一种中央空调系统的制作方法

专利2024-10-18  442


本发明属于中央空调技术领域,尤其涉及一种中央空调系统。



背景技术:

中央空调系统,尤其是应用在其中的各类冷(热)水机组,近年来在技术性能、结构可靠性、智能控制系统、节能、能源形式多样化、系统完善、制冷剂替换、经济指标等多方面,都获得了长足的进步。

在大型中央空调冷水机组中,制冷剂节流控制通常采用吸气过热度作为控制对象,电子膨胀阀作为执行元件;即根据不同工况设定对应的吸气过热度目标值sh,通过pid或者其它控制算法计算电子膨胀阀的目标开度,增加或者减少电子膨胀阀的开度,使系统的实际吸气过热度接近吸气过热度目标值sh,达到反馈调节的目的。

这种方式由于系统吸气过热度的允许变化范围小,且波动较大,容易由于超调等原因导致系统波动。



技术实现要素:

本发明针对现有技术中大型中央空调冷水机组制冷剂节流控制容易导致系统波动的问题,设计并提供一种大型中央空调冷水机组。

为实现上述发明目的,本发明采用下述技术方案予以实现:

一种中央空调系统,包括:压缩机,所述压缩机配置为压缩制冷剂;蒸发器,所述蒸发器连接所述压缩机,所述蒸发器配置为使其中的制冷剂与待送入末端装置的冷媒水热交换;和冷凝器,所述冷凝器连接所述压缩机,所述冷凝器配置为使其中的制冷剂与冷却水热交换;还包括:第一节流装置,所述第一节流装置一端流体连接所述冷凝器的出口,另一端流体连接压缩机的吸气端;和控制器,所述控制器配置为接收冷凝器实时液位并根据所述冷凝器实时液位和冷凝器目标液位计算并控制所述第一节流装置的开度。

为保持系统运行平稳,在压缩机开机保护和停机保护阶段维持系统稳定,具体来说优选划分为四个阶段,所述控制器配置为接收启动指令并进入始动阶段,并在所述始动阶段中,控制压缩机处于待机状态,控制第一节流装置工作在初始开度;所述控制器配置为在始动阶段结束后进入运行阶段,并在所述运行阶段中,控制压缩机处于运行状态,接收所述冷凝器实时液位并根据所述冷凝器实时液位和冷凝器目标液位计算并控制所述第一节流装置的开度;所述控制器配置为接收停机指令并进入停机阶段,并在所述停机阶段中,保持压缩机处于运行状态,接收所述冷凝器实时液位并根据所述冷凝器实时液位和冷凝器目标液位计算并控制所述第一节流装置的开度;所述控制器配置为在停机阶段结束后进入后处理阶段,并在所述后处理阶段中,控制压缩机停止运行,控制第一节流装置工作在最小开度。

优选的,所述控制器配置为采用pid算法计算所述第一节流装置的开度:

其中u(t)为第一节流装置的开度,kpe为比例系数,kie为积分系数,kde为微分系数,t为采样周期,h(t)为当前冷凝器液位偏差,h(t)=h0-hset,其中h0为冷凝器实时液位,hset为冷凝器目标液位;h(t-1)为上个采样周期的冷凝器液位偏差。

为对压缩机低吸气压力运行状态进行预警保护,所述控制器还配置为接收压缩机实时吸气压力并判断所述压缩机实时吸气压力是否满足低压预警保护条件;如果所述压缩机实时吸气压力满足低压预警保护条件,所述控制器配置为将冷凝器目标液位校正为低压预警保护液位并判断所述压缩机实时吸气压力是否满足解除低压预警保护条件;如果所述压缩机实时吸气压力满足解除低压预警保护条件,所述控制器配置为将低压预警保护液位校正为冷凝器目标液位;其中,所述低压预警保护液位小于所述冷凝器目标液位。

优选通过多周期递减的方式进行调整,当所述压缩机实时吸气压力满足低压预警保护条件时,所述控制器配置为调用低压修正液位并计算冷凝器目标液位和所述低压修正液位之差,所述控制器将冷凝器目标液位和低压修正液位之差作为低压预警保护液位并在设定周期内判断所述压缩机实时吸气压力是否满足解除低压预警保护条件;如果不满足解除低压预警保护条件,所述控制器配置为再次调用低压修正液位并计算当前低压预警保护液位和所述低压修正液位之差,并将当前低压预警保护液位和所述低压修正液位之差作为下一个设定周期的低压预警保护液位,在若干个设定周期内循环这一过程直至校正次数达到设定上限阈值或者所述压缩机实时吸气压力满足解除低压预警保护条件。

