CN103277949B - 分流控制装置及方法、多联机空调系统和空调机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分流控制装置、方法及多联机空调系统和空调。本发明所述的分流控制装置，包括集成控制器、气液分离器、分液器、分流器组件和排油控制组件，该所述的分流控制装置，具有至少两组用于连接室外机的接口和至少两组用于连接室内机的接口，通过接口和管道将室外机和室内机连接组成封闭冷媒循环系统，该封闭冷媒循环系统可以完成制冷或制热功能，通过集成控制器对室内机、室外机中的气液分离器和/或分流器进行流量控制和调节。本发明的有益效果为，能够自由的对空调的室内机和室外机进行组合控制，从而节约资源，提高利用效率。本发明适用于各种空调系统。

Description

分流控制装置及方法、多联机空调系统和空调机

技术领域

本发明涉及空调控制技术，具体的说是涉及一种家用空调机的分流控制装置及方法以及由多个空调组成多的联机空调系统。

背景技术

目前，市场的空调机有商用和家用之分，当它们的结构和原理都几乎相同，主要都是由蒸发器、冷凝器、压缩机、连接管路、电控和节流装置组成。因商用空调的容量往往比较大，装置体积也比较大，室外机的容量大，一般为5hp或10hp，可以比较容易地设置一些传感器装置，较为容易地组成多室外机和多室内机系统，基本上能满足大型的商场和酒店的制冷、制热能力需要，但由于其需要三相电源，运行时功率大、耗电多，普通住户消费者往往不会选择购买商用空调用于住宅。普通住户消费者购买的家用空调的容量受制于空调使用房间的面积，因消费者居家面积一般为100平方米左右，每个房间的面积就更小了，往往为20平方米左右，一般不会超过30平方米，采用1hp或1.5hp的空调就能满足使用需要；相对较大客厅一般也不会超过40平方米，3hp空调一般能满足该空间的制冷制热需要。因家用空调与商用空调相比容量较小，其设备自然也比较小巧，结构也更为紧凑，无需设置过多的传感器装置来进行制冷剂和润滑油的流量控制。为简化家用空调系统的设计和施工，目前已出现了能够满足多个房间需要的一拖多的家用中央空调系统，它是一个只有一台压缩机组成的室外机的成套系统，不需要通过专门的装置对其制冷循环内部的制冷剂与润滑油进行专门的控制。

随着人民生活水平的提高，住房面积的增大，居住房间数的增多，消费者的空调拥有量也在增多，一般家庭需购买3～4套，即需要购买3～4台室外机和等量数量的室内机，并通过制冷剂管路连接成3～4套独立的直接蒸发式空调系统，因此，这些空调不仅一次性投入成本高，而且大量的室外机安装在建筑外立面也极大地影响建筑外观。然而一个家庭内的空调器很少同时全部运行，故常常出现某些空调闲置、而另一些空调的能力输出不足的现象；在室内负荷较小而且需要多台空调运行时又出现空调压缩机频繁启停、室内舒适性差、耗电量大的问题。

如果将与房间数量相等的室内机和较少数量的室外机通过一定的技术方案拼装连接成一套直接蒸发式家用空调系统，使这些室内机可以自由地共享各台室外机，则可降低一个家庭的空调购买成本、提高室内舒适性、减少空调压缩机的启停损失进而降低运行能耗和电费支出；减少一户家庭的室外机空调数量，使建筑外立面更为美观；减少一套家用空调的制造成本，节约空调制造资材。

因此，目前已提出了一些技术方案，希望实现用多台室内机和较少台数的室外机拼装连接构建家用空调系统。例如：公开号为CN96122401.0的中国专利，提供了“一种用于空调器的分流器及使用该分流器的空调器”的技术方案，该技术方案中提供的一种用于空调器的分流器，它包括：与一个室外机相连的室外机侧连接部分；与多个室内机相连的多室内机侧连接部分；多个节流阀，各所述节流阀的开度是可调的，其调节范围从零(全关)至某一特定值，所述节流阀与多个所述室内机相对应地设置在所述室外机侧连接部分和多个所述室内机侧连接部分之间；以及用于控制多个所述节流阀的集成控制器5；其中所述集成控制器5控制与所述室外机侧连接部分相连的所述室外机和与多个所述室内机侧连接部分相连的所述多个室内机的联合运行，所述室内机由一个基本室内机和若干辅助室内机组成，所述基本室内机的热交换能力与所述室外机大致相同，每个所述辅助室内机的热交换能力不大于所述基本室内机的热交换能力。

