CN109405338B - 空气调节***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空气调节***及其控制方法。该空气调节***包括空气调节子***、压缩机吸气端增压组件，压缩机吸气端增压组件包括真空发生部件，空气调节子***包括第一流向切换部件、室外换热器、气液分离部件、闪发器，真空发生部件具有第一入口、第二入口、第一出口，第一入口与第一流向切换部件贯通连接，第二入口通过第五截止部件与闪发器贯通连接，且第二入口通过第六截止部件与闪发器贯通连接，第一出口通过第一截止部件与气液分离部件贯通连接。根据本发明的一种空气调节***及其控制方法，在***高负荷需求下，采用真空发生部件利用冷媒膨胀功，提升低压级压缩部的吸气端压力，提高***在负荷需求大、高低压比大时的能效。
Description
技术领域
本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种空气调节***及其控制方法。
背景技术
目前小型商用空调机组常采用两台压缩机或一台补气增焓压缩机(即双级压缩)来满足负荷需求大、高低压比大的情况。而双级压缩循环的形式基本上是一次节流中间完全冷却或不完全冷却循环，和二次节流中间完全冷却或不完全冷却循环，均采用膨胀阀节流压降部件，存在较大的不可逆损失，使得***能效较低。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种空气调节***及其控制方法，在***高负荷需求下，采用真空发生部件利用冷媒膨胀功，提升低压级压缩部的吸气端压力，提高***在负荷需求大、高低压比大时的能效。
为了解决上述问题，本发明提供一种空气调节***，包括空气调节子***、压缩机吸气端增压组件，所述压缩机吸气端增压组件包括真空发生部件，所述空气调节子***包括第一流向切换部件、室外换热器、气液分离部件、闪发器，所述真空发生部件具有第一入口、第二入口、第一出口，所述第一入口与所述第一流向切换部件的A1口管路贯通连接，所述第二入口通过第五截止部件与所述闪发器的C3口可选择管路贯通连接，且所述第二入口通过第六截止部件与所述闪发器的A3口可选择管路贯通连接，所述第一出口通过第一截止部件与所述气液分离部件的A2口可选择管路贯通连接；或，所述第一入口通过第一截止部件与所述第一流向切换部件的A1口管路可选择管路贯通连接，所述第二入口通过第五截止部件与所述闪发器的C3口可选择管路贯通连接，且所述第二入口通过第六截止部件与所述闪发器的A3口可选择管路贯通连接，所述第一出口与所述气液分离部件的A2口贯通连接。
优选地，所述真空发生部件包括喷射器。
优选地，所述室外换热器与所述闪发器之间的管路上具有第一节流元件，所述第一节流元件与所述气液分离部件之间的管路上具有第四截止部件以实现经由所述第一节流元件节流的冷媒与所述气液分离部件的可选择管路贯通连接，所述第一节流元件与所述闪发器之间的管路上具有第三截止部件以实现经由所述第一节流元件节流的冷媒与所述闪发器的可选择管路贯通连接。
优选地，所述空气调节子***还包括第二截止部件，所述第二截止部件处于所述第一流向切换部件的A1口与所述气液分离部件的A2口之间的管路上。
优选地，所述空气调节子***还包括室内换热器、第二流向切换部件、第三节流元件，所述室内换热器管路连接于所述第一流向切换部件的D1口与所述第二流向切换部件的A4口之间，且所述第三节流元件串联于所述室内换热器与所述第二流向切换部件之间的管路上。
优选地，所述室内换热器为多个，多个所述室内换热器以并联的方式连接于所述第一流向切换部件的D1口与所述第二流向切换部件的A4口之间。
