CN117167860A - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调系统及其控制方法。空调系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器、过冷器、热水发生器和过冷节流阀。冷凝器设置在压缩机和蒸发器之间。过冷器设置在冷凝器和蒸发器之间。过冷器的第一端与冷凝器连接。过冷器的第二端与蒸发器连接。热水发生器包括冷媒管。冷媒管的第一端与压缩机连接，冷媒管的第二端与过冷器的第二端连接。过冷节流阀用于控制过冷器的过冷度。在空调系统处于制冷模式，过冷节流阀的当前开度被配置为根据冷媒管的第二端输出的冷媒的温度进行调节。本发明实施例有效避免冷媒管输出的冷媒的温度过高而引起的室内机的冷媒过冷度不足的问题，进而改善噪音问题。

Description

空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调系统及其控制方法。

背景技术

两联供的空调系统既具有高效的制冷除湿能力(空调器)，又具有供热能力(地暖供热)，成为近年来非常受欢迎的产品。空调系统可以同时给室内制冷以及供热水的原理是，压缩机输出高温高压冷媒，一部分高温高压冷媒通过热水发生器为冷水加热以提供热水，另一部分高温高压冷媒通过冷凝器冷凝并进入到蒸发器蒸发吸热以制冷。

与现有的空调器相比，空调系统增加热水发生器。且在相关技术中，热水发生器与冷凝器集成设置在室外机内。在夏季制冷时，热水发生器并不使用，为了避免冷媒存积，热水发生器的膨胀阀会开一定小开度，这会导致系统过冷度不足引起的内机噪音问题。

在此需要说明的是，该背景技术部分的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，并不必然构成现有技术。

发明内容

本发明提供一种空调系统及其控制方法，以降低内机噪音。

本发明第一方面提供一种空调系统，包括：

压缩机；

蒸发器；

冷凝器，设置在压缩机和蒸发器之间；

过冷器，设置在冷凝器和蒸发器之间，过冷器的第一端与冷凝器连接，过冷器的第二端与蒸发器连接；

热水发生器，包括冷媒管，冷媒管的第一端与压缩机连接，冷媒管的第二端与过冷器的第二端连接；和

过冷节流阀，用于控制过冷器的过冷度，在空调系统处于制冷模式，过冷节流阀的当前开度被配置为根据冷媒管的第二端输出的冷媒的温度进行调节。

在一些实施例中，过冷节流阀的当前开度被配置为与冷媒管的第二端输出的冷媒的温度正相关。

在一些实施例中，过冷节流阀的当前开度被配置为根据冷媒管的第二端输出的冷媒的温度、冷凝器输出的冷媒的温度、过冷器输出的冷媒的温度以及压缩机的吸气过热度进行调节。

在一些实施例中，过冷节流阀的当前开度是开度初始值和开度调节量的和，其中，开度初始值被配置为根据冷凝器输出的冷媒的温度和过冷器输出的冷媒的温度之间的差值获得，开度调节量被配置为根据冷凝器输出的冷媒的温度和过冷器输出的冷媒的温度之间的差值、压缩机的吸气过热度、冷媒管的第二端输出的冷媒温度以及过冷器输出的冷媒的温度获得。

在一些实施例中，开度调节量的计算公式为：△S＝T1-T2*α+β*T3-T12，其中，T1指的是冷凝器输出的冷媒温度和过冷器输出的冷媒温度之间的差值，T2指的是压缩机的吸气过热度，T3指的是冷媒管的第二端输出的冷媒温度，T12指的是过冷器50输出的冷媒的温度，α和β为常数。

在一些实施例中，空调系统还包括控制器，控制器与过冷节流阀信号连接，且控制器被配置为根据冷媒管的第二端输出的冷媒的温度、冷凝器输出的冷媒的温度、过冷器输出的冷媒的温度以及压缩机的吸气过热度对过冷节流阀的开度进行调节。

