CN103398520B - 空调系统及其气液分离器的液位检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空调系统及其气液分离器的液位检测方法，该系统包括：压缩机、四通阀、室外换热器、节流装置、室内换热器、气液分离器，以及连接在压缩机、气液分离器及四通阀之间，用于检测气液分离器的液位的检测管路。本发明通过对气液分离器内部液位进行检测判断，当气液分离器液位高于警戒液位时，外机执行相应的控制，通过外机输出及阀体调节来调节气液分离器中的液位，使其液位处于安全范围，防止由于气液分离器中液位过高，导致压缩机回气带液，压缩机过湿运行甚至液击，从而保证外机系统安全可靠运行，同时也可以有效避免多联机系统中外机间的偏流。<!--1-->

Description

空调系统及其气液分离器的液位检测方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调系统及其气液分离器的液位检测方法。

背景技术

在空调器多联机系统中，气液分离器作为重要的组成部件，起着分离回气中带有的液体和储存由于系统输出变化时多余冷媒的作用。但是，现有的气液分离器，其作用相对单一，只能起到分离和储存作用，由于系统无法根据其内部储存的液体情况进行有效的控制，当气液分离器中储存过量的液体后，容易导致压缩机过湿运行，甚至产生液击现象，影响系统运行的安全可靠性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种空调系统及其气液分离器的液位检测方法，旨在防止压缩机过湿运行甚至液击，提高系统运行的安全可靠性。

为了达到上述目的，本发明提出一种空调系统，包括：依次连接形成回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流装置以及室内换热器，所述压缩机与四通阀之间连接有气液分离器，其中，气液分离器具有主进气口和主出气口，主进气口连接四通阀的排气端，主出气口连接压缩机的回气口；该空调系统还包括连接在所述压缩机、气液分离器及四通阀之间，用于检测所述气液分离器的液位的检测管路。

优选地，所述气液分离器还具有顶部出口和侧方出口；所述检测管路包括第一电磁阀、第二电磁阀、第一温度传感器、第二温度传感器、第三电磁阀、节流部件、连接在所述顶部出口与压缩机的回气口之间的顶部出口连接管，以及连接在所述侧方出口与压缩机的回气口之间的侧方出口连接管；其中：

所述第一电磁阀和第一温度传感器串联在所述顶部出口连接管上；

所述第二电磁阀和第二温度传感器串联在所述侧方出口连接管上；

所述第三电磁阀和节流部件串联后，一端连接在压缩机的排气口与四通阀的进气端之间，另一端分别连接在所述顶部出口连接管和侧方出口连接管上。

优选地，该空调系统还包括外部控制器，所述外部控制器分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器连接，用于分析所述第一温度传感器和第二温度传感器检测的温度之间的温度差，根据所述温度差控制所述气液分离器的液位。

优选地，所述第三电磁阀和节流部件的串联管路与所述顶部出口连接管形成第一交汇点，所述第一温度传感器位于第一电磁阀与所述第一交汇点之间；所述第三电磁阀和节流部件的串联管路与所述侧方出口连接管形成第二交汇点，所述第二温度传感器位于第二电磁阀与所述第二交汇点之间。

优选地，所述第一交汇点设有用于隔离压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器顶部出口排出的低温低压冷媒并实现两者热交换的第一换热装置，所述第二交汇点设有用于隔离压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器侧方出口排出的低温低压冷媒并实现两者热交换的第二换热装置。

优选地，该空调系统还包括油分离器，所述油分离器连接在所述压缩机的排气口与四通阀的进气端之间。

优选地，所述节流装置为电子膨胀阀或毛细管。

优选地，所述节流部件为毛细管。

本发明还提出一种空调气液分离器的液位检测方法，包括以下步骤：

采集顶部出口连接管中由压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器顶部出口排出的低温低压冷媒混合后的第一冷媒温度，以及采集侧方出口连接管中由压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器侧方出口排出的低温低压冷媒混合后的第二冷媒温度；

判断所述第一冷媒温度与第二冷媒温度之间的温差；

当所述温差大于设定的目标温差时，判断所述气液分离器的液位超过警戒液位；否则，判断所述气液分离器的液位未超过警戒液位。

优选地，该方法还包括：

当判断所述气液分离器的液位超过警戒液位时，调节所述气液分离器的液位，使其不超过警戒液位。

本发明提出的一种空调系统及其气液分离器的液位检测方法，通过对气液分离器内部液位进行检测判断，当气液分离器液位高于警戒液位时，外机执行相应的控制，通过外机输出及阀体调节来调节气液分离器中的液位，使其液位处于安全范围，防止由于气液分离器中液位过高，导致压缩机回气带液，压缩机过湿运行甚至液击，从而保证外机系统安全可靠运行，同时也可以有效避免多联机系统中外机间的偏流。

