合冷媒，压缩后排气进入冷凝器。排气温度传感器安装在高压级压缩机的排气管上，用于检测排气温度T_d。冷凝器为卧式壳管式冷凝器，其下部设有过冷区域。冷凝压力传感器安装在冷凝器上，用于检测冷凝器内的冷凝压力P_c，同时经控制器计算可得到冷凝温度T_c。冷却出水温度传感器安装在冷凝器上的冷却出水口，用于检测冷却出水温度T_co。冷凝器出液温度传感器安装在冷凝器至经济器的出液管上，用于检测冷凝器出液温度T_sc。一级孔板和二级孔板分别安装在冷凝器至经济器、经济器至蒸发器的节流管路上。电子膨胀阀一和电子膨胀阀二分别安装在冷凝器至经济器、经济器至蒸发器的另一节流管路上，与孔板形成并联。蒸发器为满液式蒸发器，蒸发压力传感器安装在蒸发器上，用于检测蒸发器内的蒸发压力P_e，同时经控制器计算可得到蒸发温度T_e。其中，冷媒的物性参数固定，每个饱和压力都有与之对应的饱和温度。在蒸发及冷凝过程中，可认为冷媒的压力不发生变化，因此可通过冷凝压力得到冷凝温度，其过程类似于查表，或是提前将冷媒的物性参数记录在控制器中，当输入压力或者温度时，可得到对应的温度或压力。

冷冻出水温度传感器安装在蒸发器上的冷冻出水口，用于检测冷冻出水温度T_eo。蒸发器液位开关安装在蒸发器内，如附图9所示，蒸发器液位开关安装在蒸发器最高的一根铜管之下一段距离，当蒸发器内的液位达到液位开关处时，液位开关闭合，否则为断开。

电子膨胀阀一、电子膨胀阀二的控制逻辑如下：

制冷机组停机状态下，电子膨胀阀一的目标开度为0％，电子膨胀阀二的目标开度为0％。

制冷机组接收到开机命令后，电子膨胀阀一的目标开度由0％增加至50％，持续5min，电子膨胀阀二的目标开度由0％增加至50％，持续5min。

5min后电子膨胀阀一、电子膨胀阀二进入自动调节模式。

自动调节模式使用到的参数有：

压比值ε＝冷凝压力P_c/蒸发压力P_e；

过冷度ΔT_sc＝冷凝温度T_c-冷凝器出液温度T_sc；

排气过热度Δ_Td＝排气温度T_d-冷凝温度T_c；

蒸发器端温差ΔT_e＝冷冻出水温度T_eo-蒸发温度T_e；

冷凝器端温差ΔT_c＝冷凝温度T_c-冷却出水温度T_co；

蒸发器液位开关状态。

自动调节模式下，首先根据压比值ε进行判断。

当压比值ε≥1.6时，电子膨胀阀一的目标开度最小值为0％，目标开度最大值为100％，电子膨胀阀二的目标开度最小值为0％，目标开度最大值为100％。

电子膨胀阀一利用过冷度、冷凝器端温差、排气过热度控制，电子膨胀阀一每5s执行一个动作，每次动作幅度不超过3％，动作幅度的计算公式为：

D＝D₁+D₂+D₃

其中，当过冷度ΔT_sc≥3℃时，D₁＝0；当过冷度ΔT_sc<3℃时，D₁＝1*(ΔT_sc-3)。当冷凝器端温差ΔT_c≤1℃时，D₂＝0；当冷凝器端温差ΔT_c>1℃时，D₂＝0.5*(ΔT_c-1)。当排气过热度ΔT_d≥3℃时，D₃＝0；当排气过热度ΔT_d<3℃时，D₃＝1*(ΔT_d-3)。

