一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。它包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上設(shè)置有壓縮機(jī)、四通換向閥、室外換熱器和室內(nèi)換熱器，還包括控制器降溫回路，所述控制器降溫回路一端與所述室外換熱器的出口相連通，另一端與所述壓縮器的吸氣口相連通。本發(fā)明能高效、可靠運(yùn)行。
【專利說明】一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于空調(diào)器領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有的變頻空調(diào)器，其壓縮機(jī)頻率運(yùn)行范圍一般在20~90Hz，隨著室外環(huán)境溫度的不斷升高，空調(diào)負(fù)荷加大功率增加，導(dǎo)致控制器功率不斷升高，控制器模塊溫度也不斷升高，甚至到達(dá)105°C以上，控制器發(fā)熱溫度限制了壓縮機(jī)高頻率的運(yùn)行，而此時的制冷量(或制熱量)的需求往往比較大，因此制冷量(或制熱量)不足的影響也更加突出。
[0004]再有，空調(diào)器室外機(jī)安裝環(huán)境也有較高的要求，空調(diào)器室外機(jī)安裝環(huán)境需要通風(fēng)順暢、避免灰塵和油污等環(huán)境，而實(shí)際使用中，隨著空調(diào)使用時間變長，室外翅片換熱器會被灰塵覆蓋，在高溫天氣下，由于散熱不良易導(dǎo)致變頻空調(diào)的故障頻繁，空調(diào)不制冷或故障停機(jī)保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要是提供一種變頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法，能高效、可靠運(yùn)行。
[0006]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上設(shè)置有壓縮機(jī)、四通換向閥、室外換熱器和室內(nèi)換熱器，還包括控制器降溫回路，所述控制器降溫回路一端與所述室外換熱器的出口相連通，另一端與所述壓縮器的吸氣口相連通。
[0007]作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路上設(shè)置有用于給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器、以及與所述變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風(fēng)機(jī)。
[0008]作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路上還設(shè)置有用于控制所述控制器降溫回路的節(jié)流裝置。節(jié)流裝置用于控制控制器降溫回路的通斷。
[0009]作為優(yōu)選，所述節(jié)流裝置為電磁節(jié)流閥。
[0010]作為優(yōu)選，所述變頻空調(diào)系統(tǒng)包括有檢測變頻散熱器盤管溫度的散熱器傳感器、以及檢測所述變頻散熱器的出口溫度的散熱器出口傳感器。
[0011]作為優(yōu)選，所述室外換熱器和室內(nèi)換熱器之間連接有第一節(jié)流閥，所述第一節(jié)流閥的出口還與所述控制器降溫回路相連通。即控制器降溫回路一端分兩路與主冷媒回路連接，一路連接在室外換熱器和第一節(jié)流閥之間的管路上，另一路連接在第一節(jié)流閥和室內(nèi)換熱器之間的管路上，從而可同時在制冷和制熱模式下保證控制器降溫回路的作用。
[0012]作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路與所述室外換熱器之間設(shè)置有第二單向閥，所述第一節(jié)流閥的出口與所述控制器降溫回路之間設(shè)置有第三單向閥。
[0013]作為優(yōu)選，所述第一節(jié)流閥兩端分別連接有第一過濾器和第二過濾器。[0014]作為優(yōu)選，所述變頻空調(diào)系統(tǒng)包括檢測壓縮機(jī)排氣溫度的排氣傳感器、檢測壓縮機(jī)回氣溫度的回氣傳感器、檢測室外環(huán)境溫度的室外傳感器、檢測室外換熱器盤管溫度的室外盤管傳感器、檢測室內(nèi)換熱器進(jìn)口溫度的室內(nèi)換熱器進(jìn)口傳感器、檢測室內(nèi)換熱器盤管溫度的室內(nèi)換熱器盤管傳感器、檢測室內(nèi)環(huán)境溫度的室內(nèi)傳感器和檢測室內(nèi)換熱器出口溫度的室內(nèi)換熱器出口傳感器。
