CN113739440B - 空调系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种空调系统及其控制方法，涉及空调技术领域。本申请对压缩机管路组件和控制方法的改进，能够实现在正常进行制冷或制热时，冷媒可以在主管路、进气管、排气管中循环，杂质在进入压缩机之前被进气过滤器过滤。在需要对进气过滤器进行清洗时，无需停机，只需要将第二阀门和第三阀门打开，第一阀门关闭，冷媒可以反向地冲洗进气过滤器将其上的杂质冲走，转移至进气辅助过滤器。可见，本申请的方案实现了在线反向冲洗进气过滤器，这种清理进气过滤器的方式由于不必停机，具有高效性，而且在清理过程中也保证了一定的制冷或者制热效果，用户体验较好。
Description
技术领域
本申请涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调系统及其控制方法。
背景技术
空调器在设计时会在外机的进气管侧加装过滤器以确保系统中的铜屑、铁屑等杂质不会随着冷媒的流动进入到压缩机，影响压缩机的寿命和可靠性，也可以防止这些杂质在系统中循环，保证了空调的换热效果。
但是随着空调系统的长期运行，杂质积累在进气侧的过滤器中，使进气侧压损过大，使得压缩机需要更大的功率才能让排气压力达到目标值，降低了空调的能效。在过滤器过于脏堵时，需要停机拆除过滤器并对其清洗，这种清理过滤器的方法效率较低。
发明内容
本申请解决的问题是如何高效地对进气管的过滤器进行清洗。
为解决上述问题，第一方面，本申请提供一种空调系统，包括压缩机管路组件、主管路以及设置于主管路上的蒸发器和冷凝器；
压缩机管路组件包括压缩机、进气管、排气管、进气支路和连接支路，进气管的两端分别连接于压缩机的进气侧和主管路，排气管的两端分别连接于压缩机的排气侧和主管路，进气管上设置有进气过滤器，进气支路的两端连接于进气管且进气支路的上游端连接于进气过滤器远离压缩机的一侧，进气支路的下游端连接于进气过滤器靠近压缩机的一侧，进气支路上设置有进气辅助过滤器，连接支路的上游端连接于排气管，连接支路的下游端连接于进气管并且位于进气过滤器与进气支路的下游端之间；进气管上设置有第一阀门，第一阀门位于连接支路的下游端与进气支路的下游端之间，连接支路上设置有第二阀门，进气支路上设置有第三阀门。
通过这种设置方式，在正常进行制冷或制热时，将第一阀门打开，第二阀门和第三阀门关闭，这样使得冷媒可以在主管路、进气管、排气管中循环，杂质在进入压缩机之前被进气过滤器过滤。在需要对进气过滤器进行清洗时，无需停机，只需要将第二阀门和第三阀门打开，第一阀门关闭。冷媒在排气管处会分两路输送，其中一路按照正常制冷制热那样经过主管路进入进气管；另一路通过连接支路直接进入到进气管。由于第一阀门关闭，因此从连接支路输送到进气管的冷媒会逆向地向进气管的上游输送，反向地冲洗进气过滤器将其上的杂质冲走，之后与主管路送回的冷媒在进气支路的上游端汇合，一起从进气支路流向压缩机的进气侧。而之前堆积在进气过滤器的杂质会在进气支路上的进气辅助过滤器处被拦截。可见，本申请实施例通过对压缩机管路组件进行合理的设计，实现了在线反向冲洗进气过滤器，将杂质转移到进气辅助过滤器。这种清理进气过滤器的方式由于不必停机，具有高效性，而且在清理过程中也保证了一定的制冷或者制热效果，用户体验较好。
在可选的实施方式中，进气支路上还设置有第四阀门，第三阀门设置在进气辅助过滤器的上游侧，第四阀门设置在进气辅助过滤器的下游侧。通过将第三阀门和第四阀门设置在进气辅助过滤器的上、下游两侧，使得在正常进行制冷、制热(不启用进气支路)时，关闭第三阀门和第四阀门，可以拆卸下进气辅助过滤器，对其清洗。
在可选的实施方式中，排气管路上设置有排气过滤器。通过设置排气过滤器，能够避免压缩机磨损产生的铁屑进入到系统中，影响换热效率。
在可选的实施方式中，排气管路上还设置有排气支路和第五阀门，第五阀门位于排气过滤器的靠近压缩机的一侧，排气支路的两端连接于排气管路且排气支路的上游端连接于排气过滤器靠近压缩机的一侧，排气支路的下游端连接于排气过滤器远离压缩机的一侧，连接支路的上游端连接于第五阀门和排气过滤器之间，排气支路上设置有第六阀门，连接支路上设置有排气辅助过滤器。
