CN1609536A - 防止空调的液体制冷剂积存的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于防止空调的室外单元的收集器中的液体制冷剂积存的设备和方法。包括步骤：确定压缩机的状态；若压缩机处于待机模式或关闭状态的至少一种，打开四通阀；确定是否压缩机的状态处于待机模式或关闭状态持续超过预定的时间；以及若压缩机持续该状态超过预定时间，关闭膨胀阀。特别地，高压制冷剂流入关闭的膨胀阀，同时低压制冷剂通过四通阀流入止回阀。该设备包括连接至压缩机从而喷射收集器的油的吸入管、一端与吸入管连接而另一端与收集器连接的液体回收管、以及用于控制液体回收管的打开/关闭的液体回收阀，其中在制冷或加热模式下操作空调的压缩机，并且打开液体回收阀，用于控制与压缩机和收集器连接的液体回收管，并减少油。

Description

防止空调的液体制冷剂积存的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种空调设备，并且更加特别地涉及一种用于防止空调的液体制冷剂积存的设备及方法。

背景技术

通常，空气调节单元是一种用于对有限的室内空间，包括居室空间、餐馆、或办公室进行空气调节或加热的装置。近来，多体空气调节单元(multiair handling unit)的发展提出了通过同时对每个房间进行空气调节或加热来更加有效地对多房间室内空间进行空气调节或加热。

空气调节单元常进行制冷循环。在制冷循环中，当工作流体经过压缩机时，室外热交换器(冷凝器)、膨胀阀、以及室内热交换器(蒸发器)，其将热量从低温制冷剂转移至高温制冷剂，从而进行空气调节或加热或空气调节/加热。

图1为现有技术制冷循环的示意图。

如图1所示，现有技术的制冷循环包括具有用于将制冷剂压缩为高温、高压制冷剂蒸汽的多个压缩机的压缩单元2a、2b；用于将油从由压缩单元2a、2b排出的制冷剂中分离出来的多个油分离器4a、4b；设置在压缩单元2a、2b排出一侧并改变制冷模式或加热模式中的制冷剂流动的四通阀6；用于在制冷模式下，使制冷剂与室外空气进行热交换从而将制冷剂凝结为中温、高压液体制冷剂的室外热交换器8；用于使通过室外热交换器8的制冷剂通过(在加热模式中压缩制冷剂)的膨胀阀10；用于使通过EEV 21和膨胀阀21的低温、低压制冷剂与室内空气进行热交换的室内热交换器22；以及用于从通过室内热交换器22的制冷剂中分离液体制冷剂并仅向压缩单元2a、2b提供制冷剂蒸汽的收集器12。

此处，压缩单元2a、2b包括以固定速度旋转的定速压缩机2a和旋转速度可变的变频压缩机2b，因此可以改善空气调节性能，且还可以改变空气调节能力。定速压缩机2a中和变频压缩机2b内是将要与制冷剂循环的油，从而改善压缩机的可靠性和工作效率。

另外，第一油分离器4a安装在定速压缩机2a的后端，而第二油分离器4b安装在变频压缩机2b的后端，其每一个从由各个压缩机2a、2b排出的制冷剂中分离出油，并使制冷剂再次循环至每个压缩机2a、2b。

在制冷循环安装有多个压缩机的情况下，在每个压缩机内循环的油的量相等对于压缩机更加有效地工作十分重要。为此，在定速压缩机2a和变频压缩机20之间的下端安装用于使压力相等的压力调节管14，从而保持压缩机2a、2b内的油水平。

在施加电源时，变频压缩机2b响应输入信号立即改变rpm(转数/分)，并调节在制冷循环中循环的制冷剂流量，使其满足制冷能力。在变频压缩机2b无法满足制冷能力需求的情况下，定速压缩机2a再调整在制冷循环中循环的制冷剂流量，以提高制冷效率。

另外，止回阀5a、5b分别设置在压缩机2a、2b的排出侧，以防止制冷剂倒流。即，当压缩机2a、2b仅有一个工作时，止回阀防止制冷剂从冷凝器8流入未工作的另一个压缩机中。

若液体制冷剂流入其中，收集器12a、12b仅通过由室内单元20的室内热交换器产生的低温、低压制冷机蒸汽，其收集液体制冷剂以防止压缩单元2a、2b故障。

在制冷模式中，室外单元1中的由压缩单元2a、2b压缩的制冷剂从室外热交换器8放射出来热量并凝结，随后在经辅助阀16a通过每个室内单元20的相应EEV 21时减压并膨胀。这种减压、膨胀的制冷剂吸收室内热交换器22周围的潜热，并被蒸发。

