CN101191686B - 一种实现高低压侧压力平衡的空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实现高低压侧压力平衡的空调，该空调系统的高压侧、低压侧之间设置通过阀门控制通断的连接管路；所述阀门在空调正常运行时关闭，当需要平衡高、低压侧的压力时开启。优选地，所述连接管路是连接在冷凝器的出气口和蒸发器的出气口之间。优选地，所述的阀门为两反方向串联的电磁阀。优选地，所述蒸发器的出气口的管路上安装有油分离器，所述连接管路通过油分离器连接该蒸发器的出口管，该油分离器通过回油毛细管连接压缩机的进气口。本发明在空调系统的高低压侧之间建立通过电磁阀控制导通的管路，使压缩机高低压侧的压力迅速平衡，压缩机不会在高低压侧的压力失衡的状况下启动。本发明的优选实施方案还利用该管路实现强制回油。

Description

一种实现高低压侧压力平衡的空调

技术领域

本发明涉及空调技术，具体地说涉及一种实现高低压侧压力平衡的空调。

背景技术

压缩机启动运行时，需要进气口(低压侧)与出气口(高压侧)两侧压力平衡，否则会造成启动困难。如果空调系统处于频繁启停的工作状态，则有可能出现高低压侧压力处于严重不平衡的状态下，压缩机获得启动命令。因此，现有技术下，空调系统一般接到开机信号后，等待3分钟方才启动压缩机，上述3分钟的等待时间，就是用于等待空调系统的高低压侧压力平衡。

尽管采取了上述措施，由于截流装置的存在，空调高压侧、低压侧之间压力平衡的实际需要的时间可能远长于3分钟的等待时间。因此，可能出现空调系统的高低压侧压力尚未平衡，压缩机就已经启动的情况。

此外，由于压缩机运行时，需要使用润滑油。这些润滑油会在压缩机的运行过程中混入冷媒中，进入冷媒循环。这种情况不仅会影响空调系统中冷媒的正常循环，而且会造成压缩机中的润滑油不断减少，严重时，压缩机会由于润滑油过少而烧坏。为此，需要采取回油措施，将冷媒中的润滑油返回所述压缩机中。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种实现高低压侧压力平衡的空调系统，该空调系统能够确保压缩机启动时高低压侧的压力平衡，而且该空调系统上稍加改进获得的优选实施方式，还可以实现空调系统的快速回油。

本发明提供的实现高低压侧压力平衡的空调，在空调系统的高压侧、低压侧之间设置通过阀门控制通断的连接管路；所述阀门在空调正常运行时关闭，当需要平衡高、低压侧的压力时开启。

优选地，所述连接管路具体是连接在冷凝器的出气口和蒸发器的出气口之间。

优选地，所述的阀门为两个反方向串联的电磁阀。

优选地，所述蒸发器的出气口的管路上安装有油分离器，所述连接管路具体通过油分离器连接该蒸发器的出口管，该油分离器通过回油毛细管连接压缩机的进气口。

优选地，所述冷凝器的出气口到蒸发器的进气口之间管路上的节流器件为电子膨胀阀。

优选地，所述空调在接收到制冷开机启动信号时，首先打开连接管路上的阀门并等待一段时间，然后启动压缩机；压缩机启动一段时间后，再关闭所述阀门。

优选地，所述空调在制冷模式下，接收到关机信号时，首先打开所述连接管路上的阀门，同时关闭电子膨胀阀；压缩机运转一段时间后停止。

优选地，所述空调接收到制热开机信号后，首先开启所述连接管路上的电磁阀一段时间，然后关闭电磁阀；电磁阀关闭后等待若干时间，启动压缩机。

优选地，所述空调在制热模式下接收到关机信号后，关闭电子膨胀阀，同时开启所述连接管路上的电磁阀，并关闭压缩机；等待若干时间后，关闭电磁阀。

优选地，所述空调为变频空调时，当压缩机在低频状态下运转累计时间过长，并且其间没有出现空调在高于带油频率较长时间运行的情况，则进入强制回油过程；所述强制回油过程，屏蔽防冻结保护，同时进行如下操作：当压缩机处于制冷运行，首先将膨胀阀开度调整到适当位置，空调升频至较高频率运行足够长时间，然后回复原运行频率运行，以上过程中，所述连接管路上的阀门关闭；当压缩机处于制热运行状态，首先停止压缩机，然后打开所述连接管路上的阀门，关闭空调四通阀，等待足够长的时间后，关闭所述连接管路上的阀门，启动压缩机、外风机，压缩机频率升至较高频率运转，内风机则停止运行，一段时间后，关闭压缩机，打开所述连接管路上的阀门，四通阀换向，等待一短暂时间后，关闭所述连接管路上的阀门，启动压缩机，返回制热运转。

