CN103629873A - 双级压缩空调***的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双级压缩空调***的控制方法，包括步骤：S100：采集吸气温度T1、蒸发器管壁温度T2、压缩机补气口温度T3和一级节流后温度T4的温度参数；S200：根据采集到的温度，判断吸气过热度△sh吸气是否在设定范围内；若在设定范围内，则进入步骤S300；若不在设定的范围内，则调第一节流装置的开度；若未调至设定范围，则调第二节流装置的开度，然后再调第一节流装置的开度，直到设定范围；S300：判断补气过热度△sh补气是否在设定范围，若在设定的范围内，则节流装置开度不变正常工作；若不在设定范围则调节第二节流装置的开度，直到设定范围，然后返回步骤S100～S200。其提高了空调***的性能和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及制冷领域，特别是涉及一种双级压缩空调***的控制方法。
背景技术
目前，空调产品在国家能效提升政策的促进下，节能性能比以往更好了，随着变频空调的出现，对启动后快速降温、升温，环境温度的平稳控制都比定速空调有了明显的进步，而且，变频技术可以避免频繁的停机和启动，对节能和压缩机的可靠性都有较好的优势。虽然变频空调器在节能和舒适性上比定速空调有了很明显的进步，但是，在一些恶劣极端的天气条件下，还是有一些不足。例如：高温制冷量、超低温制热量等，无法完全满足消费者的需求。双级压缩空调***通过补气增焓能够克服以上缺点，但是，如果不对***的补气状态或者换热器的能力进行控制，则在有些条件下性能反而会降低。例如，在低温环境下，蒸发温度过低时，压缩机的压缩比增大会引起排气温度过高，导致空调***容易出现回液，严重时会使压缩机损坏，因此，控制方法仍需进一步完善。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种科学、合理的双级压缩空调***的控制方法，本发明实现上述目的所采用的技术方案是：
一种双级压缩空调***的控制方法，所述双级压缩空调***包括由压缩机、四通阀、第二换热器、闪蒸器和第一换热器以工质管依次连接形成循环回路，第一换热器与闪蒸器之间设置有第一节流装置，第二换热器与闪蒸器之间设置有第二节流装置，压缩机与闪蒸器之间设置有调节阀，通过所述第一节流装置和第二节流装置对吸气过热度和补气过热度进行调节，包括以下步骤：
S100:采集吸气温度T1、第一换热器管壁温度T2、压缩机补气口温度T3和一级节流后温度T4的温度参数；
S200:根据采集到的温度，判断吸气过热度△sh吸气是否在设定范围内，其中△sh吸气=T1-T2；若在设定范围内，则进入步骤S300；
若不在设定的范围内，则调节第一节流装置的开度；若调节不到设定范围，则调节第二节流装置的开度，然后再调节第一节流装置的开度，直至达到设定范围；
S300：判断补气过热度△sh补气是否在设定范围，其中△sh补气=T3-T4，若在设定的范围内，则节流装置开度不变正常工作；若不在设定范围则调节第二节流装置的开度，直至达到设定范围，然后返回运行步骤S100～S200。
较优地，所述步骤S200包括如下步骤：
判断△sh吸气是否在0.5℃～10℃的范围内；
当0.5℃≤△sh吸气≤10℃，则转到S300;
当△sh吸气<0.5℃，调小第一节流装置的开度，若达不到设定范围，则调小第二节流装置的开度，然后再调小第一节流装置的开度；
当△sh吸气〉10℃，调大第一节流装置的开度；若达不到设定范围，则调大第二节流装置的开度；然后再调节第一节流装置的开度。
较优地，所述步骤S200包括如下步骤：
判断△sh吸气是否在1℃～8℃的范围内；
当1℃≤△sh吸气≤8℃，则转到S300;
当△sh吸气<1℃，调小第一节流装置的开度，若达不到设定范围，则调小第二节流装置的开度，然后再调小第一节流装置的开度；
当△sh吸气〉8℃，调大第一节流装置的开度；若达不到设定范围，则调大第二节流装置的开度；然后再调节第一节流装置的开度。
较优地，所述步骤S300包括如下步骤：
判断补气过热度△sh补气是否在0.5℃～10℃的范围内；
