CN112665225A - 节流控制装置、热泵离心机组及空调*** - Google Patents
节流控制装置、热泵离心机组及空调*** Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种节流控制装置、热泵离心机组及空调***，节流控制装置包括一级节流阀、二级节流阀、传感器和控制器；控制器分别与一级节流阀、二级节流阀和传感器连接；传感器用于获取的***运行参数；控制器用于根据***运行参数控制所述一级节流阀和/或二级节流阀开度。本申请通过对一级节流阀、二级节流阀分开控制,使得节流能力可调节，通过***运行参控制一二级节流阀的开度始终保持到最佳,从而保持机组在各工况下的性能最佳。
Description
技术领域
本申请属于空调技术领域，具体涉及一种节流控制装置、热泵离心机组及空调***。
背景技术
节流过程是空调***制冷循环中的重要过程，传统节流控制方法是采用节流孔板作为节流元件调节管路中制冷剂的流量。节流孔板的结构通常为一个法兰盘上开一个固定大小的节流孔，由于节流孔孔径一经确定不再改变，因此节流能力也因孔径大小被限制住，变得不能调节。而在高温热泵离心机组的实际运行中，机组负荷变化的跨度非常大，会导致机组运行负荷发生变化。在机组运行负荷偏离预设值时，此时由于节流孔板的孔径不可调整，导致节流孔板的节流能力与机组负荷不能相互匹配，最终致使机组性能下降。
发明内容
为至少在一定程度上克服传统节流控制方法在机组运行负荷偏离预设值时，此时由于节流孔板的孔径不可调整，导致节流孔板的节流能力与机组负荷不能相互匹配，最终致使机组性能下降的问题，本申请提供一种节流控制装置、热泵离心机组及空调***。
第一方面，本申请提供一种节流控制装置，包括：
一级节流阀、二级节流阀、传感器和控制器；
所述控制器分别与所述一级节流阀、二级节流阀和传感器连接；
所述传感器用于获取的***运行参数；
所述控制器用于根据所述***运行参数控制所述一级节流阀和/或二级节流阀开度。
进一步的，所述传感器，包括：
蒸发器压力传感器，用于获取蒸发压力；
冷凝器压力传感器，用于获取冷凝压力；
冷冻进水温度传感器，用于获取冷凝器进水温度；
冷冻出水温度传感器，用于获取冷凝器出水温度；
排气温度传感器，用于获取排气温度；
冷却进水温度传感器，用于获取蒸发器进水温度；
冷却出水温度传感器，用于获取蒸发器出水温度；
一级节流前温度传感器，用于获取一级节流前温度；
一级节流后温度传感器，用于获取一级节流后温度；
蒸发器液位开关，用于检测蒸发器内液位高度。
进一步的，所述***运行参数，包括：
压比、过冷度、排气过热度、蒸发器端温差、冷凝器端温差和蒸发器内液位高度中的至少一个；
压比＝冷凝压力/蒸发压力；
过冷度＝冷凝温度-冷凝器出水温度，其中冷凝温度根据冷凝压力计算获取；
排气过热度＝排气温度-冷凝温度；
蒸发器端温差＝冷凝器出水温度-蒸发温度，其中蒸发温度根据蒸发压力计算获取；
冷凝器端温差＝冷凝温度-蒸发器出水温度。
进一步的，所述控制器用于根据所述***运行参数控制所述一级节流阀和/或二级节流阀开度，包括：
接收到关机命令后，控制一级节流阀和二级节流阀按照预设时间间隔，执行减小一个开度动作，将一级节流阀和二级节流阀从当前开度减小到0；
接收到开机命令后，控制一级节流球阀的开度由0％增加至预设开度值，持续预设保持时间；控制二级节流球阀的开度由0％增加至预设开度值，持续预设保持时间；
在所述二级节流球阀的开度为预设开度值且持续预设保持时间后，根据***运行参数控制一级节流球阀自动调节开度；和/或，根据***运行参数控制二级节流球阀自动调节开度。
进一步的，所述根据***运行参数控制一级节流球阀自动调节开度，包括：
判断压比是否大于等于压比阈值；
若是，控制一级节流球阀自动调节开度范围为第一范围值；
否则，控制一级节流球阀自动调节开度范围为第二范围值；
计算一级节流阀动作幅度；
在所述第一范围值或第二范围值内根据所述一级节流阀动作幅度控制一级节流阀开度。
进一步的，所述计算一级节流阀动作幅度，包括：
一级节流阀动作幅度＝(一级节流阀第一动作幅度参数/10)+一级节流阀第二幅度参数+一级节流阀第三幅度参数；
其中，一级节流阀第一动作幅度参数为冷凝器液位值；一级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取；一级节流阀第三幅度参数为冷凝器端温差。
进一步的，所述一级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取，包括：
若排气过热度大于等于预设第一排气过热度阈值，一级节流阀第二幅度参数＝排气过热度/第一排气过热度阈值；
若排气过热度小于预设第一排气过热度阈值，一级节流阀第二幅度参数＝1.2*(第一排气过热度阈值-排气过热度)。
进一步的，所述在所述第一范围值或第二范围值内根据所述一级节流阀动作幅度控制一级节流阀开度，包括：
