CN109682034A - 制冷系统及其控制方法、空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制冷系统及其控制方法、空调器,制冷系统包括压缩机、换向组件、室外换热器、室内换热器、过冷装置、低压罐和储液罐,室外换热器、室内换热器、压缩机和换向组件通过制冷剂主通道形成制冷剂循环,低压罐具有第一进口和第一出口,第一进口与第四端口相连,第一出口与回气口相连,储液罐具有第二进口和出液口,第二进口通过第一开关元件连接在制冷剂主通道上以与第一通道和室内换热器相连,出液口通过制冷剂副通道与压缩机的压缩腔相连,第二通道串联连接在制冷剂副通道上,制冷剂副通道上设有第二开关元件,第二开关元件位于储液罐和过冷装置之间。根据本发明的制冷系统,可以快速响应负荷变化,具有良好的舒适性。

Description

制冷系统及其控制方法、空调器
技术领域
本发明涉及制冷制热技术领域,尤其是涉及一种制冷系统及其控制方法、空调器。
背景技术
目前,变频空调包括单冷型、冷热型、及热回收型空调,这些空调都会面对着额定工况及中间工况,而热回收型空调还会面对同时供冷供热及其不同负荷率的情况。而在这些不同的情况下,最佳运行性能所对应的制冷剂循环量往往是不相同的,这就存在了制冷剂需求的矛盾点。正因为空调在各个工况下对制冷剂需求的不同,固定的制冷剂循环量将限制制冷系统能正常运行的范围,导致制冷系统能效降低。
一般而言,制冷系统的制冷工况一般分为,高温制冷、额定制冷、中间制冷及最小负荷制冷、低温制冷。其中,额定制冷工况下,制冷系统所需的制冷剂的量是最多的,实际参与到循环中的制冷剂也是最多的。然而,在中间制冷工况下,制冷系统所需的制冷剂相对减少,但实际参与到循环的制冷剂却并未减少。由此看来,在中间制冷及最小负荷制冷的情况下,制冷剂会产生过剩。同样,制热工况也一般分为五个工况:额定制热、中间制热、最小负荷制热及低温制热,在中间及最小负荷制热工况下,制冷剂会产生过剩。
相关技术中,在制冷剂过剩时,过剩的制冷剂会储存在冷凝器中或者低压罐中。当制冷剂拥堵在冷凝器中时,一方面会影响冷凝器的换热效率,另一方面使压缩机排气量减小,导致压缩机功率增加;当制冷剂积存在低压罐时,一方面会导致回气过热度过小,产生液击风险,另一方面在负荷变化时,制冷剂需要较长的时间才能从低压罐排出,制冷系统不能迅速响应负荷需求。此外,当制冷系统需要制冷剂时,制冷剂以液态的形式排放到制冷剂主循环当中,需要重新蒸发为气体才能真正参与到制冷剂主循环当中,此时制冷系统对负荷的响应比较缓慢,舒适性比较差;制冷剂在转移过程中存在热损。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种制冷系统,所述制冷系统可以快速响应负荷变化,具有良好的舒适性。
本发明的另一个目的在于提出一种上述制冷系统的控制方法。
本发明的再一个目的在于提出一种具有上述制冷系统的空调器。
根据本发明第一方面实施例的制冷系统,包括:压缩机,所述压缩机具有回气口和排气口;换向组件,所述换向组件包括第一端口至第四端口,所述第一端口与所述第二端口和所述第三端口中的其中一个导通,所述第四端口与所述第二端口和所述第三端口中的另一个导通,所述第一端口与所述排气口相连;室外换热器和室内换热器,所述室外换热器、所述室内换热器、所述压缩机和所述换向组件通过制冷剂主通道形成制冷剂循环,所述室内换热器的第一端与所述第三端口相连,所述室外换热器的第一端与所述第二端口相连;过冷装置,所述过冷装置具有相互换热的第一通道和第二通道,所述第一通道串联连接在所述制冷剂主通道上;低压罐,所述低压罐具有第一进口和第一出口,所述第一进口与所述第四端口相连,所述第一出口与所述回气口相连;储液罐,所述储液罐具有第二进口和出液口,所述第二进口通过第一开关元件连接在所述制冷剂主通道上以与所述第一通道和所述室内换热器相连,所述出液口通过制冷剂副通道与所述压缩机的压缩腔相连,所述第二通道串联连接在所述制冷剂副通道上,所述制冷剂副通道上设有第二开关元件,所述第二开关元件位于所述储液罐和所述过冷装置之间。
根据本发明实施例的制冷系统,通过将多余的制冷剂存储在储液罐内,可以有效提升制冷系统相应负荷的速度,而且从储液罐流出的制冷剂经过过冷装置变为气态后再排放到制冷剂主通道内,进一步提升了制冷系统的响应速度,保证了制冷系统的舒适性,同时显著减小了压缩机液击的风险。
根据本发明的一些实施例,所述压缩机具有与所述压缩腔连通的补气口,所述制冷剂副通道的远离所述出液口的一端与所述补气口相连。
根据本发明的一些实施例,所述制冷剂副通道的远离所述出液口的一端与所述第一进口相连。
根据本发明的一些实施例,所述制冷剂副通道的远离所述出液口的一端与所述回气口相连。
根据本发明的一些实施例,所述压缩机具有与所述压缩腔连通的补气口,所述制冷剂副通道的远离所述出液口的一端具有第一支路和第二支路,所述第一支路与所述补气口相连,所述第二支路与所述第一进口相连。
根据本发明的一些实施例,所述制冷剂副通道的远离所述出液口的一端具有第三支路,所述第三支路与所述回气口相连。
根据本发明的一些实施例,所述储液罐具有出气口,所述出气口通过制冷剂支通道连接在所述制冷剂副通道上,所述制冷剂支通道的远离所述出气口的一端与所述第二通道的下游侧相连,所述制冷剂支通道上设有第三开关元件。
根据本发明的一些实施例,所述第二通道的邻近所述出液口的一端通过第四开关元件连接在所述制冷剂主通道上以与所述第一通道和所述室内换热器相连,所述第四开关元件为节流元件。
根据本发明的一些实施例,所述第一开关元件为节流元件,且所述第一开关元件的开度可调。
根据本发明的一些实施例,所述第二开关元件为节流元件,且所述第二开关元件的开度可调。
根据本发明第二方面实施例的制冷系统的控制方法,所述制冷系统为根据本发明上述第一方面实施例的制冷系统,所述控制方法包括如下步骤:
实时检测所述制冷系统运行所需的参数;判断所述制冷系统是否处于基准状态;当所述制冷系统处于基准状态时,所述第一开关元件关闭、所述第二开关元件关闭,以使所述储液罐内的制冷剂量不变,当所述制冷系统未处于基准状态时,判断所述制冷剂主通道的制冷剂量是否欠缺;当所述制冷剂主通道的制冷剂量欠缺时,判断所述储液罐中液态制冷剂的存储量D是否超过第二预设最小存储量Dmin,如果D>Dmin,所述第一开关元件关闭、所述第二开关元件打开,以使所述储液罐中的制冷剂转移至所述制冷剂主通道,如果D≤Dmin,所述第一开关元件关闭、所述第二开关元件关闭,以使所述储液罐内的制冷剂量不变,当所述制冷剂主通道的制冷剂量过剩时,判断所述储液罐中液态制冷剂的存储量D是否达到预设最大存储量Dmax,如果D≥Dmax,所述第一开关元件关闭、所述第二开关元件关闭,以使所述储液罐内的制冷剂量不变,如果D<Dmax,所述第一开关元件打开、所述第二开关元件关闭,以使所述制冷剂主通道中的制冷剂转移至所述储液罐,其中,所述基准状态是指所述制冷系统的控制目标达到预设状态。
根据本发明实施例的制冷系统的控制方法,有效提升了制冷系统的响应速度,保证了制冷系统的舒适性,同时显著减小了压缩机液击的风险,保证了制冷系统高效、可靠运行。
根据本发明的一些实施例,在所述判断所述制冷系统是否处于基准状态之前,判断所述低压罐中液态制冷剂的存储量C是否超过第一预设最小存储量Cmin;当C>Cmin时,所述第一开关元件打开、所述第二开关元件关闭以使所述低压罐中的制冷剂通过所述制冷剂主通道转移至所述储液罐,当C≤Cmin时,判断所述制冷系统是否处于基准状态。