在本实施例中，按照以上的方式设置排气支路、第五阀门、排气辅助过滤器，能够有效地对排气过滤器进行在线清理。排气过滤器需要进行清洗时，可以关闭第五阀门，开启第六阀门、第二阀门。此时，压缩机排气侧的冷媒会全部经过排气支路到达排气过滤器的下游侧，在排气支路的下游端分两路输送，一路从主管路输送；另一路会逆向地沿着排气管向排气管的上游输送，此间会反向地冲洗排气过滤器，将排气过滤器清洗干净。冷媒在冲洗了排气过滤器之后，会从连接支路输送到进气管，最终和主管路送回的冷媒汇合，再次送向压缩机。原本堆积在排气过滤器的杂质会被冷媒代入到连接支路中，并被排气辅助过滤器拦截。在这个过程中，排气过滤器完成了清理，杂质转移到了排气辅助过滤器。
在可选的实施方式中，连接支路上还设置有第七阀门，第二阀门和第七阀门分别位于排气辅助过滤器的两侧。通过将第七阀门和第二阀门设置在排气辅助过滤器的上、下游两侧，使得在正常进行制冷、制热(不启用连接支路)时，关闭第七阀门和第二阀门，就可以拆卸下排气辅助过滤器，对其清洗。
在可选的实施方式中，进气管的上游端和排气管的下游端通过四通阀与主管路连接，以实现主管路中的冷媒流向可切换。
在可选的实施方式中，第一阀门、第二阀门以及第三阀门为电磁阀。
第二方面，本申请提供一种空调系统的控制方法，应用于前述实施方式中任一项的空调系统，控制方法包括：
控制空调系统以第一状态运行，在第一状态下，压缩机运行，第一阀门打开，第二阀门和第三阀门关闭；
控制空调系统以第二状态运行，在第二状态下，压缩机运行，第一阀门关闭，第二阀门和第三阀门打开。
在本实施例中，空调系统在第一状态下运行时，能够正常地利用主管路、进气管、排气管进行冷媒循环，实现正常制冷制热，杂质在进气过滤器处被拦截。当空调系统切换到第二状态时，冷媒可以反向冲洗进气过滤器，带着杂质的冷媒经过进气支路，杂质被收集到进气辅助过滤器。空调系统之后再以第一状态运行时，进气过滤器已经被清理干净，系统中冷媒输送顺畅。整个清理过程不需要停止压缩机运行，可以实现不停机在线清理进气过滤器，具有高效性。而且在清理过程中，依然可以进行制冷或制热，用户体验较好。
在可选的实施方式中，控制方法包括：控制空调系统交替地以第一状态和第二状态运行。通过将空调系统以两种状态交替运行，能够提高进气过滤器的清理效果。
在可选的实施方式中，在空调系统交替地以第一状态和第二状态运行的过程中，每次以第一状态运行的持续时间为5～30s，每次以第二状态运行的持续时间为5～30s。
附图说明
图1为本申请第一种实施例的空调系统在制冷工况下的示意图；
图2为本申请第一种实施例的空调系统清理进气过滤器的示意图；
图3为本申请第二种实施例的空调系统在制冷工况下的示意图；
图4为本申请第二种实施例的空调系统在制热工况下的示意图；
图5为本申请第二种实施例的空调系统在清理进气过滤器、排气过滤器时的示意图；
图6为本申请第二种实施例的空调系统的组成框图。
附图标记说明：010-空调系统；100-压缩机管路组件；110-压缩机；120-进气管；121-第一阀门；122-进气过滤器；130-进气支路；131-进气辅助过滤器；132-第三阀门；133-第四阀门；140-排气管；141-排气过滤器；142-第五阀门；150-连接支路；151-第二阀门；152-第七阀门；153-排气辅助过滤器；160-排气支路；161-第六阀门；200-主管路；300-冷凝器；400-蒸发器；500-四通阀；600-控制器。
具体实施方式
空调系统在安装过程中，会不可避免地产生一些铜屑；在空调运行过程中，由于压缩机的磨损，会产生一些铁屑。这些铜屑、铁屑会影响压缩机的运行，也会影响冷媒的换热效率。因此，空调器会在进气管加装过滤器以确保系统中的铜屑、铁屑等杂质不会随着冷媒的流动进入到压缩机，影响压缩机的寿命和可靠性，也可以防止这些杂质在系统中循环，保证了空调的换热效果。但是随着空调系统的长期运行，这些杂质积累在进气侧的过滤器中，使进气侧压损过大，使得压缩机需要更大的功率才能让排气压力达到目标值，降低了空调的能效。在过滤器过于脏堵时，需要停机拆除过滤器并对其清洗，这种清理过滤器的方法效率较低。而且在对过滤器进行清洗时，制冷、制热作业无法进行，也会影响用户的使用体验。
