空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)以及雙級壓縮機補氣量控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)以及雙級壓縮機補氣量控制方法。該系統(tǒng)包括壓縮機，有第一吸氣口、第二吸氣口和出氣口；室外換熱器，有第一端接口和第二端接口，第一端接口連通第二吸氣口或出氣口；閃蒸器，有第一接口、第二接口和第三接口，第一接口連通第一吸氣口，第二接口連通第二端接口；室內(nèi)換熱器，有第三端接口和第四端接口，第三端接口連通第三接口，室外換熱器連通第二吸氣口時第四端接口連通出氣口，室外換熱器連通出氣口第四端接口連通第二吸氣口；第一感溫裝置，在第一吸氣口與第一接口間的第一連接管路上；第一流量調(diào)節(jié)裝置，在室外換熱器與第二接口間的第二連接管路上；第二感溫裝置，在第一連接管路上。本發(fā)明可控制壓縮機補氣量。
【專利說明】空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)以及雙級壓縮機補氣量控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)【技術領域】，具體而言，涉及一種空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)以及雙級壓縮機補氣量控制方法。
【背景技術】
[0002]目前帶閃蒸器的雙級壓縮機空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，當采用變頻壓縮機時，在不同壓縮機頻率和室內(nèi)外溫度下對壓縮機的補氣量難以精確控制，會對壓縮機的性能造成影響。同時，室內(nèi)換熱器的換熱流量和壓縮機的補氣流量需要由經(jīng)過室外換熱器的總流量進行分配，當流量比例分配不佳時，會存在補氣量不佳引起壓縮機性能下降，或蒸發(fā)器過熱引起換熱能力降低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)以及雙級壓縮機補氣量控制方法，可以對壓縮機的補氣量進行控制。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，包括:壓縮機，具有第一吸氣口、第二吸氣口和出氣口 ；室外換熱器，具有第一端接口和第二端接口，第一端接口選擇性地與第二吸氣口或出氣口相連通；閃蒸器，具有第一接口、第二接口和第三接口，第一接口與第一吸氣口相連通，第二接口與室外換熱器的第二端接口相連通；室內(nèi)換熱器，具有第三端接口和第四端接口，第三端接口與第三接口相連通，當室外換熱器與第二吸氣口連通時室內(nèi)換熱器的第四端接口與出氣口相連通，當室外換熱器與出氣口連通時室內(nèi)換熱器的第四端接口與第二吸氣口相連通；第一感溫裝置，設置在第一吸氣口與第一接口之間的第一連接管路上，且靠近第一吸氣口設置；第一流量調(diào)節(jié)裝置，設置在室外換熱器與第二接口之間的第二連接管路上；空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)還包括第二感溫裝置，第二感溫裝置設置在第一連接管路上，且靠近第一接口設置。
[0005]進一步地，第一連接管路上還設置有截止閥，截止閥位于第一感溫裝置和第二感溫裝置之間。
[0006]進一步地，第一感溫裝置距離第一吸氣口 200毫米至400毫米。
[0007]進一步地，空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)還包括第二流量調(diào)節(jié)裝置，第二流量調(diào)節(jié)裝置設置在第三接口與室內(nèi)換熱器之間的第三連接管路上。
[0008]進一步地，第二吸氣口、出氣口、室外換熱器以及室內(nèi)換熱器之間設置有四通閥。
[0009]進一步地，室外換熱器與第一流量調(diào)節(jié)裝置之間設置有第三感溫裝置。
[0010]進一步地，第二吸氣口處設置有氣液分離器。
[0011]進一步地，室內(nèi)換熱器上設置有第四感溫裝置。
[0012]進一步地，壓縮機的出氣口處設置有第五感溫裝置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種雙級壓縮機補氣量控制方法，包括:獲取第一過熱度值；獲取壓縮機的第一吸氣口處的第一溫度值以及閃蒸器的第一出口處的第二溫度值；根據(jù)第一溫度值和第二溫度值確定第二過熱度值；根據(jù)第一過熱度值和第二過熱度值確定室外換熱器和閃蒸器之間的流量調(diào)節(jié)裝置的開度。
