CN112629082A - 一种制热控制系统、多联机空调系统及制热控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制热控制系统、多联机空调系统及制热控制方法，涉及空调技术领域，解决了多联机低温制热运行，气分积液造成制热量衰减的技术问题。该制热控制系统，包括换热组件，换热组件的高温流路两端分别与压缩机的排气侧和制热需求侧连接，换热组件的低温流路两端分别与气液分离器和压缩机的吸气侧连接；与压缩机的吸气侧连接的低温流路包括并联设置的第一支回路和第二支回路，第一支回路连接在压缩机的吸气口上，第二支回路连接在压缩机的增焓补气口上；多联机空调系统包括制热控制系统。本发明避免了气液分离器积液造成的制热量衰减、提升低温制热时冷媒循环量、减少机组化霜次数、提高制热使用舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及一种制热控制系统、多联机空调系统及制热控制方法。
背景技术
目前全球严寒地区、寒冷地区和夏热冬冷地区占70％以上的面积，这些地区冬季都有很高的制热需求，而多联机在制热需求市场占比超75％，拥有巨大的市场。
目前的常规多联机空调系统普遍存在低温制热能力衰减问题，造成冬季使用舒适性差，其主要原因在于多联机在低温制热过程中，室外机换热器逐渐结霜，造成冷媒蒸发不完全，逐步在气分中形成积液，造成系统冷媒循环量逐渐减少，如此蒸发吸热量越来越低，室内机换热能力逐渐衰减，化霜频次增加。而市场上解决以上问题的方法通常是对室内机增加电辅热，但该方案电辅热功率大，不节能，面临逐步淘汰的局面。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制热控制系统、多联机空调系统及制热控制方法，以解决现有技术中存在的多联机低温制热运行，气分积液造成制热量衰减的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种制热控制系统，包括换热组件，所述换热组件的高温流路两端分别与压缩机的排气侧和制热需求侧连接，所述换热组件的低温流路两端分别与气液分离器和压缩机的吸气侧连接。
作为本发明的进一步改进，与压缩机的吸气侧连接的所述低温流路包括并联设置的第一支回路和第二支回路，所述第一支回路连接在压缩机的吸气口上，所述第二支回路连接在压缩机的增焓补气口上。
作为本发明的进一步改进，所述第一支回路和所述第二支回路上分别设置有第一补气电磁阀和第二补气电磁阀。
作为本发明的进一步改进，靠近压缩机排气侧的所述高温流路上设置有毛细管和旁通电磁阀。
作为本发明的进一步改进，靠近气液分离器一侧的所述低温流路上设置有排液电子膨胀阀。
作为本发明的进一步改进，还包括设置在气液分离器进管处、压缩机吸气侧和环境中的温度传感器，设置在气液分离器进管处的压力传感器。
作为本发明的进一步改进，所述第一补气电磁阀和所述第二补气电磁阀的开关状态相反。
作为本发明的进一步改进，所述制热控制系统具有两种运行状态，分别为积液回气状态和积液补气状态，当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度小于设定值，且环境温度与气液分离器进口的蒸发温度差值大于设定值时，所述制热控制系统处于积液回气状态，所述第一补气电磁阀打开；当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度小于设定值，且环境温度与气液分离器进口的蒸发温度差值小于设定值时，所述制热控制系统处于积液补气状态，所述第二补气电磁阀打开。
作为本发明的进一步改进，所述换热组件为经济器或换热器。
本发明提供的一种多联机空调系统，包括由冷媒流路连接在一起的压缩机、多台并联设置的室内机、室外机和气液分离器、以及设置在所述气液分离器和所述压缩机之间的所述制热控制系统。
本发明提供的一种利用所述多联机空调系统对室内进行制热的制热控制方法，包括如下步骤：
步骤100、制热启动：开启多联机空调系统的制热模式对室内进行制热；
