制冷剂系统及其控制方法和控制装置与流程

1.本发明属于制冷技术领域，具体地说，是涉及制冷剂系统及其控制方法和控制装置。


背景技术：

2.热泵系统、空调系统等采用制冷剂循环的制冷剂系统，大多设置有电子膨胀阀，通过电子膨胀阀开度的调节，控制内机或外机的制冷剂通过量，满足系统负荷对冷量/热量的需求。如果电子膨胀阀出现故障，制冷剂系统出现异常，严重时导致系统无法正常运行。
3.现有技术的制冷剂系统，在系统工作过程中，给定电子膨胀阀一个目标开度，检测系统的排气温度的变化情况是否与膨胀阀的目标开度相匹配，如果匹配，确定膨胀阀正常；如果不匹配，判定膨胀阀出现故障。
4.上述方法虽然能够在一定程度上判断电子膨胀阀是否出现故障，但是，存在下述不足：一方面，在制冷剂工作时，其排气温度的变化受到多个因素影响，膨胀阀的开度与排气温度的匹配关系难以精确确定，导致采用排气温度判断膨胀阀是否故障的方法复杂、准确性低；另一方面，单一目标开度的检测，不能很好地反映电子膨胀阀的状态，也会导致判断结果存在误差，准确性低。


技术实现要素：

5.本发明的目的之一在于提供一种制冷剂系统的控制方法和控制装置，以简便、易实现的方式判断制冷剂系统中电子膨胀阀是否故障，提高电子膨胀阀故障检测的准确性。
6.为实现上述发明目的，本发明提供的制冷剂系统的控制方法采用下述技术方案予以实现：一种制冷剂系统的控制方法，所述控制方法包括：在制冷剂系统上电启动后，执行下述的主电子膨胀阀故障检测过程：控制制冷剂系统的压缩机以第一预设频率参数运行，控制制冷剂系统的主电子膨胀阀处于关闭状态；所述主电子膨胀阀设置在制冷剂系统的主回路中；获取所述主电子膨胀阀处于所述关闭状态时所述主电子膨胀阀的制冷剂流入端的第一压力，根据所述第一压力判断所述主电子膨胀阀是否存在阀关故障；控制所述压缩机以第二预设频率参数运行，控制所述主电子膨胀阀处于全开状态；获取所述主电子膨胀阀处于所述全开状态时所述主电子膨胀阀的制冷剂流入端和制冷剂流出端之间的出入端压差，根据所述出入端压差判断所述主电子膨胀阀是否存在阀开故障。
7.本技术的一些实施例中，所述控制方法还包括：在判定所述主电子膨胀阀不存在阀关故障、且也不存在所述阀开故障时，控制所述主电子膨胀阀继续工作；
在判定所述主电子膨胀阀存在阀关故障、且不存在所述阀开故障时，控制所述主电子膨胀阀继续工作，并执行第一提醒操作；在判定所述主电子膨胀阀存在所述阀开故障时，控制所述主电子膨胀阀停止工作，控制与所述主电子膨胀阀并联连接的旁通电子膨胀阀工作，并执行第二提醒操作。
8.本技术的一些实施例中，所述第一预设频率参数为第一预设频率范围；所述第二预设频率参数为第二预设频率范围；其中，所述第一预设频率范围中的预设频率最大值小于所述第二预设频率范围内的预设频率最小值，所述第二预设频率范围内的预设频率最大值不超过预设频率限值。
9.本技术的一些实施例中，根据所述第一压力判断所述主电子膨胀阀是否存在阀关故障，包括：将所述第一压力与预设压力条件作比较；若所述第一压力满足所述预设压力条件，判定所述主电子膨胀阀不存在所述阀关故障；若所述第一压力不满足所述预设压力条件，判定所述主电子膨胀阀存在所述阀关故障。
10.本技术的一些实施例中，所述预设压力条件，包括：在制热模式下，所述第一压力的变化率为负值；在制冷模式下，所述第一压力的变化率为正值。
11.本技术的一些实施例中，根据所述出入端压差判断所述主电子膨胀阀是否存在阀开故障，包括：将所述出入端压差与预设压差条件作比较；若所述出入端压差满足所述预设压差条件，判定所述主电子膨胀阀不存在所述阀开故障；若所述出入端压差不满足所述预设压差条件，判定所述主电子膨胀阀存在所述阀开故障。
12.为实现前述发明目的，本发明提供的制冷剂系统的控制装置采用下述技术方案予以实现：一种制冷剂系统的控制装置，所述控制装置包括：控制单元，用于在制冷剂系统上电启动后，执行主电子膨胀阀故障检测过程；用于控制制冷剂系统的压缩机以第一预设频率参数运行，控制制冷剂系统的主电子膨胀阀处于关闭状态；还用于在执行所述主电子膨胀阀故障检测时，控制所述压缩机以第二预设频率参数运行，控制所述主电子膨胀阀处于全开状态；所述主电子膨胀阀设置在制冷剂系统的主回路中；第一压力获取单元，用于获取所述主电子膨胀阀处于所述关闭状态时所述主电子膨胀阀的制冷剂流入端的第一压力；阀关故障判断单元，用于根据所述第一压力判断所述主电子膨胀阀是否存在阀关故障；出入端压差获取单元，用于获取所述主电子膨胀阀处于所述全开状态时所述主电子膨胀阀的制冷剂流入端和制冷剂流出端之间的出入端压差；
