CN112066521B - 一种低载除湿精密空调的控制系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种低载除湿精密空调的控制系统与方法，适用于精密空调，精密空调包括第二蒸发器、电磁阀以及电子膨胀阀M2，第二蒸发器与电子膨胀阀M2串联后与电磁阀并联，记作低载除湿单元，低载除湿单元串联在压缩机与第一蒸发器之间，该方法包括：获取检测到的环境湿度检测值；当压缩机以低于频率设定值的工作频率运行于低载状态时，判断低载状态的持续时长是否大于预设时长，若是，当判定环境湿度检测值大于除湿设定值时，关断电磁阀，并根据阀门开度值，调节电子膨胀阀M2的开合度，其中，阀门开度值由第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒饱和温度确定。通过本申请中的技术方案，能够避免精密空调频繁启停，实现精密空调低载除湿运行。

Description

一种低载除湿精密空调的控制系统与方法
技术领域
本申请涉及精密空调低载除湿的技术领域，具体而言，涉及一种低载除湿精密空调的控制系统与方法。
背景技术
低载除湿是指空调负载很低并伴随除湿需求，该模式下的空调冷量范围可能会超出空调的低负载范围，此时外界环境温度在空调冷量的作用下仍会降低，将造成空调系统停机，导致外界环境高湿度，出现湿度失控现象。
在数据中心中使用的精密空调为工业空调，此类空调的运行温度必须在其相应的温度区间，且对环境中的温湿度较为敏感，以通过更加精准的控制，使得室内环境的温湿波动范围较小。
由于客户端数据处理使用需求的变化，会导致数据中心的负载增加或者减小，使得数据中心内的室内环境温度存在波动变化，进而影响精密空调制冷量。另外，由于冬夏季环境温度不一样，并且由于墙体维护结构的散热不同，也会改变精密空调制冷量，使得数据中心内精密空调的负载发生变化。
而现有技术中，精密空调通常是采用启停机控制，即数据中心内环境温度达到设定值时，精密空调停机。这种启停机控制方式，会导致精密空调在低载运行时数据中心内环境温度波动变化较大，并且精密空调停机后，无法对数据中心内进行除湿作业。
另外，精密空调在停机之后再启动时，需要满足精密空调的最短停机时间，在这段时间内，存在造成数据中心内的超温、湿度失控的可能，影响数据中心的正常运行。并且精密空调频繁启停，对精密空调的使用寿命也会造成影响。
虽然现有变频精密空调能缓解精密空调频繁启停，但是不能并完全解决。
发明内容
本申请的目的在于：在现有精密空调结构的基础上，对蒸发器功能进行划分，结合修改后的外风机转速控制、电子膨胀阀开度控制，以避免精密空调频繁启停，实现精密空调低载除湿运行。
本申请第一方面的技术方案是：提供了一种低载除湿精密空调的控制方法，控制方法适用于精密空调，精密空调包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、第二蒸发器、电磁阀以及电子膨胀阀M2，第二蒸发器与电子膨胀阀M2串联后与电磁阀并联，记作低载除湿单元，低载除湿单元串联在压缩机与第一蒸发器之间，控制方法包括：步骤1，获取检测到的环境湿度检测值；步骤2，当压缩机以低于频率设定值的工作频率运行于低载状态时，判断低载状态的持续时长是否大于预设时长，若是，当判定环境湿度检测值大于除湿设定值时，关断电磁阀，并根据阀门开度值，调节电子膨胀阀M2的开合度，其中，阀门开度值由第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒饱和温度确定。
上述任一项技术方案中，进一步地，步骤2中，计算阀门开度值的方法，具体包括：
步骤21，获取第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒压力，并根据第一冷媒压力，计算第一冷媒饱和温度，第一冷媒饱和温度的计算公式为：
t1＝a1+a2lnP1(t)+a3(lnP1(t))2+a4(lnP1(t))3+a5(lnP1(t))4+a6(lnP1(t))5
式中，t1为第一冷媒饱和温度，a1、a2、a3、a4、a5、a6为预设常数，预设常数的取值由冷媒的种类确定，P1(t)为第一冷媒压力，t为当前时刻；
步骤22，获取第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒温度，根据第一冷媒饱和温度t1、第一冷媒温度tc1、以及第一预设温度Δt1，计算阀门开度值。
