发明内容
本发明解决的问题是,现有技术中,由于空调器停机时压缩机排气侧和回气侧压力接近相等,在空调器启动时,回气侧压力会急剧下降,会导致冷冻油被制冷剂带出油槽发生冷冻油起泡,起泡的冷冻油会随着冷媒迅速进入空调系统中,影响空调器的能力能效,且会造成压缩机温升过快以及润滑不够容易磨损的风险。
为解决上述问题,本发明公开了一种防冷冻油起泡控制方法,用于空调器,所述空调器包括压缩机和泄压膨胀阀,所述泄压膨胀阀将所述压缩机的排气侧和回气侧连通,所述控制方法包括:开机后,检测压缩机回气侧压力Ps,根据回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm的差值ΔP调节泄压膨胀阀的开度,以控制并降低压缩机启动时回气侧压力Ps的降低速度。
在启动压缩机的同时打开泄压膨胀阀将会使得排气侧的冷媒向回气侧流动,排气侧的高压冷媒进入回气侧可有效平衡压缩机启动导致的回气侧快速下降的压力,延缓回气侧压力Ps的下降速度,降低了冷冻油起泡并伴随冷媒进入空调器换热器及其他部件的风险,同时也解决了排气侧和回气侧差压过大导致的压缩机无法启动的问题,提升了空调器运行能效和可靠性,确保了所述压缩机的使用寿命。
进一步的,所述泄压膨胀阀的开度与所述ΔP的值呈正相关。
所述泄压膨胀阀的开度随着ΔP的增大而增大,所述泄压膨胀阀的开度随着ΔP的减小而减小,上述设置可以显著降低压缩机启动时回气侧压力Ps的降低速度,从而有效地避免冷冻油起泡,确保空调器的能效和运行可靠性。
进一步的,压缩机启动时,通过所述泄压膨胀阀的开度控制所述压缩机回气侧压力Ps的降低速度在0.01MPa/S。
当泄压速度为0.01MPa/S时候,冷冻油几乎不会产生气泡,因此,控制所述回气侧压力Ps的降低速度在0.01MPa/S可以获得最佳的防冷冻油起泡效果。
进一步的,所述泄压膨胀阀的开度按照如下公式计算:
PLV=284*ΔP-2.84,
其中,PLV为泄压膨胀阀的开度。
当Pm取值为0.4MPa时,所述泄压膨胀阀的线性调节曲线经过(0.01,0)和(1.7,480)两个点,由此可以获得泄压膨胀阀的特性曲线为上述公式,根据上述公式调节所述泄压膨胀阀的开度可以有效地控制回气侧压力Ps稳定的下降,从而抑制冷冻油起泡,提升空调器运行的可靠性。
进一步的,所述空调器还包括外机膨胀阀,根据回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm的差值ΔP与预设阈值ΔP阈的大小关系调节外机膨胀阀的开度,所述外机膨胀阀的开度与所述ΔP的值呈负相关。
在该设置中,通过外机膨胀阀的开度控制系统中的冷媒流量,将冷冻油全部控制在压缩机内,避免出现制冷剂剧烈脱附并将冷冻油带出油槽的情况,提升了压缩机的启动安全性和使用稳定性。
进一步的,所述控制方法的具体流程为:
步骤S1:开机;
步骤S2:检测回气侧压力Ps,计算ΔP;
步骤S3:根据公式PLV=284*ΔP-2.84调节泄压膨胀阀的开度;
比较ΔP与预设阈值ΔP阈的大小,根据比较结果调节外机膨胀阀的开度;
步骤S4:回气侧压力Ps平稳降低至接近回气侧目标压力Pm,关闭泄压膨胀阀,空调器进入正常控制状态。
根据上述设置,可以通过泄压膨胀阀的开度控制压缩机启动时回气侧压力Ps的下降速度,可以有效地降低冷冻油起泡风险,通过所述外机膨胀阀控制系统中的冷媒流量,有效地预防冷冻油起泡后随冷媒进入空调器的换热器及其它零部件,或者降低进入空调器其他零部件中的冷冻油的量,降低其对空调器能效和运行可靠性的影响。
