大冷量变频空调系统、空调及其节流装置的控制方法与流程

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种大冷量变频空调系统、大冷量变频空调以及大冷量变频空调系统节流装置的控制方法。

背景技术：

随着科学技术及社会经济的发展，科技的进步正影响着社会的经济并改变着人们的生活方式。节流装置是空调器的重要元器件，对于空调器而言，节流装置的流量大小决定了系统冷媒循环量的大小。对于商用大冷量空调器，目前多采用毛细管节流和热力膨胀阀节流。

然而，采用毛细管节流和热力膨胀阀节流的空调器具有如下缺陷：

1、采用毛细管节流的缺点为：流量不可调节，特别是对于变频空调器或可卸载变容量空调器，很难同时满足满负荷和低负荷的流量需求。当环境温度发生变化或者空调负荷发生变化时，毛细管流量不可调节，这样对机组的能力能效发挥和运行可靠性都有较大的影响。

2、采用热力膨胀阀的缺点为：虽然空调器可根据不同的环境温度和负荷大小调节流量，但是调节范围较小，难以满足大冷量变频空调系统特别是多联式空调器的流量调节要求。

技术实现要素：

基于此，有必要针对如何提高系统可靠性的技术问题，提供一种大冷量变频空调系统、空调及其节流装置的控制方法。

一种大冷量变频空调系统。该空调系统包括：控制器、节流装置、四通阀、冷凝器、蒸发器、压缩机及气液分离器，所述控制器与所述节流装置电连接，所述四通阀分别与所述冷凝器、所述蒸发器、所述压缩机及所述气液分离器连通，所述压缩机还与所述气液分离器连通，所述大冷量变频空调系统还包括分别与所述控制器电连接的压力传感器及排气感温包，所述压力传感器及排气感温包邻近所述压缩机设置，分别用于检测排气压力和检测排气温度；所述节流装置包括分别与所述控制器电连接的电子膨胀阀及毛细管节流阀，所述电子膨胀阀及所述毛细管节流阀并联，所述电子膨胀阀分别所述冷凝器及所述蒸发器连通，所述毛细管节流阀分别所述冷凝器及所述蒸发器连通。

在其中一个实施例中，所述毛细管节流阀包括串联的毛细管和电磁阀，所述毛细管还与所述蒸发器连通，所述电磁阀还与所述冷凝器连通，所述电磁阀与所述控制器电连接。

在其中一个实施例中，所述大冷量变频空调系统还包括用于检测室外环境温度的室外环境温度感温包及用于检测室内环境温度的室内环境温度感温包，所述室外环境温度感温包及所述室内环境温度感温包分别与所述控制器电连接。

一种大冷量变频空调。该空调包括上述的大冷量变频空调系统。

上述大冷量变频空调系统及其空调，通过电子膨胀阀和毛细管的并联来满足不同环境温度和不同负荷的流量调节要求，毛细管通过电磁阀控制通断，当系统压力较高时可通过毛细管进行泄压。解决了普通毛细管流量不可调节的问题。解决了热力膨胀阀调节范围小的问题。可适应不同环境温度和不同空调负荷的流量调节需求，调节精度高，可根据不同环境温度设置不同的目标排气温度值，以此来调节电子膨胀阀的开度，提高系统可靠性。

一种大冷量变频空调系统节流装置的控制方法。该方法包括：获取变频空调系统的排气压力值和排气温度值；当所述排气压力值小于预设压力阈值时，计算所述排气温度值与预设温度阈值的温度差值；判断所述温度差值是否在目标排气温度范围内；若是，则生成控制信号；发送所述控制信号至节流装置，以控制所述节流装置的通断。

在其中一个实施例中，所述获取变频空调系统的排气压力值和排气温度值，包括：获取变频空调系统的压缩机排气口附近的排气压力值和排气温度值。

在其中一个实施例中，所述计算所述排气温度值与预设温度阈值的温度差值，包括：获取室外环境温度值及室内环境温度值；根据所述室外环境温度值及所述室内环境温度值，设置所述预设温度阈值；将所述排气温度值减去所述预设温度阈值，得到所述温度差值。

