一种超低温风冷模块机补气增焓控制系统及控制方法

文档序号:5277 发布日期:2021-09-17 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 一种超低温风冷模块机补气增焓控制系统及控制方法 (Air supplementing and enthalpy increasing control system and control method of ultralow-temperature air-cooled modular machine ) 是由 韩鑫 于 2021-05-28 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种超低温风冷模块机补气增焓控制系统及控制方法,包括环境温度传感器、压缩机排气温度传感器、设有电子膨胀阀的辅回路,所述辅回路上设置有EVI蒸发温度传感器和EVI补气温度传感器,在排气温度较低时,采用分段EVI过热度控制,不同排气温度区间设定不同EVI过热度,保证压缩机合理补气量同时确保辅回路电子膨胀阀稳定控制;当排气温度继续升高时超过进排气温度变化率控制温度,采用排气温度变化率控制,此时辅回路电子膨胀阀开度根据排气温度变化率进行控制,同时将环境温度与出水温度对压缩机运行的影响也考虑在。本发明所述的分段EVI过热度控制和排气温度变化率控制结合以保证风冷模块机稳定运行也可应用于更多恶劣环境。(The invention provides an air-supplying and enthalpy-increasing control system and a control method for an ultralow-temperature air-cooling modular machine, which comprises an environment temperature sensor, a compressor exhaust temperature sensor and an auxiliary loop provided with an electronic expansion valve, wherein the auxiliary loop is provided with an EVI evaporation temperature sensor and an EVI air-supplying temperature sensor; when the exhaust temperature continuously rises and exceeds the inlet and exhaust temperature change rate control temperature, the exhaust temperature change rate control is adopted, the opening degree of the auxiliary loop electronic expansion valve is controlled according to the exhaust temperature change rate, and meanwhile, the influence of the ambient temperature and the outlet water temperature on the operation of the compressor is also considered. The sectional EVI superheat degree control and the exhaust temperature change rate control are combined to ensure that the air-cooled modular unit can stably run and can be applied to more severe environments.)

一种超低温风冷模块机补气增焓控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于空调领域,尤其是涉及一种超低温风冷模块机补气增焓控制系统及控制方法。

背景技术

超低温风冷模块机应用在北方低环温地区,补气增焓的控制对拓展压机运行范围以及在低环境温度下可靠性运行至关重要。当前应用在北方地区用于冬季采暖或者供热水的超低温风冷模块机普遍采用准二级压缩的压缩机,通过压缩机内置补气口来实现中间压力补气。

超低温风冷模块机采用补气增焓压缩机,一方面降低压缩机排气温度,保证压缩机可靠性运行,另外一方面增加过冷度提高蒸发器内进出口冷媒焓差、同时增加了参与循环的冷媒量进而整体提高机组供热量。因此超低温机组冷媒系统中,辅回路(补气增焓回路)控制方法对于超低温机组可靠稳定运行以及压缩机补气量至关重要,当前市场上超低温风冷模块机组中EVI辅回路(补气增焓回路)控制大多采用EVI过热度控制(EVI过热度=EVI补气温度-EVI蒸发温度)单纯的采用这种T-T过热度控制方法无法做到在低环温、高出水温度下有效的降低压缩机排气温度尤其是在压机低环温高水温启动过程中,导致压缩机频繁跳排气温度过高保护,还有一类控制方法是根据压缩机不同排气温度范围,开环控制给定EVI辅回路电子膨胀阀不同开度,需要根据不同使用地点气候设置不同排气温度下对应EVI辅阀开度,对经验性要求较高,并且无法实现排气温度预判断。

发明内容

有鉴于此,本发明旨在提出一种超低温风冷模块机补气增焓控制系统及控制方法,分段EVI过热度控制和排气温度变化率控制结合以适应不同的使用环境,所述EVI过热度控制适用于普通高低温环境的调节,所述排气温度变化率控制以适应超低温或超高温的环境,可应用于更多恶劣环境。

以辅回路电子膨胀阀控制,并采用分段过热度控制与排气温度变化率控制相结合方式,可以适应更多超低温和超高温的环境中。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一方面,本申请提出一种超低温风冷模块机补气增焓控制系统,包括主回路、辅回路、四通阀,所述四通阀端口二与端口三之间设置连通管路一,连通管路一上设置有补气增焓压缩机;

主回路一端与四通阀端口一连通,另一端与四通阀端口四连通,所述主回路上还依次连通有翅片管式换热器、经济器腔室一以及换热器的换热室一;

