空调系统及其控制方法与流程

本发明涉及空调
技术领域：
，特别涉及一种空调系统及其控制方法。
背景技术：
：目前的空调系统没有对节流后并进入蒸发器前的气态制冷剂进行优化循环设计，导致气态制冷剂影响蒸发器换热性能，并且增加压缩机压缩功耗，从而影响到空调器能效水平。虽然，喷气增焓和双缸压缩技术可以提高空调系统在低温和超低温下的制热能力水平，但是在空调系统的控制中，为了保证空调系统的正常可靠运行，节流装置的节流调节极其重要，例如空调系统运行制冷模式时，通过第一节流装置对室外换热器循环出的冷媒进行一次节流降压，通过第二节流装置循环至室内换热器的冷媒进行二次节流降压。但是现有的节流调节都是独立控制，根据各自的影响参数进行调节，如此无法保证空调系统的正常可靠运行。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种空调系统及其控制方法，旨在解决现有空调系统的进行独立控制节流时无法保证空调系统的正常可靠运行的技术问题。为实现上述目的，本发明提出的一种空调系统，包括依次连接并形成冷媒循环回路的双缸独立压缩的压缩机、换向单元、室外换热器、第一电子膨胀阀、气液分离器、第二电子膨胀阀、室内换热器；所述空调系统还包括控制器，所述控制器用于在空调系统运行制冷模式时，根据空调系统的运行参数确定第一电子膨胀阀的开度K11以及第二电子膨胀阀的开度K21，并判断开度K21与开度K11的差值是否大于或等于预设值，当开度K21与开度K11的差值小于预设值时，调整第一电子膨胀阀的开度和/或第二电子膨胀阀的开度。优选地，所述控制器用于：在空调系统运行制冷模式时，根据所述空调系统的压缩机运行频率及空调运行温度，确定第一电子膨胀阀的开度K11；根据所述压缩机的排气温度或回气过热度，确定第二电子膨胀阀的开度K21。优选地，所述压缩机的运行频率包括压缩机的当前运行频率或频率变化值；所述运行温度包括当前温度值或者温度变化值。优选地，所述空调运行温度包括压缩机的排气温度、室外环境温度。优选地，所述控制器还用于在空调系统运行制热模式时，根据空调系统的运行参数确定第一电子膨胀阀的开度K11以及第二电子膨胀阀的开度K21，并判断开度K11与开度K21的差值是否大于或等于预设值，当开度K11与开度K21的差值小于预设值时，调整第一电子膨胀阀的开度和/或第二电子膨胀阀的开度。优选地，所述预设值的取值范围为[0,200]。此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种空调系统的控制方法，包括以下步骤：空调运行过程中，获取空调系统的运行参数；在空调系统运行制冷模式时，根据空调系统的运行参数确定第一电子膨胀阀的开度K11以及第二电子膨胀阀的开度K21；判断开度K21与开度K11的差值是否大于或等于预设值；当开度K21与开度K11的差值小于预设值时，调整第一电子膨胀阀的开度K11和/或第二电子膨胀阀的开度K21。优选地，所述控制方法还包括：在空调系统运行制热模式时，根据空调系统的运行参数确定第一电子膨胀阀的开度K11以及第二电子膨胀阀的开度K21；判断开度K11与开度K21的差值是否大于或等于预设值；当开度K11与开度K21的差值小于预设值时，调整第一电子膨胀阀的开度K11和/或第二电子膨胀阀的开度K21。优选地，所述控制方法还包括：当空调系统处于制冷模式，且开度K21与开度K11的差值小于预设值时，优先调整第二电子膨胀阀的开度K21；当空调系统处于制热模式，且开度K11与开度K21的差值小于预设值时，优先调整第一电子膨胀阀的开度K11。