上述任一项技术方案中，进一步地，精密空调还包括外风机，外风机设置于冷凝器的外侧，控制方法，还包括：步骤3，获取电子膨胀阀M2与第一蒸发器之间的第二冷媒压力，并根据第二冷媒压力，计算第一蒸发器出口处的第二冷媒饱和温度；步骤4，获取电子膨胀阀M2与第一蒸发器之间的第二冷媒温度，根据第二冷媒饱和温度、第二冷媒温度tc2、以及第二预设温度Δt2，确定外风机的转速；步骤5，根据外风机的转速，调节外风机，以使通过冷凝器的冷媒在第一蒸发器的作用下释放热量转换为液相。
上述任一项技术方案中，进一步地，精密空调还包括电子膨胀阀M1，电子膨胀阀M1串联在冷凝器和第一蒸发器之间，步骤2中，调节电子膨胀阀M2的开合度之后，还包括：向电子膨胀阀M1发送强制全开指令，以使电子膨胀阀M1被配置为强制全开状态。
上述任一项技术方案中，进一步地，步骤2中，调节电子膨胀阀M2的开合度之前，还包括：向电磁阀发送关断指令，以使电磁阀被配置为关断状态。
本申请第二方面的技术方案是：提供了一种低载除湿精密空调的控制系统，控制系统适用于精密空调，精密空调包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、第二蒸发器、电磁阀以及电子膨胀阀M2，第二蒸发器与电子膨胀阀M2串联后与电磁阀并联，记作低载除湿单元，低载除湿单元串联在压缩机与第一蒸发器之间，控制系统包括：湿度检测模块，开合度调节模块；湿度检测模块用于，获取检测到的环境湿度检测值；开合度调节模块用于，当压缩机以低于频率设定值的工作频率运行于低载状态时，判断低载状态的持续时长是否大于预设时长，若是，当判定环境湿度检测值大于除湿设定值时，关断电磁阀，并根据阀门开度值，调节电子膨胀阀M2的开合度，其中，阀门开度值由第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒饱和温度确定。
上述任一项技术方案中，进一步地，开合度调节模块，包括：第一冷媒饱和温度计算单元，阀门开度值计算单元；第一冷媒饱和温度计算单元用于，获取第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒压力，并根据第一冷媒压力，计算第一冷媒饱和温度，第一冷媒饱和温度的计算公式为：
t1＝a1+a2lnP1(t)+a3(lnP1(t))2+a4(lnP1(t))3+a5(lnP1(t))4+a6(lnP1(t))5
式中，t1为第一冷媒饱和温度，a1、a2、a3、a4、a5、a6为预设常数，预设常数的取值由冷媒的种类确定，P1(t)为第一冷媒压力，t为当前时刻；
阀门开度值计算单元用于，获取第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒温度，根据第一冷媒饱和温度t1、第一冷媒温度tc1、以及第一预设温度Δt1，计算阀门开度值。
上述任一项技术方案中，进一步地，精密空调还包括外风机，外风机设置于冷凝器的外侧，控制系统，还包括：第二冷媒饱和温度计算模块，转速确定模块，外风机调节模块；第二冷媒饱和温度计算模块用于，获取电子膨胀阀M2与第一蒸发器之间的第二冷媒压力，并根据第二冷媒压力，计算第一蒸发器出口处的第二冷媒饱和温度；转速确定模块用于，获取电子膨胀阀M2与第一蒸发器之间的第二冷媒温度，根据第二冷媒饱和温度、第二冷媒温度tc2、以及第二预设温度Δt2，确定外风机的转速；外风机调节模块用于，根据外风机的转速，调节外风机，以使通过冷凝器的冷媒在第一蒸发器的作用下释放热量转换为液相。
上述任一项技术方案中，进一步地，精密空调还包括电子膨胀阀M1，电子膨胀阀M1串联在冷凝器和第一蒸发器之间，开合度调节模块，还包括：强制全开单元；强制全开单元用于，向电子膨胀阀M1发送强制全开指令，以使电子膨胀阀M1被配置为强制全开状态。
上述任一项技术方案中，进一步地，开合度调节模块，还包括：关断单元；关断单元用于，向电磁阀发送关断指令，以使电磁阀被配置为关断状态。
本申请的有益效果是：
本申请中的技术方案，取消了传统精密空调采用电加热作为热平衡的方式，通过设置第一蒸发器、第二蒸发器及电子膨胀阀M2、电磁阀M，利用自身部分冷凝热作为热平衡的方式，能降低精密空调能耗。