[0014]進一步地，根據(jù)第一溫度值和第二溫度值確定第二過熱度值通過以下步驟獲得:第二過熱度值=第一溫度值-第二溫度值。
[0015]進一步地，獲取第一過熱度值通過以下步驟獲得:第一過熱度值為空調(diào)在不同室外環(huán)境溫度中的中間過熱度值。
[0016]進一步地，獲取第一過熱度值之后還包括:根據(jù)空調(diào)實際運行模式以及實際室外環(huán)境溫度確定室外換熱器和閃蒸器之間的流量調(diào)節(jié)裝置的初始開度。
[0017]進一步地，獲取壓縮機的第一吸氣口處的第一溫度值以及閃蒸器的第一出口處的第二溫度值之后還包括:對所述第一溫度值和所述第二溫度值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定壓縮機的第一吸氣口與閃蒸器第一出口之間的截止閥的開關，如果截止閥打開，則進行下一步驟，如果截止閥關閉，則返回上一步驟。
[0018]應用本發(fā)明的技術方案，通過在壓縮機的第一吸氣口，即補氣口處設置第一感溫裝置，同時在與補氣口相連通的閃蒸器第一接口處設置第二感溫裝置，可以對連接在壓縮機補氣口與閃蒸器第一接口之間的補氣回路上的溫度進行掌握，從而通過第一流量調(diào)節(jié)裝置控制補氣回路中的進氣量，以此達到，進而提高壓縮機的性能的目的。同時，也可以對室內(nèi)換熱器的換熱流量和壓縮機的補氣流量進行合理分配，從而提高空調(diào)的換熱性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)的示意圖；
[0021]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)的二級循環(huán)壓焓圖及補氣過程示意圖；
[0023]圖4示出了根據(jù)圖3的示意圖的A處放大圖；以及
[0024]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的雙級壓縮機補氣量控制方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0026]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例，提供了一種空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，包括壓縮機
10、室外換熱器30、第一流量調(diào)節(jié)裝置、閃蒸器50、第二流量調(diào)節(jié)裝置60、室內(nèi)換熱器70、第一感溫裝置91以及第二感溫裝置92。
[0027]壓縮機10具有第一吸氣口 11、第二吸氣口 12和出氣口 13，室外換熱器30的第一端接口選擇性地與第二吸氣口 12和出氣口 13相連通，閃蒸器50具有第一接口、第二接口和第三接口，室外換熱器30的第二端接口與閃蒸器50的第二接口相連通，閃蒸器50的第一接口與壓縮機10的第一吸氣口 11相連通，在第一接口與第一吸氣口 11之間形成了壓縮機10的補氣回路。閃蒸器50的第三接口與室內(nèi)換熱器70的第三端接口相連通，室內(nèi)換熱器70的第四端接口選擇性地與壓縮機10的第二吸氣口 12和出氣口 13相連通。[0028]第一感溫裝置91設置在第一吸氣口 11與第一接口之間的第一連接管路上，且靠近第一吸氣口 11設置，可以對第一吸氣口 11的溫度測量更加精確，這里的靠近是指相對于第一連接管路的中點更接近于第一吸氣口 11。優(yōu)選地，第一感溫裝置91與第一吸氣口 11之間的距離為200毫米至400毫米。第二感溫裝置92設置在第一連接管路上，且靠近第一接口設置，可以對第一接口的溫度測量更加精確，這里的靠近是指相對于第一連接管路的中點更接近于第一接口。第一流量調(diào)節(jié)裝置設置在室外換熱器30與第二接口之間的第二連接管路上，通過控制第一流量調(diào)節(jié)裝置的開度可以對壓縮機10的補氣回路中的補氣流量進行控制，進而使室內(nèi)換熱器70的換熱流量和壓縮機10的補氣流量合理分配，從而提高空調(diào)整體的換熱性能。第二流量調(diào)節(jié)裝置60設置在第三接口與室內(nèi)換熱器70之間的第三連接管路上。
[0029]本實施例中，第一流量調(diào)節(jié)裝置為膨脹閥40。