根据本发明的一些实施例,所述第二开关元件为节流元件,且所述第二开关元件的开度可调,在所述储液罐中的制冷剂转移至所述制冷剂主通道的过程中,判断所述第二通道下游侧的过热度E是否高于第一预设基准范围;当E高于所述第一预设基准范围时,增大所述第二开关元件的开度,当E不高于所述第一预设基准范围时,判断E是否位于所述第一预设基准范围内;当E位于所述第一预设基准范围内时,所述第二开关元件的开度不变,当E低于所述第一预设基准范围时,减小所述第二开关元件的开度。
根据本发明的一些实施例,所述第二通道的邻近所述出液口的一端通过第四开关元件连接在所述制冷剂主通道上以与所述第一通道和所述室内换热器相连,所述第四开关元件为节流元件,所述第四开关元件和所述第二开关元件不同时打开。
根据本发明的一些实施例,所述储液罐具有出气口,所述出气口通过制冷剂支通道连接在所述制冷剂副通道上,所述制冷剂支通道的远离所述出气口的一端与所述第二通道的下游侧相连,所述制冷剂支通道上设有第三开关元件,在所述制冷剂主通道中的制冷剂转移至所述储液罐的过程中,判断所述第二通道下游侧的过热度E是否高于第二预设基准范围;当E高于所述第二预设基准范围时,所述第三开关元件打开,当E不高于所述第二预设基准范围时,判断E是否位于所述第二预设基准范围内;当E位于所述第二预设基准范围内时,所述第三开关元件状态不变,当E低于所述第二预设基准范围时,所述第三开关元件关闭。
根据本发明的一些实施例,所述第一开关元件为节流元件,且所述第一开关元件的开度可调,在所述第一开关元件打开的过程中,判断所述排气口的压力P1与所述储液罐内的压力P2的差值P是否高于第三预设基准范围;当P高于所述第三预设基准范围时,增大所述第一开关元件的开度,当P不高于所述第三预设基准范围时,判断P是否位于所述第三预设基准范围内;当P位于所述第三预设基准范围内时,所述第一开关元件的开度不变,当P低于所述第三预设基准范围时,减小所述第一开关元件的开度。
根据本发明第三方面实施例的空调器,包括根据本发明上述第一方面实施例的制冷系统。
根据本发明实施例的空调器,通过采用上述的制冷系统,有效提升了空调器对负荷的响应速度,保证了空调器的舒适性,同时保证了空调器高效、可靠运行。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,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是根据本发明实施例一的制冷系统的结构示意图;
图2是根据本发明实施例二的制冷系统的结构示意图;
图3是根据本发明实施例三的制冷系统的结构示意图;
图4是根据本发明实施例四的制冷系统的结构示意图;
图5是根据本发明实施例五的制冷系统的结构示意图;
图6是根据本发明实施例六的制冷系统的结构示意图;
图7是根据本发明实施例的制冷系统的控制方法的流程示意图;
图8是根据本发明另一个实施例的制冷系统的控制方法的流程示意图;
图9是根据本发明实施例的制冷系统的控制方法的部分流程示意图;
图10是根据本发明实施例的制冷系统的控制方法的另一个部分流程示意图;
图11是根据本发明实施例的制冷系统的控制方法的又一个部分流程示意图;
图12是根据本发明实施例的制冷系统的控制方法的再一个部分流程示意图。
附图标记:
制冷系统100、制冷剂主通道100a、制冷剂副通道100b、制冷剂支通道100c、
第一制冷剂通道100d、第二制冷剂通道100e、
第一支路100f、第二支路100g、第三支路100h、
压缩机1、回气口11、排气口12、补气口13、
换向组件2、第一端口21、第二端口22、第三端口23、第四端口24、
室外换热器3、室外换热器的第一端31、室外换热器的第二端32、
室内换热器4、室内换热器的第一端41、室内换热器的第二端42、
过冷装置5、第一通道51、第二通道52、
低压罐6、第一进口61、第一出口62、
储液罐7、第二进口71、出液口72、出气口73、
第一开关元件81、第二开关元件82、第三开关元件83、第四开关元件84、
第一开关阀85、第二开关阀86、第三开关阀87、
过热度传感器91、过冷度传感器92、压力传感器93。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1-图6描述根据本发明第一方面实施例的制冷系统100。其中,制冷系统100应做广义理解,也就是说,制冷系统100可以仅具有制冷模式,或者制冷系统100可以仅具有制热模式,亦或者制冷系统100可以同时具有制冷模式和制热模式。在申请下面的描述中,以制冷系统100同时具有制冷模式和制热模式为例进行说明。制冷系统100可以为多联机系统。
如图1-图6所示,根据本发明实施例的制冷系统100,包括压缩机1、换向组件2、室外换热器3、室内换热器4、过冷装置5、低压罐6和储液罐7。
压缩机1具有回气口11和排气口12,制冷系统100中的制冷剂可以通过回气口11流入压缩机1的压缩腔内进行压缩,压缩完成后的制冷剂可以通过排气口12排出;换向组件2包括第一端口21、第二端口22、第三端口23和第四端口24,第一端口21与排气口12相连,第四端口24可以与回气口11相连,第一端口21与第二端口22和第三端口23中的其中一个导通,第四端口24与第二端口22和第三端口23中的另一个导通,也就是说,当第一端口21与第二端口22导通时、第四端口24与第三端口23导通,当第一端口21与第三端口23导通时、第四端口24与第二端口22导通;室外换热器的第一端31与第二端口22相连,室内换热器的第一端41与第三端口23相连,室外换热器的第二端32可以与室内换热器的第二端42相连,使得室外换热器3、室内换热器4、压缩机1和换向组件2通过制冷剂主通道100a形成制冷剂循环,以实现制冷系统100的制热或制冷功能。
过冷装置5可以设在制冷剂主通道100a上,且过冷装置5具有相互换热的第一通道51和第二通道52,也就是说,当第一通道51和第二通道52内均流动有制冷剂时,第一通道51内的制冷剂可以与第二通道52内的制冷剂进行换热器;第一通道51串联连接在制冷剂主通道100a上,也就是说,第一通道51与制冷剂主通道100a串联设置,例如过冷装置5可以位于室外换热器的第二端32和室内换热器的第二端42之间,此时室外换热器的第二端32可以沿制冷剂主通道100a通过第一通道51与室内换热器的第二端42相连。
低压罐6具有第一进口61和第一出口62,第一进口61与第四端口24相连,第一出口62与回气口11相连,也就是说,第四端口24可以通过低压罐6与回气口11相连,即从第四端口24流出的制冷剂可以依次通过第一进口61和第二出口、最终流出回气口11处。
储液罐7具有第二进口71和出液口72,第二进口71通过第一开关元件81连接在制冷剂主通道100a上以与第一通道51和室内换热器4相连,例如,第二进口71可以通过第一制冷剂通道100d连接在制冷剂主通道100a上,第一制冷剂通道100d的一端与第二进口71相连,第一制冷剂通道100d的另一端连接在制冷剂主通道100a的位于第一通道51和室内换热器的第二端42之间的部分上,使得第一制冷剂通道100d的上述另一端可以与第一通道51、室内换热器的第二端42分别相连,且第一开关元件81设在第一制冷剂通道100d上以实现第一制冷剂通道100d的导通或隔断(即不导通),即当第一开关元件81打开时、第一制冷剂通道100d导通,第二进口71可以通过第一制冷剂通道100d与制冷剂主通道100a连通,当第一开关元件81关闭时、第一制冷剂通道100d隔断,第二进口71无法通过第一制冷剂通道100d与制冷剂主通道100a连通。
