CN105588361A - 一种多联机空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多联机空调系统,涉及电子技术领域,能够在室外环境温度比较低的情况下提升多联机空调系统的制热能力。该多联机空调系统包括室外换热装置、四通阀、第一连接装置、第二连接装置、气分装置、回油模块及喷液压缩模块,室外换热装置与四通阀的第一端和第一连接装置连接,第二连接装置与四通阀的第二端和第一连接装置连接,四通阀的第三端与气分装置的进入口和回油模块连接,四通阀的第四端与回油模块连接,喷液压缩模块与第一连接装置、气分装置的排出口和回油模块连接,其在室外环境温度小于或等于预设阈值时对来自第一连接装置的液体冷媒喷射,并将喷射后的液体冷媒与喷液压缩模块压缩过的气体冷媒混合及压缩后排出到回油模块。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域,尤其涉及一种多联机空调系统。
背景技术
多联机空调系统由于具有负荷覆盖范围大、控制灵活以及部分负荷条件下能效比高等优点,近年来被广泛应用。
如图1所示,为通过理论计算的多联机空调系统中的压缩机在10马力(英文:horsepower,缩写:HP)排量的情况下,其制热量随室外环境温度变化的曲线图;图2为理论计算的多联机空调系统中的压缩机在10HP排量的情况下,其实际排气温度随室外环境温度变化的曲线图。具体的,从图1中可以看出,随着室外环境温度降低,压缩机的制热量衰减非常严重,例如室外环境温度为-25℃时压缩机的制热量小于室外环境温度为7℃(通常认为7℃为空调标准制热工况)时压缩机的制热量的一半。从图2可以看出,随着室外环境温度降低,压缩机的排气温度会有比较大的上升,例如室外环境温度为-10℃时压缩机的排气温度会达到100℃,这是因为在室外环境温度比较低的情况下,由于压缩机的低压降的很低,导致压缩机的压缩比增大,从而使得压缩机的排气温度升高。由于过高的排气温度会带来润滑油劣化的风险,因此通常通过降低压缩机的工作频率来降低其排气温度。
上述多联机空调系统中,一方面,由于在室外环境温度比较低的情况下,压缩机的制热量衰减非常严重,另一方面,由于压缩机的工作频率降低后,多联机空调系统的制热量也会降低,因此上述多联机空调系统在室外环境温度比较低的情况下其制热能力也比较低。
发明内容
本发明的实施例提供一种多联机空调系统,能够在室外环境温度比较低的情况下提升多联机空调系统的制热能力。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供一种多联机空调系统,所述多联机空调系统包括室外换热装置、四通阀、第一连接装置、第二连接装置、气分装置以及回油模块,所述室外换热装置分别与所述四通阀的第一端和所述第一连接装置连接,所述第二连接装置分别与所述四通阀的第二端和所述第一连接装置连接,所述四通阀的第三端与所述气分装置的进入口连接,所述四通阀的第四端与所述回油模块连接,所述气分装置的进入口与所述回油模块连接,所述多联机空调系统还包括:
喷液压缩模块,所述喷液压缩模块分别与所述第一连接装置、所述气分装置的排出口和所述回油模块连接,所述喷液压缩模块用于在室外环境温度小于或等于预设阈值时,对来自所述第一连接装置的液体冷媒进行喷射,并将喷射后的液体冷媒与所述喷液压缩模块压缩过的气体冷媒混合及压缩后排出到所述回油模块。
本发明实施例提供的多联机空调系统,由于包括喷液压缩模块,且喷液压缩模块能在室外环境温度比较低(即室外环境温度小于或等于预设阈值)的情况下对来自第一连接装置的液体冷媒进行喷射,并将喷射后的液体冷媒与其压缩过的气体冷媒混合及压缩后排出到回油模块,所以在现有技术多联机空调系统制热(来自第一连接装置的液体冷媒经过室外换热装置变成气体冷媒,气体冷媒经过四通阀后进入气分装置,然后由压缩机从气分装置吸入后进行压缩)的基础上,本发明实施例中由于在室外环境温度比较低的情况下,喷液压缩模块能将其喷射后的液体冷媒与其压缩过的气体冷媒混合,以降低喷液压缩模块内气体冷媒的温度,因此使得喷液压缩模块的排气温度也会降低,从而喷液压缩模块可以以较高的工作频率工作,进而能够在室外环境温度比较低的情况下提升多联机空调系统的制热能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的室外环境温度与制热量的关系曲线图;