但由于上述是一个室外机，也即一个压缩机，系统的长时间的运行就会存在润滑的问题，且不能自成一个平台，无法与其它的室外机或室内机自由组合；且一旦该一拖多的室外机损坏，整个空调将不能使用。

目前的市场上的空调的技术方案存在着：资源闲置而造成的浪费问题；不能满足普通消费者的现实需要的问题；一次性的投入成本高的问题；后续不能随意追加投资的问题；不能自由组合房间空调器的问题。

发明内容

本实发明所要解决的技术问题是，针对目前的问题，提出一种分流控制装置及方法、多联机空调系统和空调。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：分流控制装置，其特征在于，包括气液分离器1、分流器组件2、分液器3和排油控制组件4，所述分流器组件2分别与气液分离器1和分液器3连接，所述分液器3包括集管31和分管32，所述排油控制组件4的一端连接到气液分离器1的底部，另一端与分液器3的集管31连接，

所述分流控制装置用于连接系统的气体管路6和液体管路7，连接室内机和室外机并控制室外机和室外机的运转，将室内机和室外机组成循环系统，对系统内的冷媒和油进行调配，

所述气液分离器1用于分离冷媒和油，并将分离出的冷媒和油通过分流器组件2进行冷媒回流和/或回油，

所述分流器组件2用于连接气液分离器1、分液器3以及系统气体管路6和液体管路7，所述液体管路7设置有液体管路接口10，对系统管路内的冷媒和油进行输送，

所述分液器3用于对冷媒进行分配，同时也用于对油进行分配，

所述排油控制组件4用于将多余的油排到系统液体管路7。

具体的，还包括至少两对用于连接室外机的接口8和至少两对用于连接室内机的接口9，所述分流器组件2包括第一分流器组件21、第二分流器组件22和第三分流器组件23，所述第一分流器组件21的管路数量与分液器3的分管32管路数量相等并一端与气液分离器1连接，另一端与用于连接室外机的接口8连接，所述第二分流器组件22和第三分流器组件23的管路数量相等，所述第二分流器组件22的一端与气液分离器1连接，另一端与用于连接室内机的接口9连接，所述第三分流器组件23的一端与分液器3的集管31连接，另一端与液体管路接口10连接。

具体的，所述第一分流器组件21和第二分流器组件22为管路组件，和/或第三分流器组件23为电子膨胀阀。

具体的，所述第一分流器组件21的管路尺寸和数量与室外机的管路尺寸和数量相对应，所述第二分流器组件22的管路尺寸和数量与室内机的管路尺寸和数量相对应。

具体的，所述排油控制组件4包括毛细管41和开关装置42，所述开关装置42为电磁阀和/或单向阀。

具体的，所述气液分离器1内部与用于连接室外机的接口8连接的管路上，设置有回油弯11，所述回油弯11上设置有回油孔12和平衡孔13，所述气液分离器1底部至少设置有一个排油孔14，所述排油孔14与排油控制组件4连接。

设置在气液分离器1的底部的排油控制组件4可利用压差和/或重力将多余的油推送出气液分离器1。

具体的，还包括集成控制器5，所述集成控制器5包括通信模块和控制模块，所述通信模块用于接收外部的控制指令并将控制指令传递到控制模块，所述控制模块用于根据接收到的控制指令对室内机和室外机中的油和冷媒进行流量控制和调配。