优选地，所述预设值的取值范围为[0,200]。本发明在空调系统的节流控制中，通过预设值实现了第一电子膨胀阀的开度和第二电子膨胀阀的开度调节的制约，从而不但实现了两个电子膨胀阀的分别控制，而且还可以保证空调系统的可靠运行。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明空调系统一实施例的结构示意图；图2为本发明空调系统的控制方法一实施例的流程示意图。附图标号说明：标号名称标号名称1压缩机11第一气缸12第二气缸13第一储液罐14第二储液罐2换向单元3室外换热器4第一电子膨胀阀5气液分离器6第二电子膨胀阀7室内换热器本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，本发明实施例中若涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则其仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。请参照图1，本发明所提供的空调系统，包括：依次连通并形成冷媒回路的双缸独立压缩的压缩机1、换向单元2、室外换热器3、第一电子膨胀阀4、气液分离器5、第二电子膨胀阀6、室内换热器7。其中压缩机1包括壳体，该壳体内设有第一气缸11和第二气缸12，壳体外设有第一储液罐13和第二储液罐14。压缩机1壳体上还设有与换向单元2连通的排气口、与第一气缸11的吸气口连通的第一回气口，以及与第二气缸12的吸气口连通的第二回气口。第一储液灌13一端与换向单元2连通，另一端与第一回气口连通；第二储液灌14一端与气液分离器5的气体出口连通，另一端与第二回气口连通。可以理解的是，该第二储液灌14也可以省略。在第二回气口连通有第二储液罐14是为了进一步提高空调系统的稳定性。本空调通过第一气缸11和第二气缸12的独立压缩，从第一气缸11排出的压缩后的冷媒和从第二气缸12排出的压缩后的冷媒分别排入到壳体1内然后从排气口排出。另外，气液分离器5的气体出口直接连通压缩机1的回气口，经过第一电子膨胀阀4的冷媒通过气液分离器5后，气态冷媒经过气液分离器5的气体出口到压缩机的第二气缸12循环压缩，降低压缩功耗，提升能效。具体地，上述第二气缸12和第一气缸11的排气容积比值的取值范围为1％～10％。进一步地，第二气缸12和第一气缸11的排气容积比值的取值范围为1％～9％，优选地，第二气缸12和第一气缸11的排气容积比值的取值范围为4％～9％。例如第二气缸12和第一气缸11的排气容积比值可以为4％、5％、8％或8.5％等参数。上述换向单元2优选为四通阀，其通过第一储液灌13与第一回气口连通，换向单元2包括第一阀口D至第四阀口S，第一阀口D与第二阀口C和第三阀口E中的其中一个连通，第四阀口S与第二阀口C和所述第三阀口E中的另一个连通，第一阀口D与压缩机1的排气口相连，第四阀口S与第一储液罐13相连。室外换热器3的第一端与第二阀口C相连，室内换热器4的第一端与第三阀口E相连。具体地，当冷暖型空调器100制冷时，第一阀口D与第二阀口C连通且第三阀口E与第四阀口S连通，当空调系统制热时，第一阀口D与第三阀口E连通且第二阀口C与第四阀口S连通。气液分离器5包括气体出口、第一接口和第二接口，气体出口与第二回气口相连，第一接口与室外换热器3的第二端相连，第二接口与室内换热器7的第二端相连，第一接口和室外换热器3之间串联第一电子膨胀阀4，第二接口和室内换热器7之间串联第二电子膨胀阀6。上述空调系统还包括控制器，该控制器可以为独立设置的功能组件，也可以为与空调系统中其他组件的控制功能组件一起设置的控制板。