出液口72通过制冷剂副通道100b与压缩机1的压缩腔相连,即制冷剂副通道100b的一端与出液口72相连、制冷剂副通道100b的另一端与压缩腔相连,制冷剂副通道100b上设有第二开关元件82,第二开关元件82位于储液罐7和过冷装置5之间,即第二开关元件82位于出液口72与第二通道52之间以实现制冷剂副通道100b的导通或隔断,即当第二开关元件82打开时、制冷剂副通道100b导通,出液口72可以通过制冷剂副通道100b与压缩腔连通,当第二开关元件82关闭时、制冷剂副通道100b隔断,出液口72无法通过制冷剂副通道100b与压缩腔连通。其中,第二通道52串联连接在制冷剂副通道100b上,使得出液口72沿制冷剂副通道100b通过第二通道52与压缩腔相连,即从出液口72流出的制冷剂在流经第二通道52时可以与第一通道51内的制冷剂进行换热,使得第二通道52内的制冷剂形成为过热状态后再流至压缩腔内,也就是说,当制冷剂主通道100a需要制冷剂时、储液罐7内的制冷剂可以以气态的形式排放到制冷剂主通道100a内,提升了制冷系统100的响应速度,提升了制冷系统100的舒适性。
这里,需要说明的是,从出液口72流出的制冷剂可以为液态制冷剂、也可以为气态制冷剂和液态制冷剂的混合物。“出液口72通过制冷剂副通道100b与压缩机1的压缩腔相连”可以包括出液口72通过制冷剂副通道100b与压缩腔直接相连和出液口72通过制冷剂副通道100b与压缩腔间接相连,例如,制冷剂副通道100b的上述另一端与压缩腔可以直接相连、也可以间接相连。
根据本发明实施例的制冷系统100,通过将多余的制冷剂存储在储液罐7内,可以有效提升制冷系统100相应负荷的速度,而且从储液罐7流出的制冷剂经过过冷装置5变为气态后再排放到制冷剂主通道100a内,进一步提升了制冷系统100的响应速度,保证了制冷系统100的舒适性,同时显著减小了压缩机1液击的风险。
在本发明的一些可选实施例中,如图1和图4-图6所示,压缩机1具有与压缩腔连通的补气口13,制冷剂可以通过补气口13流入压缩腔内进行压缩,制冷剂副通道100b的远离出液口72的一端与补气口13相连,从而实现了制冷系统100的喷气增焓,增加了压缩机1的排气量,提升制冷系统100的性能,节能高效,使得制冷系统100可以迅速响应负荷的变化,换言之,当制冷剂主通道100a需要制冷剂时,往往是负荷变大的时候,此时通过设置过冷装置5与喷气增焓,进一步提升了制冷系统100响应负荷的速度,提高舒适性。
例如,在图1、和图4-图6的示例中,制冷剂副通道100b的一端通过第二开关元件82与出液口72相连、制冷剂副通道100b的另一端可以通过第一开关阀85与补气口13直接相连,第一开关阀85可以实现出液口72通过制冷剂副通道100b与补气口13之间的导通或隔断,即当第二开关元件82打开、且第一开关阀85打开时,出液口72可以通过制冷剂副通道100b与补气口13连通,当第二开关元件82和第一开关阀85中的至少一个关闭时,出液口72无法通过制冷剂副通道100b与补气口13连通,从而实现了出液口72与补气口13之间导通或隔断的可控性。
在本发明的另一些可选实施例中,如图2、图4-图6所示,制冷剂副通道100b的远离出液口72的一端与第一进口61相连,使得从出液口72流出的制冷剂可以通过制冷剂副通道100b流至低压罐6内,从而实现了喷气冷却,降低了压缩机1的过热度,使得压缩机1具有合适的吸气过热度,保证只有气态制冷剂进入压缩机1内,避免产生回气带液,避免引起湿冲程液击损坏压缩机1。
例如,在图2、图4-图6的示例中,制冷剂副通道100b的一端通过第二开关元件82与出液口72相连、制冷剂副通道100b的另一端可以通过第二开关阀86与第一进口61直接相连,第二开关阀86可以实现出液口72通过制冷剂副通道100b与第一进口61之间的导通或隔断,即当第二开关元件82打开、且第二开关阀86打开时,出液口72可以通过制冷剂副通道100b与第一进口61连通,当第二开关元件82和第二开关阀86中的至少一个关闭时,出液口72无法通过制冷剂副通道100b与第一进口61连通,从而实现了出液口72与第一进口61之间导通或隔断的可控性。
在本发明的再一些可选实施例中,如图3、图5和图6所示,制冷剂副通道100b的远离出液口72的一端与回气口11相连,使得从出液口72流出的制冷剂可以通过制冷剂副通道100b流至压缩腔内进行压缩。例如,制冷剂副通道100b的一端通过第二开关元件82与出液口72相连、制冷剂副通道100b的另一端可以通过第三开关阀87与回气口11直接相连,第三开关阀87可以实现出液口72通过制冷剂副通道100b与回气口11之间的导通或隔断,即当第二开关元件82打开、且第三开关阀87打开时,出液口72可以通过制冷剂副通道100b与回气口11连通,当第二开关元件82和第三开关阀87中的至少一个关闭时,出液口72无法通过制冷剂副通道100b与回气口11连通,从而实现了出液口72与回气口11之间导通或隔断的可控性。
在本发明的又一些实施例中,如图4-图6所示,压缩机1具有与压缩腔连通的补气口13,制冷剂副通道100b的远离出液口72的一端具有第一支路100f和第二支路100g,第一支路100f与补气口13相连,第二支路100g与第一进口61相连,从而实现了喷气增焓和喷气冷却,使得制冷系统100可以根据具体工况调整制冷系统100的运行策略,保证制冷系统100高效、可靠运行。
例如,在图4-图6的示例中,制冷剂副通道100b的一端通过第二开关元件82与出液口72相连、制冷剂副通道100b的另一端具有第一支路100f和第二支路100g,第一支路100f可以与补气口13直接相连、且第一支路100f上可以设有第一开关阀85,第一开关阀85可以实现第一支路100f的导通或隔断,即当第一开关阀85打开时、第一支路100f导通,当第一开关阀85关闭时、第一支路100f隔断;第二支路100g可以与第一进口61直接相连、且第二支路100g上可以设有第二开关阀86,第二开关阀86可以实现第二支路100g的导通或隔断,即当第二开关阀86打开时、第二支路100g导通,当第二开关阀86关闭时、第二支路100g隔断,从而实现了出液口72与补气口13之间、出液口72与第一进口61之间导通或隔断的可控性。
在本发明的进一步实施例中,制冷剂副通道100b的远离出液口72的一端具有第三支路100h,第三支路100h与回气口11相连。例如,如图5和图6所示,第三支路100h位于制冷剂副通道100b的上述另一端,第三支路100h可以与回气口11直接相连,第三支路100h上可以设有第三开关阀87,第三开关阀87可以实现第三支路100h的导通或隔断,即当第三开关阀87打开时、第三支路100h导通,当第三开关阀87关闭时、第三支路100h隔断,从而实现了出液口72与回气口11之间导通或隔断的可控性。
可以理解的是,由于第二开关元件82位于储液罐7和过冷装置5之间。即第二开关元件82位于出液口72与第二通道52之间,第二开关元件82可以控制整个制冷剂副通道100b的隔断,即当第二开关元件82关闭时,无论第一开关阀85、第二开关阀86或第三开关阀87处于何种状态,出液口72处的制冷剂均无法沿制冷剂副通道100b流动。