进一步的,步骤S3中“比较ΔP与预设阈值ΔP阈的大小,根据比较结果调节外机膨胀阀的开度”具体包括:
步骤S31:判断ΔP>第一预设阈值ΔP阈1,是,则执行步骤S32,否,则执行步骤S33;
步骤S32:外机膨胀阀的开度调节为第一预设开度X,运行第一预设时间t1后返回步骤S2;
步骤S33:判断ΔP>第二预设阈值ΔP阈2,是,则执行步骤S34,否,则执行步骤S35;
步骤S34:外机膨胀阀的开度调节为第二预设开度Y,运行第二预设时间t2后返回步骤S2;
步骤S35:判断ΔP>第三预设阈值ΔP阈3,是,则执行步骤S36,否,则执行步骤S37;
步骤S36:外机膨胀阀的开度调节为第三预设开度Z,运行第三预设时间t3后返回步骤S2;
步骤S37:判断ΔP>第四预设阈值ΔP阈4,是,则执行步骤S38,否,则执行步骤S4;
步骤S38:调节外机膨胀阀的开度按照预设的自动控制逻辑进行调节,运行第四预设时间t4后返回步骤S2;
其中,预设的自动控制逻辑是指,空调器正常运行时外机膨胀阀的自动控制逻辑,ΔP阈1>ΔP阈2>ΔP阈3>ΔP阈4,X<Y<Z,t1<t4,t4<t2,t4<t3。
其中,ΔP阈1=1.5MPa,ΔP阈2=1.0MPa,ΔP阈3=0.5MPa,ΔP阈4=0.01MPa,X取值在50~70pls之间,Y取值在80~100pls之间,Z取值在110~130pls之间,优选的,x=60pls,Y=90pls,Z=120pls,t1取值在18~22秒之间,t2取值在48~52秒之间,t3取值在48~52秒之间,t4取值在28~32秒之间,优选的,t1=20s,t2=50s,t3=50s,t4=30s。
本发明还公开了一种防冷冻油起泡控制装置,包括:
压力采集模块,所述压力采集模块至少用于检测回气侧压力Ps;
计算模块,用于计算回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm的差值ΔP;
阀体控制模块,用于根据回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm的差值ΔP调节泄压膨胀阀的开度,或者,根据回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm的差值ΔP调节泄压膨胀阀和外机膨胀阀的开度。
通过上述模块之间的协作,在空调开机时,通过泄压膨胀阀的开度调节,或者,通过泄压膨胀阀和外机膨胀阀的开度调节,避免了压缩机启动时回气侧压力Ps的急速下降,在确保了压缩机顺利启动的同时,防止了冷冻液起泡并被冷媒带出压缩机,进入空调换热器及其它零部件,影响空调器能效和运行可靠性,以及冷冻油减少影响压缩机使用寿命的问题。
本发明还公开了一种空调,包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器,所述计算机程序被所述处理器读取并运行时,实现如上所述的一种防冷冻油起泡控制方法。
所述空调与上述一种防冷冻油起泡控制方法相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器读取并运行时,实现如上所述的一种防冷冻油起泡控制方法。
相对于现有技术,本发明所述的一种防冷冻油起泡控制方法、装置、空调及计算机可读存储介质具有以下优势:
