CN116697478A - 空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调系统，包括：室外机，其具有压缩机、室外节流元件和第一换热器；一台或多台室内机，其具有室内节流元件和第二换热器；空调系统中的制冷剂回路环状地依次连接压缩机、第一换热器、室外节流元件、室内节流元件和第二换热器以使制冷剂循环；噪音抑制部，其可调节室外节流元件的开度，以使得室内节流元件入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内，其中设定干度区间包括与目标流动噪音对应的设定干度值；本发明可以有效抑制室内机制冷剂流动噪音，同时确保空调系统的正常运行，在空调效果和降噪效果之间达到平衡。

Description

空调系统
技术领域
本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种空调系统。
背景技术
多联机空调系统中设置有节流装置，节流装置通常选用电子膨胀阀，通过对电子膨胀阀开度的控制使得多联机空调系统在不同工况下达到不同的制冷或制热能力。通常，在运行制冷模式时，室外机中设置的电子膨胀阀工作在全开或者部分开度，通常不起到节流作用；各个室内机中设置的电子膨胀阀配置为进行节流降压；高温高压的制冷剂经过各个室内机中的电子膨胀阀节流变成低压两相制冷剂。电子膨胀阀上游和下游的制冷剂存在明显的压力差，高压差将制冷剂喷射出，进而辐射出噪音。这种制冷剂的流动噪音多为高频噪声或者间歇性噪声，人体对于这两种噪声非常敏感。当室内机运行在高风档位时，由于风机运行的″遮掩效应″，用户对制冷剂流动噪音听感较弱，而当室内风机工作在与睡眠模式匹配的低风档位或者静音档位时，流动噪音凸显，用户体验明显降低。
现有技术中通过不同手段降低制冷剂噪音，例如中国专利申请(CN112228972A)中所公开的方案：″多联机空调系统还包括：控制器，其被配置为控制第二换热器入口处的制冷剂干度x≠a，其中a为该制冷剂的压焓图中等干度线对应的等干度值。″，并进一步公开了：″控制制冷剂干度x≠a的方法为：获取制冷剂干度...若制冷剂干度×＝a，将所述室外风机的转速增加ΔR1，室外风机以当前转速运行时间t1...若制冷剂干度×＝a，将压缩机的转速降低ΔR2，室内节流元件开度保持不变，系统以室外风机的当前转速及压缩机的当前转速稳定运行时间t2...若制冷剂干度x＝a，则增加1次循环次数。″现有技术中控制干度的方法是通过提升室外风机的转速，增大室外机换热能力，进一步提升室外机液管过冷度以调节室内机换热器入口的干度，如果无法得到理想的干度，再降低压缩机的运行频率，从而降低系统中的制冷剂循环量，在风速不变的情况下，由于制冷剂循环量降低了，从而提升室外机冷媒过冷度。
上述方法是通过降低压缩机的频率，实际上是减少制冷剂的循环量达到调节干度以降低噪音的目的，也即牺牲了空调能力，并不能在降噪和空调效果之间达到平衡。同时，如果保持多个提升室外送风，降低压缩机的运行频率的循环，空调系统会出现无法正常运行的故障。
发明内容
针对现有技术通过降低压缩机的频率，也即减少制冷剂的循环量达到调节干度以降低噪音的目的，会牺牲空调能力，无法在降噪和空调效果之间达到平衡，且在多个提升室外送风，降低压缩机的运行频率的循环后，会引发空调系统的运行故障的问题，本申请设计并提供一种空调系统。
本申请一些实施例中，空调系统包括室外机，室外机具有压缩机、室外节流元件和第一换热器；空调系统还包括一台或多台室内机，室内机具有室内节流元件和第二换热器；空调系统中的制冷剂回路环状地依次连接压缩机、第一换热器、室外节流元件、室内节流元件和第二换热器以使制冷剂循环。
本申请一些实施例中，空调系统还包括噪音抑制部；噪音抑制部可调节室外节流元件的开度，以使得室内节流元件入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内，其中设定干度区间包括与目标流动噪音对应的设定干度值。
本申请一些实施例中，设定干度区间为目标流动噪音对应的设定干度值为中心的一个干度值范围。
本申请一些实施例中，设定干度区间为以目标流动噪音对应的设定干度值为边界值的一个干度值范围。
本申请一些实施例中，在调节室外节流元件的开度时，噪音抑制部配置为：在室内节流元件入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的上限阈值过大时，即高于设定干度区间的上限阈值时，噪音抑制部增大室外节流元件的开度，抑制部分液体制冷剂变为气体制冷剂，室内节流元件的入口处的干度降低，回落到设定干度区间内。
本申请一些实施例中，在调节室外节流元件的开度时，噪音抑制部配置为：在室内节流元件入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的下限阈值过小时，即低于设定干度区间的下限阈值时，噪音抑制部减小室外节流元件的开度，促进部分液体制冷剂变为气体制冷剂，室内节流元件的入口处的干度升高，回升设定干度区间内。
本申请一些实施例中，在调节室外节流元件的开度时，噪音抑制部配置为：在室内节流元件入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的上限阈值过大时，噪音抑制部先判定预调开度是否超过室外节流元件的最大可调开度；并在预调开度未超过室外节流元件的最大可调开度的条件下，执行增大室外节流元件的开度至预调开度的控制，确保室外节流元件的节流补偿功能在运行中稳定且不失效。
