CN112325494A - 一种制冷剂循环系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷剂循环系统及其控制方法，涉及制冷系统技术领域。用于解决现有通过回热器的制冷剂流量和传热量无法进行调节，从而导致的制冷剂循环系统能效较低、运行可靠性降低的问题。本发明提供了一种制冷剂循环系统包括依次连接成回路的压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器，还包括回热器，所述回热器内包括相互换热的第一管路和第二管路，所述回热器内的第一管路串联在所述冷凝器与所述节流装置之间，所述回热器内的第二管路串联在所述蒸发器与所述压缩机之间，所述第一管路或所述第二管路的两端并联有流量调节阀。本发明用于制冷或制热。

Description

一种制冷剂循环系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷系统技术领域，尤其涉及一种制冷剂循环系统及其控制方法。

背景技术

制冷系统通常包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置四个基本部件通过管道连接组成的制冷剂循环系统，制冷剂在制冷循环系统中不断循环流动，从而发生状态变化并与外界进行热量交换。

现有技术中通过采用增设回热器的方法来提高制冷剂循环系统的能效。现有的回热器通常串联在制冷循环系统的主回路中，回热器内的第一管路设在冷凝器和节流装置之间，回热器内的第二管路设在蒸发器和压缩机之间，回热器内第二管路中的制冷剂可以吸收回热器内第一管路中制冷剂的热量。回热器内第一管路中的制冷剂温度降低，能够增加节流装置入口处的制冷剂过冷度，获得更低的蒸发温度，增加蒸发器的蒸发能力；回热器内第二管路中的制冷剂温度升高，提高了压缩机的吸气过热度，避免压缩机吸气带液，有利于提高压缩机的排气温度，从而增加制冷剂循环系统中的制冷剂流量。

但是，现有技术中并没有考虑到，回热器并不是在所有工况下都是有利的，在某些极端的工况下运行时，回热器不仅不能提高制冷剂循环系统的能效，甚至还会带来负面作用。例如，在室内环境温度超高且室外环境超低的工况下运行时，冷凝器出口的制冷剂温度很高，回热器内的第二管路中的制冷剂温度很低，此时回热器内的第一管路和第二管路中制冷剂的温差非常大，回热器的换热量也非常大，将会导致压缩机吸气过热度较高，排气温度较高，超出压缩机允许的运行温度，从而导致压缩机进入停机保护状态，制冷剂循环系统无法正常运转。

发明内容

本发明提供的制冷剂循环系统及其控制方法，用于解决通过回热器的制冷剂流量和传热量无法进行调节，从而导致的制冷剂循环系统能效较低、运行可靠性降低的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种制冷剂循环系统包括依次连接成回路的压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器，还包括回热器，所述回热器内包括相互换热的第一管路和第二管路，所述回热器内的第一管路串联在所述冷凝器与所述节流装置之间，所述回热器内的第二管路串联在所述蒸发器与所述压缩机之间，所述第一管路或所述第二管路的两端并联有流量调节阀。

另一方面，本发明还提供了一种用于上述制冷剂循环系统的控制方法包括以下步骤：调节所述流量调节阀的开度以改变所述制冷剂循环系统的吸气过热度。

相较于现有技术，本发明实施例提供的制冷剂循环系统及其控制方法，制冷剂循环系统中包括回热器，回热器内包括相互换热的第一管路和第二管路，回热器内的第一管路串联在冷凝器与节流装置之间，回热器内的第二管路串联在蒸发器与压缩机之间，第一管路或第二管路的两端并联有流量调节阀。由于制冷剂循环系统中流量调节阀的阀口开度大小决定了回热器中的制冷剂流量和传热量，因此当对制冷剂循环系统中流量调节阀的阀门开度进行调节时，通过回热器的制冷剂流量和传热量也会进行相应的改变，即回热器内的第二管路中制冷剂吸收的热量得到调节，从而改变了压缩机的吸气过热度，防止压缩机的吸气过热度过高或过低，避免压缩机的排气温度过高或过低而导致制冷剂循环系统能效较低、运行可靠性降低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例制冷剂循环系统中流量调节阀并联在第一管路两端的结构示意图；

图2为本发明实施例制冷剂循环系统中流量调节阀并联在第二管路两端的结构示意图；

图3为本发明实施例制冷剂循环系统的控制方法流程图。

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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