所述辅回路包括辅回路一和辅回路二,所述经济器还设置有腔室二,所述辅回路一一端与经济器腔室一输入端连通,另一端与经济器腔室二输入端连通,所述辅回路二一端与经济器腔室二输出端连通,另一端与压缩机连通;所述辅回路一上设置有辅回路电子膨胀阀和蒸发温度传感器,所述辅回路二上设置有补气温度传感器。

进一步的,包括用于检测外界温度的环境温度传感器,所述换热器还设置有换热室二,所述换热室二设置有单元出水的接口一与单元进水的接口二,所述接口一上设置有单元出水温度传感器、所述接口二上设置有单元进水温度传感器;

所述补气增焓压缩机进气端设置有压缩机吸气温度传感器,所述补气增焓压缩机出气端设置有压缩机排气温度传感器。

另一方面,本申请提出一种超低温风冷模块机补气增焓控制方法,包括制冷模式控制方法和制热模式控制方法,所述制冷模式控制方法与制热模式控制方法均通过以下步骤控制:

S1:机组上电后完成初始化,在接收到开机命令压缩机开启并且运行压缩机启动稳定运行时间tstart,判断是否满足开启辅回路电子膨胀阀的条件;

S2:在满足开启辅回路电子膨胀阀61的条件下,开启辅回路电子膨胀阀到制热初始开度UOH或制冷初始开度UOC,并且持续辅回路电子膨胀阀制热初开维持时间tOH或制冷初开维持时间tOC

S3:辅回路电子膨胀阀满足初开维持时间后,再次进行环境温度Ta与压缩机排气温度Td判断,确定控制方法;

S4:启动分段EVI过热度控制或排气温度变化率控制。

进一步的,所述步骤S2中,在制冷模式下,开启辅回路电子膨胀阀的条件:环境温度Ta≤制冷开辅回路电子膨胀阀环温TaC-open,压缩机排气温度Td≥开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open

在制热模式下,开启辅回路电子膨胀阀的条件:环境温度Ta≤制热开辅回路电子膨胀阀环温TaH-open,压缩机排气温度Td≥开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open

所述环境温度Ta由环境温度传感器测定,所述压缩机排气温度Td由压缩机排气温度传感器测定;所述制冷开辅回路电子膨胀阀环温TaC-open、开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open、制热开辅回路电子膨胀阀环温TaH-open均为控制程序中设定参数。

进一步的,所述步骤S3中,在制冷模式下,控制方法选择步骤:

S301:先判断环境温度Ta

若环境温度Ta满足条件:Ta≥制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close,则辅回路电子膨胀阀执行关阀动作,将辅回路电子膨胀阀开度关闭到0pps,其中制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close>制冷开辅回路电子膨胀阀环温TaC-open

若环境温度Ta满,足条件:Ta<制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close,则再进行排气温度Td的判断;

S302:判断排气温度Td

若压缩机排气温度Td满足条件:Td<关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close,并且持续排温低关辅回路电子膨胀阀延时tsov,则辅回路电子膨胀阀执行关阀动作,将开度关闭到0pps为止;

若压缩机排气温度满足条件:关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close≤Td<进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀按照制冷模式控制方法分段EVI过热度控制;

若压缩机排气温度满足条件:Td≥进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀退出EVI过热度控制,按照制冷模式控制方法排气温度变化率进行控制;

制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close、关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close、进排气温度变化率控制温度Td-on均为控制程序中设定参数。

进一步的,所述步骤302中,在制冷模式下,分段EVI过热度控制方法:

若压缩机排气温度满足条件:关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close≤Td<开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open,此时辅回路电子膨胀阀按照EVI制冷目标过热度EC-set0进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open≤Td<压缩机目标排气温度1Td-obj1,此时辅回路电子膨胀阀按照EVI制冷目标过热度EC-set1进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:压缩机目标排气温度1Td-obj1≤Td<压缩机目标排气温度2Td-obj2,此时辅回路电子膨胀阀按照EVI制冷目标过热度EC-set2进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:压缩机目标排气温度两个Td-obj2≤Td<进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀按照EVI制冷目标过热度EC-set3进行PID控制;

其中以上EVI目标过热度满足条件:EC-set0≥EC-set1≥EC-set2≥EC-set3,并且EVI实际过热度计算方式为:

