一种高温区压缩机过热控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高温区压缩机过热控制系统及控制方法，系统包括主节流元件、辅节流元件、辅控制单元、蒸发器、气液分离器和压缩机等；方法中由辅控制单元在设定的高温区工作范围内，检测到主节流元件无法实现过热度或排气温度精准控制时，依据两点线性控制方法确定控制目标，并调节辅节流元件的开启度实时动态响应，以改善和弥补主节流元件在高温区的不足，使压缩机制冷系统的高温区（如50℃～80℃）运行更可靠和节能。行更可靠和节能。行更可靠和节能。

【技术实现步骤摘要】
一种高温区压缩机过热控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及压缩机控制系统领域，具体是一种高温区压缩机过热控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]因受全球气温逐步上升，个别地区夏季的温度越来越高已成为常态，用以改善室内环境的空气调节设备也越来越多的受到高温侵袭，造成高温保护和高温功耗增加等不利因素，影响设备的安全运行。特别对一些沙漠戈壁高温地区或高温热炉等工业厂房作业区，有时气温高达50℃～80℃。相关标准也显示，高温环境也有考核要求，如JB/T11965
‑
2014《高环温车用空调机》，最高环境温度为80℃；GB/T 7725
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2004《房间空调调节器》，最高环境温度为52℃；GJB/T 1913A
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2006《军用方舱空调设备通用规范》，最高环境温度为55℃；GJB/T 9168
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2017《军用雷达循环冷却液制冷机组通用规范》最高环境温度为55℃等。
[0003]在高温环境下，依靠蒸汽压缩制冷原理设计的制冷设备，因冷凝负荷和系统高压的影响，耗功越来越严重，造成压缩机处于高负荷或超负荷工作状态，有时压缩机排气温度高达120℃以上，引起压缩机内润滑油变质和油膜破坏，压缩机失效风险陡增。行内业通常的做法有3种，
①
系统中增设排气温度响应阀，以一个固定的温度为控制目标，控制压缩机的最高排气温度满足压缩机工作要求，无法实现整个高温区间内的优化控制；
②
系统中增设旁通喷射阀，也通常以一个固定目标温度来控制压缩机的最高排气温度，不足同上；
③
调节节流元件的过热度，对热力膨胀阀或电子膨胀阀而言，本身就是为实现过热度而设计的，具有自动调节功能，这点在常温下表现良好，但随着环境温度的升高，蒸发器面积又不能自动缩小，节流元件的过热度已无法有效控制，从而引发压缩机排气温度超标。
[0004]随着全工况高效运行的发展需求，特别在整个高温区如何精准控制压缩机的工作温度，实现节能运行，值得研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种高温区压缩机过热控制系统及控制方法，利用环境温度和过热度或排气温度拟合函数，以解决现有技术高温区压缩机难以精准控制的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种高温区压缩机过热控制系统，所述压缩机出口端连接有管路以输出制冷剂，压缩机的进口端通过管路与气液分离器出口端连通，气液分离器进口端通过管路与蒸发器的出口端连通，蒸发器的进口端通过管路与主节流元件的出口端连接，主节流元件进口端连接有管路以输入制冷剂，包括辅控制单元、辅节流元件、多个传感器，其中：所述辅节流元件进口端并联连通于主节流元件进口端管路，辅节流元件出口端并联连通于蒸发器的出口端管路；多个传感器除进行环境温度检测外，还实现2种参数的检测，即过热度检测和排气温度检测，其中过热度检测可采取2种方式：过热度检测第1种方式，在蒸发器出口端和气液
分离器进口端之间管路上设有压力传感器，检测蒸发介质压力，再通过相应制冷剂的饱和蒸气压力表或曲线图得到饱和蒸汽温度，同时在蒸发器出口端设有温度传感器得到过热蒸汽温度，则过热度为过热蒸汽温度减去饱和蒸汽温度的差值；过热度检测第2种方式，在蒸发器中部和出口端各设有一个温度传感器，则过热度为蒸发器出口端的过热蒸汽温度减去中部温度的差值。
[0007]进一步的，所述辅节流元件为具有关断和开度比例调节功能的电子膨胀阀或电子控制阀，由辅控制单元控制辅节流元件的关断和开度。
[0008]进一步的，用于空调时，所述蒸发器采用翅片式散热器，用于冷液机或液冷源时，所述蒸发器采用板式换热器或壳管式换热器。
[0009]进一步的，所述主节流元件为毛细管、或者热力膨胀阀、或者电子膨胀阀。
[0010]一种高温区压缩机过热控制方法，所述辅控制单元信号根据过热度线性控制方法，依据环境温度和过热度的上、下限值，通过两点式直线方程，得出过热度线性控制函数: T