[0015]一種如權(quán)利要求1所述變頻空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，所述控制器降溫回路上設(shè)置有用于給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器和變頻控制器風(fēng)機(jī)，其特征在于，包括以下步驟:
(1)溫度、頻率檢測步驟:檢測所述變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA、壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行頻率A ;
(2)控制器降溫回路降溫步驟: 當(dāng)85°C< TA ( 90°C且& <當(dāng)前壓縮機(jī)設(shè)定頻率fa時,所述控制器降溫回路關(guān)閉，所述變頻控制器風(fēng)機(jī)通電運(yùn)行；
當(dāng)90°C< TA ( 95°C，且& < fa時,所述控制器降溫回路開啟，控制器降溫回路接入所述主冷媒回路，所述變頻控制器風(fēng)機(jī)斷電；
作為優(yōu)選，所述步驟2中當(dāng)TA > 95°C或壓縮機(jī)排氣溫度TB > 105°C時，控制器限頻運(yùn)行。
[0016]作為優(yōu)選，所述步驟2中:當(dāng)TA下降至83°C時，停止所述控制器回路降溫步驟。
[0017]作為優(yōu)選，所述步驟2中當(dāng)TA < 85°C且fQ≥fa時，所述控制器降溫回路為關(guān)閉狀態(tài)，所述變頻控制器風(fēng)機(jī)為斷電狀態(tài)。
[0018]作為優(yōu)選，制冷運(yùn)行時，根據(jù)室內(nèi)換熱器進(jìn)口端和出口端兩端的溫度差來調(diào)節(jié)設(shè)置在室內(nèi)換熱器和室外換熱器之間的節(jié)流閥的開度，并根據(jù)室內(nèi)室內(nèi)換熱器出口端和壓縮機(jī)吸氣端的溫度差來進(jìn)行過熱度修正。
[0019]作為優(yōu)選，制熱運(yùn)行時，根據(jù)室內(nèi)室內(nèi)換熱器進(jìn)口端和出口端兩端的溫度差來調(diào)節(jié)設(shè)置在室內(nèi)換熱器和室外換熱器之間的節(jié)流閥的開度，并根據(jù)室外室外換熱器的盤管溫度和壓縮機(jī)吸氣端溫度的溫度差來進(jìn)行過熱度修正。
[0020]作為優(yōu)選，當(dāng)室外環(huán)境溫度TC ( _15°C時，所述控制器降溫回路開啟，所述變頻控制器風(fēng)機(jī)通電運(yùn)行。
[0021]作為優(yōu)選，當(dāng)TD-TE < 2°C時，增大所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；
當(dāng)TD-TE > 4°C時，減小所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；
當(dāng)2°C≤TD-TE ( 4°C時，所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度不變。
[0022]上述TD為變頻散熱器的出口端溫度，TE為壓縮機(jī)進(jìn)氣端溫度。
[0023]作為優(yōu)選，排氣傳感器TB > 102°C時，所述控制器降溫回路開啟。
[0024]本發(fā)明帶來的有益效果是，本發(fā)明制冷時進(jìn)行電機(jī)降溫或噴液冷卻控制器，來降低控制器溫度，實(shí)現(xiàn)機(jī)組高溫環(huán)境制冷運(yùn)行；低溫制熱時，進(jìn)行噴氣，提高進(jìn)氣量來提升制熱量，使得控制器可靠、高效運(yùn)行；本發(fā)明自動調(diào)節(jié)控制器溫度，有效提高控制器可靠性，實(shí)現(xiàn)高環(huán)境溫度下制冷、制熱高頻率運(yùn)行，提高了高溫制冷量和低溫制熱量，使得房間快速回溫。【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]附圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是本發(fā)明制冷運(yùn)行時的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3是本發(fā)明制熱運(yùn)行時的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]標(biāo)號說明:1、壓縮機(jī)；2、四通換向閥；3、室外換熱器；4、室外換熱器風(fēng)機(jī)；5、第一過濾器；6、第一節(jié)流閥；7、第二過濾器；8、室內(nèi)換熱器；9、第一單向閥；10、室內(nèi)換熱器風(fēng)機(jī)；11、變頻控制器風(fēng)機(jī)；12、變頻散熱器；13、變頻控制器熱交換器；14、電磁節(jié)流閥；15、第二單向閥；16