在一些实施例中，空调系统还包括与冷媒管的第一端连接的高压气管，高压气管上设置有高压气管阀。

在一些实施例中，空调系统还包括阀组件，压缩机通过阀组件与冷凝器、热水发生器以及蒸发器连接，且阀组件动作以控制空调系统在制冷模式和制热模式之间切换。

在一些实施例中，阀组件包括第一四通阀和第二四通阀，第一四通阀的第一阀口与压缩机的排气口连接，第一四通阀的第二阀口与冷凝器连接，第一四通阀的第三阀口和第四阀口与压缩机的吸气口连接，第二四通阀的第一阀口与压缩机的排气口连接，第二四通阀的第二阀口和第三阀口与压缩机的吸气口连接，第二四通阀的第四阀口与蒸发器连接。

本发明第二方面提供一种基于上述空调系统的空调系统的控制方法，包括如下步骤：

获取冷媒管的第二端输出的冷媒的温度；

根据冷媒管的第二端输出的冷媒的温度调节过冷节流阀的当前开度。

基于本发明提供的技术方案，空调系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器、过冷器、热水发生器和过冷节流阀。冷凝器设置在压缩机和蒸发器之间。过冷器设置在冷凝器和蒸发器之间。过冷器的第一端与冷凝器连接。过冷器的第二端与蒸发器连接。热水发生器包括冷媒管。冷媒管的第一端与压缩机连接，冷媒管的第二端与过冷器的第二端连接。过冷节流阀用于控制过冷器的过冷度。在空调系统处于制冷模式，过冷节流阀的当前开度被配置为根据冷媒管的第二端输出的冷媒的温度进行调节。本发明实施例的空调系统将冷媒管输出的冷媒的温度纳入到对过冷节流阀的开度进行调节的控制参数内，这样在对过冷节流阀的开度进行调节时就考虑到了热水发生器的冷媒管输出的冷媒的温度，有效避免冷媒管输出的冷媒的温度过高而引起的室内机的冷媒过冷度不足的问题，进而改善噪音问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一些实施例的空调系统的结构示意图。

图2为本发明另一些实施例的空调系统的结构示意图。

图3为本发明一些实施例的空调系统的控制方法的步骤图。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参考图1，在一些实施例中，空调系统包括压缩机10、冷凝器40、过冷器50、热水发生器60和蒸发器。压缩机10的排气口与冷凝器40连接，冷凝器40与过冷器50的第一端连接，过冷器50的第二端与蒸发器连接。热水发生器60包括冷媒管120。冷媒管120的第一端与压缩机10连接，冷媒管120的第二端与过冷器50的第二端连接。热水发生器60、过冷器50和冷凝器40集成设置在室外机。蒸发器设置在室内机。

在制热模式，压缩机10输出的高温高压冷媒，一部分直接进入到室内机散热，另一部分进入到热水发生器60内加热其水管内的水，加热水以后的冷媒与从室内换热器输出的冷媒一起进入到室外换热器进行蒸发，并回到压缩机10内。可见，在制热模式时，热水发生器是处于使用状态的，因此冷媒的流通是正常的。

在制冷模式，压缩机10输出的高温高压冷媒，一部分直接进入到室外机的冷凝器进行冷凝。在制冷模式时，热水发生器60是不使用的，但是为了防止冷媒存积，会控制热水发生器60的与压缩机20连接的冷媒管120处于接通状态。而在本申请的实施例中，冷媒管120的第二端与过冷器50的第二端连接，也就是说高温高压的气态冷媒会通过冷媒管120流入到蒸发器内。然而过冷器50的第二端输出的为经过冷凝以及过冷的液态冷媒，这样当气态冷媒与液态冷媒同时输入到室内机时会发生撞击而引起噪音。

为了改善以上问题以降低室内机的噪音，参考图1，本发明实施例提供一种空调系统，包括压缩机10、蒸发器、冷凝器40、过冷器50、热水发生器60和过冷节流阀82。冷凝器40设置在压缩机10和蒸发器之间。过冷器50设置在冷凝器40和蒸发器之间。过冷器50的第一端与冷凝器40连接。过冷器50的第二端与蒸发器连接。热水发生器60包括水管90和冷媒管120。冷媒管120的第一端与压缩机10连接，冷媒管120的第二端与过冷器50的第二端连接。过冷节流阀82用于控制过冷器50的过冷度。在空调系统处于制冷模式，过冷节流阀82的当前开度被配置为根据冷媒管120的第二端输出的冷媒的温度进行调节。

