CN114992801B - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调技术领域，具体提供一种空调系统及其控制方法，旨在解决现有冷水机组在过渡季节或者水温较低的工况下开机后制冷加载运行时容易因吸气压力过低发出低压报警故障而影响正常运行的问题。为此目的，本发明的空调系统在开机后加压运行过程中，若压缩机的电流变化率大于预设变化率并且蒸发器蒸发压力小于预设压力，则通过旁通管路将冷凝器流出的一部分冷媒经一个节流阀节流降压后引入闪蒸器，经闪蒸后形成的气态冷媒补入压缩机的吸气口，从而避免空调系统在渡季节或者水温较低的工况下开机后制冷加载运行时容易因吸气压力过低发出低压报警故障而影响正常运行的情况发生。

Description

空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体提供一种空调系统及其控制方法。

背景技术

在大型商场、办公楼宇、工厂等场所，中央空调系统被广泛应用。近年来，节能环保是中央空调系统的主要发展趋势，选用高效的冷水机组成是中央空调系统实现节能环保的重要措施之一，越来越多的空调厂家也加入到大型高效冷水机组的研发阵营中。全年制冷的冷水机组越来越受到广泛关注，应用领域和市场需求也越来越多。

不过，在过渡季节或者水温较低的工况下，冷水机组在开机后制冷加载运行过程中容易出现吸气压力过低的情况，而在检测到吸气压力过低时会发出低压报警故障，从而影响冷水机组的正常运行。

因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，即解决现有冷水机组在过渡季节或者水温较低的工况下开机后制冷加载运行时容易因吸气压力过低发出低压报警故障而影响正常运行的问题。

在第一方面，本发明提供了一种空调系统的控制方法，所述空调系统包括压缩机、第一节流阀、闪蒸器、两端分别通过第一连管和第二连管连接至所述压缩机的排气口和所述第一节流阀的进口的冷凝器、两端分别通过第三连管和第四连管连接至所述第一节流阀的出口和所述压缩机的吸气口的蒸发器，所述闪蒸器的进口和液体出口分别通过第五连管和第六连管连接至所述第二连管与所述第三连管，所述闪蒸器的气体出口通过第七连管连接至所述压缩机的补气口，所述第五连管上设置有第二节流阀，所述第六连管上设置有常闭状态的电控阀以及允许从所述闪蒸器向所述第三连管导通的单向阀，所述闪蒸器内设置有液位传感器；所述控制方法包括：控制所述压缩机加载运行；获取所述压缩机的电流变化率以及所述蒸发器内的蒸发压力；根据所述电流变化率和所述蒸发压力选择性地开启所述第二节流阀。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述电流变化率和所述蒸发压力选择性地开启所述第二节流阀”的步骤具体包括：若所述电流变化率不小于预设变化率并且所述蒸发压力小于预设压力值，则开启所述第二节流阀。

在上述控制方法的优选技术方案中，“开启所述第二节流阀”的步骤具体包括：从关闭状态以第一预设速率增大所述第二节流阀的开度直至第一预设开度。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述电流变化率和所述蒸发压力选择性地开启所述第二节流阀”的步骤具体包括：若所述电流变化率小于所述预设变化率或者所述蒸发压力不小于所述预设压力值，则使所述第二节流阀处于关闭状态。

在上述控制方法的优选技术方案中，在“控制所述压缩机加载运行”的步骤之前，所述控制方法还包括：开机后控制所述压缩机以预设部分负荷运行；获取所述闪蒸器内的液位高度；若所述闪蒸器内的液位高度小于第一预设高度，才执行“控制所述压缩机加载运行”的步骤。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：若所述闪蒸器内的液位高度不小于所述第一预设高度，则控制所述电控阀打开，直至所述闪蒸器内的液位高度小于所述第一预设高度。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：在所述压缩机满负荷运行第一预设时长后，使所述第二节流阀处于第二预设开度，同时检测所述闪蒸器内的液位高度；若所述闪蒸器内的液位高度大于第二预设高度，则使所述电控阀间断式开启；其中，所述第二预设高度大于所述第一预设高度。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：若所述电控阀间断式开启的时长不超过第二预设时长时所述闪蒸器内的液位高度降至所述第一预设高度，则关闭所述电控阀。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：若所述电控阀间断式开启的时长达到所述第二预设时长时所述闪蒸器内的液位高度未降至所述第一预设高度，则关闭所述电控阀并且以第二预设速率调小所述第二节流阀的开度。