EVI实际过热度E=EVI补气温度TInj-EVI蒸发温度TEva

所述关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close、开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open、压缩机目标排气温度1Td-obj1、压缩机目标排气温度2Td-obj2、进排气温度变化率控制温度Td-on均为控制程序设定的参数,所述EVI制冷目标过热度EC-set0;EVI制冷目标过热度EC-set1;EVI制冷目标过热度EC-set2;EVI制冷目标过热度EC-set3均为控制程序中设定参数,所述EVI补气温度TInj由补气温度传感器测得,EVI蒸发温度TEva由蒸发温度传感器测得。

进一步的,所述步骤S302中,在制冷模式下,排气温度变化率控制方法:

当排气温度Td变化率满足条件:

时,则辅回路电子膨胀阀开度变化率按照以下公式进行计算:

当排气温度Td变化率满足条件:

时,则辅回路电子膨胀阀开度变化率按照以下公式进行计算:

θ为计算排气温度变化率的采样周期,当压缩机排气温度Td≥进排气温度变化率控制温度Td-on时开始进行排温变化率采样,每隔时间θ进行一次排气温度取样计算,其中Td(n·θ)为第n次采样周期排气温度值,Td((n+1)·θ)为第n+1次采样周期排气温度值;

为为第n+1次采样周期计算出来的排温变化率;

为第n+1次采样周期计算出来的辅回路电子膨胀阀开度变化率,其中当执行开辅回路电子膨胀阀动作,当执行关阀动作,在前一次辅回路电子膨胀阀开度U(n·θ)基础上增加开度;当保持当前开度不变。

其中ΔUmax-open为最大开阀步数,此时第n+1次采样周期计算出来的辅回路电子膨胀阀开度变化率按照进行动作计算;

其中ΔUmax-close为最大关阀步数,此时第n+1次采样周期计算出来的辅回路电子膨胀阀开度变化率按照进行动作计算。

所述ΔUmax-open与ΔUmax-close均根据电子膨胀阀的阀体开合范围进行设定。

当压缩机排气温度Td从超过进排气温度变化率控制温度Td-on后在排温变化率控制作用下开始降温并且降低到满足条件:Td≤退排气温度变化率控制温度Td-off,则此时辅回路电子膨胀阀退出排气温度变化率控制进入EVI过热度控制,同时结束排气温度变化率采样计算,退排气温度变化率控制温度Td-off满足条件:Td-obj1≤Td-off≤Td-obj2

TaC-stand为制冷辅回路电子膨胀阀开度变化率环境温度修正基准环境温度,为控制程序设定的参数;TinC-stand为制冷辅回路电子膨胀阀开度变化率进水温度修正基准进水温度,为控制程序设定的参数;Td-off为退排气温度变化率控制温度,为控制程序设定的参数;kC-add为制冷辅回路电子膨胀阀开阀系数,为控制程序设定的参数;kC-sub为制冷辅回路电子膨胀阀关阀系数,为控制程序设定的参数,为控制程序设定的参数;αC为制冷环境温度指数修正系数,为控制程序设定的参数;βC为制冷进水温度指数修正系数,为控制程序设定的参数;若αC与βC取值都为0时,则无进水温度与环境温度修正。

进一步的,所述步骤S3中,在制热模式下,控制方法选择步骤:

S311:先判断环境温度Ta

若环境温度Ta满足条件:Ta≥制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close,则辅回路电子膨胀阀执行关阀动作,将辅回路电子膨胀阀开度关闭到0pps,其中制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close>制热开辅回路电子膨胀阀环温TaH-open

若环境温度Ta满足条件:Ta<制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close,则再进行排气温度Td的判断;

S312:判断排气温度Td

若压缩机排气温度满足条件:Td<关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close,并且持续排温低关辅回路电子膨胀阀延时tsov,则辅回路电子膨胀阀执行关阀动作,将开度关闭到0pps为止;

若压缩机排气温度满足条件:关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close≤Td<进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀按照分段EVI过热度控制;

若压缩机排气温度满足条件:Td≥进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀退出EVI过热度控制,按照排气温度变化率进行控制;

所述制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close为控制程序设定的参数。

进一步的,所述步骤312中,在制热模式下,分段EVI过热度控制方法:

若压缩机排气温度满足条件:关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close≤Td<开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open,此时辅回路电子膨胀阀按照制热目标EVI过热度EH-set0进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open≤Td<压缩机目标排气温度1Td-obj1,此时辅回路电子膨胀阀按照制热目标EVI过热度EH-set1进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:压缩机目标排气温度1Td-obj1≤Td<压缩机目标排气温度2Td-obj2,此时辅回路电子膨胀阀按照制热目标EVI过热度EH-set2进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:压缩机目标排气温度2Td-obj2≤Td<进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀按照制热目标EVI过热度EH-set3进行PID控制;

