CN112984881A - 制冷系统压缩机的回液判断方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制冷技术领域，公开了一种制冷系统压缩机的回液判断方法及系统，旨在解决现有的压缩机回液判断方法存在成本和误判率高的问题，其主要的技术构思为：根据第一预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率、压缩机运行频率和室外环境温度；计算当前时刻相较于上一时刻压缩机运行功率的变化、压缩机运行频率的变化以及室外环境温度的变化；若当前时刻相较于上一时刻压缩机运行频率未发生变化，当前时刻与上一时刻室外环境温度的差值小于第一预设值，并且当前时刻与上一时刻压缩机运行功率的比值大于或等于第二预设值，则判定所述压缩机存在回液风险。本发明减少了成本，提高了回液判断的准确性，适用于空调器。

Description

制冷系统压缩机的回液判断方法及系统
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，具体来说涉及一种制冷系统压缩机的回液判断方法及系统。
背景技术
制冷系统出现制冷剂回液状况的原因主要有以下几点：(1)安装过程中，存在增长配管补充制冷剂的状况，但增加多少没有确切的方法，容易出现制冷剂过充现象，运行过程中，过多的制冷剂没有地方存贮，占用换热器内部空间，导致制冷剂在蒸发过程无法全部转变为过热气体，使回流到压缩机的制冷剂以湿蒸汽或直接以液体方式返回；(2)空调在脱离正常运行工况，对于电子设备等特殊工况条件如：在室外温度0℃，室内30℃进行制冷降温，由于室外环境温度过低，使室内回流蒸汽也迅速冷却变成液体回流压缩机。(3)上述两种情形同时存在。
压缩机可靠性分为电机可靠性和机械部件可靠性，其中回液过程排气温度低，不会造成电机损坏，但由于液体不可压缩，会导致压缩机运动部件过渡磨损或损坏。其中液体将会使压缩机腔体内油膜减小，使转子表面和气缸内壁的油膜减小，带来叶片和转子之间维系高低压密封油膜失去，使高低压漏气或串气；同时依靠润滑油进行润滑的轴承系统迅速丧失油膜，使轴承在没有很好润滑条件下高速运转，带来轴承的过渡磨损。如果长期存在这种情况，将会导致压缩机机械结构最终磨损失效。因此，在正常情况下一般尽量避免制冷系统发生回液。
现有技术中，为了防止压缩机回液，在空调器运行时，一般要求控制压缩机的回气过热度在一定范围内，通过对排气过热度的控制来减少压缩机回液的概率，但这种方法不能准确的判断出压缩机是否回液，误判的概率高。专利CN201610859399.8公开了一种空调器及其压缩机回液判断方法和装置，具体公开了：通过压缩机的回气温度、排气温度、回气压力和排气压力等参数计算压缩机的多方指数，可以精确的判断出压缩机是否回液。但是该方法执行起来复杂，需要回气温度传感器、排气温度传感器、回气压力传感器和排气压力传感器等多个检测传感器，成本较高。此外，制冷剂在两相区温度和压力可以对应，而回气过程属于过热，缺少压力值，仅靠温度无法真正指示实际制冷剂是否属于湿空气或回液，特别是在制热模式下，回气温度大多数情况下会低于室外盘管温度，因此，该方法并不能判断出压缩机是否回液。
发明内容
本发明旨在解决现有的压缩机回液判断方法存在成本和误判率高的问题，提出一种制冷系统压缩机的回液判断方法及系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：制冷系统压缩机的回液判断方法，包括以下步骤：
步骤1、根据第一预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率、压缩机运行频率和室外环境温度；
步骤2、计算当前时刻相较于上一时刻压缩机运行功率的变化、压缩机运行频率的变化以及室外环境温度的变化；
步骤3、若当前时刻相较于上一时刻压缩机运行频率未发生变化，当前时刻与上一时刻室外环境温度的差值小于第一预设值，并且当前时刻与上一时刻压缩机运行功率的比值大于或等于第二预设值，则判定所述压缩机存在回液风险。
进一步地，所述步骤3还包括：若判定所述压缩机存在回液风险，则根据Pw2与Pw0的比值是否大于或等于第二预设值对判定结果进行验证，其中，Pw0为Pw1对应的上一时刻压缩机运行功率，Pw2为Pw1对应的下一时刻压缩机运行功率，Pw1为判定所述压缩机存在回液风险时对应的当前时刻压缩机运行功率。
进一步地，所述第一预设周期为1秒，所述第一预设值为0.5℃，所述第二预设值为1.1。
进一步地，所述步骤3还包括：若判定所述压缩机存在回液风险，则保持压缩机运行频率不变，减少电子膨胀阀的开度。