制冷剂循环系统的工作过程如下：压缩机通过吸气口从蒸发器吸入低温低压的制冷剂气体，经压缩机压缩为高温高压的制冷剂气体后通过压缩机的排气口进入冷凝器，高温高压的制冷剂气体在冷凝器中向流体介质(水或空气)放热，冷凝为低温高压液体，经节流装置节流为低温低压液体后，进入蒸发器中吸热蒸发为低温低压制冷剂气体并进入压缩机中进行下一循环，从而达到循环换热的目的。这样，制冷剂在该循环系统中经过蒸发、压缩、冷凝以及节流四个基本过程完成一个制冷循环。

参照图1～2，本发明实施例提供的制冷剂循环系统包括依次连接成回路的压缩机1、冷凝器2、节流装置3以及蒸发器4，还包括回热器5，回热器5内包括相互换热的第一管路和第二管路，回热器5内的第一管路串联在冷凝器2与节流装置3之间，回热器5内的第二管路串联在蒸发器4与压缩机1之间，第一管路或第二管路的两端并联有流量调节阀6。

相较于现有技术，本发明实施例提供的制冷剂循环系统中回热器5内的第一管路或第二管路的两端并联有流量调节阀6，由于制冷剂循环系统中流量调节阀6的阀口开度大小决定了回热器5中的制冷剂流量和传热量，因此当对制冷剂循环系统中流量调节阀6的阀门开度进行调节时，通过回热器5的制冷剂流量和传热量也会进行相应的改变，即回热器5内的第二管路中制冷剂吸收的热量得到调节，从而改变了压缩机1的吸气过热度，防止压缩机1的吸气过热度过高或过低，避免压缩机1的排气温度过高或过低而导致制冷剂循环系统能效较低、运行可靠性降低的问题。

可选地，流量调节阀6并联在回热器5内的第一管路的两端，如图1所示，回热器5内的第一管路中的制冷剂为液态，液态制冷剂在制冷剂循环系统中的流动速度较慢。因此液态制冷剂在经过流量调节阀6时的阻力较小，压缩机1的吸气压力损失也较小，有利于提高制冷剂循环系统的能效。可选地，流量调节阀6并联在回热器5内的第二管路的两端，如图2所示，制冷剂在回热器5内的第二管路中蒸发吸热后变为气态制冷剂，气态制冷剂的流动速度较快。因此气态制冷剂经过流量调节阀6时的阻力和压力损失均较大，使得压缩机1的吸气压力损失也较大，从而导致制冷剂循环系统的能效降低。因此，本发明实施例优选前者的方案。

可选地，本发明实施例中的蒸发器4为翅片管式换热器，相较于其他换热器，翅片管式换热器采用双层金属材料，且翅片管式换热器中的基管由一层铝壁保护，抗腐蚀性好，对温度突变及振动有良好的抗力，制冷剂不易泄漏；回热器5可以选择套管换热器或板式换热器。

进一步地，上述制冷剂循环系统还包括控制器、用于检测与冷凝器2内制冷剂换热的流体介质的进口温度的第一温度检测装置7、以及用于检测与蒸发器4内制冷剂换热的流体介质的进口温度的第二温度检测装置8，流量调节阀6、第一温度检测装置7、第二温度检测装置8均与控制器连接。本发明实施例中根据第一温度检测装置7和第二温度检测装置8检测到的温度，将上述制冷剂循环系统划分成不同的运行工况。控制器从第一温度检测装置7获取进入冷凝器2内流体介质的进口温度，从第二温度检测装置8获取与蒸发器4内制冷剂换热的流体介质进口温度。当上述第一温度检测装置7和第二温度检测装置8将检测到的温度反馈给控制器时，控制器通过对第一温度检测装置7和第二温度检测装置8反馈的温度进行判断，确定制冷剂循环系统当前的运行工况，随后控制器对流量控制阀6发出相应的控制命令，控制流量调节阀6的阀门开度增大或减小。

需要说明的是：上述压缩机1可以是任何形式的压缩机，例如单机单级压缩机、单机双级压缩机，本发明对此不作具体限定。对于热泵系统来说，冷凝器2为气体冷却器，气体冷却器可以选择套管换热器、板式换热器或其他形成的水—冷媒换热器中的任一种；上述第一温度检测装置7安装在气体冷却器的进水管道上；气体冷却器的进水管上还设有供水泵15，供水泵15用于将水导入或导出气体冷却器，供水泵15的转速决定了气体冷却器中水的流速、以及在气体冷却器中水与制冷剂的换热速度；对于分体式空调来说，上述第一温度检测装置7安装在空调的室内机壳体上、且位于冷凝器的迎风侧。

