一种变频空调系统及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种变频空调系统及其控制方法。它包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上设置有压缩机、四通换向阀、室外换热器和室内换热器，还包括控制器降温回路，所述控制器降温回路一端与所述室外换热器的出口相连通，另一端与所述压缩器的吸气口相连通。本发明能高效、可靠运行。
【专利说明】一种变频空调系统及其控制方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于空调器领域，尤其涉及一种变频空调系统及其控制方法。
【背景技术】
[0003]现有的变频空调器，其压缩机频率运行范围一般在20~90Hz，随着室外环境温度的不断升高，空调负荷加大功率增加，导致控制器功率不断升高，控制器模块温度也不断升高，甚至到达105°C以上，控制器发热温度限制了压缩机高频率的运行，而此时的制冷量(或制热量)的需求往往比较大，因此制冷量(或制热量)不足的影响也更加突出。
[0004]再有，空调器室外机安装环境也有较高的要求，空调器室外机安装环境需要通风顺畅、避免灰尘和油污等环境，而实际使用中，随着空调使用时间变长，室外翅片换热器会被灰尘覆盖，在高温天气下，由于散热不良易导致变频空调的故障频繁，空调不制冷或故障停机保护。
【发明内容】
[0005]本发明主要是提供一种变频空调系统及其控制方法，能高效、可靠运行。
[0006]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种变频空调系统，包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上设置有压缩机、四通换向阀、室外换热器和室内换热器，还包括控制器降温回路，所述控制器降温回路一端与所述室外换热器的出口相连通，另一端与所述压缩器的吸气口相连通。
[0007]作为优选，所述控制器降温回路上设置有用于给控制器散热的变频散热器，所述变频散热器包括变频控制器热交换器、以及与所述变频控制器热交换器相配的变频控制器风机。
[0008]作为优选，所述控制器降温回路上还设置有用于控制所述控制器降温回路的节流装置。节流装置用于控制控制器降温回路的通断。
[0009]作为优选，所述节流装置为电磁节流阀。
[0010]作为优选，所述变频空调系统包括有检测变频散热器盘管温度的散热器传感器、以及检测所述变频散热器的出口温度的散热器出口传感器。
[0011]作为优选，所述室外换热器和室内换热器之间连接有第一节流阀，所述第一节流阀的出口还与所述控制器降温回路相连通。即控制器降温回路一端分两路与主冷媒回路连接，一路连接在室外换热器和第一节流阀之间的管路上，另一路连接在第一节流阀和室内换热器之间的管路上，从而可同时在制冷和制热模式下保证控制器降温回路的作用。
[0012]作为优选，所述控制器降温回路与所述室外换热器之间设置有第二单向阀，所述第一节流阀的出口与所述控制器降温回路之间设置有第三单向阀。
[0013]作为优选，所述第一节流阀两端分别连接有第一过滤器和第二过滤器。[0014]作为优选，所述变频空调系统包括检测压缩机排气温度的排气传感器、检测压缩机回气温度的回气传感器、检测室外环境温度的室外传感器、检测室外换热器盘管温度的室外盘管传感器、检测室内换热器进口温度的室内换热器进口传感器、检测室内换热器盘管温度的室内换热器盘管传感器、检测室内环境温度的室内传感器和检测室内换热器出口温度的室内换热器出口传感器。
[0015]一种如权利要求1所述变频空调系统的控制方法，所述控制器降温回路上设置有用于给控制器散热的变频散热器，所述变频散热器包括变频控制器热交换器和变频控制器风机，其特征在于，包括以下步骤:
(1)温度、频率检测步骤:检测所述变频控制器热交换器的盘管温度TA、压缩机实际运行频率A ;
(2)控制器降温回路降温步骤: 当85°C< TA ( 90°C且& <当前压缩机设定频率fa时,所述控制器降温回路关闭，所述变频控制器风机通电运行；
