[发明专利]组合式螺杆冰蓄冷空调蓄冰和释冷控制方法

摘要

本发明公开了一种使组合式螺杆冰蓄冷空调能实现外盘管静态制冰、动态制冰、多联空调融冰释冷大过冷度制冷、多联空调制热、多联空调同时制冰和大过冷度制冷、低温送风或低温换送新风等功能的组合式螺杆冰蓄冷空调蓄冰和释冷控制方法。该方法使动态制冰的结冰率可达到80％～90％，远远高于静态蓄冰模式的结冰率，大大提高了节能效果。

主权项

一种组合式螺杆冰蓄冷空调蓄冰和释冷控制方法，其特征在于：包括以下具体步骤：(1)制冰工况条件下的控制方法：(1.1)启动过程控制：(1.1.1)启动条件：条件一：当通过遥控器、或者线控器、或者集控器、或者楼宇控制系统开启制冰模式信号时，制冰控制系统将开机信号通过通讯线传给室外机电控系统，由室外机电控系统发出开机指令；条件二：当螺杆式压缩机油温传感器感受到油温≥20～25℃时，卸载电磁阀(44)开启，以平衡高低压，系统高压HP和低压压LP差满足|HP‑LP|≤0.13Mpa；条件三：当蓄冰槽(27)中的水位监测浮球阀(31)感受到蓄冰槽(27)中水位处于满水位；当浮球阀(31)感受到蓄冰槽(27)中水位不足时，打开供水第十电磁阀(30)，向蓄冰槽(27)中注水，直至蓄冰槽(27)中水位处于满水位；(1.1.2)启动过程：在机组满足启动条件时，开始进入启动过程；步骤1：第五电磁阀(19)开启，第六电磁阀(21.1)关闭，第十一电磁阀(37)开启，第十二电磁阀(38)关闭，第十三电磁阀(39)关闭；步骤2：第一供液泵(32)开启；步骤3：第一电子膨胀阀(20)的开度开至基准开度250～350脉冲；第二电子膨胀阀(22)的开度开至250～350脉冲；多联室内机的电子膨胀阀处于关闭状态；多联室内机的风机电机处于关闭状态；步骤4：螺杆式压缩机、油加热器、螺杆式压缩机回油电磁阀、低压开关、室外风机电机、室外风机电机、热气旁通除霜用四通换向阀、热气旁通除霜用液管电磁阀、主供液电磁阀、液管电磁阀以及喷液电磁阀的启动控制分别如下：a.螺杆式压缩机启动控制：需要启动的第一台螺杆式压缩机：以25％负载启动运行20s～30s后，上载到50％负荷运行3min～5min，之后上载到75％负荷运行3min～5min，最后上载到100％负荷运行；需要启动的第二台螺杆式压缩机：第一台螺杆式压缩机启动运行10s～30s后，第二台压缩机开始启动；以25％负载启动运行20s～30s后，上载到50％负荷运行3min～5min，之后上载到75％负荷运行3min～5min，最后上载到100％负荷运行；需要启动的第三台螺杆式压缩机：第二台螺杆式压缩机启动运行10s～30s后，第三台压缩机开始启动；以25％负载启动运行20s～30s后，上载到50％负荷运行3min～5min，之后上载到75％负荷运行3min～5min，最后上载到100％负荷运行，3min后开始判断启动结束退出条件；b.油加热器控制：需要启动的压缩机启动后，当油池内润滑油温度高于20～25℃时，相应的油加热器关闭；当压缩机油池内润滑油温度低于15～20℃时，相应的油加热器开启；c.压缩机回油电磁阀控制：需要启动的压缩机启动后，当油位传感器感受到低油位时，延时60～90s后，相应的回油电磁阀开启10s～30s，将油气分离器底部的润滑油引射回压缩机回气管；d.低压开关控制：启动过程中，低压开关屏蔽，即使低压低于保护低压值，低压开关也不动作；e.室外风机电机控制：当第一台压缩机启动运行30～60s后，室外风机电机开启，风机电机转速等级根据风机电机的控制逻辑自动控制；f.主四通换向阀控制：在制冷模式启动过程中，主四通换向阀处于掉电状态；g.