经过实际测试，在不利用电加热补偿的情况下，设定最低负载为额定制冷的10％的运行条件，本申请中利用自身部分冷凝热作为平衡方式，能在相对湿度95％的情况下正常运行，并且能将送风空气温、湿度维持在设定值以内，实现低载除湿功能。而传统精密空调需要维持最小冷量输出，正常情况下不会低于其额定制冷的30％，并且除湿时，需要采用电加热进行热补偿，以免送风空气温度低于设定值，增加了精密空调运行过程中的能耗。
本申请中，在正常运行模式与低载除湿模式进行切换时，在精密空调硬件结构上采用双电子膨胀阀系统，在控制方式上采用不同位置的温度、压力控制，两种运行模式平滑切换，能维持精密空调系统正常稳定的运行，不会对精密空调造成不利影响。
附图说明
本申请的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请的一个实施例的低载除湿精密空调的示意框图；
图2是根据本申请的一个实施例的低载除湿精密空调的控制方法的示意流程图；
图3是根据本申请的一个实施例的低载除湿模式运行的示意流程图；
图4是根据本申请的一个实施例的低载除湿精密空调的控制系统的示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一：
为了实现本实施例中披露的精密空调低载除湿功能，如图1所示，本实施例示出一种精密空调的实现方式，该精密空调包括依次串联的压缩机、冷凝器、电子膨胀阀M1、第一蒸发器，其中，冷凝器的外侧设置有外风机，第一蒸发器的外侧设置有内风机。
在正常制冷模式下，压缩机中的冷媒经过冷凝器、电子膨胀阀M1，进入第一蒸发器后进行换热，由内风机将冷空气吹入安装有该精密空调的室内中心，对室内温度进行降温。
本实施例中，在正常制冷模式下精密空调的运行方式可以为常规控制方法中的任意一种，本实施例并不限定。
本实施例中，设定正常制冷模式下，外风机AF1转速的大小由冷凝器LQ与第一蒸发器ZF1之间的冷媒温度和冷媒压力决定，内风机AF2转速的大小由进风口、出风口检测温度的差值确定。外风机AF1连接有调速器MF。
当外界环境温度较低、数据中心负载量较小等因素导致精密空调的制冷量较小，当需要进行除湿作业时，精密空调运行于低载除湿模式。
该精密空调在上述结构的基础上，还包括低载除湿单元，该低载除湿单元串联在压缩机ZP与第一蒸发器ZF1之间，低载除湿单元包括第二蒸发器ZF2、电磁阀M以及电子膨胀阀M2，其中，第二蒸发器ZF2与电子膨胀阀M2串联后与电磁阀M并联，作为精密空调由正常制冷模式切换至低载除湿模式的切换装置。
在正常制冷模式下，第一蒸发器ZF1的用作是吸收环境热量，冷媒在第一蒸发器ZF1中气化，电子膨胀阀M1按照精密空调所需的制冷量调节开度，电子膨胀阀M2被配置为关断状态，开度为0，电磁阀M被配置为开启状态，气相冷媒经过电磁阀M回到压缩机ZP，第二蒸发器ZF2内无冷媒流经。
在低载除湿模式下，电子膨胀阀M1被配置为全开状态，开度为100％，电子膨胀阀M2按照精密空调所需的制冷量调节开度，电磁阀M被配置为关断状态。
此时，第一蒸发器ZF1充当冷凝器LQ或者过冷器，第一蒸发器ZF1中的冷媒可能会出现两种情况：
1、冷媒进入第一蒸发器ZF1时是气液两相混合状态，则在第一蒸发器ZF1中释放热量，使得气相冷媒转变成液相冷媒；
2、冷媒进入第一蒸发器ZF1时是单纯液相，则在第一蒸发器ZF1中释放热量，但冷媒相态不发生变化。
本实施例中，冷媒相态的变化通过外风机AF1的转速进行控制。
经过第一蒸发器ZF1进一步冷却后的液相冷媒，经过电子膨胀阀M2节流后进入第二蒸发器ZF2，液相冷媒蒸发吸热，然后回到压缩机ZP。冷媒在第二蒸发器ZF2中吸热时，有助于空气中的水分冷凝，降低空气湿度。
并且，按照空气流动方向，空气先经过第二蒸发器ZF2，再经过第一蒸发器ZF1，精密空调利用第一蒸发器ZF1中冷媒释放的热量，对由第一蒸发器ZF1中出去的空气加热，即利用第一蒸发器ZF1作为低载除湿过程中的热补偿装置，控制精密空调送风温度，将室内温度控制在预设范围内，同时，降低送风的相对湿度，避免送风湿度过高，实现精密空调的低载除湿。
进一步的，在上述精密空调中，还设置有压力检测装置和温度检测装置，包括：
1、设置在冷凝器LQ和电子膨胀阀M1之间的第一压力检测装置P1、第一温度检测装置T1，可用于在正常制冷模式下，提供外风机转速控制的控制参数；
2、设置在第一蒸发器ZF1和电磁阀M之间的第二压力检测装置P2、第二温度检测装置T2，可用于在正常制冷模式下，提供电子膨胀阀M1的开度控制的控制参数，以使冷媒在进入压缩机ZP处于全气相；