本发明在空调器的回气管和排气管之间设置泄压膨胀阀,在空调器接收到开机信号而压缩机未启动之前检测回气侧压力,在压缩机启动时,根据回气侧压力与回气侧目标压力之间的差值调节泄压膨胀阀和外机膨胀阀的开度,从而延缓回气侧压力的降低速度,当回气侧压力降低至回气侧目标压力时,空调器按照原有控制方法运行,避免了回气侧压力骤然降低导致的冷冻油起泡,以及起泡后的冷冻油被冷媒带出,进入空调器的换热器及其它零部件中,影响空调器使用可靠性和能力能效的问题。
具体实施方式
为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
现有技术中,如图1所示,空调器包括压缩机1、室外换热器2、四通阀(图中未示出)、外机膨胀阀3、室内换热器4,制冷时,制冷剂在所述压缩机1中经过压缩,形成高温高压的气体,所述高温高压的气体通过排气侧进入室外换热器2中,在室外换热器2中换热变为中温高压的液体,所述中温高压的液体通过外机膨胀阀3进入室内换热器4中,在室内换热器4中换热后变为低温低压的气体,所述低温低压的气体通过回气侧进入所述压缩机1中,完成一个制冷循环,具体的,制热过程是通过四通阀将排气侧的气体先送入室内换热器4中,然后依次经过外机膨胀阀3、室外换热器2、压缩机1中完成一次制热循环,其中冷媒状态的变化顺序与制冷循环相同,在此不再赘述,通常情况下,空调器停机后,为了确保下次启动顺利,压缩机1的排气侧和回气侧压力需要达到接近相等,由于压缩机1启动时回气侧压力需要快速降低至正常运行压力,因此容易出现回气侧压力骤降,从而导致冷冻油起泡,影响空调器的使用性能,并可能导致压缩机1磨损的情况。
下面结合附图具体描述本发明实施例的一种防冷冻油起泡控制方法、装置、空调及计算机可读存储介质。
实施例1
本实施例提供一种防冷冻油起泡控制方法,用于空调器,如图2所示,所述空调器包括压缩机1和泄压膨胀阀51,所述泄压膨胀阀51将所述压缩机1的排气侧和回气侧连通,所述控制方法包括:
开机后,检测压缩机1回气侧压力Ps,根据回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm的差值ΔP调节泄压膨胀阀51的开度,以控制并降低压缩机1启动时回气侧压力Ps的降低速度。
具体在本实施例中,所述空调器包括连通所述压缩机1排气侧和回气侧的泄压管路5,所述泄压膨胀阀51设置在所述泄压管路5中,根据上述设置,在所述空调器启动时,先检测压缩机1回气侧压力Ps,再计算ΔP,ΔP=Ps-Pm,Pm的取值在0.4MPa~0.5MPa之间,优选为0.4MPa,在本申请的技术人员研发过程中,曾经对某5P空调器进行过检测,使用冷冻油为POE,在空调器压缩机1停止后回气侧压力Ps一般在1.6-2.1MPa,排气侧压力Pd一般在2.0-2.8MPa,系统正常运行时排气侧压力Pd一般在2.8-3.1MPa,回气侧压力Ps一般在0.6-0.8MPa,在压缩机1的启动阶段,回气侧压力Ps最低可以到达0.4MPa,因此,Pm的优选值设置在0.4MPa可以确保压缩机1启动阶段回气侧压力Ps降低速度全程可控,采用本控制方法将压缩机1启动阶段回气侧压力Ps平稳降低到0.4MPa即可使冷冻油不发生起泡现象。一般情况下,在空调器停机后,压缩机1排气侧压力Pd稍大于回气侧压力Ps,因此在启动压缩机1的同时打开泄压膨胀阀51将会使得排气侧的冷媒向回气侧流动,排气侧的高压冷媒进入回气侧可有效平衡压缩机1启动导致的回气侧快速下降的压力,延缓回气侧压力Ps的下降速度,降低了冷冻油起泡并伴随冷媒进入空调器换热器及其他部件的风险,同时也解决了排气侧和回气侧差压过大导致的压缩机1无法启动的问题,提升了空调器运行能效和可靠性,确保了所述压缩机1的使用寿命。
