CN105485989A - 一种双级压缩空调系统及其补气控制方法 - Google Patents

一种双级压缩空调系统及其补气控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种双级压缩空调系统及其补气控制方法。用以解决补气倒流的检测和控制的技术问题。该双级压缩空调系统包括双级压缩机和闪蒸器，其中闪蒸器的第一接口通过第一管路相连接截止阀的一端，截止阀的另一端通过第二管路连接双级压缩机的第一吸气口，补气控制方法包括：获取第一管路内的第一温度值Tm1、中间压力值Pm以及第二管路内的第二温度值Tm2；根据所述第一温度值Tm1、中间压力值Pm、第二温度值Tm2对截止阀进行控制。通过检测第一接口和第一吸气口的冷媒参数对补气工作状态进行判断，进而控制截止阀以抑制补气倒流。

Description

一种双级压缩空调系统及其补气控制方法
技术领域
本发明涉及空调领域，具体涉及一种双级压缩空调系统及其补气控制方法。
背景技术
环境温度越低，对空调制热量的需求越大，但目前单级压缩的热泵只能做到零下20度正常启动运行，且制热量严重衰减，制热效果不能保证，机组可靠性也受到严峻的考验。
相比单级压缩热泵，带有喷气增焓的双级压缩空调系统在低温下制热量较大，能效较高。且双级压缩空调系统能减少单级压缩机的压比，降低排气温度，同时可提高吸气效率和压缩效率，从而提升制热量和制热效率。
带有喷气增焓的双级压缩机分为高压级和低压级，它具有两个或以上的气缸，其中用于第一级压缩机的称为低压缸，用于第二级压缩的称为高压缸。喷气增焓的原理是从压缩机中部的喷气增焓口将气态冷媒喷入压缩机高压缸的吸气口，喷入的气态冷媒将与经过低压缸压缩后排出的冷媒混合，然后进入高压缸压缩。
在双级压缩空调系统中，中间喷气对系统性能和可靠性有非常重要的影响，而随着高低压级压缩比的不同及工况的变化，双级压缩系统存在补气倒流的可能。补气倒流是指，补气阀打开的情况下，由于闪蒸器的中间压力低于一级压缩的排气压力，导致一级压缩的部分排气直接排入中间闪蒸器里面。补气倒流大大影响了双级压缩系统的可靠性和性能。一级压缩排气直接排入闪蒸器时，会将润滑油一同排出，容易造成压缩机缺油磨损，性能方面，高温高压的排气未经过冷凝和节流进入闪蒸器后，与经过冷凝和节流的低温低压冷媒混合，提高了进入蒸发器前的冷媒温度和压力，相当于减少了室外换热量，直接导致室内换热量降低，系统能效变差。
现有的采用双级压缩空调系统并未对补气倒流进行判断和控制，因此难以避免发生补气倒流的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够对双级压缩机的补气倒流情况进行判断和控制的方法，以避免补气倒流情况的发生。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种双级压缩空调系统的补气控制方法，所述双级压缩空调系统包括双级压缩机和闪蒸器，其中闪蒸器的第一接口通过第一管路连接截止阀的一端，截止阀的另一端通过第二管路连接双级压缩机的第一吸气口，所述补气控制方法包括：获取第一管路内的第一温度值Tm1、中间压力值Pm以及第二管路内的第二温度值Tm2；根据所述第一温度值Tm1、中间压力值Pm、第二温度值Tm2对截止阀进行控制。
优选的，在前述的双级压缩空调系统的补气控制方法中，根据所述第一温度值Tm1、中间压力值Pm、第二温度值Tm2对截止阀进行控制具体包括：根据中间压力值Pm获得饱和蒸汽温度Tmc；根据第一温度值Tm1和饱和蒸汽温度Tmc得到补气过热度SH，其中，SH＝Tm1-Tmc；根据第一温度值Tm1和第二温度值Tm2得到补气阀前后温度差TH，其中，TH＝Tm1-Tm2；根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH对截止阀进行控制。
优选的，在前述的双级压缩空调系统的补气控制方法中，根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH对截止阀进行控制具体包括：若SH≥a，且TH≥b,则开启截止阀；否则，关闭补气阀；其中a、b均为预设值。
