补气增焓的制冷系统、空调器及空调器控制方法与流程

本发明属于空调器技术领域，尤其涉及一种补气增焓的制冷系统、空调器及空调器控制方法。

背景技术

现有的补气增焓的制冷系统采用的多是从板式换热器向压缩机的中间腔喷射制冷剂，增加焓差，提高能效。在使用过程发现如果风冷多联机空调机组的室内所需热负荷突然大幅度降低时，压缩机的频率降低，喷射至压缩机回路的制冷剂在板式换热器中无法蒸发至过热状态，液态制冷剂被喷射进压缩机中间腔会导致液击，从而损坏压缩机；另外，在压缩机可靠性方面，喷气至压缩机会加大系统压比，在压缩机运行在压比界限附近时，向压缩机喷射制冷剂会超出压缩机运行范围，影响压缩机的性能。

针对以上两方面的问题，如何能够有效控制喷射回路防止液击和避免压缩机运行在压比界限附近时喷射对压缩机性能的影响，同时又能够有效利用补气增焓技术的过冷，是本发明所要解决的问题。

技术实现要素：

本发明针对上述的技术问题，提出一种补气增焓的空调循环系统、空调器及空调器控制方法，通过设计自板式换热器至气液分离器、压缩机的双喷射回路，并对双回路进行合理控制，能够有效避免液击同时提高系统性能和可靠性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种补气增焓的制冷系统，包括具有中间腔的压缩机组，具有多个端口的板式换热器，以及气液分离器，所述板式换热器的一端口连通于所述压缩机组的中间腔和所述气液分离器，所述板式换热器与所述压缩机之间设置有补气阀，所述板式换热器与所述气液分离器之间设置有泄流阀。

作为优选，所述板式换热器包括通过外部管道连通的第一通道和第二通道，所述第一通道与所述第二通道连通的外部管道上设置有电子膨胀阀。

作为优选，所述压缩机组包括有两个并联的压缩机。

本发明还提供一种空调器，包括上述补气增焓的制冷系统。

基于上述的空调器，本发明还提供一种空调器控制方法，包括：根据压缩机组中的压缩机排气压力pd和吸气压力ps控制补气阀和泄流阀的开启和关闭。

作为优选，在根据压缩机组中的压缩机排气压力pd和吸气压力ps控制补气阀和泄流阀的开启和关闭的步骤中，具体为：

在制热模式下，判断是否满足pd≤b，p≤ps≤c，如是，补气阀开启，泄流阀关闭；反之，泄流阀开启，补气阀关闭；

在制冷模式下，判断是否满足pd≤f，ps≤c，如是，补气阀开启，泄流阀关闭；反之，泄流阀开启，补气阀关闭；

其中，b、p、c、f为设定值，b的取值范围是2.7mpa～2.9mpa，c的取值范围是0.7mpa～0.9mpa，p的取值范围是0.6mpa～0.62mpa，f的取值范围是3.2mpa～3.4mpa。

作为优选，在根据压缩机排气压力pd和吸气压力ps控制补气阀和泄流阀的开启和关闭步骤中，具体包括以下步骤：

补气阀或泄流阀开启前，控制电子膨胀阀的开度不小于设定值a；

其中，a的取值范围是60pls～100pls。

作为优选，在根据压缩机组中的压缩机排气压力pd和吸气压力ps控制补气阀和泄流阀的开启和关闭的步骤中，具体包括以下步骤：

补气阀开启后，检测是否存在多个补气阀开启，如是，通过调节电子膨胀阀的开度减小压缩机排气温差；反之，结束本次检测。

作为优选，在根据压缩机组中的压缩机排气压力pd和吸气压力ps控制补气阀和泄流阀的开启和关闭的步骤中，具体包括以下步骤：

通过调节电子膨胀阀的开度减小压缩机排气温差，具体为：检测排气温度的差值是否不低于设定值t，如是，则将电子膨胀阀的开度调节一个数值△evb，△evb依据计算公式得到；反之，电子膨胀阀的开度保持不变；

