提升稳定性的冷媒加热控制方法、装置及空调设备与流程

文档序号:21185831发布日期:2020-06-20 18:07阅读:259来源:国知局

本发明涉及空调技术领域,具体而言,涉及提升稳定性的冷媒加热控制方法、装置及空调设备。



背景技术:

气液分离器作为空调系统一个重要的部件,具有存储冷媒、防止压缩机液击等作用。冷媒在系统中流动时,气液分离器将气态和液态的冷媒分离,液态冷媒存储在气液分离器中。然而大量液态冷存储在气液分离器中,会导致系统冷媒利用率低,对系统的能力和可靠性存在一定的影响。现有气液分离器最大的作用将经气态和液态的冷媒分离,防止压缩机液击。但在连续制热系统中,现有气液分离器已经不能满足设计需求。可以通过加热装置将气液分离器中液态冷媒加热蒸发为气态后,参与系统循环,但是由于加热装置的容积有限,如果一直控制气液分离器中的液态冷媒流入加热装置,会导致液态冷媒溢出加热装置,从而进入压缩机,但是如果气液分离器中的液态冷媒停止流入加热装置的时间过长,又会导致加热装置干烧,降低设备稳定性。

针对现有技术中气液分离器与加热装置之间的导通时间无法控制,导致设备稳定性降低的问题,目前尚未提出有效的解决方案。



技术实现要素:

本发明实施例中提供提升稳定性的冷媒加热控制方法、装置及空调设备,以解决现有技术中气液分离器与加热装置之间的导通时间无法控制,导致设备稳定性降低的。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种提升稳定性的冷媒加热控制方法,其中,该方法包括:

控制加热装置的进液阀开启,使气液分离器中的冷媒流入所述加热装置;

在开启第一预设时长后控制所述进液阀关闭,其中,所述第一预设时长根据所述气液分离器和所述加热装置之间管路的冷媒的流速确定;

在所述进液阀关闭第二预设时长后,控制所述进液阀开启,其中,所述第二预设时长根据所述加热装置的功率确定。

进一步地,控制加热装置的进液阀开启之后,所述方法还包括:

监测所述管路内冷媒的流速;

根据所述冷媒的流速、所述加热装置的内部容量和所述阀门的公称直径确定所述第一预设时长。

进一步地,根据所述管路内冷媒的流速、所述加热装置的内部容量和所述阀门的公称直径确定所述第一预设时长,通过以下公式实现:

其中,v为所述加热装置的内部容量,d为所述阀门的公称直径,υ为所述管路内冷媒的流速。

进一步地,在开启第一预设时长后控制所述进液阀关闭之后,所述方法还包括:

获取所述加热装置的功率,确定与所述功率对应的第二预设时长,其中,所述第二预设时长与所述加热装置的功率存在预设对应关系。

进一步地,所述预设对应关系为:

t=k*m*c/p,

其中,m为所需加热的冷媒的质量,c为冷媒的潜热,p为电加热的功率,k为能效系数。

进一步地,在所述进液阀关闭第二预设时长后,控制所述进液阀开启的同时,控制所述加热装置关闭。

本发明还提供一种提升稳定性的冷媒加热控制装置,所述装置包括:

第一控制模块,用于控制加热装置的进液阀开启,使气液分离器中的冷媒流入所述加热装置;

第二控制模块,用于在开启第一预设时长后控制所述进液阀关闭,其中,所述第一预设时长根据所述气液分离器和所述加热装置之间管路的冷媒的流速确定;

第三控制模块,用于在所述进液阀关闭第二预设时长后,控制所述进液阀开启,其中,所述第二预设时长根据所述加热装置的功率确定。

进一步地,所述装置还包括:

流速监测模块,用于监测所述管路内冷媒的流速;

第一确定模块,用于根据所述冷媒的流速、所述加热装置的内部容量和所述阀门的公称直径确定所述第一预设时长。

进一步地,所述装置还包括:

第二确定模块,用于获取所述加热装置的功率,确定与所述功率对应的第二预设时长。

进一步地,所述装置还包括:

第四控制模块,用于在所述进液阀关闭第二预设时长后,控制所述进液阀开启的同时,控制所述加热装置关闭。

本发明还提供一种空调设备,包括上述冷媒加热控制装置。

本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述方法。

应用本发明的技术方案,在加热装置的进液阀开启第一预设时长后控制所述进液阀关闭,在所述进液阀关闭第二预设时长后,再控制所述进液阀开启,能够在加热装置的冷媒到达容量上限时,及时关闭该阀门,避免液态冷媒溢出加热装置,进入压缩机,造成液击,此外,根据加热装置的功率,确定该进液阀关闭的时间,避免加热装置干烧,通过以上的控制方案,能够提升空调设备的稳定性。

