CN101988717A - 模块化多联机组及其冷冻机油均衡控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的模块化多联机组，室外机模块包括储油器均油管，储油器均油管上设有串联连接的第一均油阀和均油单向阀，第一均油阀与储油器连接，均油单向阀与其他室外机模块的储油器均油管连通；每个室外机模块，位于均油单向阀的截止端还设置有一端与储油器均油管并联连接的第二均油阀和均油毛细管，第二均油阀和均油毛细管采用串联方式连接；油毛细管的另一端连接至本模块各压缩机的低压吸气侧。上述模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，冷冻机油均衡控制模块根据检测结果对各室外机模块输出指令，控制每个室外机模块的第一均油阀和第二均油阀执行开启或关闭动作。可从停机模块回收富余的冷冻机油、模块间冷冻机油实现共享以及模块间无需停机均油。
Description
技术领域
本发明属于空调制冷技术领域，特别是多联式空调机组及其压缩机冷冻机油平衡及分配控制方法。
背景技术
多联式空调机组为一台独立的室外机组可以同时连接多台室内机，同时对多个空调区域进行空气调节，满足不同用户的需求。模块化多联式空调机组不仅室外机可以同时连接多台室内机，而且独立的室外机之间还可以通过组合的形式，同样为单一制冷系统提供更大的输出能力，满足更大空间的空调要求。而室外机模块化的组合形式，就涉及到各个模块间的冷冻机油平衡控制。在运行过程中，由于安装和运行条件的影响，特别是在各个模块压缩机能力输出不一致时，会导致模块间的冷冻机油分配不均，出现“富油”或“缺油”的状态。处于“富油”状态的模块如果无法将富余的冷冻机油共享或再次分配到缺油状态的模块，那么多余的冷冻机油则无法有效利用，在一定程度造成浪费。而处于“缺油”的模块由于压缩机欠油运行，其本身的效率不但会大大下降，严重时会损坏压缩机。
目前，模块化多联式空调机组控制冷冻机油的平衡方法主要以下几种方式：1.模块压缩机油池底部直接通过油平衡连接，该方式主要用于低压腔式压缩机系统；2.模块间通过油分离器连接实现冷冻机油的共享；3.模块间通过专用的储油器连接实现冷冻机油共享。以上几种方法，在一定程度上都可以实现模块间压缩机冷冻机油的共享，但仍无法解决各模块在任何状态实现冷冻机油的完全共享和二次分配。无法避免各模块出现“富油”或“缺油”的状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模块化多联机组及其冷冻机油均衡控制方法，实现模块化多联式空调机组的冷冻机油完全共享与二次有效分配，确保机组的可靠运行。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
模块化多联机组，包括有室内机组、一个以上的室外机模块和连接所述室内机组和室外机模块的多条冷媒管道，冷媒在所述冷媒管道内循环流动；所述每个室外机模块均包括有：一台以上的压缩机、连接所述每台压缩机高压端的油分离器、与所述油分离器连接的储油器以及室外换热器；其中，所述油分离器与压缩机的数量相同，即每台压缩机配置独立的油分离器；所述油分离器的冷媒出口与室外换热器连接，冷冻机油出口与储油器的入口连接，所述储油器的出口连接本模块各压缩机的低压吸气侧；所述室外机模块还包括有：储油器均油管，所述储油器均油管上设置有串联连接的第一均油阀和均油单向阀，所述第一均油阀与所述储油器连接，所述均油单向阀通过本室外机模块的储油器均油管与其他室外机模块的储油器均油管连通。
所述每个室外机模块，位于所述均油单向阀的截止端还设置有一端与储油器均油管并联连接的第二均油阀和均油毛细管，所述第二均油阀和均油毛细管采用串联方式连接；所述均油毛细管的另一端连接至本模块各压缩机的低压吸气侧。
所述每个室外机模块各压缩机的低压吸气侧连接气液分离器的出口，所述气液分离器的入口与室内机组通过冷媒管道连接。
所述每个室外机模块的储油器的出口与储油器回油管连接，所述储油器回油管设置有回油阀，并在所述回油阀出口处分支为与本模块压缩机数量相同的一条以上的回油支管，所述各回油支管均设置有回油毛细管，并连接至本模块内各个压缩机的吸气侧。
所述每个室外机模块包括有：储油器压力控制管，所述储油器压力控制管一端连接储油器，另一端分成两条支管分别连接至本模块内各个压缩机的高压排气侧、和通过降压毛细管后连接至本模块内各个压缩机的低压吸气侧。
