CN108204691A - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种空调系统及其控制方法，所述空调系统包括串联形成冷媒回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流单元、室内换热器及设置在室外换热器和节流单元之间的多功能容器，所述多功能容器包括第一接口和第二接口，所述第一接口与室外换热器连通，所述第二接口与所述节流单元连通，当所述空调系统制冷时，所述多功能容器作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒，减少过冷态冷媒在室外换热器处积存，占据其有效换热面积，提高了室外换热器的换热效率，提高了空调系统在制冷运行时的节能性，进而提高了空调系统的制冷节能效果。

Description

空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，尤其涉及一种空调系统及其控制方法。

背景技术

现有空调系统，为了提高制热量，尤其是室外低温环境下的制热量，普遍采用大功率电加热器辅助制热，或者采用可以补气增焓的双级压缩机系统，在制热状态下开启补气增焓，节能性较差、成本代价较高。

为了提高制冷节能效果，现有空调系统的室外换热器设计的容量较大，容易在室外换热器底部积存较多的过冷态冷媒，占据有效换热面积，进而影响冷凝器的换热效果。

此外，为了使空调系统在不同负荷下达到最佳运行效果，室外机普遍采用电子膨胀阀进行节流。但是，制冷运行中，由于电子膨胀阀入口冷媒存在一定的干度，在阀芯节流处会产生异声；而且在制热运行中，由于电子膨胀阀前后压差过大，在阀芯处也会产生冷媒呼啸声，影响使用的舒适性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种空调系统，旨在提高空调系统的制冷节能效果。

为实现上述目的，本发明提出的空调系统，包括串联形成冷媒回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流单元及室内换热器，还包括设置在所述室外换热器与节流单元之间的多功能容器；

所述多功能容器包括第一接口和第二接口，所述第一接口与所述室外换热器连通，所述第二接口与所述节流单元连通；

当所述空调系统制冷运行时，所述多功能容器作为高压储液器储存多余的过冷态冷媒。

进一步地，所述多功能容器还包括第三接口；

所述空调系统还包括连接所述多功能容器的补气回路，所述补气回路的一端与所述第三接口连通、另一端与压缩机的入口端连通；

所述空调系统还包括设置于所述补气回路的补气调节单元，所述补气调节单元被设置成在制冷时阻断所述补气回路，以将所述多功能容器作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒，在制热时连通所述补气回路，以将所述多功能容器作为闪蒸器闪发出的气态冷媒通过所述补气回路补入所述压缩机。

进一步地，所述补气调节单元包括第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀的一端与所述第三接口连通、另一端与所述压缩机的入口端连通。

进一步地，当所述空调系统制冷运行时，所述第一电子膨胀阀被设置成关死状态，所述多功能容器作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒；

当所述空调系统制热运行时，所述第一电子膨胀阀被设置成预设开度，所述多功能容器作为闪蒸器将闪发出的气态冷媒通过所述补气回路补入所述压缩机。

进一步地，所述补气调节单元还包括第一毛细管，所述第一毛细管设置在所述第一电子膨胀阀与压缩机的入口端之间。

进一步地，所述节流单元设置在所述多功能容器的第二接口与所述室内换热器之间，所述节流单元包括第二电子膨胀阀和第二毛细管，所述第二电子膨胀阀与所述第二接口连通，所述第二毛细管设置在所述第二电子膨胀阀与室内换热器之间。

进一步地，所述室外换热器为风冷换热器或水冷换热器；且/或，所述压缩机为单级压缩机；且/或，所述室内换热器为辐射换热器。

进一步地，所述空调系统还包括设置在所述室内换热器处的室内风机，将与所述室内换热器换热后的气体送向室内。

本发明进一步提出一种如上所述的空调系统的控制方法，包括以下步骤：

当接收到制冷运行指令时，控制所述补气调节单元阻断所述补气回路，以将所述多功能容器作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒；