在采用上述技术方案的情况下，空调系统包括压缩机、第一节流阀、闪蒸器、两端分别通过第一连管和第二连管连接至压缩机的排气口和第一节流阀的进口的冷凝器、两端分别通过第三连管和第四连管连接至第一节流阀的出口和压缩机的吸气口的蒸发器，闪蒸器的进口和液体出口分别通过第五连管和第六连管连接至第二连管与第三连管，闪蒸器的气体出口通过第七连管连接至压缩机的补气口，第五连管上设置有第二节流阀，第六连管上设置有常闭状态的电控阀以及允许从闪蒸器向第三连管导通的单向阀，闪蒸器内设置有液位传感器。控制方法包括：控制压缩机加载运行；获取压缩机的电流变化率以及蒸发器内的蒸发压力；根据电流变化率和蒸发压力选择性地开启第二节流阀。这样，当加载速度较快并且蒸发压力低于设定值的情况下，开启第二节流阀，使得冷凝器流出的液态冷媒的一部分流入闪蒸器内蒸发后气态冷媒从压缩机的补气口进入压缩机，对压缩机实现补气，避免出现吸气压力过低的情况，进而避免压缩机在开机后制冷加载运行过程中出现因吸气压力过低发出低压报警故障而影响正常运行的情况，保证空调系统的正常运行。

在第二方面，本发明还提供了一种空调系统，所述空调系统包括：存储器；处理器；以及计算机程序，所述计算机程序存储于所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现上述技术方案中任一项所述的空调系统的控制方法。

需要说明的是，该空调系统具有上述空调系统的控制方法的全部技术效果，在此不再赘述。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明一种冷水机组的空调系统的结构示意图；

图2是本发明第一种实施例的冷水机组的空调系统的控制方法的步骤图；

图3是本发明第二种实施例的冷水机组的空调系统的控制方法的步骤图；

图4是本发明第三种实施例的冷水机组的空调系统的控制方法的步骤图。

附图标记列表：

1、压缩机；2、冷凝器；31、第一节流阀；32、第二节流阀；4、蒸发器；5、闪蒸器；51、液位传感器；61、单向阀；62、电磁阀；71、第一连管；72、第二连管；73、第三连管；74、第四连管；75、第五连管；76、第六连管；77、第七连管。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，下面描述的实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

基于背景技术提到的现有冷水机组在过渡季节或者水温较低的工况下制冷运行时容易因吸气压力过低发出低压报警故障而影响正常运行的问题，本发明提供了一种空调系统的控制方法。空调系统包括压缩机、第一节流阀、闪蒸器、两端分别通过第一连管和第二连管连接至压缩机的排气口和第一节流阀的进口的冷凝器、两端分别通过第三连管和第四连管连接至第一节流阀的出口和压缩机的吸气口的蒸发器，闪蒸器的进口和液体出口分别通过第五连管和第六连管连接至第二连管与第三连管，闪蒸器的气体出口通过第七连管连接至压缩机的补气口，第五连管上设置有第二节流阀，第六连管上设置有常闭状态的电控阀以及允许从闪蒸器向第三连管导通的单向阀，闪蒸器内设置有液位传感器。在压缩机开机后加载运行时，检测压缩机的电流变化率以及蒸发器内的蒸发压力，根据电流变化率和蒸发器内的蒸发压力选择性地开启第二节流阀。例如，当电流变化率大于预设变化率并且蒸发压力小于预设压力时开启第二节流阀。也就是说，当压缩机加载速度超过一定速度并且蒸发压力小于预设压力时，极容易出现压缩机的吸气压力过低的情况，此时开启第二节流阀，冷凝器流出的液态冷媒的一部分进入闪蒸器闪蒸变成气态冷媒进入压缩机的补气口，从而避免压缩机出现吸气压力过低的情况，进而避免了在制冷加载运行过程中因压缩机吸气压力过低发出低压报警故障的情况，保证了空调系统的正常运行。

下面参照图1至图4来对本发明的空调系统的控制方法进行介绍。其中，图1是本发明一种冷水机组的空调系统的结构示意图；图2是本发明第一种实施例的冷水机组的空调系统的控制方法的步骤图；图3是本发明第二种实施例的冷水机组的空调系统的控制方法的步骤图；图4是本发明第三种实施例的冷水机组的空调系统的控制方法的步骤图。