进一步地，所述步骤3还包括：在减少电子膨胀阀的开度之后，根据第二预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率Pwi，当Pwi与Pw0的比值小于第三预设值时，恢复电子膨胀阀开度，其中，Pw0为判定所述压缩机存在回液风险时对应的当前时刻压缩机运行功率Pw1对应的上一时刻压缩机运行功率。
进一步地，所述步骤3还包括：若判定所述压缩机存在回液风险，则保持电子膨胀阀的开度不变，降低压缩机运行频率。
进一步地，所述步骤3还包括：在降低压缩机运行频率之后，根据第二预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率Pwi，当Pwi与Pwi-1的比值小于第三预设值时，恢复压缩机运行频率，其中，Pwi-1为Pwi对应的上一时刻压缩机运行功率。
进一步地，所述步骤3还包括：若判定所述压缩机存在回液风险，则减少电子膨胀阀的开度，并降低压缩机运行频率。
进一步地，所述步骤3还包括：在降低压缩机运行频率之后，根据第二预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率Pwi，当Pwi与Pwi-1的比值小于第三预设值时，恢复电子膨胀阀的开度和压缩机运行频率，其中，Pwi-1为Pwi对应的上一时刻压缩机运行功率。
另一方面，本发明还提出一种制冷系统压缩机的回液判断系统，包括：
获取单元，用于根据第一预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率、压缩机运行频率和室外环境温度；
计算单元，用于计算当前时刻相较于上一时刻压缩机运行功率的变化、压缩机运行频率的变化以及室外环境温度的变化；
判定单元，用于若当前时刻相较于上一时刻压缩机运行频率未发生变化，当前时刻与上一时刻室外环境温度的差值小于第一预设值，并且当前时刻与上一时刻压缩机运行功率的比值大于或等于第二预设值，则判定所述压缩机存在回液风险。
本发明的有益效果是：本发明所述的制冷系统压缩机的回液判断方法及系统，不需要额外增加温度传感器和压力传感器，只需要空调系统自带的排气温度传感器即可实现压缩机的回液判断，成本较低，并且，通过系统参数的判断方式，提高了压缩机回液判断的准确性；此外，在判定压缩机存在回液风险后，通过减少电子膨胀阀的开度和/或降低压缩机运行频率，能够减少由于出现回液对压缩机造成的损害，当环境温度升高后，通过恢复电子膨胀阀的开度和/或压缩机运行频率，保证了制冷系统的制冷效果。
附图说明
图1为本发明实施例所述的制冷系统压缩机的回液判断方法的流程示意图；
图2为本发明实施例所述的制冷系统压缩机的回液判断系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
本发明旨在解决现有的压缩机回液判断方法存在成本和误判率高的问题，提出一种制冷系统压缩机的回液判断方法及系统，其主要的技术构思为：根据第一预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率、压缩机运行频率和室外环境温度；计算当前时刻相较于上一时刻压缩机运行功率的变化、压缩机运行频率的变化以及室外环境温度的变化；若当前时刻相较于上一时刻压缩机运行频率未发生变化，当前时刻与上一时刻室外环境温度的差值小于第一预设值，并且当前时刻与上一时刻压缩机运行功率的比值大于或等于第二预设值，则判定所述压缩机存在回液风险。
在制冷系统运行过程中，若压缩机运行功率和室外环境温度没有发生变化，并且制冷系统处于正常运行状态，则制冷系统的压缩机运行功率会始终保持不变，若压缩机运行功率和室外环境温度没有发生变化，并且压缩机存在回液，则制冷系统的压缩机运行功率会显著增大，因此，本发明根据第一预设周期实时获取制冷系统的压缩机运行功率、压缩机运行频率和室外环境温度，如果当前时刻相较于上一时刻获取的压缩机运行功率未发生变化，并且当前时刻相较于上一时刻获取的室外环境温度的变化在预设范围内，若此时当前时刻与上一时刻压缩机运行功率的比值大于或等于第二预设值，则判定压缩机存在回液。
实施例
本发明实施例所述的制冷系统压缩机的回液判断方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1、根据第一预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率、压缩机运行频率和室外环境温度；
其中，室外环境温度可通过制冷系统自带的排气温度传感器获取。
为了提高回液判断的准确性，本实施例中，第一预设周期优选为1秒，设第一预设周期对应的时刻分别为：T0、T1、T2、…，对应时刻获取的压缩机运行功率分别为：Pw0、Pw1、Pw2、…，对应时刻获取的室外环境温度分别为：Tor0、Tor1、Tor2、…，对应时刻获取的压缩机运行频率分别为：F0、F1、F2、…。
