一种防止空调压缩机液击的空调系统及其控制方法与流程

文档序号:12172589阅读:427来源:国知局

本发明属于压缩机及空调技术领域,具体涉及一种防止空调压缩机液击的空调系统及其控制方法。



背景技术:

目前针对带满液式壳管换热器的螺杆式风冷热泵系统,制冷时制冷剂液体主要积攒在满液式壳管换热器中,当制热时,制冷剂液体积攒在翅片换热器及相应管路中,一般情况下,因满液式壳管的存储体积大于翅片及相应管路的存储体积,就有可能会出现这样的情况:在制热时,大量的冷媒液体涌向翅片换热管,而翅片换热管的存储体积不足以容纳这些冷媒,按照制热时的冷媒流向,制冷剂液体将流向压缩机吸气口,导致压缩机的液击。

由于现有技术中的带满液式壳管换热器的空调系统存在压缩机液击、吸气带液等技术问题,因此本发明研究设计出一种防止空调压缩机液击的空调系统及其控制方法。



技术实现要素:

因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空调系统容易存在压缩机液击的缺陷,从而提供一种防止空调压缩机液击的空调系统及其控制方法。

本发明提供一种防止空调压缩机液击的空调系统,包括压缩机、第一换热器、第二换热器和节流装置,其中所述第一换热器的存储体积大于所述第二换热器的存储体积,且在所述第一换热器与所述节流装置之间还连接设置有储液罐,在所述储液罐两端并联地还设置有并联支路,在所述并联支路上设置有控制该支路通断的第一控制阀。

优选地,在所述储液罐的进口端还设置有第二控制阀;和/或,在所述储液罐的出口端还设置有第三控制阀。

优选地,还包括一端连接于所述储液罐内部、另一端连接于所述并联支路上的引射支路,且在所述引射支路上还设置有第四控制阀。

优选地,在所述引射支路上还设置有引射器、且所述引射器的一端靠近所述第四控制阀、另一端靠近所述储液罐。

优选地,所述引射支路连接于所述并联支路上且靠近所述第一控制阀的一端,所述第一控制阀的另一端与所述引射器的另一端之间还连接有旁通支路,且在所述旁通支路上还设置有第五控制阀。

优选地,当同时具有第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀时,

所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀、所述第四控制阀和所述第五控制阀均为电磁阀。

优选地,所述第一换热器为满液式换热器;和/或,所述第二换热器为翅片式换热器;和/或,所述节流装置为电子膨胀阀。

本发明还提供一种防止空调压缩机液击的控制方法,其使用前述的空调系统,判断第一换热器是制冷还是制热的状态,进而控制储液罐工作或是不工作。

优选地,当所述第一换热器制冷时,打开所述第一控制阀,控制冷媒从所述并联支路流过、所述储液罐不工作;

当所述第一换热器制热时,关闭所述第一控制阀,所述并联支路断开、控制所述储液罐工作,冷媒流经所述储液罐并被储存。

优选地,当所述空调系统还包括第二控制阀、第三控制阀时:

所述第一换热器制冷时,控制所述第一控制阀始终开启、第二控制阀和第三控制阀始终关闭;

所述第一换热器制热时,控制所述第一控制阀始终关闭、第二控制阀和第三控制阀始终开启。

优选地,当所述空调系统还包括第四控制阀和第五控制阀时,且当所述第一换热器制冷、以及压缩机负荷达到A%时,打开所述第四控制阀和/或第五控制阀,控制引射支路接通,其中A为预设常数、范围位于0-100。

优选地,打开所述第四控制阀和/或第五控制阀、控制引射支路接通的动作持续△t时间后,关闭被打开的第四控制阀和/或第五控制阀、以关闭所述引射支路。

本发明提供的一种防止空调压缩机液击的空调系统及其控制方法具有如下有益效果:

1.本发明的防止空调压缩机液击的空调系统及其控制方法,通过在第一换热器与节流装置之间还连接设置有储液罐,在所述储液罐两端并联地还设置有并联支路,在并联支路上设置有控制该支路通断的第一控制阀,能够根据需要在靠近压缩机吸气端的换热器的冷媒储存量大时不启动储液罐、在靠近压缩机吸气端的换热器的冷媒储存量小时开启储液罐以存储过多的冷媒,从而防止压缩机吸气口出现吸气带液的现象发生、有效地防止了压缩机液击的情况;

