CN114061183A - 空调机组及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调机组及其控制方法，其中，该空调机组包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，气液分离储液罐，用于实现气态冷媒和液态冷媒的分离，以及储存液态冷媒的功能，气液分离储液罐包括：冷媒入口，分别与冷凝器的冷媒出管和蒸发器的冷媒出管连接；气态冷媒出口，分别与压缩机的吸气口和设置于冷凝器与节流装置之间管路上的第一连接点连接；液态冷媒出口，与压缩机的吸气口连接。本发明解决了现有技术中制冷系统中单独使用气液分离器或储液器无法满足不同运行状况的换热需求的问题，满足不同工况下空调机组的换热需求，且降低机组的故障率，保证空调机组高效可靠运行。

Description

空调机组及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调机组及其控制方法。

背景技术

在空调制冷以及冷冻冷藏行业中，不同的制冷系统、不同的使用工况需求、以及在内机和外机之间具有超长连接管时，具有不同的元器件需求。有的需要气液分离器，有的需要储液器，最终导致产品开发需要重新布局设计，管路系统重新布局设计调整，严重影响产品开发周期，不利于产品上市售卖。

同时，在现有制冷系统中，单独使用气液分离器或储液器可能存在以下问题：1)在制冷系统冷媒过多时，压缩机带液运行，降低压缩机运行寿命；2)当蒸发侧液态冷媒蒸发不完，吸气过热度过低，导致压缩机有液击的风险；3)制冷系统冷媒过多时，过冷度过高，会导致冷凝侧液态冷媒过多，冷凝器换热面积减小，严重降低机组制冷量；4)制冷系统冷媒过多时，冷凝压力过高会导致压缩机超范围运行，机组频繁报高压保护停机，严重影响机组的使用；5)机组内外机超长连管时，制冷系统制冷剂不足，会降低机组的制冷量。

针对相关技术中制冷系统中单独使用气液分离器或储液器无法满足不同运行状况的换热需求的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

发明内容

本发明提供了一种空调机组及其控制方法，以至少解决现有技术中制冷系统中单独使用气液分离器或储液器无法满足不同运行状况的换热需求的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种空调机组，包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，还包括：

气液分离储液罐，用于实现气态冷媒和液态冷媒的分离，以及储存液态冷媒的功能，气液分离储液罐包括：

冷媒入口，位于气液分离储液罐的顶部的一侧，分别与冷凝器的冷媒出管和蒸发器的冷媒出管连接；

气态冷媒出口，位于气液分离储液罐的顶部的另一侧，分别与压缩机的吸气口和设置于冷凝器与节流装置之间管路上的第一连接点连接；

液态冷媒出口，位于气液分离储液罐的底部，与压缩机的吸气口连接。

进一步地，还包括：

冷媒回收罐，冷媒回收罐的入口与设置于液态冷媒出口与压缩机的吸气口之间管路上的第二连接点连接。

进一步地，还包括：

第一电磁阀，位于冷媒入口和冷凝器的冷媒出管之间的管路上；

第二电磁阀，位于冷凝器和第一连接点之间的管路上；

第三电磁阀，位于冷媒入口和蒸发器的冷媒出管之间的管路上。

进一步地，还包括：

第四电磁阀，位于液态冷媒出口与第二连接点之间的管路上；

第五电磁阀，位于气态冷媒出口和第一连接点之间的管路上；

第六电磁阀，位于气态冷媒出口和压缩机的吸气口之间的管路上；

第七电磁阀，位于蒸发器和压缩机之间的管路上；

第八电磁阀，位于冷媒回收罐和第二连接点之间的管路上；

第九电磁阀，位于第二连接点和压缩机的吸气口之间的管路上。

进一步地，还包括：

冷凝器出口温度传感器，位于冷凝器的冷媒出口，用于检测冷凝器出口温度；

排气温度传感器，位于压缩机的排气口，用于检测压缩机的排气温度；

吸气温度传感器，位于压缩机的吸气口，用于检测压缩机的吸气温度；

吸气压力传感器，位于压缩机的吸气口，用于检测压缩机的吸气压力。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种空调机组控制方法，应用于如上述的空调机组，方法包括：