本发明实施例的空调系统将冷媒管120输出的冷媒的温度纳入到对过冷节流阀82的开度进行调节的控制参数内，这样在对过冷节流阀82的开度进行调节时就考虑到了热水发生器60的冷媒管120输出的冷媒的温度，有效避免冷媒管120输出的冷媒的温度过高而引起的室内机的冷媒过冷度不足的问题，进而改善噪音问题。

在一些实施例中，过冷节流阀82的当前开度被配置为与冷媒管120的第二端输出的冷媒的温度正相关。也就是说冷媒管120的第二端输出的冷媒的温度越高，过冷节流阀82的开度则设置得越大，以使得经过过冷器50冷却后的冷媒的过冷度较大，这样当冷媒管120输出的气态冷媒与过冷器50输出的液态冷媒混合时，由于过冷器50输出的液态冷媒的过冷度较高，可以使冷媒管120输出的气态冷媒发生液化，这样在进入室内机时都是以液态冷媒的形式进入，进而降低噪音。

在一些实施例中，过冷节流阀82的当前开度与冷媒管120的第二端输出的冷媒的温度和过冷器50输出的冷媒的温度之间的差值正相关。也就是说，冷媒管120的第二端输出的冷媒的温度和过冷器50输出的冷媒的温度之间的差值越大，则过冷节流阀82的开度设置得越大。

在一些实施例中，过冷节流阀82的当前开度被配置为根据冷媒管的第二端输出的冷媒的温度、冷凝器40输出的冷媒的温度、过冷器50输出的冷媒的温度进行调节以及压缩机10的吸气过热度进行调节。

在一些实施例中，过冷节流阀82的当前开度是开度初始值和开度调节量的和，其中，开度初始值根据冷凝器40输出的冷媒的温度和过冷器50输出的冷媒的温度之间的差值获得。开度调节量根据冷凝器40输出的冷媒的温度和过冷器50输出的冷媒的温度之间的差值、压缩机的吸气过热度、冷媒管的第二端输出的冷媒温度以及过冷器50输出的冷媒的温度获得。

在一些实施例中，开度调节量的计算公式为：△S＝T1-T2*α+β*T3-T12，其中，T1指的是冷凝器40输出的冷媒温度和过冷器50输出的冷媒温度之间的差值，T2指的是压缩机的吸气过热度，T3指的是冷媒管的第二端输出的冷媒温度，T12指的是过冷器50输出的冷媒的温度，α和β为常数。而且α和β为正数。

在一些实施例中，空调系统还包括控制器。控制器与过冷节流阀82信号连接，且控制器被配置为根据冷媒管的第二端输出的冷媒的温度、冷凝器40输出的冷媒的温度、过冷器50输出的冷媒的温度进行调节以及压缩机10的吸气过热度对过冷节流阀82的开度进行控制。

在一些实施例中，空调系统还包括与冷媒管120的第一端连接的高压气管，高压气管上设置有高压气管阀83。

在一些实施例中，空调系统还包括阀组件30，压缩机10通过阀组件30与冷凝器40、热水发生器60以及蒸发器连接，且阀组件动作以控制空调系统在制冷模式和制热模式之间切换。

如图3所示，本发明实施例还提供一种空调系统的控制方法，包括如下步骤：

S310，获取冷媒管120的第二端输出的冷媒的温度；

S320，根据冷媒管120的第二端输出的冷媒的温度调节过冷节流阀82的当前开度。

本发明实施例的空调系统的控制方法通过获取热水发生器的冷媒管120的第二端输出的冷媒的温度，并根据该温度对过冷节流阀的当前开度进行调节，这样在对过冷节流阀82的开度进行调节时就考虑到了热水发生器60的冷媒管120输出的冷媒的温度，有效避免冷媒管120输出的冷媒的温度过高而引起的室内机的冷媒过冷度不足的问题，进而改善噪音问题。