优选的，在前述的双级压缩空调系统的补气控制方法中，根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH对截止阀进行控制具体为：根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH判断补气工作状态，并根据补气工作状态对截止阀进行控制；所述补气工作状态包括正常补气顺流、补气倒流，以及补气顺流且带液。
优选的，在前述的双级压缩空调系统的补气控制方法中，根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH判断补气工作状态具体包括：若SH≥a，且TH≥b，则判断为正常补气顺流；若SH≥a，且TH<b，或者，若SH<a，且TH<c，则判断为补气倒流；若SH<a，且TH≥c，则判断为补气顺流且带液；其中a、b、c均为预设值。
优选的，在前述的双级压缩空调系统的补气控制方法中，根据补气工作状态对截止阀进行控制具体包括：若补气工作状态为正常补气顺流，则开启截止阀；若补气工作状态为补气倒流或者补气顺流且带液，则关闭截止阀。
一种双级压缩空调系统，包括双级压缩机和闪蒸器，其中闪蒸器的第一接口通过第一管路连接截止阀的一端，截止阀另一端通过第二管路连接双级压缩机的第一吸气口，其特征在于：还包括第一感温装置、第二感温装置和中压传感器；其中第一感温装置和中压传感器设置在第一管路上，第二感温装置设置在第二管路上。
优选的，在前述的双级压缩空调系统中，所述第一感温装置设置和中压传感器靠近闪蒸器的第一接口设置。
优选的，在前述的双击压缩空调系统中，第二感温装置靠近所述双级压缩机的第一吸气口设置。
本发明的有益效果是：
1.本申请方案中，通过获取第一管路中的第一温度值Tm1、中间压力值Pm以及第二管路中的第二温度值Tm2，并根据以上参数控制截止阀，进而有效的减少补气倒流的发生。
2.本申请方案中，具体的根据闪蒸器的第一接口处的第一温度值Tm1、中间压力值Pm以及压缩机的第一吸气口处的第二温度值Tm2得到补气过热度SH和补气阀前后温度差TH，并根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH对截止阀进行控制。
3.本申请方案中，根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH判断补气工作状态，并根据补气工作状态控制截止阀，进而能够对补气倒流进行精准的判断和控制。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明的空调系统的示意图。
图2是本发明的双级压缩空调系统的补气控制方法的流程图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
如图1所示，根据本发明的第一个实施例，提供一种空调系统，包括双级压缩机1和闪蒸器3，所述双级压缩机1具有第一吸气口11、第二吸气口12和出气口13，闪蒸器包括第一接口31、第二接口32和第三接口33，第一接口31是用于向压缩机増焓补气的接口，闪蒸器3的第一接口31通过第一管路相连接截止阀2的一端，截止阀2另一端通过第二管路连接双级压缩机1的第一吸气口11，还包括第一感温装置4、第二感温装置5和中压传感器6；其中第一感温装置4和中压传感器6设置在闪蒸器3的第一接口31和截止阀2之间的第一管路上，第一感温装置4用于检测闪蒸器3的第一接口31处的第一补气温度Tm1，中压传感器6用于检测闪蒸器3的第一接口31处的中间压力Pm；第二感温装置5设置在双级压缩机1的第一吸气口11与截止阀2之间的第二管路上，用于检测压缩机的第一吸气口处的第二温度值Tm2。优选的，所述第一感温装置4设置和中压传感器6靠近闪蒸器的第一接口31设置，可以对第一接口31的冷媒的温度和压力测量更加精确，这里的靠近是指相对于第一管路的中点更接近于第一接口31。优选的，第二感温装置5靠近所述双级压缩机1的第一吸气口11设置，可以对第一吸气口11的冷媒温度测量更加精确，这里的靠近是指相对于第二管路的中点更接近于第一吸气口11。
通过控制截止阀2的开闭，可对补气进行控制，当检测到如补气倒流等情况发生时，即使关闭截止阀2，进而可以长期保障压缩机的可靠和高效运行。
