CN115993016A - 空调***、空调机组及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了空调***、空调机组及控制方法,空调***包括:依次连接形成冷媒循环回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流组件以及室内换热模块,冷媒循环回路设有用于暂存液态冷媒的储存区;储存区连接于室内换热模块与四通阀之间,并且通过四通阀切换接在压缩机的吸气侧或者排气侧。当冷媒循环回路运行在制冷循环或者化霜循环时,储存区接在压缩机的吸气侧;当冷媒循环回路切换到制热循环时,储存区接在压缩机的排气侧。本发明能够将化霜过程中产生的液态冷媒转移至储存区,化霜结束切换为制热循环时,依靠排气的高温高压冷媒将囤积的液态冷媒气化带入到制热循环中,最终达到化霜后快速制热的效果。
Description
技术领域
本发明涉及空调***技术领域,尤其涉及实现液态冷媒转移的空调***、空调机组及控制方法。
背景技术
目前空调***制热运行时,室外侧为蒸发侧,随着冷媒蒸发吸热,室外侧管路温度降低,室外换热器的表面逐渐结霜。当空调***化霜运行时,一般采用四通阀切换冷媒流向为制冷循环,利用高温气态冷媒进入室外换热器,室外换热器表面的霜层吸热以实现化霜。化霜结束后,四通阀切换冷媒流向为制热循环,空调***恢复制热模式运行。此时,由于化霜后制热低压侧的室外换热器内冷媒未能及时转移,大量液态冷媒积存在室外低压侧,导致化霜后制热效果慢、换热效率差。
同时,空调***存在制冷模式、制热模式需求冷媒循环量差异大的问题,在满足制热模式需求的冷媒循环量下,制冷模式时冷媒循环量过多,导致***高低压差大,压缩机负载大,节能效果差。
发明内容
为了解决现有空调***化霜过程中的冷媒囤积在室外侧换热器,导致化霜后制热效果慢的问题,本发明提出实现液态冷媒转移的空调***、空调机组及控制方法,该空调***能够将化霜过程中产生的液态冷媒转移至储存区,化霜结束切换为制热循环时,依靠排气的高温高压冷媒将囤积的液态冷媒气化带入到制热循环中,最终达到化霜后快速制热的效果。
本发明采用的技术方案是,设计空调***,包括:依次连接形成冷媒循环回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流组件以及室内换热模块,冷媒循环回路设有用于暂存液态冷媒的储存区;储存区连接于室内换热模块与四通阀之间,并且通过四通阀切换接在压缩机的吸气侧或者排气侧。
在一些实施例中,储存区为气液分离器的内腔,气液分离器的第一端连接于室内换热模块处于制冷循环下的出口侧,气液分离器的第二端连接于四通阀。
进一步的,冷媒循环回路还设有通断状态可控的冷媒转移支路,冷媒转移管路的进口端连接在室外换热器处于制冷循环下的出口侧,冷媒转移管路的出口端连通到气液分离器的内腔。
在一些实施例中,储存区为冷媒循环回路中的低压侧配管,低压侧配管包括:室内换热模块与四通阀之间的连接管路。
在一些实施例中,四通阀和室外换热器之间的连接管路设有转接段,转接段连接有气液分离器,气液分离器的第一端连接于转接段靠近四通阀的一端,气液分离器的第二端连接于转接段靠近室外换热器的另一端;其中,气液分离器的第一端和第二端、以及转接段的通断状态均可控。
进一步的,气液分离器的第一端和第二端之中连接四通阀的一端设有回油孔、或者第一端和第二端均设有回油孔,回油孔靠近气液分离器的内腔底部。
进一步的,气液分离器的内腔底部设有连接到压缩机的吸气侧的回油支路,回油支路设有回油阀和回油节流件。
本发明还提出了空调机组,该空调机组采用上述的空调***。
在一些实施例中,空调机组为多联机,室内换热模块包含两个以上的室内换热器。
本发明还提出了空调***的控制方法,该控制方法适用于储存区为气液分离器的内腔的实施例中,控制方法包括:
冷媒循环回路运行化霜循环之后,获取气液分离器的出口端的冷媒过热度;
判断冷媒过热度是否超过设定值;
若是,则节流组件维持开度;
若否,则节流组件减小开度。
进一步的,控制方法还包括:获取气液分离器的出口端的冷媒过热度之前,计时冷媒循环回路运行化霜循环的实际化霜时长,若实际化霜时长达到设定时长阈值tc,则获取气液分离器的出口端的冷媒过热度;其中,设定时长阈值tc<设定化霜总时长。
在一些实施例中,节流组件包含室外节流阀和室内节流阀;
当判定节流组件维持开度时,室外节流阀和室内节流阀的开度均维持不变;
当判定节流组件减小开度时,室外节流阀的开度维持不变,室内节流阀的减小开度。
进一步的,冷媒过热度为T出管温度-T低压饱和温度,T出管温度为气液分离器的出口端实际温度,T低压饱和温度为压缩机的吸气侧压力对应的饱和温度。
进一步的,控制方法还包括:
在化霜循环的过程中,判断冷媒循环回路的运行参数是否达到设定化霜退出条件;