具体地，该控制器用于：在空调系统运行制冷模式时，根据空调系统的运行参数确定第一电子膨胀阀4的开度K11以及第二电子膨胀阀6的开度K21，并判断开度K21与开度K11的差值是否大于或等于预设值，当开度K21与开度K11的差值小于预设值时，调整第一电子膨胀阀4的开度和/或第二电子膨胀阀6的开度。在空调系统运行制热模式时，根据空调系统的运行参数确定第一电子膨胀阀4的开度K11以及第二电子膨胀阀6的开度K21，并判断开度K11与开度K21的差值是否大于或等于预设值，当开度K11与开度K21的差值小于预设值时，调整第一电子膨胀阀4的开度和/或第二电子膨胀阀6的开度。上述第一电子膨胀阀4和第二电子膨胀阀6为可调节的节流阀，通过改变阀通道的截面积来达到调节压力和流量的目的。例如电子膨胀阀的开度范围为[0，450]，即电子膨胀阀的开度为0时，该节流阀完全关闭，冷媒不允许通过；电子膨胀阀的开度为450时，该节流阀完全打开，冷媒全部通过。本发明实施例中，通过对第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的控制，实现一级节流降压及二级节流降压，同时将一级节流降压后的冷媒进行气液分离后，气体冷媒循环至压缩机的第二气缸12进行循环压缩，降低了制冷时流入到室内换热器7的冷媒中的气体含量，以及降低了制热时流入到室外换热器3的冷媒中的气体含量，减少了气态冷媒对作为蒸发器的室内换热器7或者室外换热器3的换热性能的影响，从而可以提高换热效率，降低压缩机压缩功耗。本实施例中，将根据空调系统的运行参数分别确定第一电子膨胀阀4的开度K11和第二电子膨胀阀6的开度K21。具体地：在空调系统运行制冷模式时，根据所述空调系统的压缩机运行频率及空调运行温度，确定第一电子膨胀阀的开度K11，为了确保制冷系统进过第一电子膨胀阀节流调节后，进入气液分离最优中间压力状态；根据所述压缩机的排气温度或回气过热度，确定第二电子膨胀阀的开度K21，为了确保制冷系统进过第二电子膨胀阀节流调节后，进入蒸发器最优干度状态，提升蒸发换热能力。本实施例中，空调运行温度可包括压缩机的排气温度、室外环境温度、气液分离器进口温度。其中，该压缩机的运行频率可从空调系统的主控板中读取，压缩机的排气温度可以通过设置在压缩机的排气口的温度传感器获得，室外环境温度可以通过设置在室外机上的温度传感器获得，气液分离器进口温度可以通过设置在企业分离器进口管上的温度传感器获得。另外，上述压缩机的运行频率可包括压缩机的当前运行频率或频率变化值。例如，周期性地从空调系统的主控板中读取压缩机的运行频率，然后计算相邻两次压缩机的运行频率的差值，获得频率变化值。上述运行温度也可包括当前温度值或者温度变化值。本发明实施例中，首先，预先在空调系统中预设至少一组权重系数，需要计算开度时，从空调系统预存位置处读取该权重系数，再根据空调系统的运行参数，进行加权求和，获得第一电子膨胀阀的开度K11。例如，第一电子膨胀阀的开度K11＝A11×频率+B11×环境温度+C11×排气温度+D11×气液分离器进口温度。其中A11、B11、C11、D11为空调系统中预存的固定权重系数，可以设定多组权重系数，以根据不同的运行工况而对应设置。可以理解的是，计算第一电子膨胀阀的开度所用的参数也可为上述四个中的其中几个，当然根据上述4个参数计算的第一电子膨胀阀的开度更精确。上述压缩机的排气温度通过设置在压缩机排气口处的温度传感器检测获得，压缩机的回气过热度是指压缩机的回气温度与蒸发温度的差值，当空调系统运行制冷模式时，回气过热度即为压缩机的回气温度与室内换热器的蒸发温度的差值。