步骤S2、计算当前时刻相较于上一时刻压缩机运行功率的变化、压缩机运行频率的变化以及室外环境温度的变化；
可以理解，即在第一个判断周期内，确定Pw1相较于Pw0的变化、F1相较于F0的变化以及Tor1相较于Tor0的变化；在第二判断周期内，确定Pw2相较于Pw1的变化、F2相较于F1的变化以及Tor2相较于Tor1的变化。
步骤S3、若当前时刻相较于上一时刻压缩机运行频率未发生变化，当前时刻与上一时刻室外环境温度的差值小于第一预设值，并且当前时刻与上一时刻压缩机运行功率的比值大于或等于第二预设值，则判定所述压缩机存在回液风险。
具体地，在第一个判断周期内进行判断，若F1相较于F0未发生变化，︱Tor1-Tor0︱＜△Tor，且Pw1/Pw0≥kpu，则判定所述压缩机存在回液风险，此时，Pw1为判定所述压缩机存在回液风险时对应的当前时刻压缩机运行功率，Pw0为Pw1对应的上一时刻压缩机运行功率，Pw2为Pw1对应的下一时刻压缩机运行功率。其中，△Tor为第一预设值，kpu为第二预设值。
若第一个判断周期判定所述压缩机不存在回液风险，则在第二个判断周期内进行判断，具体的，若F2相较于F1未发生变化，︱Tor2-Tor1︱＜△Tor，且Pw2/Pw1≥kpu，则判定所述压缩机存在回液风险，此时，Pw2为判定所述压缩机存在回液风险时对应的当前时刻压缩机运行功率，Pw1为Pw2对应的上一时刻压缩机运行功率，Pw3为Pw2对应的下一时刻压缩机运行功率。
依次推类，直到判定所述压缩机存在回液风险。
为了进一步提高回液判断的准确性，本实施例中，若在第一个判断周期内判定所述压缩机存在回液风险，则根据Pw2与Pw0的比值是否大于或等于第二预设值对判定结果进行验证，当Pw2/Pw0≥kpu时，才最终判定所述压缩机存在回液风险。若在第二个判断周期内判定所述压缩机存在回液风险，则根据Pw3与Pw1的比值是否大于或等于第二预设值对判定结果进行验证，当Pw3/Pw1≥kpu时，才最终判定所述压缩机存在回液风险。依次推类。
基于判断准确性以及计算量的考虑，本实施例中，所述第一预设周期优选为1秒，所述第一预设值△Tor优选为0.5℃，所述第二预设值kpu优选为1.1。
为避免压缩机存在回液风险导致的压缩机损坏，所述步骤3还包括：若判定所述压缩机存在回液风险，则执行避免回液措施，本实施例中，避免回液措施包括：
(1)将电子膨胀阀的开度从当前S0减少为Si；
(2)将压缩机运行频率从当前F0降低为Fi；
(3)将电子膨胀阀的开度从当前S0减少为Si，并同时将压缩机运行频率从当前F0降低为Fi。
在压缩机存在回液风险时，通过减少电子膨胀阀的开度和/或降低压缩机运行频率的方式，减少了由于回液导致的压缩机损坏，提高了压缩机和制冷系统的使用寿命。
为了提高避免回液的有效性，上述避免回液措施中，Si＝0.9S0，Fi＝0.9F0。
本实施例中，为了保证制冷系统的运行效果，在执行了避免回液措施之后，持续监控回液风险是否继续存在，若不存在，则取消为避免压缩机回液采用的避免回液措施，即恢复电子膨胀阀的开度和/或压缩机运行频率。
具体地，若判定所述压缩机存在回液风险并执行避免回液措施(1)的情况下，即在减少电子膨胀阀的开度之后，则根据第二预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率Pwi，当Pwi与Pw0的比值小于第三预设值时，恢复电子膨胀阀开度，进入步骤S1；其中，Pw0为判定所述压缩机存在回液风险时对应的当前时刻压缩机运行功率Pw1对应的上一时刻压缩机运行功率。
若判定所述压缩机存在回液风险并执行避免回液措施(2)的情况下，即在降低压缩机运行频率之后，则根据第二预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率Pwi，当Pwi与Pwi-1的比值小于第三预设值时，恢复压缩机运行频率，进入步骤S1；其中，Pwi-1为Pwi对应的上一时刻压缩机运行功率。
若判定所述压缩机存在回液风险并执行避免回液措施(3)的情况下，则根据第二预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率Pwi，当Pwi与Pwi-1的比值小于第三预设值时，恢复电子膨胀阀的开度和压缩机运行频率，进入步骤S1；其中，Pwi-1为Pwi对应的上一时刻压缩机运行功率。
基于判断准确性以及计算量的考虑，本实施例中，所述第二预设周期优选为1分钟，所述第三预设值优选为1.03。
基于上述技术方案，本实施例还提出一种制冷系统压缩机的回液判断系统，如图2所示，包括：
获取单元，用于根据第一预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率、压缩机运行频率和室外环境温度；
