CN109556256A - 空调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种空调器。本发明旨在解决现有的空调器因压缩机“供液不足”所引起的问题。为此目的，本发明的空调器包括设置在压缩机的冷却入口和冷凝器之间的冷却管路***，冷凝器内的部分制冷剂经冷却管路***流至压缩机的冷却入口进而流入压缩机内；冷却管路***包括冷却管路和设置在冷却管路上的泵装置，泵装置与控制器连接，控制器被配置为根据压缩机的压比控制泵装置的启停。通过在压比低于设定阈值时启动泵装置以保证冷凝器中的制冷剂能够流入压缩机，进而提高压缩机的压比，实现了空调器在冷凝器的外界温度较低时仍能正常运行的效果，从而保证空调器在该条件下仍能满足制冷需求。

Description

空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种空调器。

背景技术

压缩机是空调器的最重要的装置之一，压缩机能够将低压气体制冷剂压缩为高压气态制冷剂，压缩机维持一定的压比对于空调器的正常运行至关重要。以磁悬浮空调器为例，通常将在冷凝器中换热部分液态制冷剂回流到压缩机以此来冷却压缩机内部电子元器件及电机等。当冷凝器所处的环境温度较低时，由于压差问题，在冷凝器中换热后的制冷剂无法回流到压缩机内，会发生压缩机“供液不足”的情况，造成压缩机的压比降低，这会引起其内部的电机和变频器等部件温度上升，当部件温度达到一定数值时，压缩机会进行强制进入卸载命令从而导致制冷能力下降，影响用户正常使用，并且当变频器的温度超过设定的数值时压缩机甚至会停止工作。

针对上述问题，现有技术中通过手动控制冷却塔风机的启停，以期在外界温度较低时减少冷凝器中的冷却水的温度降低程度，但是该方式费时费力且改善效果并不明显。现有技术中也通过控制冷冻水和冷却水的流量来提高压比，或者通过控制压缩机的最大转速等来降低变频器及电机的发热量，但显然都会影响空调器的制冷。

相应地，本领域需要一种空调器来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即压缩机因“供液不足”所引起的问题，本发明提供了一种空调器，所述空调器包括压缩机、冷凝器以及设置在所述压缩机的冷却入口和所述冷凝器之间的冷却管路***，所述冷凝器内的部分制冷剂经所述冷却管路***流至所述压缩机的冷却入口进而流入所述压缩机内；所述空调器还包括控制器，所述冷却管路***包括冷却管路和设置在所述冷却管路上的泵装置，所述泵装置与控制器连接，所述控制器被配置为根据所述压缩机的压比控制所述泵装置的启停；当所述压缩机的压比低于设定阈值时所述控制器控制所述泵装置启动，当所述压缩机的压比高于或等于所述设定阈值时所述控制器控制所述泵装置停止工作或者处于停止工作状态。

在上述空调器的优选技术方案中，所述冷却管路***还包括用于测量所述压缩机的排气口的气压的第一测压器和用于测量所述压缩机的吸气口的气压的第二测压器；所述控制器分别与所述第一测压器和所述第二测压器连接，并且被配置为以所述第一测压器的测量值与所述第二测压器的测量值的比值作为所述压缩机的压比。

在上述空调器的优选技术方案中，所述冷却管路包括并联设置的第一管路和第二管路，所述第一管路和所述第二管路均与所述压缩机的冷却入口连接，其中，所述泵装置设置在所述第一管路上。

在上述空调器的优选技术方案中，所述第一管路上设置有第一阀门，所述第一阀门与所述控制器连接，所述控制器还被设置为根据所述泵装置的启停控制所述第一阀门是否开启，其中，当所述泵装置启动时所述控制器控制所述第一阀门开启，当所述泵装置处于停止工作状态时所述控制器控制所述第一阀门闭合。

在上述空调器的优选技术方案中，所述第一管路上还设置有压力调节装置。

在上述空调器的优选技术方案中，所述压力调节装置为压力调节阀。

在上述空调器的优选技术方案中，所述冷却管路还包括设置第三管路，所述第一管路和所述第二管路通过所述第三管路与所述压缩机的冷却入口连接；所述第三管路上设置有第三阀门和干燥过滤器。

在上述空调器的优选技术方案中，所述冷却管路包括设置在压缩机内的第四管路，所述第四管路的两端分别与所述压缩机的冷却入口和所述压缩机的压缩腔连接，制冷剂流经所述第四管路对所述压缩机的电机和电子器件进行冷却。

