CN110553427A - 空调系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制冷技术，特别是涉及空调系统及控制方法。一种空调系统包括蒸发冷凝器及气液分离器，所述蒸发冷凝器的出口与所述气液分离器连接，所述空调系统还包括补液管路，所述补液管路设于蒸发冷凝器入口与气液分离器之间，气液分离器通过补液管路向蒸发冷凝器补充介质。一种控制方法，所述控制方法利用一种空调系统。本发明的优点在于：通过设置补液管路，满足所述气液分离器气液分离、存储多余介质及补充介质的功能，减省储液器的安装，从而节省安装空间，降低成本。

Description

空调系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种制冷技术，特别是涉及空调系统及控制方法。

背景技术

在空调系统中，气液分离器起到气液分离、过滤、消音和介质缓冲的作用，储液器用于存储多余的介质，尤其是复合空调，储液器能平衡两种回路对介质的不同需求。

在现有的技术中，往往同时设有储液器和气液分离器，满足储液、补液及气液分离的要求，但是由于空调机组安装空间有限，同时设置两个配件造成安装空间浪费，且增加了成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种空调系统及控制方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种空调系统，包括蒸发冷凝器及气液分离器，所述蒸发冷凝器的出口与所述气液分离器连接，所述空调系统还包括补液管路，所述补液管路设于所述蒸发冷凝器入口与所述气液分离器之间，所述气液分离器通过所述补液管路对所述蒸发冷凝器补充介质。

可以理解的是，当所述空调系统管路中的介质过少，导致过冷度过小时，通过所述补液管路补充介质，当所述空调系统管路中的介质过多，所述蒸发冷凝器中未蒸发的介质存入所述气液分离器中。

在其中一个实施例中，所述补液管路上设有第一截断件，所述第一截断件的一端与所述气液分离器连接，另一端与所述蒸发冷凝器连接。

可以理解的是，通过所述第一截断件实现补液管路的连通或隔断。

在其中一个实施例中，所述气液分离器的一端设有加热元件，所述加热元件用于加热介质。

可以理解的是，当过冷度过小时，所述加热元件对所述气液分离器中的介质加热，使介质蒸发，压力增大，以使介质通过所述补液管路顺利进入所述蒸发冷凝器中。

在其中一个实施例中，所述空调系统还包括冷凝器及压缩机，所述压缩机的入口与所述气液分离器连接，出口与所述冷凝器连接。

在其中一个实施例中，所述空调系统还包括节流元件，所述节流元件设于所述蒸发冷凝器与所述冷凝器之间。

可以理解的是，当室外环境温度大于温度值T时，所述节流元件开启，当当室外环境温度小于温度值T时，所述节流元件关闭。

在其中一个实施例中，所述空调系统还包括第二截断件，所述第二截断件的两端分别与所述节流元件连接。

可以理解的是，当室外环境温度小于温度值T时，所述第二截断件开启，当室外环境温度大于温度值T时，所述第二截断件关闭。

在其中一个实施例中，所述空调系统还包括第三截断件，所述第三截断件一端分别与所述蒸发器冷凝器及所述气液分离器连接，另一端与所述压缩机的出口连接。

可以理解的是，当室外环境温度小于温度值T时，所述第三截断件开启，当室外环境温度大于温度值T时，所述第三截断件关闭。

在其中一个实施例中，所述空调系统还包括第一传感器，所述第一传感器布置在所述冷凝器的出口，所述第一传感器检测所述冷凝器出口处的过冷度。

可以理解的是，所述第一传感器包括温度传感器及压力传感器，通过所述第一传感器检测并计算出所述冷凝器出口处的过冷度。

本发明还提供如下技术方案：

一种控制方法，所述控制方法利用一种空调系统，所述空调系统包括气液分离器、冷凝器、蒸发冷凝器及补液管路，所述补液管路上设有第一截断件，所述冷凝器出口设有第一传感器，该方法包括以下步骤：

获取所述第一传感器检测到的过冷度，并与设定的第一阈值及第二阈值进行比较；

当过冷度大于第一阈值时，关闭所述第一截断件，所述气液分离器停止向所述蒸发冷凝器补充介质；

当所述冷凝器出口的过冷度小于第二阈值，并小于第一阀值时，开启所述第一截断件，所述气液分离器内的介质通过所述补液管路向所述蒸发冷凝器。

在其中一个实施例中，所述空调系统还包括节流元件，所述蒸发冷凝器、气液分离器、冷凝器及节流元件形成第一回路，所述控制方法还包括:

当所述第一回路运行时：

获取所述第一传感器检测到的过冷度，并与设定的第三阈值及第四阈值进行比较；

当过冷度大于第三阈值，并大于第一阈值、第二阈值及第四阈值时，调大所述节流元件开度，介质存入所述气液分离器内；

当过冷度小于或者等于第四阈值，并小于第三阈值及第一阈值，且大于第二阈值时，调小所述节流元件的开度至第三阈值对应的所述节流元件的开度。

与现有技术相比，本发明提供的一种空调系统及控制方法，设置了一条补液管路，所述补液管路与所述气液分离器及所述蒸发冷凝器连接，以实现所述气液分离器既能满足气液分离的功能，又能满足存储及补充介质的功能，减少储液器的安装，节省安装空间，并且降低成本。

附图说明

图1为本发明提供的一种空调系统结构示意图。

图中各符号表示含义如下：

100、空调系统；100a、蒸发冷凝器；101a、第一接口；102a、第二接口；103a、第三接口；104a、第四接口；100b、气液分离器；101b、连接口；102b、加热元件；100c、补液管路；101c、第一截断件；100d、节流元件；100e、第二截断件；100f、第三截断件；100g、压缩机；100h、冷凝器；100i、热管蒸发器；10、第一回路；20、第二回路；30、第三回路。

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做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。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种空调系统100，应用于数据机房的背板空调，用于解决局部热点问题，当然，在其他实施例中，空调系统100还可应用于其他场合。

具体地，空调系统100包括蒸发冷凝器100a及气液分离器100b，蒸发冷凝器100a设有四个接口，其中第一接口101a与第二接口102a连通，第三接口103a与第四接口104a连通，蒸发冷凝器100a的第一接口101a与气液分离器100b的入口连接。本发明中的蒸发冷凝器100a蒸发侧的出口对应本实施例中的第一接口101a，蒸发冷凝器100a蒸发侧的入口对应本实施例中的第二接口102a。当空调系统100中的介质过多时，蒸发冷凝器100a蒸发侧未蒸发的介质存入气液分离器100b中。

进一步地，空调系统100还包括补液管路100c，气液分离器100b靠近底部的一端设有连接口101b，补液管路100c的一端与气液分离器100b的底部的连接口101b连接，另一端与蒸发冷凝器100a的第二接口102a连接，当空调系统100中的介质过少时，通过补液管路100c补充介质。

气液分离器100b的设计容积为空调系统100运行过程中的最大介质充注量减去最小介质充注量，再加上预设的气液分离的空间，值得解释的是，可根据不同的设计，预设不同的气液分离的空间。

空调系统100还包括压缩机100g及冷凝器100h，压缩机100g的入口与气液分离器100b的出口连接，压缩机100g的出口与冷凝器100h的一端连接。

优选地，补液管路100c中设有第一截断件101c，第一截断件101c的一端与气液分离器100b靠近底部的连接口101b连接，另一端与蒸发冷凝器100a的第二接口102a连接。当空调系统100中的介质过少时，第一截断件101c打开，气液分离器100b通过补液管路100c向蒸发冷凝器100a补充介质，从而，对空调系统100补充介质，当空调系统100中的介质过少多时，第一截断件101c关闭。在本实施例中，第一截断件101c采用电磁阀，当然，在其他实施例中，还可以采用其他具有相同功能的阀件。

进一步地，气液分离器100b外靠近连接口101b的一端设有加热元件102b，当空调系统100中的介质过少时，加热元件102b打开，对气液分离器100b中的介质加热，以增加介质的压力，从而，使得介质能够更加顺利地流入补液管路100c进行补充介质。在本实施例中，加热元件102b采用电加热丝，当然，在其他实施例中，还可以采用其他具有相同功能的加热元件。

空调系统100还包括节流元件100d，节流元件100d设于蒸发冷凝器100a与冷凝器100h之间，即，节流元件100d的一端与蒸发冷凝器100a的第二接口102a连接，另一端与冷凝器100h连接。当室外环境温度小于温度值T时，节流元件100d关闭，当室外环境温度大于温度值T时，节流元件100d开启。

优选地，在本实施例中，节流元件100d采用电子膨胀阀，当然，在其他实施例中，还可以采用其他具有相同功能的阀件。在本实施例中，温度值T为10℃，当然，在其他实施例中，根据需要，温度值T还可为其他值。

进一步地，空调系统100还包括第二截断件100e，第二截断件100e的两端分别与节流元件100d连接，即，第二截断件100e与节流元件100d并联设置。当室外环境温度小于温度值T时，所述第二截断件100e开启，当室外环境温度大于温度值T时，第二截断件100e关闭。在本实施例中，第二截断件100e采用电磁阀，当然，在其他实施例中，还可采用其他具有相同功能的阀件。

请继续参见图1，空调系统100还包括第三截断件100f，第三截断件100f入口端分别与蒸发冷凝器100a的第一接口101a及气液分离器100b的入口连接，出口端分别与压缩机100g的出口及冷凝器100h连接。在本实施例中，第三截断件100f采用单向阀，当然，在其他实施例中，还可采用其他电磁阀等具有截断功能的阀件。

