CN106322868B - 空调制冷系统及空调制冷系统的回油控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种空调制冷系统及该空调制冷系统的回油控制方法，其中，空调制冷系统包括顺序连通的压缩机(1)、冷凝器(2)、节流单元(4)与板式蒸发器(3)，制冷剂由压缩机(1)驱动在空调制冷系统内循环，经由冷凝器(2)、节流单元(4)、板式蒸发器(3)返回至压缩机(1)中，空调制冷系统还包括系统控制单元(5)，系统控制单元(5)包括节流控制模块(51)与机组控制模块(52)，节流控制模块(51)根据空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数调节节流单元(4)中阀件的开度，机组控制模块(52)根据空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数控制压缩机(1)的运转。

Description

空调制冷系统及空调制冷系统的回油控制方法

技术领域

本申请涉及制冷系统，尤其涉及空调制冷系统及该系统的回油控制方法。

背景技术

空调制冷系统运行时，部分冷冻机油会随着冷媒进入蒸发器。若该空调采用板式换热器作为蒸发器，当蒸发器通道内冷媒流速较低时，冷冻机油就会在蒸发器液面的上层逐渐堆积，进而形成富油泡沫层。如果系统不能及时回油，随着时间的累积，就会导致压缩机出现失油的状况。此外，随着业内对节能减排的不断追求，蒸发器的面积越做越大，面积的增加会进一步导致蒸发器内制冷剂的流速降低，使得回油更加困难。即使在机组满负荷工作时，冷冻机油仍然会慢慢迁移至蒸发器内，不但影响换热效果，还会造成压缩机启动失油保护措施。由此可见，回油问题已经成为制约空调制冷系统使用高效能换热器的瓶颈。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种空调制冷系统，能够解决前述回油困难的问题，且结构简单。

本申请的另一目的在于，提供一种空调制冷系统的回油控制方法，该方法能够有效控制空调制冷系统的回油时机及回油量。

为实现上述目的，本申请提供一种空调制冷系统，包括顺序连通的压缩机、冷凝器、节流单元与板式蒸发器，制冷剂由所述压缩机驱动在所述空调制冷系统内循环，经由所述冷凝器、所述节流单元、所述板式蒸发器返回至所述压缩机中，所述空调制冷系统还包括系统控制单元，所述系统控制单元包括节流控制模块与机组控制模块，所述节流控制模块根据所述空调制冷系统的吸气过热度(superheat of suction vapor)及排气过热度参数调节所述节流单元中阀件的开度，所述机组控制模块根据所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数控制所述压缩机的运转。

在可行的具体实施方式中，所述节流单元中包括膨胀阀，所述膨胀阀仅与所述冷凝器和所述板式蒸发器串联。

在可行的具体实施方式中，所述节流单元中包括主膨胀阀以及与该主膨胀阀并联的回油控制回路。

在可行的具体实施方式中，所述回油控制回路包括串联的电磁阀与毛细管。

本申请同时提供了一种基于前述空调制冷系统的回油控制方法，包含如下步骤：

步骤一，在所述压缩机运行状态下，检测到所述压缩机的油位低于预设油位时，控制所述节流单元增大其阀件的开度；

步骤二，实时检测所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度，若二者之中任何一项超出设定范围且持续第一设定时长，则控制所述节流单元减小其阀件的开度，但减小后阀件的开度不小于其初始开度；

步骤三，自步骤一完成后经第二设定时长，检测所述压缩机的油位，若仍然低于所述预设油位且持续第三设定时长，则关闭所述压缩机。

本申请还提供了第二种基于前述空调制冷系统的回油控制方法，包含如下步骤：

步骤一，在所述压缩机运行状态下，检测到所述压缩机在部分负荷状态下持续工作的时间达到第四设定时长时，控制所述节流单元增大其阀件的开度；

步骤二，实时检测所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度，若二者之中任何一项超出设定范围且持续第一设定时长，则控制所述节流单元减小其阀件的开度，但减小后阀件的开度不小于其初始开度；

步骤三，自步骤一完成后经第二设定时长，若检测到所述压缩机的油位低于预设油位且持续第三设定时长、或者检测到所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度二者之中任何一项仍然超出所述设定范围且持续第五设定时长，则关闭所述压缩机。