作为其中的一个实施例,所述泄压膨胀阀51的开度与所述ΔP的值呈正相关,即,所述泄压膨胀阀51的开度随着ΔP的增大而增大,所述泄压膨胀阀51的开度随着ΔP的减小而减小,应当理解,当ΔP较大时,说明所述压缩机1回气侧压力Ps距离目标压力Pm较远,此时开启压缩机1会导致回气侧压力Ps的快速降低,因此,需要加大排气侧冷媒的输送量,以便延缓回气侧压力Ps的降低速度,当ΔP较小时,说明所述压缩机1回气侧压力Ps距离目标压力Pm较近,此时压缩机1排气侧压力Pd更高,仅需少量的排气侧高压冷媒即可显著改变回气侧压力Ps的下降速度,上述设置可以显著降低压缩机1启动时回气侧压力Ps的降低速度,从而有效地避免冷冻油起泡,确保空调器的能效和运行可靠性。
作为一个较佳的实施例,压缩机1启动时,通过所述泄压膨胀阀51的开度控制所述压缩机1回气侧压力Ps的降低速度在0.01MPa/S。
在本申请技术人员的研发过程中曾经进行过相应的试验,检验各个泄压速度下冷冻油的起泡程度,具体的试验条件及结果如下:
将300ml冷冻油倒入带有视液镜的钢瓶中,钢瓶带有刻度,排净空气,充注冷媒气体使得钢瓶压力达到2.1MPa,然后以不同的泄压速度将钢瓶压力降低到0.4MPa,表1为对应的试验结果。
表1泄压速度对应的冷冻油起泡情况
泄压速度(MPa/S) |
0.5 |
0.3 |
0.1 |
0.08 |
0.06 |
0.04 |
0.03 |
0.02 |
0.01 |
起泡刻度(ml) |
607 |
582 |
463 |
403 |
379 |
353 |
336 |
317 |
303 |
从表1中可以得知,当泄压速度为0.01MPa/S时候,冷冻油几乎不会产生气泡,因此,控制所述回气侧压力Ps的降低速度在0.01MPa/S可以获得最佳的防冷冻油起泡效果。
在其中的一个实施例中,所述泄压膨胀阀51的开度按照如下公式计算:
PLV=284*ΔP-2.84 (1),
其中,PLV为泄压膨胀阀51的开度。
具体在本实施例中,所述泄压膨胀阀51的开度PLV依照△P=Ps-0.4来调节,0.4MPa为目标回气侧压力Pm。
应当理解,在△P=0.01时,回气侧压力Ps已经处于正常工作压力,此时按照正常模式运行也不会发生冷冻油起泡的情况,此时排气侧可以终止向回气侧输送冷媒,即,此时可将所述泄压膨胀阀51的开度调节为0,当回气侧压力Ps为2.1MPa(前述试验中停机时Ps的最大值)时,△P=1.7,说明所述压缩机1回气侧压力Ps距离目标压力Pm较远,此时开启压缩机1会导致回气侧压力Ps的快速降低,因此,需要加大排气侧冷媒的输送量,以便延缓回气侧压力Ps的降低速度,在本实施例中,将所述泄压膨胀阀51的开度调节为480(最大阀步),可以最大限度地延缓所述回气侧压力Ps的降低速度,由此可知,所述泄压膨胀阀51的线性调节曲线经过(0.01,0)和(1.7,480)两个点,由此可以获得泄压膨胀阀51的特性曲线为公式(1)所表示的一次方程,需要说明的是,泄压膨胀阀51为电子膨胀阀,在本实施中选择线性调节曲线的电子膨胀阀作为泄压膨胀阀51,根据不同的要求也可以选择具有不同的调节特性曲线的电子膨胀阀。