附图说明

图1为采用本发明的控制方法的冷媒加热装置的结构图;

图2为根据本发明实施例的冷媒加热控制方法的流程图;

图3为根据本发明实施例的冷媒加热控制装置的结构框图;

图4为根据本发明另一实施例的冷媒加热控制装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义,“多种”一般包含至少两种。

应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解,尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述预设时长,但这些预设时长不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如,在不脱离本发明实施例范围的情况下,第一预设时长也可以被称为第二预设时长,类似地,第二预设时长也可以被称为第一预设时长。

取决于语境,如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。

实施例1

图1为采用本发明的控制方法的冷媒加热装置的结构图,如图1所示,所述装置包括:

气液分离器11以及加热装置12,所述加热装置包括用于盛装液态冷媒的加热罐121以及加热部件122,气液分离器11和加热罐121通过管路连通,管路上设置有进液阀13,气液分离器11收集的液态冷媒流入加热罐121,利用加热部件122对加热罐121内的液态冷媒进行加热,使其蒸发为气态,通过加热装置12的排气口排出,回到压缩机。

基于上述装置,本实施例提供一种提升稳定性的冷媒加热控制方法,图2为根据本发明实施例的冷媒加热控制方法的流程图,如图2所示该方法包括:

s101,控制加热装置的进液阀开启,使气液分离器中的冷媒流入所述加热装置;

在具体实施时,初始状态下,加热装置内没有液态冷媒,如果此时开启加热装置,加热装置处于干烧的状态,如果持续干烧,会导致加热装置损坏,导致设备的稳定性降低,如果在加热装置开启的同时,控制进液阀开启,在加热装置的加热功率很大的情况下,液态冷媒的蒸发速率会很大,如果加热装置中的液态冷媒补充的不及时,仍有可能造成干烧,为了解决干烧的问题,需保证在加热装置开启之前,加热装置中已经有足够量的冷媒,因此,在加热装置开启之前,先控制加热装置的进液阀开启,使气液分离器收集的液态冷媒进入加热装置。

s102,在开启第一预设时长后控制所述进液阀关闭,其中,所述第一预设时长根据所述气液分离器和所述加热装置之间管路的冷媒的流速确定;

当加热装置的进液阀开启后,气液分离器内的液态冷媒开始流入加热装置,如果进液阀开启的时间过长,加热装置内的液态冷媒越积越多,最终超过加热装置的排气口所在的水平线,那么,液态冷媒将会从该排气口流出,直接进入压缩机,导致压缩机液击,为了避免这一情况发生,需保证液态冷媒的液位不超过加热装置的排气口,要实现这一目的,需要控制进液阀开启的时间最长不能超过液态冷媒的液位到达加热装置的排气口所在的水平线的时间,因此,可以根据加热装置的排气口以下的容量确定液阀开启的时间,加热装置的排气口以下的容量代表进液阀开启的时间内,流入加热装置的液态冷媒的体积,那么,计算液阀开启的时间,只需计算出单位时间内流经进液阀的液态冷媒的体积,冷媒流速代表单位时间内冷媒流过的长度,而进液阀的公称直径相当于冷媒液柱的直径,由于进液阀通孔的横截面为圆形,已知直径,根据圆的面积公式可以计算冷媒液柱的面积,计算单位时间内冷媒流过的长度与冷媒液柱的面积的乘积,即为单位时间内流过进液阀的液态冷媒的体积,因此,可以得出:

其中,v为所述加热装置的内部容量,d为所述阀门的公称直径,υ为所述管路内冷媒的流速,基于以上公式,可以通过所述冷媒的流速、所述加热装置的内部容量和所述阀门的公称直径计算出所述第一预设时长,加热装置的规格一旦选定,底面积,直径等形状参数,以及排气口的位置就已经确定,因此加热装置的排气口以下的容量即为定值,类似地,阀门的规格一旦选定,其公称直径也为定值,上述公式中只有冷媒的流速是变量,因此,确定第一预设时长,包括:监测所述管路内冷媒的流速;根据所述冷媒的流速、所述加热装置的内部容量和所述阀门的公称直径确定所述第一预设时长,其中,所述加热装置的内部容量和所述阀门的公称直径为定值。

