一种制冷系统的控制方法和制冷系统与流程

1.本发明实施例涉及制冷系统技术领域，尤其涉及一种制冷系统的控制方法和制冷系统。


背景技术：

2.对于环境试验设备制冷系统的大、小压缩机来说，现有的切换条件是使用is(inner signal)信号，大压缩机降温时，当温度达到设定值后，小压缩机启动，通常设定延时关闭大压缩机600s，升温阶段达到设定温度后，直接启动小压缩机恒定温度。
3.而在降温阶段，特别是负载较大时，这样的切换方式容易出现两个问题，一是出现回温过大的问题。当负载大量储存热量，温度达到设定值后，小压缩机启动，大压缩机延时关闭600s，而600s后大压缩机关闭，小压缩机输出的制冷量远低于负载内部释放热量，此时会出现回温现象或者回温后使用小压缩机长时间温度降不到设定值的情况；另一个是过冲的问题。当负载较小时，因为它不是控制的制冷量的需求；当温度达到后，大压缩机是一直以最小的阀步延时运行600s，持续提供冷量，使得箱温持续下降，导致实际温度低于设定温度，此现象称为温度过冲，当出现过冲问题时，pid(比例-积分-微分)调节电加热输出随之增加，功耗增加，到达600s后大压缩机关闭，切换小压缩机运行后，pid重新调整制冷量输出和加热量输出，达到一个新的平衡，在这个调节过程当中，又会出现一个小回温现象。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种制冷系统的控制方法和制冷系统，解决了现有技术中单纯使用设定温度值进行大小压缩机的切换所导致的容易出现回温过大或过程现象的技术问题。
5.本发明实施例提供了一种制冷系统的控制方法，所述制冷系统包括第一压缩机以及第二压缩机，所述第一压缩机的功率大于所述第二压缩机，所述制冷系统还包括两个蒸发器、两个冷凝器以及两个电子膨胀阀，所述第一压缩机和所述第二压缩机分别顺次与一个所述冷凝器、一个所述电子膨胀阀、一个所述蒸发器相连接；所述控制方法包括：
6.接收制冷控制指令，基于所述制冷控制指令控制所述第一压缩机对目标对象进行制冷工作；
7.判断所述制冷系统的电子膨胀阀的阀步是否收缩到预设膨胀阀阀步值；
8.若是，则关闭所述第一压缩机，启动所述第二压缩机维持所述目标对象的当前制冷温度。
9.进一步地，基于所述制冷控制指令控制所述第一压缩机进行制冷工作包括：
10.判断所述目标对象的当前温度值是否大于预设温度阈值；
11.若是，则基于所述制冷控制指令，利用温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制所述第一压缩机工作，其中，所述温度偏差为所述目标对象的当前温度值与所述预设温度阈值之间的差值；
12.若否，则利用所述温度偏差以及所述制冷系统的过热度共同控制所述第一压缩机工作。
13.进一步地，基于所述制冷控制指令，利用温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制所述第一压缩机工作包括：
14.获取所述制冷控制指令中的目标制冷温度；
15.基于所述目标制冷温度以及所述温度偏差通过所述比例-积分-微分控制法进行计算，得到相应的膨胀阀阀步以及所述第一压缩机的制冷量。
16.进一步地，利用所述温度偏差以及所述制冷系统的过热度共同控制所述第一压缩机工作包括：
17.获取所述制冷系统中制冷剂的过热度；
18.基于所述过热度确定电子膨胀阀的阀步缩减速度，其中，所述电子膨胀阀为与所述第一压缩机相连接的电子膨胀阀；
19.基于所述阀步缩减速度控制所述电子膨胀阀的阀步收缩，同时利用所述温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制所述第一压缩机工作。
20.进一步地，所述控制方法还包括：
21.在所述第二压缩机工作的过程中，若再次接收到所述制冷控制指令，则关闭所述第二压缩机，并重新启动所述第一压缩机基于所述制冷控制指令进行制冷工作。
22.进一步地，在基于所述制冷控制指令，利用温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制所述第一压缩机工作之前，所述控制方法还包括：
23.计算所述当前温度值与所述预设温度阈值之间的温度偏差。
24.进一步地，所述第一压缩机的制冷量输出范围为5-7hp，所述第二压缩机的制冷量输出范围为2-3hp。
25.进一步地，所述第一压缩机的制冷量为6hp，所述第二压缩机的制冷量为2hp。
26.本发明实施例还提供了一种制冷系统，其特征在于，所述制冷系统执行上述任意实施例所述的制冷系统的控制方法；所述制冷系统包括第一压缩机以及第二压缩机，所述第一压缩机的功率大于所述第二压缩机，所述制冷系统还包括两个蒸发器、两个冷凝器以及两个电子膨胀阀，所述第一压缩机和所述第二压缩机分别顺次与一个所述冷凝器、一个所述电子膨胀阀、一个所述蒸发器相连接。