结合参见图2，本实施例还提供了一种双级压缩空调系统的补气控制方法，用于对上述的空调系统进行控制，该方法包括：获取第一管路内的第一温度值Tm1、中间压力值Pm以及第二管路内的第二温度值Tm2；根据所述第一温度值Tm1、中间压力值Pm、第二温度值Tm2对截止阀2进行控制。优选的，所述第一温度值Tm1、中间压力值Pm为靠近闪蒸器的第一接口31处的冷媒的温度值和中间压力值；第二温度值Tm2为靠近双级压缩机的第一吸气口的冷媒温度值。
作为一种较优的实施方式，根据所述第一温度值Tm1、中间压力值Pm、第二温度值Tm2对截止阀进行控制具体包括：
根据中间压力值Pm获得饱和蒸汽温度Tmc，具体饱和蒸汽温度Tmc可通过查询冷媒饱和温度压力对照表，查找与中间压力值Pm所对应的饱和蒸汽温度Tmc即可得到；
根据第一温度值Tm1和饱和蒸汽温度Tmc得到补气过热度SH，其中，SH＝Tm1-Tmc；
根据第一温度值Tm1和第二温度值Tm2得到补气阀前后温度差TH，其中，TH＝Tm1-Tm2；
根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH对截止阀进行控制。
作为一种较优的实施方式，根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH对截止阀进行控制具体包括：
若SH≥a，且TH≥b,则开启截止阀；
否则，关闭补气阀；
其中a、b均为预先根据经验得到或者根据实验得出的预设值，针对不同的空调系统以及不同的压缩机参数可以取相同或者不同的数值。
上述根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH对截止阀进行控制的具体原理如下：
根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH判断补气工作状态，并根据补气工作状态对截止阀进行控制；所述补气工作状态包括正常补气顺流、补气倒流，以及补气顺流带液。其中，
若SH≥a，且TH≥b，则判断为正常补气顺流；
若SH≥a，且TH<b，或者，若SH<a，且TH<c，则判断为补气倒流；
若SH<a，且TH≥c，则判断为补气顺流带液；
其中a、b、c均为预先根据经验得到或者根据实验得出的预设值，针对不同的空调系统以及不同的压缩机参数可以取相同或者不同的数值，并与截止阀、感温装置和中压传感器的设置位置相关。
其中，第一温度值Tm1、饱和蒸汽温度Tmc、补气过热度SH、第二温度值Tm2、补气阀前后温度差TH以及a、b、c的单位均为摄氏度℃。
若补气工作状态为正常补气顺流，说明补气増焓工作正常，则开启截止阀；其中正常补气顺利是指闪蒸器能对压缩机进行补气増焓，且向压缩机供给的冷媒均为气态冷媒。
若补气工作状态为补气倒流，由于补气倒流将减少压缩机润滑油排油量，压缩机的长期可靠性会产生有害影响，因此应关闭截止阀以阻止补气倒流；
若补气工作状态为补气顺流带液，说明闪蒸器向压缩机供给的冷媒中含有液态冷媒，液态冷媒通过第一吸气口进入压缩机后有可能损坏压缩机，所以此时也应关闭截止阀以保障压缩机的安全运行。
在补气时，冷媒流向的正常情况是从闪蒸器进入压缩机中压缸，不带液时补气过热度较高，且由于截止阀有节流，因此前后会有温度差；如果补气中有液态冷媒存在时这种温度差会更加明显；而补气倒流的时候这种温度差与顺流时是相反的。根据上述原理结合补气过热度SH和补气阀前后温度差TH即可判断出补气工作状态。
通过对截止阀进行及时与合理的控制，可延长双级压缩机的使用寿命，同时保障双级压缩空调系统维持高效、稳定及长期可靠运行。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，示例实施例被提供，以使本公开是全面的，并将其范围充分传达给本领域技术人员。很多特定细节(例如特定部件、设备和方法的示例)被给出以提供对本公开的全面理解。本领域技术人员将明白，不需要采用特定细节，示例实施例可以以很多不同的形式被实施，并且示例实施例不应被理解为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，众所周知的设备结构以及众所周知的技术没有详细描述。