[0030]為了使壓縮機10補氣回路的補氣流量更加準確的控制，在第一連接管路上還設置有截止閥80，該截止閥80位于第一感溫裝置91和第二感溫裝置92之間。通過控制截止閥80的開閉，可以對通過補氣回路的冷媒進行控制。優(yōu)選地，截止閥80為電磁閥。
[0031 ] 本實施例中，空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)包括兩種工作狀態(tài)，在第一工作狀態(tài)時，室外換熱器30與第二吸氣口 12相連通，同時室內(nèi)換熱器70與出氣口 13相連通，此時為空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)的制熱模式，此模式下，壓縮機10的出氣口 13排出的高溫高壓氣態(tài)冷媒進入室內(nèi)換熱器70進行換熱，此時室內(nèi)換熱器70起到冷凝器的作用。冷媒再經(jīng)過第二流量調(diào)節(jié)裝置60進行節(jié)流降壓后通過第三接口進入閃蒸器50，這里第二流量調(diào)節(jié)裝置60起到一級節(jié)流的效果。冷媒在閃蒸器50內(nèi)分為兩路，一路通過補氣回路進入壓縮機10的第一吸氣口，即補氣口，對壓縮機10進行補氣，另一路冷媒通過第一流量調(diào)節(jié)裝置繼續(xù)節(jié)流降壓后，進入室外換熱器30進行換熱，此時室外換熱器30起到蒸發(fā)器的作用。然后冷媒回到壓縮機10的第二吸氣口 12，在壓縮機10內(nèi)部完成一級壓縮后，與第一吸氣口 11進入的冷媒混合，然后進行二級壓縮，再通過出氣口 13排出，如此循環(huán)往復，完成空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)的制熱過程。
[0032]在第二工作狀態(tài)時，室外換熱器30與所述出氣口 13相連通，同時室內(nèi)換熱器70與第二吸氣口 12相連通，此時為空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)的制冷模式，此模式下，壓縮機10的出氣口13排出的高溫高壓氣態(tài)冷媒進入室外換熱器30進行換熱，此時室外換熱器30起到冷凝器的作用。冷媒再經(jīng)過第一流量調(diào)節(jié)裝置進行節(jié)流降壓后通過第二接口進入閃蒸器50，這里第一流量調(diào)節(jié)裝置起到一級節(jié)流的效果。冷媒在閃蒸器50內(nèi)分為兩路，一路通過補氣回路進入壓縮機10的第一吸氣口，即補氣口，對壓縮機10進行補氣，另一路冷媒通過第二流量調(diào)節(jié)裝置60繼續(xù)節(jié)流降壓后，進入室內(nèi)換熱器70進行換熱，此時室內(nèi)換熱器70起到蒸發(fā)器的作用。然后冷媒回到壓縮機10的第二吸氣口 12，在壓縮機10內(nèi)部完成一級壓縮后，與第一吸氣口 11進入的冷媒混合，然后進行二級壓縮，再通過出氣口 13排出，如此循環(huán)往復，完成空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)的制冷過程。
[0033]為了使空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)在兩個工作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換更加順暢，在第二吸氣口 12、出氣口 13、室外換熱器30以及室內(nèi)換熱器70之間連接有四通閥20，以使第二吸氣口 12、出氣口 13、室外換熱器30以及室內(nèi)換熱器70之間處于不同的連通狀態(tài)。
[0034]為了對空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行更好的控制，在室內(nèi)換熱器70上設置有第四感溫裝置，在室外換熱器30與第一流量調(diào)節(jié)裝置之間設置有第三感溫裝置，在壓縮機10的出氣口 13處設置有第五感溫裝置。
[0035]為了防止冷媒中的液體對壓縮機10的性能造成影響，在第二吸氣口 12處設置有氣液分離器，使進入第二吸氣口 12之前的冷媒中氣液分離，避免液體進入壓縮機10。
[0036]結(jié)合參見圖2，根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例，提供了一種空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，該空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)與第一個實施例中的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構基本相同，區(qū)別在于本實施例中，用毛細管41作為第一流量調(diào)節(jié)裝置，代替膨脹閥40，同樣可以起到節(jié)流降壓的作用。
