CN113669934B - 闪蒸罐系统及其串联式双节流的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中央空调采暖技术领域，具体涉及一种闪蒸罐系统及其串联式双节流的控制方法，包括步骤：依据压缩机排气温度调节主阀开度至稳定状态；控制辅阀自当前开度逐步减小并在进出水温差出现连续上升情况时继续调减辅阀开度直至上升趋势出现拐点时调增辅阀开度至拐点前一时刻辅阀开度；或者，控制辅阀自当前开度逐步减小并在进出水温差出现连续下降情况时调增辅阀开度在出现进出水温差上升或持平时则继续调增辅阀开度直至出现进出水温差拐点，则调减辅阀开度至拐点前一时刻辅阀开度；重复以上步骤直至主阀与辅阀均处于稳定状态时维持闪蒸罐系统以最佳性能点运行。本发明的目的在于提供一种合理匹配主辅节流的串联式双节流的控制方法以使系统以最佳性能点运行。

Description

闪蒸罐系统及其串联式双节流的控制方法

技术领域

本发明涉及中央空调采暖技术领域，具体涉及一种闪蒸罐系统及其串联式双节流的控制方法。

背景技术

随着北方市场对采暖需求的提高，补气增焓系统在空调中的应用越来越广泛，闪蒸罐因其成本比常规板式换热器作为经济器更具优势，因此补气增焓系统中闪蒸罐的应用备受青睐，但闪蒸罐方式的补气增焓需在闪蒸罐前后都有节流装置，才能更好确保系统可靠性及最佳补气增焓效果，因此存在诸多问题：

①闪蒸罐系统中为了降低成本，主节流采用电子膨胀阀控制，辅节流采用毛细管，因毛细管无法调节流量，故系统无法在各个工况下都能达到最优性能；

②闪蒸罐系统双电子膨胀阀控制中，主节流控制常规采用排气温度控制，辅节流控制采用定开度，所定开度无法适用所有工况，无法智能调节，甚至开度不合理；

③闪蒸罐系统双电子膨胀阀控制冲突，辅节流和主节流之间存在反向调节，导致系统波动，能力下降，闪蒸罐里液位过高，甚至出现排气过高保护或回液等现象。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种合理匹配主辅节流的串联式双节流的控制方法。

本发明的目的之二在于提供一种应用上述控制方法以最佳性能点运行且控制稳定的闪蒸罐系统。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种基于闪蒸罐系统的串联式双节流的控制方法，该闪蒸罐系统具有分别串接至闪蒸罐与冷凝器之间以及闪蒸罐与蒸发器之间的主冷媒管路上的主阀与辅阀，所述控制方法运行始于闪蒸罐系统切换至制热模式之时，包括如下步骤：依据压缩机排气温度调节主阀开度至稳定状态；控制辅阀自当前开度逐步减小并在进出水温差出现连续上升情况时继续调减辅阀开度直至上升趋势出现拐点时调增辅阀开度至拐点前一时刻辅阀开度；或者，控制辅阀自当前开度逐步减小并在进出水温差出现连续下降情况时调增辅阀开度在出现进出水温差上升或持平时则继续调增辅阀开度直至出现进出水温差拐点，则调减辅阀开度至拐点前一时刻辅阀开度；重复以上步骤直至主阀与辅阀均处于稳定状态时维持闪蒸罐系统以最佳性能点运行。

作为优选的，所述的依据压缩机排气温度调节主阀开度至稳定状态的具体步骤为：

获取压缩机的实际排气温度；比较实际排气温度与预设的目标排气温度的大小；在比较结果为高于时调大主阀开度以及低于时调小主阀开度直至比较结果为等于时维持主阀开度。

作为优选的，所述的控制辅阀自当前开度逐步减小的具体步骤为：

以时间间隔t为周期记录辅阀开度EVX_2n;计算后一时刻辅阀开度调减量Δ₁=（EVX_2min-EVX_2n）/α，其中，EVX_2min为最小辅阀开度，α为辅阀调减系数；依据计算所得值Δ₁调减辅阀开度。