若是,则退出化霜循环,压缩机停机,四通阀保持化霜循环的接通状态,关闭节流组件,接通室外换热器与气液分离器之间的冷媒转移支路,直至冷媒循环回路的运行参数达到设定四通阀换向条件;
若否,则维持化霜循环。
本发明提出了空调***的控制方法,该控制方法适用于储存区为冷媒循环回路中的低压侧配管的实施例中,控制方法包括:
冷媒循环回路运行化霜循环之后,获取压缩机的吸气过热度;
根据压缩机的吸气过热度调节节流组件的开度;
若吸气过热度高于目标区间,则节流组件加大开度;
若吸气过热度处于目标区间,则节流组件维持开度;
若吸气过热度低于目标区间,则节流组件减小开度。
进一步的,将高于目标区间的范围划分为至少两个的上限区间,每个上限区间设置有对应的开度调节幅度,数值越高的上限区间的开度调节幅度越大;和/或将低于目标区间的范围划分为至少两个的下限区间,每个上限区间设置有对应的开度调节幅度,数值越低的下限区间的开度调节幅度越大。
在一些实施例中,节流组件包含室外节流阀和室内节流阀;
当冷媒循环回路运行化霜循环之后,室外节流阀打开至设定最大开度;
当判定节流组件维持开度时,室外节流阀和室内节流阀的开度均维持不变;
当判定节流组件减小开度时,室外节流阀的开度维持不变,室内节流阀的减小开度;
当判定节流组件加大开度时,室外节流阀的开度维持不变,室内节流阀的加大开度。
进一步的,控制方法还包括:
在化霜循环的过程中,判断所述冷媒循环回路的运行参数是否达到设定化霜退出条件;
若是,则退出化霜循环,压缩机停机,四通阀保持化霜循环的接通状态,将所述节流组件打开至设定最大开度,直至所述冷媒循环回路的运行参数达到设定四通阀换向条件;
若否,则维持化霜循环。
本发明还提出了空调***的控制方法,该控制方法适用于四通阀和室外换热器之间连接有气液分离器的实施例中,控制方法包括:
冷媒循环回路运行制冷循环或者化霜循环之后,接通转接段和气液分离器的第一端,关闭气液分离器的第二端;
计时冷媒循环回路运行制冷循环的实际存液时长;
若实际存液时长大于设定存液时长,则仅接通转接段,关闭气液分离器的第一端和第二端。
在一些实施例中,设定存液时长为压缩机的实际运行频率对应的第一存液时长和/或根据空调***的性能参数计算得到的第二存液时长,第二存液时长t储存时间的计算公式为:t储存时间=气液分离器的储存量÷(压缩机排量×运行频率×气液分离器的入管截面积);其中,气液分离器的储存量为冷媒循环回路制热循环所需的最大冷媒量减去冷媒循环回路制冷循环所需的最大冷媒量,运行频率为冷媒循环回路运行制冷循环或者化霜循环初期压缩机的目标存液频率。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、将化霜过程中产生的液态冷媒转移至储存区,化霜结束切换为制热循环时,依靠排气的高温高压冷媒将囤积在储存区的液态冷媒气化带入到制热循环中,最终达到化霜后快速制热的效果;
2、将制冷循环产生的液态冷媒转移至储存区,减少制冷循环的冷媒循环量,解决制冷模式、制热模式需求冷媒循环量差异的问题;
3、气液分离器设计有回油孔和/或回油支路,在空调***的运行过程中实现回油,提高压缩机的运行可靠性。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明,其中:
图1是本发明第一实施例的连接示意图;
图1a是本发明第一实施例在制冷循环或者化霜循环时的流向示意图;
图1b是本发明第一实施例在制热循环时的流向示意图;
图2是本发明第二实施例的连接示意图;
图2a是本发明第二实施例在制冷循环或者化霜循环时的流向示意图;
图2b是本发明第二实施例在停机转移冷媒时的流向示意图;
图2c是本发明第二实施例在制热循环时的流向示意图;
图3是本发明第三实施例的连接示意图;
图3a是本发明第三实施例在制冷循环或者化霜循环时的流向示意图;
图3b是本发明第三实施例在停机转移冷媒时的流向示意图;
图3c是本发明第三实施例在制热循环时的流向示意图;
图4是本发明第四实施例的连接示意图;
图4a是本发明第四实施例在制冷循环或者化霜循环时的流向示意图;
图4b是本发明第四实施例在制热循环时的流向示意图;
图5是本发明第五实施例的连接示意图;
图5a是本发明第五实施例在制冷循环或者化霜循环时的流向示意图;
图5b是本发明第五实施例在制热循环时的流向示意图;
图6是本发明第六实施例的连接示意图;
图6a是本发明第六实施例在制冷循环或者化霜循环时的流向示意图;
图6b是本发明第六实施例在停机转移冷媒时的流向示意图;
图6c是本发明第六实施例在制热循环时的流向示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明提出的空调***能够解决化霜后液态冷媒囤积在室外换热器的问题,在化霜结束切换为制热模式时,依靠压缩机排出的高温高压冷媒将囤积的液态冷媒气化带入到制热循环中,最终达到化霜后快速制热的效果。