优选通过多次递增的方式恢复至冷凝器目标液位,当所述压缩机实时吸气压力满足解除低压预警保护条件时,所述控制器配置为调用低压修正液位并计算当前设定周期内低压预警保护液位和低压修正液位之和,在若干个设定周期内循环这一过程直至低压预警保护液位和低压修正液位之和等于冷凝器目标液位。

为对压缩机低排气过热度运行状态进行预警保护,所述控制器还配置为接收压缩机实时排气温度并判断所述压缩机实时排气温度是否满足低过热度预警保护条件;如果所述压缩机实时排气温度满足低过热度预警保护条件,所述控制器配置为将冷凝器目标液位校正为低过热度预警保护液位并判断所述压缩机实时排气温度是否满足解除低过热度预警保护条件;如果所述压缩机实时排气温度满足解除低过热度预警保护条件,所述控制器配置为将低过热度预警保护液位校正为冷凝器目标液位;其中所述低过热度预警保护液位高于所述冷凝器目标液位。

优选通过多周期递增的方式进行调整,当所述压缩机实时排气温度满足低过热度预警保护条件时,所述控制器配置为调用低过热度修正液位并计算冷凝器目标液位和所述低过热度修正液位之和,所述控制器将所述冷凝器目标液位和所述低过热度修正液位之和作为低过热度预警保护液位并在设定周期内判断压缩机实时排气温度是否满足解除低过热度预警保护条件;如果不满足解除低过热度预警保护条件,所述控制器配置为再次调用低过热度修正液位并计算当前低过热度预警保护液位和所述低过热度修正液位之和,并将当前低过热度预警保护液位和所述低过热度修正液位之和作为下一个设定周期的低过热度预警保护液位,在若干个设定周期内循环这一过程直至校正次数达到设定上限阈值或者压缩机实时排气温度满足解除低过热度预警保护条件。

优选通过多次递减的方式恢复至冷凝器目标液位,当所述压缩机实时排气温度满足解除低过热度预警保护条件,所述控制器配置为调用低过热度修正液位并计算当前设定周期内低过热度预警保护液位和低过热度修正液位之差,在若干个设定周期内循环这一过程直至低过热度预警保护液位和低过热度修正液位之差等于冷凝器目标液位。

优选的,所述第一节流装置包括电动节流球阀。

与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:

在本发明所提供的中央空调系统中,将冷凝器液位作为控制对象,第一节流装置作为执行元件进行制冷剂节流控制,避免由于系统吸气过热度导致的超调等现象,保持系统运行稳定。同时采用冷凝器液位作为控制目标,可以确保蒸发器供液量以及蒸发器中的制冷剂液位稳定,避免出现压缩机吸气带液的现象。

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为本发明一个实施例所提出的中央空调系统的结构示意框图;

图2为本发明一个实施例所提出的中央空调系统的制冷循环原理示意图;

图3为如图1所示的中央空调系统中控制器的流程图;

图4为图3的时序控制图;

图5为如图1所示的中央空调系统中控制器执行低压预警保护时的一种流程图;

图6为如图1所示的中央空调系统中控制器执行低压预警保护时的另一种流程图;

图7为如图1所示的中央空调系统中控制器执行低过热度预警保护时的一种流程图;

图8为如图1所示的中央空调系统中控制器执行低过热度预警保护时的另一种流程图;

图9为如图1所示的中央空调系统执行低压预警保护时的时序图;

图10为如图1所示的中央空调系统执行低过热度预警保护时的时序图。

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,都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的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。

在本发明的描述中,需要说明的是,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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

