CN115930497B - 制冷机组控制方法、控制系统、空调器及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制冷机组控制方法、控制系统、空调器及控制装置，涉及空调器技术领域，解决了现有技术中存在的直通式油分离器靠压差回油，当机组高压差运行时，油分离器内的润滑油快速回到压缩机，易造成回油串气的技术问题。该控制方法包括如下内容：检测回油管油温T_回油；判断回油管油温T_回油温度的高低；若判断回油管油温T_回油为高温，则控制回油电磁阀关闭；若判断回油管油温T_回油为低温，则控制回油电磁阀打开。本发明用于保证机组在高压差运行过程中回油可靠性，以尽量避免回油串气，提高机组的稳定性。

Description

制冷机组控制方法、控制系统、空调器及控制装置

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，尤其是涉及一种制冷机组控制方法、控制系统、空调器及控制装置。

背景技术

目前低温制冷机组应用于低温冷库，库温一般都是-20℃或者更低，蒸发温度达到-30℃以下，随着蒸发温度的降低，油的粘度增大，回油可靠性为低温机组的重点关注点。为了避免系统中蒸发侧的回油困难，一般在系统设计过程中在高压侧增加油分离器，保证压缩机排出的油可以顺利的回到压缩机，有效的防止压缩机的油大量排放到系统低压侧，这种方法虽然能保证常规工况机组回油的可靠性。但是针对机组如高压差工况、化霜工况等恶劣工况还有以下问题无法得到完善：

1、一般高压侧回油一般回到压缩机吸气管，回油温度一般比吸气温度高50～100℃，机组回油的过程中造成压缩机吸气口温度上升，吸气比容变大，吸气质量流量变小，从而导致低温机组制冷量降低；

2、当低温机组完成化霜后再次进行制冷过程中，蒸发侧大量液体进行压缩机，造成压缩机排油率上升，压缩机润滑油会随着制冷剂排出压缩机外部，造成压缩机化霜切换过程中压缩机排油量增大，存在安全隐患；

3、当机组进行高压差工况运行时，直通式油分离器靠压差回油，由于此时压差大，油分内的润滑油快速回到压缩机，造成回油串气，从而进一步导致机组吸气温度高、排气温度高，造成一定安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制冷机组控制方法、控制系统、空调器及控制装置，解决了现有技术中存在的直通式油分离器靠压差回油，当机组高压差运行时，油分离器内的润滑油快速回到压缩机，易造成回油串气的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种制冷机组控制方法，包括如下内容：检测回油管油温T_回油；判断回油管油温T_回油温度的高低；若判断回油管油温T_回油为高温，则控制回油电磁阀关闭；若判断回油管油温T_回油为低温，则控制回油电磁阀打开。

进一步地，若T_回油<T_压油+ΔT,则判断油管油温T_回油为低温；若T_回油≥T_压油+ΔT,则判断油管油温T_回油为高温；其中，ΔT为系统预设值，T_压油为检测的压缩机油温。

进一步地，在判断回油管油温T_回油温度的高低之前，先检测压缩机启动时间，若压缩机启动时间为T₁,再判断回油管油温T_回油温度的高低；其中，T₁为系统预设值。

进一步地，所述制冷机组控制方法还包括如下内容：确定压缩机吸气过热度SH；依据吸气过热度SH与过热度设定值T_设定得到过热度偏差e；根据过热度偏差e控制电子膨胀阀的开合度。

进一步地，所述依据吸气过热度SH与过热度设定值T_设定得到过热度偏差e，具体包括如下内容：当环境温度≥T₂且冷库温度≤T₃时,过热度偏差e＝吸气过热度SH-过热度设定值T_设定*D；当环境温度＜T₂或冷库温度＞T₃时,过热度偏差e＝吸气过热度SH-过热度设定值T_设定。

本发明提供一种用于实现所述制冷机组控制方法的控制系统，包括压缩机、油分离器以及气液分离器，所述油分离器以及所述气液分离器均与所述压缩机相连接，所述油分离器与所述压缩机之间设置回油管路，所述回油管路的部分区段绕设在所述气液分离器的外表面上。

进一步地，所述回油管路上的回油毛细管绕设在所述气液分离器的外表面且靠近所述气液分离器的下端。

进一步地，所述回油管路上设置回油电磁阀以及回油温度传感器，所述压缩机的底部设置压油温度传感器，所述回油电磁阀、所述回油温度传感器以及所述压油温度传感器均与所述控制系统的控制器相连接。

