CN106839548A - 具有中间补气的压缩装置、控制方法和空调器 - Google Patents

具有中间补气的压缩装置、控制方法和空调器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有中间补气的压缩装置、中间补气的流量控制方法和空调器，其中，具有中间补气的压缩装置包括：中间补气装置，连接至压缩机；流量检测装置，连接至中间补气装置，流量检测装置用于检测中间补气装置中的气体流量；流量控制装置，分别连接至中间补气装置与流量检测装置，流量控制装置用于根据流量检测装置检测的结果，确定是否调节气体流量。通过本发明的技术方案，通过流量控制装置将气体流量调节至最佳补气量范围内，以使中间补气量在各个工况下均能够处于最佳补气量范围，提高了压缩机的工作效率，使空调器入口的制冷剂能够保持合理的过冷度或过热度，以进一步提升空调器在高温制冷或低温制热的工况下的能力输入。

Description

具有中间补气的压缩装置、控制方法和空调器
技术领域
本发明涉及空调领域，具体而言，涉及一种具有中间补气的压缩装置、一种中间补气的流量控制方法和一种空调器。
背景技术
相关技术中，现在空调器的使用要求越来越高，由于高温制冷工况中电控发热的限制及低温制热工况电控元器件使用极限的问题导致压缩机的运行频率是有限的，从而限制了高温制冷工况及低温制热工况的能力输出，目前开发的中间补气空调器可以有效的提高空调器在高温制冷工况及低温制热工况的能力输出，从而也可以更有效的保护空调器电控的使用安全，但是如果中间补气流量未处于最佳补气温度范围内时，影响压缩机的工作能力。
因此，如何设计出一种能够调节补气流量的压缩装置成为亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种具有中间补气的压缩装置。
本发明的另一个目的在于提供一种中间补气的流量控制方法。
本发明的另一个目的在于提供一种空调器。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种具有中间补气的压缩装置，包括：中间补气装置，连接至压缩机；流量检测装置，连接至中间补气装置，流量检测装置用于检测中间补气装置中的气体流量；流量控制装置，分别连接至中间补气装置与流量检测装置，流量控制装置用于根据流量检测装置检测的结果，确定是否调节气体流量。
在该技术方案中，通过分别设置流量检测装置与流量控制装置，在流量检测装置检测到中间补气装置的气体流量(即压缩机的进气流量)与最佳补气量之间的差值大于指定差值时，表明当前的中间补气装置的补气流量不属于最佳补气温度范围，此时，通过流量控制装置将气体流量调节至最佳补气量范围内，以使中间补气量在各个工况下均能够处于最佳补气量范围，提高了压缩机的工作效率，使空调器入口的制冷剂能够保持合理的过冷度或过热度，以进一步提升空调器在高温制冷或低温制热的工况下的能力输入。
另外，本发明提供的上述实施例中的具有中间补气的压缩装置还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，流量控制装置包括控制器与连接至控制器的调节装置，控制器还连接至流量检测装置，调节装置设置于中间补气装置的入口端，以通过对进入中间补气装置的制冷剂流量进行控制调节气体流量；流量检测装置设置在中间补气装置的出口端。
在该技术方案中，通过设置控制器与调节装置，流量检测装置将检测到的气体流量值反馈给控制器，控制器将气体流量值与预设气体流量阈值进行比较，在检测到气体流量值与预设气体流量阈值差值较大时，表明中间补气装置的气体流量未处于最佳补气温度范围内，此时控制器控制调节装置执行调节操作，通过调节进入中间补气装置的制冷剂流量，实现调节气体流量的功能，从而使中间补气流量处于最佳补气范围，一方面，结构设置简单，另一方面，通过控制器控制调节，可靠性高。
具体地，调节装置设置在中间补气装置的入口端，通过调节进入中间补气装置的制冷剂流量，实现对补气流量的调节，设置方式简单，改进的成本低。
另外，也可以通过在出口端设置调节装置，或者在中间补气装置内部设置调节装置，以调节进入到压缩机的补气流量。
在上述任一技术方案中，优选地，流量检测装置为差压式流量计、涡轮流量传感器以及超声流量计中的任意一种。