其中，t的范围是8～11℃；计算公式为△evb＝-evb(n-1)/k，evb(n)是本回开度，k为大于1的控制常量。

作为优选，在根据压缩机组中的压缩机排气压力pd和吸气压力ps控制补气阀和泄流阀的开启和关闭的步骤中，计算公式中△evb＝-evb(n-1)/k，k的取值范围是2～3。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、通过设计制冷剂自板式换热器之后喷射至压缩机或气液分离器的双喷射回路，在不能喷射至压缩机时，能够喷射至气液分离器，实现制冷剂的泄流，不会影响压缩机的性能，同时又能利用制冷剂的过冷，实现系统性能和可靠性最佳。

2、通过检测压缩机的吸气压力和排气压力来控制补气阀和泄流阀的开启和关闭，即根据吸气压力和排气压力来控制制冷剂喷射至压缩机还是气液分离器，能够有效避免液击以及融霜工况吸气压力不高时喷射至压缩机造成的压缩机能力衰减，同时又能够提高系统的制冷制热能力。

3、通过调节电子膨胀阀的开度来有效控制多台压缩机组同时工作时，补气不平衡导致的排气温差大的问题，使系统发挥更好的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种补气增焓的制冷系统的结构示意图；

图2为本发明所提供的一种空调器控制方法的流程图；

图3为本发明所提供的在制冷模式下制冷剂喷射至压缩机时的回路示意图；

图4为本发明所提供的在制冷模式下制冷剂喷射至气液分离器时的回路示意图；

图5为本发明所提供的在制热模式下制冷剂喷射至压缩机时的回路示意图；

图6为本发明所提供的在制热模式下制冷剂喷射至气液分离器时的回路示意图；

以上各图中：1、气液分离器；2、压缩机；3、油分离器；4、单向阀；5、四通换向阀；6、室外换热器；7、板式换热器；8、电子膨胀阀；9、补气阀；10、泄流阀；11、室内换热器。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1为本发明所提供的一种补气增焓的制冷系统，如图1所示，该系统包括气液分离器1、压缩机2、室外换热器6、室内换热器11和板式换热器7。其中，板式换热器7包括第一通道和第二通道，第一通道连通室外换热器6和室内换热器11组成制冷剂主循环回路；板式换热器7的第一通道的第二端口a2与第二通道的第一端口b1连接的通道上设置电子膨胀阀8，从板式换热器7第二通道的第二端口b2分别与压缩机2的中间腔、气液分离器1连通，在第二端口b2与压缩机2的通道上设置补气阀9，在第二端口b2与气液分离器1的通道上设置泄流阀10。

板式换热器7与压缩机2、气液分离器1之间形成并联喷射回路，电子膨胀阀8用于控制喷射回路的导通、关闭或者制冷剂的流入量，补气阀9用于控制喷射至压缩机2回路的导通或关闭，泄流阀10用于控制喷射至气液分离器1回路的导通或关闭。通过控制补气阀9和泄流阀10的开启和关闭，可以选择制冷剂喷射至压缩机2或者气液分离器1。

通过在板式换热器7与压缩机2、气液分离器1之间设置并联喷射回路，在制冷剂喷射至压缩机2而影响压缩机2性能的情况下，可以喷射到气液分离器1。示例性的：

1)在制冷运行时，空调机组室内负荷大幅度降低时，比如室内仅开很少的机器、室内有耗热设备关闭、或者室外工况温度降低的情况下，将制冷剂喷射至气液分离器1，避免液态制冷剂被喷射至压缩机2中间腔，防止压缩机2液击的产生；同时制冷剂喷射至气液分离器1，可以卸载系统压力，并将室内小热负荷下的系统多余制冷剂存储至气液分离器1中；而且喷射至气液分离器1回路，还可以降低吸气过热度，增加循环制冷剂的质量流量，并提高主回路制冷剂的过冷度，提高制冷性能。

2)制热运行时，室外环温较低时，较低的低压压力会造成室外换热器6结霜，压缩机2能力衰减，将制冷剂喷射至气液分离器1，从而提高低压压力，防止喷射至压缩机2后，导致压缩机2能力衰减。