本发明的解决问题的基本方法是，在空调系统的高低压侧之间建立通过电磁阀控制导通的管路，该管路在开关机等特定工作状态下导通，使压缩机高低压侧的压力迅速平衡，这样，压缩机就不会在高低压侧的压力失衡的状况下启动。

在本发明的优选实施方式中，在上述空调系统高低压侧之间的管路上设置油分离器，该油分离器可以利用高低压侧的压力差分离混入冷媒中的润滑油，分离后的润滑油通过专门设置的回油毛细管管路返回压缩机。通过上述方式，能够很好的分离冷媒中的润滑油，防止压缩机在无油状态工作。

总之，使用本发明提供的空调，可以确保压缩机的高低压侧压力平衡的状态下启动，基于本发明基本实施方式的优选方式，还可以进一步解决空调回油问题，从两个方面保障压缩机的无故障运行。

附图说明

图1是本发明第一实施例的管路图；

图2是本发明第一实施例的空调实现制冷开机的动作流程图；

图3是本发明第一实施例的空调实现制冷关机的动作流程图；

图4是本发明第一实施例的空调实现制热开机的动作流程图；

图5是本发明第一实施例的空调实现制热关机的动作流程图；

图6是本发明第一实施例当空调为变频空调时，低频制冷运转时强制回油的动作流程图；

图7是本发明本发明第一实施例当空调为变频空调时，低频制热运转时强制回油的动作流程图。

具体实施方式

请参看图1，为本发明第一实施例提供的一种可实现高低压侧压力平衡的空调管路图。该图仅仅示出该空调中与说明该实施例相关的基本部件和管路，实际上该空调中还具有若干压力开关、传感器、输入面板等控制用元件，以及根据上述控制元件的输出发出控制指令的控制中心。

图1示出，该空调具有现有技术下一般空调所具有的基本元件。压缩机101的出气口通过管路连接四通阀102管口A，四通阀102的管口B通过管路连接冷凝器103的进气口，冷凝器103的出气口连接节流元件的进气口。本空调使用的节流元件为电子膨胀阀104，实际上也可以使用毛细管等其他形式的节流元件。该电子膨胀阀104的出气口通过三通截止阀105连接蒸发器106进气口，所述四通阀102的管口D通过管路连接汽液分离器110进气口，汽液分离器110的出气口连接所述压缩机101的进气口。

本发明与现有技术下一般空调的不同之处在于，该空调的蒸发器106的出气口通过安装有三通截止阀107的管4连接多功能油分离器108的管口E，所述管口E在所述多功能油分离器108的开口处于较高位置，以保证其高于多功能油分离器108中积累的润滑油的油面。所述多功能油分离器108的管口F通过管1连接所述四通阀102的管口C。所述多功能油分离器108还通过管3连接所述压缩机101的进气口，所述管3称为回油毛细管，其在多功能油分离器108中的开口位于油面较低位置，以便实现回油。同时，所述冷凝器103的出气口与多功能油分离器的管口G之间，通过安装有电磁阀组件109的连接管路连接，其中电磁阀组件109包括两个反向串联的电磁阀1091、1092。所述多功能油分离器108还通过管3连接压缩机101进气口。

本实施例提供的上述连接管路，实际上是在空调的高压侧和低压侧之间建立一个由阀门控制通断的专门管路，该管路在需要的时候可以受控导通，平衡高低压侧的压力差。该连接管路上设置多功能油分离器108的目的在于，利用所述连接管路提供的压力，对冷媒中混入的润滑油强制回油。实际上，可以不设置所述多功能油分离器108，直接将管2连接在蒸发器106出口与四通阀102的管路上，此时，该连接管路只能起到平衡高低压侧压力的作用，不能用于自动回油。