进一步地，上述制冷剂循环系统还包括第三温度检测装置9和第四温度检测装置10，第三温度检测装置9和第四温度检测装置10均与控制器连接，第三温度检测装置9安装在冷凝器2与回热器5内的第一管路之间的连接管路上，第四温度检测装置10安装在蒸发器4与回热器5内的第二管路之间的连接管路上。第三温度检测装置9用于检测进入回热器5内的第一管路中的制冷剂温度，第四温度检测装置10用于检测进入回热器5内的第二管路中的制冷剂温度。当上述第三温度检测装置9和第四温度检测装置10将检测到的温度反馈给控制器时，控制器通过对第三温度检测装置9和第四温度检测装置10反馈的温度进行判断，确定此时制冷剂循环系统中回热器5内的第一管路和第二管路中的传热量，随后控制器对流量控制阀6发出控制命令，控制流量调节阀6的阀口打开或关闭。

可选地，上述制冷剂循环系统还包括与控制器均连接的第五温度检测装置11和压力检测装置12，第五温度检测装置11和压力检测装置12均安装在压缩机1的吸气口处，第五温度检测装置11将检测到的压缩机1吸气口处的吸气温度反馈给控制器，压力检测装置12将检测到的压缩机1吸气口处的吸气压力反馈给控制器，控制器根据压缩机1吸气口处的吸气温度和吸气压力得到压缩机1的吸气过热度。具体地，压缩机1的吸气过热度为压缩机1吸气口处的吸气温度和压缩机1吸气口处的吸气压力值对应的制冷剂饱和温度之间的差值。

基于上述实施例，制冷剂循环系统还包括风机13，风机13与控制器连接。风机13能够推动流体介质与蒸发器4内的制冷剂进行换热，风机13的转速决定了流体介质与蒸发器4内制冷剂的换热速度。制冷剂循环系统在不同的运行工况下运行时，控制器能够输出不同电压信号的占空比，风机13根据接收到控制器输出的不同电压信号的占空比调节转速，使得风机13的转速在0～100％范围内进行自由调节，从而调节经过蒸发器4的风量和风速，使得流体介质与蒸发器4内制冷剂的换热速度改变。

进一步地，上述流量调节阀6可以选择电动调节阀、自力式调节阀或比例调节阀。相较于其他流量调节阀，比例调节阀的体积较小，控制精度较高，从而能够减小制冷剂循环系统占用的体积，由此，本发明实施例中的流量调节阀6优选比例调节阀。

需要说明的是：对于制冷剂循环系统中流量调节阀6并联在回热器5内的第一管路两端的方案，上述流量调节阀6的阀门口径接近于冷凝器2中制冷剂出口与回热器5内的第一管路之间的连接管路的直径。当流量调节阀6的阀口开度为100％时，制冷剂经过流量调节阀6的流动阻力小于经过回热器5内的第一管路的阻力，即当流量调节阀6全开时，全部或绝大部分制冷剂经过流量调节阀6进入节流装置3，此时制冷剂不经过回热器5，或者只有极少量的制冷剂经过回热器5，回热器5不发挥或极小发挥回热作用；当流量调节阀6的阀口开度为0％时，即流量调节阀6全关时，所有制冷剂全部经过回热器5内的第一管路，即回热器5完全发挥回热作用。当流量调节阀6的开度在0％～100％之间进行动态调整时，能够调节经过回热器5内的第一管路中制冷剂的流量，从而实现对回热器5中制冷剂的传热量进行调节。

进一步地，上述制冷剂循环系统还包括气液分离器14，气液分离器14安装在回热器5与压缩机1之间的连接管道上。其中，气液分离器14的进气口和回热器5内的第二管路的出口连通，气液分离器14的出气口和压缩机1的吸气口连通。在制冷剂循环系统运行的过程中，气液分离器14不仅能够起到气液分离的作用，而且能够防止压缩机1吸气带液；并且相较于将蒸发器4排出的制冷剂直接返回压缩机1的吸气口，设置气液分离器14能够使得制冷剂的压力在气液分离器14中得到缓冲，从而保证压缩机1的吸气压力比较平稳、运行安全可靠。