若一级节流阀第二幅度参数大于第二一级预设值小于第一一级预设值，则控制一级节流阀按照预设时间间隔执行增大一个开度动作，将一级节流阀开度增大到一级开度增大预设值；
若一级节流阀第二幅度参数大于第三一级预设值小于第二一级预设值，则控制一级节流阀保持当前开度不变；
若一级节流阀第二幅度参数小于第三一级预设值，则控制一级节流阀按照预设时间间隔执行减小一个开度动作，将一级节流阀开度减小到一级开度减小预设值；
所述一个开度动作不超过预设开度阈值；
所述第二一级预设值小于第一一级预设值，所述第三一级预设值小于第二一级预设值。
进一步的，所述第一范围值为(0,100％)；所述第二范围值为(0,40％)。
进一步的，所述预设第一排气过热度阈值为4℃。
进一步的，所述第一一级预设值为1；第二一级预设值为0.4，所述第三一级预设值为-0.4。
进一步的，所述根据***运行参数控制二级节流球阀自动调节开度，包括：
判断压比是否大于等于压比阈值；
若是，控制二级节流球阀自动调节开度范围为第一范围值；
否则，控制二级节流球阀自动调节开度范围为第二范围值；
计算二级节流阀动作幅度；
在所述第一范围值或第二范围值内根据所述一级节流阀动作幅度控制二级节流阀开度。
进一步的，所述计算二级节流阀动作幅度，包括：
二级节流阀动作幅度＝二级节流阀第一动作幅度参数+二级节流阀第二幅度参数；
其中，二级节流阀第一动作幅度参数为蒸发器端温差；二级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取。
进一步的，所述二级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取，包括：
若排气过热度大于等于预设第二排气过热度阈值，二级节流阀第二幅度参数＝排气过热度/第二排气过热度阈值；
若排气过热度小于预设第二排气过热度阈值，二级节流阀第二幅度参数＝0.8*(第二排气过热度阈值-排气过热度)。
进一步的，所述在所述第一范围值内或第二范围值内根据所述二级节流阀动作幅度控制二级节流阀开度，包括：
若二级节流阀第二幅度参数大于第二二级预设值小于第一二级预设值，则控制二级节流阀按照预设时间间隔执行增大一个开度动作，将二级节流阀开度增大到二级开度增大预设值；
若二级节流阀第二幅度参数大于第三二级预设值小于第二二级预设值，则控制二级节流阀保持当前开度不变；
若二级节流阀第二幅度参数小于第三二级预设值，则控制二级节流阀按照预设时间间隔执行减小一个开度动作，将一级节流阀开度减小到二级开度减小预设值；
所述一个开度动作不超过预设开度阈值；
所述第二二级预设值小于第一二级预设值，所述第三二级预设值小于第二二级预设值。
进一步的，所述预设第二排气过热度阈值为2.5℃。
进一步的，所述第一二级预设值为1；第二二级预设值为0.2，所述第三二级预设值为-0.2。
进一步的，还包括：
第一小球阀和第二小球阀；
所述控制器还用于根据所述***运行参数控制所述第一小球阀和/或第二小球阀开度。
进一步的，所述控制器还用于根据所述***运行参数控制所述第一小球阀开度，包括：
计算第一小球阀第一动作幅度参数；
计算第一小球阀第二动作幅度参数；
根据所述第一小球阀第一动作幅度参数和第一小球阀第二动作幅度参数计算第一小球阀开度。
进一步的，所述计算第一小球阀第一动作幅度参数，包括：
若过冷度小于第一过冷度预设值，第一小球阀第一动作幅度参数为100％；
若过冷度大于第一过冷度预设值且小于第二过冷度预设值，第一小球阀第一动作幅度参数为0.3*(过冷度-第一过冷度预设值)；
若过冷度大于第二过冷度预设值，第一小球阀第一动作幅度参数为0。
进一步的，所述计算第一小球阀第二动作幅度参数，包括：
若冷凝器液位高度与冷凝器设定液位高度值之差ΔH大于第一液位差预设值，第一小球阀第二动作幅度参数为0；
若冷凝器液位高度与冷凝器设定液位高度值之差ΔH小于第一液位差预设值且大于第二液位差预设值，第一小球阀第二动作幅度参数为1*(30％-ΔH)；
若冷凝器液位高度与冷凝器设定液位高度值之差ΔH小于第二液位差预设值，第一小球阀第二动作幅度参数为100％。
进一步的，所述控制器还用于根据所述***运行参数控制所述第二小球阀开度，包括：
计算第二小球阀第一动作幅度参数；
计算第二小球阀第二动作幅度参数；
根据所述第二小球阀第一动作幅度参数和第二小球阀第二动作幅度参数计算第二小球阀开度。
进一步的，所述计算第二小球阀第一动作幅度参数，包括：
若过冷度小于第三过冷度预设值，第二小球阀第一动作幅度参数为100％；
若过冷度大于第三过冷度预设值且小于第四过冷度预设值，第二小球阀第一动作幅度参数为0.3*(过冷度-第三过冷度预设值)；
若过冷度大于第四过冷度预设值，第二小球阀第一动作幅度参数为0。
进一步的，所述计算第二小球阀第二动作幅度参数，包括：
若蒸发器端温差小于等于温差预设值，第二小球阀第二动作幅度参数为0；
若蒸发器端温差大于温差预设值，第二小球阀第二动作幅度参数为0.5*(蒸发器端温差-温差预设值)。