3、设置在压缩机ZP与低载除湿单元之间的第三压力检测装置P3、第三温度检测装置T3，可用于在低载除湿模式下，提供电子膨胀阀M2的开度控制的控制参数；
4、设置在第一蒸发器ZF1与电子膨胀阀M2之间的第四压力检测装置P4、第四温度检测装置T4，可用于在低载除湿模式下，提供外风机转速控制的控制参数。
需要说明的是，精密空调中设置的电子膨胀阀M2，可以由串联的电磁阀M和毛细管，在正常制冷模式下，将该电磁阀M置于关断状态，冷媒不进入第二蒸发器ZF2；在低载除湿模式下，将该电磁阀M置于开启状态，利用毛细管自身的结构对流向第二蒸发器ZF2的液相冷媒进行节流，无需对流入第二蒸发器ZF2的冷媒进行流量调节。
实施例二：
如图2所示，本实施例提供了一种低载除湿精密空调的控制方法，该方法适用于上述设置有低载除湿单元的精密空调，可由精密空调中设置的处理器执行，以控制精密空调运行于低载除湿模式，实现低载除湿功能。
该控制方法包括：
步骤1，获取检测到的环境湿度检测值；
具体的，在精密空调的进风口出设置湿度检测装置TH，以检测室内环境的湿度值，得到环境湿度检测值，并将检测到的环境湿度检测值发送至精密空调中的处理器，以便处理器对精密空调的运行模式进行控制。
本实施例中，在精密空调出风口处设置温度检测装置T，以检测精密空调当前运行模式下的制冷温度。
本实施例中，设定精密空调进入低载除湿模式的条件为：当压缩机的运行频率低于频率设定值，并且持续一段时间时，如果在此期间内检测到的室内环境空气湿度的环境湿度检测值高于除湿设定值时，则将精密空调的运行模式，切换为低载除湿模式。
因此，通过设置在精密空调进风口处的湿度检测装置TH，获取环境湿度检测值，当压缩机的工作频率在一段时间内持续低于频率设定值时，若在此期间内，环境湿度检测值小于或等于除湿设定值时，表明无需对室内环境进行除湿作业，精密空调可正常运行于低载状态。
若环境湿度检测值大于设定的除湿设定值时，表明需要对室内环境进行除湿作业，此时，精密空调切换为低载除湿模式，如图3所示，将电磁阀M设置为关断状态，通过调节电子膨胀阀M2的开合度，并强制电子膨胀阀M1全开。利用第一蒸发器ZF1充当冷凝器或者过冷器，对由第一蒸发器ZF1中出去(即由精密空调出风口进入室内)的空气加热，控制精密空调送风温度，实现精密空调的低载除湿。并对冷凝器所对应的外风机转速进行调节，以使通过冷凝器的冷媒在冷凝器、第一蒸发器的共同作用下，释放热量完全转换为液相，进而在第二蒸发器中吸收热量，转换为全气相。
步骤2，当压缩机以低于频率设定值的工作频率运行于低载状态时，判断低载状态的持续时长是否大于预设时长，若是，当判定环境湿度检测值大于除湿设定值时，关断电磁阀，并根据阀门开度值，调节电子膨胀阀M2的开合度，其中，阀门开度值由第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒饱和温度确定。
需要说明的是，电子膨胀阀M2的阀门开度值的确定可以通过当前室内温度、环境湿度检测值、第一冷媒饱和温度通过查表法进行确定，也可以通过神经网络算法、深度学习算法等智能算法计算得出。
本实施例示出一种根据第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒饱和温度计算电子膨胀阀M2的阀门开度值的方法，步骤2中，计算阀门开度值的方法，具体包括：
步骤21，获取第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒压力，并根据第一冷媒压力，计算第一冷媒饱和温度，第一冷媒饱和温度的计算公式为：
t1＝a1+a2lnP1(t)+a3(lnP1(t))2+a4(lnP1(t))3+a5(lnP1(t))4+a6(lnP1(t))5
式中，t1为第一冷媒饱和温度，a1、a2、a3、a4、a5、a6为预设常数，预设常数的取值由冷媒的种类确定，P1(t)为当前时刻t检测到的第一冷媒压力，为实时检测值；
需要说明的是，通过试验人员对不同种类的冷媒，在不同室内温度、湿度的条件下，利用拟合方法，得出了第一冷媒压力与第一冷媒饱和温度的拟合计算公式，以便直接通过计算得出相应冷媒的饱和温度，计算迅速、准确，该拟合计算公式的表达式为：
t1＝a1+a2lnP1(t)+a3(lnP1(t))2+a4(lnP1(t))3+a5(lnP1(t))4+a6(lnP1(t))5
其中，预设常数的取值由冷媒的种类确定，预设常数的取值如表1所示。
