CN104913459A - 制冷空调冷媒流量实时控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制冷空调冷媒流量实时控制方法及装置，所述方法包括：计算膨胀阀的第一开启步数；若压缩机实际运行为满负荷运行，则根据所述膨胀阀的第一开启步数控制机组供液量；若压缩机实际运行为部分负荷运行，则根据所述膨胀阀的第一开启步数计算膨胀阀的第二开启步数或其修正值，根据所述膨胀阀的述第二开启步数或其修正值控制机组的供液量。本发明所述制冷空调冷媒流量实时控制方法及装置，通过计算膨胀阀在压缩机实际负荷运行时的开启步数，对电子膨胀阀开度进行实时调整，以达到精确控制***冷媒流量的目的，其优点是控制更精确，保证机组的可靠、稳定运行。

Description

制冷空调冷媒流量实时控制方法及装置

技术领域

本发明属于中央空调机组控制技术领域，主要涉及空调机组的冷媒流量实时控制方法及装置。

背景技术

目前，满液式或降膜式冷水/热泵机组普遍采用压缩机吸气过热度作为电子膨胀阀的反馈信号进行供液控制，这种控制方法比较适合于干式冷水/热泵这类压缩机吸气过热度较大(2-5℃)的机组，但对于满液式或降膜式冷水/热泵这类压缩机吸气过热度很小甚至为零的机组却存在控制精度和稳定性难以保证的缺陷。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种制冷空调冷媒流量实时控制方法及装置。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种制冷空调冷媒流量实时控制方法，所述方法包括：

计算膨胀阀的第一开启步数；

若压缩机实际运行为满负荷运行，则根据所述膨胀阀的第一开启步数控制机组供液量；

若压缩机实际运行为部分负荷运行，则根据所述膨胀阀的第一开启步数计算膨胀阀的第二开启步数或其修正值，根据所述膨胀阀的述第二开启步数或其修正值控制机组的供液量。

根据本发明，所述膨胀阀的第一开启步数为压缩机满负荷运行时的开启步数；所述膨胀阀的第二开启步数为压缩机部分负荷运行时的开启步数。

根据本发明，所述膨胀阀的第一开启步数，根据制热工况和制冷工况的开启步数和吸排气压差计算而得。

优选的，所述吸排气压差根据排气压力实测值与名义吸气压力计算而得，其中，所述名义吸气压力等于名义蒸发温度对应的制冷剂饱和压力。

根据本发明，在75％和50％能级下，当理论负荷与实际负荷不同时，对所述膨胀阀的第二开启步数进行修正。

根据本发明，通过控制膨胀阀的开启步数控制机组的供液量；首先，设定膨胀阀开启步数的最大值与最小值；若计算得到的膨胀阀的第一开启步数或所述膨胀阀的述第二开启步数或其修正值大于所述膨胀阀的开启步数的最大值，则控制膨胀阀的实际开启步数等于所述膨胀阀的开启步数的最大值；若计算得到的膨胀阀的第一开启步数或所述膨胀阀的述第二开启步数或其修正值小于所述膨胀阀的开启步数的最小值，则控制膨胀阀的实际开启步数等于所述膨胀阀的开启步数的最小值。

为实现上述方法，本发明还提供一种制冷空调冷媒流量实时控制装置，包括控制模块、压力检测模块和温度检测模块；其中，

所述控制模块用于处理温度和压力数据，并根据处理结果控制压缩机的启动和膨胀阀的开闭；

所述压力检测模块，用于采集蒸发器和冷凝器的压力数据；

所述温度检测模块，用于采集蒸发器和冷凝器的温度数据。

优选的，所述装置还包括人机交互模块，用于实现人机交互。

优选的，所述压力检测模块包括高压压力传感器和低压压力传感器，分别与所述控制模块的模拟量输入端口连接，用于采集蒸发器的压力值和冷凝器的压力值。

优选的，所述温度检测模块包括蒸发器出水温度传感器和冷凝器出水温度传感器，分别与所述控制模块的温度数据输入端口连接，用于采集蒸发器出水温度和冷凝器的出水温度。

如上所述，本发明所述制冷空调冷媒流量实时控制方法及装置，通过计算膨胀阀在压缩机实际负荷运行时的开启步数，对电子膨胀阀开度进行实时调整，以达到精确控制***冷媒流量的目的，其优点是控制更精确，保证机组的可靠、稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例1提供的压缩机满负荷运行时，机组冷媒流量的流程图。

