直膨式空调机组及其控制方法、装置

技术领域

本申请属于空调机组技术领域，具体涉及一种直膨式空调机组及其控制方法、装置。

背景技术

直膨式空调机组自带压缩机，制冷系统中的液态制冷剂在蒸发器盘管内直接与盘管外需处理的空气进行热交换，吸收盘管外的空气的热量直接蒸发，实现对盘管外的空气的制冷。由于制冷剂直接跟需要处理的空气完成热交换，中间不通过二次换热实现对盘管外的空气进行吸热而制冷，换热效率高，温度调节范围广，被广泛应用于各个行业。传统的直膨式空调机组调温除湿调节能力比较差，适用的范围比较窄，对于一些热湿负荷变化比较明显的场合，如进出风温差较大时，制冷效果不明显。另外，冷冻除湿时除湿能力较弱，在送风露点温度较低的送风领域应用时存在结霜、冰堵等安全性问题。

发明内容

为至少在一定程度上克服传统直膨式空调机组对于一些热湿负荷变化比较明显的场合制冷效果不明显，以及，应用在送风露点温度较低的送风领域时存在结霜、冰堵等安全性的问题，本申请提供一种直膨式空调机组及其控制方法、装置。

第一方面，本申请提供一种直膨式空调机组，包括：

水冷冷凝器和风冷冷凝器，所述水冷冷凝器与所述风冷冷凝器并联连接；

分别与所述水冷冷凝器和所述风冷冷凝器连接的一级蒸发器和二级蒸发器；

用于调节经过所述水冷冷凝器制冷剂流量的主电子膨胀阀，用于调节经过所述风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀和DDC控制器；

所述DDC控制器分别与所述主电子膨胀阀和所述辅电子膨胀阀连接。

进一步的，还包括：

一级压缩机和二级压缩机；

所述一级压缩机的进口与所述一级蒸发器的出口连接；

所述二级压缩机的进口与所述二级蒸发器的出口连接；

所述一级压缩机的出口分别与所述水冷冷凝器的进口和所述风冷冷凝器的进口连接；

所述二级压缩机的出口分别与所述水冷冷凝器的进口和所述风冷冷凝器的进口连接。

进一步的，还包括：

电磁阀，所述电磁阀设于所述风冷冷凝器进口和所述一级压缩机、二级压缩机排气出口之间。

进一步的，还包括：

所述主电子膨胀阀设于所述水冷冷凝器的出口与所述一级蒸发器、二级蒸发器进口之间；

所述辅电子膨胀阀设于所述风冷冷凝器出口和所述一级蒸发器、二级蒸发器进口之间。

进一步的，还包括：

一级气液分离器和二级气液分离器；

所述一级气液分离器设于所述一级压缩机的进口与所述一级蒸发器的出口之间；

所述二级气液分离器设于所述二级压缩机的进口与所述二级蒸发器的出口之间。

进一步的，还包括：

所述一级蒸发器的蒸发面积大于二级蒸发器的蒸发面积。

第二方面，本申请提供一种直膨式空调机组控制方法，包括：

获取空调运行参数；

根据所述空调运行参数控制用于调节经过水冷冷凝器制冷剂流量的主电子膨胀阀的开度；

和/或，

根据所述空调运行参数控制用于调节经过风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀开度。

进一步的，所述空调运行参数包括：

出风温度、出风湿度、回风温度和吸气过热度中的至少一种。

进一步的，还包括：

根据所述出风温度、出风湿度计算出风含湿量；

在所述出风含湿量大于目标出风含湿量设定值时，控制一级压缩机开启。

进一步的，所述根据所述出风温度、出风湿度计算出风含湿量，包括：

将所述出风温度输入经验公式计算出风含湿量，所述经验公式为：

d1＝622*{RH4*133exp[18.5916-3991.11/(T4+233.84)]}/{101300-RH4*133exp[18.5916-3991.11/(T4+233.84)]}

其中，d1为出风含湿量，T4为出风温度，RH4为出风湿度。

进一步的，还包括：

根据回风温度与回风温度设定值比较结果控制用于控制电磁阀状态，所述电磁阀设于所述风冷冷凝器进口和所述一级压缩机、二级压缩机排气出口之间，用于控制风冷冷凝器进口通路通断。

进一步的，所述根据回风温度与回风温度设定值比较结果控制用于控制电磁阀状态，包括：

若回风温度＜回风温度设定值，则控制电磁阀开启；

若回风温度≥回风温度设定值，且，辅电子膨胀阀的开度开至最小步数，则控制电磁阀关闭。

进一步的，所述根据所述空调运行参数控制用于调节经过所述风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀开度，包括：