2.本发明的防止空调压缩机液击的空调系统及其控制方法,相比起第一换热器制热和制冷时均通过储液罐储存冷媒的方案而言,使得第一换热器制冷时能够获得更大流量的冷媒用以换热,避免第一换热器储存体积足够而却因为储液罐的作用而导致有效冷媒被储存与储液罐中、导致不能进入第一换热器、使得第一换热器换热效率较低的情形的出现,因此有效地提高了空调系统尤其是第一换热器制冷时的换热效率;

3.本发明的防止空调压缩机液击的空调系统及其控制方法,通过在第一换热器与节流装置之间还连接设置有储液罐,还能够有效地通过储液罐把第一换热器优选是满液式壳管中冷凝下来的冷媒液体转移出壳管,以便保证第一换热器中具有更充分的面积进行冷凝换热,从而提高第一换热器优选是满液式壳管换热器的制热性能;

4.本发明的防止空调压缩机液击的空调系统及其控制方法,通过在储液罐与并联支路之间还连接引射支路和引射器的方式,由于第一换热器的储存体积较大、换热冷媒需求容量大,因此上述结构能够在第一换热器制冷时将储液罐中的剩余冷媒引射入主循环回路中,从而使其进入第一换热器中,从而有效地保证第一换热器的制冷换热效率,提高空调系统的COP值。

附图说明

图1是本发明的防止空调压缩机液击的空调系统的结构示意图。

图中附图标记表示为:

1—压缩机,2—油分离器,3—四通阀,4—第二换热器(翅片换热器),5a、5b、5c、5d—单向阀,6a、6b—球阀,7—干燥过滤器,8—节流装置(节流元器件),9a—第一控制阀(电磁阀9a)、9b—第二控制阀(电磁阀9b)、9c—第三控制阀(电磁阀9c)、9e—第四控制阀(电磁阀9e)、9d—第五控制阀(电磁阀9d),10—储液罐,11—第一换热器(满液式壳管换热器),12—汽液分离器,13—喷液管路及其元器件,14—回油管路及其元器件,15—引射器,16—并联支路,17—引射支路,18—旁通支路。

具体实施方式

如图1所示,本发明提供一种防止空调压缩机液击的空调系统,其中所述空调系统包括压缩机1、第一换热器11、第二换热器4和节流装置8,其中所述第一换热器的存储体积大于所述第二换热器的存储体积,且在所述第一换热器与所述节流装置之间还连接设置有储液罐10,在所述储液罐两端并联地还设置有并联支路16,在所述并联支路上设置有控制该支路通断的第一控制阀9a。

通过在第一换热器与节流装置之间还连接设置有储液罐,在所述储液罐两端并联地还设置有并联支路,在并联支路上设置有控制该支路通断的第一控制阀,能够根据需要在换热器的冷媒储存量大时不启动储液罐、在换热器的冷媒储存量小时开启储液罐以存储过多的冷媒,从而防止压缩机吸气口出现吸气带液的现象发生、有效地防止了压缩机液击的情况;

相比起第一换热器制热和制冷时均通过储液罐储存冷媒的方案而言,使得第一换热器制冷时能够获得更大流量的冷媒用以换热,避免第一换热器储存体积足够而却因为储液罐的作用而导致有效冷媒被储存与储液罐中、导致不能进入第一换热器、使得第一换热器换热效率较低的情形的出现,因此有效地提高了空调系统尤其是第一换热器制冷时的换热效率;

还能够有效地通过储液罐把第一换热器优选是满液式壳管中冷凝下来的冷媒液体转移出壳管,以便保证第一换热器中具有更充分的面积进行冷凝换热,从而提高第一换热器优选是满液式壳管换热器的制热性能。

优选地,在所述储液罐16的进口端还设置有第二控制阀9b;和/或,在所述储液罐16的出口端还设置有第三控制阀9c。通过在储液罐的进口端和/或出口端设置控制阀的结构形式,能够对储液罐所在的管路进行打开或开闭的控制,配合第一控制阀对并联支路的控制作用,从而实现并联支路与储液罐所在管路的两并联管路之间、在不同的实际需求下的精准控制,实现压缩机吸气不带液、不发生液击的目的和效果。

