CN108562077B - 一种平稳增焓方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种平稳增焓方法，通过阀体开度控制确保制冷系统增焓平稳进行，避免增焓频繁打开或关闭。包括：步骤一，获取机组运行过程中的排气温度和出水温度，根据排气温度和出水温度获取排气过热度；步骤二，判断排气过热度是否大于排气过热度设定值；步骤三，当排气过热度大于排气过热度设定值时，获取当前环境温度，根据当前环境温度将主阀开度和辅阀开度调至阀体设定开度；步骤四，机组按阀体设定开度运行一定时间后，检测当前排气温度；步骤五，判断当前排气温度是否大于等于排气温度；步骤六，当当前排气温度大于或等于排气温度时，逐渐调小主阀开度或增大辅阀开度直至满足当前排气温度小于排气温度，或主阀开度和辅阀开度达到极限值。
Description
技术领域
本发明涉及空调热泵技术领域，尤其涉及一种平稳增焓方法。
背景技术
现有空调热泵产品，为了降低产品排气温度，提高产品在恶劣工况下运行的稳定性，通常将冷凝器出口冷媒一分为二，主流路冷媒流到蒸发器吸热蒸发，辅流路冷媒流到压缩机喷液或喷气增焓，降低压缩机排气温度。
现有喷气增焓技术有将通过增焓阀进出口冷媒过热度控制辅助电子膨胀阀的打开或关闭，当该过热度大于最大设定值时，电子膨胀阀关小，当该过热度小于最小设定值时，电子膨胀阀开大，当该过热度在设定的最小值和最大值之间时，电子膨胀阀开度保持不变，直到压缩机排气降到设定值时才关闭辅助电子膨胀阀。
现有喷气增焓技术还有通过排气温度和出水温度控制辅助电子膨胀阀的打开或关闭，当排气过热度大于系统最大设定值时，增焓阀打开喷气增焓，当排气过热度小于系统最小设定值时，增焓阀关闭，当排气过热度在设定的最小值和最大值之间时，增焓阀保持当前开度持续运行。
而现有喷气增焓压缩机的增焓口均设在压缩机的中压腔，中压腔的压力不是一个恒定值，该压力值存在周期性波动，压力值的大小与蒸发温度和冷凝温度有关，只有辅助电子膨胀进口压力大于压缩机增焓口最大压力值时制冷系统才能持续喷气增焓。
由上可以看出，现有技术既不能保证制冷系统正常进行喷气增焓，也不能控制阀体持续平稳增焓，这样导致制冷系统频繁打开增焓或关闭增焓，影响空调热泵产品的制热量、能效比、使用寿命和舒适性。
发明内容
本发明提供一种平稳增焓方法，通过上述阀体开度控制，确保制冷系统增焓平稳进行，避免增焓频繁打开或关闭，提高空调热泵产品制热量、能效比和使用寿命。
本发明一种平稳增焓方法的技术方案包括：
步骤一，获取机组运行过程中的排气温度和出水温度，并根据所述排气温度和出水温度获取排气过热度；
步骤二，判断所述排气过热度是否大于排气过热度设定值；
步骤三，当所述排气过热度大于所述排气过热度设定值时，获取当前环境温度，并根据所述当前环境温度将主阀开度和辅阀开度调至阀体设定开度；
步骤四，机组按所述阀体设定开度运行一定时间后，检测当前排气温度；
步骤五，判断所述当前排气温度是否大于等于所述排气温度；
步骤六，当所述当前排气温度大于或等于所述排气温度时，逐渐调小所述主阀开度或增大所述辅阀开度直至满足当前排气温度小于排气温度，或所述主阀开度和所述辅阀开度达到极限值。
优选的，在上述平稳增焓方法的技术方案中，
还包括步骤七，当所述当前排气温度小于所述排气温度时，计算温降速率。
优选的，在上述平稳增焓方法的技术方案中，
在所述步骤七中，所述温降速率为所述当前排气温度与所述排气温度两者的差值与运行时间的比值。
优选的，在上述平稳增焓方法的技术方案中，
还包括步骤八，判断所述温降速率是否小于或等于系统温降设定值，若是，机组按当前阀体开度运行。
优选的，在上述平稳增焓方法的技术方案中，
所述步骤八还包括，若所述温降速率大于所述系统温降设定值，逐渐调小所述辅阀开度直至所述温降速率符合所述系统温降设定值或所述辅阀开度达到极限值。
优选的，在上述平稳增焓方法的技术方案中，
所述步骤一具体包括：获取机组运行过程中的排气温度和出水温度，计算得到所述排气温度和出水温度之间的温度差值，所述温度差值为所述排气过热度。
优选的，在上述平稳增焓方法的技术方案中，
所述步骤一种，通过排气温度传感器和出水温度传感器获取机组运行过程中的排气温度和出水温度。
优选的，在上述平稳增焓方法的技术方案中，