若回风温度≥T-1时，则控制辅电子膨胀阀开度减小；

若T-△T-1＜回风温度＜T-1时，则控制辅电子膨胀阀开度不变；

若回风温度≤T-△T-1时，则控制辅电子膨胀阀开度加大；

其中，T为回风温度目标值，△T为回风温度与回风温度目标值的差值。

进一步的，还包括：

在一级压缩机的频率达到最大频率设定值时，控制二级压缩机开启。

进一步的，所述根据所述空调运行参数控制用于调节经过所述水冷冷凝器制冷剂流量的主电子膨胀阀的开度，包括：

在开启二级压缩机后，根据吸气过热度与目标吸气过热度设定值的偏差，调节主电子膨胀阀的开度。

进一步的，所述调节主电子膨胀阀的开度包括：

若吸气过热度偏差＞目标吸气过热度设定值，则控制主电子膨胀阀开度加大；

若0＜吸气过热度偏差≤目标吸气过热度设定值，则控制主电子膨胀阀开度不变；

若吸气过热度偏差≤0，则控制辅电子膨胀阀开度减小。

进一步的，还包括：

根据出风含湿量调解压缩机的频率，所述压缩机包括一级压缩机和/或二级压缩机。

进一步的，所述根据出风含湿量调解压缩机的频率，包括：

若d1＞dcm，按照第一时间间隔控制压缩机频率升高；

若dcm≥d1＞dcm-dcmp，控制压缩机频率保持不变；

若dcm-dcmp-1≥d1＞dcm-dcmp-2时，按照第二时间间隔控制压缩机频率降低，直到检测到频率为最低频率；

其中，d1为出风含湿量，dcm为目标出风含湿量设定值，dcmp为出风含湿量与目标出风含湿量设定值的差值。

第三方面，本申请提供一种直膨式空调机组控制装置，包括：

获取模块，用于获取空调运行参数；

控制模块，用于根据所述空调运行参数控制用于调节经过水冷冷凝器制冷剂流量的主电子膨胀阀的开度；

和/或，

根据所述空调运行参数控制用于调节经过风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀开度。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例提供的直膨式空调机组及其控制方法、装置，直膨式空调机组包括水冷冷凝器和风冷冷凝器，水冷冷凝器与所述风冷冷凝器并联连接，分别与水冷冷凝器和所述风冷冷凝器连接的一级蒸发器和二级蒸发器，用于调节经过所述水冷冷凝器制冷剂流量的主电子膨胀阀，用于调节经过风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀和DDC控制器，DDC控制器分别与主电子膨胀阀和辅电子膨胀阀连接，通过设置双级蒸发器增大换热面积，增大蒸发温度，避免结霜，并且，通过双级蒸发调节，可以实现低温低湿送风，在进出风温差较大时，仍能保持良好的制冷效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请一个实施例提供的一种直膨式空调机组的结构示意图。

图2为本申请一个实施例提供的一种直膨式空调机组控制方法的流程图。

图3为本申请另一个实施例提供的一种直膨式空调机组控制方法的流程图。

图4为本申请一个实施例提供的一种直膨式空调机组控制装置的功能结构图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

图1为本申请一个实施例提供的直膨式空调机组的结构示意图，如图1所示，该直膨式空调机组，包括：

水冷冷凝器101和风冷冷凝器102，水冷冷凝器101与风冷冷凝器102并联连接；

分别与水冷冷凝器101和风冷冷凝器102连接的一级蒸发器103和二级蒸发器104；

用于调节经过水冷冷凝器101制冷剂流量的主电子膨胀阀105，用于调节经过风冷冷凝器102制冷剂流量的辅电子膨胀阀106和DDC控制器107；

DDC控制器107分别与主电子膨胀阀105和辅电子膨胀阀106连接。

DDC(Direct Digital Control，直接数字控制)控制器，包括中央控制设备、彩色监视器、键盘、打印机、不间断电源、通讯接口等。

传统的直膨式空调机组调温除湿调节能力比较差，适用的范围比较窄，对于一些热湿负荷变化比较明显的场合，如进出风温差较大时，制冷效果不明显。另外，冷冻除湿时除湿能力较弱，在送风露点温度较低的送风领域应用时存在结霜、冰堵等安全性问题。