该回气温度通过设置在压缩机的回气口处的温度传感器检测获得，蒸发温度通过设置在室内换热器的温度传感器检测获得。本实施例中，可以预先设置排气温度以及回气过热度分别与电子膨胀阀的开度之间的映射关系，当获得排气温度或回气过热度时，即可根据该映射关系，获得该第二电子膨胀阀的开度。由于空调系统运行制冷模式的冷媒循环回路与空调系统运行制热模式的冷媒循环回路相反，故空调系统运行制冷模式时，第一电子膨胀阀4为一级节流降压，第二电子膨胀阀6为二级节流降压；空调系统运行制热模式时，第二电子膨胀阀6为一级节流降压，第一电子膨胀阀4为二级节流降压。因此，上述空调系统运行制热模式时，根据所述空调系统的压缩机运行频率及空调运行温度，确定第二电子膨胀阀的开度K21；根据所述压缩机的排气温度或回气过热度，确定第一电子膨胀阀的开度K11。即空调系统运行制热模式时，第二电子膨胀阀的开度K21的确定过程可参照前面第一电子膨胀阀的开度K11的确定过程，在此不再赘述。第一电子膨胀阀的开度K11的确定过程可参照前面第二电子膨胀阀的开度K21的确定过程，在此不再赘述。上述实施例中，因双电子膨胀阀控制比较复杂，且相互影响，故一级节流降压(制冷时第一电子膨胀阀/制热是第二电子膨胀阀)采用频率和温度控制，控制简单、快捷；二级节流降压(制冷时第二电子膨胀阀/制热是第一电子膨胀阀)采用排气温度或过热度控制，从而达到精确控制的目的。进一步地，该预设值为保证空调系统在不同工况下的实际运行时压缩机不回液的值，确保系统运行稳定，可靠。即，空调系统运行时，二级节流降压的电子膨胀阀开度与一级节流降压的电子膨胀阀开度的差值大于或等于该预设值时，可以避免闪蒸器存液以及压缩机回液，从而保证空调系统运行稳定，可靠。该预设值可以为固定值，例如50步，也可根据所述空调系统的压缩机运行频率或者室外环境温度取值。例如，压缩机运行频率越高，差值越大；压缩机运行频率越低，差值越小。本实施例中，该预设的差值的取值范围可为[0,200]。空调系统运行制冷模式时的预设值取值与空调系统运行制热模式时的预设值的取值优选为不同的值。因此，当第一电子膨胀阀4的开度与第二电子膨胀阀6的开度的差值小于该预设值时，要调整第一电子膨胀阀4的开度和/或第二电子膨胀阀6的开度，以保证空调系统的正常运行。具体地，上述控制器还用于：当空调系统处于制冷模式，且开度K21与开度K11的差值小于预设值时，优先调整第二电子膨胀阀6的开度K21；当空调系统处于制热模式，且开度K11与开度K21的差值小于预设值时，优先调整第一电子膨胀阀4的开度K11。由于空调系统运行制冷模式时，第一电子膨胀阀4进行一级节流降压，第二电子膨胀阀6进行二级节流降压，若根据空调运行参数计算获得的第二电子膨胀阀6的开度K21和第一电子膨胀阀4的开度K11的开度差小于预设值时，则可以通过调小开度K11和增大开度K21。而由于调小开度K11将增大第一电子膨胀阀4的冷媒节流程度，可能会造成节流过度。因此本发明实施例优先增大第二电子膨胀阀6的开度K21，即减小第二电子膨胀阀6的冷媒节流程度，加快冷媒的循环。当然，也可以两者同时调节，同时减小第一电子膨胀阀4的开度K11和增大第二电子膨胀阀6的开度K21，以达到调节平衡，直到第二电子膨胀阀6的开度K21和第一电子膨胀阀4的开度K11的开度差大于或等于预设值。反之，空调系统运行制热模式时，可若根据空调运行参数计算获得的第一电子膨胀阀4的开度K11和第二电子膨胀阀6的开度K21的开度差小于预设值时，则可以通过调小开度K21和增大开度K11。