如图1所示，本发明的冷水机组的空调系统包括压缩机1、冷凝器2、第一节流阀31、蒸发器4和闪蒸器5，冷凝器2的两端分别通过第一连管71和第二连管72连接至压缩机1的排气口和第一节流阀31的进口，蒸发器4的两端分别通过第三连管73和第四连管74连接至第一节流31的出口和压缩机1的吸气口。闪蒸器5的进口和液体出口分别通过第五连管75和第六连管76连接至第二连管72与第三连管73，闪蒸器5的气体出口通过第七连管77连接至压缩机1的补气口，第五连管75上设置有第二节流阀32，第六连管76上设置有单向阀61以及常闭状态的电控阀(如电磁阀62)，单向阀61允许从闪蒸器5向第三连管73导通，闪蒸器5内设置有液位传感器51。

如图2所示，在本发明的第一种实施例中，空调系统的控制方法包括以下步骤：

开机；

步骤S100、控制压缩机加载运行。

步骤S200、获取压缩机的电流变化率以及蒸发器内的蒸发压力。

步骤S310、判断是否电流变化率大于等于预设变化率并且蒸发压力小于预设压力，若是则执行步骤S320，若否则执行步骤S330。

步骤S320、开启第二节流阀。在步骤S320之后，执行步骤S200。

步骤S330、使第二节流阀处于关闭状态。

具体而言，在开机之前，第二节流阀32处于关闭状态。在开机后，控制压缩机1按照设定的加载程序加载运行。在此过程中，获取压缩机1的电流变化率以及蒸发器4内的蒸发压力。如果电流变化率小于预设变化率(如5％)并且/或者蒸发压力大于等于预设压力(如250kpa)，则使第二节流阀32处于关闭状态。如果电流变化率大于等于预设变化率(如5％)并且蒸发压力小于预设压力(如250kpa)，说明压缩机1的加载速度较快并且蒸发压力较低，此时压缩机1极易出现吸气压力过低的情况，此时开启第二节流阀32，使得冷凝器2流出的液态冷媒中的一部分经第二节流阀32节流降压后流入闪蒸器5内，该部分冷媒在闪蒸器5内闪蒸变成气态冷媒经第七连管77从压缩机1的补气口进入。之后继续获取压缩机1的电流变化率和蒸发器4内的蒸发压力，并判断电流变化率与预设变化率的大小以及蒸发压力与预设压力的大小，直至电流变化率小于预设变化率(如5％)并且/或者蒸发压力大于等于预设压力(如250kpa)，此时关闭第二节流阀32。

通过这样的设置，在压缩机1开机后制冷加载运行过程中，根据压缩机1的电流变化率和蒸发器4的蒸发压力选择性对压缩机1进行补气，能够避免压缩机1出现吸气压力过低的情况，并且还能避免不分情形地进行补气容易造成排气温度和排气压力过大的情况发生。第一节流阀31和第二节流阀32的设置，能够更好地控制有效参与循环的冷媒的量以及补气量，从而兼顾不同工况下空调系统的效率，避免液态冷媒蒸发不完全导致压缩机1发生液击的情况。

需要说明的的是，预设变化率为5％、预设压力为250kpa仅是一种示例性的描述，在实际应用中，可以根据空调系统的规格参数适应性地调整，如预设变化率可以是3％、4％或6％等，预设压力可以是240kpa、245kpa或260kpa等。另外，电控阀也可以是微型电机控制开闭的阀门。

