CN110595095B - 一种空调系统和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空调系统和控制方法，所述空调系统包括：压缩机(1)、蒸发器(2)、冷凝器(3)和节流装置(4)，且所述空调系统还包括第一四通阀(5)，所述第一四通阀(5)的其中两个连接端中的一个与所述压缩机(1)的吸气口连通、另一个与所述压缩机(1)的排气口连通，所述第一四通阀(5)能够在所述空调系统停机后被控制将所述两个连接端连通、进而使得所述压缩机(1)的所述吸气口和所述排气口连通。通过本发明控制空调系统停机后该两个端连通、使得压缩机的吸气口和排气口被有效连通，关闭了压缩机和外界管路的联系，防止制冷剂继续迁移进入压缩机中、避免空调系统开机时绝缘阻值过低的情况出现，减少系统故障率。

Description

一种空调系统和控制方法
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空调系统和控制方法。
背景技术
普通的分体式空调，压缩机是立式的，压缩机内带电体插线端子和电机都位于压缩机顶部，只要整机接地良好，就能保证系统绝缘阻值满足要求。
然而对于比如大巴空调，轿车空调等以及必须使用卧式压缩机的空调系统，因空调系统制冷剂迁移至压缩机内，淹没压缩机内带电且裸露的绕组插线端子、绕组焊点等部位。系统开机上电时，这些裸露在压缩机内的带电体通过液态冷媒与压缩机壳体内壁短路，表现为整机开机时绝缘阻值过低，远远达不到国标要求，系统报绝缘故障，甚至无法开机。
目前方案有采用绝缘法兰或绝缘板将压缩机与空调管网和安装板之间绝缘，但是对于车用过程伴随剧烈的震动，绝缘法兰这安装在压缩机吸排气管上，存在泄漏隐患(一方面绝缘法兰导致其连接段管路容易破裂，另一方面时间久了绝缘法兰自身疲劳泄露)。还有通过给蒸发器后加装储液罐，来减少压缩机内液态冷媒迁移量，来降低压缩机绝缘阻值，比如专利CN205279524U，但是设置储液罐的结构只能降低压缩机内制冷剂迁移量而不能避免制冷剂迁移，同时设置增加储液罐会增加较大成本。
由于现有技术中的卧式压缩机空调存在停机后制冷剂迁移至压缩机内，淹没压缩机内带电且裸露的绕组插线端子、绕组焊点等部位而导致带电体通过液态冷媒与压缩机壳体内壁短路，整机开机时绝缘阻值过低，达不到国标要求，系统报绝缘故障，甚至无法开机等技术问题，因此本发明研究设计出一种空调系统和控制方法。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的尤其是卧式压缩机空调存在停机后制冷剂迁移至压缩机内，淹没压缩机内带电且裸露的绕组插线端子、绕组焊点等部位而导致整机开机时绝缘阻值过低的缺陷，从而提供一种空调系统和控制方法。
本发明提供一种空调系统，其包括：
压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置，且所述空调系统还包括第一四通阀，所述第一四通阀的其中两个连接端中的一个与所述压缩机的吸气口连通、另一个与所述压缩机的排气口连通，所述第一四通阀能够在所述空调系统停机后被控制将所述两个连接端连通、进而使得所述压缩机的所述吸气口和所述排气口连通。
优选地，
所述第一四通阀的所述两个连接端为第一端和第四端，其中所述第一端与所述压缩机的吸气口连通、所述第四端与所述压缩机的排气口连通。
优选地，
所述第一四通阀还包括第二端和第三端；
还包括第二四通阀，所述第二四通阀包括四个连接端：第五端、第六端、第七端和第八端，所述第五端与所述第一四通阀的所述第三端连通，所述第六端与所述冷凝器连通，所述第七端与所述第一四通阀的所述第二端连通，所述第八端与所述蒸发器连通；