当接收到制热运行指令时，控制所述补气调节单元连通所述补气回路，以将所述多功能容器作为闪蒸器闪发出的气态冷媒通过所述补气回路补入所述压缩机。

进一步地，所述空调系统还包括设置在室外换热器处的温度检测装置，在接收到制热运行指令时，还包括：

控制所述温度检测装置检测室外当前温度，判断室外当前环境温度是否小于预设阈值；

若是，则控制所述补气调节单元连通所述补气回路，以将所述多功能容器作为闪蒸器闪发出的气态冷媒通过所述补气回路补入所述压缩机。

本发明的空调系统，包括串联形成冷媒回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流单元、室内换热器及设置在室外换热器和节流单元之间的多功能容器，所述多功能容器包括第一接口和第二接口，所述第一接口与室外换热器连通，所述第二接口与所述节流单元连通，当所述空调系统制冷时，所述多功能容器作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒，减少过冷态冷媒在室外换热器处积存，占据其有效换热面积，提高了室外换热器的换热效率，提高了空调系统在制冷运行时的节能性，进而提高了空调系统的制冷节能效果。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明空调系统一实施例的结构示意图；

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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付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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种空调系统。

参照图1，图1为本发明的空调系统一实施例的结构示意图。

在本实施例中，空调系统100包括串联形成冷媒回路的压缩机10、四通阀20、室外换热器30、节流单元50及室内换热器60，其特征在于，还包括设置在所述室外换热器30与节流单元50之间的多功能容器40；

所述多功能容器40包括第一接口41和第二接口42，所述第一接口41与所述室外换热器30连通，所述第二接口42与所述节流单元50连通；

当所述空调系统100制冷运行时，所述多功能容器40作为高压储液器储存多余的过冷态冷媒。

在本实施例中，所述压缩机10优选采用单级压缩机，所述压缩机10包括将高温高压的气态冷媒输出的出口端13及使冷媒回路中的气态冷媒回到压压缩机10的入口端11。所述四通阀20包括第一端口21、第二端口22、第三端口23及第四端口24，所述第一端口21与所述出口端13连通，在其他实施例中，还可以在所述第一端口21与出口端13之间设置油分离器；所述第三端口23与所述入口端11连通，在其他实施例中，还可以在所述第三端口23与所述入口端11之间设置气液分离器。所述室外换热器30可以是翅片换热器也可以是板式换热器；所述多功能容器40在空调系统制冷时充当高压储液器存储多余的过冷态冷媒，在空调系统制热时充当闪蒸器将经由节流单元50流入的高压冷媒闪发为气态冷媒，再经由所述补气回路70补入所述压缩机10，所述室内换热器60可以选择辐射换热器。

进一步地，所述多功能容器40还包括第三接口43；

所述空调系统100还包括连接所述多功能容器40的补气回路70，所述补气回路70的一端与所述第三接口43连通、另一端与压缩机10的入口端11连通；

所述空调系统100还包括设置于所述补气回路70的补气调节单元71，所述补气调节单元71被设置成在制冷时阻断所述补气回路70，以将所述多功能容器40作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒，在制热时连通所述补气回路70，以将所述多功能容器40作为闪蒸器闪发出的气态冷媒通过所述补气回路70补入所述压缩机10。

所述多功能容器40包括第一接口41、第二接口42和第三接口43，当多功能容器40按预设方式安装时，所述第一接口41和第二接口42设置于所述多功能容器40的底部，并处于冷媒液面以下，所述第三接口43处于所述多功能容器40的顶部，并处于冷媒液面以上。

所述空调系统100还包括通过管路连接所述多功能容器40的补气回路70，所述补气回路70上设置有补气调节单元71，通过所述补气调节单元71可以控制通过所述补气回路70的冷媒流量。

所述空调系统100还包括一控制器(未图示)，所述压缩机10、节流单元50及补气调节单元71均连接所述控制器；当所述空调系统100制冷运行时，所述控制器控制压缩机10对气缸内的冷媒进行压缩做功，所述冷媒可以选用R22型冷媒或R410A冷媒，经压缩机10的出口端13输出的高温高压冷媒流入所述四通阀20，此时四通阀20的第一端口21与第二端口22导通，高温高压的气态冷媒流经所述室外换热器30，在所述室外换热器30处向室外环境释放热量变成液态和气态的混合态冷媒流经所述多功能容器40后进入所述节流单元50进行进一步的节流降压，然后进入室内换热器60吸收室内环境的热量蒸发为气态冷媒依次经由第四端口24、第三端口23和入口端11回到压缩机10内，完成制冷循环。在制冷过程中，在控制器的控制下所述补气调节单元71被设置成阻断所述补气回路70，而多功能容器40充当高压储液器存储系统中多余的过冷态冷媒，以防止液态冷媒进入压缩机10造成液击，损坏压缩机10，同时减少过冷态冷媒在室外换热器30处积存，增加了室外换热器30的换热面积，提高了空调系统的换热效率，进而提高了空调系统的节能性。