在上述空调器的优选技术方案中，所述电子器件包括变频器，所述变频器上设置有测量其温度的温度传感器，所述冷却管路上设置有第三阀门，所述第三阀门和所述温度传感器分别与所述压缩机的压缩机控制器连接，所述压缩机控制器被配置为根据所述变频器的温度控制第三阀门的开启与闭合，其中，当所述变频器的温度高于设定温度时，所述控制器控制所述第三阀门开启。

在上述空调器的优选技术方案中，所述压缩机为磁悬浮压缩机。

本发明的空调器，其包括设置在压缩机的冷却入口和冷凝器之间的冷却管路***，冷却管路***包括泵装置并将泵装置与控制器连接使得控制器根据压缩机的压比控制泵装置的启停，从而在压比低于设定阈值时通过启动泵装置以保证冷凝器中的制冷剂能够流入压缩机，进而提高压缩机的压比，实现了空调器在冷凝器的外界温度较低时仍能正常运行效果，从而保证空调器在该条件下仍能满足制冷需求。

在本发明的优选技术方案中，冷却管路包括并联的第一管路和第二管路，通过将泵装置设置在第一管路上实现了泵装置不启动时冷却管路中的制冷剂能够顺畅地流向压缩机的技术效果。通过在第一管路上设置第一阀门，并通过控制器根据泵装置的启停控制第一阀门是否开启，能够完全避免泵装置对制冷剂在冷却管路中的流动的影响。通过在第一管路上设置压力调节装置能够调节经第一管路回流到压缩机中的制冷剂的量，从而使得冷水机组以适宜的压比运行。

在本发明的优选技术方案中，冷却管路包括第三管路，通过将采用第三管路实现第一管路和第二管路与压缩机的冷却入口的连接，有利于实现冷却管路***与压缩机的冷却入口连接；通过在第一管路上设置第二阀门能够在不需要制冷剂在冷却管路中流动时通过关闭第二阀门即可实现。

在本发明的优选技术方案中，通过在冷却管路上设置干燥过滤器，能保证从冷却入口回流到压缩机的制冷剂不含水分或固体杂质以防止对压缩机造成损伤，从而提高空调器的使用寿命。

在本发明的优选技术方案中，冷却管路包括设置在压缩机内的第四管路，流经第四管路的制冷剂能够对压缩机的电机和电子器件进行降温以避免因变频器温度过高引起的压缩机停止工作的问题。通过在变频器上设置温度传感器以测量其温度，并根据变频器的温度的温度控制冷却管路上的第三阀门是否开启，能够在不需要制冷剂经冷却入口进入压缩机时通过关闭第三阀门以使制冷剂更多地用于满足制冷需求。

在本发明的优选技术方案中，磁悬浮压缩机收到“供液不足”及电机和变频器的影响显著，因此，当压缩机为磁悬浮压缩机时，本发明提供的空调器尤为适用。

附图说明

下面参照附图并结合磁悬浮冷水机组来描述本发明的空调器。附图中：

图1为本发明实施例中的一种磁悬浮冷水机组的局部结构示意图；

图2为本发明实施例中的另一种磁悬浮冷水机组的局部结构示意图；

图3为本发明实施例中的一种磁悬浮压缩机的结构示意图；

图4为本发明实施例中的一种磁悬浮冷水机组的结构示意图。

附图标记列表：

1-磁悬浮压缩机，10-压缩机控制器，11-压缩机排气口，12-压缩机吸气口，13-压缩机冷却入口，14-电机，15-电子器件，151-变频器，16-压缩腔，17-温度传感器；

2-冷凝器，21-冷却水出水管，22-冷却水进水管，23-气态制冷剂进口，24-制冷剂回流出口，25-液态制冷剂出口；

3-冷却管路***，31-冷却管路，311-第一管路，312-第二管路，313-第三管路，314-第四管路，32-泵装置，33-第一阀门，34-压力调节装置，35-第二阀门，36-干燥过滤器，37-第三阀门；

4-控制器；

5-经济器，51-经济器第二出口，52-经济器第一入口，53-经济器第二入口，54-经济器第一出口；

6-蒸发器，61-冷冻水进水管，62-冷冻水出水管，63-液态制冷剂进口，64-气态制冷剂出口。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然下述的实施例是结合磁悬浮冷水机组来解释说明的，但是，这并不是限制性的，本发明的技术方案同样适用于其他类型的空调器，例如采用涡旋式压缩机的同样面临低压比运行问题的空调器等，这种应用对象的改变并不偏离本发明的原理和范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了解决现有技术中空调器因压缩机“供液不足”所引起的问题，本实施例提供了一种空调器以解决上述问题，以下结合磁悬浮冷水机组对本发明进行详细说明。