所述空调系统开机时，所述第一四通阀能被控制使得所述第四端和第三端连通、所述第一端和所述第二端连通，以将压缩机排气通过所述第一四通阀和所述第二四通阀导出至所述冷凝器，同时将所述蒸发器出气通过所述第二四通阀和所述第一四通阀导至所述压缩机的吸气口；
所述空调系统停机时，所述第一四通阀能被控制使得所述第四端和第一端连通、所述第二端和第三端连通，以将压缩机的排气和吸气连通而关闭吸气和排气。
优选地，
还包括气液分离器，所述气液分离器设置在所述第一四通阀的所述第二端和所述第二四通阀的所述第七端之间。
优选地，
所述节流装置连接在所述冷凝器和所述蒸发器之间的管路上。
优选地，
所述节流装置为电子膨胀阀。
优选地，
所述压缩机为卧式压缩机。
本发明还提供一种空调系统的控制方法，其使用前任一项所述的空调系统，控制所述第一四通阀在空调系统关闭时控制制冷剂不会迁入所述压缩机中。
优选地，
当所述第一四通阀包括第一端、第四端、第二端和第三端时：
在空调系统关闭时，控制所述第一四通阀使得所述第四端和第一端连通、同时所述第二端和第三端连通；
在空调系统打开时，控制所述第一四通阀使得所述第四端和第三端连通、同时所述第一端和所述第二端连通。
本发明提供的一种空调系统和控制方法具有如下有益效果：
本发明通过在压缩机的吸气口和排气口的位置设置第一四通阀的结构形式，使第一四通阀的其中两个端分别连通至压缩机的吸、排气口，并且控制空调系统停机后该两个端连通、从而使得压缩机的吸气口和排气口被有效连通，从而关闭了压缩机和外界管路的联系，控制吸排气的关闭，有效地防止停机后冷凝器、蒸发器、气液分离器等结构中的制冷剂继续迁移进入压缩机中，而造成压缩机内部带电体等部件被侵蚀的情况发生，防止空调系统开机时绝缘阻值过低的情况出现，减少系统报绝缘故障的故障率，保证系统安全可靠的开机运行。本发明结构简单，易于实现。极大的提高压缩机系统的绝缘阻值，成本低且可靠。能够极大的扩展空调产品使用范围，尤其是对空调系统绝缘阻值要求极高的领域。
附图说明
图1是本发明的具备高绝缘阻值的空调系统正常运行时的系统图；
图2是本发明的具备高绝缘阻值的空调系统停机时的系统图。
图中附图标记表示为：
1、压缩机；2、蒸发器；3、冷凝器；4、节流装置；5、第一四通阀；6、第二四通阀；7、气液分离器；A、第一端；B、第二端；C、第三端；D、第四端；E、第五端；F、第六端；G、第七端；H、第八端。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明提供一种空调系统，其包括：
压缩机1、蒸发器2、冷凝器3和节流装置4，且所述空调系统还包括第一四通阀5，所述第一四通阀5的其中两个连接端中的一个与所述压缩机1的吸气口连通、另一个与所述压缩机1的排气口连通，所述第一四通阀5能够在所述空调系统停机后被控制将所述两个连接端连通、进而使得所述压缩机1的所述吸气口和所述排气口连通。
本发明通过在压缩机的吸气口和排气口的位置设置第一四通阀的结构形式，使第一四通阀的其中两个端分别连通至压缩机的吸、排气口，并且控制空调系统停机后该两个端连通、从而使得压缩机的吸气口和排气口被有效连通，从而关闭了压缩机和外界管路的联系，控制吸排气的关闭，有效地防止停机后冷凝器、蒸发器、气液分离器等结构中的制冷剂继续迁移进入压缩机中，而造成压缩机内部带电体等部件被侵蚀的情况发生，防止空调系统开机时绝缘阻值过低的情况出现，减少系统报绝缘故障的故障率，保证系统安全可靠的开机运行。本发明结构简单，易于实现。极大的提高压缩机系统的绝缘阻值，成本低且可靠。能够极大的扩展空调产品使用范围，尤其是对空调系统绝缘阻值要求极高的领域。