27.本发明实施例公开了一种制冷系统的控制方法和制冷系统，方法包括接收制冷控制指令，基于制冷控制指令控制第一压缩机对目标对象进行制冷工作；判断制冷系统的电子膨胀阀的阀步是否收缩到预设膨胀阀阀步值；若是，则关闭第一压缩机，启动第二压缩机维持目标对象的当前制冷温度。本技术通过使用温度偏差控制大功率压缩机制冷，并根据电子膨胀阀的阀步判断何时开启小功率压缩机保持恒温，解决了现有技术中单纯使用设定温度值进行大小压缩机的切换所导致的容易出现回温过大或过程现象的技术问题，实现了既能够避免出现回温和过冲现象，又能够节能的技术效果。
附图说明
28.图1是本发明实施例提供的一种制冷系统的结构图；
29.图2是发明实施例提供的一种制冷系统的控制方法的流程图；
30.图3是发明实施例提供的另一种制冷系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
32.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。本发明下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本发明实施例对此不作具体限制。
33.图1是本发明实施例提供的一种制冷系统的结构图。如图1所示，该制冷系统包括第一压缩机10以及第二压缩机20，第一压缩机10的功率大于第二压缩机20，制冷系统还包括两个蒸发器30、两个冷凝器40以及两个电子膨胀阀50，第一压缩机10和第二压缩机20分别顺次与一个冷凝器40、一个电子膨胀阀50、一个蒸发器30相连接。如图1所示，两个蒸发器30设置在一起，但工作时互不干扰，两个冷凝器40也设置在一起，工作时互不干扰。
34.图2是发明实施例提供的一种制冷系统的控制方法的流程图。
35.如图2所示，该制冷系统的控制方法具体包括如下步骤：
36.s101，接收制冷控制指令，基于制冷控制指令控制第一压缩机对目标对象进行制冷工作。
37.具体地，在制冷系统的工作过程中，用户可以通过人机交互模块向制冷系统发送一个制冷控制指令，以设定制冷系统的目标制冷温度。制冷系统在接收到该制冷控制指令之后，基于该指令中的目标指令温度控制大功率的第一压缩机对目标对象进行降温。在本发明实施例中，目标对象可以是试验箱内部环境，利用制冷系统对试验箱内部环境的温度进行调节，也可以是其他需要使用压缩机进行制冷的环境，在此不作限制。
38.s102，判断制冷系统的电子膨胀阀的阀步是否收缩到预设膨胀阀阀步值。
39.具体地，在第一压缩机对目标对象降温的过程中，当温度逐渐降低时，目标对象的温度逐渐接近预设温度阈值，此时制冷量的需求减少，电子膨胀阀的阀步相应的逐渐收缩，实时检测电子膨胀阀的阀步，并判断其是否收缩到预设膨胀阀阀步值，以判断是否需要开启小功率的第二压缩机工作。
40.s103，若是，则关闭第一压缩机，启动第二压缩机维持目标对象的当前制冷温度。
41.具体地，若判断结果为电子膨胀阀的阀步收缩到预设膨胀阀阀步值，例如预设膨胀阀阀步值设置为75step，当电子膨胀阀的阀步小于75step时，切换至第二压缩机运行，此时开始温度恒定模式，达到了节能的目的，并且将电子膨胀阀的阀步作为切换依据，可以实现较为稳定的进入恒定阶段。反之，若判断结果为电子膨胀阀的阀步未收缩到预设膨胀阀阀步值，则继续使用第一压缩机进行制冷工作。
42.本技术通过使用温度偏差控制大功率压缩机制冷，并根据电子膨胀阀的阀步判断何时开启小功率压缩机保持恒温，解决了现有技术中单纯使用设定温度值进行大小压缩机的切换所导致的容易出现回温过大或过冲现象的技术问题，实现了既能够避免出现回温和过冲现象，又能够节能的技术效果。
43.在上述各技术方案的基础上，图3是本发明实施例提供的另一种制冷系统的控制
方法的流程图，如图3所示，s101，基于制冷控制指令控制第一压缩机进行制冷工作具体包括如下步骤：
44.s301，判断目标对象的当前温度值是否大于预设温度阈值。
45.具体地，在制冷系统的工作过程中，首先需要获取目标对象的当前温度值，然后将当前温度值与预设温度阈值进行对比，以此判断目标对象当前处于高温段还是低温段，从而确定制冷系统的工作过程中是否需要过热度的参与。
46.s302，若是，则基于制冷控制指令，利用温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制第一压缩机工作，其中，温度偏差为目标对象的当前温度值与预设温度阈值之间的差值。
47.具体地，如果当前温度值高于预设温度阈值，则表明此时处于高温段，则利用温度偏差通过pid(比例-积分-微分)控制法来对第一压缩机进行控制。具体来说，温度偏差作为pid控制的输入量，基于目标对象的总制冷需求，利用pid控制输出第一压缩机的制冷量。