[0037]結(jié)合參見圖5，本實施例還提供了一種雙級壓縮機補氣量控制方法，該方法包括以下步驟:
[0038]步驟1.設定空調(diào)在制冷或制熱模式下在不同室外環(huán)境溫度中的第一過熱度值；
[0039]步驟2.檢測空調(diào)實際運行模式以及實際室外環(huán)境溫度，并設定第一流量調(diào)節(jié)裝置的初始開度；
[0040]步驟3.通過第一感溫裝置91檢測壓縮機10的第一吸氣口處的第一溫度值，同時，通過第二感溫裝置92檢測閃蒸器50的第一出口處的第二溫度值，計算第一溫度值減去第二溫度值得到差值，該差值為第二過熱度值；
[0041]步驟4.對第一過熱度值和第二過熱度值進行比較，從而控制截止閥80的開關，如果符合截止閥80的關閉條件，即第二過熱度值小于第一過熱度值，則返回步驟3，如果符合截止閥80的打開條件，即第二過熱度值大于第一過熱度值，則進行下一步驟；
[0042]步驟5.比較第一過熱度值和第二過熱度值之間的關系，對第一流量調(diào)節(jié)裝置進行調(diào)節(jié)以滿足壓縮機10對補氣量的要求。
[0043]通過第二過熱度值調(diào)節(jié)第一流量調(diào)節(jié)裝置開度的原理如下，設第二過熱度值為T:
[0044]制冷模式下:
[0045](1)6 ^ T ^ 2，則第一流量調(diào)節(jié)裝置的初始開度維持，維持補氣壓力，維持最佳補
氣量;
[0046](2) T < 2，則第一流量調(diào)節(jié)裝置開度減小，減小補氣壓力，減少補氣量，直到維持最佳補氣量；
[0047](3) T > 6，則第一流量調(diào)節(jié)裝置開度增大，增大補氣壓力，提高補氣量，直到維持最佳補氣量。
[0048]制熱模式下:
[0049](1)94，則第一流量調(diào)節(jié)裝置開度維持，維持補氣壓力，維持最佳補氣量；
[0050](2) T < 4，則第一流量調(diào)節(jié)裝置開度減小，減小補氣壓力，減少補氣量，直到維持最佳補氣量；
[0051](3)Τ> 9，則第一流量調(diào)節(jié)裝置開度增大，增大補氣壓力，提高補氣量，直到維持最佳補氣量。
[0052]結(jié)合參見圖3和圖4，補氣控制的理論依據(jù)，即補氣過程數(shù)學模型如下:
[0053]首先來自蒸發(fā)器的制冷劑被等熵壓縮到狀態(tài)2，然后與來自閃蒸器的飽和蒸氣6混合到狀態(tài)2’，再被等熵壓縮到狀態(tài)3。
[0054]理論假設:1)補氣過程是瞬間過程；2)補氣過程為絕熱等容混合增壓過程。 [0055]相對補氣量，是指補氣回路的制冷劑質(zhì)量流量和流經(jīng)蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)量流量之比。
[0056]相對補氣量也可以定義為,每Ikg壓縮機吸氣量所對應的補氣量。
[0057]主回路的總流量，即通過冷凝器的制冷劑質(zhì)量流量為補氣回路的制冷劑質(zhì)量流量和流經(jīng)蒸發(fā)器的制冷劑質(zhì)量流量之和。
[0058]綜合質(zhì)量守恒和能量平衡方程，相對補氣量:
【權利要求】
1.一種空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，包括: 壓縮機(10)，具有第一吸氣口 (11)、第二吸氣口 (12)和出氣口 (13)； 室外換熱器(30)，具有第一端接口和第二端接口，所述第一端接口選擇性地與所述第二吸氣口(12)或出氣口(13)相連通； 閃蒸器(50)，具有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口與所述第一吸氣口(11)相連通，所述第二接口與所述室外換熱器(30)的所述第二端接口相連通； 室內(nèi)換熱器(70)，具有第三端接口和第四端接口，所述第三端接口與所述第三接口相連通，當所述室外換熱器(30)與所述第二吸氣口(12)連通時所述室內(nèi)換熱器(70)的所述第四端接口與所述出氣口(13)相連通，當所述室外換熱器(30)與所述出氣口(13)連通時所述室內(nèi)換熱器(70)的所述第四端接口與所述第二吸氣口(12)相連通； 第一感溫裝置(91)，設置在所述第一吸氣口(11)與所述第一接口之間的第一連接管路上，且靠近所述第一吸氣口(11)設置； 第一流量調(diào)節(jié)裝置，設置在所述室外換熱器(30)與所述第二接口之間的第二連接管路上; 其特征在于，所述空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)還包括第二感溫裝置(92)，所述第二感溫裝置(92)設置在所述第一連接管路上，且靠近所述第一接口設置。