在本发明的一些实施例中,储液罐7具有出气口73,出气口73通过制冷剂支通道100c连接在制冷剂副通道100b上,制冷剂支通道100c的远离出气口73的一端与第二通道52的下游侧相连,制冷剂支通道100c上设有第三开关元件83。例如,如图6所示,制冷剂支通道100c的一端可以与出气口73相连、制冷剂支通道100c的另一端可以连接在制冷剂副通道100b上,且制冷剂支通道100c的上述另一端可以连接在制冷剂副通道100b的位于第二通道52的下游侧的部分上,第三开关元件83可以实现制冷剂支通道100c的导通或隔断,即当第三开关元件83打开时、制冷剂支通道100c打开,当第三开关元件83关闭时、制冷剂支通道100c隔断,从而实现了出气口73与压缩机1之间导通或隔断的可控性。
这里,需要说明的是,从出气口73流出的制冷剂可以为气态制冷剂,也就是说,储液罐7可以具有气液分离功能,使得制冷剂在储液罐7内可以实现气液分离,出液口72可以位于储液罐7的下部、出气口73可以位于储液罐7的上部(例如,图6中出气口73位于储液罐7的顶部)。
例如,在图6的示例中,制冷剂副通道100b的上述另一端具有第一支路100f、第二支路100g和第三支路100h,第一支路100f可以与补气口13直接相连、且第一支路100f上可以设有第一开关阀85,第二支路100g可以与第一进口61直接相连、且第二支路100g上可以设有第二开关阀86,第三支路100h可以与回气口11直接相连、且第三支路100h上可以设有第三开关阀87,制冷剂支通道100c上设有第三开关元件83,且制冷剂支通道100c的一端与出气口73相连、制冷剂支通道100c的另一端可以连接在第一支路100f、第二支路100g和第三支路100h的上游侧,从而实现了储液罐7与压缩机1之间导通或隔断的可控性,同时实现了储液罐7与压缩机1之间的多种导通方式,使得制冷系统100可以在不同工况下均高效运行,提升了制冷系统100的实用性和适用性。
在本发明的一些实施例中,第二通道52的邻近出液口72的一端通过第四开关元件84连接在制冷剂主通道100a上以与第一通道51和室内换热器4相连,第四开关元件84为节流元件。例如,如图6所示,第二通道52的邻近出液口72的一端(即第二通道52的上游端)可以通过第二制冷剂通道100e连接在制冷剂主通道100a上,也就是说,第二制冷剂通道100e的一端与第二通道52的上游端相连、第二制冷剂通道100e的另一端连接在制冷剂主通道100a上,且第二制冷剂通道100e的上述一端位于第一通道51和室内换热器4之间,第四开关元件84设在第二制冷剂通道100e上,以对流经第四开关元件84的制冷剂节流降压,使得该部分制冷剂流经第二通道52时可以将第一通道51内的制冷剂变为过冷状态,提升制冷系统100的性能。
在本发明的一些具体实施例中,如图1-图6所示,第一开关元件81为节流元件,且第一开关元件81的开度可调。相对于储液罐7而言,由于第一开关元件81为流入控制元件,即从制冷剂主通道100a流入储液罐7的制冷剂均需要流经第一开关元件81,而第一开关元件81为节流元件,使得从制冷剂主通道100a流入储液罐7的制冷剂均需要经过第一开关元件81的节流,以避免流入储液罐7内的制冷剂的温度、压力较高导致储液罐7处产生较大的热损,使得制冷剂的冷量可以得到充分地利用来提高制冷系统100的能效,进一步实现节能高效;而且通过调节第一开关元件81的开度,可以控制储液罐7中制冷剂的压力、温度等参数,使得储液罐7内制冷剂具有合适的压力、温度等,降低储液罐7内制冷剂与外界环境之间的温差,从而减小热损,保证制冷系统100的效率。可选地,第一开关元件81为电子膨胀阀。
在本发明的一些具体实施例中,如图1-图6所示,第二开关元件82为节流元件,且第二开关元件82的开度可调。相对于储液罐7而言,由于第二开关元件82为流出控制元件,即从储液罐7流出的液态制冷剂均需要流经第二开关元件82,而第二开关元件82为节流元件,使得从储液罐7流出的液态制冷剂均需要经过第二开关元件82的节流,而后流经第二通道52时与第一通道51内的制冷剂换热,使得第二通道52内的制冷剂形成为过热状态后再流至压缩腔内,降低压缩机1液击的风险,同时进一步提升了制冷系统100的响应负荷的速度,充分利用了制冷剂的冷量,保证了制冷系统100的能效;而且通过调节第二开关元件82的开度,可以更好地控制制冷系统100的运行,避免压缩机1发生液击现象,提升制冷系统100的运行可靠性。可选地,第二开关元件82为电子膨胀阀。
下面参考图1-图12描述根据本发明第二方面实施例的制冷系统100的控制方法,制冷系统100为根据本发明上述第一方面实施例的制冷系统100。
根据本发明实施例的制冷系统100的控制方法包括如下步骤:
实时检测制冷系统100运行所需的参数;判断制冷系统100是否处于基准状态;当制冷系统100处于基准状态时,第一开关元件81关闭、第二开关元件82关闭,以使储液罐7内的制冷剂量不变,当制冷系统100未处于基准状态时,判断制冷剂主通道100a的制冷剂量是否欠缺;当制冷剂主通道100a的制冷剂量欠缺时,判断储液罐7中液态制冷剂的存储量D是否超过第二预设最小存储量Dmin,如果D>Dmin,第一开关元件81关闭、第二开关元件82打开,以使储液罐7中的制冷剂转移至制冷剂主通道100a,如果D≤Dmin,第一开关元件81关闭、第二开关元件82关闭,以使储液罐7内的制冷剂量不变,当制冷剂主通道100a的制冷剂量过剩时,判断储液罐7中液态制冷剂的存储量D是否达到预设最大存储量Dmax,如果D≥Dmax,第一开关元件81关闭、第二开关元件82关闭,以使储液罐7内的制冷剂量不变,如果D<Dmax,第一开关元件81打开、第二开关元件82关闭,以使制冷剂主通道100a中的制冷剂转移至储液罐7,其中,基准状态是指制冷系统100的控制目标达到预设状态。
例如,如图7和图8所示,在实时检测制冷系统100运行所需的参数之前,可以先进行稳定制冷系统100的过程,保证制冷系统100的控制准确性,例如,当制冷系统100开始运行时,由于制冷剂的流动状态被改变,可能需要时间,直到制冷系统100的运行状态得到稳定为止。此时,制冷系统100的稳定过程是直到制冷系统100的运行状态得到稳定为止所耗的时间。
当制冷系统100稳定时,可以开始实时检测制冷系统100运行所需的参数,然后根据制冷系统100的相关参数判断制冷系统100是否处于基准状态;如果制冷系统100处于基准状态,关闭第一开关元件81和第二开关元件82,使得储液罐7内的制冷剂的量保持不变,此时储液罐7与制冷剂主通道100a之间可以不存在制冷剂交互的情况,即储液罐7内的制冷剂未流至制冷剂主通道100a内、制冷剂主通道100a内的制冷剂未流至储液罐7内;如果制冷系统100未处于基准状态,制冷系统100的性能欠佳,此时需要判断制冷剂主通道100a的制冷剂量是否欠缺,也就是说,需要判断是否是由于制冷剂量的不合理导致制冷系统100性能欠佳。
当判断制冷剂主通道100a的制冷剂量欠缺时,也就是说,此时制冷剂主通道100a的制冷剂量少于制冷系统100达到基准状态时、制冷剂主通道100a所需的制冷剂量,需要判断储液罐7中液态制冷剂的存储量D是否超过第二预设最小存储量Dmin;如果D>Dmin,即储液罐7中液态制冷剂的存储量D超过了第二预设最小存储量Dmin,关闭第一开关元件81、打开第二开关元件82,使得储液罐7中的制冷剂可以通过出液口72流出、并通过制冷剂副通道100b流至压缩机1内,实现了储液罐7中的制冷剂转移至制冷剂主通道100a内。