第二方面，本申请提供一种热泵离心机组，包括：
如第一方面所述的节流控制装置、闪发器、冷凝器和蒸发器；
一级节流阀设置在冷凝器至闪发器的节流管路上；
二级节流阀设置在闪发器至蒸发器的节流管路上。
进一步的，还包括：
储液罐，储液罐设置在二级节流阀与蒸发器之间；
板式换热器，第一小球阀设置在板式换热器和冷凝器之间的节流管路上；第二小球阀设置在板式换热器和蒸发器之间的节流管路上。
进一步的，所述板式换热器设置位置低于蒸发器和冷凝器。
第三方面，本申请提供一种空调***，包括：
如第二方面所述的热泵离心机组。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明实施例提供的节流控制装置、热泵离心机组及空调***，节流控制装置包括一级节流阀、二级节流阀、传感器和控制器，控制器分别与一级节流阀、二级节流阀和传感器连接，传感器用于获取的***运行参数；控制器用于根据***运行参数控制一级节流阀和/或二级节流阀开度，通过对一级节流阀、二级节流阀分开控制,使得节流能力可调节，通过***运行参控制一二级节流阀的开度始终保持到最佳,从而保持机组在各工况下的性能最佳。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请一个实施例提供的一种节流控制装置的功能结构图。
图2为本申请另一个实施例提供的一种节流控制装置的功能结构图。
图3为本申请一个实施例提供的一种热泵离心机组的结构示意图。
图4为本申请另一个实施例提供的一种热泵离心机组的结构示意图。
图5为本申请一个实施例提供的一种过冷循环原理图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请所保护的范围。
图1为本申请一个实施例提供的节流控制装置的功能结构图，如图1所示，该节流控制装置包括：
一级节流阀1、二级节流阀2、传感器3和控制器4；
控制器4分别与一级节流阀1、二级节流阀2和传感器3连接；
传感器3用于获取的***运行参数；
控制器4用于根据***运行参数控制一级节流阀和/或二级节流阀开度。
传统节流控制方法是采用节流孔板作为节流元件调节管路中制冷剂的流量。节流孔板的结构通常为一个法兰盘上开一个固定大小的节流孔，由于节流孔孔径一经确定不再改变，因此节流能力也因孔径大小被限制住，变得不能调节。而在高温热泵离心机组的实际运行中，机组负荷变化的跨度非常大，会导致机组运行负荷发生变化。在机组运行负荷偏离预设值时，此时由于节流孔板的孔径不可调整，导致节流孔板的节流能力与机组负荷不能相互匹配，最终致使机组性能下降。
本实施例中，通过一级节流阀、二级节流阀代替节流孔板，通过控制器分别与一级节流阀、二级节流阀和传感器连接，传感器用于获取的***运行参数；控制器用于根据***运行参数控制一级节流阀和/或二级节流阀开度，通过对一级节流阀、二级节流阀分开控制,使得节流能力可调节，通过***运行参控制一二级节流阀的开度始终保持到最佳,从而保持机组在各工况下的性能最佳。
在上一实施例基础上，该节流控制装置中传感器包括：
蒸发器压力传感器，用于获取蒸发压力；
冷凝器压力传感器，用于获取冷凝压力；
冷冻进水温度传感器，用于获取冷凝器进水温度；
冷冻出水温度传感器，用于获取冷凝器出水温度；
排气温度传感器，用于获取排气温度；
冷却进水温度传感器，用于获取蒸发器进水温度；
冷却出水温度传感器，用于获取蒸发器出水温度；
一级节流前温度传感器，用于获取一级节流前温度；
一级节流后温度传感器，用于获取一级节流后温度；
蒸发器液位开关，用于检测蒸发器内液位高度。
***运行参数，包括：
压比、过冷度、排气过热度、蒸发器端温差、冷凝器端温差和蒸发器内液位高度中的至少一个；
压比＝冷凝压力/蒸发压力；
过冷度＝冷凝温度-冷凝器出水温度，其中冷凝温度根据冷凝压力计算获取；
排气过热度＝排气温度-冷凝温度；
蒸发器端温差＝冷凝器出水温度-蒸发温度，其中蒸发温度根据蒸发压力计算获取；
冷凝器端温差＝冷凝温度-蒸发器出水温度。
一些实施例中，控制器用于根据***运行参数控制一级节流阀和/或二级节流阀开度，包括：
接收到关机命令后，控制一级节流阀和二级节流阀按照预设时间间隔，执行减小一个开度动作，将一级节流阀和二级节流阀从当前开度减小到0；
接收到开机命令后，控制一级节流球阀的开度由0％增加至预设开度值，持续预设保持时间；控制二级节流球阀的开度由0％增加至预设开度值，持续预设保持时间；
在二级节流球阀的开度为预设开度值且持续预设保持时间后，根据***运行参数控制一级节流球阀自动调节开度；和/或，根据***运行参数控制二级节流球阀自动调节开度。
例如，制冷机组收到开机命令后，一级节流球阀的开度由0％增加至30％，持续3min，二级节流球阀的开度由0％增加至30％，持续3min。3min后，机组的一级节流球阀以及二级节流球阀的开度控制变为自动控制。
一些实施例中，根据***运行参数控制一级节流球阀自动调节开度，包括：