图2为现有技术提供的室外环境温度与排气温度的关系曲线图;
图3为本发明实施例提供的多联机空调系统的结构示意图一;
图4为本发明实施例提供的多联机空调系统的结构示意图二;
图5为本发明实施例提供的多联机空调系统的结构示意图三;
图6为本发明实施例提供的多联机空调系统的结构示意图四;
图7为本发明实施例提供的多联机空调系统的结构示意图五;
图8为本发明实施例提供的多联机空调系统的结构示意图六;
图9为本发明实施例提供的多联机空调系统的喷液循环P-H示意图;
图10为本发明实施例提供的3点过热度与制热量的关系曲线图;
图11为本发明实施例提供的3点过热度与排气温度和喷射量的关系曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中所提及的高温、高压、低温和低压等均是示例性的说明液体冷媒和气体冷媒的状态,即用于区分循环过程中处于不同阶段的冷媒的不同状态。对于高温的温度取值、高压的压力取值、低温的温度取值,以及低压的压力取值等具体可根据实际应用中对多联机空调系统的设计需求来确定,本发明对此不作限定。
本发明实施例中,当液体冷媒的饱和温度与实际温度之间的差值(通常称为过冷度)大于0时,该液体冷媒称为过冷液体冷媒。例如液体冷媒的饱和温度为40℃,液体冷媒的实际温度为30℃,那么液体冷媒的过冷度为40℃-30℃=10℃,即此时该液体冷媒称为过冷液体冷媒。
当气体冷媒的实际温度与饱和温度之间的差值(通常称为过热度)大于0时,该气体冷媒称为过热气体冷媒。例如气体冷媒的饱和温度为40℃,气体冷媒的实际温度为70℃,那么气体冷媒的过热度为70℃-40℃=30℃,即此时该气体冷媒称为过热气体冷媒。
其中,上述饱和温度是指在一定压力下液体冷媒和气体冷媒共同存在时的温度。
如图3所示,本发明实施例提供一种多联机空调系统,该多联机空调系统包括室外换热装置1、四通阀2、第一连接装置3、第二连接装置4、气分装置5以及回油模块6,所述室外换热装置1分别与所述四通阀2的第一端21和所述第一连接装置3连接,所述第二连接装置4分别与所述四通阀2的第二端22和所述第一连接装置3连接,所述四通阀2的第三端23与所述气分装置5的进入口51连接,所述四通阀2的第四端24与所述回油模块6连接,所述气分装置5的进入口51与所述回油模块6连接,所述多联机空调系统还包括:
喷液压缩模块7,所述喷液压缩模块7分别与所述第一连接装置3、所述气分装置5的排出口52和所述回油模块6连接,所述喷液压缩模块7用于在室外环境温度小于或等于预设阈值时,对来自所述第一连接装置3的液体冷媒进行喷射,并将喷射后的液体冷媒与所述喷液压缩模块7压缩过的气体冷媒混合及压缩后排出到所述回油模块6。
其中,上述来自第一连接装置的液体冷媒通常为高压过冷液体冷媒;喷液压缩模块压缩过的气体冷媒通常为高温高压气体冷媒。
由于多联机空调系统不同,其制热能力也可能不同,因此上述预设阈值具体可以根据多联机空调系统的制热能力进行设置,本发明不作限定。
示例性的,在实际应用中,由于多联机空调系统在室外环境温度降低到某个数值时,其制热能力可能会极速下降,因此为了保证多联机空调系统的制热能力,可以将上述预设阈值设置为该数值,例如该数值可以为-15℃,或者-15℃以下的任意一个数值。