下面根据图1和图2对本发明两个具体实施例的空调系统的结构和工作过程进行详细说明。

如图1所示，本实施例的空调系统包括压缩机10、油分离器20、阀组件30、冷凝器40、过冷器50、热水发生器60和气液分离器70。

压缩机10的吸气口与气液分离器70连接。且压缩机10的排气口与气液分离器70之间设置有低压传感器87。压缩机10的排气口与油分离器20连接。且压缩机10的排气口与油分离器20之间设置有高压开关80。

油分离器20与阀组件30连接。阀组件30具有第一控制口、第二控制口、第三控制口、第四控制口和第五控制口。其中，油分离器20与阀组件30的第一控制口连接。阀组件30的第二控制口与冷凝器40连接，阀组件30的第三控制口与气液分离器70连接，阀组件30的第四控制口与热水发生器60连接。阀组件30的第五控制口与蒸发器图中未示出的出气口连接，且阀组件30的第五控制口与蒸发器的出气口之间设置有气管阀85。

在一些实施例中，如图2所示，阀组件30包括第一四通阀31和第二四通阀32。第一四通阀31具有第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，第一四通阀31的第一阀口与油分离器20连接，第一四通阀31的第二阀口与冷凝器40连接，第一四通阀31的第三阀口和其第四阀口均与气液分离器70连接。第二四通阀32也具有第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口。第二四通阀32的第一阀口与油分离器20连接，第二四通阀32的第二阀口和第三阀口均与气液分离器70连接。第二四通阀32的第四阀口与蒸发器的出气口通过气管阀85连接。

本实施例的空调系统还包括与阀组件30的第四控制口连接的高压气管，高压气管上设置有高压气管阀83。

冷凝器40通过冷凝管与蒸发器的进液口连接。冷凝管上依次设置有冷凝节流阀81、过冷器50以及液管阀84。过冷器50用于将冷凝器40冷凝后的液体进行再冷却，使其温度低于冷凝压力下的饱和温度。

本实施例的空调系统还包括过冷节流阀82。过冷节流阀82的进口与过冷器50的第一端连接，过冷节流阀82的出口与阀组件30的第三控制口连接。

空调系统还包括设置在冷凝器40与过冷器50之间的冷凝节流阀81。冷凝节流阀81的两端并联连接有压力调节阀89。

热水发生器60包括水管90和冷媒管120。水管具有进水口91和出水口92。冷媒管120的第一端与阀组件30的第四控制口连接。冷媒管120的第二端与过冷器50的第二端连接。冷媒管120上设置有热水节流阀80。本实施例的空调系统将冷媒管120的第二端连接到过冷器50的第二端，这样可将热水发生器60集成设置在室外机内进而使空调系统的结构更加紧凑，体积更小。

将热水发生器60集成设置在室外机内，但是在夏季制冷时热水发生器60一般是不使用的。为了避免冷媒囤积，热水节流阀80一般需要保持一定的开度，这就使得冷媒管120向过冷器50的第二端输送高温高压的冷媒气体，这样使得高温高压的冷媒气体和过冷器50输出的冷媒液体在室内机内发生碰撞而造成过冷度不足引起的内机噪音问题。

为了改善以上问题，本实施例将冷媒管120的第二端连接在过冷器50的第二端，此时经过过冷的冷媒会与冷媒管120的第二端输出的冷媒混合进入室内机，因为本申请的发明人提出将冷媒管120的第二端输出的冷媒的温度加入到对过冷节流阀82的开度控制的参数里，冷媒管120的第二端输出的冷媒的温度越高，则过冷节流阀82的开度越大，进而提高过冷器50的过冷度，以改善因过冷度不足而引起的内机噪音问题。

具体地，过冷节流阀82的当前开度＝原开度+开度变化量△S。

△S＝fT1，T2，T3，其中，T1＝T₁₁-T₁₂。T₁₁指的是冷凝器输出的冷媒的温度，T₁₂指的是过冷器50输出的冷媒的温度。T2为吸气过热度。T3为热水发生器的冷媒管120输出的冷媒的温度。