在其中一个实施例中，当所述温度差值在目标排气温度范围内时，生成控制信号，包括：获取所述变频空调系统的压缩机的启动时间；当所述启动时间大于预设启动时间阈值时，生成控制信号。

在其中一个实施例中，所述控制信号为电子膨胀阀控制信号；所述发送所述控制信号至节流装置，以控制所述节流装置的通断，包括：发送所述电子膨胀阀控制信号至所述节流装置的电子膨胀阀，以控制所述节流装置的电子膨胀阀的通断。

在其中一个实施例中，所述控制信号为电磁阀控制信号；所述发送所述控制信号至节流装置，以控制所述节流装置的通断，包括：获取所述变频空调系统的电子膨胀阀的步数；当所述步数满足预设步数时，发送所述电磁阀控制信号至所述节流装置的电磁阀，以控制所述节流装置的电磁阀的通断。

上述大冷量变频空调系统节流装置的控制方法，通过排气压力值和排气温度值，控制节流装置，从而满足不同环境温度和不同负荷的流量调节要求。解决了普通毛细管流量不可调节的问题。解决了热力膨胀阀调节范围小的问题。可适应不同环境温度和不同空调负荷的流量调节需求，调节精度高，可根据不同环境温度设置不同的目标排气温度值，以此来调节节流装置的开度，提高系统可靠性。

附图说明

图1为一个实施方式中大冷量变频空调系统的结构示意图；

图2为一个实施方式中大冷量变频空调系统节流装置的控制方法的步骤流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1，其为一个实施方式中大冷量变频空调系统的结构示意图，该空调系统包括：控制器、节流装置、四通阀、冷凝器、蒸发器、压缩机、气液分离器、压力传感器及排气感温包。

控制器与节流装置电连接。四通阀分别与冷凝器、蒸发器、压缩机及气液分离器连通。压缩机还与气液分离器连通。压力传感器及排气感温包分别与控制器电连接。压力传感器及排气感温包邻近压缩机设置，分别用于检测排气压力和检测排气温度。节流装置包括分别与控制器电连接的电子膨胀阀及毛细管节流阀，电子膨胀阀及毛细管节流阀并联，电子膨胀阀分别冷凝器及蒸发器连通，毛细管节流阀分别冷凝器及蒸发器连通。

为提高控制效果，在其中一个实施例中，毛细管节流阀包括串联的毛细管和电磁阀，毛细管还与蒸发器连通，电磁阀还与冷凝器连通，电磁阀与控制器电连接。这样通过控制器控制电磁阀，实现毛细管的导通及关断，有效的控制毛细管，提高了控制效果。

为了检测室内外的温度，在其中一个实施例中，大冷量变频空调系统还包括用于检测室外环境温度的室外环境温度感温包及用于检测室内环境温度的室内环境温度感温包，室外环境温度感温包及室内环境温度感温包分别与控制器电连接，用于将检测到的温度值传输至控制器中。

值得一提的是，本发明还涉及一种大冷量变频空调。该大冷量变频空调包括上述的大冷量变频空调系统。

上述大冷量变频空调系统及其空调，通过电子膨胀阀和毛细管的并联来满足不同环境温度和不同负荷的流量调节要求，毛细管通过电磁阀控制通断，当系统压力较高时可通过毛细管进行泄压。解决了普通毛细管流量不可调节的问题。解决了热力膨胀阀调节范围小的问题。可适应不同环境温度和不同空调负荷的流量调节需求，调节精度高，可根据不同环境温度设置不同的目标排气温度值，以此来调节电子膨胀阀的开度，提高系统可靠性。