优选地,还包括一端连接于所述储液罐10内部、另一端连接于所述并联支路16上的引射支路17,且在所述引射支路17上还设置有第四控制阀9e。通过在储液罐与并联支路之间还连接引射支路的方式,由于第一换热器的储存体积较大、换热冷媒需求容量大,而且制热时储液罐中存储的冷媒为高压冷媒液体,制冷时,电磁阀9e靠近满液式蒸发器侧为低压侧,由于压差的作用(储液罐中的高压冷媒大于蒸发器低压侧的压力),打开第四控制阀9e,储液罐中的冷媒液体会导通至满液式蒸发器11中,因此上述结构能够在第一换热器制冷时将储液罐中的剩余冷媒引射入主循环回路中,从而使其进入第一换热器中,从而有效地保证第一换热器的制冷换热效率,提高空调系统的COP值。

优选地,在所述引射支路17上还设置有引射器15、且所述引射器15的一端靠近所述第四控制阀9e、另一端靠近所述储液罐10。通过在引射支路上设置引射器的结构形式,能够在尤其是储液罐中的压力较小不能将冷媒回流至并联支路的情况下开启,以起到将冷媒从储液罐通过引射器被引射进入并联支路中、从而回到第一换热器11中,实现提高其换热效率的目的;在不需要引射冷媒(不需要提高第一换热器换热效率,优选为其制热或制冷压缩机功率较低)时,则关闭引射器,使得引射器不工作。

优选地,所述引射支路17连接于所述并联支路16上且靠近所述第一控制阀9a的一端,所述第一控制阀9a的另一端与所述引射器15的另一端之间还连接有旁通支路18,且在所述旁通支路18上还设置有第五控制阀9d。通过在上述位置还连接设置旁通支路且在其上设置第五控制阀的结构形式,能够使得引射支路能够引射至并联支路上第一控制阀的另一端处,实现引射冷媒的不同实施方式。

优选地,当同时具有第一控制阀9a、第二控制阀9b、第三控制阀9c、第四控制阀9e和第五控制阀9d时,所述第一控制阀9a、所述第二控制阀9b、所述第三控制阀9c、所述第四控制阀9e和所述第五控制阀9d均为电磁阀。这是本发明的防止空调压缩机液击的空调系统的第一、第二、第三、第四和第五控制阀的优选结构形式。

优选地,所述第一换热器11为满液式换热器;和/或,所述第二换热器4为翅片式换热器;和/或,所述节流装置8为电子膨胀阀。这是本发明的第一换热器的优选结构形式和第二换热器的优选结构形式,满液式换热器的冷媒存储容量相对于翅片式换热器(或干式换热器)来说要大得多,所以一般采用满液式换热器来对室内进行制冷或制热,节流装置选择为电子膨胀阀是一种优选的结构形式,能够实现节流降压膨胀的作用。

优选地,所述空调系统为满液式蒸发器螺杆式风冷热泵系统。

本发明还提供一种防止空调压缩机液击的控制方法,其使用前述的空调系统,判断第一换热器是制冷还是制热的状态,进而控制储液罐工作或是不工作,避免压缩机吸气带液,防止压缩机液击现象发生。

通过本发明的防止空调压缩机液击的控制方法,能够根据需要在第一换热器制冷(即此时与压缩机吸气口相连的换热器的冷媒储存量大(即第一换热器、优选为满液式壳管换热器))时,不启动储液罐,在第一换热器制热(即此时与压缩机吸气口相连的换热器的冷媒储存量小(即第二换热器、优选为翅片式换热器))时开启储液罐以存储过多的冷媒,从而防止压缩机吸气口出现吸气带液的现象发生、有效地防止了压缩机液击的情况;

相比起第一换热器制热和制冷时均通过储液罐储存冷媒的方案而言,使得第一换热器制冷时能够获得更大流量的冷媒用以换热,避免第一换热器储存体积足够而却因为储液罐的作用而导致有效冷媒被储存与储液罐中、导致不能进入第一换热器、使得第一换热器换热效率较低的情形的出现,因此有效地提高了空调系统尤其是第一换热器制冷时的换热效率;