附图说明

图1是本发明空调系统较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明空调气液分离器的液位检测方法较佳实施例的流程示意图。

为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明较佳实施例提出一种空调系统，包括：依次连接形成回路的压缩机1、四通阀4、室外换热器5、节流装置6以及室内换热器（图中未示出），所述压缩机1与四通阀4之间连接有气液分离器3，其中：

压缩机1具有排气口14和回气口15；四通阀4具有进气端、排气端、蒸发端和冷凝端；压缩机1的排气口14连接四通阀4的进气端，压缩机1的回气口15经气液分离器3连接四通阀4的排气端，四通阀4的蒸发端连接室内换热器（制冷运行时；制热运行时相反），四通阀4的冷凝端连接室外换热器5（制冷运行时；制热运行时相反）。具体地，在空调制热运行时，四通阀4的冷凝端连接室内换热器，四通阀4的蒸发端连接室外换热器5；在空调制冷运行时，四通阀4的冷凝端连接室外换热器5，四通阀4的蒸发端连接室内换热器。

室内换热器通过高压截止阀12连接节流装置6，通过低压截止阀13连接四通阀4的蒸发端或冷凝端。

气液分离器3具有主进气口31和主出气口32，主进气口31连接四通阀4的排气端，主出气口32连接压缩机1的回气口15；此外，所述气液分离器3还具有顶部出口b和侧方出口c。

本实施例空调系统还包括连接在所述压缩机1、气液分离器3及四通阀4之间，用于检测所述气液分离器3的液位的检测管路。

具体地，所述检测管路包括第一电磁阀10、第二电磁阀11、第一温度传感器10`、第二温度传感器11`、第三电磁阀7、节流部件8、连接在所述顶部出口b与压缩机1的回气口15之间的顶部出口连接管33，以及连接在所述侧方出口c与压缩机1的回气口15之间的侧方出口连接管34；其中：

所述第一电磁阀10和第一温度传感器10`串联在所述顶部出口连接管33上；

所述第二电磁阀11和第二温度传感器11`串联在所述侧方出口连接管34上；

所述第三电磁阀7和节流部件8串联后，一端连接在压缩机1的排气口14与四通阀4的进气端之间，另一端分别连接在所述顶部出口连接管33和侧方出口连接管34上。

所述第三电磁阀7和节流部件8的串联管路与所述顶部出口连接管33形成第一交汇点d，所述第一温度传感器10`位于第一电磁阀10与所述第一交汇点d之间；所述第三电磁阀7和节流部件8的串联管路与所述侧方出口连接管34形成第二交汇点e，所述第二温度传感器11`位于第二电磁阀11与所述第二交汇点e之间。

上述第一电磁阀10、第二电磁阀11、第一温度传感器10`、第二温度传感器11`、第三电磁阀7、节流部件8均与空调器的控制器相连，由控制器控制执行相应的功能，在本实施例中，该控制器还用来分析所述第一温度传感器10`检测的温度和第二温度传感器11`检测的温度之间的温度差，根据所述温度差控制所述气液分离器3的液位。

本实施例的气液分离器3的液位检测原理如下：

当系统进行液位判断时，开启第三电磁阀7、第一电磁阀10、第二电磁阀11，由压缩机1排气口14与四通阀4前的高温高压侧引入高温高压的气态冷媒，经节流部件8控制流量降低压力后，与从气液分离器3的顶部出口b和侧方出口c引出的低温低压冷媒进行混合，第一温度传感器10`、第二温度传感器11`分别采集两处混合后的冷媒温度T10、T11，对两个温度T10、T11进行对比，并计算其温度差值ΔT，将此温度差ΔT与目标值ΔT0进行比较，从而判断气液分离器3侧方出口c处冷媒的状态。

具体地，若此时混合后的温度差值ΔT1﹥ΔT0，系统判断液位已经超过警戒液位，则侧方出口c处为低压液态冷媒，而顶部出口b处为低压气态冷媒；若此时混合后的温度差值ΔT1小于或近似等于ΔT0，则系统气液分离器3液位未超过警戒液位，侧方出口c处为低压气态冷媒，而顶部出口b处同为低压气态冷媒。