判断压比是否大于等于压比阈值；
若是，控制一级节流球阀自动调节开度范围为第一范围值；
否则，控制一级节流球阀自动调节开度范围为第二范围值；
一些实施例中，第一范围值为(0,100％)；第二范围值为(0,40％)。
计算一级节流阀动作幅度；
在第一范围值或第二范围值内根据一级节流阀动作幅度控制一级节流阀开度。
需要说明的是，第一范围值或第二范围值内控制逻辑相同，第一范围值内，一级节流阀开度最大为100％，但在第二范围值内一级节流阀开度最大为40％。
一些实施例中，计算一级节流阀动作幅度，包括：
一级节流阀动作幅度＝(一级节流阀第一动作幅度参数/10)+一级节流阀第二幅度参数+一级节流阀第三幅度参数；
其中，一级节流阀第一动作幅度参数为冷凝器液位值；一级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取；一级节流阀第三幅度参数为冷凝器端温差。
一级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取，包括：
若排气过热度大于等于预设第一排气过热度阈值，一级节流阀第二幅度参数＝排气过热度/第一排气过热度阈值；
若排气过热度小于预设第一排气过热度阈值，一级节流阀第二幅度参数＝1.2*(第一排气过热度阈值-排气过热度)。
一些实施例中，预设第一排气过热度阈值为4℃。
在第一范围值或第二范围值内根据所述一级节流阀动作幅度控制一级节流阀开度，包括：
若一级节流阀第二幅度参数大于第二一级预设值小于第一一级预设值，则控制一级节流阀按照预设时间间隔执行增大一个开度动作，将一级节流阀开度增大到一级开度增大预设值；
若一级节流阀第二幅度参数大于第三一级预设值小于第二一级预设值，则控制一级节流阀保持当前开度不变；
若一级节流阀第二幅度参数小于第三一级预设值，则控制一级节流阀按照预设时间间隔执行减小一个开度动作，将一级节流阀开度减小到一级开度减小预设值；
一个开度动作不超过预设开度阈值；
第二一级预设值小于第一一级预设值，第三一级预设值小于第二一级预设值。
一些实施例中，第一一级预设值为1；第二一级预设值为0.4，第三一级预设值为-0.4。
例如，获取***参数如下：
压比ε＝冷凝压力Pc/蒸发压力Pe；
过冷度ΔTsc＝冷凝温度Tc-冷凝器出液温度Ta；
排气过热度ΔTd＝排气温度Td-冷凝温度Tc；
蒸发器端温差ΔTe＝冷冻出水温度Tt-蒸发温度Te；
冷凝器端温差ΔTc＝冷凝温度Tc-冷却出水温度Tu；
蒸发器液位开关状态。
低压级压缩机从蒸发器中吸气，将低压冷媒压缩后与闪发器补气混合后进入高压级压缩机进行第二次压缩。高压级压缩机吸取经低压级压缩机压缩后的气态冷媒与闪发器补气的混合冷媒，压缩后排气进入冷凝器。制冷剂在冷凝器中液位后，一路进入板式换热器，一路直接与一级节流球阀相连。一级节流球阀的控制范围主要由***的压比ε来决定的，
当***压比≥1.5时，一级节流球阀的开度范围可以从0到100％。
一级节流阀开度利用冷凝器液位和冷凝器端温差、排气过热度控制，每3s执行一个动作，每次动作幅度不超过5％，动作幅度的计算公式为：
A＝(A1/10)+A2+A3
A1为一级节流阀初始设定动作幅度参数1，其值与冷凝器液位值相同，0≤A1≤100；
A2为一级节流阀初始设定动作幅度参数2，其计算公式如下：
ΔTd≥4℃时，A2＝ΔTd/4
ΔTd＜4℃时，A2＝1.2*(4-ΔTd)；
A3为一级节流阀初始设定动作幅度参数3，其值与冷凝器端温差值相同，0≤A3≤100；
当0.4＜A2＜1时，一级节流阀按照每3s执行一个动作，每次动作幅度不超过5％加载到开度A％；
当-0.4＜A2＜0.4时，一级节流阀保持当前开度不变；
当A2＜-0.4时，一级节流阀开度按照每3s执行一个动作，每次动作幅度不超过5％减小开度A％；
需要说明的是，若A％＞5％，需要多次执行动作，以将开度增加A％或减小开度A％。
一些实施例中，根据***运行参数控制二级节流球阀自动调节开度，包括：
判断压比是否大于等于压比阈值；
若是，控制二级节流球阀自动调节开度范围为第一范围值；
否则，控制二级节流球阀自动调节开度范围为第二范围值；
计算二级节流阀动作幅度；
在第一范围值或第二范围值内根据所述一级节流阀动作幅度控制二级节流阀开度。
计算二级节流阀动作幅度，包括但不限于以下实现方式：
二级节流阀动作幅度＝二级节流阀第一动作幅度参数+二级节流阀第二幅度参数；
其中，二级节流阀第一动作幅度参数为蒸发器端温差；二级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取。
二级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取，包括：
若排气过热度大于等于预设第二排气过热度阈值，二级节流阀第二幅度参数＝排气过热度/第二排气过热度阈值；
