CN107940843A - 一种变频压缩机降低压缩比的控制方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变频压缩机降低压缩比的控制方法与装置，涉及空调技术领域。通过采集压缩机的工作数据，然后并计算出压缩机的压缩比，当压缩机的压缩比大于额定压缩比时，计算压缩机的排气过热度，最后依据该排气过热度调节电子膨胀阀的开度。本发明提供的变频压缩机降低压缩比的控制方法与装置具有在不降低压缩机性能的前提下达到了降低压缩机的压缩比的优点。

Description

一种变频压缩机降低压缩比的控制方法与装置

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种变频压缩机降低压缩比的控制方 法与装置。

背景技术

在变频压缩机运行过程中，当压缩比增大会严重影响压缩机的可靠性。第 一会使压缩机的输气系数降低，输气量减少，导致制冷量下降。第二会使压缩 机的排气温度上升，缸体的温度上升，影响机器运动部件的润滑，有可能造成 冷冻机油的结碳现象，最终造成缺油压机卡缸。第三会使液态制冷剂节流引起 的损失增大，在节流后产生的蒸汽增多，使单位制冷量减少，循环的制冷系数 降低。第四会使压缩机余隙容积再膨胀，效率降低，效率曲线平坦。

压缩比是排气绝对压力(MPa)和吸气绝对压力(MPa)的比值。在一般情况下 压缩机生产商要求空调运行过程中压缩比在2～8以内。当压缩比小于2，或者 大于8都是超出压缩机可靠运行的范围。

而在制冷领域尤其是空调产品的使用过程中，在某些特殊的工况也要运行， 例如俄罗斯地区，室内使用暖气，室外温度很低，所以有些客户也要空调来提 高室内温度；或者一些特定的场合，例如KTV、歌厅、舞厅等场合。外侧环境 温度偏低，但是室内温度偏高，这个时候客户也要靠空调来制冷。当空调在这 些工况下运行时就会出现压缩机的压缩比过高的现象，若不及时进行调节，则 最终会影响空调的使用寿命。

目前普遍采用的降低压缩机的压缩比的方式为降低压缩机的频率，从而达 到有效的降低压缩机的压缩比的效果。但是，通过降低压缩机频率的方式虽然 能够有效地降低压缩机的压缩比，但由于压缩机的工作频率直接决定了空调的 制冷或者制热的能力，所以在降低压缩机的压缩比的同时，会直接降低空调的 性能。

如何解决上述问题，是本领域技术人员关注的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种变频压缩机降低压缩比的控制方法，以解 决现有技术中在降低变频压缩机的压缩比的同时会降低空调的性能的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种变频压缩机降低压缩比的控制方法，所述变频压缩机降 低压缩比的控制方法包括：

采集一变频压缩机的排气压力、吸气压力以及排气温度；

依据所述排气压力与所述吸气压力计算所述变频压缩机的压缩比；

当所述压缩比大于预设的额定压缩时，依据所述排气温度与饱和温度计算 所述压缩机的排气过热度；其中，所述饱和温度依据所述排气压力与预设定的 饱和温度曲线得出；

依据所述排气过热度调节一电子膨胀阀的开度，以将所述变频压缩机的压 缩比降低至第一压缩比。

相对于现有技术，本发明所述的变频压缩机降低压缩比的控制方法具有以 下优势：

本发明提供的变频压缩机降低压缩比的控制方法通过采集压缩机相关参 数，然后计算出压缩比，若计算出的压缩比大于预设的额定压缩比，则计算出 压缩机的排气过热度，并根据过热度调节电子膨胀阀的开度，从而降低该变频 压缩机的压缩比。由于压缩机的压缩比为排气压力与吸气压力的比值，当增大 电子膨胀阀时，能够提升***的吸气压力，从而达到降低压缩比的效果。并且 由于本发明通过调节电子膨胀阀的开度来实现降低压缩比的效果，而并未控制 压缩机的频率降低，所以不会降低压缩机的性能，实现了在不降低压缩机性能 的前提下达到了降低压缩比的效果。