上述连接管路中使用两个反向连接的电磁阀组成的电磁阀组件控制该连接管路的通断，其原因是：一般电磁阀仅仅用于承受一个方向的压力差，当这种电磁阀两端加有反向压力时，只需要很小的压力差就会被压力打开，无法正确控制其导通。而本实施例中，该连接管路在制冷、制热两种工作状态下，要承受方向相反的压力差，因此，本发明使用由两个电磁阀反向串联组成的电磁阀组件作为控制该连接管路的阀门，这样，可以保证至少有一个电磁阀能够正确控制。实际上，也可以采用其他类型的阀门实现对所述连接管路的控制。

在空调正常运行的状况下，上述连接空调高压侧和低压侧的连接管路通过所述电磁阀组件109的控制，处于关断状态，以免影响空调的正常工作。但是，当压缩机启动或关闭等特殊工作状态下，则在所述电磁阀组件109的控制下暂时导通，以获得平衡高低压侧压力的效果。在某些情况下，还可能利用上述管路实现强制回油。以下结合上述连接管路，介绍在不同的工作状态下，进行高低压侧的压力平衡和强制回油时，该空调的具体动作流程，在介绍动作流程时，同时说明本实施例对空调增加的连接管路和多功能油分离器的作用。这些工作流程都是由空调的控制元件根据控制程序的设定实现的。由于通过控制元件实现这些控制流程的方法在现有技术下具有很多选择，本技术领域的专业人士都可以根据下述提供的动作流程图方便的完成，因此，本实施例中对该空调的控制系统不作介绍。

第一种操作：空调制冷开机。

请参看图2，该图示出此种状态下空调的动作流程图。该流程图的前提是，空调在停机状态下接收到制冷开机的指令。

步骤S201，电磁阀1091、1092上电开启。

所述电磁阀1091、1092上电开启的效果，是使空调的高压侧、低压侧通过连接管路连通，如果此时两者之间存在压力差，冷媒就可以通过该连接管路流通，从而实现高低压侧的压力平衡。

步骤S202，等待3分钟。

上述等待时间是实现高低压侧完全平衡的经验数据，可以根据实际的空调运行情况确定合理的时间。等待时间过短，会造成高低压侧的压力尚未完全平衡，空调压缩机就启动工作，造成压缩机启动困难；等待时间过长，则会影响空调的正常工作。

步骤S203，压缩机启动，电磁阀1091、1092保持上电开启状态。

压缩机启动时，将建立高低压侧的压力。此时，由于处于制冷工作状态，压缩机101出气口通过四通阀102连接冷凝器103。由于电磁阀1091、1092保持开启，其效果是在多功能油分离器108上，通过管2引入了冷凝器103出气口的高压，该高压加于所述多功能油分离器108的油面上，多功能油分离器108积累的润滑油在该压力的作用下，通过管3回流到压缩机101进气口。

步骤S204，压缩机运转持续30秒，并保持电磁阀1091、1092的开启状态。

电磁阀1091、1092保持开启上述时间的目的，是使所述多功能油分离器108中积累的润滑油能够充分回油到压缩机。具体的时间可以根据空调的实际回油状况调整。

步骤S205，电磁阀1091，1092掉电关闭。

电磁阀1091、1092掉电关闭以后，所述高低压侧之间的连接管路关闭。上述操作步骤完成了利用该管路进行高低压侧压力平衡以及实现强制回油的工作，空调进入正常的制冷运行。

第二种操作：空调制冷状态下关闭。

请参看图3，为空调实现该操作的动作流程图。空调执行该动作流程的前提是，空调处于制冷状态，并接收到关机信号。

步骤S301，开启电磁阀1091、1092，同时关闭电子膨胀阀104。

关闭电子膨胀阀104使该空调制冷回路工作停止，同时开启电磁阀1091、1092，由于压缩机101尚未关闭，使空调高压侧的压力可以加到所述多功能油分离器108的液面上，提供回油压力。