过
＝(T
过下
‑ꢀ
T
过上
)( T
环
‑ꢀ
T
环下
)/( T
环上
‑ꢀ
T
环下
)+ T
过上
，其中：T
环上
－指高温区环境上限值，单位℃；T
环下
－指高温区环境下限值，单位℃；T
过上
－指对应高温区环境下限值时的过热度，单位℃；T
过下
－指对应高温区环境上限值时的过热度，单位℃；所述高温区环境下限值时的过热度数值T
过上
应大于高温区环境上限值时的过热度数值T
过下
，且两数值均不小于零，用以控制压缩机功率和防止液击；所述辅控制单元依据检测到的环境温度通过公式得出实时需要控制的过热度目标值，与通过传感器得到的实际过热度进行实时对比，然后等比例开启所述辅节流元件的开度，使辅节流元件将主节流元件进口端前的制冷剂等比例喷液冷却至压缩机进口端，从而实现过热度的控制。
[0011]进一步的，所述辅控制单元信号根据排气温度线性控制方法，依据环境温度和排气温度的上、下限值，通过两点式直线方程，得出排气温度线性控制函数: T
排
＝(T
排上
‑ꢀ
T
排下
)( T
环
‑ꢀ
T
环下
)/( T
环上
‑ꢀ
T
环下
)+ T
排下
，其中：T
环上
－指高温区环境上限值，单位℃；T
环下
－指高温区环境下限值，单位℃；T
排上
－指对应高温区环境上限值时的过热度，单位℃；T
排下
－指对应高温区环境下限值时的过热度，单位℃；所述辅控制单元依据检测到的环境温度得出实时需要控制的排气温度目标值，与通过传感器得到的实际排气温度进行实时对比，然后等比例开启所述辅节流元件的开度，使辅节流元件将主节流元件进口端前的制冷剂等比例喷液冷却至压缩机进口端，从而实现排气温度的控制，通过控制排气温度实质上也等效控制住了过热度，防止压缩机过热保护。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的优点为：1、本专利技术在高温区依据不同环境温度，动态响应不同的过热度或排气温度，以改善和弥补原节流元件的不足，使系统高温运行更稳定。
[0013]2、本专利技术通过有效控制压缩机吸、排气温度，降低了高温区功耗，实现压缩机部分节能超10%。
[0014]3、本专利技术可方便嫁接到高环境温度下的各类空调、冷液机和热泵机组等产品上，有很较强的推广性。
[0015]4、本专利技术流程清晰、函数简单、实现容易。
附图说明
[0016]图1是本专利技术系统用于空调时结构原理图。
[0017]图2是本专利技术系统用于冷液机或液冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温区压缩机过热控制系统，所述压缩机出口端连接有管路以输出制冷剂，压缩机的进口端通过管路与气液分离器出口端连通，气液分离器进口端通过管路与蒸发器的出口端连通，蒸发器的进口端通过管路与主节流元件的出口端连接，主节流元件进口端连接有管路以输入制冷剂，其特征在于，包括辅控制单元、辅节流元件、多个传感器，其中：所述辅节流元件进口端并联连通于主节流元件进口端管路，辅节流元件出口端并联连通于蒸发器的出口端管路；多个传感器除进行环境温度检测外，还实现2种参数的检测，即过热度检测和排气温度检测，其中过热度检测可采取2种方式：过热度检测第1种方式，在蒸发器出口端和气液分离器进口端之间管路上设有压力传感器，检测蒸发介质压力，再通过相应制冷剂的饱和蒸气压力表或曲线图得到饱和蒸汽温度，同时在蒸发器出口端设有温度传感器得到过热蒸汽温度，则过热度为过热蒸汽温度减去饱和蒸汽温度的差值；过热度检测第2种方式，在蒸发器中部和出口端各设有一个温度传感器，则过热度为蒸发器出口端的过热蒸汽温度减去中部温度的差值。2.根据权利要求1所述的一种高温区压缩机过热控制系统，其特征在于：所述辅节流元件为具有关断和开度比例调节功能的电子膨胀阀或电子控制阀，由辅控制单元控制辅节流元件的关断和开度。3.根据权利要求1所述的一种高温区压缩机过热控制系统，其特征在于：用于空调时，所述蒸发器采用翅片式散热器，用于冷液机或液冷源时，所述蒸发器采用板式换热器或壳管式换热器。4.根据权利要求1所述的一种高温区压缩机过热控制系统，其特征在于：所述主节流元件为毛细管、或者热力膨胀阀、或者电子膨胀阀。5.一种基于权利要求1
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4中任意一项所述高温区压缩机过热控制系统的控制方法，其特征在于：所述辅控制单元信号根据过热度线性控制方法，依据环境温度和过热度的上、下限值，通过两点式直线方程，得出过热度线性控制函数: T
过
＝(T
过下
‑ꢀ
T
过上
)( T
环
‑ꢀ
T
环下
)/( T
环上
‑ꢀ
T
环下
)+...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，宫玲，柴恒炜，
申请(专利权)人：合肥天鹅制冷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：