CN110360765A - 预防换向阀液击的装置、控制方法及空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了预防换向阀液击的装置、控制方法及空调，预防换向阀液击的装置包括：具有至少一个进口的换向阀、连接在进口上的冷媒循环主路，冷媒循环主路上并联有冷媒加热支路，冷媒加热支路和冷媒循环主路均设有开关阀，通过开关阀控制冷媒从冷媒循环主路或冷媒加热支路流进换向阀。本发明有效防止换向阀发生液击而造成换向阀损坏。

Description

预防换向阀液击的装置、控制方法及空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及预防换向阀液击的装置、控制方法及空调。

背景技术

在冷暖型空调系统中，换向阀是重要的零部件，尤其是具有关键作用的四通阀，空调器的制冷模式与制热模式的切换就是通过四通阀换向动作实现。四通阀一旦发生故障，将导致系统无法实现制冷与制热模式的切换，维修成本也高。据统计，因液击而导致四通阀故障占四通阀失效一定的比例。

四通阀发生液击的情况主要有三种：1、系统长时间停用后再次开机以制冷或制热模式运行时，因停机状态下制冷剂迁移、回气带液等原因，会有气液两相的制冷剂流经四通阀。2、系统由制热模式切换到制冷模式，例如系统进入化霜时，系统回气带液；3、系统由制冷模式进入制热模式，例如系统退出化霜时，系统回气带液。此三种情况下，当四通阀发生换向时，极易发生液击从而导致四通阀损坏。

因此，如何设计能预防换向阀液击的装置、控制方法及空调是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在换向阀易液击故障的缺陷，本发明提出预防换向阀液击的装置、控制方法及空调。

本发明采用的技术方案是，设计预防换向阀液击的装置，包括：具有至少两种不同接通状态的换向阀，换向阀上在任一接通状态下有冷媒流入的端口为风险进口，风险进口连接有冷媒循环主路。冷媒循环主路上并联有冷媒加热支路，冷媒加热支路和冷媒循环主路均设有开关阀，通过开关阀控制冷媒从冷媒循环主路或冷媒加热支路流进换向阀。

优选的，冷媒加热支路设有用于加热冷媒的补充换热器。

优选的，补充换热器所在的冷媒加热支路接通时，该补充换热器开启加热；补充换热器所在的冷媒加热支路关闭时，该补充换热器停止加热。

优选的，每个冷媒加热支路的补充换热器独立设置，或者所有冷媒加热支路的补充换热器设置在同一壳体内共用热源。

优选的，冷媒循环主路上的开关阀为常闭阀，冷媒加热支路上的开关阀为常开阀。

优选的，换向阀为四通阀，四通阀上有三个风险进口。

本发明还提出了上述装置的控制方法，包括：检测是否有加热触发信号，若有则根据加热触发信号关闭对应的冷媒循环主路并接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路，再判断是否满足加热关闭条件，若是则接通已经关闭的冷媒循环主路、关闭已经接通的冷媒加热支路。

优选的，加热触发信号为换向阀的换向信号。

优选的，根据加热触发信号关闭对应的冷媒循环主路并接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路包括：关闭换向后有冷媒流进换向阀的冷媒循环主路，同时接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路。

优选的，判断是否满足加热关闭条件包括：在检测到有换向阀的换向信号时开始计时预热时间，若预热时间达到第一预设时间，则换向阀换向，在换向阀换向时开始计时加热时间，若加热时间达到第二预设时间，则满足加热关闭条件。

优选的，加热触发信号为换向阀所在设备的制冷开机信号。

优选的，根据加热触发信号关闭对应的冷媒循环主路并接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路包括：关闭有冷媒流进换向阀的冷媒循环主路，同时接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路。

优选的，判断是否满足加热关闭条件包括：在打开冷媒加热支路时开始计时加热时间，若加热时间达到第三预设时间，则满足加热关闭条件。

本发明公开了具有上述装置的空调，包括：压缩机、室内换热器和室外换热器。

优选的，换向阀为四通阀，四通阀的第一风险进口通过第一冷媒循环主路连接压缩机的排气口，第一冷媒循环主路上并联有第一冷媒加热支路；四通阀的第二风险进口通过第二冷媒循环主路连接室内换热器，第二冷媒循环主路上并联有第二冷媒加热支路；四通阀的第三风险进口通过第三冷媒循环主路连接所述室外换热器，第三冷媒循环主路上并联有第三冷媒加热支路；四通阀的出口连接压缩机的吸气口。