具体来说,空调***包括:依次连接形成冷媒循环回路的压缩机1、四通阀4、室外换热器5、节流组件以及室内换热模块,室外换热器配置有室外风机6,室内换热模块包含至少一个室内换热器,冷媒循环回路设有用于暂存液态冷媒的储存区,储存区连接于室内换热模块与四通阀4之间,储存区通过四通阀4切换接在压缩机1的吸气侧或者排气侧。
当冷媒循环回路运行在制冷循环或者化霜循环时,储存区接在压缩机1的吸气侧,冷媒经过储存区送回压缩机1的吸气侧,通过储存区储存液态冷媒,防止液态冷媒堆积在室外换热器中;当冷媒循环回路切换到制热循环时,储存区接在压缩机1的排气侧,压缩机1排出的高温冷媒经过储存区,通过高温冷媒加热气化储存区的液态冷媒,随后带入到制冷循环中,达到化霜后快速制热的效果。
应当理解的是,上文中“化霜循环”和“制冷循环”的冷媒流向相同,冷媒循环回路中的冷媒流向为压缩机1的排气口→四通阀4→室外换热器5→节流组件→室内换热模块→压缩机1的吸气口。上文中“制热循环”的冷媒循环回路中的冷媒流向为压缩机1的排气口→四通阀4→室内换热模块→节流组件→室外换热器5→压缩机1的吸气口。当然,冷媒循环回路中可以设计其他部件,但冷媒循环回路在不同循环状态下,冷媒流经压缩机1、四通阀4、室外换热器5、节流组件以及室内换热模块等主要部件的顺序应当遵循对应的流向。
以下结合不同的实施例对储存区进行举例说明。
如图1所示,在本发明的第一实施例中,储存区为气液分离器10的内腔,气液分离器10具有第一端101和第二端102,第一端101和第二端102之中的一个作为进口、另一个作为出口,四通阀4的C端连接室外换热器5、D端通过油分离器3连接压缩机1的排气侧、E端连接气液分离器10的第二端、S端连接压缩机1的吸气侧,油分离器3的底部通过毛细管2接回压缩机1的吸气侧,气液分离器10的第一端连接室内换热模块处于制冷循环下的出口侧。
如图1a所示,冷媒循环回路运行化霜循环或者制冷循环时,冷媒从压缩机1排出,通过油分离器3、四通阀4进入室外换热器5冷凝换热,通过节流组件进入室内换热模块换热后,从气液分离器10的第一端101进入内腔,再从气液分离器10的第二端102流出,经四通阀4回到压缩机1的吸气侧,通过气液分离器10储存室内换热模块流出的液态冷媒。
如图1b所示,冷媒循环回路运行制热循环时,冷媒从压缩机1排出,通过油分离器3、四通阀4进入气液分离器10,从气液分离器10的第二端102进入、气液分离器10的第一端101流出,进入室内换热模块后,送到室外换热器5蒸发换热,经四通阀4回到压缩机1的吸气侧,通过压缩机1排出的高温冷媒气化气液分离器10储存的液态冷媒,提升制热效率的同时恢复制热模式需求的冷媒循环量。
如图2所示,在本发明的第二实施例中,该第二实施例与第一实施例的连接结构相同,区别是冷媒循环回路还设有通断状态可控的冷媒转移支路,冷媒转移管路的进口端连接在室外换热器5处于制冷循环下的出口侧,冷媒转移管路的出口端连通到气液分离器10的内腔。冷媒转移支路安装有冷媒转移阀13,通过冷媒转移阀13控制冷媒转移支路的通断状态。
如图2a至2c所示,第二实施例的冷媒循环回路运行状态与第一实施例相同,区别是在冷媒循环回路结束化霜循环至进入制热循环之间的停机状态下,开启冷媒转移阀13以接通冷媒转移管路,利用冷媒循环回路的高压侧与低压侧之间的压差,将室外换热器5的液态冷媒通过冷媒转移管路移至气液分离器10,减少室外换热器5内的液态冷媒,保证四通阀4切换时的可靠性。
如图3所示,在本发明的第三个实施例中,储存区为冷媒循环回路中的低压侧配管,四通阀4的C端连接室外换热器5、D端通过油分离器3连接压缩机的排气侧、E端连接室内换热模块、S端连接压缩机1的吸气侧,油分离器3的底部通过毛细管2接回压缩机1的吸气侧,低压侧配管包括:四通阀4的E端与室内换热模块之间的连接管路。
如图3a所示,冷媒循环回路运行化霜循环或者制冷循环时,冷媒从压缩机排出,通过油分离器3、四通阀4进入室外换热器5冷凝换热,通过节流组件进入室内换热模块换热后,流入低压侧配管中,经四通阀4回到压缩机1的吸气侧。
如图3b所示,冷媒循环回路退出化霜循环或者制冷循环时,压缩机停机,四通阀保持化霜循环或者制冷循环的接通状态,节流组件的开度打开至设定最大开度,冷媒在空调***的高压侧和低压侧之间的压差下,从室外换热器5转移到低压侧配管中。
如图3c所示,冷媒循环回路运行制热循环时,冷媒从压缩机1排出,通过油分离器3、四通阀4进入低压侧配管,从低压侧配管流出后进入室内换热模块,再送到室外换热器5蒸发换热,经四通阀4回到压缩机1的吸气侧,通过压缩机排出的高温冷媒气化低压侧配管积存的液态冷媒,提升制热效率的同时恢复制热模式需求的冷媒循环量。