、第三單向閥；TP1、排氣傳感器；ΤΡ2、回氣傳感器；ΤΡ3、室外傳感器；ΤΡ4、室外盤管傳感器；ΤΡ5、室內(nèi)換熱器進(jìn)口傳感器；ΤΡ6、室內(nèi)換熱器盤管傳感器；ΤΡ7、室內(nèi)傳感器；ΤΡ8、室內(nèi)換熱器出口傳感器；ΤΡ9、散熱器出口傳感器；ΤΡ10、散熱器傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0028]實(shí)施例:本實(shí)施例的變頻空調(diào)系統(tǒng)如圖1所示，包括主冷媒回路和控制器降溫回路，主冷媒回路上安裝有壓縮機(jī)、四通換向閥、室外換熱器、室外換熱器風(fēng)機(jī)、第一過濾器、第一節(jié)流閥、第二過濾器、室內(nèi)換熱器、室內(nèi)換熱器風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)、四通換向閥、室外換熱器、第一過濾器、第一節(jié)流閥、第二過濾器、室內(nèi)換熱器通過管路依次相連組成主冷媒回路，控制器降溫回路上安裝有用于給控制器散熱的變頻散熱器、用于控制控制器降溫回路的電磁節(jié)流閥和第一單向閥。
[0029]變頻空調(diào)系統(tǒng)上還安裝有多個溫度傳感器，這些溫度傳感器包括檢測壓縮器排氣溫度的排氣傳感器、檢測壓縮機(jī)回氣溫度的回氣傳感器、檢測室外環(huán)境溫度的室外傳感器、檢測室外換熱器盤管溫度的室外盤管傳感器、檢測室內(nèi)換熱器進(jìn)口溫度的室內(nèi)換熱器進(jìn)口傳感器、檢測室內(nèi)換熱器盤管溫度的室內(nèi)換熱器盤管傳感器、檢測室內(nèi)環(huán)境溫度的室內(nèi)傳感器和檢測室內(nèi)換熱器出口溫度的室內(nèi)換熱器出口傳感器、檢測變頻散熱器盤管溫度的散熱器傳感器、以及檢測變頻散熱器的出口溫度的散熱器出口傳感器。
[0030]控制器降溫回路一端的第一支路通過第二單向閥接入室外換熱器和第一節(jié)流閥之間的管路上，即控制器降溫回路通過第二單向閥與室外換熱器的出口相連通，該端的第二支路通過第三單向閥接入第一節(jié)流閥和室內(nèi)換熱器之間的管路上，即控制器降溫回路通過第三單向閥與室內(nèi)換熱器相連通。
[0031]控制器降溫回路另一端通過第一單向閥與壓縮器的吸氣口相連通。
[0032]變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器和與變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風(fēng)機(jī)。變頻控制器熱交換器包括殼體和冷卻盤管。
[0033]如圖2所示，制冷運(yùn)行時:制冷劑氣體從壓縮機(jī)排氣口排出，進(jìn)入四通換向閥，再由四通換向閥進(jìn)入室外換熱器進(jìn)口，高壓高溫制冷劑降溫后經(jīng)室外換熱器流出，然后分兩路流動:第一路進(jìn)入第一過濾器，第二路進(jìn)入第二單向閥。從室外換熱器流出的第一路制冷劑進(jìn)入第一過濾器過濾，從第一過濾器另一端流出后，高壓制冷劑進(jìn)入第一節(jié)流閥進(jìn)行節(jié)流，節(jié)流后制冷劑從第一節(jié)節(jié)流閥進(jìn)入第二過濾器，從第二過濾器流出的制冷劑隨后分兩路流動:一路進(jìn)入第三單向閥進(jìn)口，一路進(jìn)入室內(nèi)換熱器經(jīng)室內(nèi)換熱器蒸發(fā)后進(jìn)入四通換向閥，再從四通換向閥流出后，經(jīng)壓縮機(jī)吸氣口進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮，如此反復(fù)制冷循環(huán)。[0034]常態(tài)下，電磁節(jié)流閥為關(guān)閉狀態(tài)，即控制器降溫回路為關(guān)閉狀態(tài)，控制器降溫回路不接入主冷媒回路。當(dāng)控制器降溫回路開啟時，從室外換熱器流出的第二路制冷劑進(jìn)入第二單向閥后，從第二單向閥另一端流出，經(jīng)過電磁節(jié)流閥節(jié)流后，進(jìn)入變頻控制器交換器，液態(tài)制冷劑經(jīng)變頻控制器交換器蒸發(fā)后，進(jìn)入第一單向閥，從第一單向閥流出后，通過壓縮機(jī)吸氣口進(jìn)入壓縮機(jī)。 [0035]如圖3所示，制熱運(yùn)行時:制冷劑氣體從壓縮機(jī)排氣口排出，進(jìn)入四通換向閥，再由四通換向閥進(jìn)入室內(nèi)換熱器放熱冷凝，高壓高溫制冷劑降溫后經(jīng)室內(nèi)換熱器流出，然后分兩路流動:第一路進(jìn)入第二過濾器，第二路進(jìn)入第三單向閥進(jìn)口。從室內(nèi)換熱器流出的第一路制冷劑進(jìn)入第二過濾器過濾后，從第二過濾器另一端流出后，進(jìn)入第一節(jié)流閥進(jìn)行節(jié)流，節(jié)流后制冷劑進(jìn)入第一過濾器過濾后流出，從第一過濾器流出的制冷劑隨后分兩路流動:一路進(jìn)入第二單向閥；一路進(jìn)入室外換熱器進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)后流出的制冷劑氣體進(jìn)入四通換向閥，再從四通換向閥流出后，經(jīng)壓縮機(jī)吸氣口進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮，如此反復(fù)制冷循環(huán)。