在步骤六中，所述主阀开度按照等差函数递减，所述辅阀开度按照等差函数递增。
本发明公开了空调热泵系统里一种平稳增焓方法，根据排气过热度进行控制即排气温度减去出水温度的差值进行控制增焓的打开或关闭，当其差值大于排气过热度设定最大值时，增焓打开；当其差值小于排气过热度设定最小值时，增焓关闭。当机组满足增焓进入条件时，检测当前环境温度等工况参数，制冷系统进入喷气增焓时，阀体开度调节到阀体设定开度。系统进入喷气增焓后，控制系统通过检测排气温度的变化趋势来控制主阀开度和辅阀开度，通过上述阀体开度控制，确保制冷系统增焓平稳进行，避免增焓频繁打开或关闭，提高空调热泵产品制热量、能效比和使用寿命。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明一种平稳增焓方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种平稳增焓方法，通过上述阀体开度控制，确保制冷系统增焓平稳进行，避免增焓频繁打开或关闭，提高空调热泵产品制热量、能效比和使用寿命。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种平稳增焓方法的技术方案包括以下步骤：
步骤一101、获取机组运行过程中的排气温度Tq0和出水温度Twc0，根据排气温度Tq0和出水温度Twc0获取排气过热度。
空调热泵机组开机运行后，控制系统通过排气温度传感器和出水温度传感器实时检测运行过程中压缩机的排气温度Tq0和供热端的出水温度Twc0。
根据排气温度Tq0和出水温度Twc0获取压缩机的排气过热度，具体的，获取排气温度Tq0和出水温度Twc0之间的温度差值，该温度差值为排气过热度，即排气过热度＝Tq0-Twc0。
为了有效控制排气温度在设定范围内运行，该平稳增焓方法通过检测排气温度和出水温度的差值控制喷气增焓的打开或关闭，即根据排气过热度也就是排气温度减去出水温度的差值进行控制。
步骤二102、判断排气过热度是否大于排气过热度设定值。
通过步骤一101中检测到的排气温度Tq0减去出水温度Twc0计算得到排气过热度后，并与系统预设的排气过热度设定值Ps0进行比较大小。排气过热度设定值Ps0可以是个区间值，当其差值大于排气过热度设定最大值时，增焓打开；当其差值小于排气过热度设定最小值时，增焓关闭。
步骤三103、当排气过热度大于排气过热度设定值时，获取当前环境温度，根据所述当前环境温度将主阀开度和辅阀开度调至阀体设定开度。
根据步骤二102中的说明，当(Tq0-Twc0)＞Ps0max时，即排气过热度大于过热度最大设定值Ps0max时，机组满足增焓进入条件时，控制系统接着检测当前环境温度Trt，不同环境温度有预先设定的阀体设定开度，即根据工况参数将主阀开度和辅阀开度划分成若干区域值。可以理解的是，根据当前环境温度Trt所对应的阀体设定开度Pzr和Pfr即系统默认值，将主阀开度调到Pzr，辅阀开度调到Pfr。
步骤四104、机组按阀体设定开度运行一定时间t后，检测当前排气温度Tqt。
为了快速将阀体开度调到合理的增焓开度值，该增焓方法通过环境温度等工况参数将喷气增焓主阀开度和辅阀开度分成若干区域值，为了检测根据当前环境温度所选取阀体开度能否喷气增焓和降低排气温度，该增焓方法在进入喷气增焓后继续运行一定时间，接着检测当前排气温度变化情况来控制阀体开度。
控制系统根据环境温度Trt调好阀体设定开度后，制冷系统按阀体设定开度Pzr和Pfr运行一定时间t后，控制系统接着检测当前排气温度Tqt。机组运行时间t≥Ts，Ts为系统预设定的运行时间。
步骤五105，判断当前排气温度Tqt是否大于等于排气温度Tq0。
根据步骤四104中检测到的当前排气温度Tqt与排气温度Tq0比较大小，排气温度Tq0为增焓前排气温度。
若Tqt＜Tq0，说明制冷系统正常进行喷气增焓，排气温度开始下降。
若Tqt≥Tq0，说明制冷系统不能进行喷气增焓，排气温度无法降低，此时制冷系统需要通过调节主阀开度(主电子膨胀阀开度)和辅阀开度(辅助电子膨胀阀开度)来调节辅助电子膨胀阀进口压力和压缩机增焓口压力，通过建立压差，辅助电子膨胀阀进口压力大于压缩机增焓口压力时机组才能正常喷气增焓。