若排气过热度小于预设第二排气过热度阈值，二级节流阀第二幅度参数＝0.8*(第二排气过热度阈值-排气过热度)。
一些实施例中，预设第二排气过热度阈值为2.5℃。
在第一范围值内或第二范围值内根据所述二级节流阀动作幅度控制二级节流阀开度，包括：
若二级节流阀第二幅度参数大于第二二级预设值小于第一二级预设值，则控制二级节流阀按照预设时间间隔执行增大一个开度动作，将二级节流阀开度增大到二级开度增大预设值；
若二级节流阀第二幅度参数大于第三二级预设值小于第二二级预设值，则控制二级节流阀保持当前开度不变；
若二级节流阀第二幅度参数小于第三二级预设值，则控制二级节流阀按照预设时间间隔执行减小一个开度动作，将一级节流阀开度减小到二级开度减小预设值；
一个开度动作不超过预设开度阈值；
第二二级预设值小于第一二级预设值，第三二级预设值小于第二二级预设值。
一些实施例中，第一二级预设值为1；第二二级预设值为0.2，所述第三二级预设值为-0.2。
二级节流阀利用蒸发器端温差、排气过热度控制，每3s执行一个动作，每次动作幅度不超过5％，动作幅度的计算公式为：
a＝a1+a2
a1为二级节流阀初始设定动作幅度参数1，其值与蒸发器端温差值相同；a2为二级节流阀初始设定动作幅度参数2，计算参数由机组排气过热度控制；
ΔTd＜2.5℃时，a2＝0.8*(2.5-ΔTd)
ΔTd≥2.5℃时，a2＝ΔTd/2.5。
本实施例中，通过对一级节流阀和二级节流阀分开控制，以使节流能力可调节，并且，通过根据***运行参数控制一级节流阀和二级节流阀开度，可以使一级节流阀和二级节流阀开度保持最佳状态，有效提高各工况下机组性能与节流能力。
图2为本申请另一个实施例提供的节流控制装置的功能结构图，如图2所示，该节流控制装置还包括：
第一小球阀5和第二小球阀6；
控制器4还用于根据***运行参数控制第一小球阀5和/或第二小球阀6开度。
控制器4还用于根据***运行参数控制第一小球阀5开度，包括：
计算第一小球阀第一动作幅度参数；
计算第一小球阀第二动作幅度参数；
根据第一小球阀第一动作幅度参数和第一小球阀第二动作幅度参数计算第一小球阀5开度。
计算第一小球阀第一动作幅度参数，包括：
若过冷度小于第一过冷度预设值，第一小球阀第一动作幅度参数为100％；
若过冷度大于第一过冷度预设值且小于第二过冷度预设值，第一小球阀第一动作幅度参数为0.3*(过冷度-第一过冷度预设值)；
若过冷度大于第二过冷度预设值，第一小球阀第一动作幅度参数为0。
计算第一小球阀第二动作幅度参数，包括：
若冷凝器液位高度与冷凝器设定液位高度值之差ΔH大于第一液位差预设值，第一小球阀第二动作幅度参数为0；
若冷凝器液位高度与冷凝器设定液位高度值之差ΔH小于第一液位差预设值且大于第二液位差预设值，第一小球阀第二动作幅度参数为1*(30％-ΔH)；
若冷凝器液位高度与冷凝器设定液位高度值之差ΔH小于第二液位差预设值，第一小球阀第二动作幅度参数为100％。
低压级压缩机从蒸发器中吸气，将低压冷媒压缩后与闪发器补气混合后进入高压级压缩机进行第二次压缩。高压级压缩机吸取经低压级压缩机压缩后的气态冷媒与闪发器补气的混合冷媒，压缩后排气进入冷凝器。从冷凝器出来的液体制冷剂在进入一级节流球阀前，一路先进入板式换热器，将液态制冷剂降温成为过冷液体。该支路上的小球阀1开度按照过冷度ΔTsc和冷凝器液位来控制，其中过冷度ΔTsc＝冷凝温度Tc-冷凝器出液温度Ta；冷凝器出液温度Ta按照温度传感器测量制冷剂出板式换热器的温度To.
小球阀1开度计算开度为D＝D1+D2,D∈(0，100％)；D1为小球阀1初始设定动作幅度参数1；D2为小球阀1初始设定动作幅度参数2，当D1+D2＞100％时，D＝100％
当过冷度ΔTsc＜4℃时，D1＝100％；
当4℃＜过冷度ΔTsc＜8℃时，D1＝0.3*(ΔTsc-4)；
当过冷度ΔTsc＞8℃时，D1＝0；
ΔH＝冷凝器液位H–冷凝器设定液位Ho＞30％时，D2＝0；
0＜ΔH＝冷凝器液位H–冷凝器设定液位Ho＜30％，D2＝1*(30％-ΔH)；
ΔH＝冷凝器液位H–冷凝器设定液位Ho＜0时，D2＝100％。
一些实施例中，控制器还用于根据***运行参数控制第二小球阀开度，包括：
计算第二小球阀第一动作幅度参数；
计算第二小球阀第二动作幅度参数；
根据第二小球阀第一动作幅度参数和第二小球阀第二动作幅度参数计算第二小球阀开度。
计算第二小球阀第一动作幅度参数，包括：
若过冷度小于第三过冷度预设值，第二小球阀第一动作幅度参数为100％；
若过冷度大于第三过冷度预设值且小于第四过冷度预设值，第二小球阀第一动作幅度参数为0.3*(过冷度-第三过冷度预设值)；
若过冷度大于第四过冷度预设值，第二小球阀第一动作幅度参数为0。
计算第二小球阀第二动作幅度参数，包括：
若蒸发器端温差小于等于温差预设值，第二小球阀第二动作幅度参数为0；
若蒸发器端温差大于温差预设值，第二小球阀第二动作幅度参数为0.5*(蒸发器端温差-温差预设值)。