其中,在上述制冷剂的转移过程中,储液罐7中的制冷剂量逐渐减少、制冷剂主通道100a内的制冷剂量逐渐增多,如果制冷系统100停止运行,则上述转移过程也随之停止;如果制冷系统100转变至基准状态,即此时制冷剂主通道100a内的制冷剂量达到了合理状态,可以关闭第二开关元件82,使得储液罐7内的制冷剂的量可以不再继续减少、制冷剂主通道100a内的制冷剂的量不再继续增多;如果储液罐7中液态制冷剂的存储量D减小至未超过第二预设最小存储量Dmin,可以关闭第二开关元件82,使得储液罐7内的制冷剂的量可以不再继续减少,从而可以避免由于第二开关元件82继续保持打开状态而引起制冷系统100的效率变差等损耗。简言之,在上述制冷剂的转移过程中,如果制冷系统100停止运行、制冷系统100转变至基准状态、储液罐7中液态制冷剂的存储量D减小至未超过第二预设最小存储量Dmin中的至少一个发生时,就可以关闭第二开关元件82。
当判断制冷剂主通道100a的制冷剂量过剩时,也就是说,此时制冷剂主通道100a的制冷剂量多于制冷系统100达到基准状态时、制冷剂主通道100a所需的制冷剂量,需要判断储液罐7中液态制冷剂的存储量D是否达到预设最大存储量Dmax;如果D<Dmax,即储液罐7中液态制冷剂的存储量D未达到预设最大存储量Dmax,打开第一开关元件81、关闭第二开关元件82,第一制冷剂通道100d导通,制冷剂主通道100a中的制冷剂可以沿第一制冷剂通道100d流动、并通过第二进口71流至储液罐7内,实现了制冷剂主通道100a中的制冷剂转移至储液罐7中;如果D≥Dmax,即储液罐7中液态制冷剂的存储量D达到了预设最大存储量Dmax,关闭第一开关元件81和第二开关元件82,使得储液罐7内的制冷剂的量保持不变,此时储液罐7与制冷剂主通道100a之间可以不存在制冷剂交互的情况,从而可以避免由于第一开关元件81继续保持打开状态而损坏储液罐7。
其中,在上述制冷剂从制冷剂主通道100a转移至储液罐7的过程中,储液罐7中的制冷剂量逐渐增多、制冷剂主通道100a内的制冷剂量逐渐减少,如果制冷系统100停止运行,则上述转移过程也随之停止;如果制冷系统100转变至基准状态,即此时制冷剂主通道100a内的制冷剂量达到了合理状态,可以关闭第一开关元件81,使得储液罐7内的制冷剂的量可以不再继续增多、制冷剂主通道100a内的制冷剂的量不再继续减少;如果储液罐7中液态制冷剂的存储量D增大至达到预设最大存储量Dmax,可以关闭第一开关元件81,使得储液罐7内的制冷剂的量可以不再继续增多,从而可以避免由于第一开关元件81继续保持打开状态而损坏储液罐7。简言之,在上述制冷剂的转移过程中,如果制冷系统100停止运行、制冷系统100转变至基准状态、储液罐7中液态制冷剂的存储量D达到预设最大存储量Dmax中的至少一个发生时,就可以关闭第一开关元件81。
这里,需要说明的是,“制冷系统100运行所需的参数”可以包括判断制冷系统100是否处于基准状态时所需的参数,例如制冷系统100运行所需的参数可以包括储液罐7内液态制冷剂的存储量;而储液罐7内液态制冷剂的存储量可以通过液位传感器检测,当然还可以通过其他方式检测,例如通过检测制冷系统100内某位置的温度、压力等参数来判断储液罐7中液态制冷剂的液位,或者通过检测制冷系统100内某位置有无液态制冷剂、液态制冷剂的液位是否达到某种状态等来判断储液罐7中液态制冷剂的液位。基准状态可以指制冷系统100按照控制目标状态运行,此时制冷系统100的控制目标可以对应处于最佳状态,该基准状态表示的是根据制冷系统100本身的控制逻辑,制冷系统100所能达到的目标状态。制冷系统100达到基准状态时、制冷剂主通道100a所需的制冷剂量可以是某一个数值或者某一个数值范围。第二预设最小存储量Dmin可以被预先设定在制冷系统100中,且第二预设最小存储量Dmin可以表示允许存储在储液罐7中的制冷剂量的最小值,例如Dmin可以大于或等于0;预设最大存储量Dmax可以被预先设定在制冷系统100中,且预设最大存储量Dmax可以表示允许存储在储液罐7中的制冷剂量的最大值。
根据本发明实施例的制冷系统100的控制方法,有效提升了制冷系统100的响应速度,保证了制冷系统100的舒适性,同时显著减小了压缩机1液击的风险,保证了制冷系统100高效、可靠运行。
其中,当需要判断制冷剂主通道100a的制冷剂量是否欠缺时,可以根据制冷系统100的运行模式进行判断,但不限于此。例如,当制冷系统100处于制冷模式时,可以通过判断室外换热器3的过冷度与过冷度预设基准范围之间的关系来判断当前制冷剂主通道100a的制冷剂量是否欠缺;当室外换热器3的过冷度高于过冷度预设基准范围时,则当前制冷剂主通道100a的制冷剂量过剩,当室外换热器3的过冷度低于过冷度预设基准范围时,则当前制冷剂主通道100a的制冷剂量欠缺,当室外换热器3的过冷度位于过冷度预设基准范围内时,则当前制冷剂主通道100a的制冷剂量合理。当制冷系统100处于制热模式时,可以通过判断排气口12处的压力与高压预设基准范围之间的关系来判断当前制冷剂主通道100a的制冷剂量是否欠缺;当排气口12处的压力高于高压预设基准范围时,则当前制冷剂主通道100a的制冷剂量过剩,当排气口12处的压力低于高压预设基准范围时,则当前制冷剂主通道100a的制冷剂量欠缺,当排气口12处的压力位于高压预设基准范围内时,则当前制冷剂主通道100a的制冷剂量合理。
可以理解的是,室外换热器3的过冷度可以通过在室外换热器的第二端32设置过冷度传感器92来检测,排气口12的压力可以通过在排气口12处设置压力传感器93来检测。但不限于此。
此外,当需要判断制冷系统100是否处于基准状态时,可以根据制冷系统100的控制逻辑来设置合适的判断逻辑。例如,制冷系统100制冷时,根据室内机过热度设定目标进行控制,判断室外机过冷度能否在第一设定范围内,若室外机过冷度在设定范围内、则代表制冷系统100达到了控制目标的基准状态,若室外机过冷度不在该范围内、则认为其制冷剂主通道100a内的制冷剂循环量过多或过少;制冷系统100制热时,根据室内机过冷度设定目标进行控制,此时判断排气口12处的压力是否能处于第二设定范围,同理,可判断制冷剂主通道100a的制冷剂循环量是否合适。
进一步地,如图8所示,在判断制冷系统100是否处于基准状态之前,判断低压罐6中液态制冷剂的存储量C是否超过第一预设最小存储量Cmin。当C>Cmin时,即低压罐6中液态制冷剂的存储量C超过了第一预设最小存储量Cmin,打开第一开关元件81、关闭第二开关元件82,使得低压罐6中的制冷剂通过制冷剂主通道100a转移至储液罐7,也就是说,制冷系统100在运行过程中、低压罐6中的液态制冷剂可以逐渐蒸发以转移至制冷剂主通道100a内,且制冷剂主通道100a中的制冷剂例如气液两相态制冷剂可以通过第一制冷剂通道100d流至储液罐7内,从而实现了低压罐6内的制冷剂向储液罐7的转移、并存储在储液罐7内,当制冷剂主通道100a的制冷剂欠缺、且储液罐7内有足够的液态制冷剂时,储液罐7内的制冷剂可以快速转移至制冷剂主通道100a内,提升了制冷系统100的响应速度,使得制冷系统可以迅速响应负荷需求,提升了制冷系统100的舒适性;当C≤Cmin时,即低压罐6中液态制冷剂的存储量C未超过第一预设最小存储量Cmin,此时低压罐6中的制冷剂的量可以保持不变,保证低压罐6的可靠运行,然后判断制冷系统100是否处于基准状态。
可以理解的是,低压罐6内液态制冷剂的存储量可以通过液位传感器检测,当然还可以通过其他方式检测,例如通过检测制冷系统100内某位置的温度、压力等参数来判断低压罐6中液态制冷剂的液位,或者通过检测制冷系统100内某位置有无液态制冷剂、液态制冷剂的液位是否达到某种状态等来判断低压罐6中液态制冷剂的液位。
