一种空调器及其控制方法与流程

本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种空调器及其控制方法。

背景技术：

目前在大中型风冷热泵机组中，翅片蒸发器是最主要的使用型式。热泵机组在冬季制热运行时，翅片换热器作为蒸发器使用，蒸发器进口处的分液器把节流后的制冷剂分成几个流程分配到蒸发器中完成蒸发。此时分液器的性能直接影响了进入蒸发器各流程的制冷剂流量。一方面要求管内制冷剂有一定的流速，以达到一定的换热系数；另一方面要求蒸发器表面均匀结霜，以保持换热系数的均匀。而分液器性能若较差，将导致蒸发器有些流程流量过小，造成该流程严重过热、换热器浪费；同时另一些流程的流量偏大，制冷剂蒸发不充分，使翅片换热器性能恶化，并影响结霜性，出现各个翅片结霜程度不同，有的部分还未结霜，有的部分已经完全结霜。

为了提高分液的均匀性，现有的分液器在进口端都增设了孔板的结构，通过孔板的压力降使制冷剂的压力降低流速增加,并且在孔板后设置起分流作用的锥体，这样流出膨胀阀的气液两相流被均匀地分配到锥体旁边的各路流程孔中，通过分液器后端毛细管的沿程阻力保持了这种混合状态的平衡，这就是目前大多数风冷热泵机组为达到均匀分液采取的手段。

特别是对于风冷大型热泵机组，蒸发器中的冷媒管排列数都比较多，因此，具体分配到每个管路的制冷剂流量大小，总是会有偏差，考虑到风量不均或者其他原因，会使某些流量差距较大的管蒸发的不是很完全，管子的换热率也会相应变低，在实际测试中就会出现换热器肋管上结霜程度差异很大，有些管路还未结霜，而有些管路已经结霜完成，严重还可能使压缩机吸气带液，影响压缩机性能。因而，由于分液器的设计、加工等方面的因素造成蒸发器分液不均，蒸发器效率低下，或阻力过大使压缩机排气压力过高，更甚者造成回液等诸多的问题，在分液头设计无法继续优化大的前提下，并不能很好的解决目前由于涉及原因造成的分液不均问题。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供一种空调器及其控制方法，以解决空调器由蒸发器分液不均以及造成压缩机吸气带液的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种空调器的控制方法，所述空调器包括通过冷媒管路依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置、分液器、若干并联支路、压缩机吸气温度/压力采集模块和压缩机，所述并联支路上依次设置有流量调节阀、蒸发模块和支路温度/压力采集模块，所述控制方法包括：

第i支路上的支路温度/压力采集模块采集第i支路的状态数据ti，其中，i=1、2、…、并联支路的个数；所述压缩机吸气温度/压力采集模块采集压缩机吸气状态数据k；

获取压缩机吸气温度/压力的最佳区间[a、b]，获取压缩机吸气温度/压力与蒸发模块出口温度/压力差的最佳区间[c、d];

根据所述压缩机吸气状态数据k与所述区间[a、b]的关系、所述压缩机吸气状态数据k与所述支路状态数据ti的差值与所述区间[c、d]的关系控制对应的第i支路的所述流量调节阀的开度；

其中，所述最佳区间[a、b]、[c、d]为事先通过实验确定的能够保证所有蒸发模块分液均匀且压缩机吸气不带液的区间。

如上所述的空调器的控制方法，在k>b时，若k-ti<c，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；

在k<a时，若k-ti<c时，增大第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；

在a<k<b时，若k-ti<c时，增大第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；

其中，在c<k-ti<d时，a＜k＜b。

如上所述的空调器的控制方法，所述流量调节阀在k<a时的调节速率大于在a<k<b时的调节速率。

如上所述的空调器的控制方法，所述k-ti与c、d的差值越大，所述流量调节阀的调节速率越大。

如上所述的空调器的控制方法，所述k-ti与c、d的差值设置有若干区间，每个区间对应一个流量调节阀调节速率，获取所述k-ti与c、d的差值所属的区间对应的流量调节阀调节速率，根据所述调节速率对第i支路的流量调节阀的开度进行调节。

一种空调器，所述空调器包括通过冷媒管路依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置、分液器、若干并联支路、压缩机吸气温度/压力采集模块和压缩机，所述并联支路上依次设置有流量调节阀、蒸发模块和支路温度/压力采集模块，第i支路上的支路温度/压力采集模块用于采集第i支路的状态数据ti，其中，i=1、2、…、并联支路的个数；所述压缩机吸气温度/压力采集模块用于采集压缩机吸气状态数据k，其特征在于，所述空调器还包括：

存储模块，用于存储压缩机吸气温度/压力的最佳区间[a、b]、压缩机吸气温度/压力与蒸发模块出口温度/压力差的最佳区间[c、d]；

控制模块，用于根据所述压缩机吸气状态数据k与所述区间[a、b]的关系、所述压缩机吸气状态数据k与所述支路状态数据ti的差值与所述区间[c、d]的关系控制对应的第i支路的所述流量调节阀的开度；