本申请进而提供了第三种基于前述空调制冷系统的回油控制方法，包含如下步骤：

步骤一，在所述空调制冷系统工作状态下，检测到所述压缩机的油位低于预设油位、或者检测到所述压缩机在部分负荷状态下持续工作的时间达到第四设定时长时，控制所述节流单元将其阀件的开度由初始开度增加第一预设百分比；

步骤二，实时检测系统的吸气过热度及排气过热度，若二者之中任何一项超出设定范围且持续第一设定时长，则控制所述节流单元将其阀件的开度减小第二预设百分比，但减小后阀件的开度不小于其初始开度；

步骤三，自步骤一完成后经第二设定时长，检测所述压缩机的油位是否低于所述预设油位且持续第三设定时长，若是，关闭所述压缩机，若否，则执行步骤四；

步骤四，检测系统的吸气过热度及排气过热度二者之中任何一项是否仍超出设定范围且持续第五设定时长，若是，关闭所述压缩机。

在可行的具体实施方式中，于步骤一之前还包含如下步骤：检测所述压缩机是否已持续工作超过第六设定时长，若是，则执行步骤一。

在可行的具体实施方式中，所述第一设定时长不小于20秒、第二、第三设定时长不小于90秒、第四设定时长不小于1小时、第五设定时长不小于120秒、第一预设百分比为不大于12％、第二预设百分比为3％～4％。

在可行的具体实施方式中，所述第六设定时长不小于120秒。

为了能更进一步了解本申请的特征以及技术内容，请参阅以下有关本申请的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本申请加以限制。

附图说明

本申请的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解，在附图中：

图1显示本申请空调制冷系统的一种具体实施方式的示意图；

图2显示本申请空调制冷系统的回油控制方法的一种具体实施方式的流程图；

图3显示本申请空调制冷系统的回油控制方法的第二种具体实施方式的流程图；

图4显示本申请空调制冷系统的回油控制方法的第三种具体实施方式的流程图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员确切地理解本申请要求保护的主题，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。

如图1所示，本申请提供一种空调制冷系统，包括顺序连通的压缩机1、冷凝器2、节流单元4与板式蒸发器3，制冷剂由压缩机1驱动在空调制冷系统内循环，经由冷凝器2、节流单元4、板式蒸发器3，然后返回至压缩机1中，该空调制冷系统还包括系统控制单元5，系统控制单元5进一步包括节流控制模块51与机组控制模块52，节流控制模块51根据空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数调节节流单元4中阀件的开度，机组控制模块52根据空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数控制压缩机1的运转。图1中T表示温度参数，P表示压力参数，本领域技术人员可以理解的是，由采集到的温度参数和压力参数可以得到吸气过热度参数及排气过热度参数。

在图1所展示的实施方式中，节流单元4中包括主膨胀阀41以及与该主膨胀阀41并联的回油控制回路，该回油控制回路包括串联的电磁阀42与毛细管43。在其它的具体实施方式中，节流单元4可以仅包括一个膨胀阀，该膨胀阀与冷凝器2和板式蒸发器3串联。本领域技术人员可以理解的是，节流单元4的结构并不限于前述，但需要包含可以被节流控制模块51控制开度的阀件，节流控制模块51根据实际需要可以调节节流单元4中部分或全部阀件的开度。

由此，当空调制冷系统的机组长时间处于部分负荷或者制冷剂流量较小的状态下，满足了预设的时间或条件时，节流单元4就在节流控制模块51的控制下进行回油操作，调整能控制开度的阀件的开度，向板式蒸发器3快速地输入大流量液体冷媒，从而将板式蒸发器3液位上方富含冷冻机油的泡沫层送回压缩机1。通过对送入液体冷媒的持续时间和流量进行控制，可以确保多数油层泡沫能够回到压缩机1中。

参见图2所示，为本申请空调制冷系统的回油控制方法的一种具体实施方式的流程图。一种基于前述空调制冷系统的回油控制方法，包含如下步骤：

S10，开始。

S100，压缩机运行，空调制冷系统工作。

S101，在所述压缩机运行状态下，检测并判断压缩机1的油位是否低于预设油位，若是，进入S102；若否，返回S101。

S102，控制所述节流单元增大其阀件的开度。在本具体实施方式中，节流单元4将回油控制回路中的阀件的开度由初始开度增加第一预设百分比，例如开度增加10％。此时，液体冷媒被快速地送入板式蒸发器3中，以帮助板式蒸发器3内含有冷冻机油的泡沫层返回压缩机1。

