专利名称：一种多联机空调系统及其状态切换控制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及多联机空调系统控制领域，特别的涉及一种多联机空调系统及多联机空调系统状态切换控制法。
背景技术：
多联机空调系统为一台室外机连接多台室内机的空调类型，俗称“一拖多”。它诞生于1982年，虽然只有20多年的发展历史，但是因为具有安装方便，设计灵活，室内热舒适度可控性好，能效高等优点，在世界范围内得到了广泛的应用和发展。比如在日本，50%的中型商业建筑以及三分之一的大型商业建筑都采用了多联机系统。在中国，多联机系统在2009年的总装机量已超过空调市场份额的30%。而在2010年度，多联机市场的占有率达到近36%，增长率更是接近42%。同样，在《2012上半年度中国中央空调行业发展报告》中指出，多联机主导市场的格局也依旧没有发生改变。在多联机空调系统的控制中，最关键的技术是如何来实现变频(或者变容量)压缩机转速的控制和正确的制冷剂流量的分配，也即是系统如何根据总体热负荷，以及房间各自的热负荷适时地调节总体的制冷剂流量以及各蒸发器的制冷剂流量，以保证系统在高能效比下运行和各房间的控温精度。但在多联机系统中，各蒸发器之间的相关状态参数，如蒸发压力、制冷剂质量流量、出口过热度等相互影响，而且制冷空调系统本身也是一个非线性、多变量、强耦合和时变的控制对象，因此使得多联机系统的控制更显复杂和难以实现。目前已有的多联机系统控制方法是通过改变压缩机转速来匹配所有房间的冷量需求，同时通过改变每个室内机组的过热度设定来匹配某一个房间的冷量需求。这种控制方法会引入两个问题。第一，一般把压缩机吸气压力或者排气压力作为反映总冷量需求的参数，因此需要额外安装制冷剂压力传感器，既增加了成本也增加了制冷剂泄漏的可能。第二，通过人为的改变室内机组的过热度设定来匹配房间的冷量需求也就意味着室内机组过热度无法稳定在最佳值，这即会导致蒸发器效率下降，又会使得在过热度上升时导致压缩机排气温度过高，影响压缩机长期运行的可靠性。
发明内容
本发明提供了一种多联机空调系统，在蒸发器有制冷剂流过后，其出口处的过热度可以一直被稳定在最佳设定值，保证了蒸发器的高效运行。本发明还提供了一种多联机空调系统状态切换控制法，以简单高效地控制多联机系统输出的总制冷量以及合理的分配制冷量到各个房间，使得各房间所得制冷量同房间的热负荷相匹配。一种多联机空调系统，包括一台室外机以及安装于多个房间内的室内机，所述室外机包括带有压缩机控制器的压缩机和冷凝器；所述室内机包括带有电子膨胀阀驱动器的电子膨胀阀、蒸发器、设于所述房间内的室内空气温度探测器和设于蒸发器出口的制冷剂过热度探测器；压缩机与冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器形成回路。
所述电子膨胀阀驱动器可同时接收所述制冷剂过热度探测器获取的过热度以及所述室内空气温度探测器获得的室内空气温度同预先设定温度之间的差值这两个信号，根据所述这两个信号切换电子膨胀阀驱动器的运行状态，并输出相应的运行状态信息，所述运行状态信息为O或I。所述电子膨胀阀驱动器的运行状态为过热度控制态和流量截止态。当运行在过热度控制态时，自动驱动电子膨胀阀，将蒸发器出口的过热度稳定在设定值，该运行状态信息为I;当运行在流量截止态时，自动关闭电子膨胀阀，使进入蒸发器的流量为零，该运行状态信息为O。所述压缩机控制器具有以下控制行为:预先将所有安装了室内机房间的额定制冷量Qi, i从I到n，n为室内机个数，以及压缩机的运行频率f。，同压缩机输出的总制冷量Qt之间的关系，f；=f (Qt)，储存于内存；根据所连接的室内机的个数，来设定X档的压缩机运行频率，
权利要求
1.一种多联机空调系统，包括一台室外机以及安装于多个房间内的室内机，其特征在于，所述室外机包括带有压缩机控制器的压缩机和冷凝器；所述室内机包括带有电子膨胀阀驱动器的电子膨胀阀、蒸发器、设于所述房间内的室内空气温度探测器和设于蒸发器出口的制冷剂过热度探测器；压缩机与冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器形成回路。
2.根据权利要求1所述的多联机空调系统，其特征在于，所述电子膨胀阀驱动器可同时接收所述制冷剂过热度探测器获取的过热度以及所述室内空气温度探测器获得的室内空气温度同预先设定温度之间的差值这两个信号，根据所述这两个信号切换电子膨胀阀驱动器的运行状态，并输出相应的运行状态信息，所述运行状态信息为O或I。
3.根据权利要求2所述的多联机空调系统，其特征在于，所述电子膨胀阀驱动器的运行状态为过热度控制态和流量截止态，其中过热度控制态对应运行状态信息为1，流量截止态对应运行状态信息为O。