步骤200、正常制热：当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度大于设定值时，控制系统判断多联机空调系统处于正常制热模式，排液电子膨胀阀关闭；冷媒经压缩机排气侧排出后经油分离器、四通阀通向室内侧，高温高压的气态冷媒经过室内机冷凝为高温液态冷媒，然后经制热电子膨胀阀节流后变成气液混合态的冷媒，进入室外机进一步蒸发换热变为低压气态冷媒，最后经四通阀回到低压侧，进入气液分离器，回到压缩机的吸气侧；
步骤300、积液回气状态：当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度小于设定值时，控制系统判断多联机空调系统中气液分离器内具有积液，控制系统控制排液电子膨胀阀打开；当环境温度与气液分离器进口处的蒸发温度差值大于设定值时，控制系统判断多联机空调系统处于制热运行衰减状态，控制系统控制第一补气电磁阀打开；冷媒经压缩机排气侧排出后经油分离器、四通阀通向室内侧，高温高压的气态冷媒经过室内机冷凝为高温液态冷媒，然后经制热电子膨胀阀节流后变成气液混合态的冷媒，进入室外机进一步蒸发换热变为低压气态冷媒，最后经四通阀回到低压侧，进入气液分离器，气液分离器内的积液经低温流路进入到换热组件内与高温流路引入的高温高压冷媒进行加热蒸发，经加热蒸发后的冷媒通过第一支回路回到压缩机的吸气口；
步骤400、积液补气状态：当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度小于设定值时，控制系统判断多联机空调系统中气液分离器内具有积液，控制系统控制排液电子膨胀阀打开；当环境温度与气液分离器进口处的蒸发温度差值小于设定值时，控制系统判断多联机空调系统处于正常制热运行状态，控制系统控制第二补气电磁阀打开；冷媒经压缩机排气侧排出后经油分离器、四通阀通向室内侧，高温高压的气态冷媒经过室内机冷凝为高温液态冷媒，然后经制热电子膨胀阀节流后变成气液混合态的冷媒，进入室外机进一步蒸发换热变为低压气态冷媒，最后经四通阀回到低压侧，进入气液分离器，气液分离器内的积液经低温流路进入到换热组件内与高温流路引入的高温高压冷媒进行加热蒸发，经加热蒸发后的冷媒通过第二支回路回到压缩机的补气口。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明提供的多联机空调系统，通过在气液分离器和压缩机之间设置换热组件，使得气液分离器积存的冷媒可以排出在该换热组件中与排气引出的高温高压冷媒进行换热，实现对液态冷媒的加热蒸发，避免了气液分离器积液造成的制热量衰减、提升低温制热时冷媒循环量、减少机组化霜次数、提高制热使用舒适性；气液分离器积存的冷媒经过加热蒸发后可以选择进入压缩机吸气口提高吸气量，也可以选择进入压缩机中间补气增焓提高中间补气量，提高制热能力；本发明提供的多联机空调系统，通过设置制热控制系统形成双低压补气控制系统，制热运行时室外机换热器为第一低压侧，气液分离器排液到换热组件后形成第二低压侧，双低压分开独立控制，可以提高换热能力，提高整体低压侧蒸发压力，减缓低压的衰减，进而可以减缓结霜速度，延长连续制热时间，减少化霜频次，制热舒适性更高。
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是本发明多联机空调系统的逻辑接线图。
图中1、压缩机；2、油分离器；3、回油电磁阀；4、四通阀；5、高压气管；6、第一室内机；7、第一室内机电子膨胀阀；8、第二室内机；9、第二室内机电子膨胀阀；10、第三室内机；11、第三室内机电子膨胀阀；12、液管；13、制热电子膨胀阀；14、室外机；15、低压气管；16、过冷电子膨胀阀；17、过冷器；18、过冷电磁阀；19、气液分离器；20、毛细管；21、旁通电磁阀；22、换热组件；23、排液电子膨胀阀；24、第一补气电磁阀；25、第二补气电磁阀；26、增焓电子膨胀阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种制热控制系统，包括换热组件22，换热组件22的高温流路两端分别与压缩机1的排气侧和制热需求侧连接，换热组件22的低温流路两端分别与气液分离器19和压缩机1的吸气侧连接。