本发明的另一目的在于提出一种变频压缩机降低压缩比的控制装置，所述 变频压缩机降低压缩比的控制装置包括：

数据采集单元，用于采集一变频压缩机的排气压力、吸气压力以及排气温 度；

压缩比计算单元，用于依据所述排气压力与所述吸气压力计算所述变频压 缩机的压缩比；

排气过热度计算单元，用于当所述压缩比大于预设的额定压缩比时，依据 所述排气温度与饱和温度计算所述压缩机的排气过热度；其中，所述饱和温度 依据所述排气压力与预设定的饱和温度曲线得出；

电子膨胀阀调节单元，用于依据所述排气过热度调节一电子膨胀阀的开度， 以将所述变频压缩机的压缩比降低至第一压缩比。

所述变频压缩机降低压缩比的控制装置与上述变频压缩机降低压缩比的控 制装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图 中：

图1为本发明实施例所述的变频压缩机降低压缩比的控制方法的部分流程 图。

图2为本发明实施例所述的变频压缩机降低压缩比的控制方法的另一部分 流程图。

图3为本发明实施例所述的变频压缩机降低压缩比的控制装置的部分模块 示意图。

图4为本发明实施例所述的变频压缩机降低压缩比的控制装置的另一部分 模块示意图。

附图标记说明：

100-变频压缩机降低压缩比的控制装置；110-数据采集单元；120-压缩比计 算单元；130-判断单元；140-排气过热度计算单元；150-电子膨胀阀调节单元； 160-降频控制单元；170-降频停止单元；180-升频控制单元；190-升频停止单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在空调内包括控制器，控制器能够控制压缩机进行升频或者降频，同时控 制电子膨胀阀的工作，即本发明实施例提供的变频压缩机降频控制装置嵌设于 空调的控制器中。

请参阅图1与图2，图1示出了本发明实施例提供的变频压缩机降频控制 方法的流程图，下面对图1所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S101，采集一变频压缩机的排气压力、吸气压力以及排气温度。

在压缩机的工作过程中，如果压缩比过高，则导致压缩机损坏，从而影响 压缩机的使用寿命，所以需要在实际使用过程中，当压缩机的压缩比过高时， 需降低压缩机的压缩比，以保证压缩机在正常压缩比的状态下工作。所以，为 了判断在工作过程中的压缩机的压缩比是否高于了额定压缩比，需首先采集相 应的压缩机的数据。其中，压缩机的排气压力指压缩机排气口处的压力，通过 设置于压缩机排气口处的压力传感器可检测出；压缩机的吸气压力指压缩机吸 气口处的压力，通过设置于压缩机吸气口处的压力传感器可检测出。

需要说明的是，本实施例所述的压缩机均为变频压缩机。

步骤S102，依据所述排气压力与所述吸气压力计算所述变频压缩机的压缩 比。

在采集了压缩机的相关数据后，需根据压缩机的数据计算出压缩机的压缩 比。压缩机的压缩比可以通过算式pd+1/ps+1计算出，其中，pd为压缩机的排 气压力，ps为压缩机的吸气压力。

步骤S103，判断所述压缩比是否大于预设定的额定压缩比，如果是，则执 行步骤S104。

每台压缩机在工作时，均会有一额定压缩比，若压缩机工作时的压缩比超 过该额定压缩比，则在运行过程中可能会对压缩机造成循坏。在本实施例中， 额定压缩比为7.5，当然地，在其它的一些实施例中，根据压缩机的性能的不同， 额定压缩比可能也存在差异，本实施例对此并不做任何限定。若压缩机工作时 的压缩比小于或等于额定压缩比，则控制压缩机继续工作，无需对压缩机的压 缩比进行调节。