为了改善上述现有技术的空调系统的过滤器清理不便，效率低下等问题，本申请实施例提供一种空调系统及其控制方法，通过对压缩机管路组件进行设计，能够实现利用冷媒对进气过滤器进行不停机在线冲洗，提高了进气过滤器的清洗效率，也提高了用户体验。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施例做详细的说明。
图1为本申请第一种实施例的空调系统010在制冷工况下的示意图。如图1所示，空调系统010包括压缩机管路组件100、主管路200以及设置于主管路200上的蒸发器400和冷凝器300。在分体式的空调系统010中，包括室内机和室外机，压缩机管路组件100和冷凝器300均设置在室外机中，而蒸发器400设置在室内机中。应理解，蒸发器400和冷凝器300之间还设置有节流元件(图中未示出)，用于将高压液态冷媒转变为低压液态冷媒。
在本申请实施例中，压缩机管路组件100包括压缩机110、进气管120、排气管140、进气支路130和连接支路150，进气管120的两端分别连接于压缩机110的进气侧和主管路200，排气管140的两端分别连接于压缩机110的排气侧和主管路200，进气管120上设置有进气过滤器122，进气支路130的两端连接于进气管120且进气支路130的上游端连接于进气过滤器122远离压缩机110的一侧，进气支路130的下游端连接于进气过滤器122靠近压缩机110的一侧，进气支路130上设置有进气辅助过滤器131，连接支路150的上游端连接于排气管140，连接支路150的下游端连接于进气管120并且位于进气过滤器122与进气支路130的下游端之间；进气管120上设置有第一阀门121，第一阀门121位于连接支路150的下游端与进气支路130的下游端之间，连接支路150上设置有第二阀门151，进气支路130上设置有第三阀门132。在本实施例中，“上游”、“下游”等表述，均是以冷媒在对应管路中的流向为判断标准，冷媒流来的一侧为上游侧，冷媒流去的一侧为下游侧。
通过图1实施例中压缩机管路组件100的设置方式，在正常进行制冷(或制热，区别在于冷凝器300和蒸发器400的设置位置)时，将第一阀门121打开，第二阀门151和第三阀门132关闭，这样使得冷媒可以在主管路200、进气管120、排气管140中循环，杂质在进入压缩机110之前被进气过滤器122过滤。图1中各个管路上的箭头为制冷状态下冷媒的流动方向，在正常制冷时，冷媒从压缩机110出发，经过排气管140进入主管路200，先后经过冷凝器300、蒸发器400，然后从主管路200回流到进气管120，杂质在进气管120上的进气过滤器122被拦截，冷媒继续流向压缩机110，完成一个循环。当进气过滤器122上杂质堆积过多需要进行清理时，无需停机，只需要将第二阀门151和第三阀门132打开，第一阀门121关闭。图2为本申请第一种实施例的空调系统010清理进气过滤器122的示意图。如图2所示，在第二阀门151和第三阀门132打开、第一阀门121关闭的情况下，冷媒在排气管140处会分两路输送，其中一路按照正常制冷那样经过主管路200进入进气管120；另一路通过连接支路150直接进入到进气管120。由于第一阀门121关闭，因此从连接支路150输送到进气管120的冷媒会逆向地向进气管120的上游(此处的“上游”参考正常制冷时冷媒的流向)输送，反向地冲洗进气过滤器122将其上的杂质冲走。之后携带杂质的冷媒与主管路200送回的冷媒在进气支路130的上游端汇合，一起从进气支路130流向压缩机110的进气侧。而之前堆积在进气过滤器122的杂质会在进气支路130上的进气辅助过滤器131处被拦截。可见，本申请实施例通过对压缩机管路组件100进行合理的设计，实现了在线反向冲洗进气过滤器122，将杂质转移到进气辅助过滤器131。这种清理进气过滤器122的方式由于不必停机，具有高效性，而且在清理过程中也保证了一定的制冷或者制热效果，用户体验较好。由于在正常制冷过程中，连接支路150、进气支路130并不开通，因此进气辅助过滤器131的脏堵程度不会影响正常的制冷，进气辅助过滤器131的清理周期可以设置的比较长，也不会过于影响用户的使用体验。
