CN209214138U

CN209214138U - 空调系统

Info

Publication number: CN209214138U
Application number: CN201822062053.2U
Authority: CN
Inventors: 郑波; 汤康; 吕如兵; 梁祥飞; 庄嵘
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2019-08-06
Anticipated expiration: 2028-12-07

Abstract

本实用新型提供了一种空调系统。空调系统包括依次设置在同一回路上的压缩机、冷凝器、第一节流元件、第二节流元件以及蒸发器；所述空调系统还包括：闪发器，所述闪发器安装在所述第一节流元件和所述第二节流元件之间的管道上，所述压缩机包括相互独立的第一气缸和第二气缸，所述第一气缸与所述冷凝器连通，所述第二气缸与所述闪发器连通；吸气温度Ts检测元件；排气温度Td检测元件；冷凝温度Tc检测元件；冷出温度Tc_o检测元件；中间温度Ti检测元件；蒸发温度Te检测元件；室外环境温度Tout检测元件和室内环境温度Tin检测元件。本实用新型能够解决现有技术中的空调系统的并行和并联控制复杂的问题。

Description

空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调系统。

背景技术

空调系统中的并行压缩技术是指两个独立的压缩腔(气缸)分别从低压(蒸发器)和中压(闪发器)吸气，分别完成压缩后混合。由于两个压缩过程相互独立，与单机双级压缩相比，并行压缩技术在实现双级压缩的补气功能的同时避免了单机双级压缩中的混合损失、流动损失，提高了压缩机单体效率及整机能效水平。

并行压缩系统存在两种运行模式，分别是辅缸从中压(闪发器)吸气和低压(蒸发器)吸气，辅缸从中压(闪发器)吸气时形成并行压缩，实现双级压缩补气功能，辅缸从低压(蒸发器)吸气时形成并联压缩，避免了压差小或低负荷情况下从中压吸气没有补气效果且可能因补气带液量大造成辅缸液击的风险。

在现有技术中，通过在闪发器、主缸吸气口和辅缸吸气口之间设置切换阀门实现并行和并联的切换，控制过程复杂。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种空调系统，以解决现有技术中的空调系统的并行和并联控制复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种空调系统，包括依次设置在同一回路上的压缩机、冷凝器、第一节流元件、第二节流元件以及蒸发器；所述空调系统还包括：闪发器，所述闪发器安装在所述第一节流元件和所述第二节流元件之间的管道上，所述压缩机包括相互独立的第一气缸和第二气缸，所述第一气缸与所述冷凝器连通，所述第二气缸与所述闪发器连通；吸气温度Ts检测元件，所述吸气温度Ts检测元设置在所述第一气缸的吸气口处；排气温度Td检测元件，所述排气温度Td检测元件设置在所述压缩机排气口处；冷凝温度Tc检测元件，所述冷凝温度Tc检测元件设置在所述冷凝器的中部；冷出温度Tc_o检测元件，所述冷出温度Tc_o检测元件设置在所述冷凝器的出口端；中间温度Ti检测元件，所述中间温度Ti检测元件设置在所述闪发器和所述第二气缸之间的管道上；蒸发温度Te检测元件，所述蒸发温度Te检测元件设置在所述蒸发器中部；室外环境温度Tout检测元件和室内环境温度Tin检测元件，所述室外环境温度Tout检测元件用于检测室外环境温度，所述室内环境温度Tin检测元件用于检测室内环境温度；所述空调系统包括并行压缩模式和并联压模式，所述空调系统根据所述吸气温度Ts检测元件、所述排气温度Td检测元件、所述冷凝温度Tc检测元件、所述冷出温度Tc_o检测元件、所述中间温度Ti检测元件、所述蒸发温度Te检测元件、所述室外环境温度Tout检测元件和所述室内环境温度Tin检测元件的检测结果对所述第一节流元件和所述第二节流元件的开度进行控制以使所述空调系统在所述并行压缩模式和所述并联压模式之间切换。

进一步地，所述第一节流元件为第一电子膨胀阀。

进一步地，所述第二节流元件为第二电子膨胀阀。

进一步地，所述吸气温度Ts检测元件、所述排气温度Td检测元件、所述冷凝温度Tc检测元件、所述冷出温度Tc_o检测元件、所述中间温度Ti检测元件、所述蒸发温度Te检测元件、所述室外环境温度Tout检测元件和所述室内环境温度Tin检测元件均为温度传感器。