如图3所示，在本发明的第二种实施例中，空调系统的控制方法包括以下步骤：

开机；

步骤S010、控制压缩机以预设部分负荷运行。

例如，控制压缩机1以25％满载负荷运行。

步骤S020、获取闪蒸器内的液位高度。

步骤S030、判断液位高度是否小于第一预设高度，若是则执行步骤S100，若否则执行步骤S040。

步骤S040、控制电控阀打开。在步骤S040之后，执行步骤S020。

步骤S100、控制压缩机加载运行。

步骤S200、获取压缩机的电流变化率以及蒸发器内的蒸发压力。

步骤S310、判断是否电流变化率大于等于预设变化率并且蒸发压力小于预设压力，若是则执行步骤S320，若否则执行步骤S330。

步骤S320、开启第二节流阀。在步骤S320之后，执行步骤S200。

步骤S330、使第二节流阀处于关闭状态。

也就是说，在第一种实施例的基础上，开机后先控制压缩机1以部分负荷运行，在压缩机1以部分负荷运行的过程中，获取闪蒸器5内的液位高度。如果液位高度小于第一预设高度，则控制压缩机1加载运行。如果液位高度不小于第一预设高度(如总高度的25％)，说明闪蒸器5内存储有较多的液态冷媒，此时控制电磁阀62打开，使得闪蒸器5内的液态冷媒流入蒸发器4内，直到闪蒸器5内的液位高度低于第一预设高度才关闭电磁阀62，从而避免在压缩机1增压阶段进行补气时进入补气口的气态冷媒携带冷媒液滴造成液击的情况出现，并且能够随着压缩机1的加载，能够使闪蒸器5内过多的冷媒在蒸发器4内蒸发后被压缩机1压缩后排入冷凝器2，使得高压管段和低压管段内建立更合适的压差，提高空调系统的运行效率。

需要说明的是，在步骤S010中，控制压缩机1以25％满载负荷运行仅是一种示例性的描述，在实际应用中可以对其作出调整，以便适应具体的应用场合，如可以控制压缩机1以20％满载负荷运行、控制压缩机1以30％满载负荷运行或者控制压缩机1以33％满载负荷运行等。

优选地，步骤S320中“开启第二节流阀”具体为：从关闭状态以第一预设速率(如4％/秒)增大第二节流阀的开度直至第一预设开度(60％)。通过这样的设置，能够逐渐增多对压缩机1的补气量，避免第二节流阀32由关闭状态突然打开至预设开度时补气量过多可能造成压缩机1排气温度和排气压力过高的情况。

需要说明的是，第一预设速率为4％/秒、第一预设开度为60％也是一种示例性的描述，在实际应用中可以对其作出调整，如第一预设速率可以是2％/秒、3％/秒或4.5％/秒等，第一预设开度可以是50％、55％或62％。

如图4所示，在本发明的第三种实施例中，空调系统的控制方法包括以下步骤：

开机；

步骤S010、控制压缩机以预设部分负荷运行。

例如，控制压缩机1以25％满载负荷运行。

步骤S020、获取闪蒸器内的液位高度。

步骤S030、判断液位高度是否小于第一预设高度，若是则执行步骤S100，若否则执行步骤S040。

步骤S040、控制电控阀打开。在步骤S040之后，执行步骤S020。

步骤S100、控制压缩机加载运行。

步骤S200、获取压缩机的电流变化率以及蒸发器内的蒸发压力。

步骤S310、判断是否电流变化率大于等于预设变化率并且蒸发压力小于预设压力，若是则执行步骤S320，若否则执行步骤S330。

步骤S320、开启第二节流阀。在步骤S320之后，执行步骤S200。

步骤S330、使第二节流阀处于关闭状态。

步骤S410、在压缩机满载运行第一预设时长后，使第二节流阀处于第二预设开度，并检测闪蒸器内的液位高度。

步骤S420、判断液位高度是否大于第二预设高度，若是则执行步骤S430，若否则执行步骤S440。其中，第二预设高度大于第一预设高度。

步骤S430、使电控阀间断式开启。在步骤S430之后，执行步骤S410。

步骤S440、使电控阀处于关闭状态。

也就是说，在第二实施例的基础上，在压缩机1加载至满负荷并且满负荷运行第一预设时长(如60s)后，使第二节流阀32处于第二预设开度(如50％)，同时检测闪蒸器5内的液位高度，如果液位高度大于第二预设高度(如55％)，则控制电磁阀62间断式开启(如以“开启1s-关闭5s-开启1s”的形式间断式开启)。如果液位高度不大于第二预设高度，则使电磁阀62处于关闭状态。

通过这样的设置，在压缩机1加载至满载一定时长后，打开第二节流阀32，通过闪蒸器5将一部分液态冷媒闪蒸成气态冷媒后流入压缩机1的补气口，提高空调系统的运行效率。在闪蒸器5内的液态冷媒较多的情况下，间断式开启电磁阀62，使得闪蒸器5内的液态冷媒以间断式地流出蒸发器4内，避免进入补气口的气态冷媒携带冷媒液滴造成液击的情况出现。

