CN107489608A - 空调系统及压缩机降温方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调系统及压缩机降温方法，所述方法包括：从空调系统的冷凝器的出口分支出制冷剂降温管线，将所述制冷剂降温管线盘绕于压缩机的外壳体上并连接至所述压缩机的入口端。本发明通过盘绕管线段内的制冷剂的气化吸热，实现了对压缩机的降温，避免因压缩机运行温度过高而导致机体内润滑油等油质的恶化，确保压缩机一直在正常温度范围下工作；另外，制冷剂在流过盘绕在压缩机外壳体上的管段后，会呈中温低压气体状态直接流至压缩机的入口端继续参与压缩步骤。在实现对压缩机降温的同时，确保有足够的制冷剂参与空调系统循环，大大提高了压缩机和空调系统的安全性和可靠性。

Description

空调系统及压缩机降温方法

技术领域

本发明涉及空调系统技术领域，具体地，涉及一种空调系统及压缩机降温方法。

背景技术

在空调系统运行过程中，常常出现因压缩机的回气或排气温度过高导致压缩机温度过高的情况，压缩机温度过高容易造成机体内油质的恶化，严重影响空调系统的正常运行。现有技术存在通过增加专用冷却装置对压缩机进行降温的方法，但降温效果不稳定。

因此需要对空调系统的压缩机降温方法作进一步改进，确保压缩机及空调系统的安全性和可靠性。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种空调系统的压缩机降温方法，能够实现压缩机的降温并补充压缩机内的制冷剂量。

为实现上述目的，本发明提供了一种空调系统的压缩机降温方法，所述方法包括：从空调系统的冷凝器的出口分支出制冷剂降温管线，将所述制冷剂降温管线盘绕于压缩机的外壳体上并连接至所述压缩机的入口端。

优选地，通过设置在所述制冷剂降温管线的上游端的电子膨胀阀调节所述盘绕管线中的制冷剂流量。

优选地，所述方法进一步包括：当所述压缩机的排气温度大于设定的上阈值T3时，控制打开所述制冷剂降温管线中的所述电子膨胀阀。

优选地，所述方法进一步包括：

当所述压缩机的排气温度小于设定的下阈值T4时，控制关闭所述制冷剂降温管线中的所述电子膨胀阀。

优选地，所述方法通过将所述空调系统中的喷气增焓回路的管线盘绕于所述压缩机的外壳体上以对所述压缩机降温。

优选地，所述方法还包括：将所述喷气增焓回路的主管线连接至所述压缩机的喷射口，将所述喷气增焓回路的支路管线盘绕于压缩机的外壳体上并连接至所述喷射口。

优选地，所述方法还包括：根据盘绕于所述压缩机的外壳体上的盘绕管线的下游端与上游端之间的制冷剂温差而调节所述盘绕管线中的制冷剂流量。

优选地，通过设置在所述喷气增焓回路的上游端的电子膨胀阀调节所述盘绕管线中的制冷剂流量。

优选地，当所述压缩机的排气温度大于设定阈值时，控制打开所述喷气增焓回路中的所述电子膨胀阀。

优选地，所述方法还包括：

记录所述电子膨胀阀的出口的制冷剂温度T2、所述喷射口的制冷剂温度T1；

计算所述电子膨胀阀的开度变化量ΔP，其中ΔP＝K*(T1-T2-C)，所述C为预设的温差控制常值，所述K为预设的修正比例系数；以及

控制所述电子膨胀阀在当前开度的基础上调节相应的所述开度变化量ΔP。

本发明还提供了一种空调系统，所述空调系统包括压缩机、冷凝器以及制冷剂降温管线，所述制冷剂降温管线盘绕于所述压缩机的外壳体上并连接至所述压缩机的入口端。

优选地，所述压缩机的入口端设有气液分离器，所述制冷剂降温管线连接至所述气液分离器的出口端。

优选地，所述制冷剂降温管线的上游端设有能够用于调节管线中的制冷剂流量的电子膨胀阀。

优选地，所述压缩机的排气口设有温度传感器。

优选地，所述空调系统包括控制器，所述控制器配置为：

当所述压缩机的排气温度大于设定的上阈值T3时，控制打开所述制冷剂降温管线中的所述电子膨胀阀；以及

当所述压缩机的排气温度小于设定的下阈值T4时，控制关闭所述制冷剂降温管线中的所述电子膨胀阀。

上述技术方案中，当冷凝器排出的液态制冷剂流至盘绕在压缩机外壳体上的制冷剂降温管线段时，由于压缩机的外壳体温度较高，该管线段内的液压制冷剂会迅速吸热气化，实现了对压缩机的降温，避免因压缩机运行温度过高而导致机体内润滑油等油质的恶化，确保压缩机一直在正常温度范围下工作；而紧接着，制冷剂在流过盘绕在压缩机外壳体上的管段后，会呈中温低压气体状态直接流至压缩机的入口端继续参与压缩步骤。实现对压缩机降温的同时，确保有足够的制冷剂参与空调系统循环，大大提高了压缩机和空调系统的安全性和可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的具体实施方式一的方法的流程图；