在该技术方案中，通过将流量检测装置设置为差压式流量计、涡轮流量传感器以及超声流量计中的任意一种，可以在现有的中间补气装置的结构上直接设置已有的流量检测装置，不需要进行额外的硬件开发工作。
其中，补气流量检测装置具体为差压式流量计(以伯努力方程和流体连续性方程为依据)，当补气气流流经节流件时，在其前后产生压差，而该压差值与流量的平方成正比，从而确定补气的气体流量。
涡轮流量传感器，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，通过管道平均流速确定气体流量。
在上述任一技术方案中，优选地，调节装置为串联的减压阀与节流阀、节流阀以及膨胀阀中的任意一种。
在该技术方案中，通过将调节装置设置为串联的减压阀与节流阀、节流阀以及膨胀阀中的任意一种，实现了对进入中间补气装置的制冷剂流量调节的功能。
其中串联的减压阀与节流阀配合，与单独设置节流阀相比，调节效果更好，但是成本相应会增加。
膨胀阀包括电磁膨胀阀与热力膨胀阀。
在上述任一技术方案中，优选地，中间补气装置包括：闪发器，调节装置设置在闪发器的入口端；中间补气管路，中间补气管路的一端连接至压缩机，中间补气管路的另一端连接至闪发器，流量检测装置设置在中间补气管路上；补气阀，设置在中间补气管路上。
在该技术方案中，中间补气装置包括闪发器，在闪发器与压缩机之间设置中间补气管路，在中间补气管路上分别设置补气阀与流量测量装置，其中，补气阀用于对中间补气进行控制，流量测量装置用于测量进入压缩机的气体流量，不需要改变现有的中间补气结构的设置方式，改动范围小，成本低。
具体地，通过设置中间补气装置，向压缩机的中间腔补充气态制冷剂，以提高压缩机排气量，进而提高压缩机的运行能力，而针对中间补气装置的气体流量，以空调器制热循环为例，双转子压缩机排气口排出的高温、高压制冷剂气体，在室内换热器中相变为饱和液体，实现室内环境温度的升高以达到制热的效果，从室内换热器出来的高压制冷剂液体经一级电子膨胀阀节流到中间压力，变为气液两相混合状态，进入闪蒸器，在闪蒸汽中由于压力变化引起的闪发制冷剂气体，通过补气口被压缩机吸入，该回路称为补气回路，在补气回路的不同区域分别设置流量检测装置和调节装置，满足补气流量在不同工况下均能够处于最佳补气范围的需求。
在上述任一技术方案中，优选地，补气阀为二通阀和/或热力膨胀阀。
在该技术方案中，补气阀可以为二通阀和/或热力膨胀阀，一方面，实现了中间补气装置的开关功能，另一方面，在补气阀为热力膨胀阀时，还可以通过将热力膨胀阀连接至控制器，通过控制器控制热力膨胀阀，同样能够实现对补气流量的调节。
在上述任一技术方案中，优选地，压缩机为双转子式压缩机。
另外，压缩机也可以说单转子式压缩机、涡旋压缩机等。
本发明第二方面的实施例提供了一种中间补气的流量控制方法，包括：检测中间补气装置的气体流量；确定气体流量与预设流量阈值之间的差值；检测差值是否大于预设差值；在检测到差值大于预设差值时，对气体流量执行调节操作，其中，预设流量阈值为最佳补气量值。
在该技术方案中，通过分别设置流量检测装置与流量控制装置，在流量检测装置检测到中间补气装置的气体流量(即压缩机的进气流量)与最佳补气量之间的差值大于指定差值时，表明当前的中间补气装置的补气流量不属于最佳补气温度范围，此时，通过流量控制装置将气体流量调节至最佳补气量范围内，以使中间补气量在各个工况下均能够处于最佳补气量范围，提高了压缩机的工作效率，使空调器入口的制冷剂能够保持合理的过冷度或过热度，以进一步提升空调器在高温制冷或低温制热的工况下的能力输入。
具体地，在制冷与制热的不同工况下，最佳补气量的值也会不同，最佳补气量与预设差值之和，为最佳补气范围的上限，最佳补气量与预设差值之差，为最佳补气范围的下限，在预设差值为0时，能够实现将气体流量调节至最佳补气量。
在上述任一技术方案中，优选地，在检测到差值大于或等于预设差值时，对气体流量执行调节操作，具体包括以下步骤：在检测到差值大于预设差值，并且气体流量小于预设流量阈值时，控制提高进入中间补气装置的制冷剂流量；在检测到差值大于预设差值，并且气体流量大于预设流量阈值时，控制降低进入中间补气装置的制冷剂流量。
在该技术方案中，通过在检测到气体流量小于预设流量阈值时，控制提高进入中间补气装置的制冷剂流量，在检测到气体流量大于预设流量阈值时，控制降低进入中间补气装置的制冷剂流量，实现了对气体流量的调节功能，结构简单，可靠性高。