当所述空调系统100制热运行时，所述控制器控制压缩机10对气缸内的冷媒进行压缩做功，所述冷媒可以选用R22型冷媒或R410A冷媒，经压缩机10的出口端13输出的高温高压冷媒流入所述四通阀20，此时四通阀20的第一端口21与第四端口24导通，高温高压的气态冷媒流经所述室内换热器60，在所述室内换热器60处向室内释放热量变成液态和气态的混合态冷媒流经所述节流单元50进行进一步的节流降压后进入所述多功能容器40，然后进入室外换热器30吸收室外环境的热量蒸发为气态冷媒依次经由第二端口22、第三端口23和入口端11回到压缩机10内，完成制热循环。在制热过程中，在控制器的控制下所述补气调节单元71被设置成连通所述补气回路70，而多功能容器40充当闪蒸器，将进入所述闪蒸器的部分液态冷媒闪发为气态冷媒，经所述补气回路70和入口端11补入所述压缩机10，在不需要额外的大功率加热电器或增焓装置辅助加热的情况下就能够提高空调系统100的制热量，提高了空调系统100的节能性。

本发明实施例的空调系统100，通过在室外换热器30与节流单元50之间串联多功能容器40，并在多功能容器40与压缩机10的入口端11之间设置补气回路70以及补气调节单元71，在空调系统100制冷时，所述补气调节单元71阻断所述补气回路70，所述多功能容器40作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒，减少过冷态冷媒在室外换热器30处积存，占据其有效换热面积，提高了室外换热器30的换热效率，提高了空调系统100在制冷运行时的节能性；在空调系统100制热时，所述补气单元71连通所述补气回路70，所述多功能容器40作为闪蒸器将闪发出的气态冷媒通过所述补气回路70补入所述压缩机10，在不需要额外的大功率加热电器或增焓装置辅助加热的情况下就能够提高空调系统100的制热量，提高了空调系统100的节能性。

进一步参照图1，所述补气调节单元71包括第一电子膨胀阀711，所述第一电子膨胀阀711的一端与所述第三接口43连通、另一端与所述压缩机10的入口端11连通。

在本实施例中，所述补气调节单元71包括第一电子膨胀阀711，所述第一电子膨胀阀711为全闭无流量型膨胀阀，也即当第一电子膨胀阀711的开度为0时，所述补气回路70处于断路状态。所述补气调节单元71还包括第一毛细管713，所述第一毛细管713设置在所述第一电子膨胀阀711与压缩机10的入口端11之间，保证闪发的气态冷媒匀速进入所述压缩机10。所述第一电子膨胀阀711与所述控制器连接，当所述空调系统制冷运行时，所述控制器控制第一电子膨胀阀711的开度为0，此时，第一电子膨胀阀711为关死状态，进而阻断了所述补气回路70，所述多功能容器40作为一种高压储液器分担室外换热器30的储液负荷，避免液态冷媒在室外换热器30的底部过多积存，增加了室外换热器30的两相态换热面积，提高了换热效率，同时降低了冷凝压力，降低系统功耗，达到节能效果。

当所述空调系统制热运行时，所述控制器控制第一电子膨胀阀711的开度为预设开度，或者根据检测到的第三接口43处的压力大小，自动调整电子膨胀阀711的开度，此时，第一电子膨胀阀711连通所述补气回路70，所述多功能容器40作为一种闪蒸器，经过节流单元50节流后的冷媒进入所述闪蒸器，过冷产生一定的闪发气体，同时分离出来的全液态冷媒进入室外换热器30换热蒸发，成为饱和或过热气体。闪发气体经所述补气回路70与换热后的气态冷媒混合后，经所述入口端11回到压缩机10进行压缩，达到补气增焓目的，提高了系统的制热量，进而提高系统的节能性。此外，在不同的环境负荷下，通过控制器调整第一电子膨胀阀711的开度，调整补气量，达到最佳的补气增焓效果。同时，第一毛细管713可以对第一电子膨胀阀711的调节起到一定的平衡作用，防止开度的大幅度变化，造成补气量的急剧变化波动，导致系统运行振荡或偏离最佳状态，从而提高系统运行的稳定性。