48.可选地，在s302，基于制冷控制指令，利用温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制第一压缩机工作之前，控制方法还包括：计算当前温度值与预设温度阈值之间的温度偏差。
49.具体地，为了满足后续对制冷系统的控制需求，在将当前温度值与预设温度阈值进行对比之后，需要将两者做差，得到当前温度值与预设温度阈值之间的温度偏差待用。
50.s303，若否，则利用温度偏差以及制冷系统的过热度共同控制第一压缩机工作。
51.具体地，如果当前温度值低于预设温度阈值，则表明此时处于低温段，此时除了需要利用温度偏差以及pid控制对第一压缩机进行控制外，还需要利用制冷系统的过热度来对第一压缩机进行控制，其中，过热度指的是在相同蒸发压力下，制冷剂的过热温度与饱和温度之差。
52.可选地，s302具体包括：
53.获取制冷控制指令中的目标制冷温度；
54.基于目标制冷温度以及温度偏差通过比例-积分-微分控制法进行计算，得到相应的膨胀阀阀步以及第一压缩机的制冷量。
55.具体地，在接收到制冷控制指令之后，获取制冷控制指令中携带的目标制冷温度，然后基于目标制冷温度确定制冷需求，最后通过制冷需求以及温度偏差计算得到电子膨胀阀的阀步以及第一压缩机需要输出的制冷量。
56.可选地，s303具体包括：
57.获取制冷系统中制冷剂的过热度；
58.基于过热度确定电子膨胀阀的阀步缩减速度，其中，电子膨胀阀为与第一压缩机相连接的电子膨胀阀；
59.基于阀步缩减速度控制电子膨胀阀的阀步收缩，同时利用温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制第一压缩机工作。
60.具体地，如果当前温度值低于预设温度阈值，则表明此时处于低温段，此时需要获取制冷系统中制冷剂的过热度，具体来说，制冷系统中在蒸发器与压缩机之间存在一个压力变送器，压力变送器所产生的压力信号会相应的转换为制冷系统在饱和状态下的蒸发温度，在蒸发器的出口处还存在一个温度传感器，该温度传感器检测到的温度值与蒸发温度之间的差值即为制冷剂的过热度。
61.在得到制冷剂的过热度之后，将过热度与预设过热度阈值进行对比，根据对比结果确定电子膨胀阀的阀步缩减速度，从而利用确定出的阀步缩减速度控制电子膨胀阀的阀步收缩，同时利用温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制第一压缩机工作。需要说明的是，该电子膨胀阀为与第一压缩机相连接的电子膨胀阀。
62.可选地，该制冷系统的控制方法还包括：
63.在第二压缩机工作的过程中，若再次接收到制冷控制指令，则关闭第二压缩机，并重新启动第一压缩机基于制冷控制指令进行制冷工作。
64.具体地，在第二压缩机恒温制冷的过程中，如果用户通过人机交互模块再次向制冷系统发送了制冷控制制冷，则控制小功率的第二压缩机关闭，同时开启大功率的第一压缩机基于制冷控制指令对目标对象执行制冷动作。
65.可选地，第一压缩机的制冷量输出范围为5-7hp，第二压缩机的制冷量输出范围为2-3hp。
66.具体地，为了实现大功率降温，小功率恒温的制冷模式，以实现节能的效果，第一压缩机和第二压缩机的功率需要设置为大小不同的机型，一般来说，可以是设置，第一压缩机的制冷量范围为5-7hp，第二压缩机的制冷量范围为2-3hp。
67.优选地，第一压缩机的制冷量为6hp，第二压缩机的的制冷量为2hp。
68.示例性地，可以设置第一压缩机的制冷量为6hp，第二压缩机的制冷量为2hp，其中，1hp指的是压缩机的制冷量是2500w，则6hp指的是压缩机的制冷量是15kw。
69.本发明实施例还提供了一种制冷系统，制冷系统执行上述任意实施例中的制冷系统的控制方法；如图1所示，该制冷系统包括第一压缩机10以及第二压缩20机，第一压缩机10的功率大于第二压缩机20，制冷系统还包括两个蒸发器30、两个冷凝器40以及两个电子膨胀阀50，第一压缩机10和第二压缩机20分别顺次与一个冷凝器40、一个电子膨胀阀50、一个蒸发器30相连接。
70.本发明实施例提供的制冷系统使用上述实施例中的制冷系统的控制方法，因此本发明实施例提供的制冷系统也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。
71.在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