例如,在图1-图6的示例中,储液罐7上可以间隔设置多个液位传感器,以检测储液罐7内液态制冷剂的液位;储液罐7上的多个液位传感器可以包括第一液位传感器和第二液位传感器,第一液位传感器可以对应第一液位设置且第一液位传感器可以用于检测储液罐7内的液态制冷剂是否超过第一液位,第二液位传感器可以对应第二液位设置且第二液位传感器可以用于检测储液罐7内的液态制冷剂是否达到第二液位。其中,第一液位可以对应于第二预设最小存储量Dmin,第二液位可以对应于预设最大存储量Dmax
低压罐6上可以设置至少一个液位传感器以检测低压罐6内液态制冷剂的液位;低压罐6上的液位传感器可以为一个,该液位传感器为第三液位传感器,第三液位传感器可以对应第三液位设置且第三液位传感器可以用于检测低压罐6内的液态制冷剂是否超过第三液位,第三液位可以对应于第一预设最小存储量Cmin设置。
在本发明的一些实施例中,如图1-图6和图9所示,第二开关元件82为节流元件,且第二开关元件82的开度可调,在储液罐7中的制冷剂转移至制冷剂主通道100a的过程中,储液罐7中的液态制冷剂在流经第二通道52时、与第一通道51内的制冷剂换热,使得第二通道52内的制冷剂变为过热状态,此时为保证制冷系统100高效、可靠运行,需要判断第二通道52下游侧的过热度E是否高于第一预设基准范围。当E高于第一预设基准范围时,增大第二开关元件82的开度,当E不高于第一预设基准范围时,判断E是否位于第一预设基准范围内;当E位于第一预设基准范围内时,第二开关元件82的开度不变,当E低于第一预设基准范围时,减小第二开关元件82的开度,从而保证了制冷系统100高效、可靠地运行。其中,当E低于第一预设基准范围时,可以通过减小第二开关元件82的开度来避免喷到压缩机1中的制冷剂含有液态制冷剂,从而避免发生液击现象,保证了压缩机1的使用可靠性。
可以理解的是,第二通道52下游侧的过热度可以通过在第二通道52的下游侧设置过热度传感器91来检测,此时过热度传感器91可以位于第二通道52的远离出液口72的一侧。但不限于此。
进一步地,第二通道52的邻近出液口72的一端通过第四开关元件84连接在制冷剂主通道100a上以与第一通道51和室内换热器4相连,第四开关元件84为节流元件,第四开关元件84和第二开关元件82不同时打开。例如,如图6和图10所示,第二通道52的邻近出液口72的一端(即第二通道52的上游端)可以通过第二制冷剂通道100e连接在制冷剂主通道100a上,也就是说,第二制冷剂通道100e的一端与第二通道52的上游端相连、第二制冷剂通道100e的另一端连接在制冷剂主通道100a上,且第二制冷剂通道100e的上述一端位于第一通道51和室内换热器4之间,第四开关元件84设在第二制冷剂通道100e上,以对流经第四开关元件84的制冷剂节流降压,使得该部分制冷剂流经第二通道52时可以将第一通道51内的制冷剂变为过冷状态,提升制冷系统100的性能。
其中,第四开关元件84和第二开关元件82不同时打开,也就是说,第四开关元件84打开时,第二开关元件82关闭;第二开关元件82打开时,第四开关元件84关闭,从而保证了制冷系统100的正常运行。可以理解的是,第二开关元件82和第四开关元件84可以同时关闭。
在本发明的一些实施例中,储液罐7具有出气口73,出气口73通过制冷剂支通道100c连接在制冷剂副通道100b上,制冷剂支通道100c的远离出气口73的一端与第二通道52的下游侧相连,制冷剂支通道100c上设有第三开关元件83。例如,如图6和图11所示,制冷剂支通道100c的一端可以与出气口73相连、制冷剂支通道100c的另一端可以连接在制冷剂副通道100b上,且制冷剂支通道100c的上述另一端可以连接在制冷剂副通道100b的位于第二通道52的下游侧的部分上,第三开关元件83可以实现制冷剂支通道100c的导通或隔断。
在制冷剂主通道100a中的制冷剂转移至储液罐7的过程中,第一开关元件81打开,制冷剂需要流经第一开关元件81,此时为保证制冷系统100高效、可靠运行,需要判断第二通道52下游侧的过热度E是否高于第一预设基准范围。当E高于第二预设基准范围时,第三开关元件83打开,当E不高于第二预设基准范围时,判断E是否位于第二预设基准范围内;当E位于第二预设基准范围内时,第三开关元件83状态不变,当E低于第二预设基准范围时,第三开关元件83关闭,从而保证了制冷系统100高效、可靠地运行。其中,当E低于第二预设基准范围时,可以通过关闭第三开关元件83来避免喷到压缩机1中的制冷剂含有液态制冷剂,从而避免发生液击现象,保证了压缩机1的使用可靠性。
如图1-图6和图12所示,第一开关元件81为节流元件,且第一开关元件81的开度可调,在第一开关元件81打开的过程中,判断排气口12的压力P1与储液罐7内的压力P2的差值P是否高于第三预设基准范围,也就是说,当第一开关元件81打开时,第一开关元件81具有初始开度,此时需要判断P是否高于第三预设基准范围。当P高于第三预设基准范围时,增大第一开关元件81的开度,当P不高于第三预设基准范围时,判断P是否位于第三预设基准范围内;当P位于第三预设基准范围内时,第一开关元件的开度不变,当P低于第三预设基准范围时,减小第一开关元件81的开度,从而保证了制冷系统100高效、可靠运行。
可以理解的是,排气口12的压力P1可以通过在排气口12处设置压力传感器93来检测,储液罐7内的压力P2可以通过在储液罐7上设置压力传感器来检测。但不限于此。
根据本发明第三方面实施例的空调器,包括根据本发明上述第一方面实施例的制冷系统100。
根据本发明实施例的空调器,通过采用上述的制冷系统100,有效提升了空调器对负荷的响应速度,保证了空调器的舒适性,同时保证了空调器高效、可靠运行。
根据本发明实施例的空调器的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
下面参考图1-图6以六个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的制冷系统100。值得理解的是,下述描述仅是示例性说明,而不是对发明的具体限制。
实施例一
在本实施例中,如图1所示,制冷系统100包括压缩机1、换向组件2、室外换热器3、室内换热器4、过冷装置5、低压罐6和储液罐7,其中低压罐6和储液罐7均可以存储一定量的制冷剂,储液罐7具有气液分离功能。
压缩机1具有回气口11、排气口12和补气口13,换向组件2包括第一端口21、第二端口22、第三端口23和第四端口24,第一端口21与排气口12相连,第二端口22与室外换热器的第一端31相连,第三端口23与室内换热器的第一端41相连,低压罐6具有第一进口61和第一出口62,第一进口61与第四端口24相连,第一出口62与回气口11相连,使得第四端口24通过低压罐6与回气口11相连,第一端口21与第二端口22和第三端口23中的其中一个导通,第四端口24与第二端口22和第三端口23中的另一个导通,室外换热器的第二端32可以与室内换热器的第二端42相连,使得室外换热器3、室内换热器4、压缩机1和换向组件2通过制冷剂主通道100a形成制冷剂循环。
过冷装置5设在制冷剂主通道100a上且位于室外换热器的第二端32和室内换热器的第二端42之间,过冷装置5具有相互换热的第一通道51和第二通道52,第一通道51串联连接在制冷剂主通道100a上,即第一通道51串联在室外换热器的第二端32和室内换热器的第二端42之间。