的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
22.需要说明的是，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
23.本发明针对现有技术的制冷剂系统判断电子膨胀阀是否故障时存在的方法复杂、准确性低的技术问题，创造性地提出基于制冷剂系统的实际结构、压缩机工作在不同状态、基于不同的参量检测主电子膨胀阀是否存在不能关闭的阀关故障和不能全开的阀开故障，以简便、易实现的方式判断制冷剂系统中电子膨胀阀是否故障，提高电子膨胀阀故障检测的准确性和及时性。
24.图1所示为本发明制冷剂系统的控制方法第一个实施例的流程示意图。制冷剂系统可为热泵系统、空调系统，通常使用压缩机、冷凝器、主电子膨胀阀、蒸发器等构成，利用制冷剂的循环，提供系统负荷所需要的冷量/热量，其中，主电子膨胀阀设置在制冷剂系统的主回路中。
25.如图1所示意，该实施例采用下述过程实现制冷剂系统中主电子膨胀阀的故障检测。
26.步骤11：在制冷剂系统上电启动后，执行步骤12至步骤15的主电子膨胀阀故障检测过程。
27.该实施例中，在制冷剂系统上电启动后，立即执行主电子膨胀阀故障检测过程，而非在系统运行过程中才检测，因此，可以及时检测膨胀阀是否有故障，提高了故障检测的及时性。而且，制冷剂系统上电启动时，对制冷剂系统中主电子膨胀阀制冷剂流入端和流出端的压力影响因素少，便于根据压力精确判断主电子膨胀阀的状态。
28.步骤12：控制制冷剂系统的压缩机以第一预设频率参数运行，控制制冷剂系统的主电子膨胀阀处于关闭状态。
29.第一预设频率参数作为判断膨胀阀是否能够关闭时控制压缩机运行的参数，其值为已知值，可以为频率固定值，可以为频率范围，还可以动态可变值或范围。第一预设频率参数的确定原则为：压缩机以该第一预设频率参数运行、且主电子膨胀阀处于关闭状态时，确保制冷剂系统的稳定、安全运行。
30.在一些实施例中，第一预设频率参数为第一预设频率范围。在一些实施例中，第一预设频率范围为10-20hz。
31.该实施例执行阀故障检测时，首先，执行膨胀阀是否存在不能关闭的阀关故障。该过程中，不仅控制制冷剂系统的主电子膨胀阀处于关闭状态，还控制压缩机以第一预设频率参数运行。
32.步骤13：获取主电子膨胀阀处于关闭状态时其制冷剂流入端的第一压力，根据第一压力判断是否存在阀关故障。
33.在制冷剂系统运行时，若主电子膨胀阀处于关闭状态，其制冷剂流入端的第一压力具有反映主电子膨胀阀是否真正关闭的状态，则根据第一压力的状态即可判断膨胀阀是否能够正常关闭。
34.步骤14：控制压缩机以第二预设频率参数运行，控制主电子膨胀阀处于全开状态。
35.第二预设频率参数作为判断膨胀阀是否能够全开时控制压缩机运行的参数，其值
为已知值，可以为频率固定值，可以为频率范围，还可以动态可变值或范围。第二预设频率参数的确定原则为：压缩机以该第二预设频率参数运行、且主电子膨胀阀处于全开状态时，确保制冷剂系统的稳定、安全、节能运行。
36.在一些实施例中，第二预设频率参数为第二预设频率范围。而且，第一预设频率范围中的预设频率最大值小于第二预设频率范围内的预设频率最小值，且第二预设频率范围内的预设频率最大值不超过预设频率限值，以确保制冷剂系统的稳定、安全、节能运行。
37.在一些实施例中，第二预设频率范围为30-45hz。在一些实施例中，预设频率限值为50hz。
38.该实施例执行阀故障检测时，先执行膨胀阀是否存在不能关闭的阀关故障，然后再执行膨胀阀是否存在不能全开的阀开故障。按照该顺序，压缩机的工作频率可以逐渐增大，为同一变化方向，避免压缩机频率波动过大导致制冷剂系统不能稳定、节能运行，以及可能导致的压缩机频率影响膨胀阀两端的压力而使得故障检测不准确的问题。
39.步骤15：获取主电子膨胀阀处于全开状态时其制冷剂流入端和制冷剂流出端之间的出入端压差，根据出入端压差判断是否存在阀开故障。
40.在制冷剂系统运行时，若主电子膨胀阀处于全开状态，其制冷剂流入端和制冷剂流出端之间的出入端压差具有反映主电子膨胀阀是否能够全开的状态，则根据出入端压差的状态即可判断膨胀阀是否能够正常关闭。
41.出入端压差，为主电子膨胀阀制冷剂流入端的第一压力减去其制冷剂流出端的第二压力获得的差值。