当90°C< TA ( 95°C，且& < fa时,所述控制器降温回路开启，控制器降温回路接入所述主冷媒回路，所述变频控制器风机断电；
作为优选，所述步骤2中当TA > 95°C或压缩机排气温度TB > 105°C时，控制器限频运行。
[0016]作为优选，所述步骤2中:当TA下降至83°C时，停止所述控制器回路降温步骤。
[0017]作为优选，所述步骤2中当TA < 85°C且fQ≥fa时，所述控制器降温回路为关闭状态，所述变频控制器风机为断电状态。
[0018]作为优选，制冷运行时，根据室内换热器进口端和出口端两端的温度差来调节设置在室内换热器和室外换热器之间的节流阀的开度，并根据室内室内换热器出口端和压缩机吸气端的温度差来进行过热度修正。
[0019]作为优选，制热运行时，根据室内室内换热器进口端和出口端两端的温度差来调节设置在室内换热器和室外换热器之间的节流阀的开度，并根据室外室外换热器的盘管温度和压缩机吸气端温度的温度差来进行过热度修正。
[0020]作为优选，当室外环境温度TC ( _15°C时，所述控制器降温回路开启，所述变频控制器风机通电运行。
[0021]作为优选，当TD-TE < 2°C时，增大所述控制器降温回路上节流阀的开度；
当TD-TE > 4°C时，减小所述控制器降温回路上节流阀的开度；
当2°C≤TD-TE ( 4°C时，所述控制器降温回路上节流阀的开度不变。
[0022]上述TD为变频散热器的出口端温度，TE为压缩机进气端温度。
[0023]作为优选，排气传感器TB > 102°C时，所述控制器降温回路开启。
[0024]本发明带来的有益效果是，本发明制冷时进行电机降温或喷液冷却控制器，来降低控制器温度，实现机组高温环境制冷运行；低温制热时，进行喷气，提高进气量来提升制热量，使得控制器可靠、高效运行；本发明自动调节控制器温度，有效提高控制器可靠性，实现高环境温度下制冷、制热高频率运行，提高了高温制冷量和低温制热量，使得房间快速回温。【专利附图】
【附图说明】
[0025]附图1是本发明的一种结构示意图；
附图2是本发明制冷运行时的一种结构示意图；
附图3是本发明制热运行时的一种结构示意图。
[0026]标号说明:1、压缩机；2、四通换向阀；3、室外换热器；4、室外换热器风机；5、第一过滤器；6、第一节流阀；7、第二过滤器；8、室内换热器；9、第一单向阀；10、室内换热器风机；11、变频控制器风机；12、变频散热器；13、变频控制器热交换器；14、电磁节流阀；15、第二单向阀；16、第三单向阀；TP1、排气传感器；ΤΡ2、回气传感器；ΤΡ3、室外传感器；ΤΡ4、室外盘管传感器；ΤΡ5、室内换热器进口传感器；ΤΡ6、室内换热器盘管传感器；ΤΡ7、室内传感器；ΤΡ8、室内换热器出口传感器；ΤΡ9、散热器出口传感器；ΤΡ10、散热器传感器。
【具体实施方式】
[0027]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0028]实施例:本实施例的变频空调系统如图1所示，包括主冷媒回路和控制器降温回路，主冷媒回路上安装有压缩机、四通换向阀、室外换热器、室外换热器风机、第一过滤器、第一节流阀、第二过滤器、室内换热器、室内换热器风机，压缩机、四通换向阀、室外换热器、第一过滤器、第一节流阀、第二过滤器、室内换热器通过管路依次相连组成主冷媒回路，控制器降温回路上安装有用于给控制器散热的变频散热器、用于控制控制器降温回路的电磁节流阀和第一单向阀。
[0029]变频空调系统上还安装有多个温度传感器，这些温度传感器包括检测压缩器排气温度的排气传感器、检测压缩机回气温度的回气传感器、检测室外环境温度的室外传感器、检测室外换热器盘管温度的室外盘管传感器、检测室内换热器进口温度的室内换热器进口传感器、检测室内换热器盘管温度的室内换热器盘管传感器、检测室内环境温度的室内传感器和检测室内换热器出口温度的室内换热器出口传感器、检测变频散热器盘管温度的散热器传感器、以及检测变频散热器的出口温度的散热器出口传感器。