本申请一些实施例中，在室内节流元件入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的下限阈值过小时，噪音抑制部先判定预调开度是否低于室外节流元件的最小可调开度；并在预调开度不低于室外节流元件的最小可调开度的条件下，执行减小室外节流元件的开度至预调开度的控制，确保室外节流元件的节流补偿功能在运行中稳定且不失效。
本申请一些实施例中，在调节室外节流元件的开度时，噪音抑制部配置为：在预调开度大于等于室外节流元件的最大可调开度时，即使室内节流元件入口处的制冷剂干度偏离设定干度区间，也执行增大室外节流元件的开度至最大可调开度的控制，使得空调系统稳定运行的控制目标高于噪音抑制的控制目标，前者具有更高的优先级。
本申请一些实施例中，在调节室外节流元件的开度时，噪音抑制部配置为：在预调开度小于等于室外节流元件的最小可调开度时，即使室内节流元件入口处的制冷剂干度偏离设定干度区间，也执行减小室外节流元件的开度至最小可调开度的控制，使得空调系统稳定运行的控制目标高于噪音抑制的控制目标，前者具有更高的优先级。
本申请一些实施例中，在调节室外节流元件的开度时，噪音抑制部配置为：在室内节流元件入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的上限阈值过大时，噪音抑制部调用设定开度调节值，并基于设定开度调节值生成预调开度；并且判定预调开度是否超过室外节流元件的最大可调开度；并且在预调开度未超过室外节流元件的最大可调开度时，执行增大室外节流元件的开度至预调开度的控制。
本申请一些实施例中，噪音抑制部配置为循环执行上述过程直至预调开度超过室外节流元件的最大可调开度，或者室内节流元件入口处的制冷剂干度恢复至设定开度区间内，即采用一种更为平缓的调节方式，对空调系统整体运行的冲击小，可以有效避免空调系统运行产生明显波动。
本申请一些实施例中，在调节室外节流元件的开度时，噪音抑制部配置为：在室内节流元件入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的下限阈值过小时，噪音抑制部调用设定开度调节值，并基于设定开度调节值生成预调开度；并且判定预调开度是否低于室外节流元件的最小可调开度；并且在预调开度未超过室外节流元件的最小可调开度时，执行减小室外节流元件的开度至预调开度的控制。
本申请一些实施例中，噪音抑制部配置为循环执行上述过程直至预调开度低于室外节流元件的最小可调开度，或者室内节流元件入口处的制冷剂干度恢复至设定开度区间内，即采用一种更为平缓的调节方式，对空调系统整体运行的冲击小，可以有效避免空调系统运行产生明显波动。
本申请一些实施例中，噪音抑制部配置为基于第一换热器出口的实时压力、第一换热器下游的实时温度获取第一换热器出口处的焓值，且在等焓节流的条件下，基于室内节流元件入口处的温度以及第一换热器出口处的焓值在制冷剂压焓图中获取室内节流元件入口处的制冷剂干度，通过此种方式所计算出的室内节流元件的入口处的实时制冷剂干度是准确的，控制准确性相较于现有技术明显提升。
本申请一些实施例中，噪音抑制部配置为可调节室外节流元件的开度，以使得室内节流元件入口处的制冷剂干度保持在与目标流动噪音对应的设定干度值。
本申请一些实施例中，设定干度值λ属于0＜λ＜0.03。
本申请一些实施例中，噪音抑制部配置为在室内风机低于设定转速运行时，可调节室外节流元件的开度，以使得室内节流元件入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内，其中设定干度区间包括与目标流动噪音对应的设定干度值。
在本申请一些实施例中，噪音抑制部配置为在室内风机低于设定转速运行时，可调节室外节流元件的开度，以使得所述室内节流元件入口处的制冷剂干度保持在与目标流动噪音对应的设定干度值。
在本申请一些实施例中，设定转速对应室内风机的低风档位。
在本申请一些实施例中，设定转速对应室内风机的静音档位。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本实施方式所提供的空调系统中的噪音抑制部，通过调节室外节流元件的开度以使得室内节流元件的入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内，以抑制室内机制冷剂流动噪音，调节开度后的室外节流元件从现有的、完全不起节流作用变为分担一部分室内节流元件的节流功能，对室内节流元件的节流功能进行补偿，确保空调系统的正常运行，在空调效果和降噪效果之间达到平衡。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一些实施例所提供的空调系统的制冷循环示意图；
图2为本发明一些实施例所提供的空调系统的压焓图；
图3为本发明一些实施例所提供的空调系统中室内电子膨胀阀入口处压力与制冷剂流动噪音的对应关系；
图4为本发明所提供的空调系统在使用状态下的制冷剂流动噪音与现有技术在使用状态下的制冷剂流动噪音的对比；
图5为本发明一些实施例所提供的空调系统中噪声抑制部的流程图；