另一方面，在加热模式中，由压缩单元2a、2b压缩的制冷剂从相应的室内单元1放射出来热量并提高至室温，随后在经辅助阀16a通过室外单元22的相应EEV 21时减压并膨胀。这种减压、膨胀的制冷剂吸收室外热交换器22周围的潜热，并被蒸发。

当空调处于待机模式时，压缩机2a、2b和四通阀6关闭。

图1中，实线表示空调处于待机模式时制冷剂的流动方向，而斜线表示四通阀关闭时的状态，室内单元和连接管中的制冷剂在室外单元1中流动，并在收集器12a、12b中以及部分地在压缩机2a、2b的下部中积存。

此时，若制冷剂积存在压缩机2a、2b的下部中，其稀释了工作中的压缩机内的油，并且导致润滑问题，结果对压缩机造成损害并降低了可靠性。在另一种情况下，积存在收集器12a、12b中的制冷剂还可以溢流并流入压缩机中，对压缩机2a、2b造成损害，并降低了压缩机2a、2b的可靠性。

在多体***的情况中，管线越长，分配给室内单元20，而非室外单元以及在连接管中的制冷剂的量越大。因此，当室外单元1处于待机模式时，液体制冷剂在室外单元1中积存得更加频繁。

图2示出了收集器中的油回收管结构。

如图2所示，无法回收积存在油回收管底部的油，由此油保持积存在底部。

由于上述原因，油循环的量将短少，且***的可靠性下降。

图3为现有技术室外单元压缩机周围的管线结构的示意图。

连接于压缩机150的管152、153经过覆盖处理(roofing treatment)，并对其应用独立的减震块(focusing mass)140。即低温、低压制冷剂蒸汽从室内单元(未示出)通过连接至辅助阀110的外管流入室外单元中，而此低温、低压制冷剂蒸汽的液体在其通过收集器130时被去除，低温、低压制冷剂蒸汽通过压缩机150压缩并在流入冷凝器前变为高温、高压制冷剂蒸汽。

在压缩机150中的压缩过程期间经常发生剧烈震动，因此必须控制此震动通过连接至压缩机150的吸入和排出管152、153传递到***的其它部分。为了控制震动的传递，可以在覆盖(roofing)处理后延长管子。另外，可以在覆盖管的下部，更具体而言，在压缩机150的吸入和排出管152、153覆盖处的下端，设置由诸如橡胶的弹性材料制成的减震块140。

当连接至压缩机150和收集器130的管子中通过反向圈120时，震动也被抑制。此处，反向圈120设置在***的上后部，未干扰管线，并且反向圈120的入口和出口都面向下。

另外，对吸入管152进行覆盖处理时，从收集器130至反向方向U形弯曲管子，并随后从反向圈119的位置向上L形弯曲，并径直继续。对于排出管153的覆盖，所述管排出单元向反方向U形弯曲，然后沿着底表面再一次U形弯曲，随后从反向圈119的位置L形弯曲，最后径直向上。

另外，考虑与外侧管的连接，用于载运在压缩机150中流动的制冷剂蒸汽的制冷剂蒸汽管151未经过覆盖处理，而是直接连接至反向圈120和辅助阀110。

发明内容

本发明的目的在于至少解决上述问题和/或缺点，并在于至少提供下述优点。

因此，本发明的一个目的在于通过提供一种用于通过改变制冷剂流向收集器的线路以确保液体制冷剂存在于确定的管路之间，从而在室外单元处于待机模式而电源打开且压缩机关闭的情况下防止液体制冷剂积存的方法来解决前述的问题。

本发明的另一目的在于提供一种用于防止空调的液体制冷剂积存的设备，从而在收集器的底部回收制冷剂。

本发明的上述和其它目的及优点通过提供一种用于防止空调的液体制冷剂积存的方法来实现，其中该方法包括步骤：确定压缩机的状态；若压缩机处于待机模式或关闭状态的至少一种，打开四通阀；确定是否压缩机的状态处于待机模式或关闭状态持续超过预定的时间；以及若压缩机持续该状态超过预定时间，关闭膨胀阀，其中高压制冷剂流入关闭的膨胀阀，低压制冷剂通过四通阀流入止回阀。

