CN109469987A - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

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张勇
姜国璠
周江峰
范斌
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Abstract

本申请提供了一种空调系统及其控制方法。空调系统包括压缩机、冷凝器和蒸发器。压缩机与冷凝器通过第一管线连接，压缩机与蒸发器通过第二管线连接。冷凝器与蒸发器之间分别通过孔板节流管线和膨胀阀节流管线连接，孔板节流管线上设置有节流孔板，膨胀阀节流管线上设置有膨胀阀。通常情况下，节流孔板的节流稳定性要高于膨胀阀的节流稳定性，为了提高空调系统的稳定性，可以采用孔板节流管线来进行主要节流，而采用膨胀阀节流管线进行辅助节流。在某些工况下，也可以关闭膨胀阀节流管线，而仅使用孔板节流管线。这样一来，就提高了空调系统的可靠性。

Description

空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及制冷设备技术领域，具体而言，涉及一种空调系统及其控制方法。
背景技术
在制冷行业中分为风冷式冷水机组和水冷式冷水机组两种，根据压缩机又分为涡旋式、螺杆式、离心式、磁悬浮离心式冷水机组，在温度控制上分为低温工业冷水机和常温冷水机。
冷水机组又称为：冷冻机、制冷机组、冰水机组、冷却设备等，因各行各业的使用比较广泛，所以对冷水机组的要求也不一样。在舰船上对于冷水机组的可靠性要求极高，而现有的冷水机组在应用于舰船的温控系统时，可靠性还需要提高。
发明内容
本发明实施例提供了一种空调系统及其控制方法，以解决现有技术中空调系统存在的可靠性差的技术问题。
本申请实施方式提供了一种空调系统，包括压缩机、冷凝器和蒸发器，压缩机与冷凝器通过第一管线连接，压缩机与蒸发器通过第二管线连接，冷凝器与蒸发器之间分别通过孔板节流管线和膨胀阀节流管线连接，孔板节流管线上设置有节流孔板，膨胀阀节流管线上设置有膨胀阀。
在一个实施方式中，压缩机为双级压缩机，包括相连的一级压缩机和二级压缩机。
在一个实施方式中，空调系统还包括闪发器，闪发器设置在孔板节流管线上，闪发器的输入端和输液端分别与孔板节流管线连接，闪发器的输气端连接在一级压缩机和二级压缩机之间。
在一个实施方式中，节流孔板包括一级节流孔板和二级节流孔板，一级节流孔板位于闪发器的输入端的一侧，二级节流孔板位于闪发器的输液端的一侧。
在一个实施方式中，膨胀阀节流管线上还设置有电磁阀，电磁阀用于控制膨胀阀节流管线的通断。
在一个实施方式中，膨胀阀为电子膨胀阀。
在一个实施方式中，空调系统为冷水机组。
本申请还提供了一种空调系统的控制方法，控制方法用于控制上述的空调系统，控制方法包括：第一调解模式，通过孔板节流管线起主要节流作用，通过膨胀阀节流管线起辅助节流作用。
在一个实施方式中，孔板节流管线的节流功效占比为75％～85％，膨胀阀节流管线的节流功效占比为15％～25％。
在一个实施方式中，控制方法还包括：第二调解模式，关闭膨胀阀节流管线，通过孔板节流管线起节流作用。
在上述实施例中，通过冷凝器与蒸发器之间分别通过孔板节流管线和膨胀阀节流管线连接，使得空调系统既可以通过孔板节流管线上的节流孔板来节流，也可以通过膨胀阀节流管线上设置有膨胀阀来节流。通常情况下，节流孔板的节流稳定性要高于膨胀阀的节流稳定性，为了提高空调系统的稳定性，可以采用孔板节流管线来进行主要节流，而采用膨胀阀节流管线进行辅助节流。在某些工况下，也可以关闭膨胀阀节流管线，而仅使用孔板节流管线。这样一来，就提高了空调系统的可靠性。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的空调系统的实施例的整体结构示意图；
图2是图1的空调系统的节流孔板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1示出了本发明的空调系统的实施例，该空调系统包括压缩机10、冷凝器20和蒸发器30。压缩机10与冷凝器20通过第一管线连接，压缩机10与蒸发器30通过第二管线连接。冷凝器20与蒸发器30之间分别通过孔板节流管线50和膨胀阀节流管线60连接，孔板节流管线50上设置有节流孔板，膨胀阀节流管线60上设置有膨胀阀61。
在本发明的技术方案中，通过冷凝器20与蒸发器30之间分别通过孔板节流管线50和膨胀阀节流管线60连接，使得空调系统既可以通过孔板节流管线50上的节流孔板来节流，也可以通过膨胀阀节流管线60上设置有膨胀阀61来节流。通常情况下，节流孔板的节流稳定性要高于膨胀阀的节流稳定性，为了提高空调系统的稳定性，可以采用孔板节流管线50来进行主要节流，而采用膨胀阀节流管线60进行辅助节流。在某些工况下，也可以关闭膨胀阀节流管线60，而仅使用孔板节流管线50。这样一来，就提高了空调系统的可靠性。
需要说明的是，节流孔板作为节流装置的一种，虽然不可调节、节流能力有限，但由于无任何活动部件，其可靠性优于机械传动的各式节流阀。
可选的，在本发明的技术方案中，压缩机10为双级压缩机，包括相连的一级压缩机和二级压缩机。通过双级压缩机可以提高对于冷媒的压缩效率，提高空调系统的制冷效率。如图1所示，更为优选的，空调系统还包括闪发器40，闪发器40设置在孔板节流管线50上。闪发器40的输入端和输液端分别与孔板节流管线50连接，闪发器40的输气端连接在一级压缩机和二级压缩机之间。
如图1和图2所示，作为一种优选的实施方式，在本发明的技术方案中，节流孔板包括一级节流孔板51和二级节流孔板52。一级节流孔板51位于闪发器40的输入端的一侧，二级节流孔板52位于闪发器40的输液端的一侧。可选的，一级节流孔板51位于闪发器40的输入端的一侧作为液封，二级节流孔板52位于闪发器40的输液端的一侧进行降压节流，利用冷媒自身的动态平衡保证机组在满载、部分负荷及不同工况下均能即时调节蒸发器可需的冷媒流量。
本发明的空调系统在使用时，整个压缩过程可分为三个阶段。第一阶段：在蒸发器30中产生的压力为P0的低压蒸汽被压缩机10吸入，且包含被压缩气体的容积V1(气体处于吸气状态)被压缩到容积V2(气体处于状态2)，称为一级内压缩；第二阶段：从容积V2与补气口连通至脱离，容积从V2减少至V2’，因补入从闪发器40分离出来的气体(状态7)，容积内的气体压力升至P2’，气体达到状态状态2’；第三阶段，在压缩机内进一步压缩到冷凝压力PK，称为二级内压缩，然后进入冷凝器20被冷凝成液体。从冷凝器出来的液体通过两路进入蒸发器30，一路也即主液路通过一级节流孔板51节流后，进入闪发器40。分离出来的气体作为中间补气直接进入压缩机。分离出来的液体经二级节流孔板52降压至P0后，进入蒸发器30中，另一路也即辅助液路通过膨胀阀61节流后进入到蒸发器30中。
优选的，在本实施例的技术方案中，膨胀阀61为电子膨胀阀61。更为优选的，在膨胀阀节流管线60上还设置有电磁阀62。在使用时，通过电磁阀62控制膨胀阀节流管线60的通断。
需要说明的是，本发明的空调系统的技术方案尤其适用于冷水机组的技术方案。
本发明还提供了一种空调系统的控制方法，该控制方法用于控制上述的空调系统，控制方法包括：
第一调解模式，通过孔板节流管线50起主要节流作用，通过膨胀阀节流管线60起辅助节流作用。
更为优选的，控制方法还包括
第二调解模式，关闭膨胀阀节流管线60，通过孔板节流管线50起节流作用。
可选的，在第一调解模式中，孔板节流管线50的节流功效占比为75％～85％，膨胀阀节流管线60的节流功效占比为15％～25％。
可选的，第一调解模式为自动控制模式，使用孔板节流管线50进行主节流、膨胀阀节流管线60辅助节流，主节流的节流功效占比为80％，辅节流的节流功效占比为20％，自动模式共用两路联合调节。在名义工况下，孔板节流管线50和膨胀阀节流管线60按比例匹配联合调节。
第二调解模式为手动模式时，可以通过电磁阀62关闭膨胀阀节流管线60，仅通过孔板节流管线50起节流作用，安全可靠。
需要说明的是，本发明的技术方案，尤其适用于悬浮离心式冷水机组。
以上所述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，本发明实施例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)