本发明还提供一种空气调节***控制方法，用于控制上述的空气调节***，包括如下步骤：当所述空气调节***处于高负荷制热或制冷工况时，控制所述压缩机吸气端增压组件运行，使真空发生部件的第一出口的中间低压冷媒进入气液分离部件中。
优选地，当所述空气调节***处于高负荷制热工况时，控制第二截止部件、第三截止部件、第六截止部件处于截止位置，控制第一截止部件、第一节流元件、第四截止部件、第五截止部件、第三节流元件处于贯通位置，且控制第一流向切换部件的A1口与B1口连通、C1口与D1口连通，控制第二流向切换部件的A4口与B4口连通。
优选地，当所述空气调节***处于高负荷制冷工况时，控制第二截止部件、第四截止部件、第五截止部件处于截止位置，控制第一截止部件、第一节流元件、第三截止部件、第六截止部件、第三节流元件处于贯通位置，且控制第一流向切换部件的A1口与D1口连通、C1口与B1口连通，控制第二流向切换部件的A4口与C4口连通。
优选地，当所述空气调节***处于低负荷制热工况时，控制第一截止部件、第四截止部件、第五截止部件、第六截止部件处于截止位置，控制第三截止部件、第一节流元件、第三节流元件、第二截止部件处于贯通位置，且控制第一流向切换部件的A1口与B1口连通、C1口与D1口连通，控制第二流向切换部件的A4口与B4口连通。
优选地，当所述空气调节***处于低负荷制冷工况时，控制第一截止部件、第四截止部件、第五截止部件、第六截止部件处于截止位置，控制第二截止部件、第一节流元件、第三节流元件、第三截止部件处于贯通位置，且控制第一流向切换部件的A1口与D1口连通、C1口与B1口连通，控制第二流向切换部件的A4口与B4口连通。
本发明提供的一种空气调节***及其控制方法，由于采用了所述压缩机吸气端增压组件，从而使所述空气调节***的压缩机的吸气压力得到提升，在***高负荷需求下，采用真空发生部件充分利用冷媒膨胀功，提高***在负荷需求大、机组高低压比大时的能效，前述的真空发生部件例如可以是惯常采用的真空发生器，其基于文丘里效应文氏效应工作，无需额外耗费电能就能增大流体例如冷媒气相、液相或者气液两相输送量，极大地降低了空气调节***对冷媒压缩部件的要求，即压缩部件无需保持很高的频率运转，从而提高压缩部件的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的空气调节***的原理示意图；
图2为图1在低负荷制冷工况下的冷媒流向示意图；
图3为图1在高负荷制冷工况下的冷媒流向示意图；
图4为图1在低负荷制热工况下的冷媒流向示意图；
图5为图1在高负荷制热工况下的冷媒流向示意图；
图6为本发明另一实施例的空气调节***的原理示意图；
图7为图6在低负荷制冷工况下的冷媒流向示意图；
图8为图6在高负荷制冷工况下的冷媒流向示意图；
图9为图6在低负荷制热工况下的冷媒流向示意图；
图10为图6在高负荷制热工况下的冷媒流向示意图。
附图标记表示为：
1、真空发生部件；11、第一入口；12、第二入口；13、第一出口；14、第一截止部件；21、低压级压缩部；22、高压级压缩部；200、第一流向切换部件；201、室外换热器；202、气液分离部件；203、闪发器；204、第一节流元件；-206、第二截止部件；207、室内换热器；208、第二流向切换部件；209、第三节流元件(第二节流部件)；2010、第三截止部件；2011、第四截止部件；2012、第五截止部件；2013、第六截止部件。
具体实施方式