步骤S302，等待20秒。

在该等待时间内，压缩机101尚未停机，该时间用于确保多功能油分离器108与压缩机101吸气侧之间的压力差，提供回油压力。

步骤S303，关闭压缩机101。

压缩机关闭后，所述电磁阀1091、1092没有关闭，空调的高、低压侧进行压力平衡过程。

步骤S304，压缩机101停机后，风机继续中速吹30秒。

该操作是为了保证冷凝器中的残余的热量被吹出，防止热量累计，降低冷凝压力。尤其在室外环境温度较高的时候吹余热非常必要。

步骤S305，接收到关机信号2分钟后，关闭电磁阀1091、1092。

上述工作过程，能够在确保回油压力的同时，实现高低压侧的压力平衡。

第三种操作：空调制热开机。

请参看图4，该图示出空调实现该制热开机的动作流程图。空调执行该动作的前提是，空调在停机状态下，接收到制热开机指令。

步骤S401，开启电磁阀1091、1092。

该步骤实现高低压侧的压力平衡。

步骤S402，等待2分50秒。

步骤S403，关闭电磁阀。

步骤S404，等待10秒种。

由于制热状态下，管1处于高压侧，该时间用于确保电磁阀1091、1092的可靠关闭，防止高压侧的排气通过管1、管2直接进入冷凝器。

步骤S405，开启压缩机101。空调进入正常的工作状态。

第四种操作，关闭空调制热。

请参看图5，该图示出空调在制热模式下接收到关机信号时的工作流程。

步骤S501，关闭电子膨胀阀104，开启电磁阀1091、1092，停止压缩机101。

由于制热状态下，多功能油分离器108与压缩机101的吸气侧之间存在高压，所以无需在关机过程中再为其提供回油压力。所以，可以直接关闭压缩机101。

步骤S502，等待2分钟。

该时间用于实现高低压侧的压力平衡。

步骤S503，关闭电磁阀1091，1092。

以上都是一般空调启动、关机时，使用所述连接管路实现高低压侧压力平衡和强制回油的操作过程。通过开机、关机过程的压力平衡和回油操作，可以保证压缩机启动时，高低压侧的压力平衡。

实际上，该实施例提供的连接管路还可以用于一些特殊场合的强制回油。例如，当压缩机采用变频压缩机时，当压缩机长期工作在低频场合时，由于频率过低，无法满足最小的带油速度，导致压缩机回油不良，这时，需要强制回油。

图6示出本实施例提供的空调在制冷低频运转状态下，强制回油的工作步骤。

步骤S601，判断空调需要强制回油。

所述需要强制回油的条件，可以根据空调的实际情况设置。一个推荐的判断条件是：压缩机制冷运行连续运行频率小于60HZ累计达到6小时，如果压缩机制冷或制热运转过程频率大于等于60HZ连续运行超过5分钟，则回油累极时间清零，重新开始计时。

步骤S602，调整电子膨胀阀104的开度到合适位置。

一个推荐的电子膨胀阀104的开度为350。电子膨胀阀的开度会影响回油速度，开度较大时，回油较容易。

步骤S603，机器直接升频至80HZ，连续运行5分钟。

该频率可以保证具有足够的带油速度，运行足够长时间，就可以改善低频工作时回油不良的问题。

步骤S604，压缩机101恢复原频率运行。

上述强制回油过程无需使用所述连接管路即可实现。

图7示出空调在制热运转的条件下，强制回油的工作步骤。该工作步骤的实质就是将空调短暂工作在高频的空调制冷状态，实现回油。这是由于，制热低频运转一般出现在使用环境温度较高时，这时会出现室内盘管温度限频，也就是当室内盘管传感器温度到达一定温度，要限制压缩机101继续升频，防止出现系统运转压力过高，如果不转制冷，因制热频率受到限制，所以频率升不上去，不能实现高频运转回油，如果屏蔽室内盘管温度防高温保护，则系统压力将迅速上升，会出现高压压力保护停机，如无压力保护，也会出现过电流保护，如果上述保护都没有，压缩机超过最大压力运转，会造成压缩机内部部件损坏。甚至烧毁。而转到制冷模式，这个环境温度对制冷来说不算高温环境，系统压力不会很高。所以可以正常运转。

步骤S701，判断空调需要强制回油。

上述判断条件与以上制冷低频运转状态的强制回油判断条件相同。

步骤S702，停止压缩机101，同时打开电磁阀1091、1092，关闭四通阀102。

本步骤用于实现高低压侧的压力平衡。

步骤S703，等待50秒。

步骤S704，关闭电磁阀1091、1092，启动压缩机101和外风机(图未示)，压缩机101的频率以1HZ/S的速度升至80HZ运转，内风机强制停止。

启动外风机的原因，是制热回油过程中机器进行制冷运行，而制热出现低频运转一般室外环境温度在20℃以上，因压缩机101转至高频运转，如果外风机不运转，只靠自然对流，很难将冷凝器中的热量及时散出，这时排气压力会迅速上升，会出现高压压力或过电流保护停压缩机报故障，不能完成回油循环，只有外风机启动对冷凝器进行强制对流换热，才可保证压缩机正常运转。