在一个具体实施例中，△S＝T1-T2*α+β*T3-T₁₂，α、β均为正数。

在一些实施例中，过冷节流阀82的原开度S＝f，f为以T1为参数的递减函数。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种空调系统，其特征在于，包括：

压缩机(10)；

蒸发器；

冷凝器(40)，设置在所述压缩机(10)和所述蒸发器之间；

过冷器(50)，设置在所述冷凝器(40)和所述蒸发器之间，所述过冷器(50)的第一端与所述冷凝器(40)连接，所述过冷器(50)的第二端与所述蒸发器连接；

热水发生器(60)，包括冷媒管(120)，所述冷媒管(120)的第一端与所述压缩机(10)连接，所述冷媒管(120)的第二端与所述过冷器(50)的第二端连接；和

过冷节流阀(82)，用于控制所述过冷器(50)的过冷度，在所述空调系统处于制冷模式，所述过冷节流阀(82)的当前开度被配置为根据所述冷媒管(120)的第二端输出的冷媒的温度进行调节。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述过冷节流阀(82)的当前开度被配置为与所述冷媒管(120)的第二端输出的冷媒的温度正相关。

3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述过冷节流阀(82)的当前开度被配置为根据所述冷媒管(120)的第二端输出的冷媒的温度、所述冷凝器(40)输出的冷媒的温度、所述过冷器(50)输出的冷媒的温度以及所述压缩机(10)的吸气过热度进行调节。

4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述过冷节流阀(82)的当前开度是开度初始值和开度调节量的和，其中，所述开度初始值被配置为根据所述冷凝器(40)输出的冷媒的温度和所述过冷器(50)输出的冷媒的温度之间的差值获得，所述开度调节量被配置为根据所述冷凝器(40)输出的冷媒的温度和所述过冷器(50)输出的冷媒的温度之间的差值、所述压缩机的吸气过热度、所述冷媒管的第二端输出的冷媒温度以及所述过冷器(50)输出的冷媒的温度获得。

5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述开度调节量的计算公式为：△S＝T1-T2*α+β*T3-T₁₂，其中，T1指的是所述冷凝器(40)输出的冷媒温度和所述过冷器(50)输出的冷媒温度之间的差值，T2指的是所述压缩机的吸气过热度，T3指的是冷媒管(120)的第二端输出的冷媒温度，T₁₂指的是过冷器50输出的冷媒的温度，α和β为常数。

6.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括控制器，所述控制器与所述过冷节流阀(82)信号连接，且所述控制器被配置为根据所述冷媒管(120)的第二端输出的冷媒的温度、所述冷凝器(40)输出的冷媒的温度、所述过冷器(50)输出的冷媒的温度以及所述压缩机(10)的吸气过热度对所述过冷节流阀(82)的开度进行调节。

7.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括与所述冷媒管(120)的第一端连接的高压气管，所述高压气管上设置有高压气管阀(83)。

8.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括阀组件(30)，所述压缩机(10)通过所述阀组件(30)与所述冷凝器(40)、所述热水发生器(60)以及所述蒸发器连接，且所述阀组件动作以控制所述空调系统在制冷模式和制热模式之间切换。

9.根据权利要求8所述的空调系统，其特征在于，所述阀组件(30)包括第一四通阀(31)和第二四通阀(32)，所述第一四通阀(31)的第一阀口与所述压缩机(10)的排气口连接，所述第一四通阀(31)的第二阀口与所述冷凝器(40)连接，所述第一四通阀(31)的第三阀口和第四阀口与所述压缩机(10)的吸气口连接，所述第二四通阀(32)的第一阀口与所述压缩机(10)的排气口连接，所述第二四通阀(32)的第二阀口和第三阀口与所述压缩机(10)的吸气口连接，所述第二四通阀(32)的第四阀口与所述蒸发器连接。

10.一种基于权利要求1所述的空调系统的空调系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取所述冷媒管(120)的第二端输出的冷媒的温度；

根据所述冷媒管(120)的第二端输出的冷媒的温度调节所述过冷节流阀(82)的当前开度。