CN114963415B - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

空调系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种空调系统及其控制方法,控制方法包括:获取室外环境温度、压缩机排气温度、排气过热度及停止运行时长;接收到压缩机的启动需求后,判断停止运行时长是否大于时长预设值、室外环境温度是否小于室外环境温度预设值;并在停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度小于室外环境温度预设值后,进一步判断电磁阀是否满足电磁阀启动条件;在停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度小于室外环境温度预设值,控制启动压缩机;压缩机启动后,在满足电磁阀启动条件时,控制开启电磁阀;或在满足任一电磁阀关闭条件时,控制关闭电磁阀。本发明增加了压缩机回油量并提升系统中的冷媒流量,精确控制压缩机的开启,提高系统能效。

Description

空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调器技术领域,具体为一种空调系统及其控制方法。
背景技术
空调机组在低温下长时间冷冻后,系统里的润滑油和制冷剂混合沉积在气液分离器中,当机器启动运行后,管道系统热起来需要比较长的时间,且气液分离器处于低温低压区域,热得更慢,润滑油和制冷剂分离时间长,往往导致压缩机回油量少,导致压缩机缺油磨损。另一方面,多联机空调系统中通常具有至少两个或两个以上室内换热器,在制热运行时,室内换热器作为冷凝器,室内换热器内部为高压状态,室内换热器的冷媒为液态,由于室内换热器冷媒容积之和较室外换热器的冷媒容积要大很多,可能造成空调系统内部冷媒不足。
因此,如何满足系统的回油及冷媒量,保证压缩机的运行可靠性,是目前亟需解决的技术问题。
发明内容
针对以上问题,本发明提供了一种空调系统及其控制方法,通过设置旁通管路快速加热气液分离器底部油温,加快压缩机润滑油和冷媒的分离,增加压缩机回油量并提升系统中的冷媒流量,提高系统的运行效果进一步结合压缩机的停止运行时长、室外环境温度控制压缩机的开启,保证压缩机润滑油和冷媒沉积混合后开启压缩机,避免频繁开启压缩机以及不必要的开机能耗,提高系统能效。
为解决上述问题,本发明提供一种空调系统,包括通过管路依次连接形成介质循环流路的压缩机、室外换热器、第一节流阀、室内换热器及气液分离器,气液分离器包括罐体、设于罐体内的内部盘管及旁通管路,内部盘管位于罐体的下部,内部盘管的进口端沿径向贯穿罐体的侧壁并延伸至罐体的外部,内部盘管的出口端位于罐体的内部,旁通管路的两端分别与进口端及压缩机的排气端连接,旁通管路上设有电磁阀,空调系统还包括:
室外环境温度获取模块,获取室外环境温度;
时间获取模块,获取压缩机的停止运行时长;
判断模块,接收到压缩机的启动需求后,判断压缩机的停止运行时长是否大于时长预设值、室外环境温度是否小于室外环境温度预设值;并在停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度小于室外环境温度预设值后,进一步判断是否满足电磁阀启动条件;控制模块,在停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度小于室外环境温度预设值,控制启动压缩机;在满足电磁阀启动条件时,控制开启电磁阀;及在满足任一电磁阀关闭条件时,控制关闭电磁阀。
根据该技术方案,压缩机排气端出口的高温高压冷媒通过进口端进入内部盘管,加热沉积在气液分离器内的液体冷媒及压缩机润滑油,通过出口端排出到罐体内进一步加热压缩机润滑油及液态冷媒,使得液体冷媒受热蒸发为气态冷媒,压缩机润滑油的粘度下降,加快了压缩机润滑油和冷媒的分离,提高了系统的回油量及回油效率,避免压缩机缺油磨损;且提高了循环流路中的冷媒量,提高空调系统的制冷或制热能力。当压缩机停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度低于预设值时,能够保证压缩机润滑油和冷媒沉积混合后开启压缩机,避免频繁开启压缩机以及不必要的开机能耗(如避免压缩机润滑油与冷媒未沉积混合情况下开启压缩机造成的能耗)。