进一步参照图1，所述节流单元50设置在所述多功能容器40的第二接口42与所述室内换热器60之间，所述节流单元50包括第二电子膨胀阀51和第二毛细管53，所述第二电子膨胀阀51与所述第二接口42连通，所述第二毛细管53设置在所述第二电子膨胀阀51与室内换热器60之间。

在本实施例中，所述节流单元50包括第二电子膨胀阀51和第二毛细管53，所述电子膨胀阀51与所述第二接口42连通，在制冷时，由于气液分离，积存的液态冷媒始终处于多功能容器40的底部，而将第二接口42设置在多功能容器40的底部，可以保证第二电子膨胀阀51入口处始终保持全液态冷媒液封，既可以防止制冷系统的“液封振荡”带来的第二电子膨胀阀节流状态急剧变化，而且降低了节流后的冷媒干度，有利于室内换热器60的换热效果，从而提高制冷量，达到节能效果。此外，第二电子膨胀阀51入口处始终保持全液态冷媒液封时，也能有效防止进行节流的冷媒干度过高导致节流产生的气泡破裂等异声，同时，第二毛细管53可以对第一电子膨胀阀51的调节起到一定的平衡作用，防止开度的大幅度变化，造成节流状态的急剧变化波动。同样地，在制热时，由于第二毛细管53的存在，可以降低制热流向时第二电子膨胀阀51入口的压力，从而降低第二电子膨胀阀51前后的压差，防止由于压差过大产生节流啸叫声，进而提高空调系统的舒适性。

进一步参照图1，所述室外换热器30为风冷换热器或水冷换热器，当室外换热器30为风冷换热器时，所述空调系统还包括设置在所述风冷换热器处的室外风机90，以提高室外换热器30的换热效率。

进一步参照图1，所述空调系统还包括设置在所述室内换热器60处的室内风机80，将与所述室内换热器60换热后的气体送向室内，以提高室内换热器60的换热效率，并提高室内的制冷或制热效果。

进一步参照图1，所述空调系统还包括设置在所述室内风机80处的语音识别装置(未图示)，接收并识别用户的语音控制指令，以提高空调系统的智能化控制，所述语音识别装置可以设置在空调系统的室内机的室内风机80处，也可以设置在室内机的壳体上。

本发明进一步提出一种空调系统的控制方法。

在本实施例中，该空调系统的控制方法包括以下步骤：

当接收到制冷运行指令时，控制所述补气调节单元阻断所述补气回路，以将所述多功能容器作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒；

当接收到制热运行指令时，控制所述补气调节单元连通所述补气回路，以将所述多功能容器作为闪蒸器闪发出的气态冷媒通过所述补气回路补入所述压缩机。

在本实施例中，进一步参照图1，所述空调系统100包括一控制器(未图示)，所述控制器能够接收用户的控制指令，进而控制空调系统制热或制冷运行，所述控制指令可以是语音指令、红外信号或文本指令；当所述空调系统100的控制器接收到制冷运行指令时，所述控制器控制所述补气调节单元71阻断所述补气回路70，而多功能容器40充当高压储液器存储系统中多余的过冷态冷媒，以防止液态冷媒进入压缩机10造成液击，损坏压缩机10，同时减少过冷态冷媒在室外换热器30处积存，增加了室外换热器30的换热面积，提高了空调系统的换热效率，进而提高了空调系统的节能性。

当所述空调系统100的控制器接收到制热运行指令时，所述控制器控制所述补气调节单元71连通所述补气回路70，而多功能容器40充当闪蒸器，将进入所述闪蒸器的部分液态冷媒闪发为气态冷媒，经所述补气回路70和入口端11补入所述压缩机10，在不需要额外的大功率加热电器或增焓装置辅助加热的情况下就能够提高空调系统100的制热量，提高了空调系统100的节能性。