检测空调机组的运行工况；

根据运行工况控制空调机组的运行。

进一步地，运行工况至少包括：过热度、过冷度、排气温度和吸气压力；其中，过热度＝吸气温度-蒸发温度，过冷度＝冷凝器出口温度-冷凝温度。

进一步地，根据运行工况控制空调机组的运行，包括：在过热度小于预设过热度时，控制第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀和第九电磁阀关闭，并控制第二电磁阀、第三电磁阀和第六电磁阀开启，气液分离储液器用于实现气态冷媒和液态冷媒的分离。

进一步地，根据运行工况控制空调机组的运行，包括：在过冷度大于预设过冷度时，控制第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第六电磁阀、第八电磁阀和第九电磁阀关闭，并控制第一电磁阀、第五电磁阀和第七电磁阀开启，气液分离储液器用于实现储存液态冷媒；检测气液分离储液器中的液态冷媒的存储量；在存储量达到预设存储量后，控制第四电磁阀和第八电磁阀开启，使气液分离储液器中的液体冷媒回收至冷媒回收罐中。

进一步地，根据运行工况控制空调机组的运行，包括：在排气温度大于预设排气温度，且吸气压力小于预设压力时，控制第二电磁阀、第三电磁阀、第六电磁阀关闭，并控制第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀开启，气液分离储液器和冷媒回收罐中的冷媒补充至压缩机中。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的空调机组控制方法。

在本发明中，提供了一种具有气液分离储液罐的空调机组，传统空调机组中行单独设置气液分离器或者储液器，本空调机组中设置的气液分离储液罐将气液分离器和储液器合并，兼具气液分离器和储液器的功能，可根据具体的需求使用其气态冷媒和液态冷媒的分离或储存液态冷媒的功能，满足不同工况下空调机组的换热需求，且降低机组的故障率，保证空调机组高效可靠运行。

附图说明

图1是根据本发明实施例的空调机组的一种可选的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的空调机组控制方法的一种可选的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明优选的实施例1中提供了一种空调机组，具体来说，图1示出该机组的一种可选的结构示意图，如图1所示，该机组包括：

依次连接的压缩机1、冷凝器2、节流装置3和蒸发器4；

还包括：气液分离储液罐5，用于实现气态冷媒和液态冷媒的分离，以及储存液态冷媒的功能，气液分离储液罐5包括：

冷媒入口，位于气液分离储液罐5的顶部的一侧，分别与冷凝器2的冷媒出管和蒸发器4的冷媒出管连接；

气态冷媒出口，位于气液分离储液罐5的顶部的另一侧，分别与压缩机的吸气口和设置于冷凝器2与节流装置3之间管路上的第一连接点连接；

液态冷媒出口，位于气液分离储液罐5的底部，与压缩机的吸气口连接。

在上述实施方式中，提供了一种具有气液分离储液罐的空调机组，传统空调机组中行单独设置气液分离器或者储液器，本空调机组中设置的气液分离储液罐将气液分离器和储液器合并，兼具气液分离器和储液器的功能，可根据具体的需求使用其气态冷媒和液态冷媒的分离或储存液态冷媒的功能，满足不同工况下空调机组的换热需求，且降低机组的故障率，保证空调机组高效可靠运行。

如图1所示，本空调机组还包括：冷媒回收罐6，冷媒回收罐6的入口与设置于液态冷媒出口与压缩机的吸气口之间管路上的第二连接点连接。冷媒回收罐6不仅与液态冷媒出口连接，还与压缩机的吸气口连接，因此，可以将气液分离储液罐5多余的冷媒回收，同时，将其存储的冷媒补入压缩机1中，以为制冷循环系统提供足够的冷媒。