4.根据权利要求2所述的多联机空调系统，其特征在于，所述压缩机控制器具有以下控制行为: 预先将所有安装了室内机房间的额定制冷量Qi, i从I到n，n为室内机个数，以及压缩机的运行频率f。，同压缩机输出的总制冷量Qt之间的关系，f；=f (Qt)，储存于内存； 根据所连接的室内机的个数，来设定X档的压缩机运行频率，
5.根据权利要求1所述的多联机空调系统，其特征在于，所述冷凝器为风冷冷凝器或水冷冷凝器。
6.一种根据权利要求1-5中任一所述多联机空调系统的多联机空调系统状态切换控制法，包括以下步骤: (a)通过室内空气温度探测器获取某一个房间室内实测温度与预先设定温度之间的差值，用来确定该房间内室内机的电子膨胀阀驱动器的运行状态； (b)将所有电子膨胀阀驱动器的运行状态传递给压缩机控制器； (C)压缩机控制器根据所连接的室内机的个数确定压缩机的运行频率的档数并且根据所有电子膨胀阀驱动器的运行状态的汇总来确定压缩机运行频率所处的档位； (d)压缩机通过冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器向所述房间输出其所需的制冷剂量。
7.根据权利要求6所述的多联机空调系统状态切换控制法，其特征在于，所述步骤(a)具体包括以下步骤: (al)将所有电子膨胀阀驱动器的运行状态归零，即E(t)i=0，i从I到η，η为所有室内机的总个数； (a2)依次判断第i个室内机是否启动，i从I到n，如果启动，进行步骤(a3)，如果没有启动，维持E(t)i=0,进行步骤(a9)； (a3)给所述第i个已经启动的室内机预设一个温度Tsetii，相应的无动作区间ATi,以及蒸发器出口的过热度SHi,并将所述预设值存储在电子膨胀阀驱动器的内存中； (a4)通过所述第i个已经启动的室内机的室内空气温度探测器，获取第i个房间在某一时刻t的空气温度T(t)i，并将所述空气温度T(t)i存储在电子膨胀阀驱动器的内存中；(a5)判断T (t) i是否大于等于U Λ Ti，如果是，则进行步骤(a6)，如果不是，则进行步骤(a7)； (a6)第i个室内机的电子膨胀阀驱动器运行在过热度控制态，即自动调节第i个室内机的电子膨胀阀的开度来维持过热度稳定在SHi,过热器通过制冷剂过热度探测器检测，运行状态E(Oi=I,进行步骤(b)； (a7)判断T (t) i是否小于U Δ Ti并且大于Λ Ti，如果是，则进行步骤(a8)，如果不是，则进行步骤(a9); (a8)维持第i个室内机的电子膨胀阀驱动器的运行状态不变，进行步骤(b)； (a9)第i个室内机的电子膨胀阀驱动器运行在流量截止态，即运行状态E(t)i=0，进行步骤(b)。
8.根据权利要求6所述的多联机空调系统状态切换控制法，其特征在于，所述步骤(c)具体包括以下步骤: (Cl)压缩机控制器根据所连接的室内机的个数确定压缩机的运行频率的档数，根据所有电子膨胀阀驱动器的运行状态信息总和，决定压缩机运行频率相应的档位； (c2)判断是否所有室内机已经停止运行，如果是，进行步骤(c3);如果不是，进行步骤(a2)； (c3)进行步骤⑷。
9.根据权利要求8所述的多联机空调系统状态切换控制法，其特征在于，步骤(Cl)中， 当压缩机控制器得到 某个电子膨胀阀驱动器的运行状态信息为I时，即E(t)i=l，压缩机控制器将对应房间所需的制冷量设为额定制冷量Qi, i从I到η，η为室内机个数； 当压缩机控制器得到某个电子膨胀阀驱动器的运行状态信息为O时，即E(t) fO，压缩机控制器将对应房间所需的制冷量设为O ; 使所有房间所需制冷量的加合的X种可能性分别对应压缩机运行频率的X个档位，I 二 Σ:=/; = …+ Cf1 + C:。
10.根据权利要求9所述的多联机空调系统状态切换控制法，其特征在于，当压缩机控制器得到所需的总制冷量后，根据预先设定的fff (Qt)，决定压缩机运行频率所处的档位，其中f。为压缩机运行频率，Qt为总制冷量。
全文摘要
本发明公开一种多联机空调系统及其状态切换控制法，该空调系统包括室外机和安装在多个房间内的室内机，室外机包括压缩机、压缩机控制器、冷凝器，室内机包括电子膨胀阀、电子膨胀阀驱动器、蒸发器、设于房间内的室内空气温度探测器和设于蒸发器出口的制冷剂过热度探测器；压缩机与冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器形成回路。该状态切换控制法通过获取某一个房间室内实测温度与预先设定温度之间的差值，用来确定电子膨胀阀驱动器的运行状态，并将其传递给压缩机控制器，以确定压缩机运行频率的档数及档位。本发明可简单高效地控制多联机系统输出的总制冷量以及合理的分配制冷量到各个房间，使得各房间所得制冷量同房间的热负荷相匹配。
文档编号F24F11/00GK103206750SQ20131012965
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者徐象国, 潘燕, 李大红, 韩晓红, 张学军 申请人:浙江大学