计算单元，用于计算当前时刻相较于上一时刻压缩机运行功率的变化、压缩机运行频率的变化以及室外环境温度的变化；
判定单元，用于若当前时刻相较于上一时刻压缩机运行频率未发生变化，当前时刻与上一时刻室外环境温度的差值小于第一预设值，并且当前时刻与上一时刻压缩机运行功率的比值大于或等于第二预设值，则判定所述压缩机存在回液风险。
可以理解，由于本发明实施例所述的制冷系统压缩机的回液判断系统是用于实现实施例所述制冷系统压缩机的回液判断方法的系统，对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的较为简单，相关之处参见方法的部分说明即可。

Claims (10)

1.制冷系统压缩机的回液判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据第一预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率、压缩机运行频率和室外环境温度；
步骤2、计算当前时刻相较于上一时刻压缩机运行功率的变化、压缩机运行频率的变化以及室外环境温度的变化；
步骤3、若当前时刻相较于上一时刻压缩机运行频率未发生变化，当前时刻与上一时刻室外环境温度的差值小于第一预设值，并且当前时刻与上一时刻压缩机运行功率的比值大于或等于第二预设值，则判定所述压缩机存在回液风险。
2.如权利要求1所述的制冷系统压缩机的回液判断方法，其特征在于，所述步骤3还包括：若判定所述压缩机存在回液风险，则根据Pw2与Pw0的比值是否大于或等于第二预设值对判定结果进行验证，其中，Pw0为Pw1对应的上一时刻压缩机运行功率，Pw2为Pw1对应的下一时刻压缩机运行功率，Pw1为判定所述压缩机存在回液风险时对应的当前时刻压缩机运行功率。
3.如权利要求1所述的制冷系统压缩机的回液判断方法，其特征在于，所述第一预设周期为1秒，所述第一预设值为0.5℃，所述第二预设值为1.1。
4.如权利要求1至3任一项所述的制冷系统压缩机的回液判断方法，其特征在于，所述步骤3还包括：若判定所述压缩机存在回液风险，则保持压缩机运行频率不变，减少电子膨胀阀的开度。
5.如权利要求4所述的制冷系统压缩机的回液判断方法，其特征在于，所述步骤3还包括：在减少电子膨胀阀的开度之后，根据第二预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率Pwi，当Pwi与Pw0的比值小于第三预设值时，恢复电子膨胀阀开度，其中，Pw0为判定所述压缩机存在回液风险时对应的当前时刻压缩机运行功率Pw1对应的上一时刻压缩机运行功率。
6.如权利要求1至3任一项所述的制冷系统压缩机的回液判断方法，其特征在于，所述步骤3还包括：若判定所述压缩机存在回液风险，则保持电子膨胀阀的开度不变，降低压缩机运行频率。
7.如权利要求6所述的制冷系统压缩机的回液判断方法，其特征在于，所述步骤3还包括：在降低压缩机运行频率之后，根据第二预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率Pwi，当Pwi与Pwi-1的比值小于第三预设值时，恢复压缩机运行频率，其中，Pwi-1为Pwi对应的上一时刻压缩机运行功率。
8.如权利要求1至3任一项所述的制冷系统压缩机的回液判断方法，其特征在于，所述步骤3还包括：若判定所述压缩机存在回液风险，则减少电子膨胀阀的开度，并降低压缩机运行频率。
9.如权利要求8所述的制冷系统压缩机的回液判断方法，其特征在于，所述步骤3还包括：在降低压缩机运行频率之后，根据第二预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率Pwi，当Pwi与Pwi-1的比值小于第三预设值时，恢复电子膨胀阀的开度和压缩机运行频率，其中，Pwi-1为Pwi对应的上一时刻压缩机运行功率。
10.制冷系统压缩机的回液判断系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于根据第一预设周期获取制冷系统的压缩机运行功率、压缩机运行频率和室外环境温度；
计算单元，用于计算当前时刻相较于上一时刻压缩机运行功率的变化、压缩机运行频率的变化以及室外环境温度的变化；
判定单元，用于若当前时刻相较于上一时刻压缩机运行频率未发生变化，当前时刻与上一时刻室外环境温度的差值小于第一预设值，并且当前时刻与上一时刻压缩机运行功率的比值大于或等于第二预设值，则判定所述压缩机存在回液风险。
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