当气液分离器3液位高于警戒液位时，系统控制器执行相应的降低液位的控制，通过外机输出及阀体调节来调节气液分离器3中的液位，使其液位始终控制在合理、均衡的安全范围内，防止由于气液分离器3中液位过高，导致压缩机1回气带液，导致压缩机1过湿运行甚至液击，同时也可以有效避免外机间的偏流，从而保证外机系统安全可靠运行。

进一步地，作为一种实施方式，本实施例空调系统还包括油分离器2，所述油分离器2连接在所述压缩机1的排气口14与四通阀4的进气端之间。

作为一种实施方式，上述节流装置6可以为电子膨胀阀或毛细管；所述节流部件8可以为毛细管。

此外，需要说明的是，本实施例中，压缩机1排气口14排出的高温高压冷媒经过节流降压后直接与气液分离器3排出的低温低压冷媒在d、e两处进行混合，来达到热量交换的目的，作为另一种实施方式，还可以采用相关换热装置，使高温气体与低温气体不直接混合换热，而是通过换热装置来进行热量交换。

具体地，可以在第一交汇点d设置用于隔离压缩机1排气口14排出的高温高压冷媒与气液分离器3顶部出口b排出的低温低压冷媒并实现两者热交换的第一换热装置，在所述第二交汇点e设置用于隔离压缩机1排气口14排出的高温高压冷媒与气液分离器3侧方出口c排出的低温低压冷媒并实现两者热交换的第二换热装置。

本实施例通过上述方案，通过在多联外机系统中增加上述气液分离器3液位判断的检测管路，实现对外机气液分离器3中液位进行判断，当液位高于警戒液位时外机通过压缩机1输出大小、电子膨胀阀开度等控制，调节气液分离器3的液位，使其处于安全范围内。

对于单台外机自身，通过液位判断系统对气液分离器3中液位进行判断，可以有效避免由于气液分离器3器中液态冷媒过多，导致压缩机1湿运行甚至液击现象，同时将外机气液分离器3中液位控制在较低水平，也可以避免由于四通阀4换向时对气液分离器3冲击时液体进入主回气管导致压缩机1产生液击。

对于并联系统，通过液位判断系统对气液分离器3中液位进行判断，可以及时通过外机自身调节保证外机之间气液分离器3液位均衡，可以防止在不同容量外机组合中产生偏流现象，同时通过液位判断进行液位相关调节，也可提高外机压缩机1运行时过热度，提高压缩机1可靠性运行。

如图2所示，本发明实施例还提出一种空调气液分离器的液位检测方法，基于上述空调系统而实施，该方法包括以下步骤：

步骤S101，采集顶部出口连接管中由压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器顶部出口排出的低温低压冷媒混合后的第一冷媒温度，以及采集侧方出口连接管中由压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器侧方出口排出的低温低压冷媒混合后的第二冷媒温度；

步骤S102，计算第一冷媒温度与第二冷媒温度之间的温差；

步骤S103，判断所述第一冷媒温度与第二冷媒温度之间的温差和设定的目标温差之间的关系；当所述温差大于设定的目标温差时，进入步骤S104；否则，进入步骤S105；

步骤S104，判断所述气液分离器的液位超过警戒液位；输出结果；

步骤S105，判断所述气液分离器的液位未超过警戒液位，返回步骤S101，继续进行气液分离器的液位检测。

本实施例的气液分离器的液位检测原理如下：

当系统进行液位判断时，开启第三电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀，由压缩机排气口与四通阀前的高温高压侧引入高温高压的气态冷媒，经节流部件控制流量降低压力后，与从气液分离器的顶部出口和侧方出口引出的低温低压冷媒进行混合，第一温度传感器、第二温度传感器分别采集两处混合后的冷媒温度T10、T11，对两个温度T10、T11进行对比，并计算其温度差值ΔT，将此温度差ΔT与目标值ΔT0进行比较，从而判断气液分离器侧方出口c处冷媒的状态。

具体地，若此时混合后的温度差值ΔT1﹥ΔT0，系统判断液位已经超过警戒液位，则侧方出口处为低压液态冷媒，而顶部出口处为低压气态冷媒；若此时混合后的温度差值ΔT1小于或近似等于ΔT0，则系统气液分离器液位未超过警戒液位，侧方出口处为低压气态冷媒，而顶部出口处同为低压气态冷媒。

当气液分离器液位高于警戒液位时，系统控制器执行相应的降低液位的控制，通过外机输出及阀体调节来调节气液分离器中的液位，使其液位始终控制在合理、均衡的安全范围内，防止由于气液分离器中液位过高，导致压缩机回气带液，导致压缩机过湿运行甚至液击，同时也可以有效避免外机间的偏流，从而保证外机系统安全可靠运行。