由于空调***的制冷模式和制热模式需求的冷媒循环量存在较大差异,本发明提出的空调***还能够解决制冷循环下冷媒循环量过多的问题,在制冷循环时,将部分冷媒送到气液分离器内,以达到减少制冷循环的冷媒循环量的效果。
以下结合实施例对冷媒循环量的调节结构进行举例说明。
如图4所示,在本发明的第四个实施例中,四通阀4的C端连接室外换热器、D端通过油分离器3连接压缩机1的排气侧、E端连接室内换热模块、S端连接压缩机1的吸气侧,四通阀4的C端和室外换热器5之间的连接管路设有转接段,油分离器3的底部通过毛细管2接回压缩机1的吸气侧,转接段连接有气液分离器10,气液分离器10具有第一端101和第二端102,第一端101和第二端102之中的一个作为进口、另一个作为出口,气液分离器10的第一端101连接于转接段靠近四通阀4的一端,气液分离器10的第二端102连接于转接段靠近室外换热器5的另一端,即气液分离器10的第二端102连接室外换热器5处于制冷循环下的进口侧。气液分离器10的第一端101设有第一开关阀14、第二端102设有第二开关阀16,转接段设有第三开关阀15,通过第一至第三开关阀控制气液分离器10的第一端101、第二端102以及转接段的通断状态。
如图4a所示,冷媒循环回路运行化霜循环或者制冷循环时,第一开关阀14和第三开关阀15打开,第二开关阀16关闭,冷媒从压缩机1排出,通过油分离器3和四通阀4之后,一部分通过气液分离器10的第一端101进入气液分离器10自然冷凝存液,另一部分通过转接段进入室外换热器5冷凝换热,通过节流组件进入室内换热模块换热后,经四通阀4回到压缩机1的吸气侧,通过气液分离器10储存化霜循环或者制冷循环多余的冷媒,避免大量液态冷媒进入压缩机1,降低压缩机1功耗的同时,提高***可靠性。
如图4b所示,冷媒循环回路运行制热循环时,第一开关阀14和第二开关阀16打开,第三开关阀15关闭,冷媒从压缩机1排出,通过油分离器3和四通阀4进入室内换热模块,再送到室外换热器5蒸发换热,经气液分离器10的第二端102进入气液分离器,再从气液分离器10的第一端101流出,经四通阀4回到压缩机1的吸气侧。
在上述设计有气液分离器的实施例中,为了***更好的回油,气液分离器10设有回油结构,回油结构可以设计为回油孔和/或回油支路,通过回油结构将气液分离器10中的润滑油送回压缩机,保证压缩机的可靠性。
以下结合实施例对回油结构进行举例说明。
如图1所示,在本发明的第一实施例中,气液分离器10的第一端101从内腔底部向上延伸,气液分离器10的第二端102从内腔顶部向下延伸,在内腔底部折弯之后再向上延伸。气液分离器10的第一端101和第二端102均设有回油孔103,而且回油孔103靠近内腔底部。
在制冷循环或者化霜循环下,冷媒从第二端102送出气液分离器10,在冷媒流经第二端102的过程中,将从第二端102的回油孔进入管路内的润滑油带回压缩机1。在制热循环下,冷媒从第一端101送出气液分离器10,在冷媒流经第一端101的过程中,将从第一端101的回油孔进入管路内的润滑油带到室内换热模块,继而经过室外换热器5回到压缩机1中。由于气液分离器10的第一端101和第二端102均设计回油孔103,无需改变当下运行模式即可实现气液分离器10回油,回油快速高效,可大幅提升压缩机1运行可靠性与用户舒适度。
如图2所示,在本发明的第二实施例中,气液分离器10的第一端101从内腔顶部向下伸入,气液分离器10的第二端102从内腔顶部向下延伸,在内腔底部折弯之后再向上延伸。气液分离器10的第二端102均设有回油孔103,而且回油孔103靠近内腔底部。
在制冷循环或者化霜循环下,冷媒从第二端102送出气液分离器10,在冷媒流经第二端102的过程中,将从第二端102的回油孔进入管路内的润滑油带回压缩机1。由于仅在气液分离器10的第二端设计回油孔103,只支持制冷循环或者化霜循环的冷媒流向实现回油,制热循环无法实现回油,需要控制空调***进入回油模式,将冷媒循环回路切换为制冷循环,才可实现气液分离器10的回油。
如图4所示,本发明的第四实施例中,气液分离器10的第二端102从内腔顶部向下伸入,气液分离器10的第一端101从内腔顶部向下延伸,在内腔底部折弯之后再向上延伸。气液分离器10的第一端101设有回油孔103,而且回油孔103靠近内腔底部。
在制热循环下,冷媒从第一端101送出气液分离器10,在冷媒流经第一端101的过程中,将从第一端101的回油孔103进入管路内的润滑油带回压缩机1。由于在第四实施例中,气液分离器10的第二端102在制冷循环或者化霜循环时被关闭,因此气液分离器10的第二端102未设计回油孔103,只支持制热循环的冷媒流向实现回油。
如图5至5b所示,在本发明的第五实施例中,该第五实施例与第一实施例的连接结构相同,第五实施例的冷媒循环回路运行状态与第一实施例也相同,区别是气液分离器10的内腔底部还设有回油支路,该回油支路连接到压缩机1的吸气侧,回油支路设有回油阀11和回油节流件12,此处的回油节流件12通常是指毛细管。开启回油阀11时,气液分离器10内腔中的润滑油通过回油节流件12回到压缩机1,保证压缩机1运行可靠性。