图3为本申请第二种实施例的空调系统010在制冷工况下的示意图；图4为本申请第二种实施例的空调系统010在制热工况下的示意图。如图3和图4所示，在本实施例中，进气管120的上游端和排气管140的下游端通过四通阀500与主管路200连接，以实现主管路200中的冷媒流向可切换，从而可以实现制冷和制热的切换。
在本实施例中，进气支路130上还设置有第四阀门133，第三阀门132设置在进气辅助过滤器131的上游侧，第四阀门133设置在进气辅助过滤器131的下游侧，在清理进气过滤器122时，第四阀门133也需要打开。通过将第三阀门132和第四阀门133设置在进气辅助过滤器131的上、下游两侧，使得在正常进行制冷、制热(不启用进气支路130)时，关闭第三阀门132和第四阀门133，可以拆卸下进气辅助过滤器131，对其清洗。
进一步的，排气管140路上设置有排气过滤器141。通过设置排气过滤器141，能够避免压缩机110磨损产生的铁屑进入到系统中，影响换热效率。
进一步的，排气管140路上还设置有排气支路160和第五阀门142，第五阀门142位于排气过滤器141的靠近压缩机110的一侧，排气支路160的两端连接于排气管140路且排气支路160的上游端连接于排气过滤器141靠近压缩机110的一侧，排气支路160的下游端连接于排气过滤器141远离压缩机110的一侧，连接支路150的上游端连接于第五阀门142和排气过滤器141之间，排气支路160上设置有第六阀门161，连接支路150上设置有排气辅助过滤器153。
图5为本申请第二种实施例的空调系统010在清理进气过滤器122、排气过滤器141时的示意图。如图5所示，在本实施例中，按照以上的方式设置排气支路160、第五阀门142、排气辅助过滤器153，能够有效地对排气过滤器141进行在线清理。排气过滤器141需要进行清洗时，可以关闭第五阀门142，开启第六阀门161、第二阀门151。此时，压缩机110排气侧的冷媒会全部经过排气支路160到达排气过滤器141的下游侧，在排气支路160的下游端分两路输送，一路从主管路200输送；另一路会逆向地沿着排气管140向排气管140的上游输送，此过程会反向地冲洗排气过滤器141，将排气过滤器141清洗干净。冷媒在冲洗了排气过滤器141之后，会从连接支路150输送到进气管120，最终和主管路200送回的冷媒汇合，再次送向压缩机110。原本堆积在排气过滤器141的杂质会被冷媒带入到连接支路150中，并被排气辅助过滤器153拦截。在这个过程中，排气过滤器141完成了清理，杂质转移到了排气辅助过滤器153。可选的，连接支路150上还设置有第七阀门152，第二阀门151和第七阀门152分别位于排气辅助过滤器153的两侧，在清理排气过滤器141时第七阀门152也需要开启。通过将第七阀门152和第二阀门151设置在排气辅助过滤器153的上、下游两侧，使得在正常进行制冷、制热(不启用连接支路150)时，关闭第七阀门152和第二阀门151，就可以拆卸下排气辅助过滤器153，对其清洗。
在清理排气过滤器141的同时，也可以清理进气过滤器122，即同时关闭第一阀门121、打开第三阀门132，图5所示的冷媒流向即是同时清理进气过滤器122和排气过滤器141时的冷媒流向。进气过滤器122的清理原理可以参考图2实施例的介绍，此处不再赘述。
可以理解，也可以通过控制阀门，来单独清理排气过滤器141或者进气过滤器122。当需要单独清理排气过滤器141时，可以开启第一阀门121、第二阀门151、第六阀门161、第七阀门152，关闭第五阀门142、第三阀门132、第四阀门133；当需要单独清理进气过滤器122时，可以开启第二阀门151、第三阀门132、第四阀门133、第五阀门142，关闭第六阀门161。
图6为本申请第二种实施例的空调系统010的组成框图。如图6所示，空调系统010还包括控制器600，压缩机110、四通阀500均与控制器600电连接。在本申请实施例中，空调系统010中所使用的各个阀门均为电磁阀，并与控制器600电连接，受控制器600控制而执行打开或者关闭的动作。空调系统010还可以包括检测组件(图中未示出)，检测组件能够检测进气过滤器122和排气过滤器141的脏堵程度，从而便于判断对应的过滤器是否需要进行清理。检测组件具体可以是检测冷媒在过滤器两侧的压差。
