CN111520870B

CN111520870B - 空调系统

Info

Publication number: CN111520870B
Application number: CN202010224546.0A
Authority: CN
Inventors: 董现; 王战术; 曹培春; 李丛来
Original assignee: Qingdao Hisense Hitachi Air Conditioning System Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Hitachi Air Conditioning System Co Ltd
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2040-03-26
Also published as: CN111520870A

Abstract

本发明公开一种空调系统，包括：室外机，其包括室外换热器、压缩机以及室外机节流元件；室内机，其具有一个或多个，每个室内机包括室内换热器和室内机节流元件，室内机分别通过气管和液管与室外机连接，气管中设置有第一截止阀，液管中设置有第二截止阀；还包括：控制器，其被配置为根据室内机节流元件的开度、室内环境温度和室内机侧气管的温度，或者，根据室外机节流元件的开度、室内环境温度和室内机侧液管的温度判断冷媒泄漏状态。本发明的空调系统通过检测蒸发侧节流元件的开度，结合室内环境温度和冷媒温度，可以在线判断空调系统是否发生冷媒泄漏现象，空调系统能够及时中断运行，避免损坏压缩机以及浪费能耗的情况发生。

Description

空调系统

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种空调系统。

背景技术

冷媒是空调室外机搬运房间冷热的媒介，冷媒量的准确性会影响到空调室外机搬运房间冷热量的大小。

如果空调系统发生冷媒异常泄漏，系统总的冷媒循环量减少，冷媒泄漏导致冷媒返回压缩机的润滑油减少，压缩机润滑不足，压缩机烧毁的风险增大。

当空调系统发生冷媒泄漏时，由于用户房间内冷热需求保持不变，所以目前空调系统通过提高压缩机转速，增大单位时间内的冷媒循环量，从而获取正常冷媒量搬运房间热量的能力。该种控制方式将导致空调机组的能效比降低、电能资源浪费等系列问题。而且容易因压缩机润滑不足，导致压缩机烧毁的问题。

发明内容

为解决现有无法获知冷媒泄漏状态，导致通过增加压缩机转速的方式维持制冷或者制热能力，存在空调机组能效比低，甚至烧毁压缩机的技术问题，提出了一种空调系统，可以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种空调系统，包括：

室外机，其包括室外换热器、压缩机以及室外机节流元件；

室内机，其具有一个或多个，每个所述室内机包括室内换热器和室内机节流元件，所述室内机分别通过气管和液管与所述室外机连接，所述气管中设置有第一截止阀，所述液管中设置有第二截止阀；

还包括：

控制器，其被配置为根据所述室内机节流元件的开度、室内环境温度和室内机侧气管的温度，或者，根据所述室外机节流元件的开度、室内环境温度和室内机侧液管的温度判断冷媒泄漏状态。

进一步的，冷媒泄漏状态的判断方法为：

制冷运行时，如果EVI≥a，且Ti- Tg≤c，所述空调系统重启所述压缩机，如果设定时间内所述压缩机的重启次数满足设定次数，则判断为空调系统存在冷媒泄漏；

制热运行时，如果EVO≥b，Tl-Ti≤d，所述空调系统重启所述压缩机，如果设定时间内所述压缩机的重启次数满足设定次数，则判断为空调系统存在冷媒泄漏；

其中，EVI为室内机节流元件的开度，Ti为室内环境温度，Tg为室内机侧气管的温度，EVO为室外机节流元件的开度，Tl为室内机侧液管的温度，a、c、b、d为设定常量。

进一步的，所述控制器判断出冷媒泄漏后，还包括判断泄漏量，所述泄漏量包括严重泄漏和轻微泄漏，当判断为严重泄漏时，所述控制器执行停机控制。

进一步的，判断泄漏量的方法为：检测压缩机的吸气压力Ps，当Ps＜e时，判断为严重泄漏；

当e≤Ps＜f时，判断为轻微泄漏，其中，e、f为设定常量。

进一步的，当判断为轻微泄漏时，还包括判断冷媒泄漏位置。

进一步的，判断冷媒泄漏位置的方法包括：

第一闭气步骤：压缩机运行第一设定时间后，关闭室外机节流元件、室内机节流元件，压缩机继续运行第二设定时间然后停机，关闭第一截止阀和第二截止阀；

室外机泄漏测试步骤：压缩机停机时长满足第三设定时间后，检测室外机分流器支路的温度Te和室外环境温度Ta，如果Te＜Ta-m，则判断为室外机侧存在冷媒泄漏，其中m为设定常量。