作为一个较佳的实施例,在本实施例中,所述空调器还包括外机膨胀阀3,根据回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm的差值ΔP与预设阈值ΔP阈的大小关系调节外机膨胀阀3的开度,所述外机膨胀阀3的开度与所述ΔP的值呈负相关,即,所述外机膨胀阀3的开度随着ΔP的增大而减小,所述外机膨胀阀3的开度随着ΔP的减小而增大,应当理解,当ΔP较大时,所述外机膨胀阀3以较小的开度运行,可以降低系统中的冷媒流量,从而降低冷冻油被冷媒带出的风险,可以有效地防止冷冻油起泡,以免冷冻油被带入空调器换热器及其它零部件中,影响空调器的能效和运行可靠性;当ΔP较小时,回气侧压力Ps已经较为接近正常运行时的压力,压缩机1运行时冷冻油起泡并被冷媒带出的风险较低,所述外机膨胀阀3以较大的开度运行可以确保空调器的制冷/制热效率,此时回气侧压力Ps也不会发生压力骤降的情况,可以在确保空调器制冷/制热效率的情况下避免了冷冻油起泡,在该设置中,通过外机膨胀阀3的开度控制系统中的冷媒流量,将冷冻油全部控制在压缩机1内,避免出现制冷剂剧烈脱附并将冷冻油带出油槽的情况,提升了压缩机1的启动安全性和使用稳定性。
具体的,所述控制方法的具体流程为:
步骤S1:开机;
步骤S2:检测回气侧压力Ps,计算ΔP;
步骤S3:根据公式PLV=284*ΔP-2.84调节泄压膨胀阀51的开度;
比较ΔP与预设阈值ΔP阈的大小,根据比较结果调节外机膨胀阀3的开度;
步骤S4:回气侧压力Ps平稳降低至接近回气侧目标压力Pm,关闭泄压膨胀阀51,空调器进入正常控制状态。
根据上述设置,可以通过泄压膨胀阀51的开度控制压缩机1启动时回气侧压力Ps的下降速度,可以有效地降低冷冻油起泡风险,通过所述外机膨胀阀3控制系统中的冷媒流量,有效地预防冷冻油起泡后随冷媒进入空调器的换热器及其它零部件,或者降低进入空调器其他零部件中的冷冻油的量,降低其对空调器能效和运行可靠性的影响,其中,所述“回气侧压力Ps平稳降低至接近回气侧目标压力Pm”具体是指,根据公式(1)计算PLV=0,或者,根据步骤S3中ΔP与ΔP阈大小关系判断ΔP小于等于第四预设阈值ΔP阈4。
其中,步骤S3中“比较ΔP与预设阈值ΔP阈的大小,根据比较结果调节外机膨胀阀3的开度”具体包括:
步骤S31:判断ΔP>第一预设阈值ΔP阈1,是,则执行步骤S32,否,则执行步骤S33;
步骤S32:调节外机膨胀阀3的开度为第一预设开度X,运行第一预设时间t1后返回步骤S2;
步骤S33:判断ΔP>第二预设阈值ΔP阈2,是,则执行步骤S34,否,则执行步骤S35;
步骤S34:调节外机膨胀阀3的开度为第二预设开度Y,运行第二预设时间t2后返回步骤S2;
步骤S35:判断ΔP>第三预设阈值ΔP阈3,是,则执行步骤S36,否,则执行步骤S37;
步骤S36:调节外机膨胀阀3的开度为第三预设开度Z,运行第三预设时间t3后返回步骤S2;
步骤S37:判断ΔP>第四预设阈值ΔP阈4,是,则执行步骤S38,否,则执行步骤S4;
步骤S38:调节外机膨胀阀3的开度按照预设的自动控制逻辑进行调节,运行第四预设时间t4后返回步骤S2;
其中,预设的自动控制逻辑是指,空调器正常运行时外机膨胀阀3的自动控制逻辑。
所述预设阈值ΔP阈包括第一预设阈值ΔP阈1、第二预设阈值ΔP阈2、第三预设阈值ΔP阈3、第四预设阈值ΔP阈4,其中,ΔP阈1>ΔP阈2>ΔP阈3>ΔP阈4,X<Y<Z,t1<t4,t4<t2,t4<t3,t2与t3的大小关系不做限定,两者可以相等也可以不相等,在其中的一些实施例中,ΔP阈1=1.5MPa,ΔP阈2=1.0MPa,ΔP阈3=0.5MPa,ΔP阈4=0.01MPa,X取值在50~70pls之间,Y取值在80~100pls之间,Z取值在110~130pls之间,优选的,x=60pls,Y=90pls,Z=120pls,t1取值在18~22秒之间,t2取值在48~52秒之间,t3取