作为优选的，所述的在进出水温差出现连续上升情况时具体包含步骤：

判断条件进出水温差是否出现上升趋势或者持平情况，若是则依据计算所得的辅阀开度调减量Δ₁调减辅阀开度，反之，调增辅阀开度至前一时刻辅阀开度EVX_2n-1。

作为优选的，所述的在进出水温差出现连续下降情况时具体包含步骤：

计算辅阀开度调增量Δ₂=（EVX_2max-EVX_2n）/β，其中，EVX_2max为最大辅阀开度，β为辅阀调增系数；依据计算所得值Δ₂调增辅阀开度；依据计算所得值Δ2调增辅阀开度直至进出水温差出现上升趋势或者持平情况时，依据Δ₂继续调增辅阀开度直至进出水温差出现下降趋势时调减辅阀开度至前一时刻辅阀开度EVX_2n-1。

作为优选的，所述的主阀与辅阀均处于稳定状态时，还包含步骤：

判断条件主阀开度是否达到最小主阀开度，若是则依据辅阀开度调减量调节辅阀开度并在辅阀每执行新的开度调减量后，主阀重新依据压缩机排气温度调节开度至稳定状态直至主阀开度增加至主阀开度期望下限。

作为优选的，所述的主阀与辅阀均处于稳定状态时，还包含步骤：

判断条件主阀开度是否达到最大主阀开度，若是则依据辅阀开度调增量调节辅阀开度并在辅阀每执行新的开度调增量后，主阀重新依据压缩机排气温度调节开度至稳定状态直至主阀开度减小至主阀开度期望上限。

作为优选的，所述辅阀的开度范围为200-480步，在机组启动进入制热模式时，首先执行以下步骤：

所述辅阀以默认开度300步维持2分钟后调整辅阀开度至480步。

本发明还提出一种闪蒸罐系统，包括依次连通形成冷媒环路的压缩机、四通阀、冷凝器、

蒸罐以及蒸发器，还包括执行上述控制方法中步骤的控制器，所述闪蒸罐与冷凝器之间以及闪蒸罐与蒸发器之间的主冷媒管路上分别串接有主阀与辅阀，所述冷凝器的进出水侧分别装设有回水感温包与出水感温包，所述压缩机排气口装设有排气感温包，所述回水感温包、出水感温包以及排气感温包均与控制器电性连通。

作为优选的，所述主阀与辅阀为电子膨胀阀且均与控制器电性连通。

本发明采用上述技术方案至少具有如下的有益效果：1）辅阀采用电子膨胀阀控制，较传统毛细管，能在各个工况下调节开度，控制流量，使系统在最优开度运行；2）辅阀同时采用智能调控，较传统定开度，整机运行更为智能与合理；3）依据内机进出水温差变化趋势合理匹配主辅阀开度，从而确保机组运行于最佳性能点。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的闪蒸罐系统的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本发明提出的闪蒸罐系统的结构示意图，包括依次连通形成冷媒环路的压缩机1、四通阀2、冷凝器3、闪蒸罐4以及蒸发器5，所述蒸发器对应布设有风机，所述闪蒸罐4与冷凝器3之间以及闪蒸罐4与蒸发器5之间的主冷媒管路上分别串接有主阀6与辅阀7。更为具体的，所述主阀6与辅阀7为电子膨胀阀。较之传统毛细管，本发明辅阀7能在各个工况下调节开度，控制流量，以便系统运行于最佳主辅阀开度。

所述闪蒸罐系统还设有控制器，所述控制器与主阀6和辅阀7电性连通，包括存储器与处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，以实现下述的串联式双节流的控制方法步骤。

为了动态获取机组各组件的参数数值，需要设置各类传感元件。例如可以是检测温度的温度传感器或者是检测压力的压力传感器，本发明就包括装设于冷凝器回水口的回水感温包12，冷凝器出水口的出水感温包13以及压缩机排气口的排气感温包11，所述回水感温包12、出水感温包13以及排气感温包11均与控制器电性连通。