还能够有效地通过储液罐把第一换热器优选是满液式壳管中冷凝下来的冷媒液体转移出壳管,以便保证第一换热器中具有更充分的面积进行冷凝换热,从而提高第一换热器优选是满液式壳管换热器的制热性能。

优选地,当所述第一换热器11制冷时,打开所述第一控制阀9a,控制冷媒从所述并联支路16流过、所述储液罐10不工作;

当所述第一换热器11制热时,关闭所述第一控制阀9a,所述并联支路16断开、控制所述储液罐10工作,冷媒流经所述储液罐并被储存。

这是本发明的防止空调压缩机液击的控制方法的当第一换热器制冷或是制热时分别的优选通过第一控制阀控制的步骤,第一换热器制冷时,此时第一换热器靠近压缩机的吸气口端,由于第一换热器的存储冷媒容量较第二换热器大,此时不会发生压缩机吸气带液的风险,因此无需用到储液罐,则调节第一控制阀打开以短路储液罐所在的管路、使其不工作;第一换热器制热时,此时第二换热器靠近压缩机的吸气口端,由于第二换热器的存储冷媒容量较第一换热器小,则可能会发生压缩机吸气带液的风险,因此此时需要使得储液罐工作以进行储液(通过关闭第一控制阀的方式),从而将多余的冷媒存储、以减小进入翅片换热器中的冷媒流量,以降低压缩机吸气带液、被液击的风险。

优选地,当所述空调系统还包括第二控制阀9b、第三控制阀9c时:

所述第一换热器11制冷时,控制所述第一控制阀9a始终开启、第二控制阀9b和第三控制阀9c始终关闭;

所述第一换热器11制热时,控制所述第一控制阀9a始终关闭、第二控制阀9b和第三控制阀9c始终开启。

这是本发明的防止空调压缩机液击的控制方法中当还具有第二和第三控制阀时的具体控制操作步骤,之所以要设置第二和第三控制阀,是为了要保证对储液罐所在管路的精准控制,防止无需储液罐存储冷媒时还会存在有冷媒泄漏进入储液罐中的情况的发生;当第一换热器制冷时,不需要用到储液罐,因此控制第一控制阀始终开启、第二和第三控制阀始终关闭,这也是优选控制步骤,当然也可以只控制第二和第三控制阀中的一个关闭;当第一换热器制热时,此时需要用到储液罐以进行储存冷媒,防止液击,因此控制第一控制阀始终关闭、第二和第三控制阀始终开启,这也是优选控制步骤。

优选地,当所述空调系统还包括引射支路和引射器以及第四控制阀9e和第五控制阀9d时,且当所述第一换热器制冷、以及压缩机负荷达到A%时,打开所述第四控制阀和/或第五控制阀,控制引射支路接通,其中A为预设常数、范围位于0-100。

这是本发明的当具有引射支路和引射器的优选控制方法和步骤,该引射作用补充冷媒的动作通常只适用于第一换热器制冷时,因为只有此时冷媒才从储液罐或并联支路流向第一换热器、且只有第一换热器才会存在冷媒不足的情况;如果是第一换热器制热时,冷媒从储液罐或并联支路流向第二换热器,本身第二换热器的存储量就小,如果此时补充冷媒的话,便会加大冷媒中液体进入压缩机中的风险、造成液击;

并且,在第一换热器制冷时、且需要压缩机的负荷高到一定程度(优选为A%,A为0-100之间的变量)时,说明此时压缩机功率较大,需要补充较大量的冷媒才能保证循环、保证压缩机不发生空转或防止排气温度过高的情况发生,因此此时才需要控制第四控制阀和/或第五控制阀打开,以控制引射支路接通、最终使得冷媒通过储液罐引射进入并联支路中。

优选地,打开所述第四控制阀和/或第五控制阀、控制引射支路接通的动作持续△t时间后,关闭被打开的第四控制阀和/或第五控制阀、以关闭所述引射支路。这是通过打开引射支路接通后进一步的控制调节步骤和动作,引射支路打开持续△t时间后,判断储液罐中的冷媒已被大部分或全部地被引射进入主循环回路中了,因此便可关闭引射支路,使得空调系统安全、正常的运行。△t为预设时间参数,所述△t根据实际工况和实际需要会发生相应的改变。