其中以上EVI目标过热度满足条件:EH-set0≥EH-set1≥EH-set2≥EH-set3,并且EVI实际过热度计算方式为:

EVI实际过热度E=EVI补气温度TInj-EVI蒸发温度TEva

所述关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close、开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open、压缩机目标排气温度1Td-obj1、压缩机目标排气温度2Td-obj2、进排气温度变化率控制温度Td-on、EVI制热目标过热度EH-set0、EVI制热目标过热度EH-set1、EVI制热目标过热度EH-set2、EVI制热目标过热度EH-set3均为控制程序设定的参数;

所述EVI补气温度TInj由补气温度传感器测得、EVI蒸发温度TEva由蒸发温度传感器测得。

进一步的,所述步骤S312中,在制热模式下,排气温度变化率控制方法:

当排气温度Td变化率满足条件:

时,则辅回路电子膨胀阀开度变化率按照以下公式进行计算:

当排气温度Td变化率满足条件:

时,则辅回路电子膨胀阀开度变化率按照以下公式进行计算:

其中ΔUmax-open为最大开阀步数,此时第n+1次采样周期计算出来的辅回路电子膨胀阀开度变化率按照进行动作计算;

其中ΔUmax-close为最大关阀步数,此时第n+1次采样周期计算出来的辅回路电子膨胀阀开度变化率按照进行动作计算。

所述ΔUmax-open与ΔUmax-close均根据电子膨胀阀的阀体开合范围进行设定。

当压缩机排气温度Td从超过进排气温度变化率控制温度Td-on后在排温变化率控制作用下开始降温并且降低到满足条件:Td≤退排气温度变化率控制温度Td-off,则此时辅回路电子膨胀阀退出排气温度变化率控制进入EVI过热度控制,同时结束排气温度变化率采样计算,退排气温度变化率控制温度Td-off满足条件:Td-obj1≤Td-off≤Td-obj2

其中,TaH-stand为制热辅回路电子膨胀阀开度变化率环境温度修正基准环境温度,为控制程序设定的参数;TinH-stand为制热辅回路电子膨胀阀开度变化率进水温度修正基准进水温度,为控制程序设定的参数;Td-off为退排气温度变化率控制温度,为控制程序设定的参数;KH-add为制热辅回路电子膨胀阀开阀系数,为控制程序设定的参数;KH-sub:制热辅回路电子膨胀阀关阀系数,为控制程序设定的参数;αH:制热环境温度指数修正系数,为控制程序设定的参数;βH:制热进水温度指数修正系数,为控制程序设定的参数;当αH与βH分别取自为0时,则无环境温度与进水温度修正。

相对于现有技术,本发明所述的一种超低温风冷模块机补气增焓控制方法具有以下有益效果:

(1)本发明所述的分段EVI过热度控制和排气温度变化率控制结合以适应不同的使用环境,所述EVI过热度控制适用于普通高低温环境的调节,所述排气温度变化率控制以适应超低温或超高温的环境,可应用于更多恶劣环境。

(2)本发明所述排气温度变化率控制结合环境温度、排气温度及出水温度三者来调整辅回路电子膨胀阀开度以适应超低温或超高温的环境,可应用于更多恶劣环境。

(3)本发明所述辅回路电子膨胀阀开度变化率,保证合理补气量同时根据排气温度变化率来进行控制,同时将环境温度与出水温度对压缩机运行的影响也考虑在内,适应性强,运行稳定。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明实施例所述的一种超低温风冷模块机补气增焓控制方法示意图。

附图标记说明:

1-换热器;11-单元出水温度传感器;12-单元进水温度传感器;13-接口三;14-接口四;2-四通阀;21-连通管路一;3-经济器;31-进口一;32-出口一;4-补气增焓压缩机;41-压缩机吸气温度传感器;42-压缩机排气温度传感器;5-主回路;51-轴流风机;52-连接管道二;53-连接管道三;531-储液器;54-单项阀一;55-输入管道;551-过滤器;56-输出管道;561-主回路电子膨胀阀;57-连接管路四;58-连接管路五;59-单项阀二;6-辅回路管道;61-辅回路电子膨胀阀;62-蒸发温度传感器;63-补气温度传感器;7-环境温度传感器;8-气液分离器;9-翅片管式换热器。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,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”等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。