在本发明的典型实施例中，若向压缩机输入启动信号，根据制冷/加热模式控制四通阀，并且打开关闭的膨胀阀。

本发明的另一方面提供一种用于防止空调的液体制冷剂积存的设备，其中该设备包括：连接至压缩机从而喷射收集器的油的吸入管；一端与吸入管连接而另一端与收集器连接的液体回收管；以及用于控制液体回收管的打开/关闭的液体回收阀。

在本发明的典型实施例中，液体回收管的该另一端与收集器的下端连接，从而将收集器底部的油转移至吸入管。

本发明的又一方面提供了一种用于防止空调的液体制冷剂积存的方法，该方法包括步骤：在制冷或加热模式下操作空调的压缩机；以及打开液体回收阀，用于控制与压缩机和收集器连接的液体回收管，并减少油。

在本发明的典型实施例中，若空调处于加热模式，则该方法包括步骤：确定压缩机的排出温度是否高于预定温度；若压缩机的排出温度高于预定温度，则打开设置在收集器下端的液体回收阀；以及打开液体回收阀后，向压缩机喷出低压液体制冷剂，以降低压缩机的排出温度。

在本发明的典型实施例中，若空调处于制冷模式，周期性地打开液体回收阀，从而回收收集器底部的油。

根据本发明，流入收集器的制冷剂被阻挡，并且取而代之的，制冷剂处于制冷剂管中。由此，使得制冷剂无法流入压缩机中，且改善了压缩机的稳定性。

另外，在液体制冷剂积存在收集器中的情况下，收集器下端的液体制冷剂周期性地回收，或基于压缩机的排出温度回收，使得***无需经受缺油的问题。

本发明的其它优点、目的和特点将部分地通过下面的描述而展示出来，部分地通过验证下述内容为本领域技术人员所明晰或通过实践本发明而被掌握。本发明的目的和优点可如所附权利要求中具体指出的来实现和获得。

附图说明

下面，将参照以下附图详细介绍本发明，附图中相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1为示出现有技术液体制冷剂积存的示意图；

图2示出收集器中的油回收结构；

图3为示出现有技术室外单元压缩机周围的管线结构的示意图；

图4为根据本发明用于防止液体制冷剂积存的空调设备的示意图；

图5为说明根据本发明防止液体制冷剂积存的流程图；

图6和7为示出根据本发明用于防止液体制冷剂积存的设备的示意图；以及

图8为说明通过采用图6和7的设备防止液体制冷剂积存的方法的流程图。

具体实施方式

下面，将参照附图根据本发明优选实施例详细说明用于防止空调液体制冷剂积存的设备及其方法。

图4为根据本发明用于防止液体制冷剂积存的空调设备的示意图，而图5为说明根据本发明防止液体制冷剂积存的方法的流程图。

参照图4，该空调为空气调节或加热、空气调节/加热的组合多体空调设备，并包括至少一个室内单元120、至少一个室外单元100，该室内单元和室外单元通过长/中/短长度的管连接。

当空调处于制冷模式时，压缩机102a、102b压缩制冷剂，压缩的制冷剂通过油分离器104a、104b、止回阀105a、105b、以及四通阀106供给室外热交换器108。

在室外热交换器108中，制冷剂与室外空气进行热交换，并改变为室温制冷剂。随后，制冷剂通过室外EEV 110并变为低温、低压制冷剂，并通过室外辅助阀116a转移至室内单元的室内EEV 121和室内热交换器122。因此，通过与室内空气的热交换进行制冷操作。

通过室内热交换器122进行了热交换的制冷剂变为低温、低压制冷剂，并经室外单元100的四通阀106积存在收集器112a、112b中。

连接至变频压缩机102a和定速压缩机102b的收集器112a、112b将油液从制冷剂蒸汽中分离出来，并仅将制冷剂蒸汽喷入压缩机102a、102b。

另一方面，在加热模式中，空调以制冷模式驱动循环相反的方式运行。首先，压缩机102a、102b将制冷剂压缩为高温、高压状态，而压缩的制冷剂通过油分离器104a、104b和止回阀105a、105b、以及连接至四通阀106的流动线路，并通过室内辅助阀116b转移至室内单元120的室内热交换器122。在室内热交换器122中，制冷剂与室内空气进行热交换，并通过室内EEV 121减压、膨胀，随后通过辅助阀116a流入室外单元100。随后，此制冷剂通过室外EEV 110和室外热交换器108变为低温、低压状态。