本发明提出的串联式双节流的控制方法运行始于闪蒸罐系统切换至制热模式之时，包括以下具体步骤：

S10，依据压缩机排气温度调节主阀开度至稳定状态。

具体包括步骤：

S11，获取压缩机的实际排气温度PDMB；

S12，若实际排气温度PDMB＞预设的目标排气温度PDSJ，则调增主阀EVX₁开度；

S13，若实际排气温度PDMB＜预设的目标排气温度PDSJ，则调减主阀EVX₁开度；

S14，若实际排气温度PDMB＝预设的目标排气温度PDSJ，则维持主阀EVX₁开度。

具体的，主阀开度范围为100-480步（可根据不同系统调整），辅阀开度范围为200-480步（可根据不同系统调整），调节周期为120S（可根据不同系统调整）。

当机组重新启动进入制热模式时，所述辅阀以默认开度300步维持2分钟后调整辅阀开度至480步，然后进入步骤S20。

S20，待主阀调节稳定之后，以时间间隔t为周期记录辅阀开度EVX_2n。

S21，计算后一时刻辅阀开度调减量Δ₁=（200-EVX_2n）/α，其中，α为辅阀调减系数，

所述辅阀调减系数可依据实验结果进行确定，在一具体实施例中，α取值为5。

S22，依据计算所得值Δ₁调减辅阀开度。

S23，判断条件连续两次出现WD(CS-HS)_n-WD(CS-HS)_n-1＞0是否成立，若是，则进入步骤S26。

其中WD(CS-HS)_n为当前时刻冷凝器出水口温度与冷凝器回水口温度的差值，WD(CS-HS)_n-1为前一时刻冷凝器出水口温度与冷凝器回水口温度的差值。

S24，判断条件连续两次出现WD(CS-HS)_n-WD(CS-HS)_n-1＜0是否成立，若是，则执行步骤S27至步骤S29。

S25，判断步骤S23及步骤S24中的条件均不成立时，重复执行步骤S20至S22直至触发步骤S23及步骤S24中的条件。

S26，判断条件WD(CS-HS)n-WD(CS-HS)n-1≥0是否成立，若是则依据计算所得的辅阀开度调减量Δ1调减辅阀开度，反之，调增辅阀开度EVX2n至前一时刻辅阀开度EVX2n-1。

需要说明的是，本申请在测定并计算的冷凝器进出水温差出现连续上升趋势时，继续调减辅阀开度直至上升趋势出现拐点时调增辅阀开度至拐点前一时刻辅阀开度，从而确定辅阀最佳开度，进而确保机组以最佳性能点运行。

S27，计算辅阀开度调增量Δ₂=（480-EVX_2n）/β，其中，β为辅阀调增系数，所述辅阀调增系数可依据实验结果进行确定，在一具体实施例中，β取值为5。

S28，依据计算所得值Δ₂调增辅阀开度。

S29，判断条件首次出现WD(CS-HS)_n-WD(CS-HS)_n-1≥0是否成立，若是则依据计算所得值Δ₂继续调增辅阀开度直至满足条件WD(CS-HS)_n-WD(CS-HS)_n-1＜0时，调减辅阀开度至前一时刻辅阀开度EVX_2n-1。

需要说明的是，本申请在测定并计算的冷凝器进出水温差出现连续下降趋势时，调增辅阀开度并在冷凝器进出水温差出现上升趋势后继续调增辅阀开度直至冷凝器进出水温差出现下降趋势时调减辅阀开度至前一时刻辅阀开度EVX_2n-1。

S30，重复步骤S10至S29直至主阀与辅阀均处于稳定状态时维持闪蒸罐系统以最佳性能点运行。

需要说明的是，当辅阀处于稳定状态后，机组持续检测实际排气温度PDMB与目标排气温度PDSJ，若实际排气温度PDMB等于目标排气温度PDSJ，则主阀与辅阀维持当前稳定状态，否则，重复执行步骤S10至S30。

在一些较佳实施方式中，在机组运行于制热模式中，首先执行步骤：判断条件主阀开度是否达到最小主阀开度，若是则依据辅阀开度调减量调节辅阀开度并在辅阀每执行新的开度调减量后，主阀重新依据压缩机排气温度调节开度至稳定状态直至主阀开度增加至主阀开度期望下限。其中最小主阀开度为100步（可根据不同系统调整），主阀开度期望下限为150步（可根据不同系统调整）。

在另一些优选实施方式中，在机组运行于制热模式中，首先执行步骤：判断条件主阀开度是否达到最大主阀开度，若是则依据辅阀开度调增量调节辅阀开度并在辅阀每执行新的开度调增量后，主阀重新依据压缩机排气温度调节开度至稳定状态直至主阀开度减小至主阀开度期望上限。其中最大主阀开度为480步（可根据不同系统调整），主阀开度期望上限为400步（可根据不同系统调整）。