步骤S104，依据所述排气温度与饱和温度计算所述压缩机的排气过热度。

当压缩的压缩比高于了额定压缩比后，压缩机可能会在工作过程中损坏， 需对压缩机的压缩比进行调节，即控制压缩机的压缩比降低。目前，普遍通过 控制压缩机降低运行频率的方式控制压缩比降低。但是，由于压缩机的运行频 率直接影响压缩机的工作能力，即制冷或制热的能力，有鉴于此，本实施例通 过控制电子膨胀阀的开度的方式，以使压缩机的吸气压力升高，从而达到控制 压缩比降低的效果。

在控制电子膨胀阀的开度时，控制器需根据排气过热度通控制电子膨胀阀 的开度。所以，本实施例依据公式TDSH＝C1-C2计算压缩机的排气过热度；其 中，TDSH表示变频压缩机的排气过热度，C1表示变频压缩机的排气温度，C2 表示变频压缩机的饱和温度，且所述饱和温度根据所述排气压力与预设定的饱 和温度曲线得出。

步骤S105，依据所述排气过热度调节一电子膨胀阀的开度，以将所述变频 压缩机的压缩比降低至第一压缩比。

由于随着电子膨胀阀的开度逐渐变大，压缩机的排气温度会下降，同时压 缩机的饱和温度会升高，从而使得排气过热度会逐渐下降。同时，电子膨胀阀 的开度逐渐变大，吸气压力也会逐渐变大，从而降低了压缩比。即在降低压缩 机的压缩比的过程中，排气过热度是逐渐降低的，同时，为了使调节电子膨胀 阀的速度与排气过热度匹配，本实施例在调节电子膨胀阀时，控制电子膨胀阀 的开度逐渐变大的速度会随着排气过热度的降低而降低。

具体地，在本实施例中，通过排气过热度调节电子膨胀阀的开度的具体过 程为：

当所述排气过热度的值位于第一过热度区间时，按第三预设速度调节所述 电子膨胀阀的开度；当所述排气过热度的值位于第二过热度区间时，按第四预 设速度调节所述电子膨胀阀的开度；当所述排气过热度的值位于第三过热度区 间时，按第五预设速度调节所述电子膨胀阀的开度；当所述排气过热度的值位 于第四过热度区间时，按第六预设速度调节所述电子膨胀阀的开度。

在本实施例中，第一过热度区间为TDSH≥25度，第二过热度区间为25 度﹥TDSH≥20度；第三过热度区间为20度﹥TDSH≥15度；第四过热度区间 为15度﹥TDSH﹥10度；第五过热度区间为10度≥TDSH；第三预设速度为 5PLS/20S；第四预设速度为5PLS/30S；第五预设速度为5PLS/45S；第六预设速 度为5PLS/60S。当然地，在其它的一些实施例中，过热度区间与预设速度也可 以为其它值，本实施例对此并不做任何限定。

步骤S106，判断所述排气过热度是否小于预设定的极限排气过热度，如果 是，则执行步骤S107，如果否，则返回步骤S105。

由于排气过热度的值表征了压缩机的可靠性，所以若排气过热度的值过小， 则压缩机的可靠性将不足，容易出现故障。有鉴于此，在实际应用中，需预设 定一极限排气过热度，当压缩机的排气过热度降至该极限排气过热度时，需停 止继续降低压缩机的排气过热度，以保证压缩机的可靠性。在本实施例中，该 预设的迹象排气过热度的值即为第五过热度区间的最大值。

步骤S107，控制所述电子膨胀阀停止调节。

当在调节膨胀阀时，压缩机的排气过热度已经等于或小于极限排气过热度， 则此时需控制电子膨胀阀停止调节，即停止继续开大电子膨胀阀，以保证压缩 机的可靠性，此时压缩机的压缩比即调节为第一压缩比。

步骤S108，判断所述第一压缩比是否大于预设的额定压缩比，如果是，则 执行步骤S109，如果否，则结束流程。

当通过调节电子膨胀阀的方式调节压缩比后，可能会出现调节后的压缩比 依旧大于额定压缩比，例如，通过调节电子膨胀阀的开度，将压缩机的压缩比 从8降至7.6，而预设定的压缩机的额定压缩比为7.5，则需进一步降低压缩机 的压缩比。