优选地，空调系统100还包括第一传感器(图未示)，第一传感器包括温度传感器(图未示)及压力传感器(图未示)，第一传感器设置于冷凝器100h的出口，通过温度传感器检测到的温度信号，以及通过压力传感器检测到的压力信号，计算出过冷度。将检测到的过冷度与设定的过冷度比较，当检测到的过冷度过大时，表示空调系统100中的介质过多，当检测到的过冷度过小时，表示空调系统100中的介质过少。

进一步地，空调系统100还包括热管蒸发器100i，热管蒸发器100i的两端分别与蒸发冷凝器100a的第三接口103a及第四接口104a连接。

蒸发冷凝器100a的第一接口101a及第二接口102a、气液分离器100b、压缩机100g、冷凝器100h及节流元件100d形成第一回路10，热管蒸发器100i与蒸发冷凝器100a的第三接口103a及第四接口104a形成第二回路20，蒸发冷凝器100a的第一接口101a及第二接口102a、气液分离器100b、第三截断件100f、冷凝器100h及第二截断件100e形成第三回路30。第二回路20中的介质与第一回路10、第三回路30中的介质可采用相同的介质，可以采用不同的介质。

在工作过程中，当室外环境温度小于温度值T时，第二截断件100e及第三截断件100f打开，在本实施例中，截断件100f单向导通，压缩机100g及节流元件100d关闭，第二回路20及第三回路30运行。介质在蒸发冷凝器100a中吸热蒸发，与第二回路10中的介质进行热交换，一部分介质流经打开的第三截断件100f，经冷凝器100h放热，再流经打开的第二截断件100e，多余的介质存储到气液分离器中100b。

当室外环境温度大于温度值T时，第二回路20及第一回路10运行。第二截断件100e及第三截断件100f关闭，压缩机100g及节流元件100d开启，在本实施例中，截断件100f的出口端连接压缩机100g的出口，由于压缩机100g的排气口为高压，此时，截断件100f沿蒸发冷凝器100a到冷凝器100h的方向不导通。介质在蒸发冷凝器100a中吸热蒸发，与第二回路20中的介质进行热交换，进入气液分离器100b进行气液分离，液态介质存入气液分离器100b，气态介质进入压缩机100g压缩，高温高压的气态介质进入冷凝器100h放热冷凝，在经过节流元件100d节流降压，最后回到蒸发冷凝器100a中。当第一回路10中的介质不够时，打开加热元件100d及第一截断件101c，介质加热后，压力增大，介质能够顺利地流入蒸发冷凝器100a的第一接口101a补充介质。

本发明还提供一种控制方法，所述控制方法利用一种空调系统100，包括第二截断件100e、第三截断件100f、节流元件100d、气液分离器100b、蒸发冷凝器100a、冷凝器100h、第一传感器及补液管路100c，气液分离器100b内设有加热元件102b，第一传感器用于检测冷凝器100h出口的过冷度，补液管路100c中设有第一截断件101c，所述控制方法包括：

获取所述第一传感器检测到的过冷度，并与设定的第一阈值及第二阈值进行比较；

当检测到冷凝器100h出口的过冷度大于第一阈值，且大于第二阈值时，第一截断件101c及加热元件102b关闭，气液分离器100b不再向蒸发冷凝器100a补充介质；

当冷凝器100h出口的过冷度小于第二阈值，并小于第一阈值时，第一截断件101c及加热元件102b开启，被加热后的介质经补液管路100c，向蒸发冷凝器100a补充介质，直到冷凝器100h出口的过冷度达到第一阈值，关闭第一截断件101c和加热元件102b。在本实施例中，第一阈值大于第二阈值。

所述控制方法还包括：

当室外环境温度大于温度值T时,第一回路10运行；

获取第一传感器检测到的过冷度，并与设定的第三阈值及第四阈值进行比较；

当检测到冷凝器100h出口的过冷度大于第三阈值，并大于第一阈值、第二阈值及第四阈值时，节流元件100d开度调大，介质存入气液分离器100b内；

当检测到冷凝器100h出口的过冷度小于或者等于第四阈值，并小于第三阈值及第一阈值，且大于第二阈值时，节流元件100d的开度调小至第三阈值对应的节流元件100d的开度，即调小至节流元件100d调大之前的开度，节流元件100d不再随着过冷度调节。

在运行过程中，空调系统100的控制方法为：

当室外环境温度大于温度值T时，第二截断件100e及第三截断件100f关闭，节流元件100d开启,第一回路10及第二回路20运行；

获取所述第一传感器检测到的过冷度，并与设定的第一阈值、第二阈值、第三阈值及第四阈值进行比较；

当检测到冷凝器100h出口的过冷度大于第三阈值，并大于第一阈值、第二阈值及第四阈值，节流元件100d开度调大，蒸发冷凝器100a中未蒸发的介质存入气液分离器100b中，随着管路中的介质的量减少，冷凝器100h出口的过冷度会慢慢变小；