本发明的可选技术方案中,还包括:压缩机排气温度获取模块,获取压缩机的排气温度;排气过热度获取模块,获取压缩机的排气过热度;电磁阀启动条件为:排气过热度小于过热度预设值且压缩机排气温度小于排气温度预设值;电磁阀关闭条件为:室外环境温度不小于规定温度、排气过热度不小于过热度预设值、压缩机排气温度不小于排气温度预设值中的任意一个。
根据该技术方案,结合压缩机排气温度和压缩机排气过热度判断空调系统是否已热起来,是否需要继续通过加热气液分离器使空调的管道系统热起来,以及使压缩机润滑油与冷媒分离,提高了电磁阀开启的控制精度;通过判断压缩机排气过热度、压缩机排气温度及室外环境温度任一条件是否高于对应预设值来关闭电磁阀,提高了电磁阀关闭的控制精度,根据空调系统的运行工况控制电磁阀开启和关闭提高了电磁阀的控制精度及系统的运行能效,保障系统的运行稳定性。
本发明的可选技术方案中,出口端朝向罐体的侧壁设置。
根据该技术方案,有利于防止沉积的制冷剂及压缩机润滑油飞溅。
本发明的可选技术方案中,旁通管路上串联有位于电磁阀与压缩机的排气端之间的毛细管。
根据该技术方案,毛细管用于降低压缩机出口的高温高压冷媒的压力,避免压差多大,避免产生冷媒和压缩机润滑油飞溅,毛细管尺寸需经过实验确定,形成一个闭合循环系统。
本发明的可选技术方案中,还包括四通阀,四通阀的四个接口分别与压缩机的排气端、室内换热器、室外换热器及气液分离器连通,四通阀用于控制介质在介质循环流路中的流向。
本发明另提供一种上述的空调系统的控制方法,包括以下步骤:
获取室外环境温度、压缩机排气温度、压缩机的排气过热度及所述压缩机的停止运行时长;
接收到压缩机的启动需求后,判断压缩机的停止运行时长是否大于时长预设值、室外环境温度是否小于室外环境温度预设值;并在停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度小于室外环境温度预设值后,进一步判断是否满足电磁阀启动条件;
在停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度小于室外环境温度预设值,控制启动压缩机;压缩机启动后,在满足电磁阀启动条件时,控制开启电磁阀;或在满足任一电磁阀关闭条件时,控制关闭电磁阀。
本发明的可选技术方案中,还包括:获取压缩机的排气温度、压缩机的排气过热度;在排气过热度小于过热度预设值且压缩机排气温度小于排气温度预设值,启动电磁阀;或在室外环境温度不小于规定温度、排气过热度不小于过热度预设值或压缩机排气温度不小于排气温度预设值,关闭电磁阀。
附图说明
图1为本发明实施方式中气液分离器的结构示意图。
图2为本发明实施方式中空调系统的局部硬件结构示意图。
图3为本发明实施方式中空调系统模块化的结构示意图。
图4为本发明实施方式中空调系统的控制方法的流程示意图。
附图标记:
压缩机1;室外换热器2;第一节流阀3;四通阀4;气液分离器5;罐体51;内部盘管52;进口端521;出口端522;电磁阀523;毛细管524;室外环境温度获取模块61;时间获取模块62;判断模块63;控制模块64;压缩机排气温度获取模块65;排气过热度获取模块66。
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。
请参阅图1、图2、图3所示,本发明提供一种空调系统,包括通过管路依次连接形成介质循环流路的压缩机1、室外换热器2、第一节流阀3、室内换热器(图中未示出)及气液分离器5,气液分离器5包括罐体51、设于罐体51内的内部盘管52及旁通管路,内部盘管52位于罐体51的下部,内部盘管52的进口端521沿径向贯穿罐体51的侧壁并延伸至罐体51的外部,内部盘管52的出口端522位于罐体51的内部,旁通管路的两端分别与进口端521及压缩机1的排气端连接,旁通管路上设有电磁阀523;空调系统还包括:
室外环境温度获取模块61,获取室外环境温度;时间获取模块62,获取压缩机1的停止运行时长;判断模块63,接收到压缩机1的启动需求后,判断压缩机1的停止运行时长是否大于时长预设值、室外环境温度是否小于室外环境温度预设值;并在停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度小于室外环境温度预设值后进一步判断是否满足电磁阀启动条件;控制模块64,在停止运行时长大于时长预设值,控制启动压缩机1;在满足电磁阀启动条件时,控制开启电磁阀523;在满足任一电磁阀关闭条件时,控制关闭电磁阀523。