首先参照图1至图3，对本发明的空调器进行描述。其中，图1为本发明实施例中的一种磁悬浮冷水机组的局部结构示意图；图2为本发明实施例中的另一种冷水机组的局部结构示意图；图3为本发明实施例中的一种磁悬浮压缩机的结构示意图。如图1至图3所示，磁悬浮冷水机组主要包括磁悬浮压缩机1、冷凝器2、控制器4以及设置在磁悬浮压缩机1的冷却入口13和冷凝器2之间的冷却管路***，冷凝器2内的部分制冷剂经冷却管路***3流至磁悬浮压缩机1的冷却入口13进而流入磁悬浮压缩机1内；冷却管路***3包括冷却管路31和设置在冷却管路31上的泵装置32，泵装置32与控制器4连接，控制器4被配置为根据磁悬浮压缩机1的压比控制泵装置32的启停。当磁悬浮压缩机1的压比低于设定阈值时控制器4控制泵装置32启动，当磁悬浮压缩机1的压比高于或等于设定阈值时控制器4控制泵装置32停止工作或者处于停止工作状态。通过在冷凝器与磁悬浮压缩机的冷却入口之间的冷却管路上设置泵装置，并根据磁悬浮压缩机的压比控制泵装置装置是否启动，当磁悬浮压缩机的压比低于设定阈值时，控制泵装置装置启动以使冷凝器中的制冷剂能够流入磁悬浮压缩机的压缩腔内，从而保证压缩机的供液充足，同时也能够压缩机因电机和变频器温度过高而造成压缩机停止工作的问题，从而保证磁悬浮冷水机组能够在全工况下正常工作。

需要说明的是，对于本领域技术人员熟知的磁悬浮空调器中的装置本实施例并未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。例如，本实施例并未对蒸发器和经济器等装置进行描述。

需要说明的是，本发明中所说的控制器可以是空调器的控制器，或者是增设的控制器，或者是智能泵自身的控制器，本发明对此不作限制。

需要说明的是，本发明中所说的泵装置可以是制冷剂增压泵，也可以是其他能满足对冷却管路中的制冷剂进行增压的泵装置。本发明所说的设定阈值是指空调器能够正常运行的极限压比，当空调器的具体使用条件不同时其极限压比可能有所不同，此时，可根据其具体的使用条件调节设定阈值。例如，对于磁悬浮冷水机组来说，可以将设定阈值设置为1.5，此时，当磁悬浮压缩机的压比高于或者等于1.5时泵装置不启动，当磁悬浮压缩机的压比低于1.5时泵装置启动。

请继续参见图1，本实施例提供的磁悬浮冷水机组还包括用于测量磁悬浮压缩机1的排气口11的气压的第一测压器14和用于测量磁悬浮压缩机1的吸气口12的气压的第二测压器15；控制器4分别与第一测压器14和第二测压器15连接，并且被配置为以第一测压器14的测量值与第二测压器15的测量值的比值作为磁悬浮压缩机1的压比。具体地，测压器可以为流体压力计，能够准确地测量出磁悬浮压缩机的进气口和排气口的压力。当然，测压器也可以为压力传感器或者其他可实现对磁悬浮压缩机的进气口和排气口的压力进行测量的装置。

请参见图2，本实施例提供的磁悬浮冷水机组中，冷却管路31包括并联设置的第一管路311和第二管路312，第一管路311和第二管路312均与磁悬浮压缩机1的冷却入口13连接，其中，泵装置32设置在第一管路311上。如此设置，使得泵装置在不启动时冷凝器中的制冷剂主要通过第二管路流向磁悬浮压缩机，保证泵装置不启动时冷却管路中的制冷剂能够顺畅地流向磁悬浮压缩机。进一步地，在第一管路311上设置有第一阀门33，第一阀门33与控制器4连接，控制器4还被设置为根据泵装置32的启停情况控制第一阀门33是否开启，其中，当泵装置32启动时控制器4控制第一阀门33开启，当泵装置32处于停止工作状态时控制器4控制第一阀门33闭合。如此设置，泵装置在不启动时，能够完全避免泵装置对制冷剂在冷却管路中的流动的影响。

请继续参见图2，在某些情况下，不希望制冷剂流经冷却管路***，例如，在空调器检修时存在需要制冷剂不流经冷却管路***的可能。基于上述问题，冷却管路31还包括第三管路313，第一管路311和第二管路312通过第三管路313与磁悬浮压缩机的冷却入口连接，所述第三管路上设置有第二阀门35。如此设置，有利于实现冷却管路***与磁悬浮压缩机1的冷却入口连接，而且，设置第二阀门35能够在不需要制冷剂在冷却管路中流动时通过关闭第二阀门即可实现。