具体地，调节装置设置在中间补气装置的入口端，通过调节进入中间补气装置的制冷剂流量，实现对补气流量的调节，设置方式简单，改进的成本低。
另外，也可以通过在出口端设置调节装置，或者在中间补气装置内部设置调节装置，以调节进入到压缩机的补气流量。
本发明第三方面的实施例提供了一种空调器，包括本发明第一方面实施例中任一项所述的具有中间补气的压缩装置。
本发明第三方面的实施例提供的空调器，因设置有本发明第一方面实施例的具有中间补气的压缩装置，从而具有上述具有中间补气的压缩装置的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的具有中间补气的压缩装置的结构示意图；
图2示出了根据本发明的另一个实施例的具有中间补气的压缩装置的结构示意图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的中间补气的流量控制方法的示意流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1与图2描述根据本发明一些实施例的具有中间补气的压缩装置。
如图1和图2所示，根据本发明实施例的具有中间补气的压缩装置，包括：中间补气装置102，连接至压缩机108；流量检测装置104，连接至中间补气装置102，流量检测装置104用于检测中间补气装置102中的气体流量；流量控制装置，分别连接至中间补气装置102与流量检测装置104，流量控制装置用于根据流量检测装置104检测的结果，确定是否调节气体流量。
在该技术方案中，通过分别设置流量检测装置104与流量控制装置，在流量检测装置104检测到中间补气装置102的气体流量(即压缩机108的进气流量)与最佳补气量之间的差值大于指定差值时，表明当前的中间补气装置102的补气流量不属于最佳补气温度范围，此时，通过流量控制装置将气体流量调节至最佳补气量范围内，以使中间补气量在各个工况下均能够处于最佳补气量范围，提高了压缩机108的工作效率，使空调器入口的制冷剂能够保持合理的过冷度或过热度，以进一步提升空调器在高温制冷或低温制热的工况下的能力输入。
另外，本发明提供的上述实施例中的具有中间补气的压缩装置还可以具有如下附加技术特征：
如图2所示，在上述技术方案中，优选地，流量控制装置包括控制器与连接至控制器的调节装置106，控制器还连接至流量检测装置104，调节装置106设置于中间补气装置102的入口端，以通过对进入中间补气装置102的制冷剂流量进行控制调节气体流量；流量检测装置104设置在中间补气装置102的出口端。
如图2所示，根据制冷剂的流向，流量控制装置设置在中间补气装置102的入口端，流量检测装置104设置在中间补气装置102的出口端。
在该技术方案中，通过设置控制器与调节装置106，流量检测装置104将检测到的气体流量值反馈给控制器，控制器将气体流量值与预设气体流量阈值进行比较，在检测到气体流量值与预设气体流量阈值差值较大时，表明中间补气装置102的气体流量未处于最佳补气温度范围内，此时控制器控制调节装置106执行调节操作，通过调节进入中间补气装置102的制冷剂流量，实现调节气体流量的功能，从而使中间补气流量处于最佳补气范围，一方面，结构设置简单，另一方面，通过控制器控制调节，可靠性高。
具体地，调节装置106设置在中间补气装置102的入口端，通过调节进入中间补气装置102的制冷剂流量，实现对补气流量的调节，设置方式简单，改进的成本低。
另外，也可以通过在出口端设置调节装置106，或者在中间补气装置102内部设置调节装置106，以调节进入到压缩机108的补气流量。
在上述任一技术方案中，优选地，流量检测装置104为差压式流量计、涡轮流量传感器以及超声流量计中的任意一种。
在该技术方案中，通过将流量检测装置104设置为差压式流量计、涡轮流量传感器以及超声流量计中的任意一种，可以在现有的中间补气装置102的结构上直接设置已有的流量检测装置104，不需要进行额外的硬件开发工作。
其中，补气流量检测装置104具体为差压式流量计(以伯努力方程和流体连续性方程为依据)，当补气气流流经节流件时，在其前后产生压差，而该压差值与流量的平方成正比，从而确定补气的气体流量。