结合参见图1至图10所示，根据本发明的实施例，提供一种空气调节***，包括空气调节子***、压缩机吸气端增压组件，所述压缩机吸气端增压组件包括真空发生部件1，所述空气调节子***包括第一流向切换部件200、室外换热器201、气液分离部件202例如气液分离器、闪发器203、冷媒压缩部件，所述冷媒压缩部件具有低压级压缩部21、高压级压缩部22，所述闪发器203用于对所述冷媒压缩部件补气增焓，所述真空发生部件1具有第一入口11、第二入口12、第一出口13，所述第一入口11与所述第一流向切换部件200例如四通阀的A1口管路贯通连接，所述第二入口12通过第五截止部件2012与所述闪发器203的C3口可选择管路贯通连接，且所述第二入口12通过第六截止部件2013与所述闪发器203的A3口可选择管路贯通连接，所述第一出口13通过第一截止部件14与所述气液分离部件202的A2口可选择管路贯通连接；或，所述第一入口11通过第一截止部件14与所述第一流向切换部件200的A1口管路可选择管路贯通连接，所述第二入口12通过第五截止部件2012与所述闪发器203的C3口可选择管路贯通连接，且所述第二入口12通过第六截止部件2013与所述闪发器203的A3口可选择管路贯通连接，所述第一出口13与所述气液分离部件202的A2口贯通连接。该技术方案中，由于采用了所述压缩机吸气端增压组件，从而使所述空气调节***的压缩机的吸气压力得到提升，在***高负荷需求下，采用真空发生部件充分利用冷媒膨胀功，提高***在负荷需求大、机组高低压比大时的能效。
前述的真空发生部件1例如可以是惯常采用的真空发生器，其基于文丘里效应文氏效应工作，无需额外耗费电能就能增大流体例如冷媒气相、液相或者气液两相输送量，极大地降低了空气调节***对冷媒压缩部件的要求，即压缩部件无需保持很高的频率运转，从而提高压缩部件的可靠性。更进一步的，所述真空发生部件1例如可以包括喷射器，所述的喷射器可以根据***参数例如冷媒流量需求进行特别设计，而最好的，可以直接采购较为成熟的市购件，以保证所述真空发生部件1的性能与可靠性，例如可以采用丹佛斯CTM系列喷射器。前述的低压级压缩部21、高压级压缩部22例如可以为惯常的两个单级压缩机的进排气进行串联形成，而最好的采用结构更加紧凑的双级补气增焓压缩机。
优选地，所述室外换热器201与所述闪发器203之间的管路上具有第一节流元件204例如电子膨胀阀，所述第一节流元件204与所述气液分离部件202之间的管路上具有第四截止部件2011以实现经由所述第一节流元件204节流的冷媒与所述气液分离部件202的可选择管路贯通连接，所述第一节流元件204与所述闪发器203之间的管路上具有第三截止部件2010以实现经由所述第一节流元件204节流的冷媒与所述闪发器203的可选择管路贯通连接，可以理解的是，所述气液分离部件202中的冷媒压力要低于所述闪发器203中冷媒的压力。
为了便于对所述空气调节***的高低负荷工况进行合理控制，优选地，所述空气调节子***还包括第二截止部件206，所述第二截止部件206处于所述第一流向切换部件200的A1口与所述气液分离部件202的A2口之间的管路上。前述的第一截止部件14、第二截止部件206例如可以采用电磁截止阀。
所述空气调节子***还包括室内换热器207、第二流向切换部件208例如三通阀、第三节流元件209，所述室内换热器207管路连接于所述第一流向切换部件200的D1口与所述第二流向切换部件208的A4口之间，且所述第三节流元件209串联于所述室内换热器207与所述第二流向切换部件208之间的管路上。进一步的，所述室内换热器207为多个，多个所述室内换热器207以并联的方式连接于所述第一流向切换部件200的D1口与所述第二流向切换部件208的A4口之间，从而使所述空气调节***架构成为一种多联机***。
根据本发明的实施例，还提供一种空气调节***控制方法，用于控制上述的空气调节***，包括如下步骤：当所述空气调节***处于高负荷制热或制冷工况时，控制所述压缩机吸气端增压组件运行，使真空发生部件1的第一出口13的中间低压冷媒进入气液分离部件202中，采用真空发生部件利用冷媒膨胀功，提升低压级压缩部的吸气端压力，提高***在负荷需求大、机组高低压比大时的能效。
