专利名称：冷冻循环装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种冷冻循环装置及其控制方法。
背景技术：
一般来说，冷冻循环装置是安装于空调器或冰箱等，在室内或冷冻室/冷藏室等与冷媒进行热交换，并使其保持低温状态的装置。最近主要使用有根据输入频率改变冷媒的压缩容量的可变的变频压缩机。
上述冷冻循环装置包含有将低温低压的气体冷媒进行压缩的变频压缩机；连接于上述变频压缩机的排出配管的机油分离器；使上述机油分离器中与冷媒分离的机油返回到上述变频压缩机的吸入配管的回油管；将通过上述机油分离器的冷媒进行冷凝的冷凝器；将上述冷凝器中冷凝的冷媒进行膨胀的膨胀器；将上述膨胀器中膨胀的冷媒进行蒸发的蒸发器；将上述蒸发器中蒸发的冷媒中留下液体冷媒，气体冷媒则吸入到上述变频压缩机的吸入配管的储藏器。
上述变频压缩机由电机部和通过上述电机部压缩室得到压缩的压缩部构成，其内部盛有用于防止电机部及压缩部的摩擦磨损的机油。
上述电机部根据连接于常用电源的反相器中输出的输入频率而决定其驱动速度。
在如上所述结构的现有的冷冻循环装置中，上述变频压缩机进行高频率操作时，上述变频压缩机中与冷媒同时排出大量机油，排出的大量冷媒和机油将流入到上述机油分离器，从而分离上述机油和冷媒。
与机油分离的冷媒在通过上述冷凝器时向周围放出热量并进行冷凝，通过上述膨胀器减压为低温低压状态，通过上述蒸发器时吸收周围的热量并进行蒸发后，再循环到上述变频压缩机中。
同时，与冷媒分离的机油将通过上述回油管引导到上述变频压缩机的吸入配管中，并与循环到上述变频压缩机的冷媒同时返回到上述变频压缩机内。
此外，在上述变频压缩机低频率操作时，上述变频压缩机中将排出少量的冷媒和机油，上述排出的少量的冷媒和机油将流入到上述机油分离器，从而分离为冷媒和机油。
与上述反相器高频率操作时的情况相同，上述分离的冷媒和机油将循环/返回到上述变频压缩机中。
但是，在现有的冷冻循环装置中，当上述变频压缩机低频率操作时，冷媒通过机油分离器时的流动阻力将变大，将产生流动阻力导致的性能降低的现象，同时上述变频压缩机中返回有过多的机油中，使上述变频压缩机的电机部浸泡于机油，从而降低电机部的工作效率。
发明内容
为了克服现有冷冻循环装置存在的缺点，本发明提供一种冷冻循环装置及其控制方法，使在变频压缩机进行低频率操作时，将冷媒的流动阻力最小化，并从而提高效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是本发明中的冷冻循环装置，其特征在于它包含有如下几个部分根据输入频率改变冷媒的压缩容量，其内部盛有机油，并在冷媒压缩时，上述机油与冷媒同时进行排出的变频压缩机；连接于上述变频压缩机的排出配管的机油分离器；通过冷媒配管连接于上述机油分离器，并对冷媒进行冷凝操作的冷凝器；将上述冷凝器中冷凝的冷媒进行膨胀的膨胀器；将上述膨胀器中膨胀的冷媒进行蒸发的蒸发器；连接于上述机油分离器和变频压缩机的吸入配管的回油管；将使上述变频压缩机中排出的冷媒和机油流入到上述机油分离器，或是向上述冷媒配管进行分流的流路可变装置。
上述流路可变装置包含有一端连接于上述排出配管，另一端连接于上述冷媒配管的分流配管；安装于上述分流配管和上述排出配管连接的部位和上述机油分离器之间的第1开闭阀门；安装于上述分流配管的第2开闭阀门。
上述流路可变装置包含有一端连接于上述变频压缩机的排出配管，另一端连接于上述机油分离器和冷凝器之间的冷媒配管的分流配管；安装于上述分流配管和上述变频压缩机的排出配管连接的部位和上述机油分离器之间的第1开闭阀门；安装于上述分流配管的第2开闭阀门。
上述第1开闭阀门及第2开闭阀门是电磁阀门。