1.一种空调系统，其特征在于，包括压缩机(10)、冷凝器(20)和蒸发器(30)，所述压缩机(10)与所述冷凝器(20)通过第一管线连接，所述压缩机(10)与所述蒸发器(30)通过第二管线连接，所述冷凝器(20)与所述蒸发器(30)之间分别通过孔板节流管线(50)和膨胀阀节流管线(60)连接，所述孔板节流管线(50)上设置有节流孔板，所述膨胀阀节流管线(60)上设置有膨胀阀(61)。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述压缩机(10)为双级压缩机，包括相连的一级压缩机和二级压缩机。
3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括闪发器(40)，所述闪发器(40)设置在所述孔板节流管线(50)上，所述闪发器(40)的输入端和输液端分别与所述孔板节流管线(50)连接，所述闪发器(40)的输气端连接在所述一级压缩机和所述二级压缩机之间。
4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述节流孔板包括一级节流孔板(51)和二级节流孔板(52)，所述一级节流孔板(51)位于所述闪发器(40)的输入端的一侧，所述二级节流孔板(52)位于所述闪发器(40)的输液端的一侧。
5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述膨胀阀节流管线(60)上还设置有电磁阀(62)，所述电磁阀(62)用于控制所述膨胀阀节流管线(60)的通断。
6.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述膨胀阀(61)为电子膨胀阀(61)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统为冷水机组。
8.一种空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制权利要求1至7中任一项所述的空调系统，所述控制方法包括：
第一调解模式，通过所述孔板节流管线(50)起主要节流作用，通过所述膨胀阀节流管线(60)起辅助节流作用。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述孔板节流管线(50)的节流功效占比为75％～85％，所述膨胀阀节流管线(60)的节流功效占比为15％～25％。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
第二调解模式，关闭所述膨胀阀节流管线(60)，通过所述孔板节流管线(50)起节流作用。
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