图6为本发明一些实施例所提供的空调系统中噪声抑制部的流程图；
图7为本发明一些实施例所提供的空调系统中噪声抑制部的流程图；
图8为本发明一些实施例所提供的空调系统中噪声抑制部的流程图；
图9为本发明一些实施例所提供的空调系统中噪声抑制部的流程图；
图10为本发明一些实施例所提供的空调系统中噪声抑制部的流程图；
图11为本发明一些实施例所提供的空调系统的制冷循环示意图；
图12为本发明一些实施例所提供的空调系统中噪声抑制部的流程图；
图13为本发明一些实施例所提供的空调系统中噪声抑制部的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语″中心″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″、″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，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，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。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申请中的具体含义。
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之″上″或之″下″可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征″之上″、″上方″和″上面″包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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″包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
针对现有技术通过降低压缩机的频率，也即减少制冷剂的循环量达到调节干度以降低噪音的目的，存在牺牲空调能力，无法在降噪和空调效果之间达到平衡，且在多个提升室外送风，降低压缩机的运行频率的循环后，会引发空调系统的运行故障的问题，如图1所示，本申请的一些实施方式设计并提供一种空调系统。
图1是空调系统中制冷循环的结构图。
空调系统是通过使用压缩机2、冷凝器、节流装置和蒸发器来执行空调系统的制冷循环的系统。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，对室内空间进行制冷或制热。
从原理角度，低温低压制冷剂进入压缩机2，压缩机2压缩成高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
节流装置使在冷凝器中冷凝形成的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在节流装置中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机2。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调系统可以调节室内空间的温度。
空调系统的室外机是指制冷循环的包括压缩机2和第一换热器3的部分，空调系统的室内机置于空调房间内，也称室内机(如图1中7-1和7-2所示)，包括第二换热器8。在本申请的一些实施方式中，室内机的数量可以是多个。在室外机中设置有室外节流元件4，在室内机中分别设置有室内节流元件12。例如在本实施例中，每一台室内机分别配套设置一个室内电子膨胀阀，同时室外机中可设置有室外电子膨胀阀。制冷剂回路环状地依次连接压缩机2、第一换热器3、室外节流元件4、室内节流元件12和第二换热器8以使制冷剂循环。制冷剂回路还包括截止阀(5、10)、制冷剂配管(6、9)等部件。
第二换热器8和第一换热器3用作冷凝器或蒸发器。当第二换热器8用作冷凝器时，空调系统用作制热模式的加热器，当第二换热器8用作蒸发器时，空调系统用作制冷模式的冷却器。
在一种可选的实施方式中，室外机中可设置一台压缩机2或多台压缩机2，通过变频装置向工作状态的压缩机2供给交流电。当变频装置的输出频率发生变化时，压缩机2的转速发生变化，实现不同的空调能力。
室外机中还设置有室外风机和四通阀11。在此之外，还可以设置气液分离器1、毛细管、油分离器等其它常规零部件。气液分离器1是用于使制冷剂进行气液分离的壳状部件，通常设置于压缩机2的吸入侧。第一换热器3配置为使得流经其内部换热管路的制冷剂与室外风机引导空气(或者其它介质)之间进行换热的换热器。室外风机可以为轴流室内风机、贯流室内风机或者其它可选的室内风机形式，通常设置于第一换热器3附近。四通阀11是根据空调系统的运转模式来切换制冷剂流向的阀，即在制冷模式下，压缩机2的排出侧经四通阀11等管路连接第一换热器3的一端，压缩机2的吸入侧经由四通阀11等管路连接第二换热器8的一端，由此，第一换热器3作为冷凝器而发挥功能，而第二换热器8作为蒸发器而发挥功能。类似的，在制热模式下，压缩机2的排出侧经由四通阀11、配管连接到第二换热器8的一端，压缩机2的吸入侧经由四通阀11等配管连接到第一换热器3的一侧，由此，第二换热器8作为冷凝器而发挥功能，而第一换热器3作为蒸发器而发挥功能。