热气旁通除霜用四通换向阀控制：在制冷模式启动过程中，热气旁通除霜用四通换向阀处于掉电状态；h.热气旁通除霜用液管电磁阀控制：在制冷模式启动过程中，热气旁通除霜用液管电磁阀处于关闭状态；i.主供液电磁阀控制：当第一台需要启动的压缩机启动时，主供液电磁阀上电开启；j.液管电磁阀(EVR8)和液管电磁阀(EVR7)控制：当第一台需要启动的压缩机启动时，液管电磁阀(EVR8)和液管电磁阀(EVR7)上电开启；k.喷液电磁阀控制：当压缩机排气温度高于100℃时，相应压缩机的喷液电磁阀开启，进行喷液降温；当排气温度降到低于95℃时，喷液电磁阀关闭；(1.1.3)启动过程结束条件：当最后一台需要启动的压缩机启动，并上载到100％负载运行60～120s后，开始判断启动过程结束条件，即满足如下条件之一时，退出启动过程，并开始自动调节过程：a.低压压力＜最低低压值；b.排气温度与高压压力对应的饱和冷凝温度之差＞T4，T4取值区间为28～40℃；c.吸气温度与低压压力对应的饱和蒸发温度之差＞T5，T5取值区间为8～12℃；d.启动过程持续时间≥t9时，t9取值区间为20～30min；(1.2)制冰过程控制：当启动过程满足结束条件时，退出启动过程，进入制冰过程；定义：过热度＝蒸发器出口温度‑蒸发器进口温度；过热度变化量＝当前过热度‑前一时刻过热度；排气温度目标过热度调节量：根据压缩机排气温度确定的目标过热度调节；过热度调阀步数：根据过热度和过热度变化量调整的电子膨胀阀开度；步骤1：制冰用蒸发器内制冷剂的基准目标蒸发温度设定为‑15℃～‑10℃；制冰用蒸发器内制冷剂的基准目标过热度为1℃～2℃；当螺杆式压缩机输出能力百分数≤40％时，调阀周期25～30秒；当螺杆式压缩机输出能力百分数≤60％时，调阀周期15～20秒；当螺杆式压缩机输出能力百分数＞60％时，调阀周期5～10秒；当排气温度具有上升趋势，且排气温度≤70℃时，目标过热度调节量＝0℃；当排气温度具有上升趋势，且排气温度＞100℃时，目标过热度调节量＝1℃～2℃；当排气温度具有下降趋势，且排气温度≥75℃时，排气温度目标过热度调节量＝0℃；当排气温度具有下降趋势，且排气温度＜65℃时，排气温度目标过热度调节量＝‑1℃～‑2℃；目标过热度＝基准目标过热度+排气温度过热度调节量；过热度调阀步数：根据过热度和过热度变化量的不同取值区间来选择，取值范围＝‑8步～8步；步骤2：制冰节流用第一电子膨胀阀(20)和第二电子膨胀阀(22)的开度根据过热度来控制；第一电子膨胀阀(20)和第二电子膨胀阀(22)的开度调节公式如下：电子膨胀阀目标开度＝基准开度+过热度调阀步数；步骤3：螺杆式压缩机运行负载控制；退出启动过程，进入制冰运行模式后，螺杆式压缩机以初始负载百分数(40％～60％)运行；5分钟后，根据实际系统压力值与设定目标压力的差值及其变化趋势调节螺杆式压缩机负载；压缩机开启并进入基本负载运行5分钟后，根据实际系统压力值与设定目标压力的差值及其变化趋势调节压缩机负载；制冷模式运行时，压缩机负载百分数根据PSH和ΔPSH进行调整，每隔30秒调整一次，调整量为ΔP；螺杆式压缩机目标负载为Ptarg＝Pb+ΔP；螺杆式压缩机在运行过程中，根据确定的目标负载值Ptarg来实时调节其工作负载，以满足室内机能力的需要；步骤4：室外风机电机控制；室外风机电机根据室外换热器盘管中部温度和室外环境温度进行控制，具体控制方法如下：第一步：开机；第二步：开机后室外环境温度传感器检测环境温度Ta；第三步：根据环境温度Ta选定室外风机或低温档或常温档或高温档的转速；第四步：室外风机根据环境温度Ta选定的转速等级运转60秒；第五步：冷凝器中点温度传感器检测冷凝器中点温度Tc