本发明实施例优先增大第一电子膨胀阀4的开度K11。本发明在空调系统的节流控制中，通过预设值实现了第一电子膨胀阀的开度和第二电子膨胀阀的开度调节的制约控制，从而不但实现了两个电子膨胀阀的分开控制，而且还可以保证空调系统的可靠运行。对应地，本发明还提供了一种空调系统的控制方法。如图2所示，该空调系统的控制方法包括以下步骤：步骤S110、空调运行过程中，获取空调系统的运行参数；上述空调系统的运行参数可包括压缩机的运行频率、空调系统的运行温度，其中该运行温度可包括压缩机的排气温度、室外环境温度，气液分离器进口温度。其中，该压缩机的运行频率可从空调系统的主控板中读取，压缩机的排气温度可以通过设置在压缩机的排气口的温度传感器获得，室外环境温度可以通过设置在室外机上的温度传感器获得，气液分离器进口温度可以通过设置在气液分离器进口管上的温度传感器获得。。另外，上述压缩机的运行频率可包括压缩机的当前运行频率或频率变化值。例如，周期性地从空调系统的主控板中读取压缩机的运行频率，然后计算相邻两次压缩机的运行频率的差值，获得频率变化值。上述运行温度也可包括当前温度值或者温度变化值。步骤S120、在空调系统运行制冷模式时，根据空调系统的运行参数确定第一电子膨胀阀的开度K11以及第二电子膨胀阀的开度K21；根据上述空调系统的运行参数，以及预设的运算规则，可确定第一电子膨胀阀4的开度K11及第二电子膨胀阀6的开度K21。当空调系统的运行参数发生变化时，重新确定第一电子膨胀阀4的开度和第二电子膨胀阀6的开度。步骤S130、判断开度K21与开度K11的差值是否大于或等于预设值；该预设值用于保证空调系统在不同工况下的实际运行时压缩机不回液的值，确保系统运行稳定，可靠。即，空调系统运行时，二级节流降压的电子膨胀阀开度与一级节流降压的电子膨胀阀开度的差值大于或等于该预设值时，可以避免闪蒸器存液以及压缩机回液，从而保证空调系统运行稳定，可靠。该预设值可以为固定值，例如50步，也可根据所述空调系统的压缩机运行频率或者室外环境温度取值。例如，压缩机运行频率越高，差值越大；压缩机运行频率越低，差值越小。本实施例中，该预设的差值的取值范围可为[0,200]。步骤S140、当开度K21与开度K11的差值小于预设值时，调整第一电子膨胀阀的开度和/或第二电子膨胀阀的开度。因此，当第二电子膨胀阀6的开度K21与第一电子膨胀阀4的开度K11的差值小于该预设值时，要调整第一电子膨胀阀4的开度K11和/或第二电子膨胀阀6的开度K21。优选地，当开度K11与开度K21的差值小于预设值时，优先调整第二电子膨胀阀的开度。由于空调系统运行制冷模式时，第一电子膨胀阀4进行一级节流降压，第二电子膨胀阀6进行二级节流降压，若根据空调运行参数计算获得的第二电子膨胀阀6的开度K21和第一电子膨胀阀4的开度K11的开度差小于预设值时，则可以通过调小开度K11和增大开度K21。而由于调小开度K11将增大第一电子膨胀阀4的冷媒节流程度，可能会造成节流过度。因此本发明实施例优先增大第二电子膨胀阀6的开度K21，即减小第二电子膨胀阀6的冷媒节流程度，加快冷媒的循环。当然，也可以两者同时调节，同时减小第一电子膨胀阀4的开度和增大第二电子膨胀阀6的开度，以使第二电子膨胀阀6的开度K21和第一电子膨胀阀4的开度K11的开度差大于或等于预设值。本发明在空调系统的节流控制中，通过预设值实现了第一电子膨胀阀的开度和第二电子膨胀阀的开度调节的制约，从而不但实现了两个电子膨胀阀的分别控制，而且还可以保证空调系统的可靠运行。