当D>0.5时，电子膨胀阀一的目标开度增加D％，当0.5≥D≥-0.5时，电子膨胀阀一的目标开度保持不变，当D<-0.5时，电子膨胀阀一的目标开度减少D％。

其中，电子膨胀阀的开度在全关时为0％，全开时为100％，精度为0.1％。每次动作幅度不超过3％的意思，即是当计算得到的动作幅度|D％|>3％时，动作幅度按3％执行开大或者关小动作，当|D％|≤3％时，按实际的动作幅度D％执行。动作幅度D％是一个调节量，电子膨胀阀的目标开度是动作前的开度+动作幅度D％，D％>0时表示电子膨胀阀在当前开度下执行开大的动作，D％＝0表示电子膨胀阀保持当前开度，既不开大也不关小，D％<0时表示电子膨胀阀在当前开度下执行关小的动作。

电子膨胀阀二利用蒸发器液位开关状态、蒸发器端温差、排气过热度控制，电子膨胀阀二每5s执行一个动作，每次动作幅度不超过3％，动作幅度的计算公式为：

d＝d₁+d₂+d₃

其中，当蒸发器液位开关持续闭合15s以上时，d₁＝0；否则，d₁＝1。当蒸发器端温差ΔT_e≤1.5℃时，d₂＝0；当蒸发器端温差ΔT_e>1.5℃时，d₂＝0.5*(ΔT_e-1.5)；当排气过热度ΔT_d≥3℃时，d₃＝0；当排气过热度ΔT_d<3℃时，d₃＝1*(ΔT_d-3)。

当d>0.5时，电子膨胀阀一目标开度增加d％，当0.5≥d≥-0.5时，电子膨胀阀一目标开度保持不变，当d<-0.5时，电子膨胀阀一目标开度减少d％。

当压比值ε<1.6时，电子膨胀阀一的目标开度最小值为0％，目标开度最大值为50％，电子膨胀阀二的目标开度最小值为0％，目标开度最大值为50％。

电子膨胀阀一、电子膨胀阀二的控制逻辑同上。

制冷机组接收到关机命令后，电子膨胀阀一的目标开度由当前开度变为0％，电子膨胀阀二的目标开度由当前开度变为0％。

上述制冷机组，在一级节流与二级节流处采用一路孔板并联一路电子膨胀阀的节流方案，通过改变节流孔板的孔径，可以有效拓宽节流方案适用的冷量范围。利用传感器采集蒸发压力、排气温度、冷凝压力、冷冻水出水温度、冷凝器出液温度、冷却水出水温度等相关运行参数，通过计算得到蒸发器端温差、冷凝器端温差、排气过热度、过冷度、压缩比，再结合蒸发器液位开关，通过逻辑控制对两个电子膨胀阀单独控制，使电子膨胀阀始终运行在合适的开度，实现制冷机组在全工况下的高效运行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，包括：

接收参数采集装置发送的状态参数，所述状态参数为所述参数采集装置对制冷机组进行状态监测得到；

根据所述状态参数计算得到调节参考数据；

根据所述调节参考数据确定控制阀动作幅度；

根据所述控制阀动作幅度调节控制阀的开度，所述控制阀与所述制冷机组中的孔板并联设置。

2.根据权利要求1所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，根据所述调节参考数据确定控制阀动作幅度，包括：

根据所述调节参考数据计算得到初始动作幅度，并根据初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到控制阀动作幅度。

3.根据权利要求2所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，所述孔板包括第一孔板，所述控制阀包括第一控制阀，所述第一孔板安装于制冷机组的冷凝器至经济器的节流管路，所述第一控制阀安装于冷凝器至经济器的另一节流管路，与所述第一孔板形成并联；所述状态参数包括高压级压缩机的排气温度、冷凝器的冷凝压力、冷凝器的出液温度和冷凝器的冷却出水温度。

4.根据权利要求3所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，所述调节参考数据包括过冷度、排气过热度和冷凝器端温差，所述根据所述状态参数计算得到调节参考数据，包括：

根据所述冷凝器的冷凝压力得到冷凝器的冷凝温度；

根据所述冷凝器的冷凝温度和所述冷凝器的出液温度得到过冷度；

根据所述高压级压缩机的排气温度和冷凝器的冷凝温度得到排气过热度；

根据所述冷凝器的冷凝温度和所述冷凝器的冷却出水温度得到冷凝器端温差。

5.根据权利要求4所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，所述控制阀动作幅度包括第一控制阀的动作幅度；所述根据所述调节参考数据计算得到初始动作幅度，并根据初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到控制阀动作幅度，包括：