如图6至6c所示,在本发明的第六实施例中,该第六实施例与第二实施例的连接结构相同,第六实施例的冷媒循环回路运行状态与第二实施例也相同,区别是气液分离器的内腔底部还设有回油支路,该回油支路连接到压缩机的吸气侧,回油支路设有回油阀11和回油节流件12,此处的回油节流件12通常是指毛细管。开启回油阀11时,气液分离器10内腔中的润滑油通过回油节流件12回到压缩机1,保证压缩机1运行可靠性。
为实现不同实施例的精准调控,本发明还提出了上述空调***的控制方法,以下结合各个实施例详细说明控制方法的过程。
如图1、5所示,针对第一实施例、第五实施例来说,控制方法的过程如下。
冷媒循环回路运行化霜循环之后,获取气液分离器10的出口端——第二端102的冷媒过热度,判断冷媒过热度是否超过设定值,若是,则说明气液分离器10内部的温度较高,气液分离器10的冷媒处于蒸发状态,可以确保化霜期间气液分离器内部冷媒存液高度不会超过气液分离器的极限容量,因此节流组件维持开度,若否,则说明气液分离器10内部的温度较低,气液分离器10的冷媒冷凝液化的可能性较高,因此节流组件减小开度,以减少气液分离器10的存液量。
其中,冷媒过热度的计算方式优选为T出管温度-T低压饱和温度,T出管温度为气液分离器的出口端实际温度,T低压饱和温度为压缩机的吸气侧压力对应的饱和温度,将气液分离器10的出口端实际温度与***低压侧的饱和温度进行对比,能够准确反映气液分离器内冷媒状态。
为提高节流组件开度调节的准确性,控制方法还包括:在冷媒循环回路运行化霜循环之后,计时冷媒循环回路运行化霜循环的实际化霜时长,若实际化霜时长达到设定时长阈值tc,则获取气液分离器10的出口端——第二端102的冷媒过热度。其中,设定时长阈值tc<设定化霜总时长。也就是说,控制方法是在冷媒循环回路运行一段时间——设定时长阈值tc时,对气液分离器10的冷媒过热度进行检测,根据冷媒过热度预测气液分离器10存液是否会超过极限容量,节流组件按照判断结果运行,直至化霜结束。
具体来说,节流组件包含室外节流阀7和室内节流阀,室外节流阀7安装在室外换热器5处于制冷循环下的出口侧,室内节流阀安装在室内换热模块处于制冷循环下的进口侧。当判定节流组件维持开度时,室外节流阀7和室内节流阀的开度均维持不变,直至化霜结束;当判定节流组件减小开度时,室外节流阀7的开度维持不变,室内节流阀的减小开度,直至化霜结束。当然,实际应用中,若室外换热器和室内换热模块之间仅设有一个节流阀,则按照上文中室内节流阀的调节方式进行开度控制。
在上述化霜循环的过程中,判断冷媒循环回路的运行参数是否达到设定化霜退出条件;若是,则退出化霜循环,压缩机1停机,四通阀4保持化霜循环的接通状态,直至冷媒循环回路的运行参数达到设定四通阀换向条件,四通阀4切换到制热循环的接通状态;若否,则维持化霜循环。
需要指出的是,上文中“设定值”、“设定时长阈值tc”等可以通过实验统计得到,设定值可以取0℃以上的常数,例如3℃。设定化霜退出条件可以设计为际化霜时长达到设定化霜总时长,即实际化霜时长达到设定化霜总时长时,冷媒循环回路退出化霜循环。设定四通阀换向条件可以设计为压缩机的排气侧压力与吸气侧压力之差降至设定压差,即压缩机的排气侧压力与吸气侧压力之差降至设定压差时,四通阀上电,切换到制热循环的接通状态,压缩机开启,冷媒循环回路运行制热循环。
如图2、6所示,针对第二实施例、第六实施例来说,控制方法的过程如下。
冷媒循环回路运行化霜循环之后,获取气液分离器10的出口端—第二端102的冷媒过热度,判断冷媒过热度是否超过设定值,若是,则说明气液分离器10内部的温度较高,气液分离器10的冷媒处于蒸发状态,可以确保化霜期间气液分离器10内部冷媒存液高度不会超过气液分离器10的极限容量,因此节流组件维持开度,若否,则说明气液分离器10内部的温度较低,气液分离器10的冷媒冷凝液化的可能性较高,因此节流组件减小开度,以减少气液分离器10的存液量。
其中,冷媒过热度的计算方式优选为T出管温度-T低压饱和温度,T出管温度为气液分离器的出口端实际温度,T低压饱和温度为压缩机的吸气侧压力对应的饱和温度,将气液分离器的出口端实际温度与***低压侧的饱和温度进行对比,能够准确反映气液分离器内冷媒状态。
为提高节流组件开度调节的准确性,控制方法还包括:在冷媒循环回路运行化霜循环之后,计时冷媒循环回路运行化霜循环的实际化霜时长,若实际化霜时长达到设定时长阈值tc,则获取气液分离器10的出口端的冷媒过热度。其中,设定时长阈值tc<设定化霜总时长。也就是说,控制方法是在冷媒循环回路运行一段时间——设定时长阈值tc时,对气液分离器10的冷媒过热度进行检测,根据冷媒过热度预测气液分离器10存液是否会超过极限容量,节流组件按照判断结果运行,直至化霜结束。