可选地，本发明实施例中的第一温度检测装置7、第二温度检测装置8、第三温度检测装置9、第四温度检测装置10和第五温度检测装置11可以选择温度传感器或红外测温仪。相较于红外测温仪，温度传感器的结构简单，使用方便，成本较低，测量精度高，能够减小制冷剂循环系统占用的空间，降低制冷剂循环系统的成本。因此，本发明实施例中的第一温度检测装置7、第二温度检测装置8、第三温度检测装置9、第四温度检测装置10和第五温度检测装置11优选为温度传感器。

本发明实施例还提供了一种用于上述制冷剂循环系统的控制方法，包括以下步骤：调节流量调节阀的开度以改变制冷剂循环系统的吸气过热度。当对制冷剂循环系统中流量调节阀的阀门开度进行调节时，回热器内的第二管路中制冷剂吸收的热量得到调节，从而改变了压缩机的吸气过热度，防止压缩机的吸气过热度过高或过低，避免压缩机的排气温度过高或过低而导致制冷剂循环系统能效较低、运行可靠性降低的问题。其中，流量调节阀的开度调节由控制器控制执行，上述控制器可以为制冷剂循环系统的控制器，也可以为制冷剂循环系统中增设的用于控制流量调节阀的开度进行调节控制器。

上述调节流量调节阀的开度以改变制冷剂循环系统的吸气过热度具体包括：增加流量调节阀的开度，以降低制冷剂循环系统的吸气过热度；减小流量调节阀的开度，以增加制冷剂循环系统的吸气过热度。当控制器给流量调节阀发出增加开度的控制信号时，流量调节阀在接收到该控制信号后，流量调节阀的开度在当前开度的基础上进行增加，从而使得通过回热器的制冷剂流量较少，传热量较少，制冷剂经过回热器内的第二管路吸收的热量较少，制冷剂循环系统的吸气过热度降低。当控制器给流量调节阀发出减小开度的控制信号时，流量调节阀在接收到该控制信号后，流量调节阀的开度在当前开度的基础上进行减小，从而使得通过回热器的制冷剂流量较多，传热量较多，制冷剂经过回热器内的第二管路吸收的热量较多，制冷剂循环系统的吸气过热度增加。

参照图3，上述调节流量调节阀的开度以改变制冷剂循环系统的吸气过热度具体包括：获取制冷剂循环系统的环境温度T_a、以及与冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i；根据环境温度T_a和进口温度T_i，调节流量调节阀的开度以改变制冷剂循环系统的吸气过热度。上述第一温度检测装置用于获取与冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i，上述第二温度检测装置用于获取制冷剂循环系统的环境温度T_a。控制器根据上述检测到的进口温度T_i和环境温度T_a判断制冷剂循环系统当前的运行工况，确定制冷剂循环系统当前的运行工况后，控制器给流量调节阀发出控制指令，流量调节阀根据该控制指令进行开度调节，改变制冷剂循环系统的吸气过热度，使得制冷剂循环系统具有合适的吸气过热度。

进一步地，上述根据环境温度T_a和进口温度T_i，调节流量调节阀的开度以改变制冷剂循环系统的吸气过热度具体包括：当环境温度T_a小于或等于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第一预设进口温度时，获取压缩机的吸气温度T_s和压缩机的吸气压力P_s；计算所述流量调节阀的目标开度SVD(i)，SVD(i)＝SVD(i-1)+K_p×{[T_s(i)-T_so(i)]-[T_s(i-1)-T_so(i-1)]+K_i×[T_s(i)-T_so(i)]，其中，SVD(i-1)为上一次流量调节阀的开度，K_p和K_i均为控制常数，T_s(i)为压缩机当前的吸气温度，T_s(i-1)为压缩机上一次的吸气温度，T_so(i)为压缩机当前的吸气温度目标值，T_so(i-1)为压缩机上一次的吸气温度目标值；调节流量调节阀的开度至目标开度SVD(i)，以改变制冷剂循环系统的吸气过热度。