；第六步：室外风机根据冷凝器中点温度Tc调整转速；第七步：室外风机根据冷凝器中点温度Tc转速调整的转速保持运转60秒；第八步：室外环境温度传感器再次检测环境温度Ta；第九步：根据测得的环境温度Ta判定环境温度是否高于最高温度限值30℃和是否低于最低温度限值0℃；第十步：如果环境温度大于30℃或环境温度小于0℃时，进入第十一步，如果环境温度在0℃和30℃之间，则返回第五步开始循环；第十一步：如果环境温度大于30℃，外风机不受Tc控制，强制室外风机转速为最高转速等级7级；如果环境温度小于0℃，外风机限定最高转速为5级，如果此时转速等级高于5级调整为5级，如果转速低于5级继续按照当前转速等级运转；第十二步：按照调整后的当前的转速运转60秒后返回第八步；步骤5：在机组进入制冰过程30min后，搅拌器(28)电机开启，开始搅拌冰水混合物；(1.3)制冰过程结束控制：制冰过程结束条件：在满足以下任一条件后，制冰蓄冷过程结束；条件一：制冰蓄冷运行时间达到程序中设定的制冰时间；条件二：蓄冰槽中的制冰率达到设定的制冰率；所述的制冰时间一般是利用晚间用电谷底期间进行制冰；所述的蓄冰槽的制冰率，根据蓄冰槽(27)中安装的温度传感器(29)检测槽中溶液的温度变化，利用结冰率与溶液温度的对应关系来测量制冰率；(1.3.1)制冰过程结束停机控制：当制冰过程结束，不需要立即开启多联机空调进行制冷运行时，整个机组进入停机过程：步骤1：总供液管上的供液电磁阀(18)关闭；步骤2：搅拌器(28)电机关闭；螺杆式压缩机负载下载至40％运行，10秒后，第五电磁阀(19)和第六电磁阀(21.1)关闭，第一电子膨胀阀(20)和第二电子膨胀阀(22)关闭；步骤3：螺杆式压缩机在40％负载继续运行，当低压传感器检测到低压达到最低设定运行压力后，螺杆式压缩机下载至25％后直接停机；(1.3.2)制冰过程结束转入其它运行过程控制：当制冰过程结束，需要进入其它运行模式时，按照相应的运行模式进行控制；所述其他模式是指，多联空调融冰释冷大过冷度制冷、多联空调制热、多联空调同时制冰和大过冷度制冷、低温送风或低温换送新风；(2)释冷工况条件下大过冷度螺杆式压缩多联机运行控制：(2.1)大过冷度螺杆式压缩多联机运行控制：步骤1：当制冰运行模式结束，转入释冷的大过冷度螺杆式多联机运行模式时，搅拌器(28)电机关闭，第五电磁阀(19)关闭，第二电子膨胀阀(22)关闭，第六电磁阀(21.1)开启，第一电子膨胀阀(20)关闭，第十二电磁阀(38)和第十三电磁阀(39)开启，第十一电磁阀(37)关闭；步骤2：螺杆式多联机室外机和室内机调节按照常规的多联机的控制方法运行；所述的大过冷度即是通过室外冷凝后的液体经过蓄冰槽内的蒸发盘管(26)，经由盘管外冰层和冰水混合物过冷得到的，最大过冷度可以达到20℃～30℃；(2.2)低温送风组合式空气机组运行控制：当需要低温送风组合式空气机组送风时，开启进风阀(47)，开启送风电机(48)，20～60秒后，开启第二供液泵(33)；通过送风电机(48)将经过第二蒸发器(35)冷却的低温处理空气送至室内侧的风机盘管，冷却空调房间空气；当浮球阀(31)感受到蓄冰槽(27)内的水面低于控制水面时，开启第十电磁阀(30)，管网进水管向蓄冰槽(27)内注水；(3)释冷工况条件下大过冷度螺杆式压缩多联机和动态制冰运行控制：当蓄冰槽(27)内冰消耗完全，需要重新制冰时，在大过冷度螺杆式压缩多联机继续运行的前提下，开启动态制冰功能过程；此时，第一供液泵(32)开启，对布水器(24)供液；30秒后，开启第五电磁阀(19)，第二电子膨胀阀(22)开启至基准开度，之后根据第一蒸发器(23)的过热度进行调节。