例如，小球阀2的开度d＝d1+d2,D∈(0，100％)；d1为小球阀2初始设定动作幅度参数1，d2为小球阀2初始设定动作幅度参数2；当d1+d2＞100％时，d＝100％；
当过冷度ΔTsc＜3℃时，d1＝100％；
当3℃＜过冷度ΔTsc＜6℃时，d1＝0.3*(ΔTsc-3)；
当过冷度ΔTsc＞6℃时，d1＝0；
当蒸发器端温差ΔTe≤1.5℃时，d2＝0；
当蒸发器端温差ΔTe>1.5℃时，d2＝0.5*(ΔTe-1.5)；
从二级节流球阀2中出来的制冷剂，经过板式换热器后，再经过小球阀2节流，增加了过冷度，使得机组的制冷量提升。
本实施例中，通过增加第一小球阀和第二小球阀进行节流控制，使制冷机组始终保持较高的循环效率，从而提高了制冷***的制冷量。
图3为本申请一个实施例提供的热泵离心机组的功能结构图，如图3所示，该热泵离心机组包括：
如上述实施例所述的节流控制装置31、闪发器32、冷凝器33和蒸发器34；
一级节流阀设置在冷凝器33至闪发器32的节流管路上；
二级节流阀设置在闪发器32至蒸发器34的节流管路上。
一些实施例中，还包括：
储液罐35，储液罐35设置在二级节流阀与蒸发器之间；
从二级节流球阀中出来的制冷剂，通过增储液罐，可以起到了缓冲的作用。
板式换热器36，第一小球阀设置在板式换热器36和冷凝器33之间的节流管路上；第二小球阀设置在板式换热器36和蒸发器34之间的节流管路上。
一些实施例中，板式换热器36设置位置低于蒸发器34和冷凝器33。
本实施例中，板式换热器可以增加过冷度，提高机组的制冷量，板式换热器位置低于蒸发器与冷凝器，使得板式换热器与冷凝器相连有小球阀这一路，虽然没有压差，制冷剂液体也能通过重力的影响正常流通。
图4为本申请另一个实施例提供的热泵离心机组的结构示意图，如图4所示，该热泵离心机组包括：
低压压缩机[1]，高压压缩机[2]；闪发器[7]蒸发器[3]，设置于蒸发器顶部的压力传感器[19]，用于检测蒸发压力，用Pe表示(单位为kPa)；冷凝器[4]，设置于冷凝器顶部的压力传感器[17]，用于检测冷凝压力，用Pc表示(单位为kPa)；排气温度传感器[13]安装在高压级压缩机的排气管上，用于检测排气温度Td；一级节流前温度传感器[16]安装在冷凝器的集液包[11]上，用于检测一级节流前温度Ta；板式换热器与冷凝器之间装有小球阀1[9],该支路出板式换热器到一级节流球阀前装有温度传感器[18],用来测量制冷剂出板式换热器的温度；一级节流后温度传感器[23]安装在一级节流阀到闪发器管路上，用于检测一级节流后温度Tb。冷却进出水温度传感器设置在冷凝器前后管路上，用来检测冷却进出水温度Tj，Tc；冷冻进出水温度传感器设置在蒸发器前后管路上，用来检测冷冻进出水温度Tw，Tt；一级节流阀1[5]与二级节流阀2[6]分别安装在冷凝器至闪发器、闪发器至蒸发器的另一节流管路上。储液罐[22]位于二级节流阀后，进蒸发器之前，一路与蒸发器直接相连，一路经板式换热器换热后回到蒸发器，该支路上添加小球阀2[10],控制从储液罐到蒸发器的流量，这样就可以保证蒸发器的液位在各个工况下都在满液区以上。板式换热器[8]可以增加过冷度，提高机组的制冷量。板式换热器位置低于蒸发器与冷凝器都低，使得板式换热器与冷凝器相连有小球阀这一路，虽然没有压差，制冷剂液体也能通过重力的影响正常流通。
上述热泵离心机组通过过冷循环实现制冷，如图5所示，过冷循环过程包括：
1-2(压缩机)：等熵压缩；
2-3(冷凝器)：等压冷凝放热；
3-3’(过冷)：等压过冷放热；
3’-4(节流阀)：等焓节流；
4-1(蒸发器)：等压吸热制冷；
机组3’-1的焓值H，1-2的压缩功为W,此时机组性能系数cop＝H/W；对于过冷循环，机组增加了4’-3’的焓值△H，压缩功同样为1-2的压缩功W，此时机组性能系数COP＝(△H+H)/W。由于W相同，△H+H＞H，因此可以看出过冷循环，可以有效提高各工况下机组性能。
本实施例中，采用一级节流阀及二级节流阀代替原有的节流孔板，在冷凝器后增加板式换热器增加过冷循环，同时蒸发器前用储液罐来保证蒸发器液位在各个工况下均保持在满液区之上的节流，通过计算出的蒸发器端温差,冷凝器端温差,排气过热度,冷凝器液位等通过逻辑控制一级节流阀、二级节流阀、第一小球阀和第二小球阀的开度，同时增加板式换热器以及利用储液器使得液化后的制冷剂再降温成过冷液体，使制冷机组始终保持较高的过冷循环效率，从而提高了制冷***的制冷量。
本申请一个实施例还提供一种空调***，包括：如上述实施例所述的热泵离心机组。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
需要说明的是，本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (28)
1.一种节流控制装置，其特征在于，包括：
一级节流阀、二级节流阀、传感器和控制器；
所述控制器分别与所述一级节流阀、二级节流阀和传感器连接；
所述传感器用于获取的***运行参数；