基于上述实施例，上述压缩机当前的吸气温度目标值T_so(i)＝T_cs(i)+K_tc(i)，上述压缩机上一次的吸气温度目标值T_so(i-1)＝T_cs(i-1)+K_tc(i-1)。其中，T_cs(i)为压缩机当前的吸气压力P_s对应的饱和温度，T_cs(i-1)为压缩机上一次的吸气压力P_s对应的饱和温度，K_tc(i)为压缩机当前的控制目标参数，K_tc(i-1)为压缩机上一次的控制目标参数。当压缩机的吸气压力P_s保持不变时，吸气压力P_s对应的饱和温度T_cs也保持不变，即压缩机的吸气压力P_s保持不变时，T_cs(i)和T_cs(i-1)相等，此时吸气温度目标值T_so用控制目标参数K_tc表示。上述控制器还包括存储模块，存储模块用于存储压缩机上一次的吸气温度T_s和吸气压力P_s。当控制器判断获取得到环境温度T_a小于或等于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第一预设进口温度时，控制器获取得到压缩机本次的吸气温度T_s和吸气压力P_s，并且根据压缩机上一次的吸气温度T_s和吸气压力P_s，计算得到流量调节阀的目标开度SVD(i)，控制器将计算得到的目标开度SVD(i)发送给流量调节阀，流量调节阀在接收到该目标开度SVD(i)后将当前的开度调节至目标开度SVD(i)，以改变制冷剂循环系统的吸气过热度。

需要说明的是：上述第五温度检测装置用于获取压缩机的吸气温度T_s；上述压力检测装置用于获取压缩机的吸气压力P_s，根据获取的压缩机吸气压力P_s得到对应的饱和温度T_cs；控制常数K_p的取值范围为1～5，控制常数K_i的取值范围为0.5～3.5，控制目标参数K_tc可以根据环境温度T_a和进口温度T_i查表可得。例如，当上述制冷剂循环系统当前和上一次均在T_a＞-10℃、且T_i≥45℃这一工况下运行时，压缩机当前的控制目标参数K_tc(i)和压缩机上一次的控制目标参数K_tc(i-1)相等。示例地，如表1所示，环境温度T_a和进口温度T_i的单位为℃：

表1控制目标参数K_tc的控制目标参数表

可选地，上述根据环境温度T_a和进口温度T_i，调节流量调节阀的开度以改变制冷剂循环系统的吸气过热度还包括：当环境温度T_a大于第二预设环境温度、且进口温度T_i小于或等于第一预设进口温度时，获取冷凝器的制冷剂出口温度T_gc和蒸发器中气管内的制冷剂温度T_g；当T_gc≥T_g时，关闭流量调节阀以增大制冷剂循环系统的吸气过热度；当T_gc＜T_g时，调节所述流量调节阀的开度至最大开度以保持制冷剂循环系统的吸气过热度。上述第三温度检测装置用于获取冷凝器的制冷剂出口温度T_gc，上述第四温度检测装置用于获取蒸发器中气管内的制冷剂温度T_g。控制器获取得到冷凝器的制冷剂出口温度T_gc和蒸发器中气管内的制冷剂温度T_g后，对两者检测到的温度高低进行判断。当控制器判断得到T_gc≥T_g，即回热器内的第一管路向回热器内的第二管路传热，回热器内的第一管路出口处的制冷剂温度降低，蒸发器的蒸发能力增加，制冷剂循环系统的能效提高，回热器内的第二管路出口处的制冷剂温度升高，制冷剂循环系统的吸气过热度提高，由此回热器内的第一管路向回热器内的第二管路传热起到了提高制冷剂循环系统的吸气过热度的作用，随后控制器控制流量调节阀关闭，全部制冷剂通过回热器，进一步增加了回热器内的第二管路中的制冷剂温度，以及增加制冷剂循环系统的吸气过热度。当控制器判断得到T_gc＜T_g，即回热器内的第二管路向回热器内的第一管路传热，回热器内的第二管路出口处的制冷剂温度降低，制冷剂循环系统的吸气过热度降低。为了避免制冷剂循环系统的吸气过热度降低，控制器控制流量调节阀打开至最大开度，全部制冷剂或绝大部分制冷剂经过流量调节阀进入蒸发器，此时回热器内的第一管路中没有或只有极少量的制冷剂经过，回热器内的第二管路出口处的制冷剂温度保持不变，从而制冷剂循环系统的吸气过热度保持不变。

