CN2809528Y - 空调制冷剂过冷度的控制装置 - Google Patents

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冯自平
刘振宇
黄冲
宋强
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/13—Economisers

Abstract

本实用新型是空调的压缩式制冷系统中的制冷剂过冷度控制装置。在冷凝器的出口设置一个过冷却器，从冷凝器出口与过冷却器之间连接一条液相旁路管，再在过冷却器与压缩机吸气管之间连接一条气相旁路管，并在液相旁路管中设置一膨胀阀。冷凝器出口制冷剂被分成主制冷剂流路和旁路制冷剂流路两部分，旁路制冷剂经膨胀阀节流降压后进入过冷却器，在过冷却器内蒸发吸收主制冷剂热量，然后通过气相旁路管回到压缩机吸气管，主制冷剂在过冷却器内放热被冷却从而获得理想的过冷度。本实用新型能够根据需要控制旁路膨胀阀的开度而控制旁路制冷剂流量，从而达到控制过冷度的目的，使制冷机组充分发挥其效率。

Description

空调制冷剂过冷度的控制装置
技术领域
本实用新型涉及空调的压缩式制冷系统，尤其是涉及一种控制空调压缩式制冷系统的制冷剂过冷度的控制装置。
背景技术
一般空调的压缩式制冷系统是由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流元件等构成，由管路按一定顺序连接起来构成封闭系统，封闭系统内充注适量的制冷剂，在压缩机作用下，制冷剂从压缩机出来经冷凝器、蒸发器和节流元件又回压缩机，热量是伴随制冷剂的移动而移动，实现了从蒸发器吸热向冷凝器排热的室内制冷过程。
从压缩机排出的高温高压制冷剂在冷凝器中的冷却过程为：过热制冷剂→饱和气相制冷剂→气液两相制冷剂→饱和液相制冷剂→过冷液相制冷剂。制冷剂过冷状态通常用过冷度来表示，过冷度是指制冷剂当前压力对应的饱和温度与制冷剂当前温度的差值。从冷凝器出来的制冷剂过冷度不足会给制冷系统带来两方面不良影响：第一是制冷能力不足，第二是制冷剂分流不均。在多蒸发器的制冷系统中第二情况影响尤其严重，制冷剂分流不均会导致某些蒸发器效率低下。过冷度的大小与制冷设备性能密切相关，所以在系统设计时都希望能获得较大的过冷度。
目前空调的压缩式制冷系统通常采用设计专门回路来使饱和液相制冷剂在其中能够继续向外排热以获得更大的过冷度。
一种方法是把冷凝器分成过冷回路和非过冷回路两部分，即在冷凝器下部增加几个U型管回路(简称过冷回路)作为制冷剂过冷专用。过热制冷剂在非过冷回路换热后转变成不过冷或有少许过冷的液相制冷剂，该制冷剂再进入过冷回路向外排热，并获得较大的过冷度。
中国专利CN2126558Y采用了上述方法，其实施方法为在冷凝器的出口处散热管的尾端焊接一根U型铜管，并使其浸入空调器析出的冷凝水中，利用冷凝水的冷量对在冷凝器中冷凝后的制冷剂进行制冷，以提高空调的制冷量。
采用目前制冷剂过冷技术的压缩式制冷系统虽然解决了制冷剂的过冷度不足的问题，但是该方法的缺点是会占用原冷凝器的一部分换热面积，提高了冷凝压力，增加了压缩机的功耗。
另一种方法是在冷凝器出口设置回液冷装置，用从蒸发器回来的低温制冷剂冷却冷凝器出来的制冷剂，使冷凝器出来的制冷剂获得较大的过冷度。该方法需要一定量的低温液相制冷剂，而蒸发器出口制冷剂含液相成分过多，降低蒸发器的换热效率。虽然解决了分流不均问题，但减少了制冷量。
发明内容
根据以上现有空调压缩式制冷系统提升制冷剂过冷度技术的不足，本实用新型的目的是提出一种能够控制空调制冷剂达到理想的过冷度，使其制冷机组能够充分发挥效率的装置。
为实现本实用新型的目的，本实用新型提出一种空调制冷剂过冷度的控制装置，该装置包括：一过冷却器，安装在所述的冷凝器的出口处；一液体旁路管道，安装在所述的冷凝器的出口与所述的过冷却器之间；一气体管道，安装在所述的过冷却器与所述的压缩机的进气口之间；一膨胀阀，安装在所述的液体旁路管道中部。
本实用新型的空调制冷剂过冷度的控制装置还包括：安装在所述的过冷却器的出口处的温度传感器和安装在所述的压缩机的排气口处的压力传感器。
本实用新型的空调制冷剂过冷度的控制方法，其特征是在所述的空调压缩式制冷系统运行中，对空调制冷剂过冷度的控制是对位于所述的液体旁路管道中部的所述的膨胀阀的开度控制来实现的。
其具体的控制方式是：由安装在所述的过冷却器的出口处的所述的温度传感器测得制冷剂当前温度，由安装在所述的压缩机的排气口处的压力传感器测得当前压力，经控制器处理，得到制冷剂当前压力下的实际过冷度，并由目标过冷度和当前压力对应的实际过冷度的差值对所述的膨胀阀进行脉冲控制。
其具体的脉冲控制方式为：
当(目标过冷度-实际过冷度)＞4℃，膨胀阀开大12脉冲；
当2℃＜(目标过冷度-实际过冷度)≤4℃，膨胀阀开大6脉冲；
当1℃＜(目标过冷度-实际过冷度)≤2℃，膨胀阀开大3脉冲；