根据所述过冷度、所述排气过热度和所述冷凝器端温差得到第一控制阀的初始动作幅度；

根据所述第一控制阀的初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到第一控制阀的动作幅度。

6.根据权利要求4所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，所述孔板还包括第二孔板，所述控制阀还包括第二控制阀，所述第二孔板安装于制冷机组的经济器至蒸发器的节流管路，所述第二控制阀安装于经济器至蒸发器的另一节流管路，与所述第二孔板形成并联；所述状态参数还包括蒸发器的蒸发压力、蒸发器的冷冻出水温度和蒸发器液位开关信号。

7.根据权利要求6所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，所述调节参考数据还包括蒸发器端温差和蒸发器液位开关状态，所述根据所述状态参数计算得到调节参考数据，还包括：

根据所述蒸发器的蒸发压力得到蒸发器的蒸发温度；

根据所述蒸发器的蒸发温度和所述蒸发器的冷冻出水温度得到蒸发器端温差；

根据所述蒸发器液位开关信号确定蒸发器液位开关状态。

8.根据权利要求7所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，所述控制阀动作幅度还包括第二控制阀的动作幅度，所述根据所述调节参考数据计算得到初始动作幅度，并根据初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到控制阀动作幅度，还包括：

根据所述排气过热度、所述蒸发器端温差和所述蒸发器液位开关状态得到第二控制阀的初始动作幅度；

根据所述第二控制阀的初始动作幅度和预设的允许幅度阈值得到第二控制阀的动作幅度。

9.根据权利要求6所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，所述根据所述控制阀动作幅度调节控制阀的开度，包括：

根据所述冷凝器的冷凝压力和蒸发器的蒸发压力得到压比值；

根据所述压比值和预设的压比阈值确定控制阀的目标开度范围；

根据所述控制阀动作幅度和所述目标开度范围确定控制阀的目标开度；

根据所述目标开度对所述控制阀的开度进行调节。

10.根据权利要求9所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，所述根据所述控制阀动作幅度和所述目标开度范围确定控制阀的目标开度，包括：

若所述控制阀动作幅度位于预设的幅度调节下限值和幅度调节上限值之间，则控制阀的目标开度保持不变；

若所述控制阀动作幅度小于所述幅度调节下限值，则在所述目标开度范围内将控制阀的当前开度减少所述控制阀动作幅度，得到控制阀的目标开度；

若所述控制阀动作幅度大于所述幅度调节上限值，则在所述目标开度范围内将控制阀的当前开度增加所述控制阀动作幅度，得到控制阀的目标开度。

11.根据权利要求1-10任意一项所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，所述接收参数采集装置发送的状态参数之前，还包括：

在制冷机组停机状态下，调节控制阀的目标开度为0％；

在接收到开机命令后，调节控制阀的目标开度由0％增加至50％，并持续预设时长。

12.根据权利要求1-10任意一项所述的制冷机组压缩制冷循环控制方法，其特征在于，所述根据所述控制阀动作幅度调节控制阀的开度之后，还包括：

在接收到关机命令后，调节控制阀的目标开度由当前开度变为0％。

13.一种制冷机组压缩制冷循环控制装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于接收参数采集装置发送的状态参数，所述状态参数为所述参数采集装置对制冷机组进行状态监测得到；

数据计算模块，用于根据所述状态参数计算得到调节参考数据；

幅度计算模块，用于根据所述调节参考数据确定控制阀动作幅度；

开度调节模块，用于根据所述控制阀动作幅度调节控制阀的开度，所述控制阀与所述制冷机组中的孔板并联设置。

14.一种制冷机组，其特征在于，包括低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、经济器、蒸发器、孔板、控制阀、参数采集装置和控制器，所述控制器连接所述参数采集装置和所述控制阀，所述参数采集装置用于进行状态监测得到状态参数发送至所述控制器，所述控制器用于根据权利要求1-12任意一项所述的方法进行压缩制冷循环控制。

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