具体的，所述气液分离器1上设置有压力传感器，所述压力传感器与集成控制器5连接。

设置压力传感器的优点在于，该压力传感器实时获取压缩机的排气或吸气压力，并记录和存储该压力值，然后通过集成控制器5对室内机和室外机进行流量控制和调节

具体的，所述分流控制装置还设置有外壳，所述外壳上设置有至少两对室内机接口和至少两对室外机接口。

分流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.将室内机和室外机通过分流控制装置组成闭循环系统，通过分流控制装置向室内机发出运转指令；

b.根据室内机的负荷大小启动部分或全部室外机；

c.判断系统是否是制热运转，若是，则在室外机制热运行一段时间后，向系统输送润滑油。

多联机空调系统，包括多个室内机和室外机，其特征在于，还包括分流控制装置，所述分流控制装置分别连接多个室内机和室外机，通过接口和管路将多个室内机和室外机组成冷媒循环回路，并控制循环回路中冷媒和油的流动。

其中，制热时，冷媒的流动方向为：室外机→第一分流器组件21→气液分离器1→第二分流器组件22→室内机→第三分流器组件23→分液器3→室外机；油通过气液分离器1后，被分离出来并存储于气液分离器1的底部，定时或不定时地向系统输送油；

制冷时，冷媒的流动方向为：室外机→分液器3→第三分流器组件23→室内机→第二分流器组件22→气液分离器1→第一分流器组件21→室外机；油通过气液分离器1中的回油弯11的回油孔12，通过一定的冷媒流速被带回压缩机。

为了控制流向室内机冷媒的压力和温度，在第三分流器组件23上应当设置节流组件，最好为电子膨胀阀。

多联机空调系统为多联机家用空调系统。

具体的，所述排油控制组件4包括毛细管41和开关装置42，所述开关装置42为电磁阀和/或单向阀，所述气液分离器1内至少包括两条回油弯11，所述回油弯11上设置有平衡孔13和回油孔12。

具体的，所述回油孔12设置在回油孔12的底部或接近底部的位置，所述平衡孔13设置在回油孔12的上方，所述回油孔12的管径尺寸包括多种规格。

具体的，所述分流控制装置包括集成控制器5，所述毛细管41的出口管路上设置有温度传感器，所述温度传感器与分流控制装置连接。

具体的，所述室内机为空调室内机、冰箱、冰柜和热水器中的一种或多种。

空调机，其特征在于，还包括连接管路，所述连接管路与分流控制装置连接。

本发明的有益效果为，既能解决资源闲置问题，又能在较为恶劣的条件下满足普通消费者的现实需要；同时，还能节约一次性的投入成本；后续也还可以随意追加投资；即使空调室内机没有采用节流装置也可以自由组合成新型空调系统。如果具有多台室外机，当其中的某一台室外机出现故障，可通过将该故障的室外机进行隔离，即关断其进气和出气通路，允许其他的无故障的室外机正常运行；当然，其他无故障的室外机也可以不运行，待系统中的出现故障的室外机的故障解决后，再开始正常运转。

附图说明

图1为现有家用分体空调器的结构原理图；

图2为本发明的分流控制装置组成多联机空调机系统的原理方框图；

图3为本发明实施例分流控制装置的结构原理图；

图4为本发明实施例的气液分离器的内部结构示意图；

图5为本发明的多联机空调系统结构示意图；

图6为本发明的分流控制装置的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对发明的工作原理做进一步的说明：

本发明提出的分流控制装置，主要用于避免现有成套空调机使用中的资源闲置浪费现象，满足普通消费者现实的灵活组合空调需要；系统中通过设置分流控制装置，实现了各房间空调器的自由组合与独立控制。

本发明还提出了根据分流控制装置控制空调运行的方法及由分流控制装置连接组成的多联机空调系统和能够与分流控制装置相连接的空调机。

如图1所示，为现有家用分体空调器的结构原理图，其室内机和室外机通过连接管简单的直接连接，因此并不能将多个室外机和室内机进行灵活组合。

如图2所示，为本发明的分流控制装置组成多联机空调系统的示意图，包括并联的至少二组用于连接室外机N1、N2的接口和并联的至少二组用于连接室内机M1、M2的接口，通过接口和管道将室外机和室内机连接形成冷媒循环管路。接口可通过手动阀门、堵头、电磁阀等进行关断或开通，以利于用户根据需要进行室外机N1、N2及室内机M1、M2的增减连接和投入使用。其中分流控制装置主要包括能够分离管路中气液的气液分离器1以及可以控制室内机和室外机工作的集成控制器5。