应用本实用新型的技术方案，在以往的结构中，是通过控制控制阀来使得空调系统使得空调系统在并行压缩模式和并联压缩模式之间进行切换的，而在本申请中，无需设置控制阀，当需要进行并行压缩模式和并联压缩模式之间进行切换时，空调系统的控制器根据吸气温度Ts检测元件、排气温度Td检测元件、冷凝温度Tc检测元件、冷出温度Tc_o检测元件、中间温度Ti检测元件、蒸发温度Te检测元件、室外环境温度Tout检测元件和室内环境温度Tin检测元件的检测结构进行计算，进而对第一节流元件和第二节流元件的开度进行控制，进而对闪发器和蒸发器内的冷媒的压力进行控制，进而使得空调系统在并行压缩模式和并联压缩模式之间进行切换，实现各运行模式下系统快速达到稳定，能够达到高效运行的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本实用新型的空调系统的连接关系图；

图2示意性示出了本实用新型的压缩机内的两个气缸的连接关系图；以及

图3示意性示出了本实用新型的空调系统的压焓图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、压缩机；11、第一气缸；12、第二气缸；20、冷凝器；30、第一节流元件；40、第二节流元件；50、闪发器；60、蒸发器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要注的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

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实用新型的范围。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，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。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。

参见图1至图3所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种空调系统，本实施例中的空调系统包括依次设置在同一回路上的压缩机10、冷凝器20、第一节流元件30、第二节流元件40以及蒸发器60。

本实施例中的空调系统还包括闪发器50、吸气温度Ts检测元件(图中未示出)、排气温度Td检测元件(图中未示出)、冷凝温度Tc检测元件(图中未示出)、冷出温度Tc_o检测元件(图中未示出)、中间温度Ti检测元件(图中未示出)、蒸发温度Te检测元件(图中未示出)、室外环境温度Tout检测元件(图中未示出)和室内环境温度Tin检测元件(图中未示出)。

其中，闪发器50安装在第一节流元件30和第二节流元件40之间的管道上，压缩机10包括相互独立的第一气缸11和第二气缸12，第一气缸11与冷凝器20连通，第二气缸12与闪发器50连通；吸气温度Ts检测元设置在第一气缸11的吸气口处，用于检测第一气缸11的吸气温度Ts；排气温度Td检测元件设置在压缩机10排气口处，用于检测压缩机10的排气温度Td；冷凝温度Tc检测元件设置在冷凝器20的中部，用于检测冷凝器20的冷凝温度Tc；冷出温度Tc_o检测元件设置在冷凝器20的出口端，用于检测冷凝器20的冷出温度Tc_o；中间温度Ti检测元件设置在闪发器50和第二气缸12之间的管道上，用于检测闪发器50和第二气缸12之间的管道的中间温度Ti；蒸发温度Te检测元件设置在蒸发器60中部，用于检测蒸发器60的蒸发温度Te；室外环境温度Tout检测元件用于检测室外环境温度，室内环境温度Tin检测元件用于检测室内环境温度。

根据上述的实施例可以知道，本实施例中的空调系统中没有设置控制阀，空调系统在实际运行的过程中具有并行压缩模式和并联压缩模式，这里的并行压缩机模式是指闪发器50压力＝k(Pc*Pe)^0.5，k(0.1～1)为系数，Pc为冷凝压力，Pe为蒸发压力时压缩机10进行的压缩的工作模式，并联压缩模式是指闪发器50压力略高于蒸发压力时压缩机10进行的压缩的工作模式。

在以往的结构中，是通过控制控制阀来使得空调系统使得空调系统在并行压缩模式和并联压缩模式之间进行切换的，而在本申请中，无需设置控制阀，当需要进行并行压缩模式和并联压缩模式之间进行切换时，空调系统的控制器根据吸气温度Ts检测元件、排气温度Td检测元件、冷凝温度Tc检测元件、冷出温度Tc_o检测元件、中间温度Ti检测元件、蒸发温度Te检测元件、室外环境温度Tout检测元件和室内环境温度Tin检测元件的检测结构进行计算，进而对第一节流元件30和第二节流元件40的开度进行控制，进而对闪发器50和蒸发器60内的冷媒的压力进行控制，进而使得空调系统在并行压缩模式和并联压缩模式之间进行切换，实现各运行模式下系统快速达到稳定，且高效运行的目的。

优选地，本实施例中的第一节流元件30为第一电子膨胀阀，当然，在本实用新型的其他实施例中，还可以将第一节流元件30设置为毛细管等结构，只要是在本实用新型的构思下的其他变形方式，均在本实用新型的保护范围之内。