优选的，空调由制热模式切换到制冷模式或者进入化霜模式时，在四通阀换向之前，关闭第一冷媒循环主路和第二冷媒循环主路、接通第一冷媒加热支路和第二冷媒加热支路；四通阀换向后，延时关闭第一冷媒加热支路和第二冷媒加热支路、接通第一冷媒循环主路和第二冷媒循环主路。

优选的，空调制热模式开机或者由制冷模式切换到制热模式或者退出化霜模式时，在四通阀换向之前，关闭第一冷媒循环主路和第三冷媒循环主路，接通第一冷媒加热支路和第三冷媒加热支路；四通阀换向后，延时关闭第一冷媒加热支路和第三冷媒加热支路、接通第一冷媒循环主路和第三冷媒循环主路。

优选的，空调制冷模式开机时，关闭第一冷媒循环主路和第二冷媒循环主路、接通第一冷媒加热支路和第二冷媒加热支路；延时打开第一冷媒循环主路和第二冷媒循环主路，关闭第一冷媒加热支路和第二冷媒加热支路。

与现有技术相比，本发明在换向阀有液击风险时，控制冷媒在进入换向阀前先经过冷媒加热支路再进入换向阀，通过冷媒加热支路将气液两相冷媒完全气化成气态冷媒，有效防止换向阀发生液击而造成换向阀损坏。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明中空调的连接示意图；

图2是本发明中制热模式切换到制冷模式的换向后冷媒流动示意图；

图3是本发明中制冷模式切换到制热模式的换向后冷媒流动示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的装置适用在空调等设备中，该装置包括：换向阀1、冷媒循环主路和冷媒加热支路，换向阀1具有至少两种不同的接通状态，不同接通状态下冷媒的流向不同，换向阀1上在任一接通状态下有冷媒流入的端口为风险进口，每个风险进口均连接有冷媒循环主路，每条冷媒循环主路上均并联有冷媒加热支路，冷媒循环主路和冷媒加热支路都设有开关阀，冷媒循环主路的开关阀切换冷媒循环主路的通断状态，冷媒加热支路的开关阀切换冷媒加热支路的通断状态，通过开关阀控制冷媒从冷媒循环主路或冷媒加热支路流进换向阀，开关阀可选用电磁阀。需要说明的是，冷媒循环主路上的开关阀为常闭阀，冷媒加热支路上的开关阀为常开阀，以保证换向阀所在设备在正常运行时，换向阀维持畅通，且冷媒加热支路不会参与冷媒循环。

冷媒加热支路设有用于加热冷媒的补充换热器2，补充换热器2所在的冷媒加热支路接通时，该补充换热器2开启加热；补充换热器2所在的冷媒加热支路关闭时，该补充换热器2停止加热。补充换热器2采用电加热的方式作为热源，每个冷媒加热支路的补充换热器2可独立设置，也可以将所有冷媒加热支路的补充换热器2设置在同一壳体内共用热源，电加热的输入功率根据冷媒的实际温度及压力调整。为了防止补充换热器2的管路中存积冷媒，可在冷媒加热支路的进口和出口都设置开关阀，开关阀关闭后冷媒无法进入冷媒加热支路。

上述装置的控制方法如下：检测是否有加热触发信号，若有则根据加热触发信号关闭对应的冷媒循环主路并接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路，再判断是否满足加热关闭条件，若是则接通已经关闭的冷媒循环主路、关闭已经接通的冷媒加热支路。此处加热触发信号可通过与设备的主板连接获得。

检测到加热触发信号的情况有很多种，以下仅介绍两种常见情况，第一种是检测是否有换向阀1的换向信号，若有则关闭换向后冷媒流进换向阀1的冷媒循环主路，相应的接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路，冷媒加热支路的补充换热器2开启进行预热，同时，在检测到有换向信号时开始计时预热时间，若预热时间达到第一预设时间，则换向阀1换向，冷媒经过从冷媒加热支路流进换向阀2，通过冷媒加热支路将气液两相冷媒完全气化成气态冷媒，防止换向阀1发生液击。在第一种情况下，判断是否满足加热关闭条件包括：在换向阀1换向时开始计时加热时间，若加热时间达到第二预设时间，则满足加热关闭条件，接通已经关闭的冷媒循环主路，相应的关闭已经接通的冷媒加热支路，冷媒加热支路的补充换热器2停止加热，冷媒可顺畅从冷媒循环主路流过，而冷媒加热支路被隔离在冷媒循环之外，恢复冷媒的正常循环。