油分离器用于分离压缩机2排出的制冷剂中的润滑油，通常设置于压缩机2的排出侧，油分离器分离出的润滑油可以通过管路引导至气液分离器1。
室外机中设置有室外控制电路。室外控制电路通常设置于封闭性能良好的电器盒中。室外控制电路包括处理器、存储单元、输入\输出接口、通信接口等元器件。处理器可以是专用处理器、中央处理单元(CPU)等。处理器可以访问存储单元以执行在存储单元中存储的指令或应用程序以实现相关功能。存储单元可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器。输入\输出接口可以与设置于室外机中的各类传感器通信连接，以接收设置于室外机中的各类传感器的检测值。
在一种可选的实施方式中，室内机可以采用独立的送风结构，例如采用壁挂式送风结构、落地式送风结构、风管式送风结构、或者内嵌于天花板中的送风结构等等。送风结构包括壳体，壳体具有吸入空气的回风口，和将换热后的空气送入空调房间的送风口。
在一种可选的实施方式中，室内机匹配对应设置有线控器，线控器固定安装于空调房间的墙壁上。线控器上设置有供输入设定温度、运转模式的操作界面以及显示空调房间实时温度、空调系统运行状态的显示界面。
在一种可选的实施方式中，室内机匹配对应设置有遥控器，遥控器与室内机通信连接，遥控器上设置有供输入设定温度、运转模式的按键，以及显示空调房间实时温度、空调系统运行状态的显示界面。
在一种可选的实施方式中，室内机匹配对应设置有移动控制终端，移动控制终端与室内机通信连接，移动控制终端具有应用界面，可以通过应用界面输入设定温度、运转模式并显示空调房间实时温度或者运行状态。
在一种可选的实施方式中，移动控制终端可以是计算机、平板电脑、智能手机、可穿戴设备等。
室内机中设置有室内机控制电路，室内机控制电路优选设置有室内控制器。室内控制器构造为驱动室内风机工作、在显示面板上显示各项参数、人机交互、接收、处理各种传感器的采样信号以及实现必要的通信功能。
室内机控制电路也包括存储单元、处理器、输入/输出接口、通信接口等电性元器件。
存储单元可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器。存储单元配置为存储与室内机至少一个元器件相关联的指令或数据，例如存储应用程序。示例性的，应用程序可以为通过室内风机的不同转速的档位调节空调房间的温度。室内处理器可以是专用处理器、中央处理单元(CPU)等。室内处理器可以访问存储单元以执行在存储单元中所存储的指令以实现相关功能。通信接口可以是支持不同的无线通信协议的软件接口，例如WiFi、蓝牙等。室内机控制电路上通常设置有电源电路，以提供12V和5V电压。
如图1所示，空调系统还包括噪音抑制部13。噪音抑制部13配置为可调节室外节流元件4的开度，以使得室内节流元件12的入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内，其中设定干度区间包括与目标流动噪音对应的设定干度值。
参照图1至图3对本发明的原理进行介绍，以制冷模式为例(也即下文中的方向均参考制冷模式下制冷剂的流动路径定义)，在运行时，空调系统中的室内节流元件12(为便于描述以电子膨胀阀为例，在下文中记为室内电子膨胀阀)，即室内电子膨胀阀起主要的节流降压作用，将高压制冷剂节流为低压两相制冷剂，喷射产生制冷剂流动噪音；尤其当室内电子膨胀阀局部产生压降时，会导致制冷剂压力脉动，而噪声(或者异音)的本质即为压力脉动，压力脉动越剧烈，制冷剂流动噪音越剧烈。理论上，室内电子膨胀阀的入口处，也即室内电子膨胀阀前为液体制冷剂时(制冷剂有过冷度，如图1中C点位置所示)，微观下流体单位时间的压力脉动与单元质点振速呈二次方关系，满足下式：其中P1为流体局部压降，v为质点振速，t为时间。而噪声声压与质点振速为一次方关系，满足下式：其中ρ为流体介质密度，p为声压。与上述情况对应的，理论上，室内电子膨胀阀的入口处，也即室内电子膨胀阀前为气液两相制冷剂时，其局部压降为干度与截面含气率强相关函数，可以用下式表示：/>其中f(x(t))为干度函数，f(α(t))为截面含气率，在上式中P1和p1均为流体局部压降，不区分大小写。
通过上述三式可以看出，室内电子膨胀阀产生的制冷剂流动噪音并非取决于单一参数，仅降低室内电子膨胀阀入口处的压力无法抑制室内电子膨胀阀产生的制冷剂流动噪音。参考图2的压焓图(压焓图与图1的示意图对应)，基于等焓节流控制，在图中室内电子膨胀阀入口处(也即室内电子膨胀阀前或者说上游)的C点、D1点、D2点、D3点，制冷剂的压力呈现由高到低的变化趋势；而室内电子膨胀阀出口处的压力不变，如图2中E点所示。图3为空调系统中室内电子膨胀阀入口处压力与制冷剂流动噪音的对应关系，可以看出，当室内电子膨胀阀入口处的制冷剂压力降低到D1点对应的压力时，室内电子膨胀阀入口处的制冷剂处于临界点；在C点对应的压力降低至D1点对应的压力的过程中，决定节流喷射噪音(也即用户听到的制冷剂流动噪音)的主要参数为室内电子膨胀阀的阀前后压差，所以D1点的噪音明显低于C点；随着压力的变化，制冷剂的干度也会发生变化，在D1点之后，在干度达到某一个特定值时，例如图3中，当干度X＝λ时，出现目标流动噪音点D2，即最小流动噪音点D2。在D2点之后，在D2点对应的压力降低至D4点对应的压力的过程中，随着室内电子膨胀阀入口处的冷媒干度加大，决定节流喷射噪音(也即制冷剂流动噪音)的主要参数由室内电子膨胀阀的阀前后压差变为干度与截面含气率。随着压力的变化，制冷剂流动噪音在D2点之后呈现明显的上升状态，甚至在D4点超过C点的噪音分贝。也即，制冷剂干度大于一定值时产生的制冷剂流动噪音会大于无干度的、稳定运行的机组。图3呈现的噪音变化规律与理论推算的结论一致。在图3中，λ、δ、γ均为大于0的常数，在本发明一些可选的实施方式中0＜λ＜0.03、0.8＜δ＜0.11、0.14＜γ＜0.18。