实施例：

如图3所示，为本例的分流控制装置100的结构示意图，主要包括：气液分离器1、分流器组件2、分液器3、排油控制组件4和集成控制器5，该所述的分流控制装置，其中排油控制组件4位于气液分离器1的底部和分液器3之间，本装置还具有两组用于连接室外机的接口8和三组用于连接室内机的接口9，通过接口和气体管道6以及液体管道7将室外机和室内机连接组成封闭冷媒循环系统，该封闭冷媒循环系统可以完成制冷或制热功能，分流器组件2包括第一分流器组件21、第二分流器组件22和第三分流器组件23，第一分流器组件21的管路数量与分液器3的分管32管路数量相等并一端与气液分离器1连接，另一端与用于连接室外机的接口8连接，所述第二分流器组件22和第三分流器组件23的管路数量相等，所述第二分流器组件22的一端与气液分离器1连接，另一端与用于连接室内机的接口9连接，所述第三分流器组件23的一端与分液器3的集管31连接，另一端与液体管路接口12连接，第三分流器组件23用于远距离输送冷媒同时通过集成控制器5能够实时获取室内或室外的所需能力以及吸气压力，并记录和存储该能力和吸气压力值，然后通过集成控制器5对室内机、室外机中的气液分离器1和/或分流器进行流量控制和调节。

其中：

集成控制器5的作用是用于分配和控制冷媒和油的流向和流量，气液分离器1用于分离冷媒和油，并存储油；分流控制装置用于对室内机M1、M2及室外机N1、N2的冷媒和油进行控制和分配调节，以实现冷媒和油的合理分配和使用。集成控制器5能够对第三分流器组件23进行控制；还可以通过检测压缩机的进气、排气压力的方式，来判断是否缺少冷媒或油，也可以通过气液分离器1中液位的高低来对冷媒循环管路中补充油。是否缺少冷媒或是否缺油的检测和判断，是本领域的公知常识。

如图4所示，本例的气液分离器1内包括两条回油弯11，所述的两条回油弯11的相应位置上设置平衡孔13和回油孔12；所述的集成控制器5具有通信功能且能够依据其本身的指令或依据室内机或室外机的指令对室内机、室外机中的分流集成进行流量控制；所述气液分离器1用于分离冷媒和油，所述的分液器3用于冷媒的分配；

其中，制热时，冷媒的流动方向为：室外机（N1、N2）→第一分流器组件21→气液分离器1→第二分流器组件22→室内机（M1、M2）→第三分流器组件23→分液器3→室外机（N1、N2）；油通过气液分离器1后，被分离出来并存储于气液分离器1的底部，定时或不定时地向系统输送油；

制冷时，冷媒的流动方向为：室外机（N1、N2）→分液器3→第三分流器组件23→室内机（M1、M2）元→第二分流器组件22→气液分离器1→第一分流器组件21→室外机（N1、N2）；油通过气液分离器1中回油弯11的回油孔12，通过一定的冷媒流速被带回压缩机。

如图5所示，为本发明的多联机空调系统结构示意图，包括分流控制器100、室内机200和室外机300，其中分流控制器100通过连接室外机的接口8和用于连接室内机的接口9连接室外机300和室内机200，系统液体管路7通过分液器3的分管32以及液体管路接口10分别与室外机300和室内机200的液体管路连接，组成气液循环系统。其中，室内机200和室外机300可根据实际数量，设置多个连接管路与分流控制装置100连接。

排油控制组件4中的开关装置42根据功能的需要进行设置，只要满足开关功能即可。开关装置42可以采用单向阀、电磁阀及电子膨胀阀，或者上述三者的组合，其阀门的选用和组合方式，可以基于需要和成本考虑来设置，这些都是本领域的公知常识。