可选地，上述根据环境温度T_a和进口温度T_i，调节流量调节阀的开度以改变制冷剂循环系统的吸气过热度还包括：当环境温度T_a小于或等于第二预设环境温度、且进口温度T_i小于或等于第一预设进口温度，或环境温度T_a大于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第一预设进口温度、以及小于或等于第二预设进口温度，或环境温度T_a大于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第二预设进口温度时，关闭流量调节阀以增大制冷剂循环系统的吸气过热度。控制器通过对获取得到环境温度T_a和进口温度T_i进行判断，当环境温度T_a小于或等于第二预设环境温度、且进口温度T_i小于或等于第一预设进口温度，环境温度T_a和进口温度T_i均较低，为了保证蒸发器的蒸发能力，需要降低进入节流装置的制冷剂温度，此时控制器控制流量调节阀全关，制冷剂全部通过回热器，回热器的换热量最大，回热器内的第一管路中制冷剂的温度降低，蒸发器的蒸发能力提高，并且回热器第二管路的制冷剂温度升高，制冷剂循环系统的吸气过热度提高；同理，当环境温度T_a大于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第一预设进口温度、以及小于或等于第二预设进口温度，或环境温度T_a大于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第二预设进口温度时，能够保证冷凝器的制冷剂出口温度T_gc大于蒸发器中气管内的制冷剂温度T_g，控制器控制流量调节阀全关。

进一步地，上述制冷剂循环系统还包括风机，风机用于将与蒸发器内制冷剂换热的流体介质导入或导出蒸发器，上述制冷剂循环系统的控制方法还包括：根据制冷剂循环系统的环境温度T_a、以及与冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i，调节风机的转速。风机的转速调节由控制器执行，控制器根据获取得到的环境温度T_a和进口温度T_i对风机发出控制指令，风机在接收到该控制指令后调节自身的转速，以及调节流体介质与蒸发器之间的换热速度。

基于上述实施例，上述根据制冷剂循环系统的环境温度T_a、以及与冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i，调节风机的转速具体包括：当环境温度T_a大于第二预设环境温度、且进口温度T_i小于或等于第二预设进口温度时，或当环境温度T_a大于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第二预设换热温度时，计算风机的目标转速R，其中，R＝-a*T_a+b，a和b均为控制参数、且a＞0、b＞0；调节风机的转速至目标转速R。风机的目标转速R＝-a*T_a+b。由此可知，环境温度T_a越高，风机转速越慢，环境温度T_a越低，风机转速越快。控制器根据获取得到的环境温度T_a和进口温度T_i通过公式R＝-a*T_a+b计算得到目标转速R，随后对风机发出控制指令，风机在接收到该控制指令后，将风机转速调节至目标转速R，从而使得流体介质与蒸发器之间的换热速度比较合适；并且环境温度T_a越高，风机转速越慢，还有利于制冷剂循环系统达到节能降耗的效果。

可选地，上述根据制冷剂循环系统的环境温度T_a、以及与冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i，调节风机的转速还包括：当环境温度T_a小于或等于第二预设环境温度、且进口温度T_i小于或等于第二预设进口温度，或环境温度T_a小于或等于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第二预设进口温度时，调节风机的转速至最大转速。为了保证蒸发器的蒸发能力，进入蒸发器的制冷剂温度一般远远低于环境温度，风机的转速越快，流体介质与蒸发器之间的换热速度越快。因此控制器控制风机的转速调节至最大转速，使得流体介质与蒸发器内的制冷剂换热速度最快。

下面结合具体的实施例对上述根据制冷剂循环系统的环境温度T_a和与所凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i，调节流量调节阀的开度以改变制冷剂循环系统的吸气过热度进行进一步的说明。

需要说明的是：环境温度T_a的范围一般为-35℃～43℃，进口温度T_i的范围一般为5℃～60℃。上述第一预设环境温度为-15℃、上述第二预设环境温度为7℃，设置第三预设环境温度为30℃，根据第一预设环境温度-15℃、第二预设环境温度7℃和第三预设环境温度30℃将环境温度T_a范围划分成四段，上述第一预设进口温度为25℃以及上述第二预设进口温度为45℃，根据第一预设进口温度25℃以及第二预设进口温度45℃将与冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i范围划分成三段，由此制冷剂循环系统被划分为12种运行工况。示例地，如表2所示：

表2制冷剂循环系统运行工况划分表

当环境温度T_a小于或等于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第一预设进口温度时，即环境温度-35℃＜T_a≤-15℃、且进口温度25℃＜T_i≤45℃或25℃＜T_i≤45℃，参照表2，制冷剂循环系统的运行工况属于运行工况⑤或⑨。控制器控制流量调节阀的开度调节至目标开度，控制风机转速调节至最大转速。