强制停止内风机，是因为用户最初设定的是制热模式，要求空调进行制热，因为回油的需要，强制要求空调转到了制冷模式，这时室内相当于蒸发器，蒸发器盘管温度很低，如果内风机不停止，会有冷风吹出，会使房间温度降低，引起用户不满，所以要停止内风机，使冷量保持在室内机中，回油结束后转回制热，将室内保存的冷量消耗掉，当热量累及到一定程度再吹出，即制热回油结束后内风机按防冷风启动

本步骤使空调工作在制冷状态，并实现回油。

步骤S705，持续运行5分钟。

该时间使空调充分回油。

步骤S706，关闭压缩机101，打开电磁阀1091、1092，四通阀102换向。

该步骤实现高低压侧的压力平衡。

步骤S707，等待10秒。

这是实现高低压侧的压力平衡的等待时间。

步骤S708，关闭电磁阀1091、1092，压缩机101启动，回到制热运行状态。

在上述制冷、制热的强制回油过程中，需要屏蔽防冻结保护，以免空调强制要求降低压缩机工作频率。

应当说明，以上工作步骤中涉及的频率、等待时间等数据作为例子说明的经验数据，在实际的空调装置中，需要根据通过运行试验确定合理的数据。

以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种实现高低压侧压力平衡的空调，其特征在于，在空调系统的高压侧、低压侧之间设置通过阀门控制通断的连接管路；所述阀门在空调正常运行时关闭，当需要平衡高、低压侧的压力时开启；

所述的阀门为两个反方向串联的电磁阀；

所述空调接收到制热开机信号后，首先开启所述连接管路上的所述电磁阀一段时间，然后关闭所述电磁阀；所述电磁阀关闭后等待若干时间，启动压缩机。

2.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述连接管路具体是连接在冷凝器的出气口和蒸发器的出气口之间。

3.根据权利要求2所述的空调，其特征在于，所述蒸发器的出气口的管路上安装有油分离器，所述连接管路具体通过油分离器连接该蒸发器的出口管，该油分离器通过回油毛细管连接压缩机的进气口。

4.根据权利要求2或3的空调，其特征在于，所述冷凝器的出气口到蒸发器的进气口之间管路上的节流器件为电子膨胀阀。

5.根据权利要求4所述的空调，其特征在于，所述空调在接收到制冷开机启动信号时，首先打开连接管路上的阀门并等待一段时间，然后启动压缩机；压缩机启动一段时间后，再关闭所述阀门。

6.根据权利要求4所述的空调，其特征在于，所述空调在制冷模式下，接收到关机信号时，首先打开所述连接管路上的阀门，同时关闭电子膨胀阀；压缩机运转一段时间后停止。

7.根据权利要求4所述的空调，其特征在于，所述空调在制热模式下接收到关机信号后，关闭电子膨胀阀，同时开启所述连接管路上的所述电磁阀，并关闭压缩机；等待若干时间后，关闭所述电磁阀。

8.根据权利要求4所述的空调，其特征在于，所述空调为变频空调时，当压缩机在低频状态下运转累计时间过长，并且其间没有出现空调在高于带油频率较长时间运行的情况，则进入强制回油过程；所述强制回油过程，屏蔽防冻结保护，同时进行如下操作：当压缩机处于制冷运行，首先将膨胀阀开度调 整到适当位置，空调升频至较高频率运行足够长时间，然后回复原运行频率运行，以上过程中，所述连接管路上的阀门关闭；当压缩机处于制热运行状态，首先停止压缩机，然后打开所述连接管路上的阀门，关闭空调四通阀，等待足够长的时间后，关闭所述连接管路上的阀门，启动压缩机、外风机，压缩机频率升至较高频率运转，内风机则停止运行，一段时间后，关闭压缩机，打开所述连接管路上的阀门，四通阀换向，等待一短暂时间后，关闭所述连接管路上的阀门，启动压缩机，返回制热运转。 

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