优选地，当所述空气调节***处于高负荷制热工况时如图5、图10所示，图中箭头示出了此工况下的冷媒流动方向，控制第二截止部件206、第三截止部件2010、第六截止部件2013处于截止位置，控制第一截止部件14、第一节流元件204、第四截止部件2011、第五截止部件2012、第三节流元件209处于贯通位置，且控制第一流向切换部件200的A1口与B1口连通、C1口与D1口连通，控制第二流向切换部件208的A4口与B4口连通。具体地，以图5所示进行描述，从气液分离部件202出来的中间低压Psp气体冷媒经低压级压缩部21进行一次压缩后成为中压Pm气体冷媒，与从闪发器203出来的中压Pm气体冷媒混合换热，即一次压缩后的气体冷媒被冷却，闪发气体冷媒吸热。混合气态冷媒经高压级压缩部22二次压缩后为高压Pd气态冷媒，之后经第一流向切换部件200进入室内换热器207冷凝放热为高压Pd液态冷媒，再经第三节流元件209节流降压后流出内机，经第二流向切换部件208后进入闪发器203A3口，闪发器203闪发的气态冷媒与一级压缩后的中压Pm冷媒混合换热，闪发器203的中压Pm液态冷媒经第五截止部件2012进入真空发生部件1的第二入口12。从气液分离部件202底部流出的中间低压Psp液态冷媒经第四截止部件2011及第一节流元件204节流降压为压力更低的低压Ps气液两相冷媒，进入所述室外换热器201吸热，成为低压Ps气相冷媒，之后经第一流向切换部件200由第一入口11进入真空发生部件1。进入真空发生部件1第二入口12的中压Pm冷媒经真空发生部件1的喷嘴降压增速，成为超低压Pmx气液两相态冷媒，再流入所述真空发生部件1的吸入腔，使所述吸入腔局部真空，依靠虹吸作用，经室外换热器201吸热后的低压Ps气相冷媒在由喷嘴降压增速的两相态冷媒的带动下一起流入吸入腔降压混合换热，之后混合冷媒经真空发生部件1的扩压腔增压后喷出中间低压Psp的气液两相态冷媒。真空发生部件1喷射的中间低压Psp气液两相态冷媒经第一截止部件14进入气液分离部件202进行气液分离，分离出的中间低压Psp气体冷媒进入低压级压缩部21也即被吸入，分离出的中间低压Psp液态冷媒经第四截止部件2011、第一节流元件204节流降压进入外机参与循环，由此过程可以看出，在高负荷制热工况下，所述真空发生部件1提升了低压级压缩部21的吸气端压力，这明显有利于空气调节***的能效提升。可以理解的是，高压Pd>中压Pm>中间低压Psp>低压Ps>超低压Pmx，当然，具体的压力值与机组使用的冷媒和运行模式有关，例如R410A冷媒，制热高压在3.2MPa左右，中压在2MPa左右，中间低压在0.8MPa左右，低压在0.3MPa左右，超低压在0.1MPa左右，而CO2冷媒则压力更高些，高压在11MPa左右。
优选地，当所述空气调节***处于高负荷制冷工况时如图3、图8所示，图中箭头示出了此工况下的冷媒流动方向，控制第二截止部件206、第四截止部件2011、第五截止部件2012处于截止位置，控制第一截止部件14、第一节流元件204、第三截止部件2010、第六截止部件2013、第三节流元件209处于贯通位置，且控制第一流向切换部件200的A1口与D1口连通、C1口与B1口连通，控制第二流向切换部件208的A4口与C4口连通。具体的，以图3所示进行描述，从气液分离部件202出来的中间低压Psp气体冷媒经低压级压缩部21进行一次压缩后为中压Pm气体冷媒，与从闪发器203出来的中压Pm气体冷媒混合换热，即一次压缩后的气体冷媒被冷却，闪发气体冷媒吸热。混合气态冷媒经高压级压缩部22二次压缩后为高压Pd气态冷媒，之后经第一流向切换部件200和室外换热器201冷凝放热为高压Pd液态冷媒，再经第一节流元件204节流降压后经由第三截止部件2010流入闪发器203，闪发的气态冷媒与一级压缩后的中压Pm冷媒混合换热，闪发器的中压Pm液态冷媒则进入真空发生部件1第二入口12。