步骤S109，控制所述变频压缩机按第一预设定速度进行降频，以将所述变 频压缩机的压缩比继续降至第二压缩比。

若通过调节电子膨胀阀的方式调节后的压缩比无法抵御额定压缩比，则需 通过降频的方式进一步降低压缩比，即通过降频的方式将压缩比降至第二压缩 比。同时，需要说明的是，由于需达到尽快将压缩比降至额定压缩比范围内的 目的，需控制压缩机以较大的速度进行降频，本实施例中控制压缩机以每分钟 降低当前频率的5％的速度进行降频。

步骤S110，判断所述第二压缩比是否小于或等于预设的安全压缩比，如果 是，则执行步骤S111，如果否，则返回步骤S109。

当通过降频的方式将压缩比降至额定压缩比范围内后，需停止降频过程， 所以本实施例中还预设定有安全压缩比，该安全压缩比小于额定压缩比。由于 压缩机在额定压缩比的状态下工作为最优工作状态，所以当压缩机的压缩比大 于额定压缩比后，需降低压缩比。但由于降低在利用降频的方式降低压缩比时， 由于降频速度较快，所以导致压缩机的压缩机在降至额定压缩比后，会由于惯 性的原因持续下降，即使得压缩机不能一额定压缩比进行工作。

有鉴于此，本实施例通过设置安全压缩比的方式，以较大的第一预设速度 将压缩比降至小于或等于安全压缩比后，再控制压缩机以较低的第二预设速度 进行升频，使得压缩机在此升频至额定压缩比时进行工作。本实施例中的额定 压缩比为7.5，安全压缩比为7。

步骤S111，控制所述变频压缩机停止降频。

当压缩机在降频过程中，压缩机的压缩比降至小于或等于安全压缩比时， 则可控制压缩机停止降频。

步骤S112，控制所述变频压缩机按第二预设速度进行升频，以提升所述变 频压缩机的压缩比。

当将压缩机的压缩比降至小于或等于安全压缩比后，为了使压缩机处于较 高的性能状态下进行工作，需再次控制压缩机进行升频，同时，压缩机升频时 的第二预设速度小于降频时的第一预设速度。在本实施例中，压缩机以1hz/30s 的速度进行升频。

步骤S113，判断所述变频压缩机的压缩比是否提升至等于预设的所述额定 压缩比，如果是，则执行步骤S114，如果否，则返回步骤S112。

在压缩机逐渐升频的过程中，压缩比也在逐渐增大，当压缩机的压缩比升 至额定压缩比时，则可控制压缩机停止升频。同时，需要说明的是，由于此时 压缩机以低速进行升频，所以能够准确停在额定压缩比的位置。

步骤S114，控制所述变频压缩机停止升频。

当压缩机的压缩比升至额定压缩比时，则可控制压缩机停止升频，以使压 缩机以额定压缩比进行工作。

需要说明的是，本实施例提供的变频压缩机降低压缩比的方法，实质上利 用调节电子膨胀阀的开度以及降频压缩机的工作频率的方式共同达到降低压缩 机压缩比的效果。且若通过调节电子膨胀阀的开度即可将压缩机的压缩比降至 额定压缩比范围内，则无需再降低压缩机的工作频率，从而达到了使压缩机始 终以较高的频率进行工作，保证了压缩机的工作能力。

第二实施例

请参阅图3与图4，是本发明较佳实施例提供的图1所示的变频压缩机降 低压缩比的控制装置100的功能单元示意图。需要说明的是，本实施例所提供 的变频压缩机降低压缩比的控制装置100，其基本原理及产生的技术效果和上 述实施例相同，为简要描述，本发明实施例部分未提及之处，可参考上述的实 施例中相应内容。所述变频压缩机降低压缩比的控制装置100包括数据采集单 元110、压缩比计算单元120、判断单元130、排气过热度计算单元140、电子 膨胀阀调节单元150、降频控制单元160、降频停止单元170、升频控制单元180、 升频停止单元190。