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;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示,本申请提出一种超低温风冷模块机补气增焓控制系统,包括主回路5、辅回路6、四通阀2,所述四通阀2端口二与端口三之间设置连通管路一21,连通管路一上设置有补气增焓压缩机4;

主回路5一端与四通阀端口一连通,另一端与四通阀端口四连通,所述主回路上还依次连通有翅片管式换热器9、经济器3腔室一以及换热器1的换热室一;

所述辅回路6包括辅回路一和辅回路二,所述经济器还设置有腔室二,所述辅回路一一端与经济器腔室一输入端连通,另一端与经济器3腔室二输入端连通,所述辅回路二一端与经济器3腔室二输出端连通,另一端与压缩机4连通;所述辅回路一上设置有辅回路电子膨胀阀61和蒸发温度传感器62,所述辅回路二上设置有补气温度传感器63。

超低温风冷模块机采用补气增焓压缩机,一方面降低压缩机排气温度降低出口温度保证压缩机可靠性运行,另外一方面增加过冷度提高蒸发器内进出口冷媒焓差、同时增加了参与循环的冷媒量进而整体提高机组供热量。因此超低温机组冷媒系统中,辅回路补气增焓回路控制方法对于超低温机组可靠稳定运行以及压缩机补气量至关重要。

如图1所示,包括用于检测外界温度的环境温度传感器7,所述换热器还设置有换热室二,所述换热室二设置有单元出水的接口一与单元进水的接口二,所述接口一上设置有单元出水温度传感器11、所述接口二上设置有单元进水温度传感器12;

所述补气增焓压缩机4进气端设置有压缩机吸气温度传感器41,所述补气增焓压缩机4出气端设置有压缩机排气温度传感器42。

所述翅片管式换热器9对应设置有轴流风机51,所述换热器与主回路连通的腔室设置有接口三13与接口四14,所述接口三13与四通阀端口四14连通,

所述经济器3腔室一包括进口一31和出口一32,所述进口一31上连通有输入管道55,所述输入管道上设置有过滤器551,所述输入管道55另一端设置三通阀一,所述三通阀一的一端口通过连接管道二52与轴流风机51连接,所述三通阀一另一端口通过连接管道三53与接口四14连通,所述连接管道三53上还设置有储液器531,所述连接管路二52与连接管路三53均在靠近三通阀一的位置设置有单项阀一54,所述单项阀一内的液体向输入管道内流动。

所述经济器3的出口一32设置有输出管道56,所述输出管道56上设置有主回路电子膨胀阀561,所述输出管道另一端设置有三通阀二,所述三通阀二一端通过连接管路四57与接口四14连接,另一端通过连接管路五58与轴流风机51连接,所述连接管路四57与连接管路五58上均设置有单项阀二59,所述单项阀二59内液体的流向向远离输出管道方向流动。

所述连接管路一21上还串联有气液分离器8。

面对超低温度或者超高温环境,所述辅回路的电子膨胀阀的开度可与环境温度传感器、压缩机排气温度传感器及单元出水温度传感器协调配合。

如图1所示,另一方面,本申请提出一种超低温风冷模块机补气增焓控制方法,包括制冷模式控制方法和制热模式控制方法,所述制冷模式控制方法与制热模式控制方法均通过以下步骤控制:

S1:机组上电后完成初始化,在接收到开机命令压缩机开启并且运行压缩机启动稳定运行时间tstart,判断是否满足开启辅回路电子膨胀阀61的条件;

S2:在满足开启辅回路电子膨胀阀61的条件下,开启辅回路电子膨胀阀(61)到制热初始开度UOH或制冷初始开度UOC,并且持续辅回路电子膨胀阀制热初开维持时间tOH或制冷初开维持时间tOC

S3:辅回路电子膨胀阀61满足初开维持时间后,再次进行环境温度Ta与压缩机排气温度Td判断,确定控制方法;

S4:启动分段EVI过热度控制或排气温度变化率控制。

压缩机启动稳定运行时间tstart、辅回路电子膨胀阀制热初始开度UOH、、制冷初始开度UOC、制热初开维持时间tOH、制冷初开维持时间tOC,均为控制程序设定参数;所述环境温度Ta由环境温度传感器7测得,所述排气温度Td由压缩机排气温度传感器测得。

分段EVI过热度控制和排气温度变化率控制结合以适应不同的使用环境,所述排气温度变化率控制结合环境温度、排气温度及出水温度三者来调整辅回路电子膨胀阀61开度以适应超低温或超高温的环境。