针对现有技术中大型中央空调冷水机组中,制冷剂节流控制通常采用吸气过热度作为控制对象,电子膨胀阀作为执行元件,由于系统吸气过热度的允许变化范围小且波动较大,容易由于超调等原因导致系统波动的问题,设计并公开一种如图1所示中央空调系统。这种中央空调系统配置有冷水机组,尤其是大型冷水机组。具体来说,中央空调系统包括配置为压缩制冷剂的压缩机10,与压缩机10连接的蒸发器20,蒸发器20配置为使其中的制冷剂与待送入末端装置的冷媒水热交换;以及与压缩机10连接的冷凝器30,冷凝器30配置为使其中的制冷剂与冷却水热交换。与现有技术不同,在中央空调系统中还进一步设置有第一节流装置40,第一节流装置40一端流体连接冷凝器30的出口,另一端流体连接压缩机10的吸气端。中央空调系统的控制器50配置为接收冷凝器30实时液位并根据冷凝器30实时液位和冷凝器30目标液位计算并控制第一节流装置40的开度。在此种中央空调系统中,将冷凝器30液位作为控制对象,第一节流装置40作为执行元件进行制冷剂节流控制,避免由于系统吸气过热度导致的超调等现象,保持系统运行稳定。同时采用冷凝器30液位作为控制目标,可以确保蒸发器20供液量以及蒸发器20中的制冷剂液位稳定,避免出现压缩机10吸气带液的现象。

在如图2所示的优选制冷循环设计中,中央空调系统中还设置有经济器60和第二节流装置。具体来说,气液两相的制冷剂在蒸发器20内以蒸发压力蒸发/沸腾变成气态制冷剂,蒸发器20中的气态制冷剂与待送入末端装置的冷媒水热交换,给冷媒水降温,使得冷媒水达到所需要的温度,为空调房间降温。蒸发器20内的气态制冷剂在压缩机10的作用下从蒸发器20中排出进入与压缩机10排气端连接的吸气管路。具有一定过热度的气态制冷剂被吸入压缩机10腔体,在压缩机10内被压缩为高温高压的气态制冷剂。高温高压的气态制冷剂从压缩机10排气口排出,进入冷凝器30内,以冷凝压力进行冷凝放热,与冷却水热交换后气态制冷剂转化为饱和或过冷的液态制冷剂。冷凝后的液态制冷剂从冷凝器30中排出,经过第一节流装置,由第一节流装置节流降压,成为气液两相流体。一次节流后的制冷剂进入经济器60(例如闪发式经济器60)进行闪蒸,使液态制冷剂继续降温形成过冷液体,气态制冷剂通过补气阀80进入压缩机10。过冷的液体制冷剂从经济器60中流出,经过第二节流装置进行二次节流降压,成为温度更低的气液两相流体,这部分气液两相流体再次进入蒸发器20内进行循环。优选的,在经济器60中设置由经济器60液位传感器,根据经济器60的实时液位调节第二节流装置的开度,以确保经济器60中的液位保持在经济器60目标液位。优选的,在冷凝器中设置检测冷凝器实时制冷剂液位的液位传感器31。在制冷剂回路上还设置由旁通阀43以及视镜81。

由于传统的电子膨胀阀的阀体容量较小,如果要满足大型中央空调系统大型冷水机组的调节需求,需要设置多个电子膨胀阀,成本较高。而且,电子膨胀阀的阀杆属于精密器件,在长时间运行后,容易由于制冷剂中挟带的杂质,例如铜屑、铁屑等导致堵塞,进一步使得电子膨胀阀卡死,导致整个中央空调系统失效。因此,在本实施例中,第一节流装置优选采用串联的第一节流孔板41和第一电动节流球阀42实现,即通过控制器配置为接收冷凝器30实时液位并根据冷凝器30实时液位和冷凝器30目标液位计算并控制第一电动节流球阀42的开度。类似的,第二节流装置也优选采用串联的第二节流孔板71和第二电动节流球阀72实现。

如图3和图4所示,在一种优选的实施方式中,整个调节过程分为多个阶段。

首先,控制器配置为接收启动接收启动指令并进入始动阶段,并在始动阶段中,控制压缩机处于待机状态,控制第一节流装置工作在初始开度ei。在这个阶段中,压缩机执行开机保护。

控制器配置为在始动阶段结束后进入运行阶段。在运行阶段中,控制压缩机处于正常运行状态,接收所述冷凝器实时液位并根据所述冷凝器实时液位和冷凝器目标液位计算并控制所述第一节流装置的开度。