本实施例的控制方法用于控制图1所示的大冷量变频空调系统。请参阅图2，其为一个实施方式中大冷量变频空调系统节流装置的控制方法20的步骤流程示意图。结合图1和图2，该空调系统原理图如图1所示，结合本实施例的控制方法，例如，在压缩机排气口附近有检测排气温度的排气感温包和检测排气压力的压力传感器，其节流装置由电子膨胀阀、毛细管和电磁阀组成，其中电磁阀可以控制毛细管的通断。当空调器负荷较小时只打开电子膨胀阀，此时满足空调低负荷小流量的需求；当空调器负荷较大时，打开电子膨胀阀同时打开电磁阀，对应的毛细管接通，满足机组的高负荷大流量的需求。当系统高压较高时，可强制打开节流毛细管以降低高压。

为进一步了解本实施例的控制方法，如图2所示，例如，一种大冷量变频空调系统节流装置的控制方法20包括如下步骤：

步骤S201：获取变频空调系统的排气压力值和排气温度值。

具体的，在变频空调系统中安装检测排气温度的排气感温包和检测排气压力的压力传感器，以获取变频空调系统的排气压力值和排气温度值。为提高控制精确度，在其中一个实施例中，获取变频空调系统的排气压力值和排气温度值，包括：获取变频空调系统的压缩机排气口附近的排气压力值和排气温度值。

步骤S202：当排气压力值小于预设压力阈值时，计算排气温度值与预设温度阈值的温度差值。

具体的，将获取到的排气压力值与预设压力阈值进行对比判断，当排气压力值小于预设压力阈值时，计算排气温度值与预设温度阈值的温度差值。在其中一个实施例中，计算排气温度值与预设温度阈值的温度差值，包括：获取室外环境温度值及室内环境温度值。根据室外环境温度值及室内环境温度值，设置预设温度阈值。将排气温度值减去预设温度阈值，得到温度差值。

例如，针对不同的室内外环境温度设置不同的压缩机目标排气温度，不同室内外环境温度下压缩机目标排气温度值如下表1所示：

表1

步骤S203：判断温度差值是否在目标排气温度范围内。

具体的，空调负荷的大小根据实际温度和设定温度的差值定，差值越大负荷越大，反映在该系统上就是流量的大小，因此可以根据目标排气温度，判断温度差值是否在目标排气温度范围内，从而设定节流装置的开度。

步骤S204：若是，则生成控制信号。

具体的，当温度差值在目标排气温度范围内时，生成控制信号，包括：获取变频空调系统的压缩机的启动时间。当启动时间大于预设启动时间阈值时，生成控制信号。

例如，电子膨胀阀的控制如下：压缩机启动3min内，电子膨胀阀步数P＝a1*f压缩机频率+b1*T室外环境温度+c1*T室内环境温度，压缩机启动3min后，电子膨胀阀开度根据实际排气温度和目标排气温度的差值进行调节

当T实际排气温度-T目标排气温度≤-A时，电子膨胀阀每M秒关小N步。

当-A＜T实际排气温度-T目标排气温度≤-B时，电子膨胀阀每M秒关小P步。

当-B＜T实际排气温度-T目标排气温度≤-C时，电子膨胀阀每M秒关小Q步。

当-C＜T实际排气温度-T目标排气温度≤0时，电子膨胀阀维持当前步数。

当0＜T实际排气温度-T目标排气温度≤D时，电子膨胀阀维持当前步数。

当D＜T实际排气温度-T目标排气温度≤E时，电子膨胀阀每M秒开大R步。

当E＜T实际排气温度-T目标排气温度≤F时，电子膨胀阀每M秒开大S步。

T实际排气温度-T目标排气温度＞F时，电子膨胀阀每M秒开大T步。

注：上述A、B、C、E、F、T等均为正数。

例如，节流毛细管电磁阀的控制方法如下：

电子膨胀阀每t秒更新一次目标步数，目标步数根据上述第2部分逻辑计算

①制冷或除湿模式下

节流毛细管电磁阀默认打开状态

1)当T实际排气温度-T目标排气温度≤X℃且电子膨胀阀步数小于m步时，节流毛细管电磁阀关闭，在关闭节流毛细管电磁阀前先将电子膨胀阀步数调至P＝a2*f压缩机频率+b2*T室外环境温度+c2*T室内环境温度，维持t秒后根据上述第2部分逻辑进行调节