此外，需要说明的是，本实施例中，压缩机排气口排出的高温高压冷媒经过节流降压后直接与气液分离器排出的低温低压冷媒在d、e两处进行混合，来达到热量交换的目的，作为另一种实施方式，还可以采用相关换热装置，使高温气体与低温气体不直接混合换热，而是通过换热装置来进行热量交换。

具体地，可以在第一交汇点设置用于隔离压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器顶部出口排出的低温低压冷媒并实现两者热交换的第一换热装置，在所述第二交汇点设置用于隔离压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器侧方出口排出的低温低压冷媒并实现两者热交换的第二换热装置。

本实施例通过上述方案，通过在多联外机系统中增加上述气液分离器液位判断的检测管路，实现对外机气液分离器中液位进行判断，当液位高于警戒液位时外机通过压缩机输出大小、电子膨胀阀开度等控制，调节气液分离器的液位，使其处于安全范围内。

对于单台外机自身，通过液位判断系统对气液分离器中液位进行判断，可以有效避免由于气液分离器器中液态冷媒过多，导致压缩机湿运行甚至液击现象，同时将外机气液分离器中液位控制在较低水平，也可以避免由于四通阀换向时对气液分离器冲击时液体进入主回气管导致压缩机产生液击。

对于并联系统，通过液位判断系统对气液分离器中液位进行判断，可以及时通过外机自身调节保证外机之间气液分离器液位均衡，可以防止在不同容量外机组合中产生偏流现象，同时通过液位判断进行液位相关调节，也可提高外机压缩机运行时过热度，提高压缩机可靠性运行。

上述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种空调系统，包括：依次连接形成回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流装置以及室内换热器，所述压缩机与四通阀之间连接有气液分离器，其中，气液分离器具有主进气口和主出气口，主进气口连接四通阀的排气端，主出气口连接压缩机的回气口，其特征在于，还包括连接在所述压缩机、气液分离器及四通阀之间，用于检测所述气液分离器的液位的检测管路；所述气液分离器还具有顶部出口和侧方出口；所述检测管路包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一温度传感器、第二温度传感器、节流部件、连接在所述顶部出口与压缩机的回气口之间的顶部出口连接管，以及连接在所述侧方出口与压缩机的回气口之间的侧方出口连接管；其中：

所述第一电磁阀和第一温度传感器串联在所述顶部出口连接管上；

所述第二电磁阀和第二温度传感器串联在所述侧方出口连接管上；

所述第三电磁阀和节流部件串联后，一端连接在压缩机的排气口与四通阀的进气端之间，另一端分别连接在所述顶部出口连接管和侧方出口连接管上。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括外部控制器，所述外部控制器分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器连接，用于分析所述第一温度传感器和第二温度传感器检测的温度之间的温度差，根据所述温度差控制所述气液分离器的液位。

3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第三电磁阀和节流部件的串联管路与所述顶部出口连接管形成第一交汇点，所述第一温度传感器位于第一电磁阀与所述第一交汇点之间；所述第三电磁阀和节流部件的串联管路与所述侧方出口连接管形成第二交汇点，所述第二温度传感器位于第二电磁阀与所述第二交汇点之间。

4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述第一交汇点设有用于隔离压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器顶部出口排出的低温低压冷媒并实现两者热交换的第一换热装置，所述第二交汇点设有用于隔离压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器侧方出口排出的低温低压冷媒并实现两者热交换的第二换热装置。

5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括油分离器，所述油分离器连接在所述压缩机的排气口与四通阀的进气端之间。

6.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述节流装置为电子膨胀阀或毛细管。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述节流部件为毛细管。

8.一种应用如权利要求1至7任一项所述的空调系统的空调气液分离器的液位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集顶部出口连接管中由压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器顶部出口排出的低温低压冷媒混合后的第一冷媒温度，以及采集侧方出口连接管中由压缩机排气口排出的高温高压冷媒与气液分离器侧方出口排出的低温低压冷媒混合后的第二冷媒温度；

判断所述第一冷媒温度与第二冷媒温度之间的温差；

当所述温差大于设定的目标温差时，判断所述气液分离器的液位超过警戒液位；否则，判断所述气液分离器的液位未超过警戒液位。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

当判断所述气液分离器的液位超过警戒液位时，调节所述气液分离器的液位，使其不超过警戒液位。