表1
Figure GDA0003386453120000101
Figure GDA0003386453120000111
步骤22，获取第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒温度，根据第一冷媒饱和温度t1、第一冷媒温度tc1、以及第一预设温度Δt1，计算阀门开度值。
具体的，该精密空调中还设置有压力检测装置和温度检测装置，通过设置在压缩机与低载除湿单元之间的第三压力检测装置确定第一冷媒压力P1(t)，利用第三温度检测装置确定第一冷媒温度tc1，结合第一冷媒饱和温度t1、以及第一预设温度Δt1，计算电子膨胀阀M2的门开度值，对电子膨胀阀M2的开合度进行调节，实现低载除湿。
在计算阀门开度值时，首先利用检测到的第一冷媒温度tc1以及第一冷媒饱和温度t1计算电子膨胀阀M2处的冷媒过热度Δtr：
Δtr＝tc1-t1
再根据冷媒过热度Δtr与设定的第一预设温度Δt1，计算阀门开度值，阀门开度值的计算公式为：
Figure GDA0003386453120000112
式中，α、β为预设系数，δ0为初始阀门开度值，为设定值，其取值可以为0，n为积分次数，
Figure GDA0003386453120000113
dt为差值(Δtr-Δt1)对时间t的积分。
进一步的，精密空调还包括外风机，外风机设置于冷凝器的外侧。为了实现在冷凝器、第一蒸发器的共同作用下，当冷媒通过电子膨胀阀M2时处于全液相，即通过电子膨胀阀M2的冷媒需要保持一定的过冷度，以使得冷媒由电子膨胀阀M2进行节流时，避免闪发气体的产生，保证精密空调安全运行。因此，该控制方法，还包括：
步骤3，获取电子膨胀阀M2与第一蒸发器之间的第二冷媒压力，并根据第二冷媒压力，计算第一蒸发器出口处的第二冷媒饱和温度。
具体的，采用与上述过程相同的拟合公式，计算第二冷媒饱和温度，第二冷媒饱和温度的计算公式为：
t2＝a1+a2lnP2(t)+a3(lnP2(t))2+a4(lnP2(t))3+a5(lnP2(t))4+a6(lnP2(t))5
式中，t2为第二冷媒饱和温度，a1、a2、a3、a4、a5、a6为预设常数，预设常数的取值由冷媒的种类确定，P2(t)为当前时刻t检测到的第二冷媒压力，实时检测值；
具体的，通过设置在第一蒸发器与电子膨胀阀M2之间的第四压力检测装置确定第二冷媒压力P2(t)，利用第四温度检测装置，确定第二冷媒温度tc2，即可确定当前时刻t对应的外风机的转速。
本实施例中，可以通过PI算法计算外风机的转速。
步骤4，获取电子膨胀阀M2与第一蒸发器之间的第二冷媒温度，根据第二冷媒饱和温度、第二冷媒温度tc2、以及第二预设温度Δt2，确定外风机的转速，转速的计算公式为：
Figure GDA0003386453120000121
是否为转速式中，KP为比例系数，Ki为积分系数，a为预设常数，θ0为初始转速，m为PI计算中积分项的积分次数。
步骤5，根据外风机的转速，调节外风机，以使通过冷凝器的冷媒在第一蒸发器的作用下释放热量转换为液相。
本实施例中，外风机可以采用变频风机进行变频调节，也可以采用脉冲宽度调制PWM方式进行调节。
进一步的，该方法还包括：向串联在所述冷凝器和所述第一蒸发器之间的所述电子膨胀阀M1发送强制全开指令，以使所述电子膨胀阀M1被配置为强制全开状态，并向与第二蒸发器、电子膨胀阀M2并联的所述电磁阀发送关断指令，以使所述电磁阀被配置为关断状态，精密空调进入低载除湿模式。
实施例三：
在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种低载除湿精密空调的控制系统100，如图4所示，控制系统100包括：湿度检测模块10，开合度调节模块20；湿度检测模块10用于，获取检测到的环境湿度检测值。
本实施例中，可以在精密空调的进风口出设置湿度检测装置TH，并在出风口处设置温度检测装置T，由湿度检测装置TH将检测到的环境湿度检测值发送至控制系统100中的湿度检测模块10，以便对精密空调的运行模式进行控制。
本实施例中，设定精密空调进入低载除湿模式的条件为：当压缩机的运行频率低于频率设定值，并且持续一段时间时，如果在此期间内检测到的室内环境空气湿度的环境湿度检测值高于除湿设定值时，则将精密空调的运行模式，切换为低载除湿模式。