图4中的箭头表示当室外单元处于待机模式或关闭时，制冷剂的流动路线。另外，图中的实线示出了基于根据本发明实施例的算法，制冷剂流入室外EEV 110和止回阀105a、105b前的状态。

同时，通过室外热交换器108经过热交换的制冷剂经四通阀106流入收集器112a、112b，液体制冷剂积存在收集器112a、112b中，而制冷剂蒸汽再次通过吸入管115喷入压缩机。

下面，将参照图5说明本发明。

当多体空调的室外单元处于待机模式，而空调处于启动状态时，压缩机102a、102b处于待机模式或关闭(S101、S103)。

当压缩机102a、102b关闭(Poff)或处于待机模式时，四通阀106打开(S105)。

确定压缩机的状态(关闭或待机)是否持续特定的时间段(Tref)(S107)，若是，关闭室外EEV 110。

随着四通阀106打开，止回阀105a、105b和设置在压缩机102a、102b排出侧的低压管彼此连接。换言之，四通阀106改变至加热模式线路，并连通室内辅助阀116b和通过连接管连接至室内热交换器122并连接至止回阀105a、105b的四通阀106。另外，在关闭室外EEV 110时，室内热交换器122和室外EEV 110连通。

因此，当压缩机102a、102b关闭时，室内一侧管线内的制冷剂用于通过室内辅助阀116b填满四通阀106和止回阀105a、105b。另外，高压管中的制冷剂经室外辅助阀116a和接收器118流入室外EEV 110(S11)。

利用上述方法，尽管制冷剂可泄漏出止回阀105a、105b，压缩机下部处的收集器112a、112b的油部分为空，使得在工作开始时液体制冷剂无法流入。

在上述过程的中间或在执行上述过程之后，确定是否输入压缩机启动信号(S113)，若是，打开辅助阀116a、116b，并开启四通阀106和室外EEV110(S115)。

若对于指定的时间段，压缩机关闭或处于待机模式，则关闭室内/外辅助阀116b、116a，或可打开或关闭特定的阀门以防止制冷剂进入室内单元。

图6示出能够回收收集器112a、112b中的积存制冷剂的设备。

如图6所示，制冷剂回收设备包括与压缩机102a、102b和收集器112a、112b连接的吸入管115；一端与吸入管115连接而另一端与收集器112a、112b下端连接的液体回收管117a、117b；以及分别安装在液体回收管117a、117b处、根据是否需要回收液体而打开或关闭的液体回收阀118a、118b。

在有多个收集器112a、112b的情况下，液体回收管117a、117b分别连接至与收集器112a、112b的下端连接的压力调节管119。

液体回收阀118a、118b优选为电磁阀或止回阀。

由于压缩机102a、102b和收集器112a、112b在制冷模式下主要由油填充，因此液体回收阀118a、118b周期性地开启，从而将油转移至与收集器112a、112b的下端连接的压力调节管119。随后，油通过液体回收管117a、117b转移至吸入管115。

转移至吸入管115后，油被回收至压缩机102a、102b。

作为一种实施例，给定压缩机102a、102b在工作中，而液体回收阀118a、118b可以首先关闭或打开从而收集液体制冷剂。

另外，由于大量油积存在收集器112a、112b的底部，为回收更多的油，必须增加***内的油循环，其进而保护压缩机并减少了总填油量。

另一方面，在加热模式中，由于室外温度低，压缩机102a、102b为加热而在高频下工作，由此提高排出的温度。通常，当压缩机102a、102b的排出温度提高时，压缩机的吸入管115打开，而高压制冷剂喷入压缩机102a、102b中，从而降低压缩机的温度。

然而，在低温区域中，经常发现压缩机的排出温度提高。由此，更加经常地发生液体制冷剂回收，且驱动循环变得不稳定，由此降低了加热能力。为此，当压缩机102a、102b的排出温度提高至高于指定温度范围时，打开连接至收集器112a、112b下端的液体回收阀118a、118b，并在压缩机102a、102b上通过液体回收管117a、117b和吸入管115喷射低压液体制冷剂，由此降低压缩机的排出温度。

通过应用液体回收管117a、117b，现在可以收集油回收管底部的积存油，而其由于现有技术收集器中的油回收管的结构而被视作是不可能。另外，还可以在比通常要高的位置设置油回收管。