本发明实施例中,喷液压缩模块具有喷射液体的功能。多联机空调系统中,在室外环境温度比较低(即小于或等于预设阈值)的情况下,通过喷射来自第一连接装置的液体冷媒可以降低喷液压缩模块内气体冷媒的温度,而气体冷媒的温度降低则会使得喷液压缩模块的排气温度降低,喷液压缩模块的排气温度降低后,喷液压缩模块可以以更高的工作频率工作,喷液压缩模块以更高的工作频率工作则会产生更多的热量,从而能够在室外环境温度比较低的情况下提升多联机空调系统的制热能力。
具体的,本发明实施例中,喷液压缩模块的工作原理为:喷液压缩模块对来自第一连接装置的一部分液体冷媒(该液体冷媒为从室内换热装置流过来的高压过冷液体冷媒)进行喷射,并将喷射后的液体冷媒和已经被喷液压缩模块压缩过的气体冷媒(通常为高温高压气体冷媒)混合,使得液体冷媒吸热变成气体冷媒,同时被喷液压缩模块压缩过的气体冷媒的温度下降,然后喷液压缩模块将两者混合后的气体冷媒(通常为高温高压气体冷媒)压缩后排出。
根据上述喷液压缩模块的工作原理,由于喷液压缩模块喷射后的液体冷媒的温度较低,而喷液压缩模块已经压缩过的气体冷媒的温度较高,因此喷液压缩模块将喷射后的液体冷媒与其已经压缩过的气体冷媒混合后,可以降低喷液压缩模块内气体冷媒的温度,从而使得喷液压缩模块的排气温度也会降低,进而喷液压缩模块可以以较高的工作频率工作,以产生更多的热量,因此能够在室外环境温度比较低的情况下提升多联机空调系统的制热能力。
进一步地,喷液压缩模块的排气温度降低后,可以保证喷液压缩模块工作时使用的润滑油的效果比较好,从而可以提高喷液压缩模块的稳定性,并延长喷液压缩模块的使用寿命。
可选的,本发明实施例中,上述第一连接装置可以为截止阀(为了区分,以下简称该截止阀为第一截止阀)。由于第一截止阀用于连接到室内换热装置,且无论多联机空调系统在制热过程中还是制冷过程中,该第一截止阀流过的都是液体冷媒(该液体冷媒通常为高压过冷液体冷媒,制热过程中和制冷过程中液体冷媒的流动方向不同),因此该第一截止阀也可以称为液侧截止阀。
相应的,上述第二连接装置也可以为截止阀(为了区分,以下简称该截止阀为第二截止阀)。由于第二截止阀用于连接到室内换热装置,且无论多联机空调系统在制热过程中还是制冷过程中,该第二截止阀流过的都是气体冷媒(该气体冷媒通常为高温高压气体冷媒,制热过程中和制冷过程中气体冷媒的流动方向不同),因此该第二截止阀也可以称为气侧截止阀。
需要说明的是,本发明实施例中,上述第一连接装置和第二连接装置还可以是除了截止阀之外的其他连接装置,即对于其他任何与本发明实施例中的截止阀功能相同的连接装置均在本发明的保护范围之内。
本发明实施例提供的多联机空调系统中,喷液压缩模块将喷射后的高压过冷液体冷媒与其压缩过的高温高压气体冷媒混合及压缩后形成高温高压气体冷媒(该高温高压气体冷媒为高压过冷液体冷媒吸热蒸发后的高温高压气体冷媒和喷液压缩模块压缩过的高温高压气体冷媒的混合物),喷液压缩模块将混合后的该高温高压气体冷媒与其工作时使用的润滑油一起排出到回油模块,经过回油模块的分离后,高温高压气体冷媒和润滑油被分开,润滑油重新回到气分装置,而高温高压气体冷媒继续在多联机空调系统中进行循环。具体的,由于多联机空调系统在制热过程中和制冷过程中,高温高压气体冷媒的流向不同,因此高温高压气体冷媒在多联机空调系统中进行循环的具体过程,将在下述实施例介绍多联机空调系统的制热过程和制冷过程时进行详细地说明,此处不再详述。
可选的,上述气分装置为气液分离器。本发明实施例的多联机空调系统中,经过回油模块分离后的润滑油和经过在多联机空调系统中进行循环的冷媒变换后的低压过热气体冷媒同时进入气液分离器后,由气液分离器对该低压过热气体冷媒和循环中剩余的液体冷媒进行分离,并由喷液压缩模块从气液分离器将该润滑油和该低压过热气体冷媒吸入后进行压缩,从而使得多联机空调系统循环进行制热过程或者制冷过程。
可选的,结合图3,如图4所示,本发明实施例提供的多联机空调系统中,所述喷液压缩模块7包括带喷液压缩机71和与所述带喷液压缩机71的第一进入口711连接的第一节流装置72,所述带喷液压缩机71的第二进入口712与所述气分装置5的排出口52连接,所述带喷液压缩机71的排出口713与所述回油模块6连接,所述第一节流装置72与所述第一连接装置3连接,其中,