本发明中的冷冻循环装置的控制方法，其特征是包含有如下几个步骤输入到变频压缩机的频率与设定频率进行比较的第1步骤；当上述输入频率为设定频率以上时，将上述变频压缩机中排出的冷媒和机油流入到机油分离器中；当上述输入频率为设定频率以下时，则上述变频压缩机中排出的冷媒和机油不通过机油分离器的第2步骤。
在上述第2步骤中，当上述输入频率为设定频率以上时，将分流配管和上述机油分离器之间安装的第1开闭阀门开放，而分流配管中安装的第2开闭阀门则关闭；当上述输入频率为设定频率以下时，上述第1开闭阀门将关闭，同时上述第2开闭阀门则开放。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的冷冻循环装置实施例的变频压缩机高频率操作时的结构图。
图2是本发明的冷冻循环装置实施例的变频压缩机低频率操作时的结构图。
图3是本发明的冷冻循环装置实施例的控制方框图。
图4是本发明的冷冻循环装置控制方法实施例的流程图。
图中标号说明2变频压缩机3a排出配管3b吸入配管 10机油分离器11冷媒配管 12回油管14分流配管 15第1阀门16第2阀门 20冷凝器30膨胀器 40蒸发器50储藏器(accumulator) 66控制部具体实施方式
如图1至图2所示，本发明中的冷冻循环装置中设置有变频压缩机(2)，上述变频压缩机(2)根据输入频率而改变冷媒的压缩容量，其内部盛有机油，使在冷媒进行压缩时与冷媒同时排出。
上述变频压缩机(2)是将低温低压的气体冷媒进行压缩，使其转换为高温高压的气体冷媒的装置。其包含有根据连接于常用电源(4)的反相器(6)中输出的输入频率而决定驱动速度的电机部；通过上述电机部的驱动而压缩室得到压缩的压缩部。
上述变频压缩机(2)的一侧连接有用于排出冷媒及机油的排出配管(3a)，另一侧则连接有用于吸入冷媒及机油的吸入配管(3b)。
即，上述变频压缩机(2)在上述反相器(6)中输入的频率为高频率时，将向上述排出配管(3a)排出多量的冷媒和机油；在上述反相器(6)中输入的频率为低频率时，将向上述排出配管(3a)排出少量的冷媒和机油。
并且，上述排出配管(3a)中连接有机油分离器(10)，上述机油分离器(10)用于分离上述变频压缩机(2)中排出的冷媒和机油中的机油。
上述机油分离器(10)中安装有隔网，上述隔网在通过上述排出配管(3a)流入的冷媒和机油中，用于过滤机油而使冷媒通过。
在上述机油分离器(10)中，其一侧连接有用于排出与机油分离的冷媒的冷媒配管(11)；另一侧则连接有将与冷媒分离的机油引导到上述变频压缩机(2)的吸入配管(3b)的回油管(12)。
上述回油管(12)的一侧安装有用于加强回油操作的毛细管(13)。
同时，连接于上述变频压缩机(2)的排出配管(3a)和上述机油分离器(10)的冷媒配管(11)中，连接有使上述变频压缩机(2)中排出的冷媒和机油不通过上述机油分离器(10)的分流配管(14)。上述分流配管(14)和上述变频压缩机(2)的排出配管(3a)连接的部位和上述机油分离器(10)之间安装有第1开闭阀门(15)，上述分流配管(14)中则安装有第2开闭阀门(16)。
上述第1开闭阀门(15)及第2开闭阀门(16)最好由电磁阀门构成，并由后述的控制部选择性开闭。
同时，连接于上述机油分离器(10)的冷媒配管(11)中，连接有将使高温高压的气体冷媒向周围放出热量并冷凝的冷凝器(20)。
上述冷凝器(20)中连接有用于引导冷凝的冷媒的冷媒配管(21)，连接于上述冷凝器(20)的冷媒配管(21)中，连接有将冷凝的冷媒膨胀为2态冷媒的膨胀器(30)。
上述膨胀器(30)由与上述冷凝器(20)连接的冷媒配管(21)相比内径较小的毛细管，或是通过电磁阀改变流路并从而调节容量的电子膨胀阀(LEV)构成。
此外，上述膨胀器(30)中连接有用于引导膨胀的冷媒的冷媒配管(31)，连接于上述膨胀器(30)的冷媒配管(31)中，连接有将使低温低压的2态冷媒吸收周围的热量并蒸发的蒸发器(40)。
