[发明专利]一种单级制冷剂系统的控制方法及其优化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种单级制冷剂系统的控制方法及其优化器。

背景技术

单级制冷剂系统广泛应用于住宅和商业建筑，其通过压缩机间歇性运行来保持室温稳定。单级制冷剂系统通常安装一个带有ON和AUTO 工作模式转换装置的室内风机。在ON工作模式下，不管压缩机运行与否，室内风机都可以始终工作。在 AUTO工作模式下，室内风机和压缩机同时启停。典型的单级制冷剂系统一般由压缩机、恒温器、冷凝器蒸发器以及室内风机组成。

多年来，工程师一直致力于改善单级制冷剂系统。主要的发明集中在设备甄选过程中将超大型设备规格小型化。然而这些发明都不能解决室内相对湿度偏差大、噪声大、能耗高、压缩机更换成本高以及制冷系统维护成本高等问题。

对变容量压缩机制冷剂系统的研究发现，制冷系统的能效得到提高的同时，室内舒适度也明显增强。该系统压缩机的制冷量可在 15% 到 100% 之间进行调节。

通过对变容量压缩机制冷系统的进一步的研究，又开发出由变容量压缩机和变频器组成的新系统，该系统能通过分别对风机进行变速调节和对压缩机进行变容量调节使室温和送风温度恒定。但是该系统由于改造成本高昂和压缩机噪声大，因而不能应用于广大的制冷系统。

中国专利文献（公开号：CN101326408A）提出了一种单一集成调节设备，可同时对冷凝风机、压缩机和室内风机进行控制，或者用三个独立调节设备分别以相同的速度控制其中上述设备。但是实验室试验结果显示，在大多数运行条件下以同样的速度调节冷凝风机、压缩机和室内风机会造成20%的能量损耗。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种单级制冷剂系统的控制方法及其优化器，解决现有使用单级制冷剂系统的湿度大、噪声大的问题，降低现有单级制冷剂系统能耗高、压缩机的液击故障率及马达故障率。本发明所称的单级制冷剂系统包括但不限于以下用途的单级制冷剂系统：住宅空调系统、屋顶空调系统、住宅和商业气源热泵系统以及水源热泵系统。

本发明的一种单级制冷剂系统的控制方法，用于通过变频器控制压缩机和室内风机的工作状态，包括以下步骤：

    A、判断压缩机是否工作，若否，则控制变频器的输出频率为预设的最低频率；若是，则执行以下步骤；B、判断辅助加热器是否工作，若是，则控制变频器的输出频率为压缩机的最高工作频率；若否，则执行以下步骤；C、检测所述室内风机的送风温度值及变频器的输出频率值，并根据所述送风温度值和所述变频器的输出频率值，周期性地对所述变频器的输出频率值进行更新。

与现有技术相比，首先，本发明的方法在压缩机不工作时，保持室内风机以预设的最低转速运行，持续向建筑物内通风，保证了室内空气的舒适度，同时也能够防止建筑物内空气湿度的上升；其次，在单级制冷剂系统的辅助加热器开启时，控制压缩机以最高工作频率工作，保证了送风温度，同时也能够降低辅助加热的能耗，降低系统的整体耗能；再者，因本发明的方法能够保持较低的室内空气湿度，而对低湿度空气的加热、制冷所耗费的能量较低，因此本发明的方法能够进一步的节能。

优选地，所述步骤A中判断压缩机是否工作包括以下步骤：A1、检测所述变频器的输出功率和/或电流值；A2、若所述输出功率和/或电流值小于所述室内风机和压缩机的最小工作功率和/或电流值之和，则压缩机不工作；否则，压缩机工作。

优选地，所述步骤C包括以下步骤：C1、在预设的时间周期T内，检测室内风机前半周期的送风温度平均值Tsa1和后半周期的送风温度平均值Tsa2及周期结束时变频器的输出频率currentSpd； C2、，根据预设的调节比率β（1≤β≤10），比较currentSpd-β（Tsa1-Tsa2）、预设的压缩机最低运行频率spdMin和预设的变频器的最高输出频率spdMax的大小，若currentSpd-β（Tsa1-Tsa2）＜spdMin，则更新变频器的输出频率为spdMin；若spdMin＜currentSpd-β（Tsa1-Tsa2）＜spdMax，则更新变频器的输出频率为currentSpd-β（Tsa1-Tsa2）；若spdMax＜currentSpd-β（Tsa1-Tsa2），则更新变频器的输出频率为spdMax。

进一步地，当所述制冷剂系统启动加热或制冷模式时，在预定的时间内，控制变频器的输出功率为预设的最低工作频率。本优选方案的改进原理为：在制冷剂系统启动加热或制冷模式时，即启动压缩机时，通过变频器控制压缩机低转速启动，因此可以降低压缩机的液击故障率。