42.该实施例中，在制冷剂系统上电启动后即执行主电子膨胀阀故障检测过程，且在故障检测过程中，控制压缩机以不同的预设频率参数运行，利用主电子膨胀阀的制冷剂流入端的压力检测判断主电子膨胀阀是否存在不能关闭的阀关故障，利用主电子膨胀阀的制冷剂流入端和制冷剂流出端之间的出入端压差检测判断主电子膨胀阀是否存在不能全开的阀开故障，从而实现了基于制冷剂系统的实际结构、压缩机工作在不同状态、基于不同的参量检测主电子膨胀阀是否存在不能关闭的阀关故障和不能全开的阀开故障。一方面，在制冷剂系统上电启动后即执行故障检测，提高了故障检测的及时性；且是对是否全关和是否全开进行检测，较好地反映出电子膨胀阀的状态，提高了检测结果的准确性；另一方面，在制冷剂系统上电启动后即利用电子膨胀阀制冷剂流入端和/或制冷剂流出端的压力进行故障判断，参数易获得，且判断依据受系统影响小，判断过程简便、易实现，准确性高。
43.在一些实施例中，根据第一压力判断主电子膨胀阀是否存在阀关故障，包括：将第一压力与预设压力条件作比较。
44.若第一压力满足预设压力条件，判定主电子膨胀阀不存在阀关故障。也即，判定主电子膨胀阀能够正常关闭。
45.若第一压力不满足预设压力条件，判定主电子膨胀阀存在阀关故障。也即，判定主电子膨胀阀不能正常关闭。
46.预设压力条件作为判断是否存在阀关故障的条件，为已知条件。在一些实施例中，预设压力条件包括：在制热模式下，第一压力的变化率为负值。
47.在制冷模式下，所述第一压力的变化率为正值。
48.第一压力的变化率，通过按照设定采样周期采集的当前第一压力数值与前一个第一压力数值的差值来确定。第一压力的变化率为负值，表示第一压力呈现下降变化趋势。第一压力的变化率为正值，表示第一压力呈现上升变化趋势。
49.即，若制冷剂系统工作在制热模式下，且第一压力的变化率为负值，第一压力呈现下降变化趋势，判定第一压力满足了预设压力条件，判定主电子膨胀阀不存在阀关故障。若制冷剂系统工作在制冷模式下，且第一压力的变化率为正值，第一压力呈现上升变化趋势，判定第一压力满足了预设压力条件，判定主电子膨胀阀不存在阀关故障。除此之外，将判定主电子膨胀阀存在阀关故障。
50.在一些实施例中，根据出入端压差判断主电子膨胀阀是否存在阀开故障，包括：将出入端压差与预设压差条件作比较。
51.若出入端压差满足预设压差条件，判定主电子膨胀阀不存在阀开故障。也即，判定主电子膨胀阀能够正常全开。
52.若出入端压差不满足预设压差条件，判定主电子膨胀阀存在阀开故障。也即，判定主电子膨胀阀不能正常全开。
53.预设压差条件作为判断是否存在阀开故障的条件，为已知条件。在一些实施例中，预设压差条件包括：压差为定值，且小于预设压差阈值。若出入端压差为定值，且小于预设压差阈值，则判定出入端压差满足预设压差条件；反正，判定出入端压差不满足预设压差条件。
54.图2示出了本发明制冷剂系统的控制方法第二个实施例的流程示意图。具体的，是实现制冷剂系统中主电子膨胀阀的故障检测以及根据检测结果执行相应处理的一个实施例的流程示意图。其中，制冷剂系统可为热泵系统、空调系统，主电子膨胀阀设置在制冷剂系统的主回路中。
55.如图1所示意，该实施例采用下述过程实现制冷剂系统中主电子膨胀阀的故障检测及处理。
56.步骤21：根据第一压力判断是否存在阀关故障；根据出入端压差判断是否存在阀开故障。
57.该步骤的具体的参数含义、条件的设置、实现原理及实现过程等，参见图1实施例的相应描述。
58.步骤22：判断是否存在阀开故障。若是，转至步骤26；否则，执行步骤23。
59.步骤23：判断是否存在阀关故障。若是，执行步骤25；否则，执行步骤24。
60.在步骤22判定主电子膨胀阀不存在阀开故障时，进一步判断是否存在阀关故障。
61.步骤24：控制主电子膨胀阀继续工作。
62.若主电子膨胀阀不存在阀开故障，也不存在阀关故障，则判定主电子膨胀阀能够正常全开和正常关闭，能够正常使用。则将控制主电子膨胀阀继续工作，完成制冷剂系统的常规控制。
63.步骤25：控制主电子膨胀阀继续工作，并执行第一提醒操作。
64.若主电子膨胀阀不存在阀开故障，但存在阀关故障，表明主电子膨胀阀能够正常全开，但不能够正常关闭。在制冷剂系统实际运行时，几乎不会存在主电子膨胀阀关闭的工况。此状态下，仍将控制主电子膨胀阀继续工作，完成制冷剂系统的常规控制，不影响制冷