优选采用位置式pid算法计算并控制第一节流装置的开度。本阶段的控制目标是使冷凝器的实时液位趋近并达到冷凝器的目标液位。冷凝器的实时液位优选通过设置在冷凝器中的液位传感器采样获得。为避免系统波动,优选设置冷凝器实时液位为一段时间的平均值,并且在冷凝器实时液位相对于冷凝器目标液位的变化率((h0-hset)/hset*100%)超过波动临界值±a%时,冷凝器实时液位才予以采样。

pid算法具体为:

其中u(t)为第一节流装置的开度,kpe为比例系数,kie为积分系数,kde为微分系数,t为采样周期,h(t)为当前冷凝器液位偏差,h(t)=h0-hset,其中h0为冷凝器实时液位,hset为冷凝器目标液位;h(t-1)为上个采样周期的冷凝器液位偏差。

pid算法的输入量为冷凝器实时液位以及冷凝器目标液位,输出变量为模拟控制变量,对应第一节流装置的目标开度e0,模拟控制变量的输出范围与第一节流装置的开度比例对应,即模拟控制变量的输出范围线性对应第一节流装置从全闭到全开的开度0-100%。当pid算法输出一个模拟控制变量时,即可以对应得到第一节流装置的目标开度。

控制器进一步配置为接收停机指令并进入停机阶段。在停机阶段中,保持压缩机处于运行状态,压缩机处于停机保护阶段,延续运行状态一段时间。在这个过程中,控制器接收所述冷凝器实时液位并根据冷凝器实时液位和冷凝器目标液位计算并控制所述第一节流装置的开度,即按照运行阶段的算法继续执行。

控制器配置为在停机阶段结束后进入后处理阶段,并在后处理阶段中,控制压缩机停止运行,控制第一节流装置工作在最小开度emin。

在本发明所公开的中央空调系统中,还特别设计了低吸气压力预警保护和低排气过热度预警保护,当压缩机可能或将要出现吸气压力低和排气过热度过低的情况时,设置优先级较高的中断程序,通过调节冷凝器的目标液位值hset进行提前干预,使得压缩机吸气压力或者排气过热度恢复到正常工况参数范围内,保护压缩机,尤其是离心压缩机,使得压缩机避免出现喘振和湿压缩状况。

如图5所示,低吸气压力预警保护具体包括:

控制器配置为接收压缩机实时吸气压力并判断压缩机实时吸气压力是否满足低压预警保护条件;如果压缩机实时吸气压力满足低压预警保护条件,控制器配置为将冷凝器目标液位校正为低压预警保护液位并判断压缩机实时吸气压力是否满足解除低压预警保护条件;如果压缩机实时吸气压力满足解除低压预警保护条件,控制器配置为将低压预警保护液位校正为冷凝器目标液位;其中,低压预警保护液位小于所述冷凝器目标液位。其中压缩机实时吸气压力优选通过设置在压缩机吸气端的压力传感器采样得到,也可以根据其它参数经过换算或者经验处理得到,在此不做限定。

具体来说,设定压缩机吸气压力下限阈值为psl,即对中央空调系统来说,当压缩机实时吸气压力低于psl时判定为压缩机出现吸气压力低的现象。为了提前干预和预警,在本发明所提出的中央空调系统中,设定低压预警保护条件为压缩机实时吸气压力小于等于psl+△p1,为了避免系统波动,进一步优选设定为满足这一条件且持续时间大于设定时间。如图6和图9所示,当压缩机实时吸气压力ps≤psl+△p1且持续时间t1时,判定为压缩机实时吸气压力满足低压预警保护条件。控制器配置为调用低压修正液位并计算冷凝器目标液位和所述低压修正液位之差,hset(t)=hset-△h1。如果持续时间t2未解除低压预警,则进入目标液位hset减小控制,控制器配置为将冷凝器目标液位和低压修正液位之差hset(t)作为低压预警保护液位,并以低压预警报警保护液位为目标液位执行控制。在设定周期t3内判断压缩机实时吸气压力是否满足解除低压预警保护条件,如果不满足解除低压预警保护条件,控制器配置为再次调用低压修正液位并计算当前低压预警保护液位和所述低压修正液位之差hset(t)=hset-△h1-△h2(也记作hset(t)=hset(t-1)-△h2,其中hset(t-1)为前个设定周期内修正得到当前低压预警保护液位,即当前目标液位),并将当前低压预警保护液位和所述低压修正液位之差hset(t)=hset-△h1-△h2作为下一个设定周期的低压预警保护液位,在设定周期t4内判断压缩机实时吸气压力是否满足解除低压预警保护条件,如果不满足解除低压预警保护条件,控制器配置为再次调用低压修正液位并计算当前低压预警保护液位和所述低压修正液位之差hset(t)=hset-△h1-△h2-△h3。在若干设定周期内循环这一过程直至校正次数达到设定上限阈值或者所述压缩机实时吸气压力满足解除低压预警保护条件。当ps>psl+△p2(其中,△p2>△p1)且持续时间t6时,判定为满足解除低压预警保护条件。在每一个设定周期中,低压修正液位的数值可以设置为是相同的,即△h1、△h2和△h3均等于△h,也可以设置为等差数列,或者根据压缩机的本身性能参数设定为不同的数值组合。