本实施例中，直膨式空调机组包括水冷冷凝器和风冷冷凝器，水冷冷凝器与所述风冷冷凝器并联连接，分别与水冷冷凝器和所述风冷冷凝器连接的一级蒸发器和二级蒸发器，用于调节经过所述水冷冷凝器制冷剂流量的主电子膨胀阀，用于调节经过风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀和DDC控制器，DDC控制器分别与主电子膨胀阀和辅电子膨胀阀连接，通过设置双级蒸发器增大换热面积，增大蒸发温度，避免结霜，并且，通过双级蒸发调节，可以实现低温低湿送风，在进出风温差较大时，仍能保持良好的制冷效果。

如图1所示，该直膨式空调机组还包括：

一级压缩机108和二级压缩机109；

一级压缩机108的进口与一级蒸发器103的出口连接；

二级压缩机109的进口与二级蒸发器104的出口连接；

一级压缩机108的出口分别与水冷冷凝器101的进口和风冷冷凝器102的进口连接；

二级压缩机109的出口分别与水冷冷凝器101的进口和风冷冷凝器102的进口连接。

电磁阀110，电磁阀110设于风冷冷凝器102进口和一级压缩机108、二级压缩机109排气出口之间。

主电子膨胀阀105设于水冷冷凝器101的出口与一级蒸发器103、二级蒸发器104进口之间；

辅电子膨胀阀106设于风冷冷凝器101出口和一级蒸发器103、二级蒸发器104进口之间。

一级气液分离器111和二级气液分离器112；

一级气液分离器111设于一级压缩机108的进口与一级蒸发器103的出口之间；

二级气液分离器112设于二级压缩机109的进口与二级蒸发器104的出口之间。

一些实施例中，还包括：

一级蒸发器103的蒸发面积大于二级蒸发器104的蒸发面积。

不仅实现蒸发面积加大，并且，一级蒸发器103的蒸发面积大于二级蒸发器104的蒸发面积，可以，满足进出风温差较大，且出风温度较低的要求。

同时通过调节两级压缩机的频率，保障二级蒸发器有足够的蒸发温度，不至于因蒸发温度过低导致蒸发器结霜的问题。

在在工作时，低温低压的制冷剂蒸汽被级压缩机从蒸发器吸入压缩，压缩机将压缩后的高温高压气体排出经三通(Y型管)，一路进入风冷冷凝器，另一路进入水冷冷凝器，经风冷冷凝器和水冷冷凝器冷凝后经过电子膨胀阀节流降压进入级蒸发器，最后回到压缩机，完成制冷循环。

本实施例中，采用双级蒸发有效提高换热器的换热面积，提高蒸发温度不降低至很低，实现在进风工况波动大，变风量，除湿大等恶劣工况，同时根据不同冷负荷工况，实现双级全开或单开一级等节能运行模式，提升节能性。

图2为本申请一个实施例提供的直膨式空调机组控制方法的流程图，如图2所示，该直膨式空调机组控制方法，包括：

S21：获取空调运行参数，空调运行参数包括但不限于：出风温度、出风湿度、回风温度和吸气过热度。

S22：根据出风温度、出风湿度计算出风含湿量；

S23：在出风含湿量大于目标出风含湿量设定值时，控制一级压缩机开启。

一些实施例中，根据出风温度、出风湿度计算出风含湿量，包括：

将出风温度输入经验公式计算出风含湿量，该经验公式为：

d1＝622*{RH4*133exp[18.5916-3991.11/(T4+233.84)]}/{101300-RH4*133exp[18.5916-3991.11/(T4+233.84)]}

其中，d1为出风含湿量，T4为出风温度，RH4为出风湿度。

需要说明的是，出风含湿量与回风含湿量计算方法相似，一些实施例中也可以根据回风含湿量控制一级压缩机开启。

回风含湿量经验公式：

dn＝622*{RH2*133exp[18.5916-3991.11/(T2+233.84)]}/{101300-RH2*133exp[18.5916-3991.11/(T2+233.84)]}

其中，dn为回风含湿量，T2为回风温度，RH2为回风湿度。

S24：根据回风温度与回风温度设定值比较结果控制用于控制电磁阀状态，电磁阀设于所述风冷冷凝器进口和一级压缩机、二级压缩机排气出口之间，用于控制风冷冷凝器进口通路通断。

一些实施例中，根据回风温度与回风温度设定值比较结果控制用于控制电磁阀状态，包括：

若回风温度＜回风温度设定值，则控制电磁阀开启；

若回风温度≥回风温度设定值，且，辅电子膨胀阀的开度开至最小步数，则控制电磁阀关闭。

S25：根据空调运行参数控制用于调节经过风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀开度。

一些实施例中，根据空调运行参数控制用于调节经过所述风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀开度，包括：