气液分离部件202底部的中间低压Psp液态冷媒经第二流向切换部件208流出外机，经第三节流元件209节流降压为压力更低的低压Ps气液两相冷媒，之后进入室内换热器207吸热后成为低压Ps气相冷媒，流出内机，进入外机。经第一流向切换部件200进入真空发生部件1的第一入口11。进入真空发生部件1第二入口12的中压Pm液态冷媒经真空发生部件1的喷嘴降压增速，成为超低压Pmx气液两相态冷媒，再流入真空发生部件1的吸入腔，使吸入腔局部真空，靠虹吸作用，经室内换热器207吸热后的低压Ps气相冷媒在由喷嘴降压增速的两相态冷媒的带动下一起流入吸入腔降压混合换热，之后混合冷媒经真空发生部件1的扩压腔增压后喷出中间低压Psp的气液两相态冷媒。真空发生部件1喷射的中间低压Psp气液两相态冷媒经第一截止部件14进入气液分离部件202进行气液分离，分离出的中间低压Psp气体冷媒进入低压级压缩部21，分离出的中间低压Psp液态冷媒经第二流向切换部件208进入内机参与循环。
优选地，当所述空气调节***处于低负荷制热工况时如图4、图9所示，图中箭头示出了此工况下的冷媒流动方向，控制第一截止部件14、第四截止部件2011、第五截止部件2012、第六截止部件2013处于截止位置，控制第三截止部件2010、第一节流元件204、第三节流元件209、第二截止部件206处于贯通位置，且控制第一流向切换部件200的A1口与B1口连通、C1口与D1口连通，控制第二流向切换部件208的A4口与B4口连通。同样道理，优选地，当所述空气调节***处于低负荷制冷工况时如图2、图7所示，图中箭头示出了此工况下的冷媒流动方向，控制第一截止部件14、第四截止部件2011、第五截止部件2012、第六截止部件2013处于截止位置，控制第二截止部件206、第一节流元件204、第三节流元件209、第三截止部件2010处于贯通位置，且控制第一流向切换部件200的A1口与D1口连通、C1口与B1口连通，控制第二流向切换部件208的A4口与B4口连通。此两种模式与上述的高负荷制热或制冷工况的不同在于，此时的压缩机吸气端增压组件不发生作用，此处不再赘述。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种空气调节***控制方法，其特征在于，用于控制空气调节***，所述空气调节***，包括空气调节子***、压缩机吸气端增压组件，所述压缩机吸气端增压组件包括真空发生部件(1)，所述空气调节子***包括第一流向切换部件(200)、室外换热器(201)、气液分离部件(202)、闪发器(203)，所述真空发生部件(1)具有第一入口(11)、第二入口(12)、第一出口(13)，所述第一入口(11)与所述第一流向切换部件(200)的A1口管路贯通连接，所述第二入口(12)通过第五截止部件(2012)与所述闪发器(203)的C3口可选择管路贯通连接，且所述第二入口(12)通过第六截止部件(2013)与所述闪发器(203)的A3口可选择管路贯通连接，所述第一出口(13)通过第一截止部件(14)与所述气液分离部件(202)的A2口可选择管路贯通连接；或，所述第一入口(11)通过第一截止部件(14)与所述第一流向切换部件(200)的A1口管路可选择管路贯通连接，所述第二入口(12)通过第五截止部件(2012)与所述闪发器(203)的C3口可选择管路贯通连接，且所述第二入口(12)通过第六截止部件(2013)与所述闪发器(203)的A3口可选择管路贯通连接，所述第一出口(13)与所述气液分离部件(202)的A2口贯通连接；
所述控制方法包括如下步骤：当所述空气调节***处于高负荷制热或制冷工况时，控制所述压缩机吸气端增压组件运行，使真空发生部件(1)的第一出口(13)的中间低压冷媒进入气液分离部件(202)中；