当压缩机的工作频率在一段时间内持续低于频率设定值时，若在此期间内，环境湿度检测值小于或等于除湿设定值时，表明无需对室内环境进行除湿作业，精密空调可正常运行于低载状态。
若环境湿度检测值大于设定的除湿设定值时，表明需要对室内环境进行除湿作业，此时，精密空调切换为低载除湿模式，将电磁阀M设置为关断状态，通过调节电子膨胀阀M2的开合度，并强制电子膨胀阀M1全开。利用第一蒸发器ZF1充当冷凝器或者过冷器，对由第一蒸发器ZF1中出去(即由精密空调出风口进入室内)的空气加热，控制精密空调送风温度，实现精密空调的低载除湿。并对冷凝器所对应的外风机转速进行调节，以使通过冷凝器的冷媒在冷凝器、第一蒸发器的共同作用下，释放热量完全转换为液相，进而在第二蒸发器中吸收热量，转换为全气相。
开合度调节模块20用于，当压缩机以低于频率设定值的工作频率运行于低载状态时，判断低载状态的持续时长是否大于预设时长，若是，当判定环境湿度检测值大于除湿设定值时，关断电磁阀，并根据阀门开度值，调节电子膨胀阀M2的开合度，其中，阀门开度值由第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒饱和温度确定。
需要说明的是，电子膨胀阀M2的阀门开度值的确定可以通过当前室内温度、环境湿度检测值、第一冷媒饱和温度通过查表法进行确定，也可以通过神经网络算法、深度学习算法等智能算法计算得出。
进一步地，开合度调节模块20，包括：第一冷媒饱和温度计算单元21，阀门开度值计算单元22；第一冷媒饱和温度计算单元21用于，获取第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒压力，并根据第一冷媒压力，计算第一冷媒饱和温度，第一冷媒饱和温度的计算公式为：
t1＝a1+a2lnP1(t)+a3(lnP1(t))2+a4(lnP1(t))3+a5(lnP1(t))4+a6(lnP1(t))5
式中，t1为第一冷媒饱和温度，a1、a2、a3、a4、a5、a6为预设常数，预设常数的取值由冷媒的种类确定，P1(t)为当前时刻t检测到的第一冷媒压力，为实时检测值；
阀门开度值计算单元22用于，获取第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒温度，根据第一冷媒饱和温度t1、第一冷媒温度tc1、以及第一预设温度Δt1，计算阀门开度值。
具体的，该精密空调中还设置有压力检测装置和温度检测装置，通过设置在压缩机与低载除湿单元之间的第三压力检测装置确定第一冷媒压力P1(t)，利用第三温度检测装置确定第一冷媒温度tc1，结合第一冷媒饱和温度t1、以及第一预设温度Δt1，计算电子膨胀阀M2的门开度值，对电子膨胀阀M2的开合度进行调节，实现低载除湿。
在计算阀门开度值时，首先利用检测到的第一冷媒温度tc1以及第一冷媒饱和温度t1计算电子膨胀阀M2处的冷媒过热度Δtr：
Δtr＝tc1-t1
再根据冷媒过热度Δtr与设定的第一预设温度Δt1，计算阀门开度值，阀门开度值的计算公式为：
Figure GDA0003386453120000151
式中，α、β为预设系数，δ0为初始阀门开度值，为设定值，其取值可以为0，n为积分次数，
Figure GDA0003386453120000152
dt为差值(Δtr-Δt1)对时间t的积分。
进一步地，精密空调还包括外风机，外风机设置于冷凝器的外侧，控制系统100，还包括：第二冷媒饱和温度计算模块30，转速确定模块40，外风机调节模块50；第二冷媒饱和温度计算模块30用于，获取电子膨胀阀M2与第一蒸发器之间的第二冷媒压力，并根据第二冷媒压力，计算第一蒸发器出口处的第二冷媒饱和温度，其中，可采用与上述过程相同的拟合公式，计算第二冷媒饱和温度。
具体的，通过设置在第一蒸发器与电子膨胀阀M2之间的第四压力检测装置确定第二冷媒压力P2(t)，利用第四温度检测装置，确定第二冷媒温度tc2，即可确定当前时刻t对应的外风机的转速。
本实施例中，可以通过PI算法计算外风机的转速。
转速确定模块40用于，获取电子膨胀阀M2与第一蒸发器之间的第二冷媒温度，根据第二冷媒饱和温度、第二冷媒温度tc2、以及第二预设温度Δt2，确定外风机的转速。
外风机调节模块50用于，根据外风机的转速，调节外风机，以使通过冷凝器的冷媒在第一蒸发器的作用下释放热量转换为液相，即通过电子膨胀阀M2的冷媒需要保持一定的过冷度，以使得冷媒由电子膨胀阀M2进行节流时，避免闪发气体的产生，保证精密空调安全运行。