本发明提供一种空调器，包括所述的控制系统。

本发明提供一种控制装置，包括：检测模块，用于检测回油管油温；判断模块，用于判断回油管油温T_回油温度的高低；操控模块，用于控制回油电磁阀的开关。

本发明具有的有益效果如下：本发明通过检测回油管油温T_回油，来对回油电磁阀的开关进行控制。当判断回油管油温T_回油为高温时，则认为有高温冷媒进入回油管导致油温升高，因此，为避免高温气体进入压缩机吸气口，则控制关闭回油电磁阀；当判断回油管油温T_回油为低温时，则认为油分离器内有润滑油、未出现高温冷媒进入回油管，则控制回油电磁阀打开。通过如上方法对回油电磁阀进行控制，保证机组在高压差运行过程中回油可靠性，以尽量避免回油串气，提高机组的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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他的附图。

图1是本发明实施例提供的控制系统的原理图；

图2是本发明实施例提供的制冷机组控制方法的流程图。

图中1-压缩机；2-油分离器；3-翅片换热器；4-蒸发器；5-气液分离器；6-四通换向阀；7-干燥过滤器；8-电子膨胀阀；9-吸气截止阀；10-供液截止阀；11-毛细管；12-过滤器；13-电磁阀；14-回油电磁阀；15-单向阀；16-压油温度传感器；17-回油温度传感器；18-吸气感温包和吸气压力传感器；19-排气温度传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

为了避免系统中蒸发侧的回油困难，一般在制冷系统的高压侧增加油分离器2，保证压缩机1排出的油可以顺利的回到压缩机1，有效的防止压缩机1的油大量排放到系统低压侧。由于直通式油分离器靠压差回油，压差越大回油越快，当回油量大于压缩机油排出量时，油分离器2内将没有润滑油，由于压差作用高温高压的气体就会通过回油管路进入压缩机吸气口，从而造成压缩机吸气温度高排气温度高，造成回油串气，从而进一步导致机组吸气温度高、排气温度高，影响机组运行的可靠性。

基于上述问题，本发明提供了一种制冷机组控制方法，包括如下内容：检测回油管油温T_回油；判断回油管油温T_回油温度的高低；若判断回油管油温T_回油为高温，则控制回油电磁阀14关闭；若判断回油管油温T_回油为低温，则控制回油电磁阀14打开。

当与油分离器2的回油管存在串气时，会导致回油温度偏高。基于此，本发明通过检测回油管油温T_回油，来对回油电磁阀14的开关进行控制。当判断回油管油温T_回油为高温时，则认为有高温冷媒进入回油管导致油温升高，因此，为避免高温气体进入压缩机1吸气口，则控制关闭回油电磁阀14；当判断回油管油温T_回油为低温时，则认为油分离器2内有润滑油，未出现高温冷媒进入回油管，则控制回油电磁阀14打开。通过如上方法对回油电磁阀14进行控制，保证机组在高压差运行过程中回油可靠性，以尽量避免回油串气，提高机组的稳定性。

这里，要说明的是，现有对回油电磁阀的控制，通常采用固定周期进行开启，即每间隔设定时间控制回油电磁阀开启预设时间，容易出现回油串气。

关于对回油管油温T_回油高温和低温的判断，具体可如下：若T_回油<T_压油+ΔT,则判断回油管油温T_回油为低温；若T_回油≥T_压油+ΔT,则判断回油管油温T_回油为高温；其中，ΔT为系统预设值，T_压油为检测的压缩机油温。

参见图1，回油管上设置回油温度传感器17，回油温度传感器17用于检测回油管油温T_回油；在压缩机底部设置有压油温度传感器16，压油温度传感器16用于检测压缩机油温T_压油。当T_回油<T_压油+ΔT，则判断回油管油温T_回油为低温；当T_回油≥T_压油+ΔT，则判断回油管油温T_回油为高温。

关于ΔT，为系统预设值，可通过实验，得到合理的ΔT值。压油温度传感器16检测压缩机底部油温，由于压缩机底部润滑油未经过压缩，一般情况下与回油管处油温存在约50℃的温差。而当系统压差过大，回油管出现串气的情况时，此时回油管检测到的温度接近排气温度(一般在105℃以上)，此时T_回油与T_压油存在60℃以上的温差。因此为了保证检测精准度的同时又不能发生误判的情况，△T取值推荐为10～60℃。