2)当节流毛细管处于关闭状态，T实际排气温度-T目标排气温度＞Y℃且电子膨胀阀步数大于n步时，打开节流毛细管电磁阀，之后电子膨胀阀按照第2部分逻辑进行控制

3)当节流毛细管处于关闭状态，T实际排气温度-T目标排气温度＞Z℃且系统排气压力大于p MPa时，打开节流毛细管电磁阀，之后电子膨胀阀按照第2部分逻辑进行控制(此条优先级高于第1)条)

②制热模式下

制热时节流毛细管关闭，当进入化霜后节流毛细管电磁阀打开，退出化霜时节流毛细管电磁阀关闭，电子膨胀阀步数恢复到进入化霜前的步数

③送风模式下，节流毛细管电磁阀关闭

④系统回油时，节流毛细管电磁阀打开，且电子膨胀阀开度维持在q步，退出回油后，电子膨胀阀恢复到进入回油前的开度，按照第2部分逻辑进行控制

步骤S205：发送控制信号至节流装置，以控制节流装置的通断。

具体的，在其中一个实施例中，控制信号为电子膨胀阀控制信号。发送控制信号至节流装置，以控制节流装置的通断，包括：发送电子膨胀阀控制信号至节流装置的电子膨胀阀，以控制节流装置的电子膨胀阀的通断。

在其中一个实施例中，控制信号为电磁阀控制信号。发送控制信号至节流装置，以控制节流装置的通断，包括：获取变频空调系统的电子膨胀阀的步数。当步数满足预设步数时，发送电磁阀控制信号至节流装置的电磁阀，以控制节流装置的电磁阀的通断。

例如，对上述方案的变量进行赋值，以充分说明本实施例，例如，第一组：A＝15，B＝10，C＝5，D＝5，E＝10，F＝15，N＝20，P＝15，Q＝10，R＝10，S＝15，T＝20，X＝5，Y＝5，Z＝3，a1＝1，b1＝1，c1＝3，a2＝1，b2＝1，c2＝2，m＝100，n＝380，需要说明的是，f_{压缩机频率}是当前的压缩机频率，不能赋值；同理，T_{室外环境温度}是传感器检测的温度，不能赋值；同理，T_{室内环境温度}是传感器检测的温度，不能赋值。如此可得：t＝30，p＝3.8，q＝300。

例如，对上述方案的变量进行赋值，以充分说明本实施例，例如，第二组：A＝12，B＝8，C＝3，D＝3，E＝8，F＝12，N＝15，P＝10，Q＝5，R＝5，S＝10，T＝15，X＝3，Y＝3，Z＝2，a1＝1，b1＝1，c1＝2，a2＝1，b2＝1，c2＝3，m＝90，n＝400。需要说明的是，f_{压缩机频率}是当前的压缩机频率，不能赋值；同理，T_{室外环境温度}是传感器检测的温度，不能赋值；同理，T_{室内环境温度}是传感器检测的温度，不能赋值。如此可得：t＝40，p＝3.6，q＝320。

上述大冷量变频空调系统节流装置的控制方法，通过排气压力值和排气温度值，控制节流装置，从而满足不同环境温度和不同负荷的流量调节要求。解决了普通毛细管流量不可调节的问题。解决了热力膨胀阀调节范围小的问题。可适应不同环境温度和不同空调负荷的流量调节需求，调节精度高，可根据不同环境温度设置不同的目标排气温度值，以此来调节节流装置的开度，提高系统可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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。