当0.5℃≤△sh补气≤10℃时，则各节流装置开度不变；
当△sh补气<0.5℃时，调小第二节流装置的开度，直到0.5℃≤△sh补气≤10℃；
当△sh补气〉10℃时，调大第二节流装置的开度，直到0.5℃≤△sh补气≤10℃。
较优地，所述步骤S300包括如下步骤：
判断补气过热度△sh补气是否在1℃～5℃的范围内；
当1℃≤△sh补气≤5℃时，则各节流装置开度不变；
当△sh补气<1℃时，调小节流阀7b的开度，直到1℃≤△sh补气≤5℃；
当△sh补气＞5℃时，调大节流阀7b的开度，直到1℃≤△sh补气≤5℃。
较优地，所述工质管为吸气管、排气管和/或补气管。
较优地，所述吸气管的直径D1、排气管的直径D2和/或补气管的直径D3之间的关系如下：
D1〉D2〉D3，0.3<D3/D1<0.9,0.5<D2/D1<1。
较优地，所述压缩机与所述闪蒸器之间的连接管路中串联调节阀，所述调节阀用于控制所述闪蒸器内的液位，使所述闪蒸器内的液位高度不超过所述闪蒸器内部高度的1/2。
较优地，所述调节阀为电磁阀或电子膨胀阀。
较优地，所述第一节流装置和第二节流装置为电子膨胀阀。
较优地，所述温度T2为所述第一换热器中部温度或靠近入口端部的温度。
本发明的有益效果是：本发明通过对双级增焓***压缩机的吸气过热度和补气过热度进行控制调节，保证了***的过热度控制在较佳范围内，提高了空调***的性能和可靠性，使得双级压缩空调***通过补气增焓不仅能满足名义条件下的能力和能效要求，而且在高温制冷和超低温制热条件下均高于一般空调***。
附图说明
图1为本发明实施例空调***的示意图；
图2为本发明的控制方法一实施例的流程图；
图3为过热度与COP关系变化曲线图；
其中，
1压缩机；11吸气管；12补气管；13排气管；2四通阀；3第二换热器；4第一换热器；5闪蒸器；6.调节阀；7a第一节流装置；7b第二节流装置；
T1吸气温度；T2第一换热器管壁温度，T3压缩机补气口温度；T4一级节流后温度，T1-T2为吸气过热度△sh吸气，T3-T4为补气过热度△sh补气。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的双级压缩空调***的控制方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，一种双级压缩空调***，包括压缩机1、四通阀2、第一换热器4、第二换热器3、第一节流装置7a、第二节流装置7b、闪蒸器5，闪蒸器5包括第一通液口、第二通液口和通气口；第一节流装置7a和第二节流装置7b均为电子膨胀阀；
压缩机1的高压端、低压端分别通过排气管13和回气管11与四通阀2的其中两个端口连通，第一换热器4、第二换热器3的第一侧分别通过回气管11和排气管13与四通阀2的另两个端口连通，第一换热器4、第二换热器3的第二侧分别通过两个排气管13与闪蒸器5的第一通液口、第二通液口联通，第一节流装置7a、第二节流装置7b分别设置于两个排气管13上，第一节流装置7a串联于第一换热器4与闪蒸器5之间的通路中，第二节流装置7b串联于第二换热器3与闪蒸器5之间的通路中，闪蒸器5的通气口通过补气管12与压缩机1的补气口连通，在补气管12上设置有调节阀6，优选的，调节阀6为电磁阀或电子膨胀阀。
在双级压缩空调***中，吸气管11的直径D1、排气管13的直径D2和补气管12的直径D3之间的关系如下：D1〉D2〉D3；0.3<D3/D1<0.9,0.5<D2/D1<1。
双级空调***具有两种工作模式，分别为制冷模式和制热模式。
在制冷模式下，换热工质在压缩机1的作用下，经过四通阀2进入第二换热器3（即冷凝器），并经第二节流装置7b节流，该节流为一级节流，一级节流后的换热工质通过闪蒸器5的第一通液口进入闪蒸器，闪蒸器5的内腔上部的换热工质不断吸热闪发，闪发的气态换热工质通过闪蒸器5顶部的通气口流入压缩机1的补气端，闪蒸器5的内腔下部的换热工质放热后温度降低，形成过冷液态的换热工质，过冷液态的换热工质通过闪蒸器5的第二通液口进入第一节流装置7a，经过第一节流装置7a节流后进入第一换热装置4(即蒸发器)，最后通过四通阀2流回压缩机1；