通过上述方式,压缩机排气端出口的高温高压冷媒通过进口端进入内部盘管52,加热沉积在气液分离器5内的液体冷媒及压缩机润滑油,通过出口端排出到罐体内进一步加热压缩机润滑油及液态冷媒,使得液体冷媒受热蒸发为气态冷媒,压缩机润滑油的粘度下降,加快了压缩机润滑油和冷媒的分离,提高了系统的回油量及回油效率,避免压缩机1缺油磨损;且提高了循环流路中的冷媒量,提高空调系统的制冷或制热能力。当压缩机停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度低于预设值时,能够保证压缩机润滑油和冷媒沉积混合后开启压缩机1,避免频繁开启压缩机1以及不必要的开机能耗(如避免压缩机润滑油与冷媒未沉积混合情况下开启压缩机造成的能耗),提高了系统的运行能效。
本发明的优选实施方式中,空调系统还包括四通阀4,四通阀4的四个接口分别与压缩机1的排气端、室内换热器、室外换热器2及气液分离器5连通,四通阀4用于控制介质在介质循环流路中的流向。四通阀4及其结构作为本领域常见的空调系统配件,在此不再赘述。
本发明的具体实施例中,气液分离器5还包括冷媒进管53及冷媒出管54,冷媒进管53具有冷媒进口及冷媒出口,冷媒出口设于冷媒进管53的侧壁;冷媒出管54呈U形,冷媒出管54具有冷媒进口及冷媒出口,冷媒出管54的冷媒出口位于罐体51的外部,冷媒出管54的冷媒进口位于罐体51的内部并靠近冷媒进管53的出口,冷媒出管54的底部设有回油孔541,冷媒出管54靠近冷媒出管的出口处设有稳压孔。U形设计的冷媒出管54延长了冷媒在气液分离器5内的流动路径,使得冷媒在气液分离器5内能够被充分加热气化,提高系统中的冷媒流量。
本发明的优选实施方式中,空调系统还包括:压缩机排气温度获取模块65,获取压缩机1的排气温度;排气过热度获取模块66,获取压缩机1的排气过热度;电磁阀523启动条件为:满足排气过热度小于过热度预设值且压缩机排气温度小于排气温度预设值;电磁阀523关闭条件为:满足室外环境温度不小于规定温度、排气过热度不小于过热度预设值、压缩机1排气温度不小于排气温度预设值中的任意一个。
通过上述方式,结合压缩机排气温度和压缩机排气过热度判断空调系统是否已热起来,是否需要继续通过加热气液分离器5使空调的管道系统热起来,以及使压缩机润滑油与冷媒分离,提高了电磁阀523开启的控制精度,且能够及时对气液分离器5内的润滑油、冷媒进行加热,提高加热效率;通过判断压缩机排气过热度、压缩机排气温度及室外环境温度任一条件是否高于对应预设值来关闭电磁阀523,提高了电磁阀523关闭的控制精度、减少不必要的能耗,本发明实施方式根据空调系统的运行工况并综合考虑多种因素控制电磁阀523开启和关闭,提高了电磁阀523的控制精度及系统的运行能效,保障系统的运行稳定性。
本发明的优选实施方式中,室外环境温度预设值、压缩机排气温度预设值、排气过热度预设值及规定时间预设值均为常数,可以通过使空调系统在不同的室外环境温度下多次运行测定。
本发明的具体实施例中,室外环境温度获取模块61,压缩机排气温度获取模块65为均为温度传感器,排气过热度是压缩机排气管或冷凝器进口的温度和实际冷凝压力对应的饱和温度之间的温差,通过获取压缩机排气管温度及冷凝压力对应的饱和温度之间的温差获取排气过热度,排气过热度获取模块66可以为压力传感器及数据处理模块,数据处理模块将获取的压缩机排气温度与压力数据进行处理得到排气过热度。停止运行时长获取模块为计时器,在压缩机1停止运行时开始计时。
本发明的优选实施方式中,内部盘管52的进口端521通过焊接与罐体51的侧壁密封连接。进一步地,内部盘管52的出口端522朝向罐体51的侧壁设置,防止沉积的冷媒及压缩机润滑油飞溅。
本发明的优选实施方式中,旁通管路上串联有位于电磁阀523与压缩机1的排气端之间的毛细管524。毛细管524用于降低压缩机1出口的高温高压冷媒的压力,避免压差过大造成的冷媒和压缩机润滑油飞溅,毛细管524的尺寸需经过实验确定,形成一个闭合循环系统。
请参阅图4所示,对应于本发明的空调系统,本发明另提供一种上述的空调系统的控制方法,包括以下步骤:
获取室外环境温度、压缩机排气温度、压缩机1的排气过热度及压缩机1的停止运行时长;