s103,在所述进液阀关闭第二预设时长后,控制所述进液阀开启,其中,所述第二预设时长根据所述加热装置的功率确定。

进液阀关闭后,控制加热装置开启,对液态冷媒加热,由于同一种冷媒由液态变为气态的蒸发潜热是固定的,即质量的冷媒由液态变为气态所需要的能量的是一定的,根据前述内容,加热装置的内部冷媒的体积量是已知的,同一种冷媒,其密度是定值,从而能够计算出加热装置的内部冷媒的质量,根据冷媒的种类,可以确定其蒸发潜热,结合冷媒的质量,进而能够计算出加热装置的内部液态冷媒全部蒸发所需吸收的热量,根据能量守恒的原理,在理想状态下,加热装置需向液态冷媒传递的热能与冷媒所吸收的热量应该是相等的,因此,加热装置需向液态冷媒传递的热能可以确定,以电加热装置为例,在加热装置的能源转换率已知的情况下,根据能源转换率能够计算出加热所需的电能,再根据该电加热装置的功率,就能够计算出加热装置的内部液态冷媒全部蒸发所需的时间,即第二设预设时长,由于加热装置需转化的能量一定,根据能量、功率以及时间的关系,可以推导出:t=k*m*c/p,其中,m为所需加热的冷媒的质量,c为冷媒的潜热,p为电加热的功率,k为比例系数,其中,k可以为能源转换率的倒数,由于加热装置的能源转换率一般小于1,因此,k的值大于1。

需要说明的是,上述过程为理想状态下,第二预设时长的计算方法,但是在实际应用中,往往会存在一定偏差,第二预设时长与加热装置的功率的关系只满足近似成反比,计算得出的第二预设时长可能存在一定误差,无法实现精确控制,为了解决这一问题,可以通过实验的方式,测试不同功率下,加热装置的内部液态冷媒全部蒸发所需的时间,从而确定蒸发所需的时间与加热装置的功率的对应关系,形成对应关系曲线,在实际控制时,根据加热装置的实际功率,在曲线上获得加热装置的内部液态冷媒全部蒸发所需的时间,将该时间设定为第二预设时长。

经过第二预设时长后,加热装置中的液态冷媒全部蒸发为气态,此时控制进液阀开启,但是,这时进入加热装置中的液态冷媒量较少,加热装置中的液态冷媒的补给速度低于蒸发速度,为了进一步防止加热装置干烧,需在进液阀开启的同时,控制加热装置关闭。

在空调系统需要采用加热装置对液态冷媒进行加热,使其蒸发时,循环执行上述步骤s102和步骤s103。

本实施例的提升稳定性的冷媒加热控制方法,在加热装置的进液阀开启第一预设时长后控制所述进液阀关闭,在所述进液阀关闭第二预设时长后,再控制所述进液阀开启,能够在加热装置的冷媒到达容量上限时,及时关闭该阀门,避免液态冷媒溢出加热装置,进入压缩机,造成液击,此外,根据加热装置的功率,确定该进液阀关闭的时间,避免加热装置干烧,通过以上的控制方案,能够提升空调设备的稳定性。

实施例2

本实施例提供一种提升稳定性的冷媒加热控制方法,目前的气液分离器和加热装置的控制方法是:

s1,控制加热装置的进液阀开启,使气液分离器中存储的液态冷媒流入电加热装置中;

s2,控制加热装置开启,对液态冷媒进行加热,使其转变为气态;

s3,气态冷媒流入压缩机。

在电加热的加热下液态冷媒转变为气态冷媒,加热装置中压力持续增加,出于安全性考虑,为保证机组可靠运行,本实施例的方法在上述步骤的基础上还包括:

在进液阀开启后,根据电加热装置内部容量大小、进液阀的公称直径以及液态冷媒的流速确定液阀开启时间t1,控制进液阀在开启t1时间后关闭,保证电加热装置中不会进入过多冷媒,使液态冷媒始终处于排气管路下方,防止液体进入压机,造成压机液击。

在控制进液阀关闭后,控制加热装置开启,根据电加热的功率大小以及所采用的冷媒的蒸发潜热,确定进液阀关闭时间t2,在t2时间后控制进液阀开启,同时控制加热装置关闭,防止干烧,损坏加热装置。

本实施例的冷媒加热控制方法,通过控制进液阀开启的时间,避免液态冷媒溢出加热装置,进入压缩机,造成液击,通过控制液阀关闭的时间,避免加热装置干烧,通过以上的控制方案,能够提升空调设备的稳定性。