为了根据不同的运行工况切换所需要的气液分离器功能或者储液器功能，还设置了多个电磁阀，主控板提供控制不同的电磁阀来回切换液分离器功能或者储液器功能。电磁阀还包括：

第一电磁阀7，位于冷媒入口和冷凝器2的冷媒出管之间的管路上；

第二电磁阀8，位于冷凝器2和第一连接点之间的管路上；

第三电磁阀9，位于冷媒入口和蒸发器4的冷媒出管之间的管路上。

第四电磁阀10，位于液态冷媒出口与第二连接点之间的管路上；

第五电磁阀11，位于气态冷媒出口和第一连接点之间的管路上；

第六电磁阀12，位于气态冷媒出口和压缩机的吸气口之间的管路上；

第七电磁阀13，位于蒸发器4和压缩机1之间的管路上；

第八电磁阀14，位于冷媒回收罐6和第二连接点之间的管路上；

第九电磁阀15，位于第二连接点和压缩机的吸气口之间的管路上。

此外，为了检测具体运行工况，本空调机组还包括：

冷凝器出口温度传感器16，位于冷凝器2的冷媒出口，用于检测冷凝器出口温度；

排气温度传感器17，位于压缩机1的排气口，用于检测压缩机的排气温度；

吸气温度传感器18，位于压缩机的吸气口，用于检测压缩机的吸气温度；

吸气压力传感器19，位于压缩机的吸气口，用于检测压缩机的吸气压力。

具体换热过程中，气液混合物经压缩机排气口排出，进入到(翅片式)冷凝器中，高温高压气液混合物经翅片式冷凝器冷凝后，变成低温高压液体，进入到气液分离储液器中，此时气液分离储液器充当储液器的作用，低温高压液体从气液分离储液器出来后，经过节流阀节流后，变成低温低压液体，进入到蒸发器中蒸发后，低温低压液体变成低温低压气体，回到压缩机吸气口中，低温低压气体经压缩机压缩后，又变成高温高压气液混合物，此时完成一个制冷循环；

气液混合物经压缩机排气口排出，进入到翅片式冷凝器中，高温高压气液混合物经翅片式冷凝器冷凝后，变成低温高压液体，进入到节流阀中，经过节流阀节流后，变成低温低压液体，进入到蒸发器中蒸发后，低温低压液体变成低温低压气体，进入到气液分离储液器中，此时气液分离储液器充当气液分离器的作用，经过气液分离器分离后，气体从气液分离器出口出来后，回到压缩机吸气口中，低温低压气体经压缩机压缩后，又变成高温高压气液混合物，此时完成一个制冷循环。

通过上述气液分离储液罐，有效避免制冷系统冷媒过多，防止压缩机带液运行，提高压缩机运行寿命；有效避免制冷系统蒸发侧液态冷媒蒸发不完，吸气过热度过低，防止压缩机有液击的风险；有效避免制冷系统过冷度过高，防止冷凝侧液态冷媒过多，提高冷凝器的换热面积，提高机组的制冷量；有效避免制冷系统冷凝压力过高，防止压缩机超范围运行，降低机组故障率，提升机组的使用效率；有效避免机组内外机超长连管时制冷剂不足问题，提高机组的制冷量。

实施例2

在本发明优选的实施例2中提供了一种空调机组控制方法，应用于上述实施例1中的空调机组。具体来说，图2示出该方法的一种可选的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤S202-S204：

S204：检测空调机组的运行工况；

S204：根据运行工况控制空调机组的运行。

在上述实施方式中，提供了一种具有气液分离储液罐的空调机组，传统空调机组中行单独设置气液分离器或者储液器，本空调机组中设置的气液分离储液罐将气液分离器和储液器合并，兼具气液分离器和储液器的功能，可根据具体的需求使用其气态冷媒和液态冷媒的分离或储存液态冷媒的功能，满足不同工况下空调机组的换热需求，且降低机组的故障率，保证空调机组高效可靠运行。

其中，运行工况至少包括：过热度、过冷度、排气温度和吸气压力；其中，过热度＝吸气温度-蒸发温度，过冷度＝冷凝器出口温度-冷凝温度。

1)根据运行工况控制空调机组的运行，包括：在过热度小于预设过热度时，控制第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀和第九电磁阀关闭，并控制第二电磁阀、第三电磁阀和第六电磁阀开启，气液分离储液器用于实现气态冷媒和液态冷媒的分离。

当机组运行过程中，因不同的运行工况，出现吸气过热度过低时，说明蒸发侧液态冷媒蒸发不完，存在液态冷媒过多且压缩机有液击的风险，根据吸气过热度的换算公式可知，由吸气温度传感器向主控板控制器发出指令信号，制冷系统自动按如下方案执行运行：

从压缩机排气口出来的气液混合物进入到冷凝器中，经冷凝器冷凝后出来的低温高压液体，此时主控板控制器发出指令信号：第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀关闭；第二电磁阀、第三电磁阀、第六电磁阀打开，低温高压液体冷媒经第二电磁阀后进入到节流阀中，经过节流阀节流后，变成低温低压液体冷媒进入到蒸发器中，经蒸发器蒸发后出来的气液混合物经第三电磁阀进入到气液分离器储液器中。此时气液分离储液器充当气液分离器的作用，经过气液分离器分离后，液体被分离出来有一部分留在气液分离储液器中，气体被完全分离出来，彻底避免了压缩机带液运行的风险，气体从气液分离储液器中出来后经第六电磁阀回到压缩机吸气口中，此时完成一个制冷循环。