如图1所示,所述步骤S2中,在制冷模式下,开启辅回路电子膨胀阀61的条件:环境温度Ta≤制冷开辅回路电子膨胀阀环温TaC-open,压缩机排气温度Td≥开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open

在制热模式下,开启辅回路电子膨胀阀61的条件:环境温度Ta≤制热开辅回路电子膨胀阀环温TaH-open,压缩机排气温度Td≥开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open

所述环境温度Ta由环境温度传感器7测定,所述压缩机排气温度Td由压缩机排气温度传感器测定;所述制冷开辅回路电子膨胀阀环温TaC-open、开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open、制热开辅回路电子膨胀阀环温TaH-open均为控制程序中设定参数。

如图1所示,所述步骤S3中,在制冷模式下,控制方法选择步骤:

S301:先判断环境温度Ta

若环境温度Ta满足条件:Ta≥制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close,则辅回路电子膨胀阀61执行关阀动作,将辅回路电子膨胀阀开度关闭到0pps,其中制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close>制冷开辅回路电子膨胀阀环温TaC-open

若环境温度Ta满,足条件:Ta<制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close,则再进行排气温度Td的判断;

S302:判断排气温度Td

若压缩机排气温度Td满足条件:Td<关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close,并且持续排温低关辅回路电子膨胀阀延时tsov,则辅回路电子膨胀阀61执行关阀动作,将开度关闭到0pps为止;

若压缩机排气温度满足条件:关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close≤Td<进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀按照制冷模式控制方法分段EVI过热度控制;

若压缩机排气温度满足条件:Td≥进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀61退出EVI过热度控制,按照制冷模式控制方法排气温度变化率进行控制;

制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close、关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close、进排气温度变化率控制温度Td-on均为控制程序中设定参数。

如图1所示,所述步骤302中,在制冷模式下,分段EVI过热度控制方法:

若压缩机排气温度满足条件:关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close≤Td<开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open,此时辅回路电子膨胀阀按照EVI制冷目标过热度EC-set0进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open≤Td<压缩机目标排气温度1Td-obj1,此时辅回路电子膨胀阀按照EVI制冷目标过热度EC-set1进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:压缩机目标排气温度1Td-obj1≤Td<压缩机目标排气温度2Td-obj2,此时辅回路电子膨胀阀按照EVI制冷目标过热度EC-set2进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:压缩机目标排气温度2Td-obj2≤Td<进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀按照EVI制冷目标过热度EC-set3进行PID控制;

其中以上EVI目标过热度满足条件:EC-set0≥EC-set1≥EC-set2≥EC-set3,并且EVI实际过热度计算方式为:

EVI实际过热度E=EVI补气温度TInj-EVI蒸发温度TEva

所述关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close、开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open、压缩机目标排气温度1Td-obj1、压缩机目标排气温度2Td-obj2、进排气温度变化率控制温度Td-on均为控制程序设定的参数,所述EVI制冷目标过热度EC-set0;EVI制冷目标过热度EC-set1;EVI制冷目标过热度EC-set2;EVI制冷目标过热度EC-set3均为控制程序中设定参数,所述EVI补气温度TInj由补气温度传感器63测得,EVI蒸发温度TEva由蒸发温度传感器62测得。

如图1所示,所述步骤S302中,在制冷模式下,排气温度变化率控制方法:

当排气温度Td变化率满足条件:

时,则辅回路电子膨胀阀开度变化率按照以下公式进行计算:

当排气温度Td变化率满足条件:

时,则辅回路电子膨胀阀开度变化率按照以下公式进行计算:

θ为计算排气温度变化率的采样周期,当压缩机排气温度Td≥进排气温度变化率控制温度Td-on时开始进行排温变化率采样,每隔时间θ进行一次排气温度取样计算,其中Td(n·θ)为第n次采样周期排气温度值,Td((n+1)·θ)为第n+1次采样周期排气温度值;

为为第n+1次采样周期计算出来的排温变化率;

为第n+1次采样周期计算出来的辅回路电子膨胀阀开度变化率,其中当执行开辅回路电子膨胀阀动作,当执行关阀动作,在前一次辅回路电子膨胀阀61开度U(n·θ)基础上增加开度;当保持当前开度不变。

其中ΔUmax-open为最大开阀步数,此时第n+1次采样周期计算出来的辅回路电子膨胀阀开度变化率按照进行动作计算;