S103，实时检测所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度，若二者之中任何一项超出设定范围且持续第一设定时长，例如25秒，则将回油控制回路中的阀件的开度减小第二预设百分比，例如减小3％，但调整后阀件的开度不能小于初始开度。由于步骤S102中，阀件的开度增加后，空调制冷系统处在非正常运行状态，系统不稳定性增加，因此要实时监控该系统的吸气过热度和排气过热度等系统状态信息，一旦超过设定范围，就对阀件的开度进行调整，使其开度逐渐减小，但不小于初始开度。在一些实施方式中，吸气过热度和排气过热度的设定范围是动态变化的，随着阀件开度的逐渐改变，吸气过热度和排气过热度的设定范围也逐渐变化，目的是确保系统的稳定，并将阀件的开度缓慢向初始状态调整。

S104，自S102完成后经第二设定时长，例如100秒，检测压缩机1的油位是否仍然低于预设油位且持续第三设定时长，例如95秒，若是，进入S105；若否，返回S100。

S105，关闭压缩机1。

在上述步骤中，如果经过阀件开度调整后，检测到压缩机1的油位仍然低于预设油位且持续第三设定时长，说明回油失败，出于对压缩机1的保护应将其关闭；如果油位不低于预设油位，则回油成功，系统可以继续正常运行。

参见图3所示，为本申请空调制冷系统的回油控制方法的第二种具体实施方式的流程图。该方法包含如下步骤：

S20，开始。

S200，压缩机运行，空调制冷系统工作。

S201，在压缩机运行状态下，检测并判断压缩机1是否在部分负荷状态下持续工作的时间达到第四设定时长，例如1小时，若是，进入S202，若否，返回S200。

S202控制节流单元4将至少一个阀件的开度增加第一预设百分比，例如开度增加12％。此时，液体冷媒被快速地送入板式蒸发器3中，以帮助板式蒸发器3内含有冷冻机油的泡沫层返回压缩机1。

S203，实时检测该空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度，若二者之中任何一项超出设定范围且持续第一设定时长，例如30秒，则控制节流单元4中至少一个阀件的开度减小第二预设百分比，例如减小4％，但阀件的开度不小于初始开度。同样地，由于步骤S202中，阀件的开度增加后空调制冷系统处在非正常运行状态，系统不稳定性增加，因此要实时监控该系统的吸气过热度和排气过热度等系统状态信息，一旦超过设定范围，就对阀件的开度进行调整，使其开度逐渐减小，但不小于初始开度。其中，吸气过热度和排气过热度的设定范围可以是动态的，随着阀件开度的逐渐减小也逐渐变化，目的是确保系统的稳定，并将阀件的开度缓慢向初始状态调整。

S204，自S202完成后经第二设定时长，例如经过90秒后，判断所述压缩机的油位是否低于预设油位且持续第三设定时长，例如低于预设油位持续95秒；以及判断空调制冷系统的吸气过热度和/或排气过热度是否仍超出所述设定范围且持续第五设定时长，例如吸气过热度和/或排气过热度超出设定范围持续125秒。若二者中至少有一个为是，则执行S205，若全为否，返回S200。

S205，关闭压缩机1。

在上述步骤中，若经过阀件开度调整后，空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度仍然超出设定范围且经过第五设定时长，说明回油操作使得系统处于不稳定状态且系统未能成功通过自我调节回复到稳定状态，出于对压缩机1的保护，应将其关闭。

参见图4所示，为本申请空调制冷系统的回油控制方法的第三种具体实施方式的流程图。包含如下步骤：

S30，开始。

S300，压缩机1运行。

S301，检测压缩机1是否已持续工作超过第六设定时长，例如120秒，若是，则执行S302，若否，则返回S300。此步骤主要是避免压缩机1刚开始运行系统就进行检测。

S302，在所述空调制冷系统工作状态下，当检测到压缩机1的油位低于预设油位或者当检测到所述压缩机在部分负荷状态下持续工作的时间达到第四设定时长(例如1小时)这两种情况中的至少一种时，则进入S303，否则返回S300。