在制热模式下，换热工质在压缩机1的作用下，经四通阀2进入第一换热装置4（即冷凝器），并经过第一节流装置7a节流，该节流为一级节流，一级节流后的换热工质通过闪蒸器5的第二通液口进入闪蒸器5，闪蒸器5的内腔上部的换热工质不断吸热闪发，闪发的气态换热工质通过闪蒸器5的内腔顶部的通气口流入压缩机1的补气端，闪蒸器5的内腔下部的换热工质放热后温度降低，形成过冷液态的换热工质，过冷液态的换热工质通过闪蒸器5的第一通液口进入第二节流装置7b，经第二节流装置7b节流后进入第二换热器3(即蒸发器)，最后通过四通阀2流回压缩机1，***通过两级压缩增焓，提高了空调***的运行性能。
参照图2，在双级压缩空调***的运行过程中，采用的控制方法包括以下步骤：
S100:采集吸气温度T1、第一换热器管壁温度T2、压缩机补气口温度T3和一级节流后温度T4的温度参数；
S200:根据采集到的温度，判断吸气过热度△sh吸气是否在设定范围内，其中△sh吸气=T1-T2；若在设定范围内，则进入步骤S300；
若不在设定的范围内，则调节第一节流装置7a的开度；若调节不到设定范围，则调节第二节流装置7b的开度，然后再调节第一节流装置7a的开度，直至达到设定范围；
S300：判断补气过热度△sh补气是否在设定范围，其中△sh补气=T3-T4，若在设定的范围内，则节流装置开度不变正常工作；若不在设定范围则调节第二节流装置7b的开度，直到设定范围，然后返回运行步骤S100～S200。
优选的，作为一种可实施方式，所述步骤S200包括如下步骤：
判断△sh吸气是否在0.5℃～10℃（K）的范围内；
当0.5℃≤△sh吸气≤10℃，则转到S300;
当△sh吸气<0.5℃，调小第一节流装置7a的开度，若达不到设定范围，则调小第二节流装置7b的开度，然后再调小第一节流装置7a的开度；
当△sh吸气〉10℃，调大第一节流装置7a的开度；若达不到设定范围，则调大第二节流装置7b的开度；然后再调节第一节流装置7a的开度。
优选的，作为一种可实施方式，所述步骤S200包括如下步骤：
判断△sh吸气是否在1℃～8℃的范围内；
当1℃≤△sh吸气≤8℃，则转到S300;
当△sh吸气<1℃，调小第一节流装置7a的开度，若达不到设定范围，则调小第二节流装置7b的开度，然后再调小第一节流装置7a的开度；
当△sh吸气〉8℃，调大第一节流装置7a的开度；若达不到设定范围，则调大第二节流装置7b的开度；然后再调节第一节流装置7a的开度；
优选的，作为一种可实施方式，所述步骤S300包括如下步骤：判断补气过热度△sh补气是否在0.5℃～10℃的范围内；
当0.5℃≤△sh补气≤10℃时，则各节流装置开度不变；
当△sh补气<0.5℃时，调小第二节流装置7b的开度，直到0.5℃≤△sh补气≤10℃；
当△sh补气〉10℃时，调大第二节流装置7b的开度，直到0.5℃≤△sh补气≤10℃。
优选的，作为一种可实施方式，所述步骤S300包括如下步骤：
判断补气过热度△sh补气是否在1℃～5℃的范围内；
当1℃≤△sh补气≤5℃时，则各节流装置开度不变；
当△sh补气<1℃时，调小第二节流装置7b的开度，直到1℃≤△sh补气≤5℃；
当△sh补气〉5℃时，调大第二节流装置7b的开度，直到1℃≤△sh补气≤5℃。
在双级压缩空调***运行过程中，调节阀6用于控制所述闪蒸器内的液位，使闪蒸器5内的液位高度不超过闪蒸器5内部高度的1/2。
所述温度T2为蒸发器中部的温度或靠近入口端部的温度。
过热度与COP关系变化曲线如图3所示，从图中可以看出，补气过热度和吸气过热度在1到N范围内，***能效比处于最佳范围，N值的取值范围为5～10。
通过吸气和补气过热度的控制，保证***过热度，提高***性能，避免液击造成的可靠性问题；通过吸气和补气过热度的控制，保证在各种条件下***性能均处于一个最佳范围，起到节能的效果。