当一元件或层被提及为在另一元件或层“上”、“被接合到”、“被连接到”或“被联接到”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、被直接接合、连接或联接到另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当一元件被提及为“直接”在另一元件或层“上”、“直接被接合到”、“直接被连接到”或“直接被联接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其它词语应该以相似方式被解释(例如，“之间”与“直接在之间”，“邻近”与“直接邻近”等)。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多关联的所列项目中的任一或全部组合。

Claims (9)

1.一种双级压缩空调系统的补气控制方法，所述双级压缩空调系统包括双级压缩机和闪蒸器，其中闪蒸器的第一接口通过第一管路连接截止阀的一端，截止阀的另一端通过第二管路连接双级压缩机的第一吸气口，其特征在于，所述补气控制方法包括：
获取第一管路内的第一温度值Tm1、中间压力值Pm以及第二管路内的第二温度值Tm2；
根据所述第一温度值Tm1、中间压力值Pm、第二温度值Tm2对截止阀进行控制。
2.如权利要求1所述的双级压缩空调系统的补气控制方法，其特征在于：根据所述第一温度值Tm1、中间压力值Pm、第二温度值Tm2对截止阀进行控制具体包括：
根据中间压力值Pm获得饱和蒸汽温度Tmc；
根据第一温度值Tm1和饱和蒸汽温度Tmc得到补气过热度SH，其中，SH＝Tm1-Tmc；
根据第一温度值Tm1和第二温度值Tm2得到补气阀前后温度差TH，其中，TH＝Tm1-Tm2；
根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH对截止阀进行控制。
3.如权利要求2所述的双级压缩空调系统的补气控制方法，其特征在于：根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH对截止阀进行控制具体包括：
若SH≥a，且TH≥b,则开启截止阀；
否则，关闭补气阀；
其中a、b均为预设值。
4.如权利要求2所述的双级压缩空调系统的补气控制方法，其特征在于：根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH对截止阀进行控制具体为：根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH判断补气工作状态，并根据补气工作状态对截止阀进行控制；所述补气工作状态包括正常补气顺流、补气倒流，以及补气顺流且带液。
5.如权利要求4所述的双级压缩空调系统的补气控制方法，其特征在于：根据补气过热度SH和补气阀前后温度差TH判断补气工作状态具体包括：
若SH≥a，且TH≥b，则判断为正常补气顺流；
若SH≥a，且TH<b，或者，若SH<a，且TH<c，则判断为补气倒流；
若SH<a，且TH≥c，则判断为补气顺流且带液；
其中a、b、c均为预设值。
6.如权利要求4或5所述的双级压缩空调系统的补气控制方法，其特征在于：根据补气工作状态对截止阀进行控制具体包括：
若补气工作状态为正常补气顺流，则开启截止阀；
若补气工作状态为补气倒流或者补气顺流且带液，则关闭截止阀。
7.一种双级压缩空调系统，包括双级压缩机和闪蒸器，其中闪蒸器的第一接口通过第一管路连接截止阀的一端，截止阀另一端通过第二管路连接双级压缩机的第一吸气口，其特征在于：还包括第一感温装置、第二感温装置和中压传感器；其中第一感温装置和中压传感器设置在第一管路上，第二感温装置设置在第二管路上。
8.如权利要求7所述的双级压缩空调系统，其特征在于：所述第一感温装置设置和中压传感器靠近闪蒸器的第一接口设置。
9.如权利要求7所述的双级压缩空调系统，其特征在于：第二感温装置靠近所述双级压缩机的第一吸气口设置。
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