所述第一节流装置72,用于控制来自所述第一连接装置3的液体冷媒进入所述带喷液压缩机71的流量;所述带喷液压缩机71,用于对经过所述第一节流装置72的液体冷媒进行喷射,并将喷射后的液体冷媒与所述带喷液压缩机71压缩过的气体冷媒混合及压缩后排出到所述回油模块6。
本发明实施例提供的多联机空调系统中,喷液压缩模块具体由第一节流装置和带喷液压缩机组成。第一节流装置可以在多联机空调系统的主控芯片的控制作用下,控制来自第一连接装置的液体冷媒进入带喷液压缩机的流量。其中,主控芯片的控制作用可以通过开发人员编程实现;具体的可以基于比例(英文:proportion)、积分(英文integration)和微分(英文:differentiation)控制算法编程实现。其中,比例、积分和微分控制又简称为PID控制。
可选的,上述第一节流装置可以为电子膨胀阀或毛细管。优选的,如图4所示,所述第一节流装置72为电子膨胀阀。本发明实施例中,采用电子膨胀阀作为第一节流装置可以通过主控芯片控制电子膨胀阀的开度(具体可通过调整电子膨胀阀的步数实现),控制流过电子膨胀阀的液体冷媒的流量,从而使得主控芯片可以精确地控制流过电子膨胀阀的液体冷媒的流量,进而可以精确地控制带喷液压缩机喷射液体冷媒的喷射量,因此能够在室外环境温度比较低的情况下,既能最大限度地提升多联机空调系统的制热能力,又能保证带喷液压缩机的安全运转。
示例性的,下面以第一节流装置为电子膨胀阀为例对上述PID控制进行示例性的说明。本发明实施例中,主控芯片可以通过采用PID控制算法控制电子膨胀阀的开度,以控制流过电子膨胀阀的液体冷媒的流量。假设本次电子膨胀阀的开度为EVO(n),上次电子膨胀阀的开度为EVO(n-1),电子膨胀阀的开度的增减脉冲数为⊿EVO,则EVO(n)的计算公式为:
EVO(n)=EVO(n-1)+⊿EVO,其中,EVOmin≤EVO(n)≤EVOmax,EVOmin为EVO(n)的最小值,EVOmax为EVO(n)的最大值。
⊿EVO的计算公式为:
⊿EVO=Kp×{⊿Td(n)-⊿Td(n-1)}+Ki×⊿Td(n)×DT+Kd×
{⊿Td(n)-2×⊿Td(n-1)+⊿Td(n-2)}/DT}
其中,⊿Td(n)=Td-Tdo,Td为本次实际排气温度,Tdo为排气温度目标值;⊿Td(n-1)为上次的⊿Td(n);⊿Td(n-2)为上上次的⊿Td(n);第一次计算时,⊿Td(n-1)和⊿Td(n-2)均与⊿Td(n)相等;Kp为PID控制中的比例系数,Ki为PID控制中的积分系数,为PID控制中的微分系数,DT为PID控制中的积分时间常数和微分时间常数。
示例性的,本发明实施例中,Kp、Ki、Kd以及DT均可以按照下述表1取值。
表1
参数 | Kp | Ki | Kd | DT |
参数值 | 2 | 1/120 | 0 | 30 |
结合图4,如图5所示,本发明实施例提供的多联机空调系统中,所述回油模块6包括油分离器61和与所述油分离器61连接的回油毛细管62,所述油分离器61分别与所述带喷液压缩机71的排出口713和所述四通阀2的第四端24连接,所述回油毛细管62与所述气分装置5的进入口51连接。
其中,由于回油毛细管具有节流的作用,因此带喷液压缩机排出的气体冷媒(通常为高温高压气体冷媒)与其工作时使用的润滑油的混合物经过油分离器的分离作用后,润滑油再通过回油毛细管的节流作用逐渐进入气分装置(即气液分离器),并继续循环进行制热过程或者制冷过程。
可选的,本发明实施例提供的多联机空调系统中,所述带喷液压缩机的数量可以有多个。其中,多个所述带喷液压缩机的排出口与一个油分离器连接,或者多个所述带喷液压缩机中的每个所述带喷液压缩机的排出口分别与一个油分离器连接。