优选地，如果在电磁阀62间断式开启的时长不超过第二预设时长(如24s)时检测到闪蒸器5内的液位高度降至第一预设高度(如25％)，则关闭电磁阀62。如果在电磁阀62间断式开启的时长达到第二预设时长(如24s)时闪蒸器5内的液位高度仍未降至第一预设高度(如25％)，则关闭电磁阀62并且以第二预设速率(如4％/秒)调小第二节流阀32的开度，在此过程中如果闪蒸器5内的液位高度降低至第一预设高度(如25％)，则停止减小第二节流阀32的开度，否则直至减小至最小开度。

通过这样的设置，能够使空调系统运行更加稳定，提高空调系统的运行稳定性。

需要说明的是，第一预设时长为60s、第二预设开度为50％、第二预设高度为55％、第二预设速率为4％也是一种示例性的描述，在实际应用中可以对其作出调整，如第一预设时长可以是50s、55s或70s等，第二预设开度为40％、45％或55％等，第二预设高度为50％、60％或62％等，第二预设速率为2％、5％或6％等。

此外，本发明还提供了一种空调系统，该空调系统包括存储器、处理器以及存储于存储器中的计算机程序，该计算机程序被配置为由处理器执行以实现上述任一项实施例的空调系统的控制方法。

需要说明的是，上述实施例中的存储器包括但不限于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、易失性存储器、非易失性存储器、串行存储器、并行存储器或寄存器等，处理器包括但不限于CPLD/FPGA、DSP、ARM处理器、MIPS处理器等。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空调系统的控制方法，其特征在于，所述空调系统包括压缩机、第一节流阀、闪蒸器、两端分别通过第一连管和第二连管连接至所述压缩机的排气口和所述第一节流阀的进口的冷凝器、两端分别通过第三连管和第四连管连接至所述第一节流阀的出口和所述压缩机的吸气口的蒸发器，所述闪蒸器的进口和液体出口分别通过第五连管和第六连管连接至所述第二连管与所述第三连管，所述闪蒸器的气体出口通过第七连管连接至所述压缩机的补气口，所述第五连管上设置有第二节流阀，所述第六连管上设置有常闭状态的电控阀以及允许从所述闪蒸器向所述第三连管导通的单向阀，所述闪蒸器内设置有液位传感器；所述控制方法包括：

控制所述压缩机加载运行；

获取所述压缩机的电流变化率以及所述蒸发器内的蒸发压力；

根据所述电流变化率和所述蒸发压力选择性地开启所述第二节流阀；

“根据所述电流变化率和所述蒸发压力选择性地开启所述第二节流阀”的步骤具体包括：

若所述电流变化率不小于预设变化率并且所述蒸发压力小于预设压力值，则开启所述第二节流阀；

若所述电流变化率小于所述预设变化率或者所述蒸发压力不小于所述预设压力值，则使所述第二节流阀处于关闭状态。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“开启所述第二节流阀”的步骤具体包括：

从关闭状态以第一预设速率增大所述第二节流阀的开度直至第一预设开度。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的控制方法，其特征在于，在“控制所述压缩机加载运行”的步骤之前，所述控制方法还包括：

开机后控制所述压缩机以预设部分负荷运行；

获取所述闪蒸器内的液位高度；

若所述闪蒸器内的液位高度小于第一预设高度，才执行“控制所述压缩机加载运行”的步骤。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

若所述闪蒸器内的液位高度不小于所述第一预设高度，则控制所述电控阀打开，直至所述闪蒸器内的液位高度小于所述第一预设高度。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在所述压缩机满负荷运行第一预设时长后，使所述第二节流阀处于第二预设开度，同时检测所述闪蒸器内的液位高度；

若所述闪蒸器内的液位高度大于第二预设高度，则使所述电控阀间断式开启；

其中，所述第二预设高度大于所述第一预设高度。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

若所述电控阀间断式开启的时长不超过第二预设时长时所述闪蒸器内的液位高度降至所述第一预设高度，则关闭所述电控阀。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

若所述电控阀间断式开启的时长达到所述第二预设时长时所述闪蒸器内的液位高度未降至所述第一预设高度，则关闭所述电控阀并且以第二预设速率调小所述第二节流阀的开度。

8.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括：

存储器；

处理器；以及

计算机程序，所述计算机程序存储于所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现权利要求1至7中任一项所述的空调系统的控制方法。