进一步的，第一闭气步骤之后还包括室内机泄漏测试步骤：压缩机停机时长满足第三设定时间后，检测各室内机侧气管的温度和室内环境温度Ti，如果Tg_n＜Ti-p，则判断为第n台室内机侧存在冷媒泄漏，其中p为设定常量。

进一步的，判断冷媒泄漏位置的方法还包括：室外机泄漏测试步骤和室内机泄漏测试步骤之后，如果室外机侧液管和室内机侧液管均判断为不泄漏，还包括连接管测试步骤，包括：

第二闭气步骤：开启压缩机运行第一设定时间，将室外机节流元件和室内机节流元件完全开启，开启第二截止阀，压缩机继续运行第二设定时间然后停机，关闭第一截止阀，并检测压缩机排气压力Pd₀；

压缩机停机时长满足第三设定时间后，检测压缩机排气压力Pd；

如果Pd₀≤Pd+q1，则判断为气管连接管存在泄漏；否则，判断为液管连接管存在泄漏。

进一步的，第一闭气步骤和第二闭气步骤中，压缩机以固定频率f运行第一设定时间。

进一步的，所述控制器判断冷媒泄漏状态之前，需满足压缩机运行时间满足t，且压缩机的转速不低于r，其中，t、r为设定常量。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：本发明的空调系统，利用了当出现冷媒泄漏时，系统为了维持当前制冷或者制热能力，需要增加蒸发侧的节流元件的开度这一特点，通过检测蒸发侧节流元件的开度，结合室内环境温度和冷媒温度，可以在线判断空调系统是否发生冷媒泄漏现象，空调系统能够及时中断运行，避免损坏压缩机以及浪费能耗的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的空调系统的一种实施例原理图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例一

空调系统尤其对于具有多个室内机的多联机系统，由于多联机系统每次工作加载的室内机的数量和对象不一定相同，导致工况随时变化，复杂多变的工况环境导致少量的冷媒泄漏不容易发现。空调系统年久失修管路密封不严，管路微孔腐蚀等容易出现冷媒泄漏现象，在确定冷媒泄漏后，由于多联机系统室内机和室外机管路连接复杂，多联机拖带室内机数量一般大于2台，个别机组多联机甚至可以拖带数十台，如果某台室内机存在微泄漏，逐台排查将极大的增加维修难度。

基于此，本实施例提出了一种空调系统，如图1所示，包括室外机11、一个或多个室内机12以及用于控制各电器件工作的控制器（图中未示出），室外机11包括室外换热器111、压缩机112以及室外机节流元件113。

当室内机12具有多个时，空调系统为多联机系统。本实施例中以多联机系统进行说明。当然，本空调系统同样适用于具有一个室内机12的空调系统。

每个室内机12包括室内换热器（图中未示出）和室内机节流元件121，室内机12分别通过气管和液管与室外机11连接，气管中设置有第一截止阀13，液管中设置有第二截止阀14。其中，气管包括室内机侧气管151、室外机侧气管152以及用于连接室内机侧气管151和室外机侧气管152的气管连接管153。液管包括室内机侧液管161、室外机侧液管162以及用于连接室内机侧液管161和室外机侧液管162的气管连接管163。

当出现冷媒泄漏时，由于冷媒不足，能量搬运能力下降，系统为了维持制冷或者制热能力最直接的体现就是增加蒸发侧的节流元件的开度，以使得更多的冷媒进入蒸发。根据这一特性，本实施例中的控制器被配置为根据室内机节流元件121的开度、室内环境温度和室内机侧气管151的温度，或者，根据室外机节流元件113的开度、室内环境温度和室内机侧液管161的温度判断冷媒泄漏状态。结合室内环境温度和冷媒温度，可以在线判断空调系统是否发生冷媒泄漏现象，如果发生冷媒泄漏现象，空调系统能够及时中断运行，防止发生损坏压缩机以及浪费能耗的情况发生。

由于空调系统可运行在制冷和制热两种运行状态，不同的运行状态，蒸发侧的位置不同。也即，当制冷时，蒸发器为室内机，反之，当制热时，蒸发侧为室外机。因此，判断时应根据当前的运行状态，进行精准判断。

本实施例中控制器对于冷媒泄漏状态的判断方法为：

制冷运行时，如果EVI≥a，且Ti- Tg≤c，空调系统重启压缩机，如果设定时间内压缩机的重启次数满足设定次数，则判断为空调系统存在冷媒泄漏；其中，EVI为室内机节流元件121的开度，Ti为室内环境温度，Tg为室内机侧气管的温度，a、c为设定常量。