[0036]常態(tài)下，電磁節(jié)流閥為關(guān)閉狀態(tài)，即控制器降溫回路為關(guān)閉狀態(tài)，控制器降溫回路不接入主冷媒回路。當(dāng)控制器降溫回路開啟時，從室內(nèi)換熱器流出的第二路制冷劑進(jìn)入第三單向閥后，從第三單向閥另一端流出，經(jīng)過電磁節(jié)流閥節(jié)流后，進(jìn)入變頻控制器交換器，液態(tài)制冷劑經(jīng)變頻控制器交換器蒸發(fā)后，進(jìn)入第一單向閥，從第一單向閥流出后，通過壓縮機(jī)吸氣口進(jìn)入壓縮機(jī)。
[0037]當(dāng)變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA > 95°C時，控制器模塊表面溫度升高，機(jī)組會出現(xiàn)頻率限制運(yùn)行，更高當(dāng)TA > 105°C時，長時間運(yùn)行易出現(xiàn)擊穿損壞、機(jī)組故障報(bào)警停機(jī)等嚴(yán)重后果，影響正常使用及可靠性。
[0038]一種變頻空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
(I)溫度、頻率檢測步驟:檢測變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA、壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行頻率f0。
[0039]( 2 )過熱度修正步驟:
當(dāng)TA < 85°C且& ^ fa時，電磁節(jié)流閥不通電，控制器降溫回路為關(guān)閉狀態(tài)，變頻控制器風(fēng)機(jī)為斷電狀態(tài)；制冷運(yùn)行時，根據(jù)室內(nèi)室內(nèi)換熱器進(jìn)口端和出口端兩端的溫度差來調(diào)節(jié)設(shè)置在室內(nèi)換熱器和室外換熱器之間的節(jié)流閥的開度，并根據(jù)室內(nèi)室內(nèi)換熱器出口端和壓縮機(jī)吸氣端的溫度差來進(jìn)行過熱度修正；制熱運(yùn)行時，根據(jù)室內(nèi)換熱器盤管溫度Tm(即室內(nèi)換熱器溫度)來調(diào)節(jié)設(shè)置在室內(nèi)換熱器和室外換熱器之間的第一節(jié)流閥的開度，Tm <目標(biāo)溫度-2 °C時，節(jié)流閥當(dāng)前運(yùn)行目標(biāo)開度基礎(chǔ)一2 ; Tm <目標(biāo)溫度+ 1°C時，節(jié)流閥保持當(dāng)前運(yùn)行目標(biāo)開度；Tm >目標(biāo)溫度+2°C時，節(jié)流閥當(dāng)前運(yùn)行目標(biāo)開度基礎(chǔ)+2 ;控制器每30S檢測調(diào)整I次；并根據(jù)室外室外換熱器的盤管溫度和壓縮機(jī)吸氣端溫度的溫度差來進(jìn)行過熱度修正。
[0040](3)控制器降溫回路降溫步驟:
a、當(dāng)85°C≤TA≤90°C且&<當(dāng)前壓縮機(jī)設(shè)定頻率fa時，電磁節(jié)流閥不通電，控制器降溫回路關(guān)閉，變頻控制器風(fēng)機(jī)通電運(yùn)行≥fa時，保持原狀態(tài)；
b、當(dāng)90°C< TA≤95°C且& < fa時，電磁節(jié)流閥通電開啟，使得控制器降溫回路開啟，控制器降溫回路接入所述主冷媒回路，變頻控制器風(fēng)機(jī)斷電^ fa時，保持原狀態(tài)；C、控制器回路降溫步驟中，當(dāng)TA下降至83°C時，停止控制器降溫回路降溫步驟；
當(dāng)80°C< TA < 95°C且& < fa時，控制器會頻繁調(diào)整切換，性能時高時低不穩(wěn)定，此時采用控制器降溫回路有效降低控制器溫度，并且空調(diào)的節(jié)能性能也得到提高，。
[0041](4)控制器限頻運(yùn)行步驟:
當(dāng)TA>95°C或壓縮機(jī)排氣溫度TB> 105°C時，空調(diào)進(jìn)入限頻運(yùn)行。在限頻運(yùn)行中，控制器以2Hz/min速率運(yùn)行。
[0042]當(dāng)TB > 102°C時，控制器降溫回路開啟。
[0043](5)低溫高頻增焓降溫制熱運(yùn)行步驟:
當(dāng)室外環(huán)境溫度TC ( -15°c時，控制器降溫回路開啟，變頻控制器風(fēng)機(jī)通電運(yùn)行。
[0044]a、當(dāng)TD-TE < 2°C時，增大控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；
b、當(dāng)TD-TE > 4°C時，減小控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；
C、當(dāng)2°C≤TD-TE ( 4°C時，控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度不變。
[0045]上述TD為頻器散熱器的出口端溫度，TE為壓縮器進(jìn)氣端溫度，機(jī)組根據(jù)需求最大化效果，快速滿足用戶需求，可靠性能高。
[0046]以上僅就本發(fā)明較佳的實(shí)施例作了說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。本發(fā)明不僅局限于以上實(shí)施例，其具體結(jié)構(gòu)或形狀允許有變化?？傊景l(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)包括那些對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的變換或者替代以及改型。
【權(quán)利要求】
1.一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上設(shè)置有壓縮機(jī)、四通換向閥、室外換熱器和室內(nèi)換熱器，其特征在于，還包括控制器降溫回路，所述控制器降溫回路一端與所述室外換熱器的出口相連通，另一端與所述壓縮器的吸氣口相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器降溫回路上設(shè)置有用于給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器、以及與所述變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風(fēng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器降溫回路上還設(shè)置有用于控制所述控制器降溫回路的節(jié)流裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)流裝置為電磁節(jié)流閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻空調(diào)系統(tǒng)包括有檢測變頻散熱器盤管溫度的散熱器傳感器、以及檢測所述變頻散熱器的出口溫度的散熱器出口傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述室外換熱器和室內(nèi)換熱器之間連接有第一節(jié)流閥，所述第一節(jié)流閥的出口還與所述控制器降溫回路相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所控制器降溫回路與所述室外換熱器之間設(shè)置有第二單向閥，所述第一節(jié)流閥的出口與所述控制器降溫回路之間設(shè)置有第三單向閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一節(jié)流閥兩端分別連接有第一過濾器和第二過濾器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種變頻空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻空調(diào)系統(tǒng)包括檢測壓縮器排氣溫度的排氣傳感器、檢測壓縮機(jī)回氣溫度的回氣傳感器、檢測室外環(huán)境溫度的室外傳感器、檢測室外換熱器盤管溫度的室外盤管傳感器、檢測室內(nèi)換熱器進(jìn)口溫度的室內(nèi)換熱器進(jìn)口傳感器、檢測室內(nèi)換熱器盤管溫度的室內(nèi)換熱器盤管傳感器、檢測室內(nèi)環(huán)境溫度的室內(nèi)傳感器和檢測室內(nèi)換熱器出口溫度的室內(nèi)換熱器出口傳感器。
10.一種變頻空調(diào)系統(tǒng)控制方法，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的變頻空調(diào)系統(tǒng)。
【文檔編號】F25B13/00GK103574857SQ201310510479
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月26日
【發(fā)明者】錢輝, 陽露, 張見暉, 應(yīng)必業(yè) 申請人:寧波奧克斯空調(diào)有限公司