其中，所述最佳区间[a、b]、[c、d]为事先通过实验确定的能够保证所有蒸发模块分液均匀且压缩机吸气不带液的区间。

如上所述的空调器，所述控制模块用于在k>b时，若k-ti<c，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；

在k<a时，若k-ti<c时，增大第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；

在a<k<b时，若k-ti<c时，增大第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；

其中，在c<k-ti<d时，a＜k＜b。

如上所述的空调器，所述控制模块用于控制所述流量调节阀在k<a时的调节速率大于在a<k<b时的调节速率。

如上所述的空调器的控制方法，所述控制模块用于在所述k-ti与c、d的差值越大时控制所述流量调节阀的调节速率越大。

如上所述的空调器的控制方法，所述存储模块存储有k-ti与c、d的差值设置有若干区间，每个区间对应一个流量调节阀调节速率，所述控制模块用于获取所述k-ti与c、d的差值所属的区间对应的流量调节阀调节速率，根据所述调节速率对第i支路的流量调节阀的开度进行调节。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明在并联支路上设置有流量调节阀、蒸发模块和支路温度/压力采集模块，通过支路温度/压力采集模块采集每个支路的支路状态数据ti，通过压缩机吸气温度/压力采集模块采集压缩机吸气状态数据k，根据压缩机吸气状态数据k与压缩机吸气温度/压力的最佳区间[a、b]的关系、压缩机吸气状态数据k与支路状态数据ti的差值与二者差值的最佳区间[c、d]的关系控制对应的流量调节阀的开度对流量进行调整，直到达到最小允差，使进入蒸发器的流量比较均匀，避免由于流路设计等原因造成的分液不均，使蒸发器的换热系数大大提高，改善翅片换热器的结霜不均匀的情况，同时，保证安全的压缩机吸气温度/压力，保证压缩机吸气口处不带液，保证压缩机的使用寿命。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例空调制冷系统示意图。

图2为本发明具体实施例制热状态时空调器的控制方法的流程图。

图3为本发明具体实施例空调器的原理框图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本实施例提出了一种空调器的控制方法，通过支路温度/压力采集模块采集每个支路的蒸发器出口温度/压力，通过压缩机吸气温度/压力采集模块采集压缩机吸气口处的温度/压力，根据压缩机吸气状态数据k与压缩机吸气温度/压力的最佳区间[a、b]的关系、压缩机吸气状态数据k与支路状态数据ti的差值与二者差值的最佳区间[c、d]的关系控制对应的流量调节阀的开度对流量进行调整，以使得进入蒸发器的流量比较均匀同时保证安全的压缩机吸气温度/压力，保证压缩机吸气口不带液，保证压缩机的使用寿命。

空调器包括通过冷媒管路依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置、分液器、若干并联支路、压缩机吸气温度/压力采集模块和压缩机，并联支路上依次设置有流量调节阀、蒸发模块和支路温度/压力采集模块。

具体的，如图1所示，本实施例空调器包括：压缩机1、翅片式换热器（蒸发器）2、壳管式换热器（冷凝器）3、风机4、主液路电子膨胀阀5、分液器6、分液器后毛细管、支路流量调节阀8、支路温度/压力采集模块9、压缩机吸气温度/压力采集模块10和气液分离器11。

机组制热运行时循环流程是：压缩机1→壳管式换热器3→主液路电子膨胀阀5→分液器6→分液器后毛细管7→支路流量调节阀8→翅片式换热器2→支路温度/压力采集模块9→气液分离器11→压缩机吸气温度/压力采集模块10→压缩机1。

本实施例空调机组制热工作原理是：机组制冷剂通过压缩机1后变为高压气体，高压气体在经过四通阀后进入壳管式换热器3，制冷剂在壳管换热器3中将热量传递到水中，冷媒经过主液路电子膨胀阀4节流调速后进入到分液器6进行分液，尽量使进入每个支路的流量相等，经过分液器6进行分液后再进入分液器后毛细管7进一步雾化，使气液两相混合物混合均匀，之后再进入每个支路所对应的支路流量调节阀8，通过该阀件后，分配均匀的两相流混合物进入到翅片式换热器2的冷媒管中，在翅片式换热器2中制冷剂通过风机4从低温环境中吸收热量，完成蒸发过程，通过支路温度/压力采集模块9，可以得到每个支路蒸发器出口管的温度/压力，之后再进入气液分离器11中，在重力作用下部分未完全蒸发的液体留在容器底部，而气体通过压缩机吸气管路进入到压缩机1中再次进行加压循环过程。

本实施例的控制方法包括：

第i支路上的支路温度/压力采集模块采集第i支路的状态数据ti，其中，i=1、2、…、并联支路的个数。

压缩机吸气温度/压力采集模块采集压缩机吸气状态数据k。

获取压缩机吸气温度/压力的最佳区间[a、b]，获取压缩机吸气温度/压力与蒸发模块出口温度/压力差的最佳区间[c、d];其中，最佳区间[a、b]、[c、d]为事先通过实验确定的能够保证所有蒸发模块分液均匀且压缩机吸气不带液的区间，且在c<k-ti<d时，a＜k＜b。