S303，控制节流单元4的全部或部分阀件的开度由初始开度增加第一预设百分比，例如增加开度12％。

S304，实时检测系统的吸气过热度及排气过热度，若超出设定范围且持续第一设定时长，例如20秒，则控制前述阀件的开度减小第二预设百分比，例如3％，但阀件的开度不小于初始开度。

S305，自S303完成后经第二设定时长，例如90秒，检测并判断压缩机1的油位是否低于预设油位且持续第三设定时长，例如90秒；若是，执行S307，若否，进入S306。

S306，压缩机1继续运行，检测并判断系统的吸气过热度及排气过热度二者至少一项是否超出设定范围且持续第五设定时长，例如120秒；若是，执行S307，若否，返回S300。

S307，关闭压缩机1。在该步骤中，当压缩机1关闭时，还可以根据需要发出警报对用户进行提示。

由此，本申请的控制方法在输出相对稳定的情况下，既达到了回油的目的，又没有额外增加能源输出，同时兼顾了系统的安全性。

本领域技术人员可以理解的是，本申请各具体实施方式中提到的第一设定时长、第三设定时长、第四设定时长、第五设定时长、第六设定时长，以及第一预设百分比、第二预设百分比等，均可以根据实际需要进行调整。

虽然基于特定的实施方式显示和描述了本申请，但本申请并不限制于所示出的细节。相反地，在权利要求及其等同替换的范围内，本申请的各种细节可以被改造。

Claims (10)

1.一种空调制冷系统，包括顺序连通的压缩机（1）、冷凝器（2）、节流单元（4）与板式蒸发器（3），制冷剂由所述压缩机（1）驱动在所述空调制冷系统内循环，经由所述冷凝器（2）、所述节流单元（4）、所述板式蒸发器（3）返回至所述压缩机（1）中，其特征在于，所述空调制冷系统还包括系统控制单元（5），所述系统控制单元（5）包括节流控制模块（51）与机组控制模块（52），所述节流控制模块（51）根据所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数调节所述节流单元（4）中阀件的开度，所述机组控制模块（52）根据所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数控制所述压缩机（1）的运转，并且被用于执行如下回油控制方法：

步骤一，在所述压缩机(1)运行状态下，检测到所述压缩机(1)在部分负荷状态下持续工作的时间达到第四设定时长时，控制所述节流单元(4)增大其阀件的开度；

步骤二，实时检测所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度，若二者之中任何一项超出设定范围且持续第一设定时长，则控制所述节流单元(4)减小其阀件的开度，但减小后阀件的开度不小于其初始开度；

步骤三，自步骤一完成后经第二设定时长，若检测到所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度二者之中任何一项仍然超出所述设定范围且持续第五设定时长，则关闭所述压缩机(1)。

2.一种空调制冷系统，包括顺序连通的压缩机（1）、冷凝器（2）、节流单元（4）与板式蒸发器（3），制冷剂由所述压缩机（1）驱动在所述空调制冷系统内循环，经由所述冷凝器（2）、所述节流单元（4）、所述板式蒸发器（3）返回至所述压缩机（1）中，其特征在于，所述空调制冷系统还包括系统控制单元（5），所述系统控制单元（5）包括节流控制模块（51）与机组控制模块（52），所述节流控制模块（51）根据所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数调节所述节流单元（4）中阀件的开度，所述机组控制模块（52）根据所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数控制所述压缩机（1）的运转，并且被用于执行如下回油控制方法：

步骤一，在所述空调制冷系统工作状态下，检测到所述压缩机（1）的油位低于预设油位、或者检测到所述压缩机（1）在部分负荷状态下持续工作的时间达到第四设定时长时，控制所述节流单元（4）将其阀件的开度由初始开度增加第一预设百分比；

步骤二，实时检测系统的吸气过热度及排气过热度，若二者之中任何一项超出设定范围且持续第一设定时长，则控制所述节流单元（4）将其阀件的开度减小第二预设百分比，但减小后阀件的开度不小于其初始开度；