当环境温度T_a大于第二预设环境温度、且进口温度T_i小于或等于第一预设进口温度时，即环境温度7℃＜T_a≤30℃或30℃＜T_a≤43℃、且进口温度5℃＜T_i≤25℃，参照表2，制冷剂循环系统的运行工况属于运行工况③或④，控制器对获取得到冷凝器的制冷剂出口温度T_gc和蒸发器中气管内的制冷剂温度T_g进行判断，控制流量调节阀关闭或打开至最大开度，控制风机转速调节至目标转速。

当环境温度T_a小于或等于第二预设环境温度、且进口温度T_i小于或等于第一预设进口温度时，即环境温度-35℃＜T_a≤15℃或15℃＜T_a≤7℃、且进口温度5℃＜T_i≤25℃，参照表2，制冷剂循环系统的运行工况属于运行工况①或②，控制器控制流量调节阀关闭，增大制冷剂循环系统的吸气过热度，控制风机转速调节至最大转速。

当环境温度T_a大于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第一预设进口温度、以及小于或等于第二预设进口温度时，即环境温度-15℃＜T_a≤7℃或7℃＜T_a≤30℃或30℃＜T_a≤43℃、进口温度25℃＜T_i≤45℃，参照表2，制冷剂循环系统的运行工况属于运行工况⑥、⑦或⑧，控制器控制流量调节阀关闭，增大制冷剂循环系统的吸气过热度，若制冷剂循环系统的运行工况属于运行⑥时，控制风机转速调节至最大转速；若制冷剂循环系统的运行工况属于运行⑦或⑧时，控制风机转速调节至目标转速。

当环境温度T_a大于第一预设环境温度、且进口温度T_i大于第二预设进口温度时，即环境温度-15℃＜T_a≤7℃或7℃＜T_a≤30℃或30℃＜T_a≤43℃、进口温度45℃＜T_i≤60℃，参照表2，制冷剂循环系统的运行工况属于运行工况⑩、

或

控制器控制流量调节阀关闭，制冷剂全部通过回热器，能够增大制冷剂循环系统的吸气过热度，控制风机转速调节至目标转速。

在本说明书的描述中，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。

以上所述，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种制冷剂循环系统，包括依次连接成回路的压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器，其特征在于，还包括回热器，所述回热器内包括相互换热的第一管路和第二管路，所述回热器内的第一管路串联在所述冷凝器与所述节流装置之间，所述回热器内的第二管路串联在所述蒸发器与所述压缩机之间，所述第一管路或所述第二管路的两端并联有流量调节阀。

2.根据权利要求1所述的制冷剂循环系统，其特征在于，还包括控制器、用于检测与所述冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度的第一温度检测装置、以及用于检测与所述蒸发器内制冷剂换热的流体介质的进口温度的第二温度检测装置，所述控制器与所述流量调节阀、所述第一温度检测装置、所述第二温度检测装置均连接。

3.根据权利要求2所述的制冷剂循环系统，其特征在于，还包括与所述控制器均连接的第三温度检测装置和第四温度检测装置，所述第三温度检测装置安装在所述冷凝器与所述回热器内的第一管路之间的连接管路上，所述第四温度检测装置安装在所述蒸发器与所述回热器内的第二管路之间的连接管路上。

4.根据权利要求2所述的制冷剂循环系统，其特征在于，还包括与所述控制器均连接的第五温度检测装置和压力检测装置，所述第五温度检测装置和所述压力检测装置均安装在所述压缩机的吸气口处。