本申请采用双电子膨胀阀的串联式安装，闪蒸罐前后都采用电子膨胀阀进行节流，主节流和辅节流区别于现有的控制方案，既能在各个工况下让系统性能达到最优，且主节流和辅节流合理匹配，控制稳定，让整机智能、稳定、合理、最优运行。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，“控制器”、“处理器”等可以包括硬件、软件或者两者的组合。一个模块可以包括硬件电路，各种合适的感应器，通信端口，存储器，也可以包括软件部分，比如程序代码，也可以是软件和硬件的组合。处理器可以是中央处理器、微处理器、图像处理器、数字信号处理器或者其他任何合适的处理器。处理器具有数据和/或信号处理功能。处理器可以以软件方式实现、硬件方式实现或者二者结合方式实现。控制器对应的物理器件可以是处理器本身，或者处理器中软件的一部分，硬件的一部分，或者软件和硬件结合的一部分。

Claims (4)

1.一种基于闪蒸罐系统的串联式双节流的控制方法，其特征在于，闪蒸罐系统，包括依次连通形成冷媒环路的压缩机（1）、四通阀（2）、冷凝器（3）、闪蒸罐（4）以及蒸发器（5），所述闪蒸罐（4）与冷凝器（3）之间以及闪蒸罐（4）与蒸发器（5）之间的主冷媒管路上分别串接有主阀（6）与辅阀（7），所述冷凝器（3）的进出水侧分别装设有回水感温包（12）与出水感温包（13），所述压缩机排气口装设有排气感温包（11），所述回水感温包（12）、出水感温包（13）以及排气感温包（11）均与控制器电性连通，所述主阀（6）与辅阀（7）为电子膨胀阀且均与控制器电性连通，还包括执行控制方法的控制器，所述控制方法运行始于闪蒸罐系统切换至制热模式之时，包括如下步骤：

依据压缩机排气温度调节主阀开度至稳定状态；

控制辅阀自当前开度逐步减小并在进出水温差出现连续上升情况时继续调减辅阀开度直至上升趋势出现拐点时调增辅阀开度至拐点前一时刻辅阀开度；或者，

控制辅阀自当前开度逐步减小并在进出水温差出现连续下降情况时调增辅阀开度在出现进出水温差上升或持平时则继续调增辅阀开度直至出现进出水温差拐点，则调减辅阀开度至拐点前一时刻辅阀开度；

所述的控制辅阀自当前开度逐步减小的具体步骤为：以时间间隔t为周期记录辅阀开度EVX_2n；计算后一时刻辅阀开度调减量Δ₁=（EVX_2min-EVX_2n）/α，其中，EVX_2min为最小辅阀开度，α为辅阀调减系数；依据计算所得值Δ₁调减辅阀开度；

所述的在进出水温差出现连续上升情况时具体包含步骤：判断条件进出水温差是否出现上升趋势或者持平情况，若是则依据计算所得的辅阀开度调减量Δ₁调减辅阀开度，反之，调增辅阀开度至前一时刻辅阀开度EVX_2n-1；

所述的在进出水温差出现连续下降情况时具体包含步骤：计算辅阀开度调增量Δ₂=（EVX_2max-EVX_2n）/β，其中，EVX_2max为最大辅阀开度，β为辅阀调增系数；依据计算所得值Δ₂调增辅阀开度直至进出水温差出现上升趋势或者持平情况时，依据Δ₂继续调增辅阀开度直至进出水温差出现下降趋势时调减辅阀开度至前一时刻辅阀开度EVX_2n-1；

所述辅阀的开度范围为200-480步，在机组启动进入制热模式时，首先执行以下步骤：所述辅阀以默认开度300步维持2分钟后调整辅阀开度至480步；

重复以上步骤直至主阀与辅阀均处于稳定状态时维持闪蒸罐系统以最佳性能点运行。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述的依据压缩机排气温度调节主阀开度至稳定状态的具体步骤为：

获取压缩机的实际排气温度；

比较实际排气温度与预设的目标排气温度的大小；

在比较结果为高于时调大主阀开度以及低于时调小主阀开度直至比较结果为等于时维持主阀开度。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在机组运行于制热模式中，首先执行步骤：

判断条件主阀开度是否达到最小主阀开度，若是则依据辅阀开度调减量调节辅阀开度并在辅阀每执行新的开度调减量后，主阀重新依据压缩机排气温度调节开度至稳定状态直至主阀开度增加至主阀开度期望下限。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在机组运行于制热模式中，首先执行步骤：

判断条件主阀开度是否达到最大主阀开度，若是则依据辅阀开度调增量调节辅阀开度并在辅阀每执行新的开度调增量后，主阀重新依据压缩机排气温度调节开度至稳定状态直至主阀开度减小至主阀开度期望上限。

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