72.最后应说明的是，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种制冷系统的控制方法，其特征在于，所述制冷系统包括第一压缩机以及第二压缩机，所述第一压缩机的功率大于所述第二压缩机，所述制冷系统还包括两个蒸发器、两个冷凝器以及两个电子膨胀阀，所述第一压缩机和所述第二压缩机分别顺次与一个所述冷凝器、一个所述电子膨胀阀、一个所述蒸发器相连接；所述控制方法包括：接收制冷控制指令，基于所述制冷控制指令控制所述第一压缩机对目标对象进行制冷工作；判断所述制冷系统的电子膨胀阀的阀步是否收缩到预设膨胀阀阀步值；若是，则关闭所述第一压缩机，启动所述第二压缩机维持所述目标对象的当前制冷温度。2.根据权利要求1所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，基于所述制冷控制指令控制所述第一压缩机进行制冷工作包括：判断所述目标对象的当前温度值是否大于预设温度阈值；若是，则基于所述制冷控制指令，利用温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制所述第一压缩机工作，其中，所述温度偏差为所述目标对象的当前温度值与所述预设温度阈值之间的差值；若否，则利用所述温度偏差以及所述制冷系统的过热度共同控制所述第一压缩机工作。3.根据权利要求2所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，基于所述制冷控制指令，利用温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制所述第一压缩机工作包括：获取所述制冷控制指令中的目标制冷温度；基于所述目标制冷温度以及所述温度偏差通过所述比例-积分-微分控制法进行计算，得到相应的膨胀阀阀步以及所述第一压缩机的制冷量。4.根据权利要求2所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，利用所述温度偏差以及所述制冷系统的过热度共同控制所述第一压缩机工作包括：获取所述制冷系统中制冷剂的过热度；基于所述过热度确定电子膨胀阀的阀步缩减速度，其中，所述电子膨胀阀为与所述第一压缩机相连接的电子膨胀阀；基于所述阀步缩减速度控制所述电子膨胀阀的阀步收缩，同时利用所述温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制所述第一压缩机工作。5.根据权利要求1所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：在所述第二压缩机工作的过程中，若再次接收到所述制冷控制指令，则关闭所述第二压缩机，并重新启动所述第一压缩机基于所述制冷控制指令进行制冷工作。6.根据权利要求2所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，在基于所述制冷控制指令，利用温度偏差通过比例-积分-微分控制法控制所述第一压缩机工作之前，所述控制方法还包括：计算所述当前温度值与所述预设温度阈值之间的温度偏差。7.根据权利要求1所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，所述第一压缩机的制冷量输出范围为5-7hp，所述第二压缩机的制冷量输出范围为2-3hp。8.根据权利要求7所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，所述第一压缩机的制冷量
为6hp，所述第二压缩机的制冷量为2hp。9.一种制冷系统，其特征在于，所述制冷系统执行上述权利要求1至8中任一项所述的制冷系统的控制方法；所述制冷系统包括第一压缩机以及第二压缩机，所述第一压缩机的功率大于所述第二压缩机，所述制冷系统还包括两个蒸发器、两个冷凝器以及两个电子膨胀阀，所述第一压缩机和所述第二压缩机分别顺次与一个所述冷凝器、一个所述电子膨胀阀、一个所述蒸发器相连接。

技术总结
本发明实施例公开了一种制冷系统的控制方法和制冷系统，方法包括接收制冷控制指令，基于制冷控制指令控制第一压缩机对目标对象进行制冷工作；判断制冷系统的电子膨胀阀的阀步是否收缩到预设膨胀阀阀步值；若是，则关闭第一压缩机，启动第二压缩机维持目标对象的当前制冷温度。本申请通过使用温度偏差控制大功率压缩机制冷，并根据电子膨胀阀的阀步判断何时开启小功率压缩机保持恒温，解决了现有技术中单纯使用设定温度值进行大小压缩机的切换所导致的容易出现回温过大或过程现象的技术问题，实现了既能够避免出现回温和过冲现象，又能够节能的技术效果。又能够节能的技术效果。又能够节能的技术效果。


技术研发人员：杨存杰
受保护的技术使用者：江苏拓米洛高端装备股份有限公司
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/7/7