为了更好的实现对气液分离器1内部油量的控制，还可以设置电磁阀43，电磁阀43由集成控制器5控制，根据气液分离器1内部的实时油量进行控制。

作为进一步改进，在气液分离器1内可设置有分别位于高、低位置的两个油位传感器，用于检测油位的高低；集成控制器5根据油位传感器的检测结果，确定是否向冷媒循环管路中输入油。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述油管上设置有两根毛细管41，每根毛细管41上均设置有温度传感器，集成控制器5根据温度传感器检测的温度及其温度变化，判断毛细管41内流动的是油还是冷媒，从而控制油管上阀门是需要关断还是开启。

在本发明所述的技术方案中，室内机可以是空调室内机，也可以是冰箱、冰柜、热水器等，也可以是其中的一种或几种的任意组合。

如图6所示，为本发明的分流控制装置的控制方法的具体流程，主要包括：

第一步，用户根据自己的需要向某一或某些室内机单元输出运转指令；

第二步，分流集成控制装置中的集成控制器根据室内单元的负荷大小启动部分或全部室外机单元；

第三步，判断系统是制热运转或是制冷运转，若是室外机制热运行，待室外机制热运行一段时间后，气液分离器开启油分离器底部的排油控制组件4的电磁阀并保持一定的时间，依靠压力差和/或重力的作用向系统输送润滑油。

Claims (19)

1.分流控制装置，其特征在于，包括气液分离器(1)、分流器组件(2)、分液器(3)和排油控制组件(4)，所述分流器组件(2)分别与气液分离器(1)和分液器(3)连接，所述分液器(3)包括集管(31)和分管(32)，所述排油控制组件(4)的一端连接到气液分离器(1)的底部，另一端与分液器(3)的集管(31)连接，

所述分流控制装置用于连接系统的气体管路(6)和液体管路(7)，连接室内机和室外机并控制室外机和室外机的运转，将室内机和室外机组成循环系统，对系统内的冷媒和油进行调配，

所述气液分离器(1)用于分离冷媒和油，并将分离出的冷媒和油通过分流器组件(2)进行冷媒回流和/或回油，

所述分流器组件(2)用于连接气液分离器(1)、分液器(3)以及系统气体管路(6)和液体管路(7)，所述液体管路(7)设置有液体管路接口(10)，对系统管路内的冷媒和油进行输送，

所述分液器(3)用于对冷媒进行分配，

所述排油控制组件(4)用于将多余的油排到系统的液体管路(7)。

2.根据权利要求1所述的分流控制装置，其特征在于，还包括至少两对用于连接室外机的接口(8)和至少两对用于连接室内机的接口(9)，所述分流器组件(2)包括第一分流器组件(21)、第二分流器组件(22)和第三分流器组件(23)，所述第一分流器组件(21)的管路数量与分液器(3)的分管(32)管路数量相等并一端与气液分离器(1)连接，另一端与用于连接室外机的接口(8)连接，所述第二分流器组件(22)和第三分流器组件(23)的管路数量相等，所述第二分流器组件(22)的一端与气液分离器(1)连接，另一端与用于连接室内机的接口(9)连接，所述第三分流器组件(23)的一端与分液器(3)的集管(31)连接，另一端与液体管路接口(10)连接。

3.根据权利要求2所述的分流控制装置，其特征在于，所述第一分流器组件(21)和第二分流器组件(22)为管路组件，和/或第三分流器组件(23)为电子膨胀阀。

4.根据权利要求3所述的分流控制装置，其特征在于，所述第一分流器组件(21)的管路尺寸和数量与室外机的管路尺寸和数量相对应，所述第二分流器组件(22)的管路尺寸和数量与室内机的管路尺寸和数量相对应。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的分流控制装置，其特征在于，所述排油控制组件(4)包括毛细管(41)和开关装置(42)，所述开关装置(42)为电磁阀和/或单向阀。

6.根据权利要求1～4任意一项所述的分流控制装置，其特征在于，所述气液分离器(1)内部与用于连接室外机的接口(8)连接的管路上，设置有回油弯(11)，所述回油弯(11)上设置有回油孔(12)和平衡孔(13)，所述气液分离器(1)底部至少设置有一个排油孔(14)，所述排油孔(14)与排油控制组件(4)连接。