对应地，本实施例中的第二节流元件40为第二电子膨胀阀，当然，在本实用新型的其他实施例中，还可以将第二节流元件40设置为毛细管等结构，只要是在本实用新型的构思下的其他变形方式，均在本实用新型的保护范围之内。

优选地，本实施例中的吸气温度Ts检测元件、排气温度Td检测元件、冷凝温度Tc检测元件、冷出温度Tc_o检测元件、中间温度Ti检测元件、蒸发温度Te检测元件以及室外环境温度Tout检测元件和室内环境温度Tin检测元件均为温度传感器，结构简单，便于进行温度检测。

实际工作时，空调系统包括并行压缩模式和并联压模式，空调系统根据吸气温度Ts检测元件、排气温度Td检测元件、冷凝温度Tc检测元件、冷出温度Tc_o检测元件、中间温度Ti检测元件、蒸发温度Te检测元件以及室外环境温度Tout检测元件和室内环境温度Tin检测元件的检测结果对第一节流元件30和第二节流元件40的开度进行控制以使空调系统在并行压缩模式和并联压模式之间切换，实现各运行模式下系统快速达到稳定，且高效运行的目的。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调系统的控制方法，该空调系统的控制方法采用上述实施例中的空调系统实现，空调系统的控制方法包括：

当空调系统的控制器接收到用户开机指令后，对用户设定模式及设定温度进行判断，当室内环境温度Tin与设定温度T设的差值满足开机条件后，压缩机10启动，然后根据室内环境温度Tin与设定温度T设的差值以及当前室外环境温度Tout确定压缩机10目标运行频率F目标，当目标运行频率高于预设值F_设时，第一节流元件30和第二节流元件40的开度按照并行压缩模式进行调节，当目标运行频率低于预设值F_设时，第一节流元件30和第二节流元件40的开度按照并联压缩模式进行调节。

具体而言，F_设按如下公式确定：F_设＝b₁Tout+b₂Tin+b₃，其中，b₁、b₂和b₃均为常数，这里的常数通过实验拟合得到，具体可以根据空调系统在不同条件下运动进行实验拟合得到。

当空调系统处于并行压缩模式下时，第一节流元件30和第二节流元件40的启动控制如下：

当F_目标>F_设时，第一节流元件30调节至初始开度P11，第二节流元件40调节至初始开度P21，t1时间后，例如90s、180s或者360s后，第一节流元件30以冷凝器20出口过冷度ΔTc_o为控制目标参数，并根据该冷凝器20出口过冷度ΔTc_o与目标值ΔTc_s的差值确定第一节流元件30的调节方向和调节量；第二节流元件40以排气温度Td为控制目标参数，并根据该排气温度Td与目标值Td_s的差值确定第二节流元件40的调节方向和调节量，其中，冷凝器20出口过冷度ΔTc_o为冷凝温度Tc与冷出温度Tc_o的差值。

当空调系统处于并联压缩模式下时，第一节流元件30和第二节流元件40的启动控制如下：

当F_目标<F_设时，第一节流元件30调节至初始开度P12，第二节流元件40调节至初始开度P22，t3时间后，例如90s、180s或者360s后，第二节流元件40以中间温度Ti与蒸发温度Te的差值ΔTie为控制目标参数，并根据ΔTie值与目标值ΔTie_s的差值确定第二节流元件40的调节方向和调节量；第一节流元件30以排气温度Td为控制目标参数，并根据排气温度Td与目标值Td_s的差值确定第一节流元件30的调节方向和调节量，其中，ΔTie_s为0至10℃。

在本实用新型的其他实施例中，当空调系统处于并行压缩模式下时，第一节流元件30和第二节流元件40的启动控制还可以如下：

当F_目标>F_设时，第一节流元件30调节至初始开度P11，第二节流元件40先调节至初始开度P21，t1时间后，例如90s、180s或者360s后，第一节流元件30以冷凝器20出口过冷度ΔTc_o为控制目标参数，并根据该冷凝器20出口过冷度ΔTc_o与目标值ΔTc_s的差值确定第一节流元件30的调节方向和调节量；第二节流元件40以吸气过热度ΔTs为控制目标参数，并根据吸气过热度ΔTs与目标值ΔTs_s的差值确定第二节流元件40的调节方向和调节量，其中，冷凝器20出口过冷度ΔTc_o为冷凝温度Tc与冷出温度Tc_o的差值，ΔTs为吸气温度Ts与蒸发温度Te的差值，ΔTs_s为0至5℃。