在获得上述规律之后，在制冷剂回路中的各个部件、制冷剂类型和操作温度范围确定时，可以在实验条件下测得与目标流动噪音对应的设定干度值，例如上述示例所示的D2点，干度满足X＝λ，也即目标流动噪音对应的设定干度值为λ。而通过调节室外节流元件4的开度，则可以使得室内节流元件12的入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内。在本申请一些可选的实施方式中，设定干度区间为包含目标流动噪音对应的设定干度值的一个小的数值区间，例如以目标流动噪音对应的设定干度值为中心的一个干度值范围，或者是以目标流动噪音对应的设定干度值为边界值的一个干度值范围，设定干度区间中的任意干度值对应的流动噪音均不超过D1点的制冷剂流动噪音；当室内节流元件12的入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内时，制冷剂的流动噪音略大于目标流动噪音或等于目标流动噪音，制冷剂流动噪音得到有效抑制。
本实施方式所提供的空调系统中的噪音抑制部13，通过调节室外节流元件4的开度以使得室内节流元件12的入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内，以抑制室内机制冷剂流动噪音，调节开度后的室外节流元件4从现有的、完全不起节流作用变为分担一部分室内节流元件12的节流功能，对室内节流元件12的节流功能进行补偿，确保空调系统的正常运行，在空调效果和降噪效果之间达到平衡。如图4所示，经过实际测试，本发明所提供的空调系统中的制冷剂流动噪音得到明显抑制。
如图5所示，在本申请一些可选的实施方式中，噪音抑制部13在调节室外节流元件4(以室外电子膨胀阀为例，也可以是其它的可以调节开度的阀元件)的开度时，首先判断室内节流元件12的入口处的制冷剂干度是否相对于设定干度区间的上限阈值过大(如图6中步骤S101所示)，例如，噪音抑制部13判定室内节流元件12的入口处的制冷剂干度是否高于设定干度区间的上限阈值，如果高于设定干度区间的上限阈值，则推定室内节流元件12的入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的上限阈值过大，噪音抑制部13执行增大室外节流元件4的开度的控制(如图6中步骤S102所示)，抑制部分液体制冷剂变为气体制冷剂，室内节流元件12的入口处的干度降低，回落到设定干度区间内。噪音抑制部13对应判断室内节流元件12的入口处的制冷剂干度是否相对于设定干度区间的下限阈值过小(如图6中步骤S103所示)，例如，噪音抑制部13判定室内节流元件12的入口处的制冷剂干度是否低于设定干度区间的下限阈值，如果低于设定干度区间的下限阈值，则推定室内节流元件12的入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的下限阈值过小，噪音抑制部13执行减小室外节流元件4的开度的控制(如图6中步骤S104所示)，促进部分液体制冷剂变为气体制冷剂，室内节流元件12的入口处的干度升高，回升设定干度区间内。如果推定室内节流元件12的入口处的制冷剂干度在设定干度区间内，则不执行对室外节流元件4的开度的调节(如图6中步骤S105所示)，室外节流元件4维持初始开度或者上一个调节周期的开度(对于室外电子膨胀阀来说，维持相应的步数)。
如图6所示，在本申请一些可选的实施方式中，噪音抑制部13在调节室外节流元件4的开度时，首先判断室内节流元件12的入口处的制冷剂干度是否相对于设定干度区间的上限阈值过大(如图7中步骤S201所示)，例如，噪音抑制部13判定室内节流元件12的入口处的制冷剂干度是否高于设定干度区间的上限阈值，如果高于设定干度区间的上限阈值，则推定室内节流元件12的入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的上限阈值过大。噪音抑制部13进一步判断预调开度是否超过室外节流元件4的最大可调开度(如图7中步骤S202所示)，预调开度可以是一个设定的经验值，也可以是如下文中所介绍的算法计算的开度值。噪音抑制部13在预调开度未超过室外节流元件4的最大可调开度的条件下，执行增大室外节流元件4的开度至预调开度的控制(如图7中步骤S203所示)。
如图7所示，在本申请一些可选的实施方式中，噪音抑制部13在调节室外节流元件4的开度时，首先判断室内节流元件12的入口处的制冷剂干度是否相对于设定干度区间的下限阈值过小(如图8中步骤S204所示)，例如，噪音抑制部13判定室内节流元件12的入口处的制冷剂干度是否低于设定干度区间的下限阈值，如果低于设定干度区间的下限阈值，则推定室内节流元件12的入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的下限阈值过小。噪音抑制部13进一步判断预调开度是否低于室外节流元件4的最小可调开度(如图8中步骤S205所示)，预调开度可以是一个设定的经验值，也可以是如下文所介绍的算法计算的开度值。噪音抑制部13在预调开度不低于室外节流元件4的最小可调开度的条件下，执行减小室外节流元件4的开度至预调开度的控制(如图8中步骤S206所示)。