具体的，此处需要说明的是，制热需求侧是指四通阀与室内机之间的冷媒流路，也就是说经压缩机1压缩后的高温高压冷媒通过高温流路流入到换热组件22内与低温流路送来的积液进行换热，使积液加热蒸发，换热后的高温高压冷媒回流到空调系统的正常冷媒流路中去，到室内侧的室内机内进行再次换热从而加热室内。
作为本发明的一种可选实施方式，与压缩机1的吸气侧连接的低温流路包括并联设置的第一支回路和第二支回路，第一支回路连接在压缩机1的吸气口上，第二支回路连接在压缩机1的增焓补气口上。
更进一步的，第一支回路和第二支回路上分别设置有第一补气电磁阀24和第二补气电磁阀25。
需要说明的是，在制热控制系统运行时，第一补气电磁阀24和第二补气电磁阀25的开关状态相反，二者只能其一开启；在制热控制系统不运行时，第一补气电磁阀24和第二补气电磁阀25均处于关闭状态。
作为本发明的一种可选实施方式，靠近压缩机1排气侧的高温流路上设置有毛细管20和旁通电磁阀21。通过旁通电磁阀21，将压缩机1排出的高温气态冷媒旁通一部分与液态冷媒换热，提供热源。
更进一步的，靠近气液分离器19一侧的低温流路上设置有排液电子膨胀阀23。
作为本发明的一种可选实施方式，还包括设置在气液分离器19进管处、压缩机1吸气侧和环境中的温度传感器，设置在气液分离器19进管处的压力传感器。通过温度传感器和压力传感器以测量对应位置的冷媒温度和环境温度，以及冷媒压力，便于控制系统根据温度和压力值进行相应的控制过程。
进一步的，制热控制系统具有两种运行状态，分别为积液回气状态和积液补气状态，当压缩机1的吸气温度与气液分离器19的进管温度小于设定值，且环境温度与气液分离器19进口的蒸发温度差值大于设定值时，制热控制系统处于积液回气状态，第一补气电磁阀24打开；当压缩机1的吸气温度与气液分离器19的进管温度小于设定值，且环境温度与气液分离器19进口的蒸发温度差值小于设定值时，制热控制系统处于积液补气状态，第二补气电磁阀25打开。
换热组件22为经济器、换热器或可以实现两路不同压力的冷媒换热的装置。
需要说明的是，蒸发温度是指气液分离器19进口处冷媒压力对应的制冷剂的饱和温度。
如图1所示，本发明提供的一种多联机空调系统，包括由冷媒流路连接在一起的压缩机1、多台并联设置的室内机、室外机14和气液分离器19、以及设置在气液分离器19和压缩机1之间的制热控制系统。
更进一步的，以下以室内机数量为三台为例进行具体说明，当然，此处的三台室内机仅为示意，不代表此空调系统只有3台室内机。
具体的，室内机包括并联设置的第一室内机6、第二室内机8和第三室内机10，与三台室内机连接的冷媒流路上分别设置有第一室内机电子膨胀阀7、第二室内机电子膨胀阀9和第三室内机电子膨胀阀11；压缩机1排气侧设置油分离器2、油分离器2出口侧设置四通阀，四通阀4通过高压气管5与三台室内机连接；三台室内机的出口侧通过液管12与过冷器17连接，过冷器17出口侧依次设置制热电子膨胀阀13和室外机14，室外机与四通阀4连接，四通阀4通过低压气管15与气液分离器19连接，气液分离器19出口与压缩机1的吸气口连接；
进一步的，还包括连接在压缩机1的补气口和气液分离器19之间的增焓流路，在增焓流路上设置有增焓电子膨胀阀26和过冷电磁阀18；油分离器2与压缩机1吸气口之间设置有回油流路，回流流路上设置有回油电磁阀3；过冷器17的过冷流路两端分别连接在过冷器17上游侧和增焓流路上的过冷电磁阀18上游侧；过冷流路上设置有过冷电子膨胀阀16。
制热控制系统的高温流路始端连接在油分离器2和四通阀4之间的冷媒流路上。
如图1所示，本发明提供的一种利用多联机空调系统对室内进行制热的制热控制方法，包括如下步骤：
步骤100、制热启动：开启多联机空调系统的制热模式对室内进行制热；