以上是示例说明制冷剂喷射至压缩机2而影响压缩机2性能的情况，本发明通过设计并联双回路喷射，在制冷剂不能喷射至压缩机2时可以选择喷射至气液分离器1，不但能够避免对压缩机2的损害，还能够充分利用过冷作用，使系统性能和可靠性达到最佳。

进一步地，继续参见图1所示，该系统包括两个并联的压缩机2，压缩机2的吸气口分别连接至气液分离器1，压缩机2的排气口顺次各连接油分离器3、单向阀4进口，两个单向阀4的出口与四通换向阀5同一端口连通，从每个压缩机2中间腔到板式换热器7的喷射通道上都设置补气阀9。

具体地，本发明的补气阀9和泄流阀10可以为电磁阀，也可以为电子膨胀阀。

本发明所提供的空调器，该空调器包括上述的补气增焓的制冷系统。

基于上述补气增焓的制冷系统和空调器，本发明还提供一种空调器的控制方法。

示例性的，制冷模式下，若压缩机2排气压力较高时制冷剂喷射至压缩机2，可能导致压力进一步升高，而降低压缩机2频率，影响到制冷能力；当压缩机2排气压力不高的情况下制冷剂喷射至压缩机2，能够提高制冷能力；

制热模式下，若处于融霜工况的临界即压缩机2吸气压力不高时，制冷剂喷射至压缩机2，可进一步降低吸气压力，造成换热器结霜而能力衰减，此时喷射气液分离器1，可以提高吸气压力。若空调机组吸气压力较高时喷射至压缩机2，在低温的情况下，喷射回路制冷剂吸收进入蒸发器的制冷剂的热量，使喷射至压缩机2制冷剂的比焓增加，进入蒸发器的制冷剂比焓降低，可提高排气焓值及制冷剂流量，同时增大了蒸发器进出口的焓差，能使室外蒸发器从空气中的吸热更多的热量，提高制热能力。

基于以上原理，本发明的空调器控制方法包括：根据压缩机2的排气压力pd和吸气压力ps控制补气阀9和泄流阀10的开启和关闭。

具体的，参见图2所示，空调器的控制方法按照如下实现：

s1a、若当前工作模式为制冷运行，调节电子膨胀阀evb8开度满足≥a，同时检测排气压力pd和吸气压力ps，若满足pd≤f，ps≤c，则补气阀svj9开启，泄流阀svs10关闭，将制冷剂喷射至压缩机2；若不满足pd≤f，ps≤c，则泄流阀svs10开启，补气阀svj9关闭，将制冷剂喷射至气液分离器1。

或者，

s1b、若当前工作模式为制热运行，调节电子膨胀阀evb8开度满足≥a，同时检测排气压力pd和吸气压力ps，若满足pd≤b，p≤ps≤c，则补气阀svj9开启，泄流阀svs10关闭，将制冷剂喷射至压缩机2；若不满足pd≤b，p≤ps≤c，则泄流阀svs10开启，补气阀svj9关闭，将制冷剂喷射至气液分离器1。

其中，上述的a、b、c、f、p为设定值。

优选的，电子膨胀阀evb8为直动阀形式，a的取值范围为60～100pls。

作为优选，b的取值范围是2.7mpa～2.9mpa，c的取值范围是0.7mpa～0.9mpa，p的取值范围是0.6mpa～0.62mpa，f的取值范围是3.2mpa～3.4mpa。按照以上取值范围既可以避免液击又可以使系统性能及可靠性最佳。

示例的，图3为本发明所提供的在制冷模式下制冷剂喷射至压缩机时的回路示意图。在制冷模式下，检测排气压力pd和吸气压力ps满足设定条件，则补气阀svj9开启，泄流阀svs10关闭，制冷剂喷射至压缩机2中间腔，增加制冷剂循环量，提高制冷能力。参见图3所示，对应的制冷剂的循环回路如下：在制冷剂被压缩机2压缩后，经过油分离器3、单向阀4、四通换向阀5、室外换热器6，到达板式换热器7之后一分为二，其中一路经过电子膨胀阀8节流降压后再流回板式换热器7冷却主路制冷剂后，经过打开的补气阀svj9喷射至压缩机2，主路制冷剂被过冷经室内换热器11、四通换向阀5、气液分离器1后回到压缩机2，以此进行循环。