本申请实施例还提供一种空调系统010的控制方法，能够应用在本申请上述实施例提供的空调系统010中，该控制方法包括：
控制空调系统010以第一状态运行，在第一状态下，压缩机110运行，第一阀门121打开，第二阀门151和第三阀门132关闭；
控制空调系统010以第二状态运行，在第二状态下，压缩机110运行，第一阀门121关闭，第二阀门151和第三阀门132打开。
空调系统010可以包括正常运行模式和清理模式，正常运行模式下空调系统010以第一状态运行，正常制冷或者制热。空调系统010可以在接受到用户的开机指令、制冷指令、制热指令或者退出清理模式的指令后，以第一状态运行。在清理模式下，空调系统010至少在一个时段内以第二状态运行，在以第二状态运行的过程中，冷媒会反向冲洗进气过滤器122，将其上的杂质转移到进气辅助过滤器131。清理模式的进入条件可以是：接收到用户发送的进入清理模式的指令；或者，检测到过滤器的脏堵程度达到预设程度时；再或者，空调系统010周期性地进入清理模式。
进一步的，在可选的实施方式中，在清理模式下，控制器600控制空调系统010交替地以第一状态和第二状态运行。通过将空调系统010以两种状态交替运行，能够提高进气过滤器122的清理效果。可选的，交替地以第一状态和第二状态运行的持续时间可以为5～10min，比如6min。进一步的，在空调系统010交替地以第一状态和第二状态运行的过程中，每次以第一状态运行的持续时间为5～30s，比如10s；每次以第二状态运行的持续时间为5～30s，比如10s。
应当理解，当空调系统010为图3、图4实施例中的空调系统010时，在空调系统010以第一状态运行时，除了保持第一阀门121打开，第二阀门151和第三阀门132关闭外，还可以保持第五阀门142打开，第四阀门133、第六阀门161、第七阀门152关闭；在空调系统010以第二状态运行时，除了保持第一阀门121关闭，第二阀门151和第三阀门132打开外，还可以保持第五阀门142关闭，第四阀门133、第六阀门161、第七阀门152打开。通过这种方式，能够使图3、图4实施例中的空调系统010的进气过滤器122和排气过滤器141同时使用以及同时清理。
综上所述，本申请实施例通过对压缩机管路组件100和控制方法的改进，能够实现在正常进行制冷或制热时，冷媒可以在主管路200、进气管120、排气管140中循环，杂质在进入压缩机110之前被进气过滤器122过滤。在需要对进气过滤器122进行清洗时，无需停机，只需要将第二阀门151和第三阀门132打开，第一阀门121关闭，冷媒可以反向地冲洗进气过滤器122将其上的杂质冲走，转移至进气辅助过滤器131。可见，本申请实施例实现了在线反向冲洗进气过滤器122，这种清理进气过滤器122的方式由于不必停机，具有高效性，而且在清理过程中也保证了一定的制冷或者制热效果，用户体验较好。
虽然本申请披露如上，但本申请并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种空调系统，其特征在于，包括压缩机管路组件(100)、主管路(200)以及设置于所述主管路(200)上的蒸发器(400)和冷凝器(300)；
所述压缩机管路组件(100)包括压缩机(110)、进气管(120)、排气管(140)、进气支路(130)和连接支路(150)，所述进气管(120)的两端分别连接于所述压缩机(110)的进气侧和所述主管路(200)，所述排气管(140)的两端分别连接于所述压缩机(110)的排气侧和所述主管路(200)，所述进气管(120)上设置有进气过滤器(122)，所述进气支路(130)的两端连接于所述进气管(120)且所述进气支路(130)的上游端连接于所述进气过滤器(122)远离所述压缩机(110)的一侧，所述进气支路(130)的下游端连接于所述进气过滤器(122)靠近所述压缩机(110)的一侧，所述进气支路(130)上设置有进气辅助过滤器(131)，所述连接支路(150)的上游端连接于所述排气管(140)，所述连接支路(150)的下游端连接于所述进气管(120)并且位于所述进气过滤器(122)与所述进气支路(130)的下游端之间；所述进气管(120)上设置有第一阀门(121)，所述第一阀门(121)位于所述连接支路(150)的下游端与所述进气支路(130)的下游端之间，所述连接支路(150)上设置有第二阀门(151)，所述进气支路(130)上设置有第三阀门(132)。