剂系统的正常运行；同时，还执行第一提醒操作。在一些实施例中，第一提醒操作为提醒及时检修或更换主电子膨胀阀。
65.步骤26：控制主电子膨胀阀停止工作，控制旁通电子膨胀阀工作，并执行第二提醒操作。
66.若主电子膨胀阀存在阀开故障，无论其是否存在阀关故障，均不能再使用主电子膨胀阀，避免对制冷剂系统的运行造成影响。此状态下，将控制主电子膨胀阀停止工作，且控制旁通电子膨胀阀工作。其中，旁通电子膨胀阀为与主电子膨胀阀并联连接、设置在旁通支路上的辅助电子膨胀阀。通过设置旁通电子膨胀阀，在主电子膨胀阀故障而停止工作时，利用旁通电子膨胀阀暂时完成节流降压功能，维持制冷剂系统的运行。同时，还执行第二提醒操作。在一些实施例中，第二提醒操作为提醒及时检修或更换主电子膨胀阀。
67.应当理解，若制冷剂系统未设置旁通电子膨胀阀，则在主电子膨胀阀故障而停止工作时，制冷剂系统也需停止工作。
68.图3所示为本发明制冷剂系统的控制装置一个实施例的结构示意图。制冷剂系统可为热泵系统、空调系统，通常使用压缩机、冷凝器、主电子膨胀阀、蒸发器等构成，利用制冷剂的循环，提供系统负荷所需要的冷量/热量，其中，主电子膨胀阀设置在制冷剂系统的主回路中。
69.如图3所示意，该实施例的控制装置包括的结构单元、结构单元的功能及相互之间的关系，具体如下：控制装置包括：控制单元31，用于在制冷剂系统上电启动后，执行主电子膨胀阀故障检测过程；用于控制制冷剂系统的压缩机以第一预设频率参数运行，控制制冷剂系统的主电子膨胀阀处于关闭状态；还用于在执行主电子膨胀阀故障检测时，控制压缩机以第二预设频率参数运行，控制主电子膨胀阀处于全开状态。
70.第一压力获取单元32，用于在控制单元31控制制冷剂系统的主电子膨胀阀处于关闭状态时，获取主电子膨胀阀的制冷剂流入端的第一压力。
71.阀关故障判断单元，用于根据第一压力获取单元32获取的第一压力判断主电子膨胀阀是否存在阀关故障。
72.出入端压差获取单元34，用于在控制单元31控制制冷剂系统的主电子膨胀阀处于全开状态时，获取主电子膨胀阀的制冷剂流入端和制冷剂流出端之间的出入端压差。
73.阀开故障判断单元35，用于根据出入端压差获取单元34获取的出入端压差判断主电子膨胀阀是否存在阀开故障。
74.上述结构的控制装置，运行相应的软件程序，执行相应的功能，按照图1及图2控制方法实施例及其他实施例的过程进行制冷剂系统的控制，达到与图1、图2实施例及其他实施例的相应技术效果。
75.上述实施例的制冷剂系统的控制装置应用于制冷剂系统中，以简便、易实现的方式判断制冷剂系统中电子膨胀阀是否故障，提高了电子膨胀阀故障检测的准确性和及时性。
76.图4示出了本发明的电子设备一个实施例的结构框图。该电子设备包括处理器41、存储器42及存储在存储器42上的计算机程序421，处理器41配置为执行计算机程序421，实
现图1实施例、图2实施例及其他实施例的制冷剂系统的控制方法，并实现相应实施例的技术效果。电子设备可为空调器的主控板、控制器等。
77.本发明的其他实施例还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现图1实施例、图2实施例及其他实施例的制冷剂系统的控制方法，并实现相应实施例的技术效果。
78.上述的计算机存储介质，可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（sram），电可擦除可编程只读存储器（eeprom），可擦除可编程只读存储器（eprom），可编程只读存储器（prom），只读存储器（rom），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。计算机存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用存储介质。
79.在一些实施例中，计算机存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(application specific integrated circuits，简称：asic)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于设备中。
80.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。