图2为本发明实施例2提供的制冷空调冷媒流量实时控制装置的结构示意图。

图3为本发明实施例2提供的压缩机部分负荷运行时，机组冷媒流量的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图3。须知，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

根据***实时采集到的蒸发器出水温度Teo，计算出名义蒸发温度Te＝Teo-2，再根据排气压力实测值与名义吸气压力计算出吸排气压差x＝P_d-P_s，(P_d为排气压力实测值；Ps为名义吸气压力，其值等于Te对应的制冷剂饱和压力)。

根据制热工况和制冷工况的膨胀阀的理论开启步数和吸排气压差，通过式(1)计算膨胀阀在压缩机满负荷运行时的开启步数y，

$y=\frac{n_1-n_2}{d_1-d_2}x+n_1-\frac{n_1-n_2}{d_1-d_2}{d}_1---\left(1\right),$

其中，d1制冷工况下的吸排气压差，n1为制冷工况下的电子膨胀阀开启步数，d2为制热工况下的吸排气压差，n2为制热工况下的电子膨胀阀开启步数，x为实测吸排气压差。

若压缩机实际运行为满负荷运行，则由式(1)计算得到的膨胀阀在压缩机满负荷运行时的开启步数y和膨胀阀开启步数限值控制机组的供液量。首先，设定膨胀阀开启步数的最大值与最小值；若y大于膨胀阀的开启步数的最大值，则控制膨胀阀的实际开启步数等于膨胀阀的开启步数的最大值；若y小于膨胀阀的开启步数的最小值，则控制膨胀阀的实际开启步数等于膨胀阀的开启步数的最小值，从而可以实时控制冷媒流量。

实施例2

一种采用新型的冷媒流量实时控制算法的控制器，包括人机交互单元、程序控制器、高压压力传感器、低压压力传感器、蒸发器出水温度传感器和冷凝器出水温度传感器，如图2所示，其中，人机交互单元与程序控制器连接，高压压力传感器、低压压力传感器、蒸发器出水温度传感器和冷凝器出水温度传感器均分别与程序控制器电路连接。

使用时，将蒸发器出水温度传感器连接到空调的蒸发器上，冷凝器出水温度传感器连接到冷凝器上，高压压力传感器连接到蒸发器上，低压压力传感器连接到冷凝器上。程序控制器根据采集到的温度和压力值，采用如下方法对机组的供液量进行控制。

采用实施例1的方法计算膨胀阀在压缩机满负荷运行时的开启步数y，然后计算膨胀阀在压缩机部分负荷运行时的开启步数。膨胀阀冷量占膨胀阀全开冷量百分比bx可以根据程序控制器中内置的y-bx数据(膨胀阀性能曲线数据)得到；若程序控制器中没有内置的y-bx数据，也可以根据式(2)计算得到，

bx＝(A1y²-B1y+C1)/1000      (2)，

其中，A1、B1、C1为将y等于不同开启步数时，根据膨胀阀性能曲线在y点步数时的冷量，再与膨胀阀全开时的冷量进行比较，计算得到一组相对应的bx的值，再将上述数据填入excel表格中，拟合曲线得出A1、B1、C1，然后将式(2)内置于程序控制器中，根据不同的y值计算bx。

当bx计算值＜0时，取bx＝0；当bx计算值＞1时，取bx＝1。当0≤bx≤1时，bx为式(2)计算所得值。

假设当前能级为u(1.00≥u≥0.00)，则部分负荷膨胀阀冷量占全开时的冷量百分比k＝bx·u，

根据式(3)计算电子膨胀阀在压缩机部分负荷运行时的开启步数y_p，

y_p＝(A2k³+B2k²+C2k+D2)/1000      (3)

其中A2、B2、C2、D2为将yp等于不同开启步数时，根据膨胀阀性能曲线得到的bx值，将bx值代入k＝bx·u中，得到yp对应的k值，再将用上述方法的得到的一组数据填入excel表格中，拟合曲线得出A2、B2、C2、D2，yp为膨胀阀开启步数，计算结果取整数；将式(3)内置于程序控制器中，根据不同的k值计算yp。