数据采集单元110，用于一变频压缩机的排气压力、吸气压力以及排气温 度。

可以理解的，通过数据采集单元110可执行步骤S101。

压缩比计算单元120，用于依据所述排气压力与所述吸气压力计算所述变 频压缩机的压缩比。

可以理解的，通过压缩比计算单元120可执行步骤S102。

判断单元130，用于判断所述压缩比是否大于预设定的额定压缩比。

可以理解的，通过判断单元130可执行步骤S103。

排气过热度计算单元140，用于依据所述排气温度与饱和温度计算所述压 缩机的排气过热度。

可以理解的，通过排气过热度计算单元140可执行步骤S104。

电子膨胀阀调节单元150，用于依据所述排气过热度调节一电子膨胀阀的 开度，以将所述变频压缩机的压缩比降低至第一压缩比。

可以理解的，通过电子膨胀阀调节单元150可执行步骤S105。

其中，电子膨胀阀调节单元150包括有调节模块。

判断单元130，用于判断所述排气过热度是否小于预设定的极限排气过热 度。

可以理解的，通过判断单元130可执行步骤S106。

电子膨胀阀调节单元150还用于控制所述电子膨胀阀停止调节。

可以理解的，通过电子膨胀阀调节单元150可执行步骤S107。

判断单元130还用于判断所述第一压缩比是否大于预设的额定压缩比。

可以理解的，通过判断单元130可执行步骤S108。

降频控制单元160，用于控制所述变频压缩机按第一预设定速度进行降频， 以将所述变频压缩机的压缩比继续降至第二压缩比。

可以理解的，通过降频控制单元160可执行步骤S109。

判断单元130还用于判断所述第二压缩比是否小于或等于预设的安全压缩 比。

可以理解的，通过判断单元130可执行步骤S110。

降频停止单元170，用于控制所述变频压缩机停止降频。

可以理解的，通过降频停止单元170可执行步骤S111。

升频控制单元180，用于控制所述变频压缩机按第二预设速度进行升频， 以提升所述变频压缩机的压缩比。

可以理解的，通过升频控制单元180可执行步骤S112。

判断单元130还用于判断所述变频压缩机的压缩比是否提升至等于预设的 所述额定压缩比。

可以理解的，通过判断单元130可执行步骤S113。

升频停止单元190，用于控制所述变频压缩机停止升频。

可以理解的，通过升频停止单元190可执行步骤S114。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变频压缩机降低压缩比的控制方法，其特征在于，所述变频压缩机降低压缩比的控制方法包括：

采集一变频压缩机的排气压力、吸气压力以及排气温度；

依据所述排气压力与所述吸气压力计算所述变频压缩机的压缩比；

当所述压缩比大于预设的额定压缩比时，依据所述排气温度与饱和温度计算所述压缩机的排气过热度；其中，所述饱和温度依据所述排气压力与预设定的饱和温度曲线得出；

依据所述排气过热度调节一电子膨胀阀的开度，以将所述变频压缩机的压缩比降低至第一压缩比。

2.根据权利要求1所述的变频压缩机降低压缩比的控制方法，其特征在于，在所述依据所述排气过热度调节一电子膨胀阀的开度，以将所述变频压缩机的压缩比降低至第一压缩比的步骤之后，所述变频压缩机降低压缩比的控制方法还包括：

当所述第一压缩比大于所述预设的额定压缩比时，控制所述变频压缩机按第一预设定速度进行降频，以将所述变频压缩机的压缩比继续降至第二压缩比；

当所述第二压缩比小于或等于预设的安全压缩比时，控制所述变频压缩机停止降频。

3.根据权利要求2所述的变频压缩机降低压缩比的控制方法，其特征在于，在所述当所述第二压缩比小于或等于预设的安全压缩比时，控制所述变频压缩机停止降频的步骤之后，所述变频压缩机降低压缩比的控制方法还包括：