经过研究测量发现，气态制冷剂电阻率都在500MΩcm以上，液态制冷剂电阻率大多在20MΩcm以下。因此，本发明通过控制空调系统冷媒循环，使系统停机后液态制冷剂无法迁移到压缩机，从根本上大幅度的提高压缩机绝缘阻值。
优选地，
所述第一四通阀5的所述两个连接端为第一端A和第四端D，其中所述第一端A与所述压缩机1的吸气口连通、所述第四端D与所述压缩机1的排气口连通。这是本发明的第一四通阀的优选结构形式，即第一端与压缩机的吸气口连通、第四端与压缩机的排气口连通，即在压缩机停机后控制该第一四通阀的第一端和第四端即能有效控制压缩机吸排气与外界关闭连通，从而有效地防止了冷媒的迁入压缩机中。
本发明通过给空调系统压缩机吸排气口增加四通阀，来控制系统停机后制冷剂迁移到压缩机，来提高压缩机绝缘阻值，从而实现提高整机绝缘阻值。本发明结构简单，易于实现。极大的提高压缩机系统的绝缘阻值，成本低且可靠。能够极大的扩展空调产品使用范围，尤其是对空调系统绝缘阻值要求极高的领域。
优选地，
所述第一四通阀5还包括第二端B和第三端C；
还包括第二四通阀6，所述第二四通阀6包括四个连接端：第五端E、第六端F、第七端G和第八端H，所述第五端E与所述第一四通阀5的所述第三端C连通，所述第六端F与所述冷凝器3连通，所述第七端G与所述第一四通阀5的所述第二端B连通，所述第八端H与所述蒸发器2连通；
所述空调系统开机时，所述第一四通阀5能被控制使得所述第四端D和第三端C连通、所述第一端A和所述第二端B连通，以将压缩机排气通过所述第一四通阀5和所述第二四通阀6导出至所述冷凝器，同时将所述蒸发器出气通过所述第二四通阀6和所述第一四通阀5导至所述压缩机的吸气口；
所述空调系统停机时，所述第一四通阀5能被控制使得所述第四端D和第一端A连通、所述第二端B和第三端C连通，以将压缩机的排气和吸气连通而关闭吸气和排气。通过设置第二四通阀能够对空调系统的制冷模式和制热模式之间进行切换控制作用，并且通过第一四通阀和第二四通阀之间的优选连通控制方式能够实现对空调开机正常运行以及停机控制压缩机封闭、防止外界冷媒进入压缩机中的控制目的，提高绝缘阻值，防止短路。
1.一种双四通阀的空调系统，一个四通阀作为空调系统制冷或制热的切换装置，另一个四通阀可控制压缩机与空调系统的分离与接合。四通阀要求低压差时无内漏。
2.当空调系统停机时，通过控制四通阀来实现压缩机与空调管路系统分离，防止系统中冷媒迁移压缩机内，提高压缩机绝缘阻值。
优选地，
还包括气液分离器7，所述气液分离器7设置在所述第一四通阀5的所述第二端B和所述第二四通阀6的所述第七端G之间。通过气液分离器能够对进入压缩机吸气管路的制冷剂进行气液分离的作用，防止进入压缩机中的冷媒有液态、避免发生液击等情况。
优选地，
所述节流装置4连接在所述冷凝器3和所述蒸发器2之间的管路上。通过节流装置的设置能够对经过冷凝器后的制冷剂进行节流降压的作用，为进入蒸发器中提供条件。
优选地，
所述节流装置4为电子膨胀阀。这是本发明的节流装置的优选结构形式，以对制冷剂管路中的制冷剂进行流量的精确控制。
优选地，
所述压缩机1为卧式压缩机。这是本发明的压缩机的优选结构形式，卧式压缩机出现冷媒浸没电机转子定子等带电部件的机率较高，出现短路、开机绝缘阻值较高的概率较高，当然也不局限于卧式压缩机，本发明也适用于立式压缩机，立式压缩机也存在制冷剂迁移现象，但是由于其装置位置与大地直接接触、接地可靠，还有大多数立式压缩机插线盒位于压缩机顶部，位置较高，制冷剂迁移影响较小。
本发明还提供一种空调系统的控制方法，其使用前任一项所述的具备高绝缘阻值的空调系统，控制所述第一四通阀以在空调系统关闭时控制制冷剂不会迁入所述压缩机中。