进一步地，所述空调系统还包括设置在室外换热器处的温度检测装置(未图示)，在接收到制热运行指令时，还包括：

控制所述温度检测装置检测室外当前温度，判断室外当前环境温度是否小于预设阈值；

若是，则控制所述补气调节单元连通所述补气回路，以将所述多功能容器作为闪蒸器闪发出的气态冷媒通过所述补气回路补入所述压缩机。

在本实施例中，由于在低温环境下制热时，室外换热器能够从外部环境吸收的热量较少，容易造成低温制热时空调系统的制热量不足，进而影响空调系统的制热效率，导致能耗增多，节能性差，而在正常温度下不存在类似的问题，因而该空调系统的控制方法主要针对低温环境下制热效果较差的问题，提出在室外换热器处设置温度检测装置，以便在空调系统接收到所述制热运行指令时，控制所述温度检测装置检测室外当前温度，或者接收温度检测装置采集的室外温度实时信息，判断接收到制热运行指令时的室外当前温度是否小于预设阈值，所述预设阈值为空调系统需要开启补气回路进行补气增焓的临界值，当所述室外当前温度小于所述预设阈值时，控制所述补气调节单元连通所述补气回路，进一步地，就是由所述控制器控制所述第一电子膨胀阀开启到预设开度，同时将所述多功能容器作为闪蒸器，进而将闪发出的气态冷媒通过补气回路补入所述压缩机，达到补气增焓目的，提高了系统的制热量，进而提高系统的节能性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种空调系统，包括串联形成冷媒回路的压缩机、四通阀、室外换热器、节流单元及室内换热器，其特征在于，还包括设置在所述室外换热器与节流单元之间的多功能容器；

所述多功能容器包括第一接口和第二接口，所述第一接口与所述室外换热器连通，所述第二接口与所述节流单元连通；

当所述空调系统制冷运行时，所述多功能容器作为高压储液器储存多余的过冷态冷媒。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述多功能容器还包括第三接口；

所述空调系统还包括连接所述多功能容器的补气回路，所述补气回路的一端与所述第三接口连通、另一端与压缩机的入口端连通；

所述空调系统还包括设置于所述补气回路的补气调节单元，所述补气调节单元被设置成在制冷时阻断所述补气回路，以将所述多功能容器作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒，在制热时连通所述补气回路，以将所述多功能容器作为闪蒸器闪发出的气态冷媒通过所述补气回路补入所述压缩机。

3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述补气调节单元包括第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀的一端与所述第三接口连通、另一端与所述压缩机的入口端连通。

4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，

当所述空调系统制冷运行时，所述第一电子膨胀阀被设置成关死状态，所述多功能容器作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒；

当所述空调系统制热运行时，所述第一电子膨胀阀被设置成预设开度，所述多功能容器作为闪蒸器将闪发出的气态冷媒通过所述补气回路补入所述压缩机。

5.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述补气调节单元还包括第一毛细管，所述第一毛细管设置在所述第一电子膨胀阀与压缩机的入口端之间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的空调系统，其特征在于，所述节流单元设置在所述多功能容器的第二接口与所述室内换热器之间，所述节流单元包括第二电子膨胀阀和第二毛细管，所述第二电子膨胀阀与所述第二接口连通，所述第二毛细管设置在所述第二电子膨胀阀与室内换热器之间。

7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述室外换热器为风冷换热器或水冷换热器；且/或，所述压缩机为单级压缩机；且/或，所述室内换热器为辐射换热器。

8.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括设置在所述室内换热器处的室内风机，将与所述室内换热器换热后的气体送向室内。

9.一种如权利要求2至8任一项所述的空调系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

当接收到制冷运行指令时，控制所述补气调节单元阻断所述补气回路，以将所述多功能容器作为高压储液器存储多余的过冷态冷媒；

当接收到制热运行指令时，控制所述补气调节单元连通所述补气回路，以将所述多功能容器作为闪蒸器闪发出的气态冷媒通过所述补气回路补入所述压缩机。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述空调系统还包括设置在室外换热器处的温度检测装置，在接收到制热运行指令时，还包括：

控制所述温度检测装置检测室外当前温度，判断室外当前环境温度是否小于预设阈值；

若是，则控制所述补气调节单元连通所述补气回路，以将所述多功能容器作为闪蒸器闪发出的气态冷媒通过所述补气回路补入所述压缩机。