根据压缩机吸气状态数据k与区间[a、b]的关系、压缩机吸气状态数据k与支路状态数据ti的差值与区间[c、d]的关系控制对应的第i支路的流量调节阀的开度。

具体的：

1、在k>b时：

若k-ti<c，第i支路的流量调节阀保持初始开度n。

由于k>b、k-ti<c，说明ti温度很高，单位时间内冷媒流量过大，换热不充分，供液过多，本应减小流量调节阀。但是，由于压缩机实际吸气温度k大于当前工况下的饱和温度或者说合理最佳温度区间上限b，如果流量再减小，那么k值更大。在某一确定工况下，[a、b]是确定的，继续调小流量调节阀的开度会导致机组吸气温度偏离更严重，所以不再调节，而此时压缩机吸气温度也属于一种“过饱和”状态，不会有带液问题，因此以当前流量或当前开度继续保持即可。

若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n。

若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

2、在k<a时：

若k-ti<c时，增大第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n。

若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

3、在a<k<b时：

若k-ti<c时，增大第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n。

若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

优选的，流量调节阀在k<a时的调节速率大于在a<k<b时的调节速率，以尽快达到分液均匀的效果。

进一步的，k-ti与c、d的差值越大，流量调节阀的调节速率越大，以进一步加快达到分液均匀的效果。

优选的，k-ti与c、d的差值设置有若干区间，每个区间对应一个流量调节阀调节速率，获取k-ti与c、d的差值所属的区间对应的流量调节阀调节速率，根据调节速率对第i支路的流量调节阀的开度进行调节。

如图2所示，本实施例空调控制方法具体包括如下步骤：

s1、获取区间[a、b]、[c、d]。

s2、所有支路上的支路温度/压力采集模块采集支路的状态数据ti，压缩机吸气温度/压力采集模块采集压缩机吸气状态数据k。

s3、k>b，进入步骤s4，否则，进入步骤s10。

s4、k-ti<c，进入步骤s5，否则进入步骤s6。

s5、第i支路的流量调节阀保持初始开度n。

s6、c<k-ti<d，进入步骤s7，否则进入步骤s8。

s7、第i支路的流量调节阀保持初始开度n。

s8、k-ti>d，进入步骤s9。

s9、减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

s10、k<a，进入步骤s11，否则，进入步骤s17。

s11、k-ti<c，进入步骤s12，否则进入步骤s13。

s12、增大第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

s13、c<k-ti<d，进入步骤s14，否则进入步骤s15。

s14、第i支路的流量调节阀保持初始开度n。

s15、k-ti>d，若是，进入步骤s16。

s16、减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

s17、a<k<b，进入步骤s18。

s18、k-ti<c，进入步骤s19，否则进入步骤s20。

s19、增大第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

s20、c<k-ti<d，进入步骤s21，否则进入步骤s22。

s21、第i支路的流量调节阀保持初始开度n。

s22、k-ti>d，若是，进入步骤s23。

s23、减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

一种空调器，包括通过冷媒管路依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置、分液器、若干并联支路、压缩机吸气温度/压力采集模块和压缩机，并联支路上依次设置有流量调节阀、蒸发模块和支路温度/压力采集模块，第i支路上的支路温度/压力采集模块用于采集第i支路的状态数据ti，其中，i=1、2、…、并联支路的个数；压缩机吸气温度/压力采集模块用于采集压缩机吸气状态数据k。

如图3所示，空调器还包括：

存储模块，用于存储压缩机吸气温度/压力的最佳区间[a、b]、压缩机吸气温度/压力与蒸发模块出口温度/压力差的最佳区间[c、d]。

控制模块，用于根据压缩机吸气状态数据k与区间[a、b]的关系、压缩机吸气状态数据k与支路状态数据ti的差值与区间[c、d]的关系控制对应的第i支路的流量调节阀的开度。其中，所述最佳区间[a、b]、[c、d]为事先通过实验确定的能够保证所有蒸发模块分液均匀且压缩机吸气不带液的区间。

具体的，控制模块用于在k>b时，若k-ti<c，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

在k<a时，若k-ti<c时，增大第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

在a<k<b时，若k-ti<c时，增大第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d；若c<k-ti<d，第i支路的流量调节阀保持初始开度n；若k-ti>d，减小第i支路的流量调节阀的开度直至c<k-ti<d。

其中，在c<k-ti<d时，a＜k＜b。

控制模块还用于控制流量调节阀在k<a时的调节速率大于在a<k<b时的调节速率，以提高调节效率。

控制模块还用于在k-ti与c、d的差值越大时控制流量调节阀的调节速率越大，以提高调节效率。

具体的，存储模块存储有k-ti与c、d的差值设置有若干区间，每个区间对应一个流量调节阀调节速率，控制模块用于获取k-ti与c、d的差值所属的区间对应的流量调节阀调节速率，根据调节速率对第i支路的流量调节阀的开度进行调节。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。