下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例

本发明提供一种防止空调压缩机液击的空调系统及其控制方法,该空调系统优选为满液式蒸发器螺杆式风冷热泵系统,通过在满液式蒸发器总液管处增加储液罐,以防止制热时过多的冷媒到翅片,翅片的储存容积不足而导致压缩机液击;制热时及时将满液式壳管中冷凝后的冷媒移出,保证有壳管中足够面积进行换热冷凝。

本发明有效解决翅片换热器存储空间不足导致液体冷媒进入压缩机造成压缩机液击的问题。

本发明的有益效果:有效防止压缩机液击,确保机组可靠性;制热时及时将满液式壳管中冷凝后的冷媒移出,保证有壳管中足够面积进行换热冷凝。

简要说明:

冷媒制冷流向:

压缩机1——油分离器 2——四通阀 3——翅片换热器 4——单向阀5a——球阀6a——干燥过滤器 7——球阀 6b——电子膨胀阀 8——单向阀 5b——电磁阀9a——满液式壳管换热器 11——四通阀 3——汽液分离器 12——压缩机1

冷媒制热流向:

压缩机1——油分离器 2——四通阀 3——满液式壳管换热器 11——电磁阀9c——储液罐 10——电磁阀 9b——单向阀 5c——球阀 6a——干燥过滤器7——球阀 6b——电子膨胀阀 8——单向阀 5d——翅片换热器 4——四通阀3——汽液分离器 12——压缩机1。

具体实施方式:

本发明是对满液式蒸发器螺杆式风冷热泵系统,通过在满液式壳管总液管处增加储液罐,有效防止压缩机液击,确保机组可靠性;制热时及时将满液式壳管中冷凝后的冷媒移出,保证有壳管中足够面积进行换热冷凝。

①制冷循环:

制冷剂在压缩机1被压缩为高温高压的气体,经过外置油分离器2分离出冷冻油后经过四通阀3进入翅片换热器4成为中温高压的制冷剂液体,各翅片制冷剂液体经分液管进入总液管,经单向阀5a后,经过干燥过滤器7后在节流元器件8中节流,通过单向阀5b、电磁阀9a进入满液式壳管换热器11蒸发换热成低温低压的冷媒气体,经四通阀3、气液分离器12后进入压缩机压缩1开始下一个冷媒循环。

制冷过程,电磁阀9a始终开启、电磁阀9b、电磁阀9c始终关闭。电磁阀9d、电磁阀9e控制如下:

检测到压缩机加载至负荷A%时,电磁阀9d、电磁阀9e开启,△t时间后关闭。

②制热循环:

制冷剂在压缩机1被压缩为高温高压的气体,经过外置油分离器2分离出冷冻油后经过四通阀3进入满液式壳管换热器11成为中温高压的制冷剂液体,经储液罐10、电磁阀9b后,经过单向阀5c、过滤器7后在节流元器件8中节流,通过单向阀5d,制冷剂液体翅片换热器3蒸发换热成低温低压的冷媒气体,经四通阀3、气液分离器12后进入压缩机压缩1开始下一个冷媒循环。

制热过程,电磁阀9a、电磁阀9d、电磁阀9e始终关闭、电磁阀9b、电磁阀9c始终开启。

③储液罐的有益效果

机组制热时,储液灌一方面的作用是帮助翅片存储一部分冷媒,避免翅片存储空间不足而导致冷媒液体进入压缩机吸气口,造成压缩机液击,提高可靠性;另一方面,储液罐把满液式壳管中冷凝下来的冷媒液体转移出壳管,以便更充分的面积进行冷凝换热,提高满液式壳管的制热性能。

制冷时,无需储液罐的存储作用,考虑到制热时有部分冷媒会积攒在储液罐中,在压缩机加载到一定负荷时进行开户,利用引射器的射流紊动扩散作用,卷吸储液罐的冷媒,进入到满液式壳管中进行蒸发。

④其他说明:

以上未提到的单向阀、球阀、回油管路及其元器件、喷液管路及其元器件都是为了系统的设计需要而设,在此就不作详细说明。

本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述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。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

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