具体的,本发明实施例提供的多联机空调系统中,通过设置多个带喷液压缩机可以提升多联机空调系统的制热能力或者制冷能力。每个带喷液压缩机可以分别独立进行制热过程和制冷过程,例如每个带喷液压缩机可以分别与一个室内换热装置形成一个循环系统。当然,一个喷液压缩机也可以同时与多个室内换热装置分别形成不同的循环系统。具体的多联机空调系统的实现形式可根据实际使用需求进行设定,本发明不作限定。
可选的,结合图5,如图6所示,本发明实施例提供的多联机空调系统还包括单向阀8,所述油分离器61与所述四通阀2的第四端24通过所述单向阀8连接。所述单向阀8表示油分离器61和四通阀2之间的液体流向只能是从油分离器61到四通阀2。如此可以避免多联机空调系统中出现不正常的逆流现象。
可选的,结合图6,如图7所示,本发明实施例提供的多联机空调系统中,所述室外换热装置1包括室外换热器11和与所述室外换热器11连接的第二节流装置12,所述室外换热器11与所述四通阀2的第一端21连接,所述第二节流装置12与所述室外换热器11形成回路连接。
可选的,上述第二节流装置可以为电子膨胀阀或毛细管。优选的,如图7所示,所述第二节流装置12为电子膨胀阀。
需要说明的是,本发明实施例中的第一节流装置和第二节流装置均通过电子膨胀阀或毛细管这些常用部件实现,能够降低本发明实施例的实现复杂度和成本。
可选的,结合图7,如图8所示,本发明实施例提供的多联机空调系统中还包括室内换热装置9,所述室内换热装置9分别与所述第一连接装置3和所述第二连接装置4连接。其中,在图8中,所述第一连接装置3示意为液侧截止阀,所述第二连接装置示意为气侧截止阀。所述气分装置5示意为气液分离器。
其中,室内换热装置可以包括室内换热器和必要的节流装置。具体的,本发明实施例中,室内换热装置的结构与工作原理均与现有技术相同,因此,本发明实施例中不再对室内换热装置的结构和工作原理进行描述。
可选的,本发明实施例中,如图8所示,当所述多联机空调系统制热时,所述室内换热装置9的排出口91与所述第一连接装置3连接,所述室内换热装置9的进入口92与所述第二连接装置4连接。
为了更加清楚地理解本发明实施例提供的多联机空调系统,下面基于图8所示的多联机空调系统的结构示意图,分别对该多联机空调系统的制热过程和制冷过程进行示例性的说明。
一、多联机空调系统的制热过程
由于在室外环境温度比较高(例如大于上述预设阈值)时,第一节流装置关闭,因此这种情况下本发明实施例提供的多联机空调系统的制热过程与现有技术相同。具体的,如图8所示,带喷液压缩机71排出的高温高压气体冷媒和润滑油的混合物进入油分离器61后,经过油分离器61的分离,高温高压气体冷媒经过四通阀2的第四端24进入四通阀2,并从四通阀2的第二端22排出后通过第二连接装置4从室内换热装置9的进入口92进入室内换热装置9,高温高压气体冷媒经过室内换热装置9换热后变成高压过冷液体冷媒,该高压过冷液体冷媒从室内换热装置9的排出口91排出,并经过第一连接装置3进入第二节流装置12节流降压后变成低温低压气液冷媒混合物,然后该低温低压气液冷媒混合物进入室外换热器11换热后变成低压过热气体冷媒,该低压过热气体冷媒经过四通阀2的第一端21进入四通阀2,并从四通阀2的第三端23进入气分装置5,最后气分装置5中被分离的低压过热气体冷媒与润滑油被带喷液压缩机71吸入并压缩为高温高压气体冷媒后排出,从而完成一次制热过程,如此重复即可实现制热循环。
由于当室外环境温度比较低(例如小于或等于上述预设阈值)时,第一节流装置开启,因此本发明实施例提供的多联机空调系统除了进行上面描述的与现有技术相同的制热过程,还需要进行下述过程:
如图8所示,第一节流装置72开启后,经过第一连接装置3过来的高压过冷液体冷媒会进入第一节流装置72,通过主控芯片对第一节流装置72的控制,使得第一节流装置72对该高压过冷液体冷媒进行节流(即控制来自第一连接装置3的高压过冷液体冷媒进入带喷液压缩机71的流量),经过第一节流装置72的高压过冷液体冷媒进入带喷液压缩机71,由带喷液压缩机71对其进行喷射,并将喷射后的高压过冷液体冷媒与带喷射压缩机71已经压缩过的高温高压气体冷媒(带喷液压缩机按照与现有技术相同的制热过程压缩过的高温高压气体冷媒)进行混合,由于带喷射压缩机71压缩过的高温高压气体冷媒的温度较高,因此带喷射压缩机71喷射后的高压过冷液体冷媒与其压缩过的高温高压气体冷媒混合使得该高压过冷液体冷媒吸热后蒸发变成高温高压气体冷媒,而带喷射压缩机71压缩过的高温高压气体冷媒的温度下降,但是其仍然是高温高压气体冷媒,两种高温高压气体冷媒混合后,再由带喷液压缩机71从带喷液压缩机的排出口713将高温高压气体冷媒和润滑油的混合物排出。带喷液压缩机71将该高温高压气体冷媒和润滑油的混合物排出后的其他过程与上面描述的现有技术的过程相同,此处不再赘述。
本发明实施例提供的多联机空调系统,由于包括第一节流装置,且压缩机为带喷液压缩机,因此,在室外环境温度比较低(即室外环境温度小于或等于预设阈值)的情况下,第一节流装置打开,并对来自第一连接装置的高压过冷液体冷媒进行节流,然后带喷液压缩机再对经过第一节流装置的高压过冷液体冷媒进行喷射,并将喷射后的高压过冷液体冷媒与其已经压缩过的高温高压气体冷媒混合及压缩后排出到回油模块,所以在现有技术多联机空调系统制热(来自第一连接装置的高压过冷液体冷媒经过室外换热装置变成低压过热气体冷媒,低压过热气体冷媒经过四通阀后进入气分装置,然后由压缩机从气分装置吸入后进行压缩变成高温高压气体冷媒)的基础上,本发明实施例中由于在室外环境温度比较低的情况下,带喷液压缩机能将其喷射后的高压过冷液体冷媒与其已经压缩过的高温高压气体冷媒混合,以降低带喷液压缩机内高温高压气体冷媒的温度,因此使得带喷液压缩机的排气温度也会降低,从而带喷液压缩机可以以较高的工作频率工作,进而能够在室外环境温度比较低的情况下提升多联机空调系统的制热能力。
二、多联机空调系统的制冷过程
需要说明的是,在多联机空调系统的制热过程或制冷过程中,由于室内换热装置的进入口和排出口会变化,因此此处进行示例性的说明。具体的,在上述制热过程中,室内换热装置的进入口为与第二连接装置连接的口,室内换热装置的排出口为与第一连接装置连接的口;而在下述制冷过程中,室内换热装置的进入口为与第一连接装置连接的口,室内换热装置的排出口为与第二连接装置连接的口,即制热过程中室内换热装置的进入口为制冷过程中室内换热装置的排出口,制热过程中室内换热装置的排出口为制冷过程中室内换热装置的进入口。示例性的,如图8所示,在制热过程中91为室内换热装置9的排出口,92为室内换热装置9的进入口;而在制冷过程中91为室内换热装置9的进入口(以下表示为室内换热装置9的第一口91),92为室内换热装置9的排出口(以下表示为室内换热装置9的第二口92)。
由于在室外环境温度比较高(例如大于上述预设阈值)时,第一节流装置关闭,因此这种情况下本发明实施例提供的多联机空调系统的制冷过程也与现有技术相同。具体的,如图8所示,带喷液压缩机71排出的高温高压气体冷媒和润滑油的混合物进入油分离器61后,经过油分离器61的分离,高温高压气体冷媒经过四通阀2的第四端24进入四通阀2,并从四通阀2的第一端21排出后进入室外换热器11,高温高压气体冷媒经过室外换热器11的换热后变成高压过冷液体冷媒,该高压过冷液体冷媒经过第二节流装置12(此时第二节流装置12对高压过冷液体冷媒没有节流作用)和第一连接装置3后从室内换热装置9的第一口91进入室内换热装置9,经室内换热装置9内部进行节流、降压以及吸热后变成低压过热气体冷媒,该低压过热气体冷媒从室内换热装置9的第二口92排出后经过第二连接装置4和四通阀2的第二端22进入四通阀2,并从四通阀2的第三端23进入气分装置5,最后气分装置5中被分离的低压过热气体冷媒与润滑油被带喷液压缩机71吸入并压缩为高温高压气体冷媒后排出,从而完成一次制冷过程,如此重复即可实现制冷循环