其中ΔUmax-close为最大关阀步数,此时第n+1次采样周期计算出来的辅回路电子膨胀阀开度变化率按照进行动作计算。

所述ΔUmax-open与ΔUmax-close均根据电子膨胀阀的阀体开合范围进行设定。

当压缩机排气温度Td从超过进排气温度变化率控制温度Td-on后在排温变化率控制作用下开始降温并且降低到满足条件:Td≤退排气温度变化率控制温度Td-off,则此时辅回路电子膨胀阀退出排气温度变化率控制进入EVI过热度控制,同时结束排气温度变化率采样计算,退排气温度变化率控制温度Td-off满足条件:Td-obj1≤Td-off≤Td-obj2

TaC-stand为制冷辅回路电子膨胀阀开度变化率环境温度修正基准环境温度,为控制程序设定的参数;Td-off为退排气温度变化率控制温度,为控制程序设定的参数;TinC-stand为制冷辅回路电子膨胀阀开度变化率进水温度修正基准进水温度,为控制程序设定的参数;kC-add为制冷辅回路电子膨胀阀开阀系数,为控制程序设定的参数;kC-sub为制冷辅回路电子膨胀阀关阀系数,为控制程序设定的参数,为控制程序设定的参数;αC为制冷环境温度指数修正系数,为控制程序设定的参数;βC为制冷进水温度指数修正系数,为控制程序设定的参数;若αC与βC取值都为0时,则无进水温度与环境温度修正。

机组在运行过程中若环境温度Ta从满足条件:Ta≥制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close逐渐降低到满足条件:制冷开辅回路电子膨胀阀环温TaC-open<Ta<制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close,则在此环温区间EVI辅回路电子膨胀阀61仍然不允许开启,直到环境温度降低到满足条件:Ta≤制冷开辅回路电子膨胀阀环温TaC-open后根据排气温度进行判断是否开启辅回路电子膨胀阀61。

由于达到设定水温或者由于故障导致压缩机停机并且过程中环境温度一直满足条件:制冷开辅回路电子膨胀阀环温TaC-open<Ta<制冷关辅回路电子膨胀阀环温TaC-close,则等到水温升高或者故障复位后压缩机再次加载开启经过稳定运行时间tstart,EVI辅回路电子膨胀阀61按照压缩机停机之前状态进行处理:若停机之前EVI辅回路电子膨胀阀61开启,则再次加载时根据压缩机排气温度判断是否需要开启EVI辅回路电子膨胀阀61;若停机之前处于这个环境温度内并且EVI辅回路电子膨胀阀61未开启,则再次加载时不允许开启EVI辅回路电子膨胀阀61。

如图1所示,所述步骤S3中,在制热模式下,控制方法选择步骤:

S311:先判断环境温度Ta

若环境温度Ta满足条件:Ta≥制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close,则辅回路电子膨胀阀61执行关阀动作,将辅回路电子膨胀阀开度关闭到0pps,其中制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close>制热开辅回路电子膨胀阀环温TaH-open

若环境温度Ta满足条件:Ta<制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close,则再进行排气温度Td的判断;

S312:判断排气温度Td

若压缩机排气温度满足条件:Td<关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close,并且持续排温低关辅回路电子膨胀阀延时tsov,则辅回路电子膨胀阀61执行关阀动作,将开度关闭到0pps为止;

若压缩机排气温度满足条件:关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close≤Td<进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀按照分段EVI过热度控制;

若压缩机排气温度满足条件:Td≥进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀61退出EVI过热度控制,按照排气温度变化率进行控制;

所述制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close为控制程序设定的参数。

如图1所示,所述步骤312中,在制热模式下,分段EVI过热度控制方法:

若压缩机排气温度满足条件:关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close≤Td<开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open,此时辅回路电子膨胀阀按照制热目标EVI过热度EH-set0进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open≤Td<压缩机目标排气温度1Td-obj1,此时辅回路电子膨胀阀按照制热目标EVI过热度EH-set1进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:压缩机目标排气温度1Td-obj1≤Td<压缩机目标排气温度2Td-obj2,此时辅回路电子膨胀阀按照制热目标EVI过热度EH-set2进行PID控制;

若压缩机排气温度满足条件:压缩机目标排气温度2Td-obj2≤Td<进排气温度变化率控制温度Td-on,此时辅回路电子膨胀阀按照制热目标EVI过热度EH-set3进行PID控制;

其中以上EVI目标过热度满足条件:EH-set0≥EH-set1≥EH-set2≥EH-set3,并且EVI实际过热度计算方式为:

EVI实际过热度E=EVI补气温度TInj-EVI蒸发温度TEva

所述关辅回路电子膨胀阀排气温度Td-close、开辅回路电子膨胀阀排气温度Td-open、压缩机目标排气温度1Td-obj1、压缩机目标排气温度2Td-obj2、进排气温度变化率控制温度Td-on、EVI制热目标过热度EH-set0、EVI制热目标过热度EH-set1、EVI制热目标过热度EH-set2、EVI制热目标过热度EH-set3均为控制程序设定的参数;

所述EVI补气温度TInj由补气温度传感器63测得、EVI蒸发温度TEva由蒸发温度传感器62测得。

如图1所示,所述步骤S312中,在制热模式下,排气温度变化率控制方法:

当排气温度Td变化率满足条件:

时,则辅回路电子膨胀阀开度变化率按照以下公式进行计算:

当排气温度Td变化率满足条件:

时,则辅回路电子膨胀阀开度变化率按照以下公式进行计算:

其中ΔUmax-open为最大开阀步数,此时第n+1次采样周期计算出来的辅回路电子膨胀阀开度变化率按照进行动作计算;

其中ΔUmax-close为最大关阀步数,此时第n+1次采样周期计算出来的辅回路电子膨胀阀开度变化率按照进行动作计算。

所述ΔUmax-open与ΔUmax-close均根据电子膨胀阀的阀体开合范围进行设定。

当压缩机排气温度Td从超过进排气温度变化率控制温度Td-on后在排温变化率控制作用下开始降温并且降低到满足条件:Td≤退排气温度变化率控制温度Td-off,则此时辅回路电子膨胀阀退出排气温度变化率控制进入EVI过热度控制,同时结束排气温度变化率采样计算,退排气温度变化率控制温度Td-off满足条件:Td-obj1≤Td-off≤Td-obj2

其中,TaH-stand为制热辅回路电子膨胀阀开度变化率环境温度修正基准环境温度,为控制程序设定的参数;TinH-stand为制热辅回路电子膨胀阀开度变化率进水温度修正基准进水温度,为控制程序设定的参数;Td-off为退排气温度变化率控制温度,为控制程序设定的参数;KH-add为制热辅回路电子膨胀阀开阀系数,为控制程序设定的参数;KH-sub:制热辅回路电子膨胀阀关阀系数,为控制程序设定的参数;αH:制热环境温度指数修正系数,为控制程序设定的参数;βH:制热进水温度指数修正系数,为控制程序设定的参数;当αH与βH分别取自为0时,则无环境温度与进水温度修正。

在寒冷的环境中,机组制热运行过程中根据除霜条件判断是否满足除霜要求,除霜过程中不允许辅回路电子膨胀阀61开启,若机组某一系统满足除霜条件,则对应系统中压缩机在进入除霜时EVI辅回路电子膨胀按照电子膨胀阀励磁速率执行关阀动作关闭到0pps。当该系统满足退除霜条件并且退出除霜后,经过除霜后压缩机稳定运行时间tdst后再次根据环境温度Ta与压缩机排气温度Td判断EVI辅回路电子膨胀阀61是否需要开启。

机组在运行过程中若环境温度Ta从满足条件:Ta≥制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close逐渐降低到满足条件:制热开辅回路电子膨胀阀环温TaH-open<Ta<制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close,则在此环温区间EVI辅回路电子膨胀阀61仍然不允许开启,直到环境温度降低到满足条件:Ta≤制热开辅回路电子膨胀阀环温TaH-open后根据排气温度进行判断是否开启辅回路电子膨胀阀61。

由于达到设定水温或者由于故障导致压缩机停机或者机组进入除霜模式并且过程中环境温度一直满足条件:制热开辅回路电子膨胀阀环温TaH-open<Ta<制热关辅回路电子膨胀阀环温TaH-close,则等到水温降低或者故障复位后压缩机再次加载开启时经过稳定运行时间tstart或者机组退出除霜并且经过除霜后压缩机稳定运行时间tdst时,EVI辅回路电子膨胀阀61按照压缩机停机之前状态或者除霜之前状态进行处理:若停机之前或者除霜之前EVI辅回路电子膨胀阀61开启,则再次加载时根据压缩机排气温度判断是否需要开启EVI辅回路电子膨胀阀61;若停机之前或者除霜之前处于这个环境温度内并且EVI辅回路电子膨胀阀61未开启,则再次加载时不允许开启EVI辅回路电子膨胀阀61。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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