图2是根据图1中的方法的空调系统的示意图；

图3是根据本发明的具体实施方式二的方法的流程图；

图4是根据图3中的方法的空调系统的示意图。

附图标记说明：

1：压缩机；

2：冷凝器；

3：蒸发器；

4：气液分离器；

5：制冷剂降温管线；51：电子膨胀阀；

6：喷气增焓回路；61：电子膨胀阀；62：第一温度传感器；63：第二温度传感器；64：喷射口

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

具体实施方式一

参照图1，本发明提供一种空调系统的压缩机降温方法，该方法包括：从空调系统的冷凝器的出口分支出制冷剂降温管线，将制冷剂降温管线盘绕于压缩机的外壳体上并连接至压缩机的入口端。

在空调系统的运行过程中，从冷凝器排出的主要是呈低温高压液体状态的制冷剂，在上述方法中，当冷凝器排出的液态制冷剂流至盘绕在压缩机外壳体上的制冷剂降温管线段时，由于压缩机的外壳体温度较高，该管线段内的液态制冷剂会迅速吸热气化，实现了对压缩机的降温，避免因压缩机运行温度过高而导致机体内润滑油等油质的恶化，确保压缩机处于正常温度范围下工作；紧接着，制冷剂在流过盘绕在压缩机外壳体上的管段后，会呈中温低压气体状态直接流至压缩机的入口端继续参与压缩步骤。因此通过使用上述技术方案，能在实现对压缩机降温的同时，确保有足够的制冷剂参与空调系统循环，大大提高了压缩机和空调系统的安全性和可靠性。

具体地，上述方法通过设置在制冷剂降温管线的上游端的电子膨胀阀调节盘绕管线中的制冷剂流量。

在实际中，必须对处于过热状态的压缩机进行降温处理从而确保其安全可靠地运行，但是，过低的压缩机工作温度可能导致其排气量不足，参与系统循环的制冷剂量不够，这样会大大降低空调系统的制冷或制热性能。因此针对上述压缩机降温方法，还必须对其降温能力进行智能调节，确保压缩机不会在过热或过冷的温度下运行。从上述方法中可知，流过盘绕在压缩机外壳体上的制冷剂降温管线段的制冷剂量越多，制冷剂从压缩机外壳体上吸热量越大，对压缩机的降温效果也越好；优选地，可以在制冷剂降温管线的上游端设置电子膨胀阀，通过阀门在一定条件下智能调节开合，实现该管线中制冷剂流量的控制，确保压缩机的降温幅度不会过大，保证压缩机正常运行。

其中，上述电子膨胀阀的开合条件可以优选为，当压缩机的排气温度大于设定的上阈值T3时，控制打开制冷剂降温管线中的电子膨胀阀；且当压缩机的排气温度小于设定的下阈值T4时，控制关闭制冷剂降温管线中的电子膨胀阀。

当压缩机排气温度过高时，其外壳体温度也处于过热状态，因此，可以通过获取压缩机的排气温度数据去分析判断压缩机本体的温度是否在预设温度范围内，从而控制上述电子膨胀阀的开合。由上述可知，当排气温度大于预设温度范围的最大值T3时，控制打开上述电子膨胀阀；当排气温度小于预设温度范围的最小值T4时，控制关闭上述电子膨胀阀；即压缩机总会维持在上述预设温度范围内正常运行。

另外，本发明还提供了一种空调系统，参照图2，包括压缩机1、冷凝器2以及制冷剂降温管线5，制冷剂降温管线5盘绕于压缩机1的外壳体上并连接至压缩机1的入口端。

优选地，可以在上述制冷剂降温管线5的上游端设置一段螺旋状管线以对该管线内的液态制冷剂进行节流减压，使通过盘绕在压缩机外壳体上的制冷剂降温管线段内的制冷剂吸热气化更充分，更好地实现压缩机1的降温，确保流至压缩机入口端的制冷剂呈气态，避免液击对压缩机1的损害。