室内机节流元件121的开度控制器可以直接获得。室内环境温度可通过检测室内机风扇进风口处的空气温度获得，当然也可以检测室内其他位置的空气获得。室内机侧气管的温度可通过在该气管位置处设置温度传感器测得，或者通过检测气体压力等方式间接计算获得。

重启压缩机是为了排除引压缩机偶发性的工作异常导致的冷媒循环异常的因素。如果是压缩机偶发性的异常，一般在重启后异常消除。否则，如果是因为冷媒泄漏所导致，即便是重启压缩机无法消除异常。因此，本方案中通过设定压缩机重启的次数，用于排除压缩机自身因素所导致的异常，以提高检测精准性。

同理的，当制热运行时，如果EVO≥b，Tl-Ti≤d，空调系统重启所述压缩机，如果设定时间内所述压缩机的重启次数满足设定次数，则判断为空调系统存在冷媒泄漏。其中，EVO为室外机节流元件的开度，Tl为室内机侧液管的温度，b、d为设定常量。

当然，本实施例中所判断用的压缩机重启的次数因是系统检测到异常自动控制的重启，不包含人为控制或者其他因素导致其重启。

还可以是当系统检测到异常时，直接对该异常事件进行计数，并控制压缩机重启，当计数次数达到设定次数时，判断为冷媒泄漏。

为了能够向用户告知当前运行状态以及异常状态，控制器在控制压缩机重启同时发出报警提示。

在冷媒泄漏状态之前，还需要满足以下条件：

(一) 多联机机组启动并运行满足时间t，如果压缩机运行时间满足设定时间后，认为多联机系统已经稳定运行，否则，在未稳定运行的情况下无法准确可靠的判断冷媒泄漏。

(二) 判定压缩机的转速是不低于r，如果多联机机组的压缩机转速低于r，多联机机组小负荷运行的机组参数波动较大，冷媒泄漏判定的干扰因素较多，参考意义较弱。

系统仅判断出冷媒泄漏还不够，为了能够向用户提供更多的关于冷媒泄漏的信息，便于排查检修，减少工作量。本实施例的控制器还可以被配置为在判断出冷媒泄漏后，还包括判断泄漏量，泄漏量包括严重泄漏和轻微泄漏，当判断为严重泄漏时，控制器执行停机控制。否则将会造成更严重的泄漏，以及损坏压缩机。

本实施例中所指的严重泄漏和轻微泄漏是系统或者用户定义的一个参考值，超过参考值，判断为严重泄漏，否则，判断为轻微泄漏。其中，该参考值应当做广义的理解，其可以是直接衡量的冷媒泄漏量，也可以是采用其他物理参数判断，间接衡量冷媒的泄漏量。

压缩机的吸气压力Ps可以反映被压缩机吸入冷媒的量，当出现泄漏后，直接影响被压缩机吸入的量，而且泄漏量可直接反应在压缩机的冷媒吸入量上，因此，本实施例中优选采用判断压缩机的吸气压力的方式判断冷媒的泄漏量，也即：

检测压缩机的吸气压力Ps，当Ps＜e时，说明机组系统内冷媒存量很少，判断为严重泄漏，空调系统应当立即停机。

当e≤Ps＜f时，判断为轻微泄漏，其中，e、f为设定常量。

为了能够进一步节约人工排查时间和工作量，本实施例的控制器还配置为当判断为轻微泄漏时，还包括判断冷媒泄漏位置，减少技术维修人员寻找泄漏位置时间。

本方案中根据传感器数据变化规律迅速锁定冷媒泄漏位置，具体的，判断冷媒泄漏位置的方法包括：

第一闭气步骤：压缩机112运行第一设定时间后，第一截止阀13和第二截止阀14自动维持在10%开度，压缩机112继续运行第二设定时间，关闭室外机节流元件113 、室内机节流元件121，第一截止阀13和第二截止阀14。如此，可将冷媒分别存储在室外机、室内机和室内外机连接管路内。

当压缩机闭气停机一段时间后，室外机高温高压冷媒与室外环境换热后，冷媒变为低温高压液态冷媒，如果没有冷媒泄漏的话，室外机冷媒温度应当与室外环境温度相当。同时，室内机侧低温低压液态冷媒与室内环境换热后，液态冷媒变为低温气态冷媒，如果没有冷媒泄漏的话，室内机冷媒温度应当与室内侧房间温度相当。