7.根据权利要求1～4任意一项所述的分流控制装置，其特征在于，还包括集成控制器(5)，所述集成控制器(5)包括通信模块和控制模块，所述通信模块用于接收外部的控制指令并将控制指令传递到控制模块，所述控制模块用于根据接收到的控制指令对室内机和室外机中的油和冷媒进行流量控制和调配。

8.根据权利要求5所述的分流控制装置，其特征在于，还包括集成控制器(5)，所述集成控制器(5)包括通信模块和控制模块，所述通信模块用于接收外部的控制指令并将控制指令传递到控制模块，所述控制模块用于根据接收到的控制指令对室内机和室外机中的油和冷媒进行流量控制和调配。

9.根据权利要求6所述的分流控制装置，其特征在于，还包括集成控制器(5)，所述集成控制器(5)包括通信模块和控制模块，所述通信模块用于接收外部的控制指令并将控制指令传递到控制模块，所述控制模块用于根据接收到的控制指令对室内机和室外机中的油和冷媒进行流量控制和调配。

10.根据权利要求8或9所述的分流控制装置，其特征在于，所述气液分离器(1)上设置有压力传感器，所述压力传感器与集成控制器(5)连接。

11.根据权利要求10所述的分流控制装置，其特征在于，所述分流控制装置还设置有外壳，所述外壳上设置有至少两对室内机接口和至少两对室外机接口。

12.分流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.将室内机和室外机通过分流控制装置组成闭循环系统，通过分流控制装置向室内机发出运转指令；

b.根据室内机的负荷大小启动部分或全部室外机；

c.判断系统是否是制热运转，若是，则在室外机制热运行一段时间后，向系统输送润滑油。

13.多联机空调系统，包括多个室内机和室外机，其特征在于，还包括如权利要求1、2、3、4、6、7、8、9、10或11任意一项所述的分流控制装置，所述分流控制装置分别连接多个室内机和室外机，所述分流控制装置包括集成控制器(5)，所述集成控制器(5)包括通信模块和控制模块，所述通信模块用于接收外部的控制指令并将控制指令传递到控制模块，所述控制模块用于根据接收到的控制指令对室内机和室外机中的油和冷媒进行流量控制和调配，通过接口和管路将多个室内机和室外机组成冷媒循环回路，并控制循环回路中冷媒和油的流动。

14.多联机空调系统，包括多个室内机和室外机，其特征在于，还包括如权利要求5所述的分流控制装置，所述分流控制装置分别连接多个室内机和室外机，所述分流控制装置包括集成控制器(5)，所述集成控制器(5)包括通信模块和控制模块，所述通信模块用于接收外部的控制指令并将控制指令传递到控制模块，所述控制模块用于根据接收到的控制指令对室内机和室外机中的油和冷媒进行流量控制和调配，通过接口和管路将多个室内机和室外机组成冷媒循环回路，并控制循环回路中冷媒和油的流动。

15.根据权利要求13所述的多联机空调系统，其特征在于，所述分流控制装置的气液分离器(1)内至少包括两条回油弯(11)，所述回油弯(11)上均设置有平衡孔(13)和回油孔(12)。

16.根据权利要求15所述的多联机空调系统，其特征在于，所述回油孔(12)设置在回油弯(11)的底部或接近底部的位置，所述平衡孔(13)设置在回油孔(12)的上方，所述回油弯(11)的管径尺寸包括多种规格。

17.根据权利要求14所述的多联机空调系统，其特征在于，所述分流控制装置包括集成控制器(5)，所述毛细管(41)的出口管路上设置有温度传感器，所述温度传感器与集成控制器(5)连接。

18.根据权利要求13～17任意一项所述的多联机空调系统，其特征在于，所述室内机为空调室内机、冰箱、冰柜和热水器中的一种或多种。

19.空调机，其特征在于，还包括连接管路，所述连接管路与如权利要求1～11任意一项所述的分流控制装置连接。