所述模块化多联机组，包括有控制部件，所述控制部件包括有：室内机控制系统和各室外机模块控制系统；所述室内机控制系统包括有：用户设定参数模块、室内环境温度检测模块、室内冷媒流量控制装置以及室内输出模块；所述各室外机模块控制系统包括有：室外参数检测模块、室外运行状态检测模块、室外冷媒流量控制装置、室外输出模块以及冷冻机油均衡控制模块；所述各室外机模块控制系统的室外运行状态检测模块对本模块室外机的运行状态进行检测，同时对其他模块室外机的运行状态进行检测，冷冻机油均衡控制模块根据检测结果对各室外机模块输出指令，控制冷冻机油的流向。
上述模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，其中，由控制部件的各室外机模块控制系统的室外运行状态检测模块对本模块室外机的运行状态进行检测，同时对其他模块室外机的运行状态进行检测，冷冻机油均衡控制模块根据检测结果对各室外机模块输出指令，控制所述每个室外机模块的第一均油阀和第二均油阀执行开启或关闭动作，控制冷冻机油的流向，使得各室外机模块间的冷冻机油共享与均衡分配。
本发明的有益效果如下：
本发明的模块化多联机组，由于室外机模块包括有：储油器均油管，所述储油器均油管上设置有串联连接的第一均油阀和均油单向阀，第一均油阀与所述储油器连接，均油单向阀与其他室外机模块的储油器均油管连通；每个室外机模块位于所述均油单向阀的截止端还设置有一端与储油器均油管并联连接的串联连接的第二均油阀和均油毛细管；所述均油毛细管另一端连接至本模块各压缩机的低压吸气侧；上述模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，由控制部件的各室外机模块控制系统的室外运行状态检测模块对本模块室外机的运行状态进行检测，同时对其他模块室外机的运行状态进行检测，冷冻机油均衡控制模块根据检测结果对各室外机模块输出指令，控制所述每个室外机模块的第一均油阀和第二均油阀执行开启或关闭动作。因此，可从停机模块回收富余的冷冻机油、可实现模块间冷冻机油实现共享以及模块间无需停机可控制均油。本发明可实现任何状态下各模块冷冻机油的共享，模块化多联式空调机组的冷冻机油完全共享与二次有效分配，确保机组的可靠运行。
附图说明
图1是本发明的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法实施例一的流程图；
图2是本发明的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法实施例二的流程图；
图3是本发明的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法实施例三的流程图；
图4是本发明的模块化多联机组的结构示意图；
图5是本发明的模块化多联机组的控制部件结构示意图；
图6是本发明的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法实施例一的系统原理图；
图7是本发明的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法实施例二的原理图；
图8是本发明的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法实施例三室外机模块B向室外机模块A共享冷冻机油模式的系统原理图；
图9是本发明的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法实施例三室外机模块A向室外机模块B共享冷冻机油模式的系统原理图。
附图标记说明：
1、压缩机，2、油分离器，3、储油器，4、气液分离器，5、室外换热器，6、排油管，7、储油器压力控制管，8、第一均油阀，9、回油阀，10、回油毛细管，11、均油毛细管，12、液管截止阀，13、气管截止阀，14、室内换热器，15、均油截止阀，16、储油器回油管，17、储油器均油管，18、第二均油阀，19、均油单向阀。
具体实施方式
请见图4，本发明公开一种模块化多联机组，包括有室内机组、一个以上的室外机模块和连接所述室内机组和室外机模块的多条冷媒管道，冷媒在所述冷媒管道内循环流动；所述每个室外机模块均包括有：一台以上的压缩机1、连接所述每台压缩机高压端的油分离器2、与所述油分离器2连接的储油器3以及室外换热器5；其中，所述油分离器2与压缩机1的数量相同，即每台压缩机配置独立的油分离器2；所述油分离器2的冷媒出口与室外换热器5连接，冷冻机油出口与储油器3的入口连接，所述储油器3的出口连接本模块各压缩机的低压吸气侧；所述室外机模块还包括有：储油器均油管17，所述储油器均油管17上设置有串联连接的第一均油阀8和均油单向阀19，所述第一均油阀8与所述储油器3连接，所述均油单向阀19通过本室外机模块的储油器均油管与其他室外机模块的储油器均油管连通。