具体来说,节流组件包含室外节流阀7和室内节流阀,室外节流阀7安装在室外换热器5处于制冷循环下的出口侧,室内节流阀安装在室内换热模块处于制冷循环下的进口侧。当判定节流组件维持开度时,室外节流阀7和室内节流阀的开度均维持不变,直至化霜结束;当判定节流组件减小开度时,室外节流阀7的开度维持不变,室内节流阀的减小开度,直至化霜结束。当然,实际应用中,若室外换热器和室内换热模块之间仅设有一个节流阀,则按照上文中室内节流阀的调节方式进行开度控制。
在上述化霜循环的过程中,判断冷媒循环回路的运行参数是否达到设定化霜退出条件;若是,则退出化霜循环,压缩机1停机,四通阀4保持化霜循环的接通状态,关闭节流组件,接通室外换热器5与气液分离器10之间的冷媒转移支路,室外换热器5的液态冷媒通过冷媒转移支路流向气液分离器10,直至冷媒循环回路的运行参数达到设定四通阀换向条件,四通阀4切换到制热循环的接通状态,节流组件打开,冷媒转移支路关闭;若否,则维持化霜循环。
需要指出的是,上文中“设定值”、“设定时长阈值tc”等可以通过实验统计得到,设定值可以取0℃以上的常数,例如3℃。设定化霜退出条件可以设计为际化霜时长达到设定化霜总时长,即实际化霜时长达到设定化霜总时长时,冷媒循环回路退出化霜循环。设定四通阀换向条件可以设计为压缩机的排气侧压力与吸气侧压力之差降至设定压差,即压缩机的排气侧压力与吸气侧压力之差降至设定压差时,四通阀上电,切换到制热循环的接通状态,压缩机开启,冷媒循环回路运行制热循环。
如图3所示,针对第三实施例来说,控制方法的过程如下。
冷媒循环回路运行化霜循环之后,获取压缩机1的吸气过热度,根据压缩机1的吸气过热度调节节流组件的开度,若吸气过热度高于目标区间,则说明压缩机1的吸气侧温度较高,流经室内换热模块的冷媒不足,因此节流组件加大开度,若吸气过热度处于目标区间,则说明压缩机1的运行状态适中,节流组件维持开度,若吸气过热度低于目标区间,则说明压缩机1的吸气侧温度较低,流经室内换热模块的冷媒较多,压缩机1存在液击风险,因此节流组件减小开度。
为提高节流组件开度调节的准确性,将高于目标区间的范围划分为至少两个的上限区间,每个上限区间设置有对应的开度调节幅度,数值越高的上限区间的开度调节幅度越大;和/或将低于目标区间的范围划分为至少两个的下限区间,每个上限区间设置有对应的开度调节幅度,数值越低的下限区间的开度调节幅度越大。
具体来说,节流组件包含室外节流阀7和室内节流阀,室外节流阀7安装在室外换热器处于制冷循环下的出口侧,室内节流阀安装在室内换热模块处于制冷循环下的进口侧。当冷媒循环回路运行化霜循环之后,室外节流阀7打开至设定最大开度;当判定节流组件维持开度时,室外节流阀7和室内节流阀的开度均维持不变;当判定节流组件减小开度时,室外节流阀7的开度维持不变,室内节流阀的减小开度;当判定节流组件加大开度时,室外节流阀7的开度维持不变,室内节流阀的加大开度。
在上述化霜循环的过程中,判断冷媒循环回路的运行参数是否达到设定化霜退出条件;若是,则退出化霜循环,压缩机1停机,四通阀4保持化霜循环的接通状态,将节流组件打开至设定最大开度,利用***高压侧和低压侧的压差,使得冷媒从室外换热器5所在的高压侧继续转移到低压侧配管中,直至冷媒循环回路的运行参数达到设定四通阀换向条件,四通阀4切换到制热循环的接通状态;若否,则维持化霜循环。
需要指出的是,上文中“目标区间”、“上限区间”等可以通过实验统计得到,例如,当吸气过热度大于5℃时,室内节流阀按照每周期15pls上调;吸气过热度处于2~5℃,室内节流阀按照每周期10pls上调;吸气过热度等于1℃,维持室内节流阀当下开度;吸气过热度处于-1~0℃,室内节流阀按照每周期10pls下调;吸气过热度小于1℃,室内节流阀按照每周期20pls下调。设定值可以取0℃以上的常数,例如3℃。设定化霜退出条件可以设计为际化霜时长达到设定化霜总时长,即实际化霜时长达到设定化霜总时长时,冷媒循环回路退出化霜循环。设定四通阀换向条件可以设计为压缩机的排气侧压力与吸气侧压力之差降至设定压差,即压缩机的排气侧压力与吸气侧压力之差降至设定压差时,四通阀上电,切换到制热循环的接通状态,压缩机开启,冷媒循环回路运行制热循环。
如图4所示,针对第四实施例来说,控制方法的过程如下。
冷媒循环回路运行制冷循环或者化霜循环之后,接通转接段和气液分离器10的第一端101,关闭气液分离器10的第二端102,压缩机1排出的部分冷媒进入气液分离器10内进行自然冷凝,计时冷媒循环回路运行制冷循环的实际存液时长,若实际存液时长大于设定存液时长,则说明冷媒循环回路中的冷媒循环量已经与当前模式匹配,气液分离器10存液完成,仅接通转接段,关闭气液分离器10的第一端101和第二端102。