所述控制器用于根据所述***运行参数控制所述一级节流阀和/或二级节流阀开度。
2.根据权利要求1所述的节流控制装置，其特征在于，所述传感器，包括：
蒸发器压力传感器，用于获取蒸发压力；
冷凝器压力传感器，用于获取冷凝压力；
冷冻进水温度传感器，用于获取冷凝器进水温度；
冷冻出水温度传感器，用于获取冷凝器出水温度；
排气温度传感器，用于获取排气温度；
冷却进水温度传感器，用于获取蒸发器进水温度；
冷却出水温度传感器，用于获取蒸发器出水温度；
一级节流前温度传感器，用于获取一级节流前温度；
一级节流后温度传感器，用于获取一级节流后温度；
蒸发器液位开关，用于检测蒸发器内液位高度。
3.根据权利要求2所述的节流控制装置，其特征在于，所述***运行参数，包括：
压比、过冷度、排气过热度、蒸发器端温差、冷凝器端温差和蒸发器内液位高度中的至少一个；
压比＝冷凝压力/蒸发压力；
过冷度＝冷凝温度-冷凝器出水温度，其中冷凝温度根据冷凝压力计算获取；
排气过热度＝排气温度-冷凝温度；
蒸发器端温差＝冷凝器出水温度-蒸发温度，其中蒸发温度根据蒸发压力计算获取；
冷凝器端温差＝冷凝温度-蒸发器出水温度。
4.根据权利要求3所述的节流控制装置，其特征在于，所述控制器用于根据所述***运行参数控制所述一级节流阀和/或二级节流阀开度，包括：
接收到关机命令后，控制一级节流阀和二级节流阀按照预设时间间隔，执行减小一个开度动作，将一级节流阀和二级节流阀从当前开度减小到0；
接收到开机命令后，控制一级节流球阀的开度由0％增加至预设开度值，持续预设保持时间；控制二级节流球阀的开度由0％增加至预设开度值，持续预设保持时间；
在所述二级节流球阀的开度为预设开度值且持续预设保持时间后，根据***运行参数控制一级节流球阀自动调节开度；和/或，根据***运行参数控制二级节流球阀自动调节开度。
5.根据权利要求4所述的节流控制装置，其特征在于，所述根据***运行参数控制一级节流球阀自动调节开度，包括：
判断压比是否大于等于压比阈值；
若是，控制一级节流球阀自动调节开度范围为第一范围值；
否则，控制一级节流球阀自动调节开度范围为第二范围值；
计算一级节流阀动作幅度；
在所述第一范围值或第二范围值内根据所述一级节流阀动作幅度控制一级节流阀开度。
6.根据权利要求5所述的节流控制装置，其特征在于，所述计算一级节流阀动作幅度，包括：
一级节流阀动作幅度＝(一级节流阀第一动作幅度参数/10)+一级节流阀第二幅度参数+一级节流阀第三幅度参数；
其中，一级节流阀第一动作幅度参数为冷凝器液位值；一级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取；一级节流阀第三幅度参数为冷凝器端温差。
7.根据权利要求6所述的节流控制装置，其特征在于，所述一级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取，包括：
若排气过热度大于等于预设第一排气过热度阈值，一级节流阀第二幅度参数＝排气过热度/第一排气过热度阈值；
若排气过热度小于预设第一排气过热度阈值，一级节流阀第二幅度参数＝1.2*(第一排气过热度阈值-排气过热度)。
8.根据权利要求6或7所述的节流控制装置，其特征在于，所述在所述第一范围值或第二范围值内根据所述一级节流阀动作幅度控制一级节流阀开度，包括：
若一级节流阀第二幅度参数大于第二一级预设值小于第一一级预设值，则控制一级节流阀按照预设时间间隔执行增大一个开度动作，将一级节流阀开度增大到一级开度增大预设值；
若一级节流阀第二幅度参数大于第三一级预设值小于第二一级预设值，则控制一级节流阀保持当前开度不变；
若一级节流阀第二幅度参数小于第三一级预设值，则控制一级节流阀按照预设时间间隔执行减小一个开度动作，将一级节流阀开度减小到一级开度减小预设值；
所述一个开度动作不超过预设开度阈值；
所述第二一级预设值小于第一一级预设值，所述第三一级预设值小于第二一级预设值。
9.根据权利要求5所述的节流控制装置，其特征在于，所述第一范围值为(0,100％)；所述第二范围值为(0,40％)。
10.根据权利要求7所述的节流控制装置，其特征在于，所述预设第一排气过热度阈值为4℃。
11.根据权利要求8所述的节流控制装置，其特征在于，所述第一一级预设值为1；第二一级预设值为0.4，所述第三一级预设值为-0.4。
12.根据权利要求4所述的节流控制装置，其特征在于，所述根据***运行参数控制二级节流球阀自动调节开度，包括：
判断压比是否大于等于压比阈值；
若是，控制二级节流球阀自动调节开度范围为第一范围值；
否则，控制二级节流球阀自动调节开度范围为第二范围值；
计算二级节流阀动作幅度；
在所述第一范围值或第二范围值内根据所述一级节流阀动作幅度控制二级节流阀开度。
13.根据权利要求12所述的节流控制装置，其特征在于，所述计算二级节流阀动作幅度，包括：
二级节流阀动作幅度＝二级节流阀第一动作幅度参数+二级节流阀第二幅度参数；