当F_目标<F_设时，第一节流元件30调节至初始开度P12，第二节流元件40调节至初始开度P22，t3时间后，例如90s、180s或者360s后，第二节流元件40以中间温度Ti与蒸发温度Te的差值ΔTie为控制目标参数，并根据ΔTie值与目标值ΔTie_s的差值确定第二节流元件40的调节方向和调节量；第一节流元件30以吸气过热度ΔTs为控制目标参数，并根据该吸气过热度ΔTs与目标值ΔTs_s的差值确定第一节流元件30的调节方向和调节量，其中，ΔTs为吸气温度Ts与蒸发温度Te的差值，ΔTs_s为0至5℃，ΔTie_s为0至10℃。

上述的冷凝器20出口过冷度目标值ΔTc_s与排气温度Td有关，其中，

Td≤Td1时，ΔTc_s＝ΔTs1；

Td1<Td<Td2时，ΔTc_s＝ΔTs2；

…

Td(i-1)<Td<Tdi时，ΔTc_s＝ΔTsi，其中，Tdi为人为划分的温度点。

上述的目标排气温度Td_s按以下公式计算：

在压缩机10启动t2时间内，i时刻的排气温度目标值按下式计算：

T_{d_s_i}＝(T_{d_s_l_i}+T_{d_i})/2；

在压缩机10启动t2时间后，i时刻的排气温度目标值按下式计算：

T_{d_s_i}＝(T_{d_s_i-1}+T_{d_s_l_i})/2；

其中，T_{d_s_l}是临时目标排气温度，T_d是实时排气温度，临时目标排气温度T_{d_s_l}通过关联冷凝温度Tc、蒸发温度Te、中间温度Ti、压缩机10运行频率F计算得到，即

式中，a1～a11均为常数，这里的常数通过实验拟合得到，具体可以根据空调系统在不同条件下运动进行实验拟合得到，t2可以根据具体的情况确定，可以是360s。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：在压缩机启动阶段，根据压缩机不同运行模式，通过对第一节流元件和第二节流元件的解耦控制，实现各运行模式下系统快速达到稳定，且高效运行。

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(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种空调系统，其特征在于，包括依次设置在同一回路上的压缩机(10)、冷凝器(20)、第一节流元件(30)、第二节流元件(40)以及蒸发器(60)；

所述空调系统还包括：

闪发器(50)，所述闪发器(50)安装在所述第一节流元件(30)和所述第二节流元件(40)之间的管道上，所述压缩机(10)包括相互独立的第一气缸(11)和第二气缸(12)，所述第一气缸(11)与所述冷凝器(20)连通，所述第二气缸(12)与所述闪发器(50)连通；

吸气温度Ts检测元件，所述吸气温度Ts检测元设置在所述第一气缸(11)的吸气口处；

排气温度Td检测元件，所述排气温度Td检测元件设置在所述压缩机(10)排气口处；

冷凝温度Tc检测元件，所述冷凝温度Tc检测元件设置在所述冷凝器(20)的中部；

冷出温度Tc_o检测元件，所述冷出温度Tc_o检测元件设置在所述冷凝器(20)的出口端；

中间温度Ti检测元件，所述中间温度Ti检测元件设置在所述闪发器(50)和所述第二气缸(12)之间的管道上；

蒸发温度Te检测元件，所述蒸发温度Te检测元件设置在所述蒸发器(60)中部；

室外环境温度Tout检测元件和室内环境温度Tin检测元件，所述室外环境温度Tout检测元件用于检测室外环境温度，所述室内环境温度Tin检测元件用于检测室内环境温度；

其中，所述空调系统包括并行压缩模式和并联压模式，所述空调系统根据所述吸气温度Ts检测元件、所述排气温度Td检测元件、所述冷凝温度Tc检测元件、所述冷出温度Tc_o检测元件、所述中间温度Ti检测元件、所述蒸发温度Te检测元件、所述室外环境温度Tout检测元件和所述室内环境温度Tin检测元件的检测结果对所述第一节流元件(30)和所述第二节流元件(40)的开度进行控制以使所述空调系统在所述并行压缩模式和所述并联压模式之间切换。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第一节流元件(30)为第一电子膨胀阀。

3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第二节流元件(40)为第二电子膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述吸气温度Ts检测元件、所述排气温度Td检测元件、所述冷凝温度Tc检测元件、所述冷出温度Tc_o检测元件、所述中间温度Ti检测元件、所述蒸发温度Te检测元件、所述室外环境温度Tout检测元件和所述室内环境温度Tin检测元件均为温度传感器。