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述进气支路(130)上还设置有第四阀门(133)，所述第三阀门(132)设置在所述进气辅助过滤器(131)的上游侧，所述第四阀门(133)设置在所述进气辅助过滤器(131)的下游侧。
3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述排气管(140)路上设置有排气过滤器(141)。
4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述排气管(140)路上还设置有排气支路(160)和第五阀门(142)，所述第五阀门(142)位于所述排气过滤器(141)的靠近所述压缩机(110)的一侧，所述排气支路(160)的两端连接于所述排气管(140)路且所述排气支路(160)的上游端连接于所述排气过滤器(141)靠近所述压缩机(110)的一侧，所述排气支路(160)的下游端连接于所述排气过滤器(141)远离所述压缩机(110)的一侧，所述连接支路(150)的上游端连接于所述第五阀门(142)和所述排气过滤器(141)之间，所述排气支路(160)上设置有第六阀门(161)，所述连接支路(150)上设置有排气辅助过滤器(153)。
5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述连接支路(150)上还设置有第七阀门(152)，所述第二阀门(151)和所述第七阀门(152)分别位于所述排气辅助过滤器(153)的两侧。
6.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述进气管(120)的上游端和所述排气管(140)的下游端通过四通阀(500)与所述主管路(200)连接，以实现所述主管路(200)中的冷媒流向可切换。
7.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第一阀门(121)、所述第二阀门(151)以及所述第三阀门(132)为电磁阀。
8.一种空调系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-7中任一项所述的空调系统(010)，所述控制方法包括：
控制所述空调系统(010)以第一状态运行，在所述第一状态下，所述压缩机(110)运行，所述第一阀门(121)打开，所述第二阀门(151)和所述第三阀门(132)关闭；
控制所述空调系统(010)以第二状态运行，在所述第二状态下，所述压缩机(110)运行，所述第一阀门(121)关闭，所述第二阀门(151)和所述第三阀门(132)打开。
9.根据权利要求8所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：控制所述空调系统(010)交替地以所述第一状态和所述第二状态运行。
10.根据权利要求9所述的空调系统的控制方法，其特征在于，在所述空调系统(010)交替地以所述第一状态和所述第二状态运行的过程中，每次以所述第一状态运行的持续时间为5～30s，每次以所述第二状态运行的持续时间为5～30s。
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| CN202111038019.1A CN113739440B (zh) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | 空调系统及其控制方法 |
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