本实施例中，外风机可以采用变频风机进行变频调节，也可以采用脉冲宽度调制PWM方式进行调节。
本实施例中，外风机调节模块50可以由调速器MF实现。
进一步地，精密空调还包括电子膨胀阀M1，电子膨胀阀M1串联在冷凝器和第一蒸发器之间，开合度调节模块20，还包括：强制全开单元23；强制全开单元23用于，向电子膨胀阀M1发送强制全开指令，以使电子膨胀阀M1被配置为强制全开状态。
进一步地，开合度调节模块20，还包括：关断单元24；关断单元24用于，向电磁阀发送关断指令，以使电磁阀被配置为关断状态。
本领域技术人员能够理解的是，当精密空调满足下列任一条件时，均可退出低载除湿模式：
1、制冷量增加，压缩机工作频率达到设定的退出频率设定值；
2、相对湿度低于退出湿度设定值。
本实施例对退出低载除湿模式的条件并不限定。
以上结合附图详细说明了本申请的技术方案，本申请提出了一种低载除湿精密空调的控制系统与方法，适用于精密空调，精密空调包括第二蒸发器、电磁阀以及电子膨胀阀M2，第二蒸发器与电子膨胀阀M2串联后与电磁阀并联，记作低载除湿单元，低载除湿单元串联在压缩机与第一蒸发器之间，该方法包括：获取检测到的环境湿度检测值；当压缩机以低于频率设定值的工作频率运行于低载状态时，判断低载状态的持续时长是否大于预设时长，若是，当判定环境湿度检测值大于除湿设定值时，关断电磁阀，并根据阀门开度值，调节电子膨胀阀M2的开合度，其中，阀门开度值由第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒饱和温度确定。通过本申请中的技术方案，能够避免精密空调频繁启停，实现精密空调低载除湿运行。
本申请中的步骤可根据实际需求进行顺序调整、合并和删减。
本申请装置中的单元可根据实际需求进行合并、划分和删减。
尽管参考附图详地公开了本申请，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本申请的应用。本申请的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本申请保护范围和精神的情况下针对发明所作的各种变型、改型及等效方案。

Claims (8)

1.一种低载除湿精密空调的控制方法，其特征在于，所述控制方法适用于精密空调，所述精密空调包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、第二蒸发器、电磁阀以及电子膨胀阀M2，所述第二蒸发器与所述电子膨胀阀M2串联后与所述电磁阀并联，记作低载除湿单元，所述低载除湿单元串联在所述压缩机与所述第一蒸发器之间，所述控制方法包括：
步骤1，获取检测到的环境湿度检测值；
步骤2，当所述压缩机以低于频率设定值的工作频率运行于低载状态时，判断所述低载状态的持续时长是否大于预设时长，若是，当判定所述环境湿度检测值大于除湿设定值时，关断所述电磁阀，并根据阀门开度值，调节所述电子膨胀阀M2的开合度，
其中，所述阀门开度值由所述第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒压力、第一冷媒饱和温度以及第一冷媒温度确定；
所述精密空调还包括外风机，所述外风机设置于所述冷凝器的外侧，所述控制方法，还包括：
步骤3，获取所述电子膨胀阀M2与所述第一蒸发器之间的第二冷媒压力，并根据所述第二冷媒压力，计算所述第一蒸发器出口处的第二冷媒饱和温度；
步骤4，获取所述电子膨胀阀M2与所述第一蒸发器之间的第二冷媒温度，根据所述第二冷媒饱和温度、所述第二冷媒温度tc2、以及第二预设温度Δt2，确定所述外风机的转速；
步骤5，根据所述外风机的转速，调节所述外风机，以使通过所述冷凝器的冷媒在所述第一蒸发器的作用下释放热量转换为液相。
2.如权利要求1所述的低载除湿精密空调的控制方法，其特征在于，所述步骤2中，计算所述阀门开度值的方法，具体包括：
步骤21，获取所述第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒压力，并根据所述第一冷媒压力，计算所述第一冷媒饱和温度，所述第一冷媒饱和温度的计算公式为：
t1＝a1+a2lnP1(t)+a3(lnP1(t))2+a4(lnP1(t))3+a5(lnP1(t))4+a6(lnP1(t))5