所述每个室外机模块，位于所述均油单向阀19的截止端还设置有一端与储油器均油管17并联连接的第二均油阀18和均油毛细管11，所述第二均油阀18和均油毛细管11采用串联方式连接；所述均油毛细管11的另一端连接至本模块各压缩机的低压吸气侧。
所述每个室外机模块各压缩机的低压吸气侧连接气液分离器4的出口，所述气液分离器4的入口与室内机组通过冷媒管道连接。
所述每个室外机模块的储油器3的出口与储油器回油管16连接，所述储油器回油管16设置有回油阀9，并在所述回油阀9出口处分支为与本模块压缩机数量相同的一条以上的回油支管，所述各回油支管均设置有回油毛细管10，并连接至本模块内各个压缩机的吸气侧。
所述每个室外机模块包括有：储油器压力控制管7，所述储油器压力控制管7一端连接储油器3，另一端分成两条支管分别连接至本模块内各个压缩机的高压排气侧、和通过降压毛细管后连接至本模块内各个压缩机的低压吸气侧。
所述模块化多联机组，请见图5，包括有控制部件，所述控制部件包括有：室内机控制系统和各室外机模块控制系统；所述室内机控制系统包括有：用户设定参数模块、室内环境温度检测模块、室内冷媒流量控制装置以及室内输出模块；所述各室外机模块控制系统包括有：室外参数检测模块、室外运行状态检测模块、室外冷媒流量控制装置、室外输出模块以及冷冻机油均衡控制模块；所述各室外机模块控制系统的室外运行状态检测模块对本模块室外机的运行状态进行检测，同时对其他模块室外机的运行状态进行检测，冷冻机油均衡控制模块根据检测结果对各室外机模块输出指令，控制冷冻机油的流向。
所述室外参数检测模块包括室外环境温度检测模块、系统高压或低压值检测模块以及系统压缩机排气温度检测模块。
所述室外输出模块包括压缩机能力输出模块和室外电机输出模块。
所述各室外机模块控制系统之间电气连接，相互检测室外机模块的运行状态参数。
为了实现模块化多联式空调机组的冷冻机油完全共享与二次有效分配的目的，本发明采用以下控制方法：
上述模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，其中，由控制部件的各室外机模块控制系统的室外运行状态检测模块对本模块室外机的运行状态进行检测，同时对其他模块室外机的运行状态进行检测，冷冻机油均衡控制模块根据检测结果对各室外机模块输出指令，控制所述每个室外机模块的第一均油阀和第二均油阀执行开启或关闭动作，控制冷冻机油的流向，使得各室外机模块间的冷冻机油共享与均衡分配。
实施例一：
所述模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，可实现室外机模块启动时与其他运行中的室外机模块的冷冻机油共享，其中，请见图1、图6，包括如下步骤：
步骤一：室外机模块B正常运行；
步骤二：控制部件判断是否有其他室外机模块接收到启动运行指令，如是，进入步骤三，如否，回到步骤一；
步骤三：室外机模块A启动运行，则室外机模块A第一均油阀8关闭，第二均油阀18开启；室外机模块B及其他运行中的室外机模块第一均油阀开启，第二均油阀关闭；2分钟后所有运行模块第二均油阀18开启，第一均油阀8关闭；进入步骤一。
本实施例的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法流程如附图6所示。假设室外机模块B为已稳定运行模块，室外机模块A为刚启动运行模块。当室外机模块A接收到启动信号后，立刻关闭第一均油阀8关闭，第二均油阀18开启。运行室外机模块B第一均油阀8开启，第二均油阀18关闭。按该方式控制后，室外机模块B利用均油管17高压的作用将储油器(3)中富余的冷冻机油，通过其本身的第一均油阀8和均油单向阀19，沿模块间的均油管17，再经过室外机模块A的第二均油阀18和均油毛细管11流回至压缩机1吸气侧，最终回到室外机模块A的压缩机1内。2分钟后所有运行模块第二均油阀18开启，第一均油阀8关闭，完成冷冻机油的再分配控制。
实施例二：
所述模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，可实现室外机模块停止时与其他运行中的室外机模块的冷冻机油共享，其中，请见图2、图7，包括如下步骤：
步骤一：室外机模块B正常运行；
步骤二：控制部件判断是否有其他室外机模块接收到停止运行指令，如是，进入步骤三，如否，回到步骤一；
步骤三：室外机模块A停止运行，则室外机模块A第一均油阀8开启，第二均油阀18关闭；室外机模块B及其他运行中的室外机模块第一均油阀8关闭，第二均油阀18开启；2分钟后所有运行模块的第一均油阀8关闭，第二均油阀18开启，停止运行的室外机模块A的第一均油阀8和第二均油阀18均关闭；进入步骤一。