[0030]控制器降温回路一端的第一支路通过第二单向阀接入室外换热器和第一节流阀之间的管路上，即控制器降温回路通过第二单向阀与室外换热器的出口相连通，该端的第二支路通过第三单向阀接入第一节流阀和室内换热器之间的管路上，即控制器降温回路通过第三单向阀与室内换热器相连通。
[0031]控制器降温回路另一端通过第一单向阀与压缩器的吸气口相连通。
[0032]变频散热器包括变频控制器热交换器和与变频控制器热交换器相配的变频控制器风机。变频控制器热交换器包括壳体和冷却盘管。
[0033]如图2所示，制冷运行时:制冷剂气体从压缩机排气口排出，进入四通换向阀，再由四通换向阀进入室外换热器进口，高压高温制冷剂降温后经室外换热器流出，然后分两路流动:第一路进入第一过滤器，第二路进入第二单向阀。从室外换热器流出的第一路制冷剂进入第一过滤器过滤，从第一过滤器另一端流出后，高压制冷剂进入第一节流阀进行节流，节流后制冷剂从第一节节流阀进入第二过滤器，从第二过滤器流出的制冷剂随后分两路流动:一路进入第三单向阀进口，一路进入室内换热器经室内换热器蒸发后进入四通换向阀，再从四通换向阀流出后，经压缩机吸气口进入压缩机压缩，如此反复制冷循环。[0034]常态下，电磁节流阀为关闭状态，即控制器降温回路为关闭状态，控制器降温回路不接入主冷媒回路。当控制器降温回路开启时，从室外换热器流出的第二路制冷剂进入第二单向阀后，从第二单向阀另一端流出，经过电磁节流阀节流后，进入变频控制器交换器，液态制冷剂经变频控制器交换器蒸发后，进入第一单向阀，从第一单向阀流出后，通过压缩机吸气口进入压缩机。 [0035]如图3所示，制热运行时:制冷剂气体从压缩机排气口排出，进入四通换向阀，再由四通换向阀进入室内换热器放热冷凝，高压高温制冷剂降温后经室内换热器流出，然后分两路流动:第一路进入第二过滤器，第二路进入第三单向阀进口。从室内换热器流出的第一路制冷剂进入第二过滤器过滤后，从第二过滤器另一端流出后，进入第一节流阀进行节流，节流后制冷剂进入第一过滤器过滤后流出，从第一过滤器流出的制冷剂随后分两路流动:一路进入第二单向阀；一路进入室外换热器进行蒸发，蒸发后流出的制冷剂气体进入四通换向阀，再从四通换向阀流出后，经压缩机吸气口进入压缩机压缩，如此反复制冷循环。
[0036]常态下，电磁节流阀为关闭状态，即控制器降温回路为关闭状态，控制器降温回路不接入主冷媒回路。当控制器降温回路开启时，从室内换热器流出的第二路制冷剂进入第三单向阀后，从第三单向阀另一端流出，经过电磁节流阀节流后，进入变频控制器交换器，液态制冷剂经变频控制器交换器蒸发后，进入第一单向阀，从第一单向阀流出后，通过压缩机吸气口进入压缩机。
[0037]当变频控制器热交换器的盘管温度TA > 95°C时，控制器模块表面温度升高，机组会出现频率限制运行，更高当TA > 105°C时，长时间运行易出现击穿损坏、机组故障报警停机等严重后果，影响正常使用及可靠性。
[0038]一种变频空调系统的控制方法，包括以下步骤:
(I)温度、频率检测步骤:检测变频控制器热交换器的盘管温度TA、压缩机实际运行频率f0。
[0039]( 2 )过热度修正步骤:
当TA < 85°C且& ^ fa时，电磁节流阀不通电，控制器降温回路为关闭状态，变频控制器风机为断电状态；制冷运行时，根据室内室内换热器进口端和出口端两端的温度差来调节设置在室内换热器和室外换热器之间的节流阀的开度，并根据室内室内换热器出口端和压缩机吸气端的温度差来进行过热度修正；制热运行时，根据室内换热器盘管温度Tm(即室内换热器温度)来调节设置在室内换热器和室外换热器之间的第一节流阀的开度，Tm <目标温度-2 °C时，节流阀当前运行目标开度基础一2 ; Tm <目标温度+ 1°C时，节流阀保持当前运行目标开度；Tm >目标温度+2°C时，节流阀当前运行目标开度基础+2 ;控制器每30S检测调整I次；并根据室外室外换热器的盘管温度和压缩机吸气端温度的温度差来进行过热度修正。
[0040](3)控制器降温回路降温步骤:
a、当85°C≤TA≤90°C且&<当前压缩机设定频率fa时，电磁节流阀不通电，控制器降温回路关闭，变频控制器风机通电运行≥fa时，保持原状态；