其中，二级节流阀第一动作幅度参数为蒸发器端温差；二级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取。
14.根据权利要求6所述的节流控制装置，其特征在于，所述二级节流阀第二幅度参数根据排气过热度获取，包括：
若排气过热度大于等于预设第二排气过热度阈值，二级节流阀第二幅度参数＝排气过热度/第二排气过热度阈值；
若排气过热度小于预设第二排气过热度阈值，二级节流阀第二幅度参数＝0.8*(第二排气过热度阈值-排气过热度)。
15.根据权利要求13或14所述的节流控制装置，其特征在于，所述在所述第一范围值内或第二范围值内根据所述二级节流阀动作幅度控制二级节流阀开度，包括：
若二级节流阀第二幅度参数大于第二二级预设值小于第一二级预设值，则控制二级节流阀按照预设时间间隔执行增大一个开度动作，将二级节流阀开度增大到二级开度增大预设值；
若二级节流阀第二幅度参数大于第三二级预设值小于第二二级预设值，则控制二级节流阀保持当前开度不变；
若二级节流阀第二幅度参数小于第三二级预设值，则控制二级节流阀按照预设时间间隔执行减小一个开度动作，将一级节流阀开度减小到二级开度减小预设值；
所述一个开度动作不超过预设开度阈值；
所述第二二级预设值小于第一二级预设值，所述第三二级预设值小于第二二级预设值。
16.根据权利要求7所述的节流控制装置，其特征在于，所述预设第二排气过热度阈值为2.5℃。
17.根据权利要求15所述的节流控制装置，其特征在于，所述第一二级预设值为1；第二二级预设值为0.2，所述第三二级预设值为-0.2。
18.根据权利要求3所述的节流控制装置，其特征在于，还包括：
第一小球阀和第二小球阀；
所述控制器还用于根据所述***运行参数控制所述第一小球阀和/或第二小球阀开度。
19.根据权利要求18所述的节流控制装置，其特征在于，所述控制器还用于根据所述***运行参数控制所述第一小球阀开度，包括：
计算第一小球阀第一动作幅度参数；
计算第一小球阀第二动作幅度参数；
根据所述第一小球阀第一动作幅度参数和第一小球阀第二动作幅度参数计算第一小球阀开度。
20.根据权利要求19所述的节流控制装置，其特征在于，所述计算第一小球阀第一动作幅度参数，包括：
若过冷度小于第一过冷度预设值，第一小球阀第一动作幅度参数为100％；
若过冷度大于第一过冷度预设值且小于第二过冷度预设值，第一小球阀第一动作幅度参数为0.3*(过冷度-第一过冷度预设值)；
若过冷度大于第二过冷度预设值，第一小球阀第一动作幅度参数为0。
21.根据权利要求19所述的节流控制装置，其特征在于，所述计算第一小球阀第二动作幅度参数，包括：
若冷凝器液位高度与冷凝器设定液位高度值之差ΔH大于第一液位差预设值，第一小球阀第二动作幅度参数为0；
若冷凝器液位高度与冷凝器设定液位高度值之差ΔH小于第一液位差预设值且大于第二液位差预设值，第一小球阀第二动作幅度参数为1*(30％-ΔH)；
若冷凝器液位高度与冷凝器设定液位高度值之差ΔH小于第二液位差预设值，第一小球阀第二动作幅度参数为100％。
22.根据权利要求18所述的节流控制装置，其特征在于，所述控制器还用于根据所述***运行参数控制所述第二小球阀开度，包括：
计算第二小球阀第一动作幅度参数；
计算第二小球阀第二动作幅度参数；
根据所述第二小球阀第一动作幅度参数和第二小球阀第二动作幅度参数计算第二小球阀开度。
23.根据权利要求22所述的节流控制装置，其特征在于，所述计算第二小球阀第一动作幅度参数，包括：
若过冷度小于第三过冷度预设值，第二小球阀第一动作幅度参数为100％；
若过冷度大于第三过冷度预设值且小于第四过冷度预设值，第二小球阀第一动作幅度参数为0.3*(过冷度-第三过冷度预设值)；
若过冷度大于第四过冷度预设值，第二小球阀第一动作幅度参数为0。
24.根据权利要求19所述的节流控制装置，其特征在于，所述计算第二小球阀第二动作幅度参数，包括：
若蒸发器端温差小于等于温差预设值，第二小球阀第二动作幅度参数为0；
若蒸发器端温差大于温差预设值，第二小球阀第二动作幅度参数为0.5*(蒸发器端温差-温差预设值)。
25.一种热泵离心机组，其特征在于，包括：如权利要求1～24任一项所述的节流控制装置、闪发器、冷凝器和蒸发器；
一级节流阀设置在冷凝器至闪发器的节流管路上；
二级节流阀设置在闪发器至蒸发器的节流管路上。
26.根据权利要求25所述的热泵离心机组，其特征在于，还包括：
储液罐，储液罐设置在二级节流阀与蒸发器之间；
板式换热器，第一小球阀设置在板式换热器和冷凝器之间的节流管路上；第二小球阀设置在板式换热器和蒸发器之间的节流管路上。
27.根据权利要求26所述的热泵离心机组，其特征在于，所述板式换热器设置位置低于蒸发器和冷凝器。
28.一种空调***，其特征在于，包括：如权利要求25～27任一项所述的热泵离心机组。
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