步骤六106，当当前排气温度Tqt大于或等于排气温度Tq0，逐渐调小主阀开度或增大辅阀开度直至满足当前排气温度Tqt小于排气温度Tq0，或主阀开度和辅阀开度达到极限值。
为了确保辅助电子膨胀阀进口压力大于压缩机增焓口压力值，系统进入喷气增焓后，控制系统通过检测排气温度的变化趋势来控制主电子膨胀阀和辅助电子膨胀阀开度，通过减小主阀开度或增大辅阀开度来增大辅助电子膨胀阀进口压力，通过增大主阀开度或减小辅阀开度来减小辅助电子膨胀阀进口压力。
当Tqt≥Tq0时，空调热泵系统通过建立压差来实现喷气增焓，即空调热泵系统通过逐渐减小主阀开度或增大辅阀开度来增大辅助电子膨胀阀进口压力，直至Tqt＜Tq0，实现喷气增焓和降低排气温度功能。
压差建立的方式如下：
当Tqt≥Tq0时，控制系统先将主阀开度(主电子膨胀阀开度)由Pzr按△Pz阀步逐渐关小直至Tqt＜Tq0或调整后的主阀开度不小于当前环境温度Trt所对应的主阀开度区域值的最小值Pzmin。可以理解的是，主阀开度按照Pzt＝Pzr-n△Pz调阀(n为调阀次数，△Pz为预设的主阀调阀步数)，该控制使主阀开度越来越小，但调整后的主阀开度不小于当前环境温度Trt所对应区域值的最小值Pzmin。
主阀开度每调小△Pz后，控制系统运行一定时间t，接着检测此时的当前排气温度Tqt，并判断Tqt和Tq0之间的关系。
若Tqt＜Tq0，说明制冷系统可以进行喷气增焓，排气温度开始下降，主阀开度按Pzt进行，辅阀开度按Pfr进行。若Tqt≥Tq0，说明制冷系统还不能正常进行喷气增焓，主阀开度需继续减小，主阀开度按△Pz阀步继续关小，直到排气温度出现下降或主阀开度等于当前环境温度Trt所对应主电子膨胀开度区域最小开度值Pzmin为止。
当主阀开度Pzt＝Pzmin时，Tqt≥Tq0，说明排气温度没有下降，此时需要通过增大辅阀开度进行调节，控制系统将辅阀开度由Pfr按△Pf阀步逐渐增大直至Tqt＜Tq0，或调整后的辅阀开度不大于当前环境温度Trt所对应的辅阀开度区域值的最大值Pfmax。可以理解的是，辅阀开度按照Pft＝Pfr+m△Pf调阀(m为调阀次数，△Pf为预设的辅阀调阀步数)，该控制使辅阀开度越来越大，但调整后的辅阀开度不大于当前环境温度Trt所对应的区域值中的最大值Pfmax。
同理，辅阀开度每增大△Pf后，控制系统运行一定时间t，接着检测此时的当前排气温度Tqt，并判断Tqt和Tq0之间的关系。
若Tqt＜Tq0，说明制冷系统可以进行喷气增焓，排气温度开始下降，辅阀开度按Pft进行。若Tqt≥Tq0，说明制冷系统还不能正常进行喷气增焓，辅阀开度需继续增大，辅阀开度按△Pf阀步继续增大，直到排气温度出现下降或主阀开度等于当前环境温度Trt所对应辅助电子膨胀开度区域最大开度值Pfmax为止。
上述通过减小主阀开度或增大辅阀开度来增大辅助电子膨胀阀进口压力，实现喷气增焓和降低排气温度功能。当然，当根据环境温度Trt调节的阀体开度系统无法正常喷气增焓时，控制系统也可以先增大辅阀开度Pft，直到排气出现下降或辅阀开度等于当前环境温度Trt所对应的辅阀开度区域值中的最大值Pfmax为止，接着通过减小主阀开度进行调节，直到排气温度降低或主阀开度等于当前环境温度Trt所对应的主阀开度区域值中的的最小值为止。
在上述技术方案中，通过环境温度选定的阀体开度或调节阀体开度满足喷气增焓和降低排气温度后，排气温度有可能出现快速下降或快速上升等不良现象。喷气增焓控制出现频繁打开或关闭现象。为了降低喷气量，确保排气温度在合理区域内稳定运行，该增焓继续通过持续增焓技术进行实施，即通过调节喷气增焓的喷气量来维持空调热泵系统持续且平稳运行。
在步骤五105中判断当前排气温度Tqt是否大于等于排气温度Tq0后，还可以执行步骤七107，当当前排气温度Tqt小于排气温度Tq0时，计算温降速率。
当机组运行一定时间t后当前排气温度Tqt小于排气温度Tq0即Tqt＜Tq0时，控制系统接着计算温降速率，温降速率为(Tqt-Tq0)/t。
步骤八108，判断步骤七107中的温降速率是否小于等于系统温降设定值k。
步骤八108中，即温降速率(Tqt-Tq0)/t与系统温降设定值k进行比较。