控制所述变频压缩机按第二预设速度进行升频，以提升所述变频压缩机的压缩比；其中，所述第二预设速度小于所述第一预设速度；

当所述变频压缩机的压缩比提升至等于预设的所述额定压缩比时，控制所述变频压缩机停止升频。

4.根据权利要求1所述的变频压缩机降低压缩比的控制方法，其特征在于，所述依据所述排气过热度调节一电子膨胀阀的开度，以将所述变频压缩机的压缩比降低至第一压缩比的步骤包括：

当所述排气过热度的值位于第一过热度区间时，按第三预设速度调节所述电子膨胀阀的开度；

当所述排气过热度的值位于第二过热度区间时，按第四预设速度调节所述电子膨胀阀的开度；

当所述排气过热度的值位于第三过热度区间时，按第五预设速度调节所述电子膨胀阀的开度；

当所述排气过热度的值位于第四过热度区间时，按第六预设速度调节所述电子膨胀阀的开度。

5.根据权利要求4所述的变频压缩机降低压缩比的控制方法，其特征在于，所述依据所述排气过热度调节一电子膨胀阀的开度，以将所述变频压缩机的压缩比降低至第一压缩比的步骤还包括：

当所述排气过热度的值位于第五过热度区间时，控制所述电子膨胀阀停止调节；其中，所述第五过热度区间的极大值等于预设的极限排气过热度。

6.一种变频压缩机降低压缩比的控制装置，其特征在于，所述变频压缩机降低压缩比的控制装置包括：

数据采集单元110，用于采集一变频压缩机的排气压力、吸气压力以及排气温度；

压缩比计算单元120，用于依据所述排气压力与所述吸气压力计算所述变频压缩机的压缩比；

排气过热度计算单元140，用于当所述压缩比大于预设的额定压缩比时，依据所述排气温度与饱和温度计算所述压缩机的排气过热度；其中，所述饱和温度依据所述排气压力与预设定的饱和温度曲线得出；

电子膨胀阀调节单元150，用于依据所述排气过热度调节一电子膨胀阀的开度，以将所述变频压缩机的压缩比降低至第一压缩比。

7.根据权利要求6所述的变频压缩机降低压缩比的控制装置，其特征在于，所述变频压缩机降低压缩比的控制装置还包括：

降频控制单元160，用于当所述第一压缩比大于所述预设的额定压缩比时，控制所述变频压缩机按第一预设定速度进行降频，以将所述变频压缩机的压缩比继续降至第二压缩比；

降频停止单元170，用于当所述第二压缩比小于或等于预设的安全压缩比时，控制所述变频压缩机停止降频。

8.根据权利要求7所述的变频压缩机降低压缩比的控制装置，其特征在于，所述变频压缩机降低压缩比的控制装置还包括：

升频控制单元180，用于控制所述变频压缩机按第二预设速度进行升频，以提升所述变频压缩机的压缩比；其中，所述第二预设速度小于所述第一预设速度；

升频停止单元190，用于当所述变频压缩机的压缩比提升至等于预设的所述额定压缩比时，控制所述变频压缩机停止升频。

9.根据权利要求6所述的变频压缩机降低压缩比的控制装置，其特征在于，所述电子膨胀阀调节单元包括：

调节模块，用于当所述排气过热度的值位于第一过热度区间时，按第三预设速度调节所述电子膨胀阀的开度；

所述调节模块还用于当所述排气过热度的值位于第二过热度区间时，按第四预设速度调节所述电子膨胀阀的开度；

所述调节模块还用于当所述排气过热度的值位于第三过热度区间时，按第五预设速度调节所述电子膨胀阀的开度；

所述调节模块还用于当所述排气过热度的值位于第四过热度区间时，按第六预设速度调节所述电子膨胀阀的开度。

10.根据权利要求9所述的变频压缩机降低压缩比的控制装置，所述调节模块还用于当所述排气过热度的值位于第五过热度区间时，控制所述电子膨胀阀停止调节；其中，所述第五过热度区间的极大值等于预设的极限排气过热度。