当-1℃＜(目标过冷度-实际过冷度)≤1℃，膨胀阀开度保持不变；
当-2℃＜(目标过冷度-实际过冷度)≤-1℃，膨胀阀关小6脉冲；
当(目标过冷度-实际过冷度)≤-2℃，膨胀阀关小12脉冲。
本实用新型的空调制冷剂过冷度的控制装置及其方法，能够根据需要控制旁路膨胀阀的开度而控制旁路制冷剂流量，从而达到控制过冷度的目的，使制冷机组充分发挥其效率。
以下结合附图对本实用新型的空调的压缩式制冷系统的实施例进行详细说明。
附图说明
图1是本实用新型空调制冷剂过冷度的控制装置的总体结构示意图；
图2是本实用新型空调制冷剂过冷度的控制装置中的过冷却器的剖视图。
1.压力传感器                  10.汽相旁路管
2.压缩机                      11.冷凝器出气管
3.压缩机吸气管                12.冷凝器
4.室内机单元                  13.室外机单元
5.室内机连接管                        14.过冷却器出口
6.温度传感器                          15.主制冷剂出口
7.液相旁路管                          16.过冷却器入口
8.膨胀阀                              17.主制冷剂入口
9.过冷却器                            18.过冷管
具体实施方式
下面参照附图描述本实用新型的空调制冷剂过冷装置工作原理。
图1是本实用新型的空调制冷剂过冷度的控制装置的总体结构示意图。参见图1，本实用新型总体结构包括室外单元13和室内单元组4，室内单元组4包括多个室内单元(图1中为两个室内单元)。室外单元13与室内单元组4之间由制冷剂管连接起来。室外单元13主要由压缩机2、冷凝器12、膨胀阀8、过冷却器9、压力传感器1、温度传感器6及制冷管道3等构成。室内单元组4采用普通空调室内机并联而成。当制冷时，制冷剂经流量分配后进入各室内单元，低压低温的制冷剂进入室内蒸发器中蒸发并吸收室内空气的热量，最后回到室外单元13。
如图1所示，本实用新型的空调制冷剂过冷度的控制装置的工作原理如下：
从室内机组4输来的低压低温的气体制冷剂被压缩机2压缩成高压高温气体制冷剂，然后流入冷凝器12向室外环境散热，冷凝后的高压中温液体制冷剂(也可能含有少量的气体)从冷凝器12中分两路流出，一路制冷剂进入过冷却器9的过冷管18进行过冷却处理，然后通过连接管5到室内单元，在室内单元汽化后回到压缩机吸气管3；另一路制冷剂从冷凝器12出口管11中部流出，经液相旁路管7到膨胀阀8节流降压，进入过冷却器9蒸发，吸收主制冷剂的热量，汽化后经汽相旁路管10回到压缩机吸气管3。
压力传感器1设置在压缩机2的排气出口处，温度传感器6设置在过冷却器9的出口处。由压力传感器1和温度传感器6采集数据，经控制器处理，输出脉冲控制膨胀阀8的开度，而控制过冷却器旁路制冷剂的流量，最终达到控制主制冷剂的过冷度的效果。
图2是本实用新型空调制冷剂过冷度的控制装置中的过冷却器的剖视图。
如图2所示，过冷却器9包括一个过冷管18，该过冷管18由一根中空管构成，其上下各有一个开口，分别为过冷却器入口16和过冷却器出口14，其中过冷却器入口16与液相旁路管7连接，过冷却器出口14与汽相旁路管10连接。与冷凝器出口11连接的主制冷剂管从过冷管18中穿过后，再与室内机连接管5连接。主制冷剂在过冷管18中经过冷却处理后通过室内机连接管5进入室内机组4与室内环境进行热交换。
本实用新型中对膨胀阀8的控制方案为：
首先，设目标过冷度为A(℃)，当前压力下制冷剂实际过冷度为X(℃)；
当(A-X)＞4℃，膨胀阀8开大12脉冲；
当2℃＜(A-X)≤4℃，膨胀阀8开大6脉冲；
当1℃＜(A-X)≤2℃，膨胀阀8开大3脉冲；
当-1℃＜(A-X)≤1℃，膨胀阀8开度保持不变；
当-2℃＜(A-X)≤-1℃，膨胀阀8关小6脉冲；
当(A-X)≤-2℃，膨胀阀8关小12脉冲。

Claims (3)

1.一种空调制冷剂过冷度的控制装置，其特征在于：在空调的冷凝器出口与室内机组连接管之间设置有一过冷却器。
2.如权利要求1中所述的一种空调制冷剂过冷度的控制装置，其特征在于：所述的过冷却器包括：
一过冷管，该过冷管有一入口和一出口，主制冷剂从该过冷管中穿过；
一液相旁通管，连接在所述的空调的冷凝器出口与所述的过冷管入口之间；
一汽相旁通管，连接在所述的过冷管得出口与空调的压缩机吸气管之间；
一膨胀阀，安装在所述的液相旁通管路中。
3.如权利要求1或2中所述的一种空调制冷剂过冷度的控制装置，其特征在于还包括：
一温度传感器，安装在所述的过冷却器的出口处；
一压力传感器，安装在压缩机的排气口处。
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