当(Tqt-Tq0)/t≤k时，说明系统温降速率在合理范围内，喷气适量，温降平缓、持续，控制系统控制主阀开度和辅阀开度按当前阀体开度Pzt、Pft继续喷气增焓运行。通过上述增焓口压差建立和持续增焓的实施，当排气过热度(Tq0-Twc0)＞Ps0min时，控制系统保持当前阀体开度继续运行，当排气过热度(Tq0-Twc0)＜Ps0min时，控制系统关闭喷气增焓，空调热泵系统实现持续、平稳增焓功能。
当(Tqt-Tq0)/t＞k时，说明系统温降很快，大于系统温降设定值，排气温度快速下降，当排气温度低于一定值时，控制系统退出喷气增焓控制，系统排气温度紧接着快速上升，达到一定温度后又打开喷气增焓降低排气温度。控制系统反复打开或关闭喷气增焓，系统制热量跟着周期性波动，影响产品制热量和使用寿命。
因此，当(Tqt-Tq0)/t＞k时，控制系统接着按预设的辅助电子膨胀阀调伐步数△Pf调小辅阀开度，即Pft＝Pfr-X△Pf(X为调阀次数)。每当辅阀开度调小△Pf后，制冷系统按当前阀体开度运行一定时间t，接着检测排气温度温降速率是否在合理区域范围。如果温降速率不在合理的温降范围，辅助电子膨胀阀开度继续减小，直到温降速率在合理区域范围或辅阀开度调至当前环境温度Trt所对应的辅阀开度区域值中最小开度值Pfmin为止。
该增焓方法通过控制系统检测排气温度下降速率来控制辅助电子膨胀阀开度的调节，当排气温度降低速率小于或等于系统设定值时，主电子膨胀阀和辅助电子膨胀阀保持当前开度；当排气温度降低速率大于系统设定值时，辅助电子膨胀阀开度逐步关小，直到排气温度降速在设定范围内为止。
上述平稳增焓方法具有如下优点：
(1)实现宽域增焓功能，通过该增焓技术的设计，制冷系统可在恶劣工况下进行喷气增焓。(2)实现低排气温度功能，通过排气过热度的控制，60℃的出水温度下排气温度不高于85℃。(3)实现高能效功能，通过喷气增焓，提高主流路冷媒过冷度，从而提高空调热泵机组的制热量和能效比。(4)延长产品使用寿命，通过喷气增焓降低排气，可延长压缩机乃至整个制冷系统零配件的使用寿命。(5)提高增焓稳定性：通过控制制冷系统的增焓量来控制排气温度温降速率，实现持续、平稳增焓功能。
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。
Claims (7)
1.一种平稳增焓方法，其特征在于，包括：
步骤一，获取机组运行过程中的排气温度和出水温度，并根据所述排气温度和出水温度获取排气过热度，其中所述排气过热度为所述排气温度和出水温度之间的温度差值；
步骤二，判断所述排气过热度是否大于排气过热度设定值；
步骤三，当所述排气过热度大于所述排气过热度设定值时，获取当前环境温度，并根据所述当前环境温度将主阀开度和辅阀开度调至阀体设定开度；
步骤四，机组按所述阀体设定开度运行一定时间后，检测当前排气温度；
步骤五，判断所述当前排气温度是否大于等于所述排气温度；
步骤六，当所述当前排气温度大于或等于所述排气温度时，逐渐调小所述主阀开度或增大所述辅阀开度直至满足当前排气温度小于排气温度，或所述主阀开度和所述辅阀开度达到极限值。
2.根据权利要求1所述的平稳增焓方法，其特征在于，还包括步骤七，当所述当前排气温度小于所述排气温度时，计算温降速率。
3.根据权利要求2所述的平稳增焓方法，其特征在于，在所述步骤七中，所述温降速率为所述当前排气温度与所述排气温度两者的差值与运行时间的比值。
4.根据权利要求2所述的平稳增焓方法，其特征在于，还包括步骤八，判断所述温降速率是否小于或等于系统温降设定值，若是，机组按当前阀体开度运行。
5.根据权利要求4所述的平稳增焓方法，其特征在于，所述步骤八还包括，若所述温降速率大于所述系统温降设定值，逐渐调小所述辅阀开度直至所述温降速率符合所述系统温降设定值或所述辅阀开度达到极限值。
6.根据权利要求1所述的平稳增焓方法，其特征在于，所述步骤一中，通过排气温度传感器和出水温度传感器获取机组运行过程中的排气温度和出水温度。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的平稳增焓方法，其特征在于，在步骤六中，所述主阀开度按照等差函数递减，所述辅阀开度按照等差函数递增。
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