步骤200、正常制热：四通阀4处于通电状态，当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度大于设定值时，控制系统判断多联机空调系统处于正常制热模式，排液电子膨胀阀关闭；冷媒经压缩机排气侧排出后经油分离器、四通阀通向室内侧，高温高压的气态冷媒经过室内机冷凝为高温液态冷媒，然后经制热电子膨胀阀节流后变成气液混合态的冷媒，进入室外机进一步蒸发换热变为低压气态冷媒，最后经四通阀回到低压侧，进入气液分离器，回到压缩机的吸气侧；
步骤300、积液回气状态：当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度小于设定值时，控制系统判断多联机空调系统中气液分离器内具有积液，控制系统控制排液电子膨胀阀打开；当环境温度与气液分离器进口处的蒸发温度差值大于设定值时，控制系统判断多联机空调系统处于制热运行衰减状态，控制系统控制第一补气电磁阀打开；冷媒经压缩机排气侧排出后经油分离器、四通阀通向室内侧，高温高压的气态冷媒经过室内机冷凝为高温液态冷媒，然后经制热电子膨胀阀节流后变成气液混合态的冷媒，进入室外机进一步蒸发换热变为低压气态冷媒，最后经四通阀回到低压侧，进入气液分离器，气液分离器内的积液经低温流路进入到换热组件内与高温流路引入的高温高压冷媒进行加热蒸发，经加热蒸发后的冷媒通过第一支回路回到压缩机的吸气口；
步骤400、积液补气状态：当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度小于设定值时，控制系统判断多联机空调系统中气液分离器内具有积液，控制系统控制排液电子膨胀阀打开；当环境温度与气液分离器进口处的蒸发温度差值小于设定值时，控制系统判断多联机空调系统处于正常制热运行状态，控制系统控制第二补气电磁阀打开；冷媒经压缩机排气侧排出后经油分离器、四通阀通向室内侧，高温高压的气态冷媒经过室内机冷凝为高温液态冷媒，然后经制热电子膨胀阀节流后变成气液混合态的冷媒，进入室外机进一步蒸发换热变为低压气态冷媒，最后经四通阀回到低压侧，进入气液分离器，气液分离器内的积液经低温流路进入到换热组件内与高温流路引入的高温高压冷媒进行加热蒸发，经加热蒸发后的冷媒通过第二支回路回到压缩机的补气口。
本发明提供的多联机空调系统，通过在气液分离器和压缩机之间设置换热组件，使得气液分离器积存的冷媒可以排出在该换热组件中与排气引出的高温高压冷媒进行换热，实现对液态冷媒的加热蒸发，避免了气液分离器积液造成的制热量衰减、提升低温制热时冷媒循环量、减少机组化霜次数、提高制热使用舒适性；气液分离器积存的冷媒经过加热蒸发后可以选择进入压缩机吸气口提高吸气量，也可以选择进入压缩机中间补气增焓提高中间补气量，提高制热能力；本发明提供的多联机空调系统，通过设置制热控制系统形成双低压补气控制系统，制热运行时室外机换热器为第一低压侧，气液分离器排液到换热组件后形成第二低压侧，双低压分开独立控制，可以提高换热能力，提高整体低压侧蒸发压力，减缓低压的衰减，进而可以减缓结霜速度，延长连续制热时间，减少化霜频次，制热舒适性更高。
以上设定温度可以根据不同的环境温度区间设定不同的值。
这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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 (10)
1.一种制热控制系统，其特征在于，包括换热组件，所述换热组件的高温流路两端分别与压缩机的排气侧和制热需求侧连接，所述换热组件的低温流路两端分别与气液分离器和压缩机的吸气侧连接。
2.根据权利要求1所述的制热控制系统，其特征在于，与压缩机的吸气侧连接的所述低温流路包括并联设置的第一支回路和第二支回路，所述第一支回路连接在压缩机的吸气口上，所述第二支回路连接在压缩机的增焓补气口上。
3.根据权利要求2所述的制热控制系统，其特征在于，所述第一支回路和所述第二支回路上分别设置有第一补气电磁阀和第二补气电磁阀。