基于上述如图8所示的多联机空调系统,本发明实施例中再对主控芯片对第一节流装置的控制参数进行示例性的说明。由于第一节流装置的节流效果直接关系带喷液压缩机的喷射量,因此,也可以理解为主控芯片对带喷液压缩机的喷射量的控制。
如图9所示,为喷液循环的P-H(压焓图)示意图。其中,图9中的1点为带喷液压缩机的进入口,2点为带喷液压缩机的中间腔中的压缩状态点,3点为喷射后的高压过冷液体冷媒与喷液压缩模块压缩过的高温高压气体冷媒混合后的状态点,4点为带喷液压缩机的排出口,6点为第一连接装置(即液侧截止阀),7点为来自第一连接装置的高压过冷液体冷媒经第一节流装置(例如电子膨胀阀)节流后的状态点,8点为室外换热器的进入口(在制热过程中,室外换热器的进入口为室外换热器与第一连接装置连接的口;在制冷过程中,室外换热器的排出口为室外换热器与四通阀的第一端连接的口)。以图9中的3点为例,对主控芯片对带喷液压缩机的喷射量的控制进行理论计算,以确定带喷液压缩机的最优喷射量。假设,下述均为多联机空调系统运行时,实际测试结果中带喷液压缩机的各项参数:
例如,假设室外环境温度为-15℃时,带喷液压缩机的各项参数如下:排气压力:2.295MPa(兆帕);吸气压力:0.219MPa;补气压力:0.634MPa;吸气过热度:10℃;吸气过冷度:12℃;吸气口的容积流量:20.87m3/h(立方米每小时);等熵效率:0.6。
如果第一节流装置(即电子膨胀阀)关闭,则理论计算的带喷液压缩机的各项参数如下:
排气温度:118.7℃;制热量:18.98kw(千瓦);功耗:6.98kw。
按照以上参数,通过准双级循环来计算带喷液压缩机的喷射量:
例如,结合实际测量结果和图9,2点温度为38.19℃时,焓值为460.38kJ/kg(千焦每千克),质量流率为67.95g/s(克每秒);假设2点温度为5℃时,焓值为:426,那么若需将2点过热度从38.19℃降到5℃,则需要的热量为:(460.38-426)*0.06795=2.336kw。由于图9中的6点到7点假设为等焓过程,因此经计算7点的干度x=0.214。假设7点为饱和液体,且在7点时,带喷液压缩机的各项参数为:压力:0.634MPa,气化潜热:224.47kJ/kg;为了将2点的气体冷却到过热度为5℃,则需要的喷射量为:2.336/224.47=0.0104kg/s=10.4g/s。
另外,由干度计算的喷射的总流量为:10.4/(1-0.214)=13.23g/s;喷射的气体流量为:2.8g/s。
带喷液压缩机在3点吸入液体的参数为:
温度:2.4℃;质量流量:13.2+67.9=81.13g/s;压力:0.634MPa;排气温度:81.8℃;制热量:19.31kw;功耗:7.27kw。
按以上提供的理论计算方法可计算出带喷液压缩机在不同喷射量时的制热量和排气温度等参数,具体如下列表2所示:
表2
根据上述理论计算以及表2可以得到3点的过热度分别与制热量、排气温度和喷射量的关系曲线图。如图10所示,为3点的过热度与制热量的关系曲线图;如图11所示,为3点的过热度分别与排气温度和喷射量的关系曲线图。
从图10和图11可以看出,当3点的过热度为20℃时,多联机空调系统的制热量基本可以达到3点的最大值,而此时带喷液压缩机的排气温度为99.49℃,也在带喷液压缩机的安全排气温度范围内,因此实际应用中可以选取3点的喷射量为带喷液压缩机的最优喷射量。
另外,实际应用中,由于3点的过热度无法测量,且3点的喷射量的测量也非常复杂,因此可以选取4点的排气温度作为控制参数,在这种情况下,4点的排气温度的目标值为99.49℃。从而本发明实施例提供的多联机空调系统中,通过控制第一节流装置(即电子膨胀阀)的开度(具体可以通过调节电子膨胀阀的步数调节电子膨胀阀的开度)控制带喷液压缩机的喷射量的多少,从而达到控制带喷液压缩机的排气温度的目的,进而能够在室外环境温度比较低的情况下,使得带喷液压缩机的排气温度降低,从而带喷液压缩机可以以较高的工作频率工作,产生更多的热量,进而能够提升多联机空调系统的制热能力。