请继续参见图2，本实施例提供的磁悬浮冷水机组中，第一管路上还设置有压力调节装置34，以调节经第一管路311回流到磁悬浮压缩机1中的制冷剂的量，从而使得空调器以适宜的压比运行。具体地，压力调节装置34为可以为压力调节阀，采用压力调节阀容易实现且使得冷却管路***的结构较为简单。当然，其他可实现对冷却管路中制冷剂压力的装置也适用于本发明，例如可以采用改变第一管路的局部管径的方式或者在管路中增设节流孔板的方式调节制冷剂的流量，在此方面所作的任何改变都没有改变本发明的基本原理，因此都将落入本发明的保护范围之内。

请继续参见图2，冷却管路***3还包括设置在冷却管路31上的干燥过滤器36。干燥过滤器36能够保证冷却管路中的制冷剂内不存在水分及固体杂质，以保证压缩机因水分及固体杂质而造成损伤，从而提高空调器的使用寿命。进一步地，为了保证干燥过滤器36的效果达到最佳，应将其设置在泵装置32、压力调装置34及管路上的第一阀门33和第二阀门35之后，此处所说的“之后”，是指制冷剂在流经冷却管路***的过程中，应先流经泵装置32、压力调装置34及第一阀门33和第二阀门35后，再流经干燥过滤器36。

请参见图3，冷却管路31还包括设置在磁悬浮压缩机1内的第四管路314，第四管路314的两端分别与磁悬浮压缩机1的冷却入口13和磁悬浮压缩机1的压缩腔16连接，制冷剂流经第四管路314对磁悬浮压缩机1的电机14和电子器件15进行冷却。具体地，可以采用将第四管路314盘绕在需要冷却的电机14和电子器件15表面或者附近的方式，使得制冷剂流经第四管路314时能够充分地降低电机14和电子器件15的温度。在降低电机14和电子器件15温度的同时使得压缩机内的温度有所降低，这有利于使得压缩机的压力有所降低，进而在压缩机外部压力不变的条件下，使得第四管路中的制冷剂能够更容易流入压缩机内。

当磁悬浮压缩机的电机及电子器件需要进行降温时，通常是需要通过管路***使得冷凝器中的部分制冷剂回流到压缩机以维持磁悬浮压缩机的压比，而当磁悬浮压缩机的电机及电子器件不需要进行降温时，磁悬浮压缩机无需经冷却入口回流的制冷剂也可以维持磁悬浮压缩机的压比。基于这一情况，电子器件包括变频器151，变频器151上设置有用于测量其温度的温度传感器17，第四管路314上设置有第三阀门37，第三阀门37和温度传感器17分别与压缩机控制器10连接，压缩机控制器10被配置为当变频器151的温度高于或者等于设定温度时控制第三阀门37开启。在本实施例中，磁悬浮压缩机在变频器的温度低于设定温度时控制第三阀门关闭，制冷剂无需通过冷却入口回流到磁悬浮压缩机内，磁悬浮压缩机的压比也可以高于设定阈值，泵装置无需启动；磁悬浮压缩机在变频器的温度高于或者等于设定温度时控制第三阀门开启，此时根据磁悬浮压缩机的压比控制泵装置的启停。

图4为本发明实施例中的一种磁悬浮冷水机组的结构示意图。图4中示出的磁悬浮冷水机组用于须全年运行的情景下，例如通信数据中心、铝行业相关工厂等要求冷冻水出水温度较高的应用场景，为了维持正常的通讯和生产，需要冷水机组全年运行。为了便于显示，在图4中，除连接在冷凝器与磁悬浮压缩机1的冷却入口之间的冷却管路***中的冷却管路外，其余制冷剂流经的管路均未标注，除冷却管路***中的阀门外，其余制冷剂流经的管路上的各阀门、磁悬浮压缩机上的阀门、冷凝器上的阀门及蒸发器上的阀门均未标注。为了便于对本发明的工作原理进行解释，本实施例将结合图4对该磁悬浮空冷水机组的制冷过程进行描述。