上述蒸发器(40)中连接有用于引导蒸发的冷媒的冷媒配管(41)，上述冷媒配管(41)中连接有储藏器(50)，上述储藏器(50)将使通过上述蒸发器(40)中的冷媒，留下液体冷媒而使气体冷媒通过。
上述储藏器(50)中连接有上述变频压缩机(2)的吸入配管(3b)。
如图3所示，本发明中的冷冻循环装置还包含有用于检测负载的负载检测传感器(62)供用户操作的操作部(64)；根据上述负载检测传感器(62)或操作部(64)的信号，对上述反相器(4)、第1开闭阀门(15)、第2开闭阀门(16)进行控制的控制部(66)。
上述负载检测传感器(62)由用于检测通过上述蒸发器冷却的室内或冷冻室/冷藏室温度的温度传感器构成。
上述操作部(64)中安装有用于进行操作命令的按钮或开关。
上述控制部(66)在上述变频压缩机中输入的输入频率为设定频率以上时，将上述变频压缩机中排出的冷媒和机油流入到机油分离器中；在上述输入频率为设定频率以下时，为使上述变频压缩机中排出的冷媒和机油不通过机油分离器，将上述第1开闭阀门(15)和第2开闭阀门(16)选择性开放/关闭。
下面说明如上结构的本发明的冷冻循环装置的控制方法及其运行。
如图4所示，首先，在上述变频压缩机(2)进行操作时，上述变频压缩机(2)中与冷媒同时排出机油，并排出到变频压缩机(2)的排出配管(3a)中。
与此同时，上述控制部(66)将上述变频压缩机(2)中输入的频率与设定频率进行比较(S1)。
在上述比较结果中，当上述变频压缩机(2)中输入的频率为设定频率以上时，上述控制部控制上述第1开闭阀门(15)开放，并使上述第2开闭阀门(16)关闭(S2)。
如图1所示，上述变频压缩机(2)中排出的机油和冷媒在上述第2开闭阀门(16)堵住，从而无法通过上述分流配管(14)，并转而通过上述第1开闭阀门(15)流入到机油分离器(10)中。
上述机油分离器(10)中流入的机油和冷媒将相互分离，与机油分离的冷媒将通过上述冷凝器(20)向周围放出热量而进行冷凝，通过上述膨胀器(30)减压为低温低压状态，并通过上述蒸发器(40)从周围吸收热量而进行蒸发。
通过上述蒸发器(40)蒸发的冷媒将流入到上述储藏器(50)中，在上述蒸发器(40)中未蒸发的液态冷媒将留于储藏器(50)中，只有气态冷媒将通过上述变频压缩机(2)的吸入配管(3b)循环到上述变频压缩机(2)的内部。
同时，与冷媒分离的机油将通过上述回油管(12)引导到上述变频压缩机(2)的吸入配管(3b)，并与循环到上述变频压缩机(2)的冷媒同时返回到上述变频压缩机(2)内。
此外，在如上所述的冷冻循环装置中，对应于用户的操作或负载而改变上述变频压缩机(2)中输入的频率，从而改变上述变频压缩机(2)中排出的冷媒和机油的量。上述控制部(66)在上述变频压缩机(2)中输入的频率为设定频率以下时[即，上述变频压缩机(2)中排出的冷媒和机油的量较少]，将使上述第1开闭阀门(15)关闭，并同时使上述第2开闭阀门开放(S3)。
当上述第1开闭阀门(15)关闭、第2开闭阀门(16)开放时，如图2所示，上述变频压缩机(2)中排出的冷媒和机油将被上述第1开闭阀门(15)堵住，从而无法流入到上述机油分离器(10)中，并转而通过上述分流配管(14)和第2开闭阀门(16)流动到上述冷凝器(20)中。
在冷媒和机油中，冷媒将依次通过上述冷凝器(20)、膨胀器(30)、蒸发器(40)，进行冷凝/膨胀/蒸发后流入到上述储藏器(50)中；机油则与上述冷媒同时依次通过上述冷凝器(20)、膨胀器(30)、蒸发器(40)并流入到上述储藏器(50)中。
在上述储藏器(50)内的冷媒中，液体状态的冷媒将残留于上述储藏器中，气体状态的冷媒和机油则通过上述变频压缩机(2)的吸入配管(3b)循环到上述变频压缩机(2)中。