为了在压缩机闭气停机后加快室外机冷媒与室外环境换热速度，缩短停机等待时间，还可以开启室外风机提高换热效率。例如，可开启室外机风机，并调整为最高转速。

此时检测室外机分流器支路的温度Te和室外环境温度Ta，如果Te＜Ta-m，说明室外机侧液管存在液体冷媒泄漏，泄漏的液态冷媒蒸发导致室外机Te温度降低。

第一闭气步骤之后还包括室内机泄漏测试步骤：压缩机停机时长满足第三设定时间后，检测各室内机侧气管的温度和室内环境温度Ti，Tg_n为第n台室内机侧气管的温度，如果Tg_n＜Ti-p，则判断为第n台室内机侧液管存在冷媒泄漏，其中p为设定常量。如果没有冷媒泄漏的话，室内机冷媒温度应当与室内环境温度相当。如果第n台室内机侧冷媒温度降低，说明第n台室内机侧存在液体冷媒泄漏，泄漏的液态冷媒蒸发导致该室内机的冷媒温度降低。

如果室内侧和室外侧正常，可能室内机和室外机的连接管路存在泄漏。需要进一步测试。

本实施例中，判断冷媒泄漏位置的方法还包括：室外机泄漏测试步骤和室内机泄漏测试步骤之后，如果室外机侧液管和室内机侧气管均判断为不泄漏，还包括连接管测试步骤，包括：

第二闭气步骤：开启压缩机112运行第一设定时间，将室外机节流元件113和室内机节流元件121完全开启，开启第二截止阀14，第一截止阀13非完全开启，以保证系统安全稳定运行，压缩机112继续运行第二设定时间然后停机，关闭第一截止阀14，并检测压缩机112排气压力Pd₀；此时，室内机12、室外机11和室内外机液管连接管处于高压状态。

如果Pd₀-q1≤Pd，说明在保压一段时间后，压缩机排气压力Pd仍然较大，因此，室内外机液管连接管不存在泄漏，则排除室内外机液管连接管泄漏，由于其他可能泄漏的地方均已排除，因此从侧面说明气管连接管存在泄漏。

如果Pd₀-q1＞Pd，说明在保压一段时间后，压缩机排气压力Pd降低，因此，可判断为室内外机液管连接管存在泄漏。

本方案根据传感器数据变化规律确定冷媒泄漏位置，快速且准确，极大减少了技术维修人员寻找泄漏位置时间。

第一闭气步骤和第二闭气步骤中，压缩机以固定频率f运行第一设定时间。频率f应当小于其中一设定频率，如小于80Hz，由于一些阀被关闭，其目的是保证冷媒快速的储存到室内外机管路内，同时不损坏压缩机。

在上述实施方式的描述中，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。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种空调系统，包括：

室外机，其包括室外换热器、压缩机以及室外机节流元件；

其特征在于，还包括：

控制器，其被配置为根据所述室内机节流元件的开度、室内环境温度和室内机侧气管的温度，或者，根据所述室外机节流元件的开度、室内环境温度和室内机侧液管的温度判断冷媒泄漏状态；

当判断为轻微泄漏时，还包括判断冷媒泄漏位置；

判断冷媒泄漏位置的方法包括：

室外机泄漏测试步骤：压缩机停机时长满足第三设定时间后，检测室外机分流器支路的温度Te和室外环境温度Ta，如果Te＜Ta-m，则判断为室外机侧存在冷媒泄漏，其中m为设定常量；

第一闭气步骤之后还包括室内机泄漏测试步骤：压缩机停机时长满足第三设定时间后，检测各室内机侧气管的温度和室内环境温度Ti，如果Tg_n＜Ti-p，则判断为第n台室内机侧存在冷媒泄漏，其中p为设定常量。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，冷媒泄漏状态的判断方法为：

3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述控制器判断出冷媒泄漏后，还包括判断泄漏量，所述泄漏量包括严重泄漏和轻微泄漏，当判断为严重泄漏时，所述控制器执行停机控制。

4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，判断泄漏量的方法为：检测压缩机的吸气压力Ps，当Ps＜e时，判断为严重泄漏；

当e≤Ps＜f时，判断为轻微泄漏，其中，e、f为设定常量。

5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，判断冷媒泄漏位置的方法还包括：室外机泄漏测试步骤和室内机泄漏测试步骤之后，如果室外机侧液管和室内机侧液管均判断为不泄漏，还包括连接管测试步骤，包括：

6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，

第一闭气步骤和第二闭气步骤中，压缩机以固定频率f运行第一设定时间。

7.根据权利要求1-6任一项所述的空调系统，其特征在于，所述控制器判断冷媒泄漏状态之前，需满足压缩机运行时间满足t，且压缩机的转速不低于r，其中，t、r为设定常量。