进一步地，由于空调系统运行制冷模式的冷媒循环回路与空调系统运行制热模式的冷媒循环回路相反，故空调系统运行制冷模式时，第一电子膨胀阀4为一级节流降压，第二电子膨胀阀6为二级节流降压；空调系统运行制热模式时，第二电子膨胀阀6为一级节流降压，第一电子膨胀阀4为二级节流降压。因此，在空调系统运行制热模式时，先根据空调系统的运行参数确定第一电子膨胀阀4的开度K11以及第二电子膨胀阀6的开度K21，然后判断开度K11与开度K21的差值是否大于或等于预设值，当开度K11与开度K21的差值小于预设值时，调整第一电子膨胀阀4的开度K11和/或第二电子膨胀阀6的开度K21。优选地，若空调系统运行制热模式，且开度K11与开度K21的差值小于预设值时，则优先调整第一电子膨胀阀的开度。空调系统运行制热模式时，可若根据空调运行参数计算获得的第一电子膨胀阀4的开度K11和第二电子膨胀阀6的开度K21的开度差小于预设值时，则可以通过调小开度K21和增大开度K11。本发明实施例优先增大第一电子膨胀阀4的开度K11。进一步地，上述步骤S120具体可包括：在空调系统运行制冷模式时，根据所述空调系统的压缩机运行频率及空调运行温度，确定第一电子膨胀阀的开度K11，为了确保制冷系统进过第一电子膨胀阀节流调节后，进入气液分离最优中间压力状态；根据所述压缩机的排气温度或回气过热度，确定第二电子膨胀阀的开度K21，为了确保制冷系统进过第二电子膨胀阀节流调节后，进入蒸发器最优干度状态，提升蒸发换热能力。本发明实施例中，预先在空调系统中预设至少一组权重系数，需要计算开度时，从空调系统预存位置处读取该权重系数，再根据空调系统的运行参数，进行加权求和，获得第一电子膨胀阀的开度K11。例如，第一电子膨胀阀的开度K11＝A11×频率+B11×环境温度+C11×排气温度+D11×气液分离器进口温度。其中A11、B11、C11、D11为空调系统中预存的固定权重系数，可以设定多组权重系数，以根据不同的运行工况而对应设置。可以理解的是，计算第一电子膨胀阀的开度所用的参数也可为上述四个中的其中几个，当然根据上述4个参数计算的第一电子膨胀阀的开度更精确。本实施例中，第二电子膨胀阀6的开度K21根据压缩机的排气温度或回气过热度确定。压缩机的排气温度通过设置在压缩机排气口处的温度传感器检测获得，压缩机的回气过热度是指压缩机的回气温度与蒸发温度的差值，当空调系统运行制冷模式时，回气过热度即为压缩机的回气温度与室内换热器的蒸发温度的差值。该回气温度通过设置在压缩机的回气口处的温度传感器检测获得，蒸发温度通过设置在室内换热器的温度传感器检测获得。本实施例中，可以预先设置排气温度以及回气过热度分别与电子膨胀阀的开度之间的映射关系，当获得排气温度或回气过热度时，即可根据该映射关系，获得该第二电子膨胀阀6的开度K21。由于空调系统运行制冷模式的冷媒循环回路与空调系统运行制热模式的冷媒循环回路相反，故空调系统运行制冷模式时，第一电子膨胀阀4为一级节流降压，第二电子膨胀阀6为二级节流降压；空调系统运行制热模式时，第二电子膨胀阀6为一级节流降压，第一电子膨胀阀4为二级节流降压。因此，空调系统运行制热模式时，根据所述空调系统的压缩机运行频率及空调运行温度，确定第二电子膨胀阀的开度K21；根据所述压缩机的排气温度或回气过热度，确定第一电子膨胀阀的开度K11。即上述空调系统运行制热模式时，第二电子膨胀阀6的开度K21和第一电子膨胀阀4的开度K11的确定过程可参照前面制冷模式下第一电子膨胀阀4的开度K11和第二电子膨胀阀6的开度K21的确定过程，在此不再赘述。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3