具体地，压缩机1的入口端设有气液分离器4，上述制冷剂降温管线5可以连接至气液分离器4的出口端，制冷剂降温管线5排出的制冷剂会与气液分离器排气管内的制冷剂重新混合，并流至压缩机1的储液罐中以继续参与系统循环。

进一步地，制冷剂降温管线5的上游端设有能够用于调节管线中的制冷剂流量的电子膨胀阀51。电子膨胀阀51在一定的条件下，能智能调节阀门的开合，控制制冷剂降温管线5中的制冷剂流量。

另外，压缩机1的排气口设有温度传感器。该温度传感器用于检测压缩机1的排气温度，并将该数据输出至控制器。

上述空调系统还包括控制器，该控制器被配置为：

当压缩机1的排气温度大于设定的上阈值T3时，控制打开制冷剂降温管线5中的电子膨胀阀51；以及当压缩机1的排气温度小于设定的下阈值T4时，控制关闭制冷剂降温管线5中的电子膨胀阀51。

也就是说，当控制器的信号接收模块接收到上述温度传感器的采集数据后，会在运算模块中将该采集数据与预设的压缩机1的允许最大工作温度T3进行比较，当分析判断到当前压缩机1的排气温度大于T3时，控制器会发出执行打开制冷剂降温管线5中的电子膨胀阀51的动作信号，此时制冷剂降温管线5导通以对压缩机1进行降温；紧接着，在压缩机1降温的过程中，控制器的信号接收模块将不间断地接收温度传感器的采集数据，当运算模块分析判断到当前压缩机1的排气温度小于T4时，控制器会发出执行关闭制冷剂降温管线5中的电子膨胀阀51的动作信号，此时制冷剂降温管线5停止导通以确保压缩机1始终处于允许工作温度范围内，确保压缩机1和空调系统的可靠性。

具体实施方式二

参照图3，本发明还提供了另一种空调系统的压缩机降温方法，该方法通过将空调系统中的喷气增焓回路的管线盘绕于压缩机的外壳体上以对压缩机降温。

在应用了喷气增焓技术的空调系统中，从冷凝器排出的制冷剂一般会先通过板式换热器，板式换热器的出口端除了有与蒸发器连接的管路外，还设有喷气增焓回路连通至压缩机的喷射口以补充制冷剂量。在上述方法中，当喷气增焓回路中的制冷剂流至盘绕在压缩机外壳体上的部分管段时，由于压缩机的外壳体温度较高，该管段内未经板式换热器完全蒸发气化的制冷剂会进一步吸热气化，实现了对压缩机的降温，避免因压缩机运行温度过高而导致机体内润滑油等油质的恶化，确保压缩机一直在正常温度范围下工作；紧接着，制冷剂在流过盘绕在压缩机外壳体上的管段后，会以中温中压气体状态流至压缩机的喷射口，与已经部分压缩的中压气态制冷剂混合，继续参与压缩过程。可见，通过使用上述技术方案，在实现对压缩机降温的同时，确保了有足够的制冷剂参与空调系统循环，大大提高了压缩机和空调系统的安全性和可靠性。

更优选地，可以将喷气增焓回路的主管线连接至压缩机的喷射口，将喷气增焓回路的支路管线盘绕于压缩机的外壳体上并连接至喷射口。

也就是说，可以设置喷气增焓回路的主管线直接与压缩机的喷射口连通，该主管线不对压缩机的外壳体进行盘绕；同时，可以在喷气增焓回路中引出支路管线，该支路管线的末端同样地会与压缩机的喷射口连通，但与主管线相比，多出了一段盘绕压缩机外壳体的管线段，通过该管线段中的制冷剂蒸发吸热，实现对压缩机的降温，且能在补充压缩机的制冷剂量方面取得更好的效果。

具体地，上述方法是根据盘绕于压缩机的外壳体上的盘绕管线的下游端与上游端之间的制冷剂温差而调节盘绕管线中的制冷剂流量。

需要说明的是，盘绕管线下游端的制冷剂温度优选为喷射口的制冷剂温度，盘绕管线上游端的制冷剂温度优选为喷气增焓回路中的电子膨胀阀出口的制冷剂温度。盘绕管线的下游端与上游端之间的制冷剂温差能反映出压缩机外壳体的温度高低，这是因为当压缩机外壳体的温度越高时，盘绕管线内的制冷剂吸热越多，盘绕管线下游端的制冷剂过热度显然也会越大。因此，当盘绕管线的下游端与上游端之间的制冷剂温差越大，盘绕管线中的制冷剂流量会相应调节增大以提高降温能力；当制冷剂温差越小，盘绕管线中的制冷剂流量也会相应调节减小以减弱降温能力。上述方法保证了压缩机在正常温度范围内安全运行，同时也大大提高了空调系统的稳定性。