当k<0.1时，令yp＝0；当k>0.97时，令yp＝膨胀阀最大开启步数。当0.1≤k≤0.97时，yp的值为通过式(3)计算出的值。

当75％和50％能级的实际负荷并不是75％和50％，为了使计算结果更加准确，在满足下列条件的情况下，应对yp根据实际情况进行修正，修正方法如下：

当蒸发温度实测值S1_temp≤T1℃时(T1为设定值，该值为经验值，范围可在0-12℃之间进行设置)，并且蒸发器出水温度与实测蒸发温度的差值Teo-S1_temp≥T2℃(T2为设定值，该值为经验值，范围可在1-10℃之间进行设置)，通过式(4)对式(3)计算得出的yp值进行修正，修正后的电子膨胀阀开启步数yz为：

yz＝yp*(1+S)        (4)

其中T_bl为小温差修正比例带；M为电子膨胀阀开启步数修正限值，均为经验值。

为了更能精确的控制电子膨胀阀的开启步数，从而控制供液量，需要设置膨胀阀开启步数的限制，其中最大值为y_max和最小值为y_min。

只要压缩机开启，须保证y_min≤yz(或yp)≤y_max。如果yz(或yp)≤y_min，则令yz(或yp)＝y_min，如果yz(或yp)≥y_max，则令yz(或yp)＝y_max。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种制冷空调冷媒流量实时控制方法，其特征在于，所述方法包括：

计算膨胀阀的第一开启步数；

若压缩机实际运行为满负荷运行，则根据所述膨胀阀的第一开启步数控制机组供液量；

若压缩机实际运行为部分负荷运行，则根据所述膨胀阀的第一开启步数计算膨胀阀的第二开启步数或其修正值，根据所述膨胀阀的述第二开启步数或其修正值控制机组的供液量；

其中，所述膨胀阀的第一开启步数为压缩机满负荷运行时的开启步数；所述膨胀阀的第二开启步数为压缩机部分负荷运行时的开启步数。

2.如权利要求1所述制冷空调冷媒流量实时控制方法，其特征在于，所述膨胀阀的第一开启步数，根据制热工况和制冷工况的开启步数和吸排气压差计算而得。

3.如权利要求2所述制冷空调冷媒流量实时控制方法，其特征在于，所述吸排气压差根据排气压力实测值与名义吸气压力计算而得，其中，所述名义吸气压力等于名义蒸发温度对应的制冷剂饱和压力。

4.如权利要求1所述制冷空调冷媒流量实时控制方法，其特征在于，在75％和50％能级下，当理论负荷与实际负荷不同时，对所述膨胀阀的第二开启步数进行修正。

5.如权利要求4所述制冷空调冷媒流量实时控制方法，其特征在于，通过控制膨胀阀的开启步数控制机组的供液量；首先，设定膨胀阀开启步数的最大值与最小值；若计算得到的膨胀阀的第一开启步数或所述膨胀阀的述第二开启步数或其修正值大于所述膨胀阀的开启步数的最大值，则控制膨胀阀的实际开启步数等于所述膨胀阀的开启步数的最大值；若计算得到的膨胀阀的第一开启步数或所述膨胀阀的述第二开启步数或其修正值小于所述膨胀阀的开启步数的最小值，则控制膨胀阀的实际开启步数等于所述膨胀阀的开启步数的最小值。

6.一种制冷空调冷媒流量实时控制装置，其特征在于，包括控制模块、压力检测模块和温度检测模块；其中，

所述控制模块用于处理温度和压力数据，并根据处理结果控制压缩机的启动和膨胀阀的开闭；

所述压力检测模块，用于采集蒸发器和冷凝器的压力数据；

所述温度检测模块，用于采集蒸发器和冷凝器的温度数据。

7.如权利要求6所述制冷空调冷媒流量实时控制装置，其特征在于，所述装置还包括人机交互模块，用于实现人机交互。

8.如权利要求6所述制冷空调冷媒流量实时控制装置，其特征在于，所述压力检测模块包括高压压力传感器和低压压力传感器，分别与所述控制模块的模拟量输入端口连接，用于采集蒸发器的压力值和冷凝器的压力值。

9.如权利要求6所述制冷空调冷媒流量实时控制装置，其特征在于，所述温度检测模块包括蒸发器出水温度传感器和冷凝器出水温度传感器，分别与所述控制模块的温度数据输入端口连接，用于采集蒸发器出水温度和冷凝器的出水温度。