当所述空气调节***处于高负荷制热工况时，控制第二截止部件(206)、第三截止部件(2010)、第六截止部件(2013)处于截止位置，控制第一截止部件(14)、第一节流元件(204)、第四截止部件(2011)、第五截止部件(2012)、第三节流元件(209)处于贯通位置，且控制第一流向切换部件(200)的A1口与B1口连通、C1口与D1口连通，控制第二流向切换部件(208)的A4口与B4口连通；
当所述空气调节***处于高负荷制冷工况时，控制第二截止部件(206)、第四截止部件(2011)、第五截止部件(2012)处于截止位置，控制第一截止部件(14)、第一节流元件(204)、第三截止部件(2010)、第六截止部件(2013)、第三节流元件(209)处于贯通位置，且控制第一流向切换部件(200)的A1口与D1口连通、C1口与B1口连通，控制第二流向切换部件(208)的A4口与C4口连通；
当所述空气调节***处于低负荷制热工况时，控制第一截止部件(14)、第四截止部件(2011)、第五截止部件(2012)、第六截止部件(2013)处于截止位置，控制第三截止部件(2010)、第一节流元件(204)、第三节流元件(209)、第二截止部件(206)处于贯通位置，且控制第一流向切换部件(200)的A1口与B1口连通、C1口与D1口连通，控制第二流向切换部件(208)的A4口与B4口连通；
当所述空气调节***处于低负荷制冷工况时，控制第一截止部件(14)、第四截止部件(2011)、第五截止部件(2012)、第六截止部件(2013)处于截止位置，控制第二截止部件(206)、第一节流元件(204)、第三节流元件(209)、第三截止部件(2010)处于贯通位置，且控制第一流向切换部件(200)的A1口与D1口连通、C1口与B1口连通，控制第二流向切换部件(208)的A4口与B4口连通。
2.根据权利要求1所述的空气调节***控制方法，其特征在于，所述真空发生部件(1)包括喷射器。
3.根据权利要求1所述的空气调节***控制方法，其特征在于，所述室外换热器(201)与所述闪发器(203)之间的管路上具有第一节流元件(204)，所述第一节流元件(204)与所述气液分离部件(202)之间的管路上具有第四截止部件(2011)以实现经由所述第一节流元件(204)节流的冷媒与所述气液分离部件(202)的可选择管路贯通连接，所述第一节流元件(204)与所述闪发器(203)之间的管路上具有第三截止部件(2010)以实现经由所述第一节流元件(204)节流的冷媒与所述闪发器(203)的可选择管路贯通连接。
4.根据权利要求1所述的空气调节***控制方法，其特征在于，所述空气调节子***还包括第二截止部件(206)，所述第二截止部件(206)处于所述第一流向切换部件(200)的A1口与所述气液分离部件(202)的A2口之间的管路上。
5.根据权利要求4所述的空气调节***控制方法，其特征在于，所述空气调节子***还包括室内换热器(207)、第二流向切换部件(208)、第三节流元件(209)，所述室内换热器(207)管路连接于所述第一流向切换部件(200)的D1口与所述第二流向切换部件(208)的A4口之间，且所述第三节流元件(209)串联于所述室内换热器(207)与所述第二流向切换部件(208)之间的管路上。
6.根据权利要求5所述的空气调节***控制方法，其特征在于，所述室内换热器(207)为多个，多个所述室内换热器(207)以并联的方式连接于所述第一流向切换部件(200)的D1口与所述第二流向切换部件(208)的A4口之间。
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