涡轮流量传感器，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，通过管道平均流速确定气体流量。
在上述任一技术方案中，优选地，调节装置106为串联的减压阀与节流阀、节流阀以及膨胀阀中的任意一种。
在该技术方案中，通过将调节装置106设置为串联的减压阀与节流阀、节流阀以及膨胀阀中的任意一种，实现了对进入中间补气装置102的制冷剂流量调节的功能。
其中串联的减压阀与节流阀配合，与单独设置节流阀相比，调节效果更好，但是成本相应会增加。
膨胀阀包括电磁膨胀阀与热力膨胀阀。
在上述任一技术方案中，优选地，中间补气装置102包括：闪发器1022，调节装置106设置在闪发器1022的入口端；中间补气管路1024，中间补气管路1024的一端连接至压缩机108，中间补气管路1024的另一端连接至闪发器1022，流量检测装置104设置在中间补气管路1024上；补气阀1026，设置在中间补气管路1024上。
在该技术方案中，中间补气装置102包括闪发器1022，在闪发器1022与压缩机108之间设置中间补气管路1024，在中间补气管路1024上分别设置补气阀1026与流量测量装置，其中，补气阀1026用于对中间补气进行控制，流量测量装置用于测量进入压缩机108的气体流量，不需要改变现有的中间补气结构的设置方式，改动范围小，成本低。
具体地，通过设置中间补气装置102，向压缩机108的中间腔补充气态制冷剂，以提高压缩机108排气量，进而提高压缩机108的运行能力，而针对中间补气装置102的气体流量，以空调器制热循环为例，双转子压缩机108排气口排出的高温、高压制冷剂气体，在室内换热器中相变为饱和液体，实现室内环境温度的升高以达到制热的效果，从室内换热器出来的高压制冷剂液体经一级电子膨胀阀节流到中间压力，变为气液两相混合状态，进入闪蒸器，在闪蒸汽中由于压力变化引起的闪发制冷剂气体，通过补气口被压缩机108吸入，该回路称为补气回路，在补气回路的不同区域分别设置流量检测装置104和调节装置106，满足补气流量在不同工况下均能够处于最佳补气范围的需求。
在上述任一技术方案中，优选地，补气阀1026为二通阀和/或热力膨胀阀。
在该技术方案中，补气阀1026可以为二通阀和/或热力膨胀阀，一方面，实现了中间补气装置102的开关功能，另一方面，在补气阀1026为热力膨胀阀时，还可以通过将热力膨胀阀连接至控制器，通过控制器控制热力膨胀阀，同样能够实现对补气流量的调节。
在上述任一技术方案中，优选地，压缩机108为双转子式压缩机108。
另外，压缩机108也可以说单转子式压缩机108、涡旋压缩机108等。
图3示出了根据本发明的一个实施例的中间补气的流量控制方法的示意流程图。
如图3所述，根据本发明的一个实施例的中间补气的流量控制方法，包括：步骤S302，检测中间补气装置的气体流量；步骤S304，确定气体流量与预设流量阈值之间的差值；步骤S306，检测差值是否大于预设差值；步骤S308，在检测到差值大于预设差值时，对气体流量执行调节操作，其中，预设流量阈值为最佳补气量值。
在该技术方案中，通过分别设置流量检测装置与流量控制装置，在流量检测装置检测到中间补气装置的气体流量(即压缩机的进气流量)与最佳补气量之间的差值大于指定差值时，表明当前的中间补气装置的补气流量不属于最佳补气温度范围，此时，通过流量控制装置将气体流量调节至最佳补气量范围内，以使中间补气量在各个工况下均能够处于最佳补气量范围，提高了压缩机的工作效率，使空调器入口的制冷剂能够保持合理的过冷度或过热度，以进一步提升空调器在高温制冷或低温制热的工况下的能力输入。
具体地，检测中间补气流量Qb，然后将Qb与预设流量阀值Q进行比较：
在|Qb-Q|＞q时，通过流量控制装置调节气体流量，使得补气流量Qb与预设最佳补气量阀值Q接近，从而保证中间补气流量量是最佳的补气量。
在|Qb-Q|≤q时，可以认为补气量与预设最佳补气量阀值Q接近，正常补气，不执行调节动作。
其中，q为大于0的值。
在制冷与制热的不同工况下，最佳补气量的值也会不同，最佳补气量与预设差值之和，为最佳补气范围的上限，最佳补气量与预设差值之差，为最佳补气范围的下限，在预设差值为0时，能够实现将气体流量调节至最佳补气量。