如果校正次数达到设定上限阈值但压缩机实时吸气压力依旧未满足解除低压预警保护条件,则保持当前低压预警保护液位,并优选通过人机交互界面发出预警信号。压缩机停机后,校正次数清零,再次开机后重新开始计数。

当所述压缩机实时吸气压力满足解除低压预警保护条件时,如图6和图9所示,假设在持续时间t4内判断压缩机实时吸气压力满足解除低压预警保护条件(图中t4和t6的时刻相同),控制器配置为调用低压修正液位并计算当前设定周期内低压预警保护液位和低压修正液位之和,在若干个设定周期内循环这一过程直至低压预警保护液位和低压修正液位之和等于冷凝器目标液位。即在满足解除低压预警保护条件后,控制冷凝器目标液位增加,直至恢复至低压预警保护初始时的冷凝器目标液位,增加幅度与减小幅度相同。通过调整冷凝器中制冷剂的液位,对整个制冷系统中的制冷剂进行调节补充,使得压缩机吸气压力恢复到正常参数范围,对压缩机进行保护。

如图7所示,低排气过热度预警保护具体包括:

控制器配置为接收压缩机实时排气温度并判断压缩机实时排气温度是否满足低过热度预警保护条件;如果压缩机实时排气温度满足低过热度预警保护条件,控制器配置为将冷凝器目标液位校正为低过热度预警保护液位并判断压缩机实时排气温度是否满足解除低过热度预警保护条件;如果压缩机实时排气温度满足解除低过热度预警保护条件,控制器配置为将低过热度预警保护液位校正为冷凝器目标液位;其中低过热度预警保护液位高于所述冷凝器目标液位。其中压缩机实时排气温度可以通过设置在压缩机排气端的温度传感器采样得到,也可以根据其它参数经过换算或者经验处理得到,在此不做限定。

具体来说,设定压缩机低过热度预警保护条件为压缩机实时排气温度小于等于排气温度下限阈值,即对中央空调系统来说,当压缩机实时排气温度tdsh≤tdshl时,判定为压缩机实时排气温度满足低过热度预警保护条件。为了避免系统波动,进一步优化设定为满足这一条件且持续时间大于设定时间。如图7和图10所示,当压缩机实时排气温度tdsh≤tdshl且持续时间t7时,判定为压缩机实时排气温度满足低过热度预警保护条件。控制器配置为调用低过热度修正液位并计算冷凝器目标液位和低过热度修正液位之和hset(t)=hset+△h1。如果持续时间t8未解除低过热度预警,则进入目标液位hset增加控制,控制器配置为将冷凝器目标液位和低过热度修正液位之和hset(t)=hset+△h1作为低过热度预警保护液位,并以低过热度预警保护液位为目标液位执行控制。在设定周期t9内判断压缩机实时排气温度是否满足解除低过热度预警保护条件,如果不满足解除低过热度预警保护条件,控制器配置为再次调用低过热度修正液位并计算当前低过热度预警保护液位和低过热度修正液位之和hset(t)=hset+△h1+△h2(也记作hset(t)=hset(t-1)+△h2,其中hset(t-1)为前个设定周期内修正得到当前低过热度预警保护液位,即当前目标液位),并将当前低过热度预警保护液位和低过热度修正液位之和hset(t)=hset+△h1+△h2作为下一个设定周期的低过热度预警保护液位。在设定周期t10内判断压缩机实时排气温度是否满足解除低过热度预警保护条件,如果依旧不满足解除低过热度预警保护条件,控制器配置为再次调用低过热度修正液位并计算当前低过热度预警保护液位和低过热度修正液位之和hset(t)=hset+△h1+△h2+△h3。在若干个设定周期内循环这一过程直至校正次数达到设定上限阈值或者压缩机实时排气温度满足解除低过热度预警保护条件。当压缩机实时排气温度tdshl>tdshl+△t且持续时间t13时,判定为满足解除低压预警保护条件。在每一个设定周期中,低过热度修正液位的数值可以设置为是相同的,即△h1、△h2和△h3均等于△h,也可以设置为等差数列,或者根据压缩机的本身性能参数设定为不同的数值组合。