优选地，可以通过设置在喷气增焓回路的上游端的电子膨胀阀调节盘绕管线中的制冷剂流量。电子膨胀阀能实现在一定条件下，智能地调节阀门的开合度，从而控制盘绕管线中的制冷剂流量，满足上述方法的要求。

另外，在空调系统关闭或刚启动时，上述电子膨胀阀均处于待开启状态。优选地，可以设置当压缩机的排气温度大于设定阈值时，控制打开喷气增焓回路中的电子膨胀阀。由于当压缩机的排气温度越高，压缩机本体的温度也越高，因此，通过预设压缩机的最大允许排气温度，能使电子膨胀阀在压缩机温度过高时及时执行开启阀门的动作，以马上实现对压缩机的降温。

更具体地，上述方法还包括：

记录电子膨胀阀的出口的制冷剂温度T2、喷射口的制冷剂温度T1；

计算电子膨胀阀的开度变化量ΔP，其中ΔP＝K*(T1-T2-C)，C为预设的温差控制常值，K为预设的修正比例系数；以及

控制电子膨胀阀在当前开度的基础上调节相应的开度变化量ΔP。

上述预设的温差控制常值C可视环境温度而定，一般环境温度越低，预设的温差控制常值C越大；K是大量实验经验得到的系数，一般是1-16的常数；T1-T2是喷射口的制冷剂温度与电子膨胀阀的出口的制冷剂温度的温差，电子膨胀阀的开度变化量ΔP与T1-T2和C的差值线性相关。上述制冷剂温差T1-T2与预设的温差控制常值C差值越大时，压缩机的温度越高，开度变化量ΔP会增大以增加制冷剂降温管线中的制冷剂流量，加强对压缩机的降温效果；当T1-T2＝C时，开度变化量ΔP＝0，此时维持电子膨胀阀的开度不变。因此，通过上述控制电子膨胀阀开度的策略，能实现智能调节对压缩机的降温能力，确保压缩机在允许温度下正常运行。

参照图4，本发明还提供了另一种空调系统，包括压缩机1、冷凝器2以及连接在冷凝器2与压缩机1之间的喷气增焓回路6，喷气增焓回路6的管线盘绕于压缩机1的外壳体上以对压缩机1降温。

在应用了喷气增焓技术的空调系统中，从冷凝器排出的制冷剂一般会先通过板式换热器，板式换热器的出口端除了有与蒸发器连接的管路外，还设有喷气增焓回路连通至压缩机的喷射口以补充制冷剂量。因此，将喷气增焓回路6的管线盘绕于压缩机1的外壳体上，是在实现对压缩机1补充制冷剂量的同时，通过制冷剂的气化吸热，增加了对压缩机1的降温作用，最大化利用了喷气增焓回路6；且上述盘绕结构空间利用率高，工艺难度低，大大节约了成本。

优选地，喷气增焓回路6包括主管线和分支管线，主管线连接至压缩机1的喷射口64，分支管线盘绕于压缩机1的外壳体上并连接至喷射口64。

也就是说，可以设置喷气增焓回路6的主管线直接与压缩机1的喷射口64连通，该主管线不对压缩机1的外壳体进行盘绕；同时，可以在喷气增焓回路6中引出支路管线，该支路管线的末端同样地会与压缩机1的喷射口64连通，但与主管线相比，多出了一段盘绕压缩机外壳体的管线段，通过该管线段中的制冷剂蒸发吸热，实现对压缩机1的降温，且能增大补充至压缩机1的制冷剂量

具体地，喷气增焓回路6的上游端可以设置能够用于调节盘绕管线中的制冷剂流量的电子膨胀阀61。电子膨胀阀61能实现在不同条件下，智能地调节阀门的开合度，从而控制盘绕管线中的制冷剂流量，满足上述方法的要求。

具体地，电子膨胀阀61的出口端设置第一温度传感器62、压缩机的喷射口64设置第二温度传感器63，压缩机1的排气口设置排气温度传感器。排气温度传感器用于获取压缩机1的排气温度，当排气温度大于一定的预设值时，控制器控制电子膨胀阀61打开；第一温度传感器62用于获取电子膨胀阀61的出口端的制冷剂温度，第二温度传感器63用于获取压缩机的喷射口64的制冷剂温度，第一温度传感器62以及第二温度传感器63的采集数据需要发送至控制器以控制电子控制阀61的开合度变化。