2)根据运行工况控制空调机组的运行，包括：在过冷度大于预设过冷度时，控制第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第六电磁阀、第八电磁阀和第九电磁阀关闭，并控制第一电磁阀、第五电磁阀和第七电磁阀开启，气液分离储液器用于实现储存液态冷媒；检测气液分离储液器中的液态冷媒的存储量；在存储量达到预设存储量后，控制第四电磁阀和第八电磁阀开启，使气液分离储液器中的液体冷媒回收至冷媒回收罐中。

当机组运行过程中，因不同的运行工况，出现过冷度过高时，说明冷凝侧液态冷媒过多，冷凝器的换热面积减小，影响机组的制冷量，且冷凝压力过高，压缩机有超范围运行，为了避免压缩机有损坏的风险，根据过冷度的换算公式可知，由冷凝器出口温度传感器向主控板控制器发出指令信号，制冷系统自动按如下方案执行运行：

从压缩机排气口出来的气液混合物进入到冷凝器中，经冷凝器冷凝后出来的低温高压液体，此时主控板控制器发出指令信号：第一电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀打开；第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第六电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀关闭，低温高压液体冷媒经第一电磁阀进入到气液分离储液器中，此时气液分离储液器充当储液器的作用，低温高压液体冷媒进入到储液器中后，一部分多余的液体冷媒被储存在储液器中，从气液分离储液器出来的低温高压液体冷媒经第五电磁阀进入到节流阀中进行节流后，变成低温低压液体冷媒进入到蒸发器中，经蒸发器蒸发后出来的气液混合物经第七电磁阀回到压缩机吸气口中，此时完成一个制冷循环；当液体冷媒储存过多，储液器容积容纳不下时，系统在运行过程中再次出现过冷度过高时，冷凝器出口温度传感器向主控板控制器发出指令信号，主控板控制器接收到指令信号后，将发出如下指令信号：第四电磁阀和第八电磁阀打开，多余的液体冷媒自动回收到冷媒回收罐中存放，避免系统运行中冷媒过多，影响机组制冷效果。

3)根据运行工况控制空调机组的运行，包括：在排气温度大于预设排气温度，且吸气压力小于预设压力时，控制第二电磁阀、第三电磁阀、第六电磁阀关闭，并控制第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀开启，气液分离储液器和冷媒回收罐中的冷媒补充至压缩机中。

当出现内外机超远距离连接时，因连接管距离过长，管道消耗的冷媒过多，机组开机运行时，就会出现冷媒不足，机组就会出现低压压力过低，排气温度过高，机组制冷量远远低于额定制冷量，当排气温度传感器检测到温度值超过设定值时，以及吸气压力传感器检测到压力值低于设定值时，会同时向主控板控制器发出指令信号，主控板控制器接收到指令信号后，会发出如下指令信号：第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀打开；第二电磁阀、第三电磁阀、第六电磁阀关闭，制冷系统自动按如下方案执行运行：

从压缩机排气口出来的气液混合物进入到冷凝器中，经冷凝器冷凝后出来的低温高压液体，低温高压液体冷媒经第一电磁阀进入到气液分离储液器中，此时气液分离储液器充当储液器的作用，低温高压液体冷媒进入到储液器中后，从气液分离储液器出来的低温高压液体冷媒经第五电磁阀进入到节流阀中进行节流后，变成低温低压液体冷媒进入到蒸发器中，经蒸发器蒸发后出来的气液混合物经第七电磁阀回到压缩机吸气口中，此时完成一个制冷主循环，同时由于第四电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀的打开，储液器中多余的液体冷媒以及冷媒回收罐中的液体冷媒会自动补给到制冷系统中，解决了制冷系统缺少冷媒的问题。

在上述控制过程中，不同的制冷系统方案通过自动切换系统运行方案，即可解决了因不同的制冷运行工况需要不同的元器件布置、管路连接方案设计周期长外，又可以大大节省了产品开发周期，加快产品上市售卖的速度。

实施例3

基于上述实施例2中提供的空调机组控制方法，在本发明优选的实施例3中还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的空调机组控制方法。