接收到压缩机1的启动需求后,判断压缩机的停止运行时长是否大于时长预设值、室外环境温度是否小于室外环境温度预设值;并在停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度小于室外环境温度预设值后,进一步判断是否满足电磁阀启动条件;
在停止运行时长大于时长预设值且室外环境温度小于室外环境温度预设值,控制启动压缩机;压缩机启动后,在满足电磁阀启动条件时,控制开启电磁阀523;或在满足任一电磁阀关闭条件时,控制关闭电磁阀523。
本发明的优选实施方式中,还包括:获取压缩机1的排气温度、压缩机的排气过热度;在排气过热度小于过热度预设值且压缩机排气温度小于排气温度预设值,启动电磁阀523;或在室外环境温度不小于规定温度、排气过热度不小于过热度预设值或压缩机排气温度不小于排气温度预设值,关闭电磁阀523。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种空调系统,包括通过管路依次连接形成介质循环流路的压缩机、室外换热器、第一节流阀、室内换热器及气液分离器,所述气液分离器包括罐体、设于所述罐体内的内部盘管及旁通管路,所述内部盘管位于所述罐体的下部,所述内部盘管的进口端沿径向贯穿所述罐体的侧壁并延伸至所述罐体的外部,所述内部盘管的出口端位于所述罐体的内部,所述旁通管路的两端分别与所述进口端及所述压缩机的排气端连接,所述旁通管路上设有电磁阀,其特征在于,所述空调系统还包括:
室外环境温度获取模块,获取室外环境温度;
时间获取模块,获取所述压缩机的停止运行时长;
判断模块,接收到所述压缩机的启动需求后,判断所述压缩机的停止运行时长是否大于时长预设值、所述室外环境温度是否小于室外环境温度预设值;并在所述停止运行时长大于时长预设值且所述室外环境温度小于室外环境温度预设值后,进一步判断是否满足电磁阀启动条件;
控制模块,在所述停止运行时长大于时长预设值且所述室外环境温度小于室外环境温度预设值,控制启动所述压缩机;在满足电磁阀启动条件时,控制开启所述电磁阀;及在满足任一电磁阀关闭条件时,控制关闭所述电磁阀;
压缩机排气温度获取模块,获取所述压缩机的排气温度;
排气过热度获取模块,获取所述压缩机的排气过热度;
所述电磁阀启动条件为:所述排气过热度小于过热度预设值且所述压缩机排气温度小于排气温度预设值;
所述电磁阀关闭条件为:所述室外环境温度不小于规定温度、所述排气过热度不小于所述过热度预设值、所述压缩机排气温度不小于所述排气温度预设值中的任意一个。
2.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,所述出口端朝向所述罐体的侧壁设置。
3.根据权利要求1或2所述的空调系统,其特征在于,所述旁通管路上串联有位于所述电磁阀与所述压缩机的排气端之间的毛细管。
4.根据权利要求1或2所述的空调系统,其特征在于,还包括四通阀,所述四通阀的四个接口分别与所述压缩机的排气端、所述室内换热器、所述室外换热器及所述气液分离器连通,所述四通阀用于控制介质在所述介质循环流路中的流向。
5.一种如权利要求1至4中任一权利要求所述的空调系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取室外环境温度、压缩机排气温度、压缩机的排气过热度及所述压缩机的停止运行时长;
接收到所述压缩机的启动需求后,判断所述压缩机的停止运行时长是否大于时长预设值、所述室外环境温度是否小于室外环境温度预设值;并在所述停止运行时长大于时长预设值且所述室外环境温度小于室外环境温度预设值后,进一步判断是否满足电磁阀启动条件;
在所述停止运行时长大于时长预设值且所述室外环境温度小于室外环境温度预设值,控制启动所述压缩机;所述压缩机启动后,在满足电磁阀启动条件时,控制开启所述电磁阀;或在满足任一电磁阀关闭条件时,控制关闭所述电磁阀。
6.根据权利要求5所述的空调系统的控制方法,其特征在于,还包括:获取所述压缩机的排气温度、所述压缩机的排气过热度;
在所述排气过热度小于过热度预设值且所述压缩机排气温度小于排气温度预设值,启动所述电磁阀;或在所述室外环境温度不小于所述规定温度、所述排气过热度不小于所述过热度预设值或所述压缩机排气温度不小于所述排气温度预设值,关闭所述电磁阀。
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