当检测到冷凝器100h出口的过冷度小于或等于第四阈值，并小于第三阈值及第一阈值，且大于第二阈值时，节流元件100d的开度调小至第三阈值对应的节流元件100d的开度，即，调小到节流元件100d调大之前的开度，节流元件100d不再随着过冷度调节；

当检测到冷凝器100h出口的过冷度小于第二阈值，并小于第三阈值、第一阈值及第四阈值时，节流元件100d不随过冷度调节，第一截断件101c及加热元件102b打开，加热后的介质经补液管路100c往蒸发冷凝器100a补充介质；

当检测到冷凝器100h出口的过冷度大于第一阈值时，大于第二阈值及第四阈值，且小于第三阈值时，节流元件100d不随过冷度调节，气液分离器100b不再向蒸发冷凝器100a补充介质；

当室外环境温度小于温度值T时，节流元件100d关闭，第二截断件100e及第三截断件100f开启，第三回路30及第二回路20运行，第一截断件101c及加热元件102b的控制方法如上述，在此不再赘述。

在本实施例中，将第三阈值设置为8℃，第一阈值设置为6℃，第四阈值设置为5℃，第二阈值设置为2℃，当然，在其他实施例中，根据实际需要，可将第一阈值、第二阈值、第三阈值及第四阈值设置为其他值。

有关，第二截断件100e、第三截断件100f、节流元件100d、气液分离器100b、蒸发冷凝器100a、冷凝器100h、第一传感器、补液管路100c、加热元件102b及第一截断件101c的布置方式请阅读上述相关内容，在此就不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种空调系统，包括蒸发冷凝器及气液分离器，所述蒸发冷凝器的出口与所述气液分离器连接，其特征在于:

所述空调系统还包括补液管路，所述补液管路设于所述蒸发冷凝器的入口与所述气液分离器之间，所述气液分离器通过所述补液管路向所述蒸发冷凝器补充介质。

2.根据权利要求1所述空调系统，其特征在于：所述补液管路上设有第一截断件，所述第一截断件的一端与所述气液分离器连接，另一端与所述蒸发冷凝器连接。

3.根据权利要求1所述空调系统，其特征在于：所述气液分离器的一端设有加热元件，所述加热元件用于加热介质。

4.根据权利要求1所述空调系统，其特征在于：所述空调系统还包括冷凝器及压缩机，所述压缩机的入口与所述气液分离器连接，出口与所述冷凝器连接。

5.根据权利要求4所述空调系统，其特征在于：所述空调系统还包括节流元件，所述节流元件设于所述蒸发冷凝器与所述冷凝器之间。

6.根据权利要求5所述空调系统，其特征在于：所述空调系统还包括第二截断件，所述第二截断件的两端分别与所述节流元件连接。

7.根据权利要求4所述空调系统，其特征在于：所述空调系统还包括第三截断件，所述第三截断件一端分别与所述蒸发器冷凝器及所述气液分离器连接，另一端与所述冷凝器连接。

8.根据权利要求4所述空调系统，其特征在于：所述空调系统还包括第一传感器，所述第一传感器布置在所述冷凝器的出口，所述第一传感器检测所述冷凝器出口处的过冷度。

9.一种控制方法，其特征在于：所述控制方法用于一种空调系统，所述空调系统包括气液分离器、冷凝器、蒸发冷凝器及补液管路，所述补液管路设有第一截断件，所述冷凝器出口设有第一传感器，该方法包括以下步骤：

获取所述第一传感器检测到的过冷度，并与设定的第一阈值及第二阈值进行比较；

当过冷度大于第一阈值时，关闭所述第一截断件，所述气液分离器停止向所述蒸发冷凝器补充介质；

当所述冷凝器出口的过冷度小于第二阈值，并小于第一阀值时，开启所述第一截断件，所述气液分离器内的介质通过所述补液管路向所述蒸发冷凝器。

10.根据权利要求9所述控制方法，其特征在于：所述空调系统还包括节流元件，所述蒸发冷凝器、气液分离器、冷凝器及节流元件形成第一回路，所述控制方法还包括:

当所述第一回路运行时；

获取所述第一传感器检测到的过冷度，并与设定的第三阈值及第四阈值进行比较；

当过冷度大于第三阈值，并大于第一阈值、第二阈值及第四阈值时，调大所述节流元件开度，介质存入所述气液分离器内；

当过冷度小于或者等于第四阈值，并小于第三阈值及第一阈值，且大于第二阈值时，调小所述节流元件的开度至第三阈值对应的所述节流元件的开度。