另外，在判断回油管油温T_回油温度的高低之前，先检测压缩机启动时间，若压缩机启动时间为T₁时,再判断回油管油温T_回油温度的高低；其中，T₁为系统预设值，且不同的制冷机组，T₁可不同。

实施例2：

与实施例1不同的是，制冷机组控制方法还包括以下内容：确定压缩机吸气过热度SH；依据吸气过热度SH与过热度设定值T_设定得到过热度偏差e；根据过热度偏差e控制电子膨胀阀的开合度。

参见图1，机组存在吸气感温包和吸气压力传感器18，吸气感温包和吸气压力传感器18检测吸气温度和吸气压力，吸气过热度SH＝吸气温度-蒸发温度，其中，蒸发温度为吸气压力对应的饱和温度。依据吸气过热度SH与过热度设定值T_设定得到过热度偏差e；根据过热度偏差e控制电子膨胀阀8的开合度，即制冷过程中根据过热度偏差e，通过PID调节机组调节电子膨胀阀8的开度以调节热度，以用于保证蒸发器的制冷效果。

关于依据吸气过热度SH与过热度设定值T_设定得到过热度偏差e，具体包括如下内容：当环境温度≥T₂且冷库温度≤T₃时,过热度偏差e＝吸气过热度SH-过热度设定值T_设定*D；当环境温度＜T₂或冷库温度＞T₃时,过热度偏差e＝吸气过热度SH-过热度设定值T_设定。

关于过热度偏差e，当计算的过热度偏差为负值时，此时根据电子膨胀阀调节的PID公式计算出的电子膨胀阀变化步数也为负值，即膨胀阀关小；反之，计算出的结果为正值，则说明膨胀阀需开大。

关于D,为衰减系数，D的取值小于1。当环境温度≥T₂且冷库温度≤T₃时,由于内环温度过低导致低压侧压力骤降，而由于外环温度过高导致高压侧压力久居不下，此时高低压压差过大，容易导致回油串气的情况。为加快系统调节速度，同时需避免系统带液运行，此时过热度设定值T_设定乘以一小于1的系数，即减小系统过热度。当减小幅度以最终保证系统仍有T_设定低℃的过热度时，D的取值为T_设定低/T_设定。比如，当减小幅度以最终保证系统仍有约3℃的过热度时，即D≈3/T_设定。

关于过热度偏差e与电子膨胀阀8的开度情况，为现有技术，这里不做赘述。通常电子膨胀阀8每间隔T秒调节一次，控制器每间隔1秒计算系统的吸气过热度(吸气压力和蒸发器出温度)，计算前5秒内系统的吸气过热度平均值，通过吸气过热度平均值与过热度设定值T_设定得到过热度偏差e。

实施例3：

本发明提供一种控制系统，包括压缩机1、油分离器2以及气液分离器5，油分离器2以及气液分离器5均与压缩机1相连接，油分离器2与压缩机1之间设置回油管路，回油管路的部分区段绕设在气液分离器5的外表面上。优选回油管路上的回油毛细管绕设在气液分离器5的外表面且靠近气液分离器的下端。

将回油毛细管均匀的缠绕固定在气液分离器5下表面，当机组化霜运行结束后重新进入制冷运行后，气液分离器5内由于化霜后蒸发器4的液体进入气液分离器5，导致气液分离器5中存在大量液体制冷剂，易出现液态制冷剂进入压缩机1内，如果机组长时间带液运行(即液态制冷剂进入压缩机1内)会导致机组跑油，从而造成压缩机磨损。本发明通过回油毛细管与气液分离器5的换热，一方面可以加快气液分离器5内液体快速蒸发，避免压缩机长时间带液运行造成的压缩机磨损，同时可以充分的降低回油温度，避免吸气温度过高，吸气比容变大，吸气流量变低造成的机组制冷量降低。

回油管路上设置回油电磁阀14以及回油温度传感器17，压缩机1的底部设置压油温度传感器16，回油电磁阀14、回油温度传感器17以及压油温度传感器16均与控制系统的控制器相连接。回油管上设置回油温度传感器17，回油温度传感器17用于检测回油管油温T_回油；在压缩机底部设置有压油温度传感器16，压油温度传感器16用于检测压缩机油温T_压油。控制装置通过分析回油温度传感器17以及压油温度传感器16检测的信号，控制回油电磁阀14的开关状况。