其中,设定存液时长为第一存液时长和/或第二存液时长,预先通过实验建立压缩机的实际运行频率与极限存液时长之间的对应关系,在制冷循环或者化霜循环过程中,检测压缩机的实际运行频率并从对应关系中获取对应的极限存液时长,将该极限存液时长减去设定余量时长以得到第一存液时长,设定余量时长可选为30秒等。第二存液时长根据空调***的性能参数计算得到,第二存液时长t储存时间的计算公式为:t储存时间=气液分离器的储存量÷(压缩机排量×运行频率×气液分离器的入管截面积)。压缩机排量和气液分离器的入管截面积为固定值,气液分离器的储存量为冷媒循环回路制热循环所需的最大冷媒量A减去冷媒循环回路制冷循环所需的最大冷媒量B,运行频率为冷媒循环回路运行制冷循环或者化霜循环初期压缩机的目标存液频率。
在冷媒循环回路进入制冷循环或者化霜循环之后,压缩机1运行目标存液频率,接通转接段和气液分离器10的第一端101,关闭气液分离器10的第二端102,计时冷媒循环回路运行制冷循环的实际存液时长,实时比较实际存液时长与第一存液时长以及第二存液时长,当实际存液时长大于第一存液时长和第一存液时长之中的任意一个时,则气液分离器结束存液,仅接通转接段,关闭气液分离器10的第一端101和第二端102,压缩机1的运行频率按照常规制冷循环或者化霜循环进行控制。
需要指出的是,为避免气液分离器存液过多,在空调***的选型阶段,应当选择与目标存液量匹配的气液分离器。另外,在实际应用中,不同工况下的制冷循环或者化霜循环的目标存液频率可以区分设计,在制冷循环或者化霜循环的初期,压缩机按照当前工况对应的目标存液频率运行进行存液,第一存液时长和第二存液时长根据目标存液频率确定,在气液分离器存液完成之前,压缩机维持目标频率不变。
本发明提出的空调***适用于空调机组,空调机组包括但不限于多联机,在多联机中,室内换热模块包含两个以上的室内换热器。为提高空调***的可控性,室外换热器5通过液侧管连接室内换热模块,液侧管安装有液管截止阀8,室内换热模块通过气侧管连接四通阀4,气侧管安装有气管截止阀9。在储存区为气液分离器10的内腔的实施例中,气液分离器10的第一端101连接于气管截止阀9处于制冷循环下的出口侧,即制冷循环或者化霜循环下,室外换热器5流出的冷媒先流经液管截止阀8再进入室内换热模块,室内换热模块流出的冷媒先流经气管截止阀9再进入气液分离器10。
需要注意的是,上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合,使用“第一”、“第二”等词语来限定部件,为了便于对相应部件进行区别。上文中的“开关阀”、“回油阀”等可以采用电磁阀,“节流阀”可以采用电子膨胀阀。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
以上所述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。
Claims (20)
1.空调***,包括:依次连接形成冷媒循环回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流组件以及室内换热模块;其特征在于,所述冷媒循环回路设有用于暂存液态冷媒的储存区,所述储存区连接于所述室内换热模块与所述四通阀之间,并且通过所述四通阀切换接在压缩机的吸气侧或者排气侧。
2.根据权利要求1所述的空调***,其特征在于,所述储存区为气液分离器的内腔,所述气液分离器的第一端连接于所述室内换热模块处于制冷循环下的出口侧,所述气液分离器的第二端连接于所述四通阀。
3.根据权利要求2所述的空调***,其特征在于,所述冷媒循环回路还设有通断状态可控的冷媒转移支路,所述冷媒转移管路的进口端连接在所述室外换热器处于制冷循环下的出口侧,所述冷媒转移管路的出口端连通到所述气液分离器的内腔。
4.根据权利要求1所述的空调***,其特征在于,所述储存区为所述冷媒循环回路中的低压侧配管,所述低压侧配管包括:所述室内换热模块与所述四通阀之间的连接管路。
5.根据权利要求1所述的空调***,其特征在于,所述四通阀和所述室外换热器之间的连接管路设有转接段,所述转接段连接有气液分离器,所述气液分离器的第一端连接于所述转接段靠近所述四通阀的一端,所述气液分离器的第二端连接于所述转接段靠近所述室外换热器的另一端;其中,所述气液分离器的第一端和第二端、以及所述转接段的通断状态均可控。
6.根据权利要求2或3或5所述的空调***,其特征在于,所述气液分离器的第一端和第二端之中连接所述四通阀的一端设有回油孔、或者第一端和第二端均设有回油孔,所述回油孔靠近所述气液分离器的内腔底部。
7.根据权利要求2或3或5所述的空调***,其特征在于,所述气液分离器的内腔底部设有连接到所述压缩机的吸气侧的回油支路,所述回油支路设有回油阀和回油节流件。
8.空调机组,其特征在于,所述空调机组采用权利要求1至7任一项所述的空调***。