实施例3

本实施例提供一种提升稳定性的冷媒加热控制装置,图3为根据本发明实施例的冷媒加热控制装置的结构框图,如图3所示,该装置包括:第一控制模块21,用于控制加热装置的进液阀开启,使气液分离器中的冷媒流入所述加热装置,在初始状态下,加热装置内没有液态冷媒,如果此时开启加热装置,加热装置会处于干烧的状态,如果持续干烧,会导致加热装置损坏,进而导致设备的稳定性降低,如果在加热装置开启的同时,控制进液阀开启,在加热装置的加热功率很大的情况下,液态冷媒的蒸发速率会很大,如果加热装置中的液态冷媒补充的不及时,仍有可能造成干烧,为了防止干烧的问题,需保证在加热装置开启之前,加热装置中已经有足够量的冷媒,因此,在加热装置开启之前,先控制加热装置的进液阀开启,使气液分离器收集的液态冷媒进入加热装置;

第二控制模块22,用于在开启第一预设时长后控制所述进液阀关闭,其中,所述第一预设时长根据所述气液分离器和所述加热装置之间管路的冷媒的流速确定,当加热装置的进液阀开启后,气液分离器内的液态冷媒开始流入加热装置,如果进液阀开启的时间过长,加热装置内的液态冷媒越积越多,最终超过加热装置的排气口所在的水平线,液态冷媒将会从该排气口流出,直接进入压缩机,导致压缩机液击,为了避免这一情况发生,需保证液态冷媒的液位不超过加热装置的排气口,要实现这一目的,需要控制进液阀开启的时间最长不能超过液态冷媒的液位到达加热装置的排气口所在的水平线的时间,因此,通过第二控制模块22,在进液阀开启第一预设时长后控制其关闭;

第三控制模块23,用于在所述进液阀关闭第二预设时长后,控制所述进液阀开启,其中,所述第二预设时长根据所述加热装置的功率确定,进液阀关闭后,控制加热装置开启,对液态冷媒加热,但是经过一定时间后,加热装置内的液态冷媒会全部蒸发成气态,此时进液阀处于关闭状态,没有新的液态冷媒补充进来,会造成加热装置干烧,因此,在加热装置内的液态冷媒全部蒸发成气态后,需要通过第三控制模块23控制进液阀再次开启。

图4为根据本发明另一实施例的冷媒加热控制装置的结构框图,为了确定液态冷媒的液位到达加热装置的排气口的时间,如图4所示,在上述实施例的基础上,所述装置还包括:

流速监测模块24,用于监测所述管路内冷媒的流速,所述流速监测模块24可以为液体流速传感器,设置在气液分离器和加热装置之间的管路上;

第一确定模块25,用于根据所述冷媒的流速、所述加热装置的内部容量和所述阀门的公称直径确定所述第一预设时长,所述第一确定模块为一个计算电路,在已知所述冷媒的流速,所述加热装置的内部容量,所述阀门的公称直径的情况下,根据公式:

通过相应的逻辑运算,计算第一预设时时长,其中,所述加热装置的内部容量是指加热装置的排气口所在的水平线以下的容积。

为了确定加热装置内的液态冷媒会全部蒸发成气态,如图4所示,在上述实施例的基础上,所述装置还包括:第二确定模块26,用于获取所述加热装置的功率,确定与所述功率对应的第二预设时长,所述第二确定模块26包括一个功率检测电路,用于检测加热装置当前的功率,还包括一个计算电路,根据加热装置的功率和加热装置内液态冷媒的量及所述冷媒的蒸发潜热计算加热装置内的液态冷媒全部蒸发成气态所需的时间,即第二预设时长,或者包括一个调取单元,根据预先存入到该控制装置的液态冷媒全部蒸发成气态所需的时间与加热装置的功率的对应关系,调取当前功率所对应的液态冷媒全部蒸发成气态所需的时间,作为第二预设时长。

经过第二预设时长后,加热装置中的液态冷媒全部蒸发为气态,此时控制进液阀开启,但是,这时进入加热装置中的液态冷媒量较少,加热装置中的液态冷媒的补给速度低于蒸发速度,为了进一步防止加热装置干烧,需在进液阀开启的同时,控制加热装置关闭,因此,如图4所示,在上述实施例的基础上,所述装置还包括:第四控制模块27,用于在所述进液阀关闭第二预设时长后,控制所述进液阀开启的同时,控制所述加热装置关闭。

本实施例的提升稳定性的冷媒加热控制装置,通过第二控制模块在进液阀开启第一预设时长后控制其关闭,通过第二控制模块,在进液阀关闭第二预设时长后,再控制其开启,能够在加热装置的冷媒到达容量上限时,及时关闭该阀门,避免液态冷媒溢出加热装置,进入压缩机,造成液击,此外,根据加热装置的功率,确定该进液阀关闭的时间,避免加热装置干烧,通过以上的控制方案,能够提升空调设备的稳定性。

实施例4

本实施例提供一种空调设备,包括上述提升稳定性的冷媒加热控制装置。

实施例5

本实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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