值在48~52秒之间,t4取值在28~32秒之间,优选的,t1=20s,t2=50s,t3=50s,t4=30s,应当理解,当ΔP>1.5MPa时,所述回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm之间差距最大,此时泄压膨胀阀51以接近最大开度运行,以最大程度地减缓回气侧压力Ps在压缩机1启动时的下降速度,同时,外机膨胀阀3以较低开度运行,使得系统中的冷媒以较小流量运行,将冷冻油全部控制在所述压缩机1内,有效地避免了冷媒大量流动带出冷冻油的风险,提升了空调器能效和运行可靠性;当1.0MPa<ΔP≤1.5MPa时,此时的压力差仍然较大,泄压膨胀阀51的开度适当降低,以控制回气侧压力Ps稳定下降,此时外机膨胀阀3适当开大,增大冷媒的流量,逐渐增加空调器的制冷/制热效果;当0.5MPa<ΔP≤1.0MPa时,此时的压力差逐渐减小,泄压膨胀阀51的开度适当降低,以控制回气侧压力Ps稳定下降,此时外机膨胀阀3再次开大,增大冷媒的流量,增加空调器的制冷/制热效果;当0.01MPa<ΔP≤0.5MPa时,回气侧压力Ps已较为接近回气侧目标压力Pm,泄压膨胀阀51的开度进一步降低,以控制回气侧压力Ps稳定下降,此时冷冻油起泡并被冷媒带出的风险已经很低,外机膨胀阀3以预设的自动控制逻辑进行调节有助于实现用户的制冷/制热目标,有助于提升用户的使用体验。
实施例2
本实施例公开了一种防冷冻油起泡控制装置,所述防冷冻油起泡控制装置用于实现实施例1中所述的一种防冷冻油起泡控制方法。
所述防冷冻油起泡控制装置包括:
压力采集模块,所述压力采集模块至少用于检测回气侧压力Ps;在部分实施例中,所述压力采集模块为压力传感器;
计算模块,用于计算回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm的差值ΔP;
阀体控制模块,用于根据回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm的差值ΔP调节泄压膨胀阀51的开度,或者,根据回气侧压力Ps与回气侧目标压力Pm的差值ΔP调节泄压膨胀阀51和外机膨胀阀3的开度。
通过上述模块之间的协作,在空调开机时,通过泄压膨胀阀51的开度调节,或者,通过泄压膨胀阀51和外机膨胀阀3的开度调节,避免了压缩机1启动时回气侧压力Ps的急速下降,在确保了压缩机1顺利启动的同时,防止了冷冻液起泡并被冷媒带出压缩机1,进入空调换热器及其它零部件,影响空调器能效和运行可靠性,以及冷冻油减少影响压缩机1使用寿命的问题。
实施例3
本实施例公开了一种空调,所述空调包括实施例2所述的防冷冻油起泡控制装置。
对于本实施例公开的空调而言,包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器,所述计算机程序被所述处理器读取并运行时,实现如实施例1所述的一种防冷冻油起泡控制方法。
所述空调与实施例1所述的一种防冷冻油起泡控制方法相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
实施例4
本实施例公开了一种计算机可读存储介质所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器读取并运行时,实现如实施例1所述的一种防冷冻油起泡控制方法。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。