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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种双级压缩空调***的控制方法，所述双级压缩空调***包括由压缩机、四通阀、第二换热器、闪蒸器和第一换热器以工质管依次连接形成循环回路，第一换热器与闪蒸器之间设置有第一节流装置，第二换热器与闪蒸器之间设置有第二节流装置，压缩机与闪蒸器之间设置有调节阀，通过所述第一节流装置和第二节流装置对吸气过热度和补气过热度进行调节，其特征在于，包括以下步骤：
S100:采集吸气温度T1、第一换热器管壁温度T2、压缩机补气口温度T3和一级节流后温度T4的温度参数；
S200:根据采集到的温度，判断吸气过热度△sh吸气是否在设定范围内，其中△sh吸气=T1-T2；若在设定范围内，则进入步骤S300；
若不在设定的范围内，则调节第一节流装置的开度；若调节不到设定范围，则调节第二节流装置的开度，然后再调节第一节流装置的开度，直至达到设定范围；
S300：判断补气过热度△sh补气是否在设定范围，其中△sh补气=T3-T4，若在设定的范围内，则节流装置开度不变正常工作；若不在设定范围则调节第二节流装置的开度，直至达到设定范围，然后返回运行步骤S100～S200。
2.根据权利要求1所述的双级压缩空调***的控制方法，其特征在于，所述步骤S200包括如下步骤：
判断△sh吸气是否在0.5℃～10℃的范围内；
当0.5℃≤△sh吸气≤10℃，则转到S300;
当△sh吸气<0.5℃，调小第一节流装置的开度，若达不到设定范围，则调小第二节流装置的开度，然后再调小第一节流装置的开度；
当△sh吸气〉10℃，调大第一节流装置的开度；若达不到设定范围，则调大第二节流装置的开度；然后再调节第一节流装置的开度。
3.根据权利要求1所述的双级压缩空调***的控制方法，其特征在于，所述步骤S200包括如下步骤：
判断△sh吸气是否在1℃～8℃的范围内；
当1℃≤△sh吸气≤8℃，则转到S300;
当△sh吸气<1℃，调小第一节流装置的开度，若达不到设定范围，则调小第二节流装置的开度，然后再调小第一节流装置的开度；
当△sh吸气〉8℃，调大第一节流装置的开度；若达不到设定范围，则调大第二节流装置的开度；然后再调节第一节流装置的开度。
4.根据权利要求2所述的双级压缩空调***的控制方法，其特征在于，所述步骤S300包括如下步骤：
判断补气过热度△sh补气是否在0.5℃～10℃的范围内；
当0.5℃≤△sh补气≤10℃时，则各节流装置开度不变；
当△sh补气<0.5℃时，调小第二节流装置的开度，直到0.5℃≤△sh补气≤10℃；
当△sh补气〉10℃时，调大第二节流装置的开度，直到1℃≤△sh补气≤10℃。
5.根据权利要求3所述的双级压缩空调***的控制方法，其特征在于，所述步骤S300包括如下步骤：
判断补气过热度△sh补气是否在1℃～5℃的范围内；
当1℃≤△sh补气≤5℃时，则各节流装置开度不变；
当△sh补气<1℃时，调小节流阀7b的开度，直到1℃≤△sh补气≤5℃；
当△sh补气＞5℃时，调大节流阀7b的开度，直到1℃≤△sh补气≤5℃。
6.根据权利要求1至5任一项所述的双级压缩空调***的控制方法，其特征在于：
所述工质管为吸气管、排气管和/或补气管。
7.根据权利要求6所述的双级压缩空调***的控制方法，其特征在于：
所述吸气管的直径D1、排气管的直径D2和/或补气管的直径D3之间的关系如下：
D1〉D2〉D3，0.3<D3/D1<0.9,0.5<D2/D1<1。
8.根据权利要求1至5任一项所述的双级压缩空调***的控制方法，其特征在于：
所述压缩机与所述闪蒸器之间的连接管路中串联调节阀，所述调节阀用于控制所述闪蒸器内的液位，使所述闪蒸器内的液位高度不超过所述闪蒸器内部高度的1/2。
9.根据权利要求8所述的双级压缩空调***的控制方法，其特征在于：
所述调节阀为电磁阀或电子膨胀阀。
10.根据权利要求1至5任一项所述的双级压缩空调***的控制方法，其特征在于：
所述第一节流装置和第二节流装置为电子膨胀阀。
11.根据权利要求1至5任一项所述的双级压缩空调***的控制方法，其特征在于：
所述温度T2为所述第一换热器中部温度或靠近入口端部的温度。
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