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空气调节系统及其控制方法技术方案

技术编号:25911157 阅读:75 留言:0更新日期:2020-10-13 10:29
本申请提供一种空气调节系统及其启动控制方法。根据本申请的该空气调节系统包括:通过管路连接的压缩机、冷凝器、热力膨胀阀与蒸发器;以及设置在所述蒸发器出口管路上的热力感温包,其关联至所述热力膨胀阀;还包括热耦合至所述热力感温包的热力源,其受控地冷却或加热所述热力感温包。根据本申请的空气调节系统及其启动控制方法,通过热耦合至所述热力感温包的热力源来在需要时对热力感温包进行冷却或加热,从而使得关联至热力感温包的热力膨胀阀的开启与关闭更为平滑,极大地缓解因压力骤变而带来的开度振荡,或者在系统稳态运行下提供一定程度的调节,有效改善空气调节系统性能。

【技术实现步骤摘要】
空气调节系统及其控制方法
本申请涉及热交换领域,具体而言,其涉及一种空气调节系统的启动控制。
技术介绍
对于不具有变频设备的制冷系统而言,其通常以在开-关模式之间频繁切换的形式来控制制冷负载。对于此类系统,通常需使用开关机系数(Cyclicdegradationcoefficient)作为评价系统性能的指标之一。也即,在一个压缩机启停的循环周期,制冷系统所提供的动态性能(比如冷量和功耗)与同一系统的稳态性能之间的对比考量参数。当该系数越小时,表明对应系统的性能越好,越大时则反之。在实际应用中,采用热力膨胀阀作为节流元件的非变频制冷系统的开关机系数可能达到0.2或更高。其中的原因之一在于,在压缩机停止后的重新开启阶段,热力膨胀阀的开度会发生骤升与骤降,这将体现为制冷能力的剧烈振荡,也即造成压缩机的多余功耗。具体而言,作为一种制冷领域内的成熟部件,热力膨胀阀的开度由三种力的合力来决定。其中,在平衡状态下,通常是热力膨胀阀内的弹簧预紧力P3及蒸发器出口压力P2的合力与热力感温包的温度变化所带来的压力P1相互抵消。在压缩机停机一段时间后,热力膨胀阀因力平衡而保持为关闭状态。此时,若直接开启压缩机,参见图1,在压缩机的抽吸作用下,蒸发器出口压力P2急速下降,三者之间的力平衡消失,由于压力P1远大于弹簧预紧力P3,则热力膨胀阀被迅速开启至极大的开度。随着热力膨胀阀的开启,被压缩机压缩的制冷剂迅速经由热力膨胀阀而流过蒸发器并回到压缩机。这一方面会带来过余的制冷剂流量而造成压缩机液击;另一方面,此时的蒸发器出口压力P2迅速恢复提升,在弹簧预紧力P3的协作下将热力膨胀阀的开度大幅减小,从而导致制冷能力的迅速降低。由此造成了前述的热力膨胀阀开度及相应的制冷能力骤升与骤降问题,这进一步影响系统的开关机系数与系统性能。此外,在空气调节系统进入稳态运转时,热力膨胀阀通常只能被动地根据系统运行状况来进行调节。这导致此类系统应对需调节工况时反应滞后,且缺乏主动应对的调节能力。
技术实现思路
有鉴于此,本申请提供了一种空气调节系统及其多种控制方法,从而有效解决了或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。为实现本申请的至少一个目的,按照本申请的第一方面,提供一种空气调节系统,其包括:通过管路连接的压缩机、冷凝器、热力膨胀阀与蒸发器;以及设置在所述蒸发器出口管路上的热力感温包,其关联至所述热力膨胀阀;还包括热耦合至所述热力感温包的热力源,其受控地冷却或加热所述热力感温包。可选地,在所述压缩机启动前,所述热力源受控地冷却所述热力感温包。可选地,在所述空气调节系统稳态运转过程中,所述热力源受控地冷却或加热所述热力感温包来调整所述蒸发器出口的过热度。可选地,所述热力源通过热辐射、热对流或热传导的方式与所述热力感温包热耦合。可选地,所述热力源包括设置在所述热力感温包上的热电片。可选地,所述热力源包括设置在所述热力感温包上的蓄能装置,所述蓄能装置在所述空气调节系统运行期间从所述蒸发器或冷凝器处吸取并储蓄热量或冷量。可选地,空气调节系统为制冷系统或热泵系统。按照本申请的另一方面,还提供一种空气调节系统的启动控制方法,其中,所述空气调节系统包括通过管路连接的压缩机、冷凝器、热力膨胀阀与蒸发器;以及设置在所述蒸发器出口管路上的热力感温包,其关联至所述热力膨胀阀;还包括热耦合至所述热力感温包的热力源;其中,所述启动控制方法包括:在所述压缩机启动前,所述热力源受控地预冷所述热力感温包,使得所述热力膨胀阀由所述热力感温包的温度变化而导致的阀门开度振荡范围减小。可选地,包括:所述热力源对所述热力感温包的预冷目标时间为1-60秒。可选地,包括:所述热力源对所述热力感温包的预冷目标时间为10-25秒可选地,包括:所述热力源对所述热力感温包的预冷目标温度在所述热力感温包的最终稳定温度+/-10℃的范围内。可选地,包括:所述热力源对所述热力感温包的预冷目标温度对应于所述热力感温包的最终稳定温度。可选地,包括:所述热力源通过热辐射、热对流或热传导的方式预冷所述热力感温包。可选地,所述热力源包括设置在所述热力感温包上的热电片。可选地,所述热力源包括设置在所述热力感温包上的蓄能装置,所述蓄能装置在所述空气调节系统运行期间从所述蒸发器处吸取并储蓄冷量。可选地,空气调节系统为制冷系统或热泵系统。按照本申请的再一方面,还提供一种空气调节系统的控制方法,其中,所述空气调节系统包括通过管路连接的压缩机、冷凝器、热力膨胀阀与蒸发器;以及设置在所述蒸发器出口管路上的热力感温包,其关联至所述热力膨胀阀;还包括热耦合至所述热力感温包的热力源;所述控制方法包括:在所述空气调节系统稳态运转过程中,所述热力源受控地冷却或加热所述热力感温包来调整所述蒸发器出口的过热度。根据本申请的空气调节系统及其控制方法,通过热耦合至所述热力感温包的热力源来在需要时对热力感温包进行冷却或加热,从而使得关联至热力感温包的热力膨胀阀的开启与关闭更为平滑,极大地缓解因压力骤变而带来的开度振荡,或者在系统稳态运行下提供一定程度的调节,有效改善空气调节系统性能。附图说明以下将结合附图和实施例来对本申请的技术方案作进一步的详细描述,但是应当知道,这些附图仅是为解释目的而设计的,因此不作为本申请范围的限定。此外,除非特别指出,这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造,而不必要依比例进行绘制。图1是现有技术中的制冷系统在重新开机时的制冷能力振荡示意图。图2是本申请中的制冷系统的一个实施例的示意图。图3是本申请中的制冷系统的一个实施例在重新开机时的制冷能力振荡示意图。具体实施方式现在将参照附图更加完全地描述本申请,附图中示出了本申请的示例性实施例。但是,本专利技术可按照很多不同的形式实现,并且不应该被理解为限制于这里阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开变得彻底和完整,并将本申请的构思完全传递给本领域技术人员。虽然本申请的特征是结合若干实施例或实施例的其中之一来公开的,但是如针对任何给定或可识别的功能可能是期望和/或有利的,可以将此特征与其他实施/实施例的一个或多个其他特征进行组合。参见图2,在此提供一种制冷系统的实施例。该制冷系统100包括通过管路连接的压缩机110、冷凝器120、热力膨胀阀130与蒸发器140。该制冷系统100还包括设置在蒸发器140的出口管路上的热力感温包131,该热力感温包131被关联至热力膨胀阀130。更为关键的是,该制冷系统100还包括设置在热力感温包131上的热电片132,该热电片132受控地冷却或加热热力感温包131。在此种布置下,在压缩机启动前,因存在热电片132对热力感温包131的预冷作用,则与热力感温包的温度变化相关联的压力P1随着温度的降低而相对地减小一些。此时,若再启动压缩机,则压力P1与弹簧预紧力P3之间的合力也相应地减小,则热力膨本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种空气调节系统,其特征在于,包括:通过管路连接的压缩机、冷凝器、热力膨胀阀与蒸发器;以及设置在所述蒸发器出口管路上的热力感温包,其关联至所述热力膨胀阀;还包括热耦合至所述热力感温包的热力源,其受控地冷却或加热所述热力感温包。/n