4.根据权利要求1或2或3所述的制热控制系统，其特征在于，靠近压缩机排气侧的所述高温流路上设置有毛细管和旁通电磁阀。
5.根据权利要求3所述的制热控制系统，其特征在于，靠近气液分离器一侧的所述低温流路上设置有排液电子膨胀阀。
6.根据权利要求5所述的制热控制系统，其特征在于，还包括设置在气液分离器进管处、压缩机吸气侧和环境中的温度传感器，设置在气液分离器进管处的压力传感器。
7.根据权利要求6所述的制热控制系统，其特征在于，所述第一补气电磁阀和所述第二补气电磁阀的开关状态相反。
8.根据权利要求7所述的制热控制系统，其特征在于，所述制热控制系统具有两种运行状态，分别为积液回气状态和积液补气状态，当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度小于设定值，且环境温度与气液分离器进口的蒸发温度差值大于设定值时，所述制热控制系统处于积液回气状态，所述第一补气电磁阀打开；当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度小于设定值，且环境温度与气液分离器进口的蒸发温度差值小于设定值时，所述制热控制系统处于积液补气状态，所述第二补气电磁阀打开。
9.一种多联机空调系统，其特征在于，包括由冷媒流路连接在一起的压缩机、多台并联设置的室内机、室外机和气液分离器、以及设置在所述气液分离器和所述压缩机之间的如权利要求1-8中任一所述的制热控制系统。
10.一种利用如权利要求9所述的多联机空调系统对室内进行制热的制热控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、制热启动：开启多联机空调系统的制热模式对室内进行制热；
步骤200、正常制热：当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度大于设定值时，控制系统判断多联机空调系统处于正常制热模式，排液电子膨胀阀关闭；冷媒经压缩机排气侧排出后经油分离器、四通阀通向室内侧，高温高压的气态冷媒经过室内机冷凝为高温液态冷媒，然后经制热电子膨胀阀节流后变成气液混合态的冷媒，进入室外机进一步蒸发换热变为低压气态冷媒，最后经四通阀回到低压侧，进入气液分离器，回到压缩机的吸气侧；
步骤300、积液回气状态：当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度小于设定值时，控制系统判断多联机空调系统中气液分离器内具有积液，控制系统控制排液电子膨胀阀打开；当环境温度与气液分离器进口处的蒸发温度差值大于设定值时，控制系统判断多联机空调系统处于制热运行衰减状态，控制系统控制第一补气电磁阀打开；冷媒经压缩机排气侧排出后经油分离器、四通阀通向室内侧，高温高压的气态冷媒经过室内机冷凝为高温液态冷媒，然后经制热电子膨胀阀节流后变成气液混合态的冷媒，进入室外机进一步蒸发换热变为低压气态冷媒，最后经四通阀回到低压侧，进入气液分离器，气液分离器内的积液经低温流路进入到换热组件内与高温流路引入的高温高压冷媒进行加热蒸发，经加热蒸发后的冷媒通过第一支回路回到压缩机的吸气口；
步骤400、积液补气状态：当压缩机的吸气温度与气液分离器的进管温度小于设定值时，控制系统判断多联机空调系统中气液分离器内具有积液，控制系统控制排液电子膨胀阀打开；当环境温度与气液分离器进口处的蒸发温度差值小于设定值时，控制系统判断多联机空调系统处于正常制热运行状态，控制系统控制第二补气电磁阀打开；冷媒经压缩机排气侧排出后经油分离器、四通阀通向室内侧，高温高压的气态冷媒经过室内机冷凝为高温液态冷媒，然后经制热电子膨胀阀节流后变成气液混合态的冷媒，进入室外机进一步蒸发换热变为低压气态冷媒，最后经四通阀回到低压侧，进入气液分离器，气液分离器内的积液经低温流路进入到换热组件内与高温流路引入的高温高压冷媒进行加热蒸发，经加热蒸发后的冷媒通过第二支回路回到压缩机的补气口。
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