储液罐7具有第二进口71和出液口72,第二进口71通过第一制冷剂通道100d连接在制冷剂主通道100a上,第一制冷剂通道100d的一端与第二进口71相连,第一制冷剂通道100d的另一端连接在制冷剂主通道100a的位于第一通道51和室内换热器的第二端42之间的部分上,第一开关元件81设在第一制冷剂通道100d上以实现第一制冷剂通道100d的导通或隔断;出液口72通过制冷剂副通道100b与压缩机1的压缩腔相连,制冷剂副通道100b上设有第二开关元件82,第二开关元件82位于储液罐7和过冷装置5之间,第二通道52串联连接在制冷剂副通道100b上,使得出液口72沿制冷剂副通道100b通过第二通道52与补气口13相连,实现了制冷系统100的喷气增焓。其中,第一开关元件81和第二开关元件82均为电子膨胀阀,第一开关阀85为电磁阀。
实施例二
如图2所示,本实施例与实施例一的结构大致相同,其中相同的部件采用相同的附图标记,不同之处在于:制冷剂副通道100b的远离出液口72的一端通过第二开关阀86与第一进口61相连,使得从出液口72流出的制冷剂可以通过制冷剂副通道100b流至低压罐6内,从而实现了喷气冷却。其中,第二开关阀86为电磁阀。
实施例三
如图3所示,本实施例与实施例一的结构大致相同,其中相同的部件采用相同的附图标记,不同之处在于:制冷剂副通道100b的远离出液口72的一端通过第三开关阀87与回气口11相连。其中,第三开关阀87为电磁阀。
实施例四
如图4所示,本实施例与实施例一的结构大致相同,其中相同的部件采用相同的附图标记,不同之处在于:压缩机1具有与压缩腔连通的补气口13,制冷剂副通道100b的远离出液口72的一端具有第一支路100f和第二支路100g,第一支路100f通过第一开关阀85与补气口13相连,第二支路100g通过第二开关阀86与第一进口61相连,以实现喷气增焓和/或喷气冷却。
实施例五
如图5所示,本实施例与实施例四的结构大致相同,其中相同的部件采用相同的附图标记,不同之处在于:制冷剂副通道100b的远离出液口72的一端具有第三支路100h,第三支路100h通过第三开关阀87与回气口11相连。其中,第三开关阀87为电磁阀。
实施例六
如图6所示,本实施例与实施例四的结构大致相同,其中相同的部件采用相同的附图标记,不同之处在于:储液罐7具有出气口73,出气口73通过制冷剂支通道100c连接在制冷剂副通道100b上,制冷剂支通道100c的远离出气口73的一端与第二通道52的下游侧相连,制冷剂支通道100c上设有第三开关元件83。其中,第三开关元件83为电磁阀。
下面参考图7-图12以三个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的制冷系统100的控制方法。值得理解的是,下述描述仅是示例性说明,而不是对发明的具体限制。
实施例一
在本实施例中,如图7、图9、图11和图12所示,制冷系统100开始运行,待制冷系统100稳定后,开始实时检测制冷系统100运行所需的参数,然后判断制冷系统100是否处于基准状态;如果制冷系统100处于基准状态,关闭第一开关元件81、关闭第二开关元件82,使得储液罐7内的制冷剂的量保持不变;如果制冷系统100未处于基准状态,制冷系统100的性能欠佳,此时需要判断制冷剂主通道100a的制冷剂量是否欠缺,也就是说,需要判断是否是由于制冷剂量的不合理导致制冷系统100性能欠佳。
当判断制冷剂主通道100a的制冷剂量欠缺时,需要判断储液罐7中液态制冷剂的存储量D是否超过第二预设最小存储量Dmin;如果D>Dmin,关闭第一开关元件81、打开第二开关元件82,使得储液罐7中的制冷剂可以通过出液口72流出、并通过制冷剂副通道100b流至压缩机1内,实现了储液罐7中的制冷剂转移至制冷剂主通道100a内,如果D≤Dmin,关闭第一开关元件81、关闭第二开关元件82,使得储液罐7内的制冷剂的量保持不变。
在制冷剂从储液罐7转移至制冷剂主通道100a的过程中,储液罐7中的液态制冷剂在流经第二通道52时、与第一通道51内的制冷剂换热,使得第二通道52内的制冷剂变为过热状态,此时为保证制冷系统100高效、可靠运行,需要判断第二通道52下游侧的过热度E是否高于第一预设基准范围。当E高于第一预设基准范围时,增大第二开关元件82的开度,当E不高于第一预设基准范围时,判断E是否位于第一预设基准范围内;当E位于第一预设基准范围内时,第二开关元件82的开度不变,当E低于第一预设基准范围时,减小第二开关元件82的开度,从而保证了制冷系统100高效、可靠地运行。其中,在上述制冷剂的转移过程中,如果制冷系统100停止运行、制冷系统100转变至基准状态、储液罐7中液态制冷剂的存储量D减小至未超过第二预设最小存储量Dmin中的至少一个发生时,就可以关闭第二开关元件82。
当判断制冷剂主通道100a的制冷剂量过剩时,需要判断储液罐7中液态制冷剂的存储量D是否达到预设最大存储量Dmax;如果D<Dmax,打开第一开关元件81、关闭第二开关元件82,实现了制冷剂主通道100a中的制冷剂转移至储液罐7中;如果D≥Dmax,关闭第一开关元件81和第二开关元件82,使得储液罐7内的制冷剂的量保持不变。
在制冷剂从制冷剂主通道100a转移至储液罐7的过程中,储液罐7中的液态制冷剂在流经第二通道52时、与第一通道51内的制冷剂换热,使得第二通道52内的制冷剂变为过热状态,此时为保证制冷系统100高效、可靠运行,需要判断第二通道52下游侧的过热度E是否高于第一预设基准范围。当E高于第一预设基准范围时,增大第二开关元件82的开度,当E不高于第一预设基准范围时,判断E是否位于第一预设基准范围内;当E位于第一预设基准范围内时,第二开关元件82的开度不变,当E低于第一预设基准范围时,减小第二开关元件82的开度,从而保证了制冷系统100高效、可靠地运行。其中,在上述制冷剂的转移过程中,如果制冷系统100停止运行、制冷系统100转变至基准状态、储液罐7中液态制冷剂的存储量D达到预设最大存储量Dmax中的至少一个发生时,就可以关闭第一开关元件81。
此外,在第一开关元件81打开的过程中,第一开关元件81具有初始开度,此时需要判断排气口12的压力P1与储液罐7内的压力P2的差值P是否高于第三预设基准范围。当P高于第三预设基准范围时,增大第一开关元件81的开度,当P不高于第三预设基准范围时,判断P是否位于第三预设基准范围内;当P位于第三预设基准范围内时,第一开关元件的开度不变,当P低于第三预设基准范围时,减小第一开关元件81的开度,从而保证了制冷系统100高效、可靠运行。
可以理解的是,制冷系统100可以具有控制器,检测制冷系统100运行所需的参数的传感器可以将检测结果传递至控制器,控制器经过分析、判断后,可以控制相应开关元件例如第一开关元件81和第二开关元件82进行相应动作。制冷系统100运行所需的参数可以包括储液罐7内液态制冷剂的存储量、第二通道52下游侧的过热度E。
实施例二
如图8所示,本实施例与实施例一的结构大致相同,其中相同的部件采用相同的附图标记,不同之处在于:在判断制冷系统100是否处于基准状态之前,判断低压罐6中液态制冷剂的存储量C是否超过第一预设最小存储量Cmin。当C>Cmin时,即低压罐6中液态制冷剂的存储量C超过了第一预设最小存储量Cmin,打开第一开关元件81、关闭第二开关元件82,使得低压罐6中的制冷剂通过制冷剂主通道100a转移至储液罐7,从而实现了低压罐6内的制冷剂向储液罐7的转移、并存储在储液罐7内,当制冷剂主通道100a的制冷剂欠缺、且储液罐7内有足够的液态制冷剂时,储液罐7内的制冷剂可以快速转移至制冷剂主通道100a内,提升了制冷系统100的响应速度;当C≤Cmin时,即低压罐6中液态制冷剂的存储量C未超过第一预设最小存储量Cmin,此时低压罐6中的制冷剂的量可以保持不变,保证低压罐6的可靠运行,然后判断制冷系统100是否处于基准状态。