b、当90°C< TA≤95°C且& < fa时，电磁节流阀通电开启，使得控制器降温回路开启，控制器降温回路接入所述主冷媒回路，变频控制器风机断电^ fa时，保持原状态；C、控制器回路降温步骤中，当TA下降至83°C时，停止控制器降温回路降温步骤；
当80°C< TA < 95°C且& < fa时，控制器会频繁调整切换，性能时高时低不稳定，此时采用控制器降温回路有效降低控制器温度，并且空调的节能性能也得到提高，。
[0041](4)控制器限频运行步骤:
当TA>95°C或压缩机排气温度TB> 105°C时，空调进入限频运行。在限频运行中，控制器以2Hz/min速率运行。
[0042]当TB > 102°C时，控制器降温回路开启。
[0043](5)低温高频增焓降温制热运行步骤:
当室外环境温度TC ( -15°c时，控制器降温回路开启，变频控制器风机通电运行。
[0044]a、当TD-TE < 2°C时，增大控制器降温回路上节流阀的开度；
b、当TD-TE > 4°C时，减小控制器降温回路上节流阀的开度；
C、当2°C≤TD-TE ( 4°C时，控制器降温回路上节流阀的开度不变。
[0045]上述TD为频器散热器的出口端温度，TE为压缩器进气端温度，机组根据需求最大化效果，快速满足用户需求，可靠性能高。
[0046]以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构或形状允许有变化。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或者替代以及改型。
【权利要求】
1.一种变频空调系统，包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上设置有压缩机、四通换向阀、室外换热器和室内换热器，其特征在于，还包括控制器降温回路，所述控制器降温回路一端与所述室外换热器的出口相连通，另一端与所述压缩器的吸气口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种变频空调系统，其特征在于，所述控制器降温回路上设置有用于给控制器散热的变频散热器，所述变频散热器包括变频控制器热交换器、以及与所述变频控制器热交换器相配的变频控制器风机。
3.根据权利要求1或2所述的一种变频空调系统，其特征在于，所述控制器降温回路上还设置有用于控制所述控制器降温回路的节流装置。
4.根据权利要求3所述的一种变频空调系统，其特征在于，所述节流装置为电磁节流阀。
5.根据权利要求2所述的一种变频空调系统，其特征在于，所述变频空调系统包括有检测变频散热器盘管温度的散热器传感器、以及检测所述变频散热器的出口温度的散热器出口传感器。
6.根据权利要求1所述的一种变频空调系统，其特征在于，所述室外换热器和室内换热器之间连接有第一节流阀，所述第一节流阀的出口还与所述控制器降温回路相连通。
7.根据权利要求6所述的一种变频空调系统，其特征在于，所控制器降温回路与所述室外换热器之间设置有第二单向阀，所述第一节流阀的出口与所述控制器降温回路之间设置有第三单向阀。
8.根据权利要求6所述的一种变频空调系统，其特征在于，所述第一节流阀两端分别连接有第一过滤器和第二过滤器。
9.根据权利要求1或5所述的一种变频空调系统，其特征在于，所述变频空调系统包括检测压缩器排气温度的排气传感器、检测压缩机回气温度的回气传感器、检测室外环境温度的室外传感器、检测室外换热器盘管温度的室外盘管传感器、检测室内换热器进口温度的室内换热器进口传感器、检测室内换热器盘管温度的室内换热器盘管传感器、检测室内环境温度的室内传感器和检测室内换热器出口温度的室内换热器出口传感器。
10.一种变频空调系统控制方法，其特征在于，包括权利要求1所述的变频空调系统。
【文档编号】F25B13/00GK103574857SQ201310510479
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月26日 优先权日:2013年10月26日
【发明者】钱辉, 阳露, 张见晖, 应必业 申请人:宁波奥克斯空调有限公司