图6和图7的控制方法可以确保室外节流元件4的节流补偿功能在运行中稳定且不失效。
更具体的说，如图8所示，在调节室外节流元件4的开度时，噪音抑制部13更具体地配置为：在预调开度超过室外节流元件4的最大可调开度或者与室外节流元件4的最大可调开度相等时，即使室内节流元件12的入口处的制冷剂干度偏离设定干度区间，执行增大室外节流元件4的当前开度至最大可调开度的控制(如图8中步骤S308所示)。也即，当预调开度超过室外节流元件4的最大可调开度时，空调系统稳定运行的控制目标高于噪音抑制的控制目标，切换使得前者具有更高的优先级。
对应的，进一步参考图8，在调节室外节流元件4的开度时，噪音抑制部13更具体地配置为：在预调开度低于室外节流元件4的最小可调开度或者与室外节流元件4的最小可调开度相等时，即使室内节流元件12的入口处的制冷剂干度偏离设定干度区间，执行减小室外节流元件4的当前开度至最小可调开度的控制(如图8中步骤S309所示)。也即，当预调开度低于室外节流元件4的最小可调开度时，空调系统稳定运行的控制目标高于噪音抑制的控制目标，切换使得前者具有更高的优先级。
以下对一些实施方式提供的预调开度的计算方法进行介绍。以室外电子膨胀阀为例，在调节室外节流元件4的开度时，噪音抑制部13配置为：在室内节流元件12的入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的上限阈值过大时，噪音抑制部13调用设定开度调节值，例如一个确定的调节步数，并基于设定开度调节值生成预调开度；例如，预调开度可以为当前调节周期的开度和设定开度调节值之和，也可以为当前调节周期的开度以及校正设定开度调节值之和，校正设定开度调节值可以是设定开度调节值和调节系数的乘积，调节系数可以是常数。噪音抑制部13配置为进一步判定计算出的预调开度是否超过室外节流元件4的最大可调开度；并且在计算出的预调开度未超过室外节流元件4的最大可调开度时，执行增大室外节流元件4的开度至预调开度的控制；噪音抑制部13配置为循环执行上述过程直至预调开度超过室外节流元件4的最大可调开度，或者直至室内节流元件12的入口处的制冷剂干度恢复至设定开度区间内。基于设定开度调节值生成预调开度可以提供一种更为平缓的调节方式，对空调系统整体运行的冲击小，可以有效避免空调系统运行产生明显波动。
对应的，以室外电子膨胀阀为例，在调节室外节流元件4的开度时，在室内节流元件12的入口处的制冷剂干度相对于设定干度区间的下限阈值过小时，噪音抑制部13调用设定开度调节值，例如一个确定的调节步数，并基于设定开度调节值生成预调开度；例如，预调开度可以为当前调节周期的开度和设定开度调节值之差，也可以为当前调节周期的开度以及校正设定开度调节值之差，校正设定开度调节值可以是设定开度调节值和调节系数的乘积，调节系数可以是常数。噪音抑制部13配置为进一步判定计算出的预调开度是否低于室外节流元件4的最小可调开度；并且在计算出的预调开度未超过室外节流元件4的最小可调开度时，执行减小室外节流元件4的开度至预调开度的控制；噪音抑制部13配置为循环执行上述过程直至预调开度低于室外节流元件4的最小可调开度，或者直至室内节流元件12的入口处的制冷剂干度恢复至设定开度区间内。基于设定开度调节值生成预调开度可以提供一种更为平缓的调节方式，对空调系统整体运行的冲击小，可以有效避免空调系统运行产生明显波动。
室内节流元件12的入口处的制冷剂干度可以采用现有技术中的常规技术手段获得，也可以基于实际工况由制冷技术相关的软件求得。在本申请的一些实施方式中，提供一种更为优选的，可以准确地获得室内节流元件12的入口处的实时制冷剂干度的方法。如图9所示，噪音抑制部13配置为基于第一换热器3出口的实时压力、第一换热器3下游的实时温度获取第一换热器3出口处的焓值。根据制冷剂的压焓图，在第一换热器3出口的实时压力、第一换热器3下游的实时温度确定时，可以得到压焓图中唯一确定的一点，进而即可以查找出第一换热器3出口处的焓值。
进一步的，在等焓节流的条件下，基于室内节流元件12的入口处的温度以及第一换热器3出口处的焓值可以在制冷剂压焓图中获取室内节流元件12的入口处的制冷剂干度。具体来说，同样根据制冷剂的压焓图，在室内节流元件12的入口处的温度、第一换热器3出口处的焓值确定，且在等焓节流的条件下，可以得到压焓图中位移确定的一点，进而即可以查找出室内节流元件12的入口处的制冷剂干度。
由于第一换热器3出口的实时压力、第一换热器3下游的实时温度以及室内节流元件12的入口处的温度均为实时的实测值，所计算出的室内节流元件12的入口处的实时制冷剂干度是准确的。现有技术中用于计算干度的压力值为估算值，但用于估算的参数因为换热器内部工况的不同偏差较大，无法准确估算气液两相的制冷剂占比，所计算的干度精确度无法满足降噪的需要。本发明的控制准确性相较于现有技术明显提升。
其中第一换热器3出口的实时压力由液管压力传感器Pe检测，第一换热器3下游的实时温度由液管温度传感器Te检测，室内节流元件12的入口处的温度由温度传感器TL2检测。