2.根據(jù)權利要求1所 述的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一連接管路上還設置有截止閥(80)，所述截止閥(80)位于所述第一感溫裝置(91)和所述第二感溫裝置(92)之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一感溫裝置(91)距離所述第一吸氣口(11) 200毫米至400毫米。
4.根據(jù)權利要求1所述的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)還包括第二流量調(diào)節(jié)裝置(60)，所述第二流量調(diào)節(jié)裝置(60)設置在所述第三接口與所述室內(nèi)換熱器(70)之間的第三連接管路上。
5.根據(jù)權利要求1所述的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二吸氣口(12)、所述出氣口(13)、所述室外換熱器(30)以及所述室內(nèi)換熱器(70)之間設置有四通閥(20)。
6.根據(jù)權利要求1所述的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述室外換熱器(30)與所述第一流量調(diào)節(jié)裝置之間設置有第三感溫裝置。
7.根據(jù)權利要求1所述的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二吸氣口(12)處設置有氣液分離器。
8.根據(jù)權利要求1所述的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述室內(nèi)換熱器(70)上設置有第四感溫裝置。
9.根據(jù)權利要求1所述的空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(10)的出氣口(13)處設置有第五感溫裝置。
10.一種雙級壓縮機補氣量控制方法，其特征在于，包括: 獲取第一過熱度值； 獲取壓縮機的第一吸氣口處的第一溫度值以及閃蒸器的第一出口處的第二溫度值； 根據(jù)所述第一溫度值和所述第二溫度值確定第二過熱度值； 根據(jù)所述第一過熱度值和所述第二過熱度值確定室外換熱器和閃蒸器之間的流量調(diào)節(jié)裝置的開度。
11.根據(jù)權利要求10所述的雙級壓縮機補氣量控制方法，其特征在于，根據(jù)所述第一溫度值和所述第二溫度值確定第二過熱度值通過以下步驟獲得: 所述第二過熱度值=所述第一溫度值一所述第二溫度值。
12.根據(jù)權利要求10所述的雙級壓縮機補氣量控制方法，其特征在于，所述獲取第一過熱度值通過以下步驟獲得: 所述第一過熱度值為空調(diào)在不同室外環(huán)境溫度中的中間過熱度值。
13.根據(jù)權利要求10所述的雙級壓縮機補氣量控制方法，其特征在于，所述獲取第一過熱度值之后還包括: 根據(jù)空調(diào)實際運行模式以及實際室外環(huán)境溫度確定室外換熱器和閃蒸器之間的流量調(diào)節(jié)裝置的初始開度。
14.根據(jù)權利要求10所述的雙級壓縮機補氣量控制方法，其特征在于，所述獲取壓縮機的第一吸氣口處的第一溫度值以 及閃蒸器的第一出口處的第二溫度值之后還包括: 對所述第一溫度值和所述第二溫度值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定壓縮機的第一吸氣口與閃蒸器第一出口之間的截止閥的開關，如果截止閥打開，則進行下一步驟，如果截止閥關閉，則返回上一步驟。
【文檔編號】F24F11/02GK103574852SQ201210274584
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月2日 優(yōu)先權日:2012年8月2日
【發(fā)明者】王春, 王現(xiàn)林, 葉澤波, 宋欽勇 申請人:珠海格力電器股份有限公司