需要说明是,上述举例仅是示例性的对本发明实施例中带喷液压缩机的喷射量的控制进行说明,对于其他情况下带喷液压缩机的喷射量的控制均与上述例子相同,此处不再赘述。
通过以上的实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,可以通过其它的方式实现。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种多联机空调系统,所述多联机空调系统包括室外换热装置、四通阀、第一连接装置、第二连接装置、气分装置以及回油模块,所述室外换热装置分别与所述四通阀的第一端和所述第一连接装置连接,所述第二连接装置分别与所述四通阀的第二端和所述第一连接装置连接,所述四通阀的第三端与所述气分装置的进入口连接,所述四通阀的第四端与所述回油模块连接,所述气分装置的进入口与所述回油模块连接,其特征在于,所述多联机空调系统还包括:
喷液压缩模块,所述喷液压缩模块分别与所述第一连接装置、所述气分装置的排出口和所述回油模块连接,所述喷液压缩模块用于在室外环境温度小于或等于预设阈值时,对来自所述第一连接装置的液体冷媒进行喷射,并将喷射后的液体冷媒与所述喷液压缩模块压缩过的气体冷媒混合及压缩后排出到所述回油模块。
2.根据权利要求1所述的多联机空调系统,其特征在于,所述喷液压缩模块包括带喷液压缩机和与所述带喷液压缩机的第一进入口连接的第一节流装置,所述带喷液压缩机的第二进入口与所述气分装置的排出口连接,所述带喷液压缩机的排出口与所述回油模块连接,所述第一节流装置与所述第一连接装置连接,其中,
所述第一节流装置,用于控制来自所述第一连接装置的液体冷媒进入所述带喷液压缩机的流量;
所述带喷液压缩机,用于对经过所述第一节流装置的液体冷媒进行喷射,并将喷射后的液体冷媒与所述带喷液压缩机压缩过的气体冷媒混合及压缩后排出到所述回油模块。
3.根据权利要求2所述的多联机空调系统,其特征在于,所述回油模块包括油分离器和与所述油分离器连接的回油毛细管,所述油分离器分别与所述带喷液压缩机的排出口和所述四通阀的第四端连接,所述回油毛细管与所述气分装置的进入口连接。
4.根据权利要求3所述的多联机空调系统,其特征在于,所述带喷液压缩机的数量有多个,其中,
多个所述带喷液压缩机的排出口与一个油分离器连接,或者多个所述带喷液压缩机中的每个所述带喷液压缩机的排出口分别与一个油分离器连接。
5.根据权利要求3所述的多联机空调系统,其特征在于,所述多联机空调系统还包括:
单向阀,所述油分离器与所述四通阀的第四端通过所述单向阀连接。
6.根据权利要求2至5任意一项所述的多联机空调系统,其特征在于,所述室外换热装置包括室外换热器和与所述室外换热器连接的第二节流装置,所述室外换热器与所述四通阀的第一端连接,所述第二节流装置与所述室外换热器形成回路连接。
7.根据权利要求6所述的多联机空调系统,其特征在于,
所述第一节流装置为电子膨胀阀或毛细管,所述第二节流装置为电子膨胀阀或毛细管,所述气分装置为气液分离器。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的多联机空调系统,其特征在于,
所述第一连接装置为截止阀,所述第二连接装置为截止阀。
9.根据权利要求1所述的多联机空调系统,其特征在于,所述多联机空调系统还包括:
室内换热装置,所述室内换热装置分别与所述第一连接装置和所述第二连接装置连接。
10.根据权利要求9所述的多联机空调系统,其特征在于,当所述多联机空调系统制热时,所述室内换热装置的排出口与所述第一连接装置连接,所述室内换热装置的进入口与所述第二连接装置连接。
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