在上述任一技术方案中，优选地，在检测到差值大于或等于预设差值时，对气体流量执行调节操作，具体包括以下步骤：在检测到差值大于预设差值，并且气体流量小于预设流量阈值时，控制提高进入中间补气装置的制冷剂流量；在检测到差值大于预设差值，并且气体流量大于预设流量阈值时，控制降低进入中间补气装置的制冷剂流量。
在该技术方案中，通过在检测到气体流量小于预设流量阈值时，控制提高进入中间补气装置的制冷剂流量，在检测到气体流量大于预设流量阈值时，控制降低进入中间补气装置的制冷剂流量，实现了对气体流量的调节功能，结构简单，可靠性高。
具体地，调节装置设置在中间补气装置的入口端，通过调节进入中间补气装置的制冷剂流量，实现对补气流量的调节，设置方式简单，改进的成本低。
另外，也可以通过在出口端设置调节装置，或者在中间补气装置内部设置调节装置，以调节进入到压缩机的补气流量。
本发明第三方面的实施例提供了一种空调器，包括本发明第一方面实施例中任一项所述的具有中间补气的压缩装置。
本发明第三方面的实施例提供的空调器，因设置有本发明第一方面实施例的具有中间补气的压缩装置，从而具有上述具有中间补气的压缩装置的全部有益效果，在此不再赘述。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有中间补气的压缩装置，包括压缩机，其特征在于，所述具有中间补气的压缩装置还包括：
中间补气装置，连接至所述压缩机；
流量检测装置，连接至所述中间补气装置，所述流量检测装置用于检测所述中间补气装置中的气体流量；
流量控制装置，分别连接至所述中间补气装置与所述流量检测装置，所述流量控制装置用于根据所述流量检测装置检测的结果，确定是否调节所述气体流量。
2.根据权利要求1所述的具有中间补气的压缩装置，其特征在于，
所述流量控制装置包括控制器与连接至所述控制器的调节装置，所述控制器还连接至所述流量检测装置，所述调节装置设置于所述中间补气装置的入口端，以通过对进入所述中间补气装置的制冷剂流量进行控制调节所述气体流量；
所述流量检测装置设置在所述中间补气装置的出口端。
3.根据权利要求1所述的具有中间补气的压缩装置，其特征在于，
所述流量检测装置为差压式流量计、涡轮流量传感器以及超声流量计中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的具有中间补气的压缩装置，其特征在于，
所述调节装置为串联的减压阀与节流阀、节流阀以及膨胀阀中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的具有中间补气的压缩装置，其特征在于，所述中间补气装置包括：
闪发器，所述调节装置设置在所述闪发器的入口端；
中间补气管路，所述中间补气管路的一端连接至所述压缩机，所述中间补气管路的另一端连接至所述闪发器，所述流量检测装置设置在所述中间补气管路上；
补气阀，设置在所述中间补气管路上。
6.根据权利要求5所述的具有中间补气的压缩装置，其特征在于，
所述补气阀为二通阀和/或热力膨胀阀。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的具有中间补气的压缩装置，其特征在于，
所述压缩机为双转子式压缩机。
8.一种中间补气的流量控制方法，适用于如权利要求1至7中任一项所述的具有中间补气的压缩装置，所述压缩装置设置有中间补气装置，其特征在于，所述中间补气的流量控制方法包括：
检测所述中间补气装置的气体流量；
确定所述气体流量与预设流量阈值之间的差值；
检测所述差值是否大于预设差值；
在检测到所述差值大于所述预设差值时，对所述气体流量执行调节操作，
其中，所述预设流量阈值为最佳补气量值。
9.根据权利要求8所述的中间补气的流量控制方法，其特征在于，所述在检测到所述差值大于或等于所述预设差值时，对所述气体流量执行调节操作，具体包括以下步骤：
在检测到所述差值大于所述预设差值，并且所述气体流量小于所述预设流量阈值时，控制提高进入所述中间补气装置的制冷剂流量；
在检测到所述差值大于所述预设差值，并且所述气体流量大于所述预设流量阈值时，控制降低进入所述中间补气装置的制冷剂流量。
10.一种空调器，其特征在于，包括：如权利要求1至7中任一项所述的具有中间补气的压缩装置。
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