另外，上述空调系统还包括控制器，控制器配置为：

记录电子膨胀阀61的出口端的制冷剂温度T2、喷射口64的制冷剂温度T1；

计算电子膨胀阀61的开度变化量ΔP，其中ΔP＝K*(T1-T2-C)，C为预设的温差控制常值，K为预设的修正比例系数；以及

控制电子膨胀阀61在当前开度的基础上调节相应的开度变化量ΔP。

也就是说，当控制器的信号接收模块接收到压缩机排气口的温度数据后，运算模块分析判断排气温度大于一定预设值时，控制器会发出执行打开电子膨胀阀61的动作信号；紧接着，控制器的信号接收模块将不间断地接收T1、T2的采集数据，运算模块根据上述开度变化量公式计算出开度变化量ΔP，此时控制器会发出执行调节电子膨胀阀61的开度变化的动作信号，以调节盘绕管线对压缩机1的降温能力；在压缩机1降温的过程中，控制器的信号接收模块继续不间断地接收T1、T2的采集数据，当运算模块计算出开度变化量ΔP＝0时，控制器会发出停止调节电子膨胀阀61的开度变化的动作信号，此时维持电子膨胀阀61的开合度不变。上述空调系统的压缩机1能始终处于允许工作温度范围内，确保压缩机1和空调系统的可靠性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (15)

1.空调系统的压缩机降温方法，其特征在于，所述方法包括：从空调系统的冷凝器的出口分支出制冷剂降温管线，将所述制冷剂降温管线盘绕于压缩机的外壳体上并连接至所述压缩机的入口端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过设置在所述制冷剂降温管线的上游端的电子膨胀阀调节所述盘绕管线中的制冷剂流量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：当所述压缩机的排气温度大于设定的上阈值T3时，控制打开所述制冷剂降温管线中的所述电子膨胀阀。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当所述压缩机的排气温度小于设定的下阈值T4时，控制关闭所述制冷剂降温管线中的所述电子膨胀阀。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法通过将所述空调系统中的喷气增焓回路的管线盘绕于所述压缩机的外壳体上以对所述压缩机降温。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述喷气增焓回路的主管线连接至所述压缩机的喷射口，将所述喷气增焓回路的支路管线盘绕于压缩机的外壳体上并连接至所述喷射口。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据盘绕于所述压缩机的外壳体上的盘绕管线的下游端与上游端之间的制冷剂温差而调节所述盘绕管线中的制冷剂流量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过设置在所述喷气增焓回路的上游端的电子膨胀阀调节所述盘绕管线中的制冷剂流量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述压缩机的排气温度大于设定阈值时，控制打开所述喷气增焓回路中的所述电子膨胀阀。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

记录所述电子膨胀阀的出口的制冷剂温度T2、所述喷射口的制冷剂温度T1；

计算所述电子膨胀阀的开度变化量ΔP，其中ΔP＝K*(T1-T2-C)，所述C为预设的温差控制常值，所述K为预设的修正比例系数；以及

控制所述电子膨胀阀在当前开度的基础上调节相应的所述开度变化量ΔP。

11.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括压缩机(1)、冷凝器(2)以及制冷剂降温管线(5)，所述制冷剂降温管线(5)盘绕于所述压缩机(1)的外壳体上并连接至所述压缩机(1)的入口端。

12.根据权利要求11所述的空调系统，其特征在于，所述压缩机(1)的入口端设有气液分离器(4)，所述制冷剂降温管线(5)连接至所述气液分离器(4)的出口端。

13.根据权利要求11所述的空调系统，其特征在于，所述制冷剂降温管线(5)的上游端设有能够用于调节管线中的制冷剂流量的电子膨胀阀(51)。

14.根据权利要求13所述的空调系统，其特征在于，所述压缩机(1)的排气口设有温度传感器。

15.根据权利要求14所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统包括控制器，所述控制器配置为：

当所述压缩机(1)的排气温度大于设定的上阈值T3时，控制打开所述制冷剂降温管线(5)中的所述电子膨胀阀(51)；以及

当所述压缩机(1)的排气温度小于设定的下阈值T4时，控制关闭所述制冷剂降温管线(5)中的所述电子膨胀阀(51)。