即，在上述变频压缩机(2)低频率操作时，上述变频压缩机中排出的冷媒将不通过上述机油分离器(10)，使通过上述机油分离器(10)时发生的流动损失最小化，并从而提高上述冷冻循环装置的效率。
并且，本发明并非局限于如上所述的实施例，还可包含有与上述变频压缩机并联连接的定速压缩机，上述变频压缩机和定速压缩机可同时或个别进行驱动，或将上述定速压缩机的吸入配管连接于上述储藏器，使其共用上述储藏器。
发明的效果在如上结构的本发明中的冷冻循环装置中还包含有流入可变装置，使变频压缩机中排出的冷媒和机油流入到上述机油分离器或是不通过上述机油分离器，从而在上述变频压缩机的低频率操作时，提高冷房性能及效率，并防止上述变频压缩机中返回有过多的机油。
并且，在本发明中的冷冻循环装置的控制方法中，将输入到变频压缩机的输入频率与设定频率进行比较，当输入频率为设定频率以下时，将使变频压缩机中排出的冷媒和机油不通过机油分离器，从而使控制操作简单，并无需另外的冷媒检测传感器。
权利要求
1.一种冷冻循环装置，其特征在于，它包含有如下几个部分根据输入频率改变冷媒的压缩容量，其内部盛有机油，并在冷媒压缩时，上述机油与冷媒同时进行排出的变频压缩机；连接于上述变频压缩机的排出配管的机油分离器；通过冷媒配管连接于上述机油分离器，并对冷媒进行冷凝操作的冷凝器；将上述冷凝器中冷凝的冷媒进行膨胀的膨胀器；将上述膨胀器中膨胀的冷媒进行蒸发的蒸发器；连接于上述机油分离器和变频压缩机的吸入配管的回油管；将使上述变频压缩机中排出的冷媒和机油流入到上述机油分离器，或是向上述冷媒配管进行分流的流路可变装置。
2.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，上述流路可变装置包含有一端连接于上述排出配管，另一端连接于上述冷媒配管的分流配管；安装于上述分流配管和上述排出配管连接的部位和上述机油分离器之间的第1开闭阀门；安装于上述分流配管的第2开闭阀门。
3.根据权利要求2所述的冷冻循环装置，其特征在于，上述第1开闭阀门和第2开闭阀门是电磁阀门。
4.一种冷冻循环装置的控制方法，其特征在于，包含有如下几个步骤输入到变频压缩机的频率与设定频率进行比较的第1步骤；当上述输入频率为设定频率以上时，将上述变频压缩机中排出的冷媒和机油流入到机油分离器中；当上述输入频率为设定频率以下时，则上述变频压缩机中排出的冷媒和机油不通过机油分离器的第2步骤。
5.根据权利要求4所述的冷冻循环装置的控制方法，其特征在于，在上述第2步骤中，当上述输入频率为设定频率以上时，将分流配管和上述机油分离器之间安装的第1开闭阀门开放，而分流配管中安装的第2开闭阀门则关闭；当上述输入频率为设定频率以下时，上述第1开闭阀门将关闭，同时上述第2开闭阀门则开放。
全文摘要
一种冷冻循环装置及其控制方法，冷冻循环装置包含根据输入频率改变冷媒的压缩容量、在冷媒压缩时，机油与冷媒同时排出的变频压缩机；连接于变频压缩机的机油分离器；对冷媒进行冷凝的冷凝器；将冷凝的冷媒进行膨胀的膨胀器；将膨胀的冷媒进行蒸发的蒸发器；连接机油分离器和变频压缩机的吸入配管的回油管；将使变频压缩机中排出的冷媒和机油流入到机油分离器，或向冷媒配管进行分流的流路可变装置。其控制方法包含如下几个步骤输入到变频压缩机的频率与设定频率进行比较；当输入频率大于设定频率时，压缩机排出的冷媒和机油流入分离器；当输入频率小于设定频率时，则其排出的冷媒和机油不流入分离器。故压缩机冷媒的流动阻力小，功率高。
文档编号F25B49/02GK1782621SQ20041009367
公开日2006年6月7日 申请日期2004年11月29日 优先权日2004年11月29日
发明者崔永燮, 柳润镐, 金哲民, 宋灿豪, 李元熙, 赵殷晙, 崔昶民, 车宇镐, 张志永, 玄升烨 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司