第二种是检测是否有换向阀1所在设备的制冷开机信号，若是则关闭冷媒流进换向阀1的冷媒循环主路，相应的接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路，冷媒加热支路的补充换热器开启加热，原本从该冷媒循环主路上流进换向阀的冷媒改从冷媒加热支路流进换向阀，通过冷媒加热支路将气液两相冷媒完全气化成气态冷媒，防止换向阀1发生液击。在第二种情况下，判断是否满足加热关闭条件包括：在接通冷媒加热支路时开始计时加热时间，若加热时间达到第三预设时间，则满足加热关闭条件，接通已经关闭的冷媒循环主路，相应的关闭已经接通的冷媒加热支路，冷媒加热支路的补充换热器2停止加热，冷媒可顺畅从冷媒循环主路流过，而冷媒加热支路被隔离在冷媒循环之外，恢复冷媒的正常循环。

下面以空调作为优选实施例来具体说明。

如图1所示，空调包括：压缩机3、室内换热器4和室外换热器5等，换向阀1为四通阀，四通阀的第一风险进口通过第一冷媒循环主路连接压缩机3的排气口，第一冷媒循环主路上设有第一主开关阀6，第一冷媒循环主路上并联有第一冷媒加热支路，第一冷媒加热支路上设有第一加热开关阀7；四通阀的第二风险进口通过第二冷媒循环主路连接室内换热器4，第二冷媒循环主路上设有第二主开关阀8，第二冷媒循环主路上并联有第二冷媒加热支路，第二冷媒加热支路上设有第二加热开关阀9；四通阀的第三风险进口通过第三冷媒循环主路连接室外换热器5，第三冷媒循环主路上设有第三主开关阀10，第三冷媒循环主路上并联有第三冷媒加热支路，第三冷媒加热支路上设有第三加热开关阀11；四通阀的出口连接压缩机3的吸气口，四通阀的出口和压缩机3的吸气口之间还设有气液分离器12，以分离出液态冷媒，有效保护压缩机3。

以制冷循环为例，空调中冷媒的循环过程是，压缩机3排出的高温高压冷媒气体经过室外换热器5成为高压中温冷媒气体，再经过节流阀变成低温低压液态冷媒，液态冷媒在室内换热器4中吸热成为低温低压气液两相冷媒，离开室内换热器4的冷媒经过四通阀后进入气液分离器12分离出液态冷媒，最后被吸入压缩机3进行压缩，依次循环。

空调在使用时有以下几种运行状态会进行防液击控制。

如图2所示，空调由制热模式切换到制冷模式或者空调由制热模式进入化霜模式时，检测到有换向信号，四通阀换向之前，关闭第一主开关阀6和第二主开关阀8，接通第一加热开关阀7和第二加热开关阀9，第一冷媒加热支路的补充换热器2和第二冷媒加热支路的补充换热器2开启进行预热，加热功率根据吸排气温度和压力调整，压缩机3排出的冷媒经过第一冷媒循环主路流进四通阀，从第二冷媒加热支路进入室内换热器4，冷媒从室内换热器4流出后进入室外换热器5，再经过第三冷媒循环主路流进四通阀，从四通阀的出口进入气液分离器12。

在检测到有换向信号时开始计时预热时间，预热时间达到第一预设时间时，四通阀进行换向，压缩机3排出的冷媒经过第一冷媒加热支路流进四通阀，从第三冷媒循环主路进入室外换热器5，冷媒从室外换热器5流出后进入室内换热器4，再经过第二冷媒加热支路流进四通阀，从四通阀的出口进入气液分离器12。

在四通阀换向时开始计时加热时间，加热时间达到第二预设时间时，打开第一主开关阀6和第二主开关阀8，关闭第一加热开关阀7和第二加热开关阀9，第一冷媒加热支路的补充换热器2和第二冷媒加热支路的补充换热器2停止加热，恢复冷媒的正常循环。

如图3所示，空调制热模式开机或者空调由制冷模式切换到制热模式或者空调退出化霜模式时，检测到有换向信号，四通阀换向之前，关闭第一主开关阀6和第三主开关阀10，接通第一加热开关阀7和第三加热开关阀11，第一冷媒加热支路的补充换热器2和第三冷媒加热支路的补充换热器2开启进行预热，加热功率根据吸排气温度和压力调整，压缩机3排出的冷媒经过第一冷媒循环主路流进四通阀，从第三冷媒加热主路进入室外换热器5，冷媒从室外换热器5流出后进入室内换热器4，再经过第二冷媒循环主路流进四通阀，从四通阀的出口进入气液分离器12。