式中，t1为所述第一冷媒饱和温度，a1、a2、a3、a4、a5、a6为预设常数，所述预设常数的取值由冷媒的种类确定，P1(t)为所述第一冷媒压力；
步骤22，获取所述第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒温度，根据所述第一冷媒饱和温度t1、所述第一冷媒温度tc1、以及第一预设温度Δt1，计算所述阀门开度值。
3.如权利要求1至2中任一项所述的低载除湿精密空调的控制方法，其特征在于，所述精密空调还包括电子膨胀阀M1，所述电子膨胀阀M1串联在所述冷凝器和所述第一蒸发器之间，所述步骤2中，调节所述电子膨胀阀M2的开合度之后，还包括：
向所述电子膨胀阀M1发送强制全开指令，以使所述电子膨胀阀M1被配置为强制全开状态。
4.如权利要求3所述的低载除湿精密空调的控制方法，其特征在于，所述步骤2中，调节所述电子膨胀阀M2的开合度之前，还包括：
向所述电磁阀发送关断指令，以使所述电磁阀被配置为关断状态。
5.一种低载除湿精密空调的控制系统，其特征在于，所述控制系统适用于精密空调，所述精密空调包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、第二蒸发器、电磁阀以及电子膨胀阀M2，所述第二蒸发器与所述电子膨胀阀M2串联后与所述电磁阀并联，记作低载除湿单元，所述低载除湿单元串联在所述压缩机与所述第一蒸发器之间，所述控制系统包括：湿度检测模块，开合度调节模块；
所述湿度检测模块用于，获取检测到的环境湿度检测值；
所述开合度调节模块用于，当所述压缩机以低于频率设定值的工作频率运行于低载状态时，判断所述低载状态的持续时长是否大于预设时长，若是，当判定所述环境湿度检测值大于除湿设定值时，关断所述电磁阀，并根据阀门开度值，调节所述电子膨胀阀M2的开合度，
其中，所述阀门开度值由所述第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒压力、第一冷媒饱和温度以及第一冷媒温度确定；
所述精密空调还包括外风机，所述外风机设置于所述冷凝器的外侧，所述控制系统，还包括：第二冷媒饱和温度计算模块，转速确定模块，外风机调节模块；
所述第二冷媒饱和温度计算模块用于，获取所述电子膨胀阀M2与所述第一蒸发器之间的第二冷媒压力，并根据所述第二冷媒压力，计算所述第一蒸发器出口处的第二冷媒饱和温度；
所述转速确定模块用于，获取所述电子膨胀阀M2与所述第一蒸发器之间的第二冷媒温度，根据所述第二冷媒饱和温度、所述第二冷媒温度tc2、以及第二预设温度Δt2，确定所述外风机的转速；
所述外风机调节模块用于，根据所述外风机的转速，调节所述外风机，以使通过所述冷凝器的冷媒在所述第一蒸发器的作用下释放热量转换为液相。
6.如权利要求5所述的低载除湿精密空调的控制系统，其特征在于，所述开合度调节模块，包括：第一冷媒饱和温度计算单元，阀门开度值计算单元；
所述第一冷媒饱和温度计算单元用于，获取所述第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒压力，并根据所述第一冷媒压力，计算所述第一冷媒饱和温度，所述第一冷媒饱和温度的计算公式为：
t1＝a1+a2lnP1(t)+a3(lnP1(t))2+a4(lnP1(t))3+a5(lnP1(t))4+a6(lnP1(t))5
式中，t1为所述第一冷媒饱和温度，a1、a2、a3、a4、a5、a6为预设常数，所述预设常数的取值由冷媒的种类确定，P1(t)为所述第一冷媒压力；
所述阀门开度值计算单元用于，获取所述第二蒸发器冷媒出口处的第一冷媒温度，根据所述第一冷媒饱和温度t1、所述第一冷媒温度tc1、以及第一预设温度Δt1，计算所述阀门开度值。
7.如权利要求5至6中任一项所述的低载除湿精密空调的控制系统，其特征在于，所述精密空调还包括电子膨胀阀M1，所述电子膨胀阀M1串联在所述冷凝器和所述第一蒸发器之间，所述开合度调节模块，还包括：强制全开单元；
所述强制全开单元用于，向所述电子膨胀阀M1发送强制全开指令，以使所述电子膨胀阀M1被配置为强制全开状态。
8.如权利要求7所述的低载除湿精密空调的控制系统，其特征在于，所述开合度调节模块，还包括：关断单元；
所述关断单元用于，向所述电磁阀发送关断指令，以使所述电磁阀被配置为关断状态。
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