本发明通过在压缩机的吸气口和排气口的位置设置第一四通阀的结构形式，使第一四通阀的其中两个端分别连通至压缩机的吸、排气口，并且控制空调系统停机后该两个端连通、从而使得压缩机的吸气口和排气口被有效连通，从而关闭了压缩机和外界管路的联系，控制吸排气的关闭，有效地防止停机后冷凝器、蒸发器、气液分离器等结构中的制冷剂继续迁移进入压缩机中，而造成压缩机内部带电体等部件被侵蚀的情况发生，防止空调系统开机时绝缘阻值过低的情况出现，减少系统报绝缘故障的故障率，保证系统安全可靠的开机运行。本发明结构简单，易于实现。极大的提高压缩机系统的绝缘阻值，成本低且可靠。能够极大的扩展空调产品使用范围，尤其是对空调系统绝缘阻值要求极高的领域。
优选地，
当所述第一四通阀包括第一端A、第四端D、第二端B和第三端C时：
在空调系统关闭时，控制所述第一四通阀使得所述第四端D和第一端A连通、同时所述第二端B和第三端C连通；
在空调系统打开时，控制所述第一四通阀使得所述第四端D和第三端C连通、同时所述第一端A和所述第二端B连通。
这是本发明的空调系统的防止空调停机冷媒进入压缩机的优选控制形式，即在空调关闭时控制第一四通阀的第四端D和第一端A连通、同时所述第二端B和第三端C连通，能够有效地控制避免冷媒通过吸气管路和排气管路尤其是吸气管路进入压缩机中，防止空调系统停机后有冷媒进入压缩机中而造成绝缘阻值高的情形出现；在空调打开时控制第四端D和第三端C连通、同时所述第一端A和所述第二端B连通能够控制空调系统管路中的冷媒正常流动、维持空调系统正常运行。
本发明技术方案通过解决压缩机尤其是卧式压缩机绝缘阻值低问题，来大幅度提高压缩机乃至空调整机的绝缘阻值。
本发明利用四通阀阀体，控制压缩机回路的导通与关闭。关机时，相关阀体断电，压缩机从空调系统分割成单独一部分，系统中的制冷剂与压缩机不连通，系统中制冷剂不会迁移至压缩机中。压缩机绝缘阻值就会明显提高(20倍以上)。
技术效果：通过控制相关阀体来实现压缩机与空调系统的接入与分离，可大幅度提高系统关机后，压缩机乃至整机的绝缘阻值。可有效解决压缩机尤其是卧式压缩机空调系统，长期静置因制冷剂迁移导致绝缘阻值骤降，系统因报绝缘故障，无法开机等问题。该方案从根本上解决了绝缘阻值不满足标准的问题，结构简单，可靠且成本低，易于实现。
1.本发明具备高绝缘阻值的压缩机系统由压缩机、第一四通阀5、第二四通阀6、冷凝器、节流阀、蒸发器、气分三通阀等组成，通过控制四通阀断电换向切换，实现停机后将压缩机从系统分离出去。防止制冷剂迁移到压缩机内部，造成压缩机内聚集大量液态制冷剂，导致压缩机乃至空调系统绝缘阻值突降。
2.系统正常运行时，第一四通阀5上电，AB导通，CD导通，压塑机接入空调系统，第二四通阀6根据需要控制系统的工作模式为制热或制冷。图1所示，系统正常运行时，制冷剂从压缩机排气管排出，依次流经第一四通阀5的DC，第二四通阀6的EF，然后经过冷凝器、节流阀、蒸发器，依次流经第二四通阀6的HG，气分和第一四通阀5的BA后返回压缩机，至此完成一个循环。
3.系统停机后，第一四通阀5断电，AD、BC导通实现压缩机与空调系统分离。图2所示，系统停机后，压缩机排气管通过第一四通阀5的DA与压缩机吸气管连接，形成闭环回路。气分与第二四通阀6连接，形成将压缩机排出在外的回路。
系统停机后，第一四通阀5断电，瞬时将压缩机与空调系统分割出去。由于工作时压缩机内部的制冷剂都是气态的，停机后压缩机分割成独立一部分，不与制冷系统导通，制冷系统的制冷剂不会迁移到压缩机，压缩机内部就不可能存在液态制冷剂。压缩机内绕组，插线端子等带电裸露导体技能通过气态制冷剂与压缩机壳体、定子等构件导通。由于气态制冷剂电阻率都在500MΩcm以上，液态制冷剂电阻率大多在20MΩcm以下。因此，本发明可使压缩机绝缘阻值增加20多倍，完全能够满足不同用户需求。