参见图1，示意出了控制系统的原理图。控制系统包括压缩机1、油分离器2、翅片换热器3、蒸发器4、气液分离器5、四通换向阀6、干燥过滤器7、电子膨胀阀8、吸气截止阀9、供液截止阀10、毛细管11、过滤器12、电磁阀13、回油电磁阀14、单向阀15、压油温度传感器16、回油温度传感器17、吸气感温包和吸气压力传感器18、排气温度传感器19，主要运行原理如下：

(1)当机组制冷运行时，四通换向阀6为断电状态，四通换向阀6的DC相连、ES相通，压缩机1排出的高温高压气体经过油分离器2，油分离器2经过油气分离后，高温高压制冷剂经四通换向阀C管进入翅片换热器3冷凝，油分离器2分离出来的冷冻油经过回油电磁阀14和回油毛细管后进入吸气管回到压缩机1，翅片换热器3出来的高温高压液体经过电子膨胀阀8进行节流为低温低压的两相流气液混合物，经过蒸发器4进行换热，变为低压过热气体，再经过四通换向阀6经过气分后进入压缩机1，完成制冷循环；

(2)当化霜运行时，四通换向阀6通电状态，四通换向阀6的DE相连、SC相通，压缩机1排出的高温高压气体经过油分离器2，高温高压气体经过四通换向阀E管进入蒸发器4进行化霜，油分离器2分离出来的冷冻油经过回油电磁阀14和回油毛细管后进入吸气管回到压缩机1，化霜后的液体经过电子膨胀阀8节流，低温低压两相流进入翅片换热器3蒸发后再经过四通换向阀6的SC进入气液分离器5回到压缩机1实现整个化霜循环。

一种空调器，包括本发明提高的控制系统。由于上文中已具体详述了控制系统，所以，这里不做过多赘述。

一种控制装置，包括：检测模块，用于检测回油管油温；判断模块，用于判断回油管油温T_回油温度的高低；操控模块，用于控制回油电磁阀14的开关。关于控制装置包括的各模块，具体的作用已在实施例1的控制方法中具体描述，这里就不做过多赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种制冷机组控制方法，其特征在于，包括如下内容：

检测回油管油温T_回油；

判断回油管油温T_回油温度的高低；

若判断回油管油温T_回油为高温，则控制回油电磁阀关闭；

若判断回油管油温T_回油为低温，则控制回油电磁阀打开；

若T_回油<T_压油+ΔT,则判断回油管油温T_回油为低温；若T_回油≥T_压油+ΔT,则判断回油管油温T_回油为高温；

其中，ΔT为系统预设值，T_压油为检测的压缩机油温。

2.根据权利要求1所述的制冷机组控制方法，其特征在于，在判断回油管油温T_回油温度的高低之前，先检测压缩机启动时间，若压缩机启动时间为T₁,再判断回油管油温T_回油温度的高低；

其中，T₁为系统预设值。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的制冷机组控制方法，其特征在于，所述制冷机组控制方法还包括如下内容：

确定压缩机吸气过热度SH；

依据吸气过热度SH与过热度设定值T_设定得到过热度偏差e；

根据过热度偏差e控制电子膨胀阀的开合度。

4.根据权利要求3所述的制冷机组控制方法，其特征在于，所述依据吸气过热度SH与过热度设定值T_设定得到过热度偏差e，具体包括如下内容：

当环境温度≥T₂且冷库温度≤T₃时,过热度偏差e＝吸气过热度SH-过热度设定值T_设定*D；

当环境温度＜T₂或冷库温度＞T₃时,过热度偏差e＝吸气过热度SH-过热度设定值T_设定。

5.一种用于实现权利要求1-4中任一项所述制冷机组控制方法的控制系统，包括压缩机、油分离器以及气液分离器，所述油分离器以及所述气液分离器均与所述压缩机相连接，所述油分离器与所述压缩机之间设置回油管路，其特征在于，所述回油管路的部分区段绕设在所述气液分离器的外表面上。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述回油管路上的回油毛细管绕设在所述气液分离器的外表面且靠近所述气液分离器的下端。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述回油管路上设置回油电磁阀以及回油温度传感器，所述压缩机的底部设置压油温度传感器，所述回油电磁阀、所述回油温度传感器以及所述压油温度传感器均与所述控制系统的控制器相连接。

8.一种空调器，其特征在于，包括权利要求5-7中任一项所述的控制系统。

9.一种控制装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测回油管油温；

判断模块，用于判断回油管油温T_回油温度的高低；

操控模块，用于控制回油电磁阀的开关。