图4为本发明所提供的在制冷模式下制冷剂喷射至气液分离器时的回路示意图。在制冷模式下，检测排气压力pd和吸气压力ps不满足设定条件，则泄流阀svs10开启，补气阀svj9关闭。制冷剂喷射至气液分离器1，可以卸载系统压力，并将室内小热负荷下的多余制冷剂存储至气液分离器1，还可以降低吸气过热度，提高主回路制冷剂的过冷度，提高制冷能力。参见图4所示，对应的制冷剂的循环回路如下：在制冷剂被压缩机2压缩后，经过油分离器3、单向阀4、四通换向阀5、室外换热器6，到达板式换热器7之后一分为二，其中一路经过电子膨胀阀8节流降压后再流回板式换热器7冷却主路制冷剂后，经过打开的泄流阀svs10喷射至气液分离器1，主路制冷剂被过冷经室内换热器11、四通换向阀5、气液分离器1后回到压缩机2，以此进行循环。

图5为本发明所提供的在制热模式下制冷剂喷射至压缩机时的回路示意图。在制热模式下，检测排气压力pd和吸气压力ps满足设定条件，则补气阀svj9开启，泄流阀svs10关闭，制冷剂喷射至压缩机2中间腔，喷射回路制冷剂吸收进入室外换热器6(蒸发器)的制冷剂的热量，使喷射至压缩机2制冷剂的比焓增加，进入室外换热器6的制冷剂比焓降低，提高排气焓值及制冷剂流量，同时增大了室外换热器6进出口焓差，能使室外换热器6从空气吸收更多的热量，另外，低温制冷剂喷射至压缩机2中间腔，可有效降低压缩机2排气温度，提高压缩机2转速，增大制冷剂循环流量。参见图5所示，对应的制冷剂的循环回路如下：在制冷剂被压缩机2压缩后，经过油分离器3、单向阀4、四通换向阀5、室内换热器11，到达板式换热器7之后一分为二，其中一路经过电子膨胀阀8节流降压后再流回板式换热器7冷却主路制冷剂后，经过打开的补气阀svj9喷射至压缩机2，主路制冷剂被过冷经室外换热器6、四通换向阀5、气液分离器1后回到压缩机2，以此进行循环。

图6为本发明所提供的在制热模式下制冷剂喷射至气液分离器时的回路示意图。在制热模式下，检测排气压力pd和吸气压力ps不满足设定条件，则泄流阀svs10开启，补气阀svj9关闭，制冷剂喷射至气液分离器1，可以提高低压压力，防止喷射至压缩机2从而导致压缩机2能力衰减严重。参见图6所示，对应的制冷剂的循环回路如下：在制冷剂被压缩机2压缩后，经过油分离器3、单向阀4、四通换向阀5、室内换热器11，到达板式换热器7之后一分为二，其中一路经过电子膨胀阀8节流降压后再流回板式换热器7冷却主路制冷剂后，经过打开的泄流阀svs10喷射至气液分离器1，主路制冷剂被过冷经室外换热器6、四通换向阀5、气液分离器1后回到压缩机2，以此进行循环。

进一步的，采用多台压缩机时，可能会存在补气不平衡问题，从而导致排气温度差距较大。针对排气温度差距大的问题，本发明所提供的空调器控制方法包括：通过调节电子膨胀阀evb8的开度来减小温差。

具体的，继续参见图2所示，在制热模式补气阀svj9开启的情况下，该方法包括：存在两个补气阀svj9同时开启，检测压缩机2的排气温度并计算温差|td1-td|是否大于设定值t，若大于t，将电子膨胀阀8的开度调节一个数值△evb，直到温差不超过t。

优选的，t的范围是8～11℃；计算公式为△evb＝-evb(n-1)/k，其中evb(n-1)是上一回的开度，k为控制常量，k＞1，优选的，k的取值范围为2～3。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。