由于回收了收集器112a、112b底部积存的油，***的油循环增加，并且确保了压缩机的可靠性。即使在压缩机的排出温度较高时，可以仅简单地通过为压缩机提供液体制冷剂来降低压缩机的排出温度而不影响循环。

在上述实施例中，应注意液体回收阀的数量与具有不同功能的压缩机(变频/定速压缩机)的数量相对应。

图7示出了图6的液体回收管117a或117b和液体回收阀118a或118b的另一种实施例，但其操作实际相同。

图8说明通过采用图6的***防止液体制冷剂积存的方法。首先，确定***是否处于加热模式(S121)。若是，检测压缩机的排出温度和室外温度(S123)。若压缩机的排出温度高于指定温度(S125)，收集器下端的液体回收阀打开，且向压缩机喷射低压液体制冷剂(S127)，从而降低压缩机的排出温度(S129)。

对于制冷模式，而非加热模式(S131)，收集器下端的液体回收阀周期性地打开，并且将油回收至压缩机(S133、S135)，由此降低压缩机的排出温度(S129)。

因此，根据本发明，当空调不正常工作时，制冷剂至收集器的流通线路改变，使得制冷剂无法流入压缩机，而可以回收收集器下端的制冷剂。

虽然，已参照特定的优选实施例示出并介绍了本发明，本领域技术人员将理解，可以在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的实质和范围的基础上对其形式和细节作各种改变。

上述实施例和优点仅为示意性，而不对本发明构成限制。本发明所教导的内容易于应用于各种类型的设备。对本发明的描述是出于说明，而非限制所应保护的范围。对本领域技术人员而言，多种替换、调整和变化是显而易见的。权利要求中，手段加功能的句段是为覆盖在此介绍的结构以及执行所叙述的功能，并且不仅是结构上的等效物，还包括等效的结构。

Claims (16)

1.一种用于防止空调的液体制冷剂积存的方法，该空调具有包括压缩机、四通阀和止回阀的室外单元、以及包括蒸发器的室内单元，该方法包括步骤：

确定压缩机的状态；

若压缩机处于待机模式或关闭状态的至少一种，打开四通阀；

确定是否压缩机的状态处于待机模式或关闭状态持续超过预定的时间；以及

若压缩机持续该状态超过预定时间，关闭膨胀阀。

2.根据权利要求1所述的方法，其中高压制冷剂流入关闭的膨胀阀。

3.根据权利要求1所述的方法，其中低压制冷剂通过四通阀流入止回阀。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：

若向压缩机输入启动信号，恢复元件的功能并使该元件工作。

5.根据权利要求4所述的方法，其中控制四通阀，以使其根据制冷/加热模式操作，并且打开关闭的膨胀阀。

6.一种用于防止空调的液体制冷剂积存的设备，该空调包括至少一个压缩机和至少一个收集器，该设备包括：

连接至压缩机从而喷射收集器的油的吸入管；

一端与吸入管连接而另一端与收集器连接的液体回收管；以及

用于控制液体回收管的打开/关闭的液体回收阀。

7.根据权利要求6所述的设备，其中液体回收管的该另一端与收集器的下端连接，从而将收集器底部的油转移至吸入管。

8.根据权利要求6所述的设备，其中液体回收阀的数量与功能不同的压缩机的数量相对应。

9.根据权利要求8所述的设备，其中液体回收阀控制液体回收管的打开/关闭，从而向压缩机喷射液体制冷剂，由此降低压缩机的排出温度。

10.根据权利要求8所述的设备，其中液体回收阀为电磁阀。

11.根据权利要求6所述的设备，其中液体回收管还包括与收集器的下端连接的压力调整管。

12.根据权利要求11所述的设备，其中压力调整管分别连接至收集器的下端。

13.一种用于防止空调的液体制冷剂积存的方法，该方法包括步骤：

在制冷或加热模式下操作空调的压缩机；以及

打开液体回收阀，用于控制与压缩机和收集器连接的液体回收管，并减少油。

14.根据权利要求13所述的方法，其中若空调处于加热模式，则该方法包括步骤：

确定压缩机的排出温度是否高于预定温度；

若压缩机的排出温度高于预定温度，则打开设置在收集器下端的液体回收阀；以及

打开液体回收阀后，向压缩机喷出低压液体制冷剂，以降低压缩机的排出温度。

15.根据权利要求13所述的方法，其中若空调处于制冷模式，打开液体回收阀，从而回收收集器底部的油。

16.根据权利要求15所述的方法，其中周期性地打开用于液体回收的液体回收阀。

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