如果校正次数达到设定上限阈值但压缩机实时排气温度依旧未满足解除低过热度预警保护条件,则保持当前低过热度预警保护液位,并优选通过人机交互界面发出预警信号。压缩机停机后,校正次数清零,再次开机后重新开始计数。

当压缩机实时排气温度满足解除低过热度预警保护条件时,如图10所示,假设在持续时间t11内判断压缩机实时排气温度满足解除低过热度预警保护条件,控制器配置为调用低过热度修正液位并计算当前设定周期内低过热度预警保护液位和低过热度修正液位之差,在若干个设定周期内循环这一过程直至低过热度预警保护液位和低过热度修正液位之差等于冷凝器目标液位,即在满足解除低过热度预警保护条件后,控制冷凝器目标液位减少,直至恢复至低排气过热度预警保护初始时的冷凝器目标液位,减小幅度与增加幅度相同。通过调整冷凝器中制冷剂的液位,对整个制冷系统中的制冷剂进行调节控制,使得压缩机排气过热度恢复到正常参数范围,对压缩机进行保护。

在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。


技术特征:

1.一种中央空调系统,包括:

压缩机,所述压缩机配置为压缩制冷剂;

蒸发器,所述蒸发器连接所述压缩机,所述蒸发器配置为使其中的制冷剂与待送入末端装置的冷媒水热交换;和

冷凝器,所述冷凝器连接所述压缩机,所述冷凝器配置为使其中的制冷剂与冷却水热交换;

其特征在于,还包括:

第一节流装置,所述第一节流装置一端流体连接所述冷凝器的出口,另一端流体连接压缩机的吸气端;和

控制器,所述控制器配置为接收冷凝器实时液位并根据所述冷凝器实时液位和冷凝器目标液位计算并控制所述第一节流装置的开度。

2.根据权利要求1所述的中央空调系统,其特征在于:

所述控制器配置为接收启动指令并进入始动阶段,并在所述始动阶段中,控制压缩机处于待机状态,控制第一节流装置工作在初始开度;

所述控制器配置为在始动阶段结束后进入运行阶段,并在所述运行阶段中,控制压缩机处于运行状态,接收所述冷凝器实时液位并根据所述冷凝器实时液位和冷凝器目标液位计算并控制所述第一节流装置的开度;

所述控制器配置为接收停机指令并进入停机阶段,并在所述停机阶段中,保持压缩机处于运行状态,接收所述冷凝器实时液位并根据所述冷凝器实时液位和冷凝器目标液位计算并控制所述第一节流装置的开度;

所述控制器配置为在停机阶段结束后进入后处理阶段,并在所述后处理阶段中,控制压缩机停止运行,控制第一节流装置工作在最小开度。

3.根据权利要求1或2所述的中央空调系统,其特征在于:

所述控制器配置为采用pid算法计算所述第一节流装置的开度:

其中u(t)为第一节流装置的开度,kpe为比例系数,kie为积分系数,kde为微分系数,t为采样周期,h(t)为当前冷凝器液位偏差,h(t)=h0-hset,其中h0为冷凝器实时液位,hset为冷凝器目标液位;h(t-1)为上个采样周期的冷凝器液位偏差。

4.根据权利要求1所述的中央空调系统,其特征在于:

所述控制器还配置为接收压缩机实时吸气压力并判断所述压缩机实时吸气压力是否满足低压预警保护条件;如果所述压缩机实时吸气压力满足低压预警保护条件,所述控制器配置为将冷凝器目标液位校正为低压预警保护液位并判断所述压缩机实时吸气压力是否满足解除低压预警保护条件;如果所述压缩机实时吸气压力满足解除低压预警保护条件,所述控制器配置为将低压预警保护液位校正为冷凝器目标液位;其中,所述低压预警保护液位小于所述冷凝器目标液位。