本发明的另一个实施例也公开一种空调系统。在相同的硬件架构的基础上，噪音抑制部13配置为可调节室外节流元件4的开度，以使得室内节流元件12的入口处的制冷剂干度保持在目标流动噪音对应的设定干度值，也即保持在与最小流动噪音点D2对应的设定干度值。更具体地说，设定干度值为λ。当室内节流元件12的入口处的制冷剂干度高于设定干度值时，噪音抑制部13执行增大室外节流元件4的开度的控制，抑制室外节流元件4的节流作用；当室内节流元件12的入口处的制冷剂干度低于设定干度值时，噪音抑制部13执行减小室外节流元件4的开度的控制，提高室外节流元件4的节流作用。也即通过调节室外节流元件4开度，进一步调节室内节流元件12的入口处的制冷剂状态，使得经过室内节流元件12的制冷剂处于与目标流动噪音对应的状态。
本实施例所提供的空调系统在噪音抑制部13工作时可以处于长期稳定状态，压缩机2运行频率、室外风机风速、室内风机风速均保持原有的、用户设定的算法模式不变，通过控制将之前全部由室内节流元件12实现的节流功能，由室内节流元件12和室外节流元件4共同执行，降低室内节流元件12形成的制冷剂流动噪音，系统可以保持长时间稳定运行，不影响制冷、制热性能和运行稳定性。
如图10所示，以制冷模式为例，将一个噪音抑制部13对室外电子膨胀阀一个完整的调节周期进行介绍。制冷模式开始运行(如图10中步骤S401所示)，设定室外电子膨胀阀EVO的初始开度为EVO(0)，设定室内电子膨胀阀EVI的初始开度为EVI(0)(如图10中步骤S402所示)，判断室内电子膨胀阀入口处的干度(用X表示)是否大于等于设定干度值，即判断是否有X≥λ(如图10中步骤S403所示)；如果是，则进一步判断下一个调节周期的预调开度EVO(n+1)是否小于最大可调开度EVOmax，即判断是否有EVO(n+1)＜EVOmax，其中n为调节周期的序数(如图10中步骤S408所示)；如果是，则执行增大室外电子膨胀阀的开度至预调开度的控制，即有EVO(n+1)＝EVO(n)+ΔEVO，其中EVO(n)为当前调节周期的室外电子膨胀阀的开度，ΔEVO为设定开度调节值(如图10中步骤S409所示)。调节完毕后，调节周期的序数n加1(如图10中步骤S406所示)；如果否，则下一个调节周期的室外电子膨胀阀的开度EVO(n+1)为最大可调开度EVOmax(如图10中步骤S410所示)。
如果不满足X≥λ，则进一步判断下一个调节周期的预调开度EVO(n+1)是否大于最小可调开度EVOmin，即判断是否有EVO(n+1)＞EVOmin；如果是，则执行减小室外电子膨胀阀的开度至预调开度的控制，即有EVO(n+1)＝EVO(n)-ΔEVO(如图10中步骤S405所示)，调节完毕后，调节周期的序数n加1(如图10中步骤S406所示)；如果否，则下一个调节周期的室外电子膨胀阀的开度EVO(n+1)为最小可调开度EVOmin(如图10中步骤S407所示)。在本申请一些可选的实施方式中，ΔEVO为总开度的0.1％-10％。
本发明的另一个实施例也公开一种空调系统。在相同的硬件架构的基础上，如图11所示，噪音抑制部13配置为在室内风机(如图11中13-1和13-2所示)低于设定转速运行时，例如运行在低风档位或者静音档位时自动开始工作，即调节所述室外节流元件4的开度，以使得所述室内节流元件12的入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内，其中所述设定干度区间包括与目标流动噪音对应的设定干度值(如图12中步骤S601和步骤S602所示)。或者调节所述室外节流元件4的开度，以使得所述室内节流元件12的入口处的制冷剂干度保持在与目标流动噪音对应的设定干度值。当室内风机退出低风档位或者静音档位运行时，空调系统可以恢复正常模式运行(如图13中步骤S701和步骤S702所示)。这样，当室内风机工作在高风档位或者中风档位时，空调系统可以切换回传统的工作模式，室外节流元件4恢复到不节流或者微节流的状态，仅有室内节流元件12作为节流装置工作，达到节能的效果。
当基于用户的使用习惯，空调系统中处于运行状态的室内机数量较多时，室外机中也可以增加室外节流元件4的数量，以确保噪音抑制部13的控制可以使于每一台室内机中的制冷剂流动噪音得到有效抑制。
在本发明中，噪音抑制部可以由室外控制电路和/或室内控制电路实现。
在上述实施方式的描述中，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权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.空调系统，包括：
室外机，所述室外机具有压缩机、室外节流元件和第一换热器；
一台或多台室内机，所述室内机具有室内节流元件和第二换热器；
制冷剂回路，所述制冷剂回路环状地依次连接所述压缩机、所述第一换热器、所述室外节流元件、所述室内节流元件和所述第二换热器以使制冷剂循环；
其特征在于，还包括：
噪音抑制部，所述噪音抑制部配置为可调节所述室外节流元件的开度，以使得所述室内节流元件入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内，其中所述设定干度区间包括与目标流动噪音对应的设定干度值。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，