其中,制冷系统100运行所需的参数可以包括储液罐7内液态制冷剂的存储量D、第二通道52下游侧的过热度E和低压罐6中液态制冷剂的存储量C。
实施例三
如图10所示,本实施例与实施例一的结构大致相同,其中相同的部件采用相同的附图标记,不同之处在于:第二通道52的邻近出液口72的一端通过第四开关元件84连接在制冷剂主通道100a上以与第一通道51和室内换热器4相连,第四开关元件84为节流元件,第四开关元件84和第二开关元件82不同时打开。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (17)

1.一种制冷系统,其特征在于,包括:
压缩机,所述压缩机具有回气口和排气口;
换向组件,所述换向组件包括第一端口至第四端口,所述第一端口与所述第二端口和所述第三端口中的其中一个导通,所述第四端口与所述第二端口和所述第三端口中的另一个导通,所述第一端口与所述排气口相连;
室外换热器和室内换热器,所述室外换热器、所述室内换热器、所述压缩机和所述换向组件通过制冷剂主通道形成制冷剂循环,所述室内换热器的第一端与所述第三端口相连,所述室外换热器的第一端与所述第二端口相连;
过冷装置,所述过冷装置具有相互换热的第一通道和第二通道,所述第一通道串联连接在所述制冷剂主通道上;
低压罐,所述低压罐具有第一进口和第一出口,所述第一进口与所述第四端口相连,所述第一出口与所述回气口相连;
储液罐,所述储液罐具有第二进口和出液口,所述第二进口通过第一开关元件连接在所述制冷剂主通道上以与所述第一通道和所述室内换热器相连,所述出液口通过制冷剂副通道与所述压缩机的压缩腔相连,所述第二通道串联连接在所述制冷剂副通道上,所述制冷剂副通道上设有第二开关元件,所述第二开关元件位于所述储液罐和所述过冷装置之间。
2.根据权利要求1所述的制冷系统,其特征在于,所述压缩机具有与所述压缩腔连通的补气口,所述制冷剂副通道的远离所述出液口的一端与所述补气口相连。
3.根据权利要求1所述的制冷系统,其特征在于,所述制冷剂副通道的远离所述出液口的一端与所述第一进口相连。
4.根据权利要求1所述的制冷系统,其特征在于,所述制冷剂副通道的远离所述出液口的一端与所述回气口相连。
5.根据权利要求1所述的制冷系统,其特征在于,所述压缩机具有与所述压缩腔连通的补气口,所述制冷剂副通道的远离所述出液口的一端具有第一支路和第二支路,所述第一支路与所述补气口相连,所述第二支路与所述第一进口相连。
6.根据权利要求5所述的制冷系统,其特征在于,所述制冷剂副通道的远离所述出液口的一端具有第三支路,所述第三支路与所述回气口相连。
7.根据权利要求5或6所述的制冷系统,其特征在于,所述储液罐具有出气口,所述出气口通过制冷剂支通道连接在所述制冷剂副通道上,所述制冷剂支通道的远离所述出气口的一端与所述第二通道的下游侧相连,所述制冷剂支通道上设有第三开关元件。
8.根据权利要求7所述的制冷系统,其特征在于,所述第二通道的邻近所述出液口的一端通过第四开关元件连接在所述制冷剂主通道上以与所述第一通道和所述室内换热器相连,所述第四开关元件为节流元件。
9.根据权利要求1所述的制冷系统,其特征在于,所述第一开关元件为节流元件,且所述第一开关元件的开度可调。
10.根据权利要求1所述的制冷系统,其特征在于,所述第二开关元件为节流元件,且所述第二开关元件的开度可调。
11.一种制冷系统的控制方法,其特征在于,所述制冷系统为根据权利要求1-10中任一项所述的制冷系统,所述控制方法包括如下步骤:
实时检测所述制冷系统运行所需的参数;
判断所述制冷系统是否处于基准状态;
当所述制冷系统处于基准状态时,所述第一开关元件关闭、所述第二开关元件关闭,以使所述储液罐内的制冷剂量不变,当所述制冷系统未处于基准状态时,判断所述制冷剂主通道的制冷剂量是否欠缺;
当所述制冷剂主通道的制冷剂量欠缺时,判断所述储液罐中液态制冷剂的存储量D是否超过第二预设最小存储量Dmin,如果D>Dmin,所述第一开关元件关闭、所述第二开关元件打开,以使所述储液罐中的制冷剂转移至所述制冷剂主通道,如果D≤Dmin,所述第一开关元件关闭、所述第二开关元件关闭,以使所述储液罐内的制冷剂量不变,
当所述制冷剂主通道的制冷剂量过剩时,判断所述储液罐中液态制冷剂的存储量D是否达到预设最大存储量Dmax,如果D≥Dmax,所述第一开关元件关闭、所述第二开关元件关闭,以使所述储液罐内的制冷剂量不变,如果D<Dmax,所述第一开关元件打开、所述第二开关元件关闭,以使所述制冷剂主通道中的制冷剂转移至所述储液罐,
其中,所述基准状态是指所述制冷系统的控制目标达到预设状态。
12.根据权利要求11所述的制冷系统的控制方法,其特征在于,在所述判断所述制冷系统是否处于基准状态之前,判断所述低压罐中液态制冷剂的存储量C是否超过第一预设最小存储量Cmin
当C>Cmin时,所述第一开关元件打开、所述第二开关元件关闭以使所述低压罐中的制冷剂通过所述制冷剂主通道转移至所述储液罐,当C≤Cmin时,判断所述制冷系统是否处于基准状态。
13.根据权利要求11或12所述的制冷系统的控制方法,其特征在于,所述第二开关元件为节流元件,且所述第二开关元件的开度可调,在所述储液罐中的制冷剂转移至所述制冷剂主通道的过程中,
判断所述第二通道下游侧的过热度E是否高于第一预设基准范围;
当E高于所述第一预设基准范围时,增大所述第二开关元件的开度,当E不高于所述第一预设基准范围时,判断E是否位于所述第一预设基准范围内;
当E位于所述第一预设基准范围内时,所述第二开关元件的开度不变,当E低于所述第一预设基准范围时,减小所述第二开关元件的开度。
14.根据权利要求13所述的制冷系统的控制方法,其特征在于,所述第二通道的邻近所述出液口的一端通过第四开关元件连接在所述制冷剂主通道上以与所述第一通道和所述室内换热器相连,所述第四开关元件为节流元件,所述第四开关元件和所述第二开关元件不同时打开。
15.根据权利要求11或12所述的制冷系统的控制方法,其特征在于,所述储液罐具有出气口,所述出气口通过制冷剂支通道连接在所述制冷剂副通道上,所述制冷剂支通道的远离所述出气口的一端与所述第二通道的下游侧相连,所述制冷剂支通道上设有第三开关元件,在所述制冷剂主通道中的制冷剂转移至所述储液罐的过程中,
判断所述第二通道下游侧的过热度E是否高于第二预设基准范围;
当E高于所述第二预设基准范围时,所述第三开关元件打开,当E不高于所述第二预设基准范围时,判断E是否位于所述第二预设基准范围内;
当E位于所述第二预设基准范围内时,所述第三开关元件状态不变,当E低于所述第二预设基准范围时,所述第三开关元件关闭。
16.根据权利要求11或12所述的制冷系统的控制方法,其特征在于,所述第一开关元件为节流元件,且所述第一开关元件的开度可调,在所述第一开关元件打开的过程中,
判断所述排气口的压力P1与所述储液罐内的压力P2的差值P是否高于第三预设基准范围;
当P高于所述第三预设基准范围时,增大所述第一开关元件的开度,当P不高于所述第三预设基准范围时,判断P是否位于所述第三预设基准范围内;
当P位于所述第三预设基准范围内时,所述第一开关元件的开度不变,当P低于所述第三预设基准范围时,减小所述第一开关元件的开度。
17.一种空调器,其特征在于,包括根据权利要求1-10中任一项所述的制冷系统。
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