5.根据权利要求4所述的中央空调系统,其特征在于:

当所述压缩机实时吸气压力满足低压预警保护条件时,所述控制器配置为调用低压修正液位并计算冷凝器目标液位和所述低压修正液位之差,所述控制器将冷凝器目标液位和低压修正液位之差作为低压预警保护液位并在设定周期内判断所述压缩机实时吸气压力是否满足解除低压预警保护条件;如果不满足解除低压预警保护条件,所述控制器配置为再次调用低压修正液位并计算当前低压预警保护液位和所述低压修正液位之差,并将当前低压预警保护液位和所述低压修正液位之差作为下一个设定周期的低压预警保护液位,在若干个设定周期内循环这一过程直至校正次数达到设定上限阈值或者所述压缩机实时吸气压力满足解除低压预警保护条件。

6.根据权利要求4所述的中央空调系统,其特征在于:

当所述压缩机实时吸气压力满足解除低压预警保护条件时,所述控制器配置为调用低压修正液位并计算当前设定周期内低压预警保护液位和低压修正液位之和,在若干个设定周期内循环这一过程直至低压预警保护液位和低压修正液位之和等于冷凝器目标液位。

7.根据权利要求1所述的中央空调系统,其特征在于:

所述控制器还配置为接收压缩机实时排气温度并判断所述压缩机实时排气温度是否满足低过热度预警保护条件;如果所述压缩机实时排气温度满足低过热度预警保护条件,所述控制器配置为将冷凝器目标液位校正为低过热度预警保护液位并判断所述压缩机实时排气温度是否满足解除低过热度预警保护条件;如果所述压缩机实时排气温度满足解除低过热度预警保护条件,所述控制器配置为将低过热度预警保护液位校正为冷凝器目标液位;其中所述低过热度预警保护液位高于所述冷凝器目标液位。

8.根据权利要求7所述的中央空调系统,其特征在于:

当所述压缩机实时排气温度满足低过热度预警保护条件时,所述控制器配置为调用低过热度修正液位并计算冷凝器目标液位和所述低过热度修正液位之和,所述控制器将所述冷凝器目标液位和所述低过热度修正液位之和作为低过热度预警保护液位并在设定周期内判断压缩机实时排气温度是否满足解除低过热度预警保护条件;如果不满足解除低过热度预警保护条件,所述控制器配置为再次调用低过热度修正液位并计算当前低过热度预警保护液位和所述低过热度修正液位之和,并将当前低过热度预警保护液位和所述低过热度修正液位之和作为下一个设定周期的低过热度预警保护液位,在若干个设定周期内循环这一过程直至校正次数达到设定上限阈值或者压缩机实时排气温度满足解除低过热度预警保护条件。

9.根据权利要求8所述的中央空调系统,其特征在于:

当所述压缩机实时排气温度满足解除低过热度预警保护条件,所述控制器配置为调用低过热度修正液位并计算当前设定周期内低过热度预警保护液位和低过热度修正液位之差,在若干个设定周期内循环这一过程直至低过热度预警保护液位和低过热度修正液位之差等于冷凝器目标液位。

10.根据权利要求1所述的中央空调系统,其特征在于,

所述第一节流装置包括电动节流球阀。

技术总结
本发明公开了一种中央空调系统,包括:配置为压缩制冷剂的压缩机;与所述压缩机连接的蒸发器,所述蒸发器配置为使其中的制冷剂与待送入末端装置的冷媒水热交换;和所述压缩机连接的冷凝器,所述冷凝器配置为使其中的制冷剂与冷却水热交换;一端流体连接所述冷凝器的出口,另一端流体连接压缩机的吸气端的第一节流装置;以及控制器,所述控制器配置为接收冷凝器实时液位并根据所述冷凝器实时液位和冷凝器目标液位计算并控制所述第一节流装置的开度。本发明可以避免由于系统吸气过热度导致的超调等现象,保持系统运行稳定。同时采用冷凝器液位作为控制目标,可以确保蒸发器供液量以及蒸发器中的制冷剂液位稳定,避免出现压缩机吸气带液的现象。

技术研发人员:朱海涛;任艳君;李根源;王锡元
受保护的技术使用者:青岛海信日立空调系统有限公司
技术研发日:2020.12.15
技术公布日:2021.04.06

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