【技术特征摘要】
1.一种空气调节系统,其特征在于,包括:通过管路连接的压缩机、冷凝器、热力膨胀阀与蒸发器;以及设置在所述蒸发器出口管路上的热力感温包,其关联至所述热力膨胀阀;还包括热耦合至所述热力感温包的热力源,其受控地冷却或加热所述热力感温包。


2.根据权利要求1所述的空气调节系统,其特征在于,在所述压缩机启动前,所述热力源受控地冷却所述热力感温包。


3.根据权利要求1所述的空气调节系统,其特征在于,在所述空气调节系统稳态运转过程中,所述热力源受控地冷却或加热所述热力感温包来调整所述蒸发器出口的过热度。


4.根据权利要求1至3任意一项所述的空气调节系统,其特征在于,所述热力源包括设置在所述热力感温包上的热电片或者设置在所述热力感温包上的蓄能装置,所述蓄能装置在所述空气调节系统运行期间从所述蒸发器或冷凝器处吸取并储蓄热量或冷量。


5.一种空气调节系统的控制方法,其中,所述空气调节系统包括通过管路连接的压缩机、冷凝器、热力膨胀阀与蒸发器;以及设置在所述蒸发器出口管路上的热力感温包,其关联至所述热力膨胀阀;还包括热耦合至所述热力感温包的热力源;其特征在于,所述控制方法包括:在所述压缩机启动前,...

【专利技术属性】
技术研发人员:P韦尔马冯寅山
申请(专利权)人:开利公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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