9.根据权利要求8所述的空调机组,其特征在于,所述空调机组为多联机,所述室内换热模块包含两个以上的室内换热器。
10.空调***的控制方法,所述控制方法应用于权利要求2或3所述的空调***中;其特征在于,所述控制方法包括:
所述冷媒循环回路运行化霜循环之后,获取所述气液分离器的出口端的冷媒过热度;
判断所述冷媒过热度是否超过设定值;
若是,则所述节流组件维持开度;
若否,则所述节流组件减小开度。
11.根据权利要求10所述的控制方法,其特征在于,还包括:获取所述气液分离器的出口端的冷媒过热度之前,计时所述冷媒循环回路运行化霜循环的实际化霜时长,若所述实际化霜时长达到设定时长阈值tc,则获取所述气液分离器的出口端的冷媒过热度;其中,设定时长阈值tc<设定化霜总时长。
12.根据权利要求10所述的控制方法,其特征在于,所述节流组件包含室外节流阀和室内节流阀;
当判定所述节流组件维持开度时,所述室外节流阀和所述室内节流阀的开度均维持不变;
当判定所述节流组件减小开度时,所述室外节流阀的开度维持不变,所述室内节流阀的减小开度。
13.根据权利要求10所述的控制方法,其特征在于,所述冷媒过热度为T出管温度-T低压饱和温度,T出管温度为所述气液分离器的出口端实际温度,T低压饱和温度为所述压缩机的吸气侧压力对应的饱和温度。
14.根据权利要求10所述的控制方法,其特征在于,还包括:
在化霜循环的过程中,判断所述冷媒循环回路的运行参数是否达到设定化霜退出条件;
若是,则退出化霜循环,所述压缩机停机,所述四通阀保持化霜循环的接通状态,关闭所述节流组件,接通所述室外换热器与所述气液分离器之间的冷媒转移支路,直至所述冷媒循环回路的运行参数达到设定四通阀换向条件;
若否,则维持化霜循环。
15.空调***的控制方法,所述控制方法应用于权利要求4所述的空调***中;其特征在于,所述控制方法包括:
所述冷媒循环回路运行化霜循环之后,获取所述压缩机的吸气过热度;
根据所述压缩机的吸气过热度调节所述节流组件的开度;
若所述吸气过热度高于目标区间,则所述节流组件加大开度;
若所述吸气过热度处于目标区间,则所述节流组件维持开度;
若所述吸气过热度低于目标区间,则所述节流组件减小开度。
16.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,将高于所述目标区间的范围划分为至少两个的上限区间,每个所述上限区间设置有对应的开度调节幅度,数值越高的上限区间的开度调节幅度越大;和/或将低于所述目标区间的范围划分为至少两个的下限区间,每个所述上限区间设置有对应的开度调节幅度,数值越低的下限区间的开度调节幅度越大。
17.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,所述节流组件包含室外节流阀和室内节流阀;
当所述冷媒循环回路运行化霜循环之后,所述室外节流阀打开至设定最大开度;
当判定所述节流组件维持开度时,所述室外节流阀和所述室内节流阀的开度均维持不变;
当判定所述节流组件减小开度时,所述室外节流阀的开度维持不变,所述室内节流阀的减小开度;
当判定所述节流组件加大开度时,所述室外节流阀的开度维持不变,所述室内节流阀的加大开度。
18.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,还包括:
在化霜循环的过程中,判断所述冷媒循环回路的运行参数是否达到设定化霜退出条件;
若是,则退出化霜循环,所述压缩机停机,所述四通阀保持化霜循环的接通状态,将所述节流组件打开至设定最大开度,直至所述冷媒循环回路的运行参数达到设定四通阀换向条件;
若否,则维持化霜循环。
19.空调***的控制方法,所述控制方法应用于权利要求5所述的空调***中;其特征在于,所述控制方法包括:
所述冷媒循环回路运行制冷循环或者化霜循环之后,接通所述转接段和所述气液分离器的第一端,关闭所述气液分离器的第二端;
计时所述冷媒循环回路运行制冷循环的实际存液时长;
若所述实际存液时长大于设定存液时长,则仅接通所述转接段,关闭所述气液分离器的第一端和第二端。
20.根据权利要求19所述的控制方法,其特征在于,所述设定存液时长为所述压缩机的实际运行频率对应的第一存液时长和/或根据所述空调***的性能参数计算得到的第二存液时长,所述第二存液时长t储存时间的计算公式为:t储存时间=气液分离器的储存量÷(压缩机排量×运行频率×气液分离器的入管截面积);
其中,所述气液分离器的储存量为所述冷媒循环回路制热循环所需的最大冷媒量减去所述冷媒循环回路制冷循环所需的最大冷媒量,所述运行频率为所述冷媒循环回路运行制冷循环或者化霜循环初期压缩机的目标存液频率。
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