本实施例的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法流程如附图7所示。假设室外机模块模块A、B为已稳定运行模块，但此时模块A为需要停止运行模块。当模块A接收到停止运行信号后，立刻关闭第二均油阀18，开启第一均油阀8。运行模块B第一均油阀8关闭，第二均油阀18开启。按该方式控制后，模块A利用均油管17的高压作用将储油器3中富余的冷冻机油，通过其本身的第一均油阀8和均油单向阀19，沿模块间的均油管17，再经过模块B的第二均油阀18和均油毛细管11流回至压缩机1吸气侧，最终回到模块B的压缩机1内。2分钟后所有运行模块B第二均油阀18开启，第一均油阀8关闭，停止模块A第一均油阀8和第二均油阀18均关闭，完成冷冻机油的再分配控制。
实施例三：
所述模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，可实现运行中的不同室外机模块间冷冻机油共享，其中，请见图3、图8、图9，包括如下步骤：
步骤一：室外机模块A、室外机模块B及其他室外机模块正常运行；
步骤二：控制部件判断是否满足均油运行时间为X分钟，如是，进入步骤三，如否，回到步骤一；
步骤三：运行室外机模块A第二均油阀开启，第一均油阀关闭；运行室外机模块B第二均油阀关闭，第一均油阀开启；2分钟后，运行室外机模块A第一均油阀开启，第二均油阀关闭；运行室外机模块B第一均油阀关闭，第二均油阀开启；再过2分钟后，所有运行室外机模块第一均油阀关闭，第二均油阀开启。
步骤四：均油运行时间清零，重新计时。
本实施例的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法流程如附图8、9所示。假设模块A、B均为已稳定运行模块，当控制系统接收到均油控制信号后，模块B首先向模块A共享富余冷冻机油，控制流程见附图8。运行模块A第一均油阀8关闭，第二均油阀18开启。运行模块B第一均油阀8开启，第二均油阀18关闭。按该方式控制后，模块B利用均油管17高压的作用将储油器3中富余的冷冻机油，通过其本身的第一均油阀8和均油单向阀19，沿模块间的均油管17，再经过模块A的第二均油阀18和均油毛细管11流回至压缩机1吸气侧，最终回到模块A的压缩机1内。2分钟后运行模块B第二均油阀18开启，第一均油阀8关闭，完成冷冻机油的再分配控制。
当模块B向模块A共享富余冷冻机油后，立刻执行模块A向模块B共享富余冷冻机油，控制流程见附图9。运行模块A关闭第二均油阀18，开启第一均油阀8。运行模块B第一均油阀8关闭，第二均油阀18开启。按该方式控制后，模块A利用均油管17的高压作用将储油器3中富余的冷冻机油，通过其本身的第一均油阀8和均油单向阀19，沿模块间的均油管17，再经过模块B的第二均油阀18和均油毛细管11流回至压缩机1吸气侧，最终回到模块B的压缩机1内。2分钟后运行模块A第二均油阀18开启，第一均油阀8关闭，完成冷冻机油的再分配控制。
上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.模块化多联机组，包括有室内机组、一个以上的室外机模块和连接所述室内机组和室外机模块的多条冷媒管道，冷媒在所述冷媒管道内循环流动；所述每个室外机模块均包括有：一台以上的压缩机(1)、连接所述每台压缩机高压端的油分离器(2)、与所述油分离器(2)连接的储油器(3)以及室外换热器(5)；其特征在于：所述油分离器(2)与压缩机(1)的数量相同，即每台压缩机配置独立的油分离器(2)；所述油分离器(2)的冷媒出口与室外换热器(5)连接，冷冻机油出口与储油器(3)的入口连接，所述储油器(3)的出口连接本模块各压缩机的低压吸气侧；所述室外机模块还包括有：储油器均油管(17)，所述储油器均油管(17)上设置有串联连接的第一均油阀(8)和均油单向阀(19)，所述第一均油阀(8)与所述储油器(3)连接，所述均油单向阀(19)通过本室外机模块的储油器均油管与其他室外机模块的储油器均油管连通。
2.如权利要求1所述的模块化多联机组，其特征在于：所述每个室外机模块，位于所述均油单向阀(19)的截止端还设置有一端与储油器均油管(17)并联连接的第二均油阀(18)和均油毛细管(11)，所述第二均油阀(18)和均油毛细管(11)采用串联方式连接；所述均油毛细管(11)的另一端连接至本模块各压缩机的低压吸气侧。
3.如权利要求2所述的模块化多联机组，其特征在于：所述每个室外机模块各压缩机的低压吸气侧连接气液分离器(4)的出口，所述气液分离器(4)的入口与室内机组通过冷媒管道连接。