在检测到有换向信号时开始计时预热时间，预热时间达到第一预设时间时，四通阀进行换向，压缩机排出的冷媒经过第一冷媒加热支路流进四通阀，从第二冷媒循环主路进入室内换热器4，冷媒从室内换热器4流出后进入室外换热器5，再经过第三冷媒加热支路流进四通阀，从四通阀的出口进入气液分离器12。

在四通阀换向时开始计时加热时间，加热时间达到第二预设时间时，打开第一主开关阀6和第三主开关阀10，关闭第一加热开关阀7和第三加热开关阀11，第一冷媒加热支路的补充换热器2和第三冷媒加热支路的补充换热器2停止加热，恢复冷媒的正常循环。

如图2所示，空调制冷模式开机时，关闭第一主开关阀6和第二主开关阀8，接通第一加热开关阀7和第二加热开关阀9，第一冷媒加热支路的补充换热器2和第二冷媒加热支路的补充换热器2开启加热，加热功率根据吸排气温度和压力调整，压缩机3排出的冷媒经过第一冷媒加热支路流进四通阀，从第三冷媒循环主路进入室外换热器5，冷媒从室外换热器5流出后进入室内换热器4，再经过第二冷媒加热支路流进四通阀，从四通阀的出口进入气液分离器12；在接通第二冷媒加热支路时开始计时加热关闭时间，加热关闭时间达到第三预设时间时，打开第一主开关阀6和第二主开关阀8，关闭第一加热开关阀7和第二加热开关阀9，第一冷媒加热支路的补充换热器2和第二冷媒加热支路的补充换热器2停止加热，压缩机3排出的冷媒经过第一冷媒循环主路流进四通阀，从第二冷媒循环主路进入室内换热器4，冷媒从室内换热器4流出后进入室外换热器5，再经过第三冷媒循环主路流进四通阀，从四通阀的出口进入气液分离器12。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预防换向阀液击的装置，包括：具有至少两种不同接通状态的换向阀，所述换向阀上在任一接通状态下有冷媒流入的端口为风险进口，所述风险进口连接有冷媒循环主路；其特征在于，所述冷媒循环主路上并联有冷媒加热支路，所述冷媒加热支路和所述冷媒循环主路均设有开关阀，通过所述开关阀控制冷媒从所述冷媒循环主路或所述冷媒加热支路流进所述换向阀。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷媒加热支路设有用于加热冷媒的补充换热器，所述补充换热器所在的冷媒加热支路接通时，该补充换热器开启加热；所述补充换热器所在的冷媒加热支路关闭时，该补充换热器停止加热。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，每个所述冷媒加热支路的补充换热器独立设置，或者所有冷媒加热支路的补充换热器设置在同一壳体内共用热源。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，冷媒循环主路上的开关阀为常闭阀，冷媒加热支路上的开关阀为常开阀。

5.一种如权利要求1至4任一项的控制方法，其特征在于，包括：检测是否有加热触发信号，若有则根据所述加热触发信号关闭对应的冷媒循环主路并接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路，再判断是否满足加热关闭条件，若是则接通已经关闭的冷媒循环主路、关闭已经接通的冷媒加热支路。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述加热触发信号为所述换向阀的换向信号，所述根据加热触发信号关闭对应的冷媒循环主路并接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路包括：关闭换向后有冷媒流进换向阀的冷媒循环主路，同时接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述判断是否满足加热关闭条件包括：在检测到有所述换向阀的换向信号时开始计时预热时间，若所述预热时间达到第一预设时间，则所述换向阀换向，在所述换向阀换向时开始计时加热时间，若所述加热时间达到第二预设时间，则满足加热关闭条件。

8.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述加热触发信号为所述换向阀所在设备的制冷开机信号，所述根据加热触发信号关闭对应的冷媒循环主路并接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路包括：关闭有冷媒流进换向阀的冷媒循环主路，同时接通该冷媒循环主路上的冷媒加热支路。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述判断是否满足加热关闭条件包括：在打开所述冷媒加热支路时开始计时加热时间，若所述加热时间达到第三预设时间，则满足加热关闭条件。

10.一种空调，包括：压缩机、室内换热器和室外换热器，其特征在于，还包括如权利要求1至4任一项所述的装置。