步骤三，自步骤一完成后经第二设定时长，检测所述压缩机（1）的油位是否低于所述预设油位且持续第三设定时长，若是，关闭所述压缩机（1），若否，则执行步骤四；

步骤四，检测系统的吸气过热度及排气过热度二者之中任何一项是否仍超出设定范围且持续第五设定时长，若是，关闭所述压缩机（1）。

3.根据权利要求1或2所述的空调制冷系统，其特征在于，所述节流单元（4）中包括膨胀阀，所述膨胀阀仅与所述冷凝器（2）和所述板式蒸发器（3）串联。

4.根据权利要求1或2所述的空调制冷系统，其特征在于，所述节流单元（4）中包括主膨胀阀（41）以及与该主膨胀阀（41）并联的回油控制回路。

5.根据权利要求4所述的空调制冷系统，其特征在于，所述回油控制回路包括串联的电磁阀（42）与毛细管（43）。

6.一种空调制冷系统的回油控制方法，其中，所述空调制冷系统包括顺序连通的压缩机（1）、冷凝器（2）、节流单元（4）与板式蒸发器（3），制冷剂由所述压缩机（1）驱动在所述空调制冷系统内循环，经由所述冷凝器（2）、所述节流单元（4）、所述板式蒸发器（3）返回至所述压缩机（1）中，所述空调制冷系统还包括系统控制单元（5），所述系统控制单元（5）包括节流控制模块（51）与机组控制模块（52），所述节流控制模块（51）根据所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数调节所述节流单元（4）中阀件的开度，所述机组控制模块（52）根据所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数控制所述压缩机（1）的运转，其特征在于，所述回油控制方法包含如下步骤：

步骤一，在所述压缩机（1）运行状态下，检测到所述压缩机（1）在部分负荷状态下持续工作的时间达到第四设定时长时，控制所述节流单元（4）增大其阀件的开度；

步骤二，实时检测所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度，若二者之中任何一项超出设定范围且持续第一设定时长，则控制所述节流单元（4）减小其阀件的开度，但减小后阀件的开度不小于其初始开度；

步骤三，自步骤一完成后经第二设定时长，若检测到所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度二者之中任何一项仍然超出所述设定范围且持续第五设定时长，则关闭所述压缩机（1）。

7.一种空调制冷系统的回油控制方法，其中，所述空调制冷系统包括顺序连通的压缩机（1）、冷凝器（2）、节流单元（4）与板式蒸发器（3），制冷剂由所述压缩机（1）驱动在所述空调制冷系统内循环，经由所述冷凝器（2）、所述节流单元（4）、所述板式蒸发器（3）返回至所述压缩机（1）中，所述空调制冷系统还包括系统控制单元（5），所述系统控制单元（5）包括节流控制模块（51）与机组控制模块（52），所述节流控制模块（51）根据所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数调节所述节流单元（4）中阀件的开度，所述机组控制模块（52）根据所述空调制冷系统的吸气过热度及排气过热度参数控制所述压缩机（1）的运转，其特征在于，所述回油控制方法包含如下步骤：

步骤一，在所述空调制冷系统工作状态下，检测到所述压缩机（1）的油位低于预设油位、或者检测到所述压缩机（1）在部分负荷状态下持续工作的时间达到第四设定时长时，控制所述节流单元（4）将其阀件的开度由初始开度增加第一预设百分比；

步骤二，实时检测系统的吸气过热度及排气过热度，若二者之中任何一项超出设定范围且持续第一设定时长，则控制所述节流单元（4）将其阀件的开度减小第二预设百分比，但减小后阀件的开度不小于其初始开度；

步骤三，自步骤一完成后经第二设定时长，检测所述压缩机（1）的油位是否低于所述预设油位且持续第三设定时长，若是，关闭所述压缩机（1），若否，则执行步骤四；

步骤四，检测系统的吸气过热度及排气过热度二者之中任何一项是否仍超出设定范围且持续第五设定时长，若是，关闭所述压缩机（1）。

8.根据权利要求6或7所述的回油控制方法，其特征在于，于步骤一之前还包含如下步骤：检测所述压缩机（1）是否已持续工作超过第六设定时长，若是，则执行步骤一。

9.根据权利要求7所述的回油控制方法，其特征在于，所述第一设定时长不小于20秒、第二、第三设定时长不小于90秒、第四设定时长不小于1小时、第五设定时长不小于120秒、第一预设百分比为不大于12%、第二预设百分比为3%~4%。

10.根据权利要求8所述的回油控制方法，其特征在于，所述第六设定时长不小于120秒。

Images