4.如权利要求3所述的模块化多联机组，其特征在于：所述每个室外机模块的储油器(3)的出口与储油器回油管(16)连接，所述储油器回油管(16)设置有回油阀(9)，并在所述回油阀(9)出口处分支为与本模块压缩机数量相同的一条以上的回油支管，所述各回油支管均设置有回油毛细管(10)，并连接至本模块内各个压缩机的吸气侧。
5.如权利要求4所述的模块化多联机组，其特征在于：所述每个室外机模块包括有：储油器压力控制管(7)，所述储油器压力控制管(7)一端连接储油器(3)，另一端分成两条支管分别连接至本模块内各个压缩机的高压排气侧、和通过降压毛细管后连接至本模块内各个压缩机的低压吸气侧。
6.如权利要求5所述的模块化多联机组，其特征在于：所述模块化多联机组，包括有控制部件，所述控制部件包括有：室内机控制系统和各室外机模块控制系统；所述室内机控制系统包括有：用户设定参数模块、室内环境温度检测模块、室内冷媒流量控制装置以及室内输出模块；所述各室外机模块控制系统包括有：室外参数检测模块、室外运行状态检测模块、室外冷媒流量控制装置、室外输出模块以及冷冻机油均衡控制模块；所述各室外机模块控制系统的室外运行状态检测模块对本模块室外机的运行状态进行检测，同时对其他模块室外机的运行状态进行检测，冷冻机油均衡控制模块根据检测结果对各室外机模块输出指令，控制冷冻机油的流向。
7.如权利要求6所述的模块化多联机组，其特征在于：所述室外参数检测模块包括室外环境温度检测模块、系统高压或低压值检测模块以及系统压缩机排气温度检测模块；所述室外输出模块包括压缩机能力输出模块和室外电机输出模块；所述各室外机模块控制系统之间电气连接，相互检测室外机模块的运行状态参数。
8.如权利要求6所述的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，其特征在于：由控制部件的各室外机模块控制系统的室外运行状态检测模块对本模块室外机的运行状态进行检测，同时对其他模块室外机的运行状态进行检测，冷冻机油均衡控制模块根据检测结果对各室外机模块输出指令，控制所述每个室外机模块的第一均油阀和第二均油阀执行开启或关闭动作，控制冷冻机油的流向，使得各室外机模块间的冷冻机油共享与均衡分配。
9.如权利要求8所述的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，其特征在于：可实现室外机模块启动时与其他运行中的室外机模块的冷冻机油共享，包括如下步骤：
步骤一：室外机模块B正常运行；
步骤二：控制部件判断是否有其他室外机模块接收到启动运行指令，如是，进入步骤三，如否，回到步骤一；
步骤三：室外机模块A启动运行，则室外机模块A第一均油阀(8)关闭，第二均油阀(18)开启；室外机模块B及其他运行中的室外机模块第一均油阀(8)开启，第二均油阀(18)关闭；2分钟后所有运行模块第二均油阀(18)开启，第一均油阀(8)关闭；进入步骤一。
10.如权利要求8所述的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，其特征在于：可实现室外机模块停止时与其他运行中的室外机模块的冷冻机油共享，包括如下步骤：
步骤一：室外机模块B正常运行；
步骤二：控制部件判断是否有其他室外机模块接收到停止运行指令，如是，进入步骤三，如否，回到步骤一；
步骤三：室外机模块A停止运行，则室外机模块A第一均油阀(8)开启，第二均油阀(18)关闭；室外机模块B及其他运行中的室外机模块第一均油阀(8)关闭，第二均油阀(18)开启；2分钟后所有运行模块第一均油阀(8)关闭，第二均油阀(18)开启，停止运行的室外机模块A第一均油阀(8)和第二均油阀(18)均关闭；进入步骤一。
11.如权利要求8所述的模块化多联机组的冷冻机油均衡控制方法，其特征在于：可实现运行中的不同室外机模块间冷冻机油共享，包括如下步骤：
步骤一：室外机模块A、室外机模块B及其他室外机模块正常运行；
步骤二：控制部件判断是否满足均油运行时间为X分钟，如是，进入步骤三，如否，回到步骤一；
步骤三：运行室外机模块A第二均油阀开启，第一均油阀关闭；运行室外机模块B第二均油阀关闭，第一均油阀开启；2分钟后，运行室外机模块A第一均油阀开启，第二均油阀关闭；运行室外机模块B第一均油阀关闭，第二均油阀开启；再过2分钟后，所有运行室外机模块第一均油阀关闭，第二均油阀开启。
步骤四：均油运行时间清零，重新计时。
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