5.根据权利要求2所述的制冷剂循环系统，其特征在于，还包括风机，所述风机与所述控制器连接。

6.根据权利要求1所述的制冷剂循环系统，其特征在于，所述流量调节阀为比例调节阀。

7.根据权利要求1所述的制冷剂循环系统，其特征在于，还包括气液分离器，所述气液分离器安装在所述回热器与所述压缩机之间的连接管道上。

8.根据权利要求3所述的制冷剂循环系统，其特征在于，所述第一温度检测装置、所述第二温度检测装置、所述第三温度检测装置以及所述第四温度检测装置均为温度传感器。

9.一种用于权利要求1～8中任一项所述的制冷剂循环系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

调节所述流量调节阀的开度以改变所述制冷剂循环系统的吸气过热度。

10.根据权利要求9所述的制冷剂循环系统的控制方法，其特征在于，所述调节所述流量调节阀的开度以改变所述制冷剂循环系统的吸气过热度具体包括：

增加所述流量调节阀的开度，以降低所述制冷剂循环系统的吸气过热度；

减小所述流量调节阀的开度，以增加所述制冷剂循环系统的吸气过热度。

11.根据权利要求9所述的制冷剂循环系统的控制方法，其特征在于，所述调节所述流量调节阀的开度以改变所述制冷剂循环系统的吸气过热度具体包括：

获取制冷剂循环系统的环境温度T_a、以及与所述冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i；

根据所述环境温度T_a和所述进口温度T_i，调节所述流量调节阀的开度以改变所述制冷剂循环系统的吸气过热度。

12.根据权利要求11所述的制冷剂循环系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述环境温度T_a和所述进口温度T_i，调节所述流量调节阀的开度以改变所述制冷剂循环系统的吸气过热度具体包括：

当所述环境温度T_a小于或等于第一预设环境温度、且所述进口温度T_i大于第一预设进口温度时，获取压缩机的吸气温度T_s和压缩机的吸气压力P_s；

计算所述流量调节阀的目标开度SVD(i)，SVD(i)＝SVD(i-1)+K_p×{[T_s(i)-T_so(i)]-[T_s(i-1)-T_so(i-1)]+K_i×[T_s(i)-T_so(i)]，其中，SVD(i-1)为上一次所述流量调节阀的开度，K_p和K_i均为控制常数，T_s(i)为所述压缩机当前的吸气温度，T_s(i-1)为所述压缩机上一次的吸气温度，T_so(i)为所述压缩机当前的吸气温度目标值，T_so(i-1)为所述压缩机上一次的吸气温度目标值；

调节所述流量调节阀的开度至目标开度SVD(i)，以改变所述制冷剂循环系统的吸气过热度。

13.根据权利要求11所述的制冷剂循环系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述环境温度T_a和所述进口温度T_i，调节所述流量调节阀的开度以改变所述制冷剂循环系统的吸气过热度还包括：

当所述环境温度T_a大于第二预设环境温度、且所述进口温度T_i小于或等于第一预设进口温度时，获取冷凝器的制冷剂出口温度T_gc和蒸发器中气管内的制冷剂温度T_g；

当T_gc≥T_g时，关闭所述流量调节阀以增大制冷剂循环系统的吸气过热度；

当T_gc＜T_g时，调节所述流量调节阀的开度至最大开度以保持制冷剂循环系统的吸气过热度。

14.根据权利要求11所述的制冷剂循环系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述环境温度T_a和所述进口温度T_i，调节所述流量调节阀的开度以改变所述制冷剂循环系统的吸气过热度还包括：

当所述环境温度T_a小于或等于第二预设环境温度、且所述进口温度T_i小于或等于第一预设进口温度时，或当所述环境温度T_a大于第一预设环境温度、且所述进口温度T_i大于所述第一预设进口温度、以及小于或等于第二预设进口温度时，或当所述环境温度T_a大于所述第一预设环境温度、且所述进口温度T_i大于所述第二预设进口温度时，关闭流量调节阀以增大制冷剂循环系统的吸气过热度。

15.根据权利要求9所述的制冷剂循环系统的控制方法，其特征在于，所述制冷剂循环系统还包括风机，所述风机用于将与所述蒸发器内制冷剂换热的流体介质导入或导出蒸发器，所述控制方法还包括：

根据制冷剂循环系统的环境温度T_a、以及与所述冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i，调节所述风机的转速。

16.根据权利要求15所述的制冷剂循环系统的控制方法，其特征在于，所述根据制冷剂循环系统的环境温度T_a、以及与所述冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i，调节所述风机的转速具体包括：

当所述环境温度T_a大于第二预设环境温度、且所述进口温度T_i小于或等于第二预设进口温度时，或当所述环境温度T_a大于第一预设环境温度、且所述进口温度T_i大于第二预设换热温度时，计算所述风机的目标转速R，其中，R＝-a*T_a+b，a和b均为控制参数、且a＞0、b＞0；

调节所述风机的转速至目标转速R。

17.根据权利要求15所述的制冷剂循环系统的控制方法，其特征在于，所述根据制冷剂循环系统的环境温度T_a、以及与所述冷凝器内制冷剂换热的流体介质的进口温度T_i，调节所述风机的转速还包括：

当所述环境温度T_a小于或等于第二预设环境温度、且所述进口温度T_i小于或等于第二预设进口温度，或所述环境温度T_a小于或等于第一预设环境温度、且所述进口温度T_i大于第二预设进口温度时，调节所述风机的转速至最大转速。

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