在调节所述室外节流元件的开度时，所述噪音抑制部配置为：
在所述室内节流元件入口处的制冷剂干度高于所述设定干度区间的上限阈值时，所述噪音抑制部增大所述室外节流元件的开度；
在所述室内节流元件入口处的制冷剂干度低于所述设定干度区间的下限阈值时，所述噪音抑制部减小所述室外节流元件的开度。
3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，
在调节所述室外节流元件的开度时，所述噪音抑制部配置为：
在所述室内节流元件入口处的制冷剂干度高于所述设定干度区间的上限阈值时，所述噪音抑制部先判定预调开度是否超过所述室外节流元件的最大可调开度；并在所述预调开度未超过所述室外节流元件的最大可调开度的条件下，执行增大所述室外节流元件的开度至所述预调开度的控制；
在所述室内节流元件入口处的制冷剂干度低于所述设定干度区间的下限阈值时，所述噪音抑制部先判定预调开度是否低于所述室外节流元件的最小可调开度；并在所述预调开度不低于所述室外节流元件的最小可调开度的条件下，执行减小所述室外节流元件的开度至所述预调开度的控制。
4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，
在调节所述室外节流元件的开度时，所述噪音抑制部配置为：
在所述预调开度大于或等于所述室外节流元件的最大可调开度时，即使所述室内节流元件入口处的制冷剂干度偏离所述设定干度区间，也执行增大所述室外节流元件的开度至最大可调开度的控制。
5.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，
在调节所述室外节流元件的开度时，所述噪音抑制部配置为：
在所述预调开度小于或等于所述室外节流元件的最小可调开度时，即使所述室内节流元件入口处的制冷剂干度偏离所述设定干度区间，也执行减小所述室外节流元件的开度至最小可调开度的控制。
6.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，
在调节所述室外节流元件的开度时，所述噪音抑制部配置为：
在所述室内节流元件入口处的制冷剂干度高于所述设定干度区间的上限阈值时，所述噪音抑制部调用设定开度调节值，并基于所述设定开度调节值生成预调开度；并且判定所述预调开度是否超过所述室外节流元件的最大可调开度；并且在所述预调开度未超过所述室外节流元件的最大可调开度时，执行增大所述室外节流元件的开度至所述预调开度的控制；所述噪音抑制部配置为循环执行上述过程直至所述预调开度超过所述室外节流元件的最大可调开度，或者所述室内节流元件入口处的制冷剂干度恢复至所述设定开度区间内。
7.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，
在调节所述室外节流元件的开度时，所述噪音抑制部配置为：
在所述室内节流元件入口处的制冷剂干度低于所述设定干度区间的下限阈值时，所述噪音抑制部调用设定开度调节值，并基于所述设定开度调节值生成预调开度；并且判定所述预调开度是否低于所述室外节流元件的最小可调开度；并且在所述预调开度未超过所述室外节流元件的最小可调开度时，执行减小所述室外节流元件的开度至所述预调开度的控制；所述噪音抑制部配置为循环执行上述过程直至所述预调开度低于所述室外节流元件的最小可调开度，或者所述室内节流元件入口处的制冷剂干度恢复至所述设定开度区间内。
8.根据权利要求1至7任一项所述的空调系统，其特征在于，
所述噪音抑制部配置为基于所述第一换热器出口的实时压力、所述第一换热器下游的实时温度获取所述第一换热器出口处的焓值，且在等焓节流的条件下，基于所述室内节流元件入口处的温度以及所述第一换热器出口处的焓值在制冷剂压焓图中获取所述室内节流元件入口处的制冷剂干度。
9.空调系统，包括：
室外机，所述室外机具有压缩机、室外节流元件和第一换热器；
一台或多台室内机，所述室内机具有室内节流元件和第二换热器；
制冷剂回路，所述制冷剂回路环状地依次连接所述压缩机、所述第一换热器、所述室外节流元件、所述室内节流元件和所述第二换热器以使制冷剂循环；
其特征在于，还包括：
噪音抑制部，所述噪音抑制部配置为可调节所述室外节流元件的开度，以使得所述室内节流元件入口处的制冷剂干度保持在与目标流动噪音对应的设定干度值。
10.空调系统，包括：
室外机，所述室外机具有压缩机、室外节流元件和第一换热器；
一台或多台室内机，所述室内机具有室内风机、室内节流元件和第二换热器；
制冷剂回路，所述制冷剂回路环状地依次连接所述压缩机、所述第一换热器、所述室外节流元件、所述室内节流元件和所述第二换热器以使制冷剂循环；
其特征在于，还包括：
噪音抑制部，所述噪音抑制部配置为在所述室内风机低于设定转速运行时，可调节所述室外节流元件的开度，以使得所述室内节流元件入口处的制冷剂干度保持在设定干度区间内，其中所述设定干度区间包括与目标流动噪音对应的设定干度值；
或者，所述噪音抑制部配置为在所述室内风机低于设定转速运行时，可调节所述室外节流元件的开度，以使得所述室内节流元件入口处的制冷剂干度保持在与目标流动噪音对应的设定干度值。
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