若回风温度≥T-1时，则控制辅电子膨胀阀开度减小；

若T-△T-1＜回风温度＜T-1时，则控制辅电子膨胀阀开度不变；

若回风温度≤T-△T-1时，则控制辅电子膨胀阀开度加大；

其中，T为回风温度目标值，△T为回风温度与回风温度目标值的差值。

通过DDC控制器的PID运算执行S25，调节辅电子膨胀阀的开度，从而调节经过风冷冷凝器的制冷剂流量，从而调节再热空气的温度。

本实施例中，首先通过采集出风温度、湿度参数计算出风含湿量，与设定出风含湿量目标值进行比较，控制风冷冷凝器一侧的电磁阀开闭，然后DDC控制器通过PID调节对辅电子膨胀阀自动调节开度，控制进入风冷冷凝器的制冷剂流量，进而控制再热量，达到调节出风温度的目的。

本发明实施例提供另一种直膨式空调机组控制方法，如图3所示的流程图，如图3所示，该直膨式空调机组控制方法，包括：

S31：获取空调运行参数，空调运行参数包括但不限于：出风温度、出风湿度、回风温度和吸气过热度；

S32：根据出风温度、出风湿度计算出风含湿量；

S33：在出风含湿量大于目标出风含湿量设定值时，控制一级压缩机开启。

S34：在一级压缩机的频率达到最大频率设定值时，控制二级压缩机开启。

S35：根据出风含湿量调解压缩机的频率，压缩机包括一级压缩机和/或二级压缩机。

一些实施例中，根据出风含湿量调解压缩机的频率，包括：

若d1＞dcm，按照第一时间间隔控制压缩机频率升高；

若dcm≥d1＞dcm-dcmp，控制压缩机频率保持不变；

若dcm-dcmp-1≥d1＞dcm-dcmp-2时，按照第二时间间隔控制压缩机频率降低，直到检测到频率为最低频率；

其中，d1为出风含湿量，dcm为目标出风含湿量设定值，dcmp为出风含湿量与目标出风含湿量设定值的差值。

通过调解压缩机的频率可以实现温湿度连续可调，实现高精度调节恒温恒湿功能。

S36：在开启二级压缩机后，根据吸气过热度与目标吸气过热度设定值的偏差，调节主电子膨胀阀的开度。

一些实施例中，调节主电子膨胀阀的开度包括：

若吸气过热度偏差＞目标吸气过热度设定值，则控制主电子膨胀阀开度加大；

若0＜吸气过热度偏差≤目标吸气过热度设定值，则控制主电子膨胀阀开度不变；

若吸气过热度偏差≤0，则控制辅电子膨胀阀开度减小。

本实施例中，通过调节主电子膨胀阀的开度，调节蒸发器的制冷剂流量，保障一定的吸气过热度，避免出现吸气待液。

本发明实施例提供一种直膨式空调机组控制装置，如图4所示的功能结构图，该直膨式空调机组控制装置包括：

获取模块41，用于获取空调运行参数；

控制模块42，用于根据所述空调运行参数控制用于调节经过水冷冷凝器制冷剂流量的主电子膨胀阀的开度；

和/或，

根据所述空调运行参数控制用于调节经过风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀开度。

一些实施例中，还包括：

计算模块43，用于根据所述出风温度、出风湿度计算出风含湿量；

调节模块44，用于根据出风含湿量调解压缩机的频率，压缩机包括一级压缩机和/或二级压缩机。

一些实施例中，控制模块42包括：

第一控制单元，用于根据空调运行参数控制用于调节经过水冷冷凝器制冷剂流量的主电子膨胀阀的开度；

第二控制单元，用于根据空调运行参数控制用于调节经过风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀开度

第三控制单元，用于在出风含湿量大于目标出风含湿量设定值时，控制一级压缩机开启。

第四控制单元，用于根据回风温度与回风温度设定值比较结果控制用于控制电磁阀状态，电磁阀设于风冷冷凝器进口和一级压缩机、二级压缩机排气出口之间，用于控制风冷冷凝器进口通路通断。

本实施例中，通过获取模块获取空调运行参数，控制模块根据空调运行参数控制用于调节经过水冷冷凝器制冷剂流量的主电子膨胀阀的开度，和/或，根据空调运行参数控制用于调节经过风冷冷凝器制冷剂流量的辅电子膨胀阀开度，采用双级蒸发有效提高换热器的换热面积，提高蒸发温度不降低至很低，实现在进风工况波动大，变风量，除湿大等恶劣工况，同时根据不同冷负荷工况，实现双级全开或单开一级等节能运行模式，提升节能性，并且可以实现低温低湿送风，在进出风温差较大时，仍能保持良好的制冷效果。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

需要说明的是，本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。