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。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种空调系统，其特征在于：包括：
压缩机(1)、蒸发器(2)、冷凝器(3)和节流装置(4)，且所述空调系统还包括第一四通阀(5)，所述第一四通阀(5)的其中两个连接端中的一个与所述压缩机(1)的吸气口连通、另一个与所述压缩机(1)的排气口连通，所述第一四通阀(5)能够在所述空调系统停机后被控制将所述两个连接端连通、进而使得所述压缩机(1)的所述吸气口和所述排气口连通；
所述第一四通阀(5)的所述两个连接端为第一端(A)和第四端(D)，其中所述第一端(A)与所述压缩机(1)的吸气口连通、所述第四端(D)与所述压缩机(1)的排气口连通；
所述第一四通阀(5)还包括第二端(B)和第三端(C)；
还包括第二四通阀(6)，所述第二四通阀(6)包括四个连接端：第五端(E)、第六端(F)、第七端(G)和第八端(H)，所述第五端(E)与所述第一四通阀(5)的所述第三端(C)连通，所述第六端(F)与所述冷凝器(3)连通，所述第七端(G)与所述第一四通阀(5)的所述第二端(B)连通，所述第八端(H)与所述蒸发器(2)连通；
所述空调系统开机时，所述第一四通阀(5)能被控制使得所述第四端(D)和第三端(C)连通、所述第一端(A)和所述第二端(B)连通，以将压缩机排气通过所述第一四通阀(5)和所述第二四通阀(6)导出至所述冷凝器，同时将所述蒸发器出气通过所述第二四通阀(6)和所述第一四通阀(5)导至所述压缩机的吸气口；
所述空调系统停机时，所述第一四通阀(5)能被控制使得所述第四端(D)和第一端(A)连通、所述第二端(B)和第三端(C)连通，以将压缩机的排气和吸气连通而关闭吸气和排气。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：
还包括气液分离器(7)，所述气液分离器(7)设置在所述第一四通阀(5)的所述第二端(B)和所述第二四通阀(6)的所述第七端(G)之间。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的空调系统，其特征在于：
所述节流装置(4)连接在所述冷凝器(3)和所述蒸发器(2)之间的管路上。
4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于：
所述节流装置(4)为电子膨胀阀。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的空调系统，其特征在于：
所述压缩机(1)为卧式压缩机。
6.一种空调系统的控制方法，其特征在于：
使用权利要求1-5中任一项所述的空调系统，控制所述第一四通阀以在空调系统关闭时控制制冷剂不会迁入所述压缩机中。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：
当所述第一四通阀包括第一端(A)、第四端(D)、第二端(B)和第三端(C)时：
在空调系统关闭时，控制所述第一四通阀使得所述第四端(D)和第一端(A)连通、同时所述第二端(B)和第三端(C)连通；
在空调系统打开时，控制所述第一四通阀使得所述第四端(D)和第三端(C)连通、同时所述第一端(A)和所述第二端(B)连通。
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