在上述实施方式中，提供了一种具有气液分离储液罐的空调机组，传统空调机组中行单独设置气液分离器或者储液器，本空调机组中设置的气液分离储液罐将气液分离器和储液器合并，兼具气液分离器和储液器的功能，可根据具体的需求使用其气态冷媒和液态冷媒的分离或储存液态冷媒的功能，满足不同工况下空调机组的换热需求，且降低机组的故障率，保证空调机组高效可靠运行。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种空调机组，包括依次连接的压缩机(1)、冷凝器(2)、节流装置(3)和蒸发器(4)，其特征在于，还包括：

气液分离储液罐(5)，用于实现气态冷媒和液态冷媒的分离，以及储存液态冷媒的功能，所述气液分离储液罐(5)包括：

冷媒入口，位于所述气液分离储液罐(5)的顶部的一侧，分别与所述冷凝器(2)的冷媒出管和所述蒸发器(4)的冷媒出管连接；

气态冷媒出口，位于所述气液分离储液罐(5)的顶部的另一侧，分别与所述压缩机的吸气口和设置于所述冷凝器(2)与所述节流装置(3)之间管路上的第一连接点连接；

液态冷媒出口，位于所述气液分离储液罐(5)的底部，与所述压缩机的吸气口连接。

2.根据权利要求1所述的空调机组，其特征在于，还包括：

冷媒回收罐(6)，所述冷媒回收罐(6)的入口与设置于所述液态冷媒出口与所述压缩机的吸气口之间管路上的第二连接点连接。

3.根据权利要求1所述的空调机组，其特征在于，还包括：

第一电磁阀(7)，位于所述冷媒入口和所述冷凝器(2)的冷媒出管之间的管路上；

第二电磁阀(8)，位于所述冷凝器(2)和所述第一连接点之间的管路上；

第三电磁阀(9)，位于所述冷媒入口和所述蒸发器(4)的冷媒出管之间的管路上。

4.根据权利要求2所述的空调机组，其特征在于，还包括：

第四电磁阀(10)，位于所述液态冷媒出口与所述第二连接点之间的管路上；

第五电磁阀(11)，位于所述气态冷媒出口和所述第一连接点之间的管路上；

第六电磁阀(12)，位于所述气态冷媒出口和所述压缩机的吸气口之间的管路上；

第七电磁阀(13)，位于所述蒸发器(4)和所述压缩机(1)之间的管路上；

第八电磁阀(14)，位于所述冷媒回收罐(6)和所述第二连接点之间的管路上；

第九电磁阀(15)，位于所述第二连接点和所述压缩机的吸气口之间的管路上。

5.根据权利要求1所述的空调机组，其特征在于，还包括：

冷凝器出口温度传感器(16)，位于所述冷凝器(2)的冷媒出口，用于检测冷凝器出口温度；

排气温度传感器(17)，位于所述压缩机(1)的排气口，用于检测所述压缩机的排气温度；

吸气温度传感器(18)，位于所述压缩机的吸气口，用于检测所述压缩机的吸气温度；

吸气压力传感器(19)，位于所述压缩机的吸气口，用于检测所述压缩机的吸气压力。

6.一种空调机组控制方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的空调机组，其特征在于，所述方法包括：

检测空调机组的运行工况；

根据所述运行工况控制空调机组的运行。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行工况至少包括：过热度、过冷度、排气温度和吸气压力；其中，所述过热度＝吸气温度-蒸发温度，所述过冷度＝冷凝器出口温度-冷凝温度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述运行工况控制空调机组的运行，包括：

在所述过热度小于预设过热度时，控制第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀和第九电磁阀关闭，并控制第二电磁阀、第三电磁阀和第六电磁阀开启，气液分离储液器用于实现气态冷媒和液态冷媒的分离。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述运行工况控制空调机组的运行，包括：

在所述过冷度大于预设过冷度时，控制第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第六电磁阀、第八电磁阀和第九电磁阀关闭，并控制第一电磁阀、第五电磁阀和第七电磁阀开启，气液分离储液器用于实现储存液态冷媒；

检测所述气液分离储液器中的液态冷媒的存储量；

在所述存储量达到预设存储量后，控制所述第四电磁阀和所述第八电磁阀开启，使所述气液分离储液器中的液体冷媒回收至冷媒回收罐中。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述运行工况控制空调机组的运行，包括：

在所述排气温度大于预设排气温度，且所述吸气压力小于预设压力时，控制第二电磁阀、第三电磁阀、第六电磁阀关闭，并控制第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀开启，气液分离储液器和冷媒回收罐中的冷媒补充至压缩机中。

11.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求6至10中任一项所述的空调机组控制方法。

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