磁悬浮冷水机组的制冷过程如下：磁悬浮压缩机1将其内部的制冷剂进行压缩，使得高温高压的气态制冷剂由磁悬浮压缩机的排气口11被排出并由冷凝器2的气态制冷剂进口23进入冷凝器2中，并在冷凝器2中放热以形成液态制冷剂，其中，冷凝器中制冷剂放出的热量被冷却水吸收使得冷却水出水管21流出水的温度高于冷却水进水管22流入冷凝器的水的温度。液态制冷剂由液态制冷剂出口25流出并经过干燥过滤后分为两路，这两路制冷剂在经济器5内进行换热，其中一路通过经济器第一入口52进入经济器5在经济器5内放热后转变为低温液态制冷剂并由经济器第一出口54流出，另一路通过经济器第二入口53进入经济器5在经济器5内吸热后并由经济器第二出口51流出进而回到磁悬浮压缩机1的内部。由经济器第一出口54流出的低温液态制冷剂由蒸发器6的液态制冷剂进口63进入到蒸发器6内部吸热后变为高温气态制冷剂并由其特征在于气态制冷剂出口64流出，其中，制冷剂在蒸发器内吸收由冷冻水提供的热量以使冷却水降温，进而使得冷冻水出水管62的水的温度低于冷冻水进水管61的水的温度。蒸发器的气态制冷剂出口64流出的高温气态制冷剂经磁悬浮压缩机吸气口进入到压缩机内部，完成制冷过程。

请结合图3和图4，磁悬浮冷水机组的制冷过程还包括：当变频器151的温度高于或等于设定温度时，磁悬浮压缩机1的压缩机控制器10控制第三阀门37开启，当压比高于设定阈值时即使泵装置不启动，由冷凝器2的制冷剂回流出口24流出的制冷剂也可以通过冷却入口进入冷却管路以流入磁悬浮压缩机的压缩腔，在对磁悬浮压缩机1的电机14和电子器件15进行降温的同时，能够为磁悬浮压缩机1进行供液以保证其压比；当压比低于或者等于设定阈值时控制泵装置启动，通过泵装置的增压作用使得制冷剂通过冷却入口13进入第四管路314以流入磁悬浮压缩机1的压缩腔16，在对磁悬浮压缩机的电机14和电子器件15进行降温的同时，能够为磁悬浮压缩机1进行供液以保证其压比。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调器，包括压缩机、冷凝器以及设置在所述压缩机的冷却入口和所述冷凝器之间的冷却管路***，所述冷凝器内的部分制冷剂经所述冷却管路***流至所述压缩机的冷却入口进而流入所述压缩机内；

其特征在于，所述空调器还包括控制器，所述冷却管路***包括冷却管路和设置在所述冷却管路上的泵装置，所述泵装置与所述控制器连接，所述控制器被配置为根据所述压缩机的压比控制所述泵装置的启停；

当所述压缩机的压比低于设定阈值时所述控制器控制所述泵装置启动，当所述压缩机的压比高于或等于所述设定阈值时所述控制器控制所述泵装置停止工作。

2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括用于测量所述压缩机的排气口的气压的第一测压器和用于测量所述压缩机的吸气口的气压的第二测压器；

所述控制器分别与所述第一测压器和所述第二测压器连接，并且被配置为以所述第一测压器的测量值与所述第二测压器的测量值的比值作为所述压缩机的压比。

3.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述冷却管路包括并联设置的第一管路和第二管路，所述第一管路和所述第二管路均与所述压缩机的冷却入口连接，其中，所述泵装置设置在所述第一管路上。

4.根据权利要求3所述的空调器，其特征在于，所述第一管路上设置有第一阀门，所述第一阀门与所述控制器连接，所述控制器还被设置为根据所述泵装置的启停控制所述第一阀门是否开启，其中，当所述泵装置启动时所述控制器控制所述第一阀门开启，当所述泵装置停止工作时所述控制器控制所述第一阀门闭合。

5.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，所述第一管路上还设置有压力调节装置。

6.根据权利要求5所述的空调器，其特征在于，所述压力调节装置为压力调节阀。

7.根据权利要求3所述的空调器，其特征在于，所述冷却管路还包括第三管路，所述第一管路和所述第二管路通过所述第三管路与所述压缩机的冷却入口连接；

所述第三管路上设置有第二阀门和干燥过滤器。

8.根据权利要求7所述的空调器，其特征在于，所述冷却管路还包括设置在所述压缩机内的第四管路，所述第四管路的两端分别与所述压缩机的冷却入口和所述压缩机的压缩腔连接，制冷剂流经所述第四管路时对所述压缩机的电机和电子器件进行冷却。

9.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于，所述电子器件包括变频器，所述变频器上设置有测量其温度的温度传感器，所述第四管路上设置有第三阀门，所述第三阀门和所述温度传感器分别与压缩机控制器连接，所述压缩机控制器被配置为根据所述变频器的温度控制所述第三阀门的开启与闭合，其中，当所述变频器的温度高于设定温度时，所述压缩机控制器控制所述第三阀门开启。

10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，所述压缩机为磁悬浮压缩机。