本發(fā)明涉及對制冷系統(tǒng)的控制，更具體而言，其涉及一種制冷系統(tǒng)的節(jié)流控制方法。

背景技術(shù)：

如圖1所示，常規(guī)的制冷系統(tǒng)均包括壓縮機、冷凝器200、經(jīng)濟器400、蒸發(fā)器300及節(jié)流元件這些零部件。其中，節(jié)流元件布置在冷凝器200及經(jīng)濟器400之間。作為為制冷劑提供膨脹節(jié)流的零件，其起到不可替代的作用。在節(jié)流元件的選型中，既有能夠調(diào)節(jié)開度以適用不同程度的節(jié)流需求的電子膨脹閥、熱力膨脹閥等以供選擇；也具有呈現(xiàn)固定節(jié)流效果的毛細管、節(jié)流孔板等以供選擇。

在上文提及的節(jié)流元件中，由于節(jié)流孔板110、120可直接安裝在管路上、加工十分方便、成本定位合適且性能穩(wěn)定，因此其在一類現(xiàn)有技術(shù)的制冷系統(tǒng)中通常會被作為首選考慮。然而，其節(jié)流效果不可調(diào)節(jié)，因此需要針對設(shè)定工況來選擇所使用節(jié)流孔板的型號。一旦選定。也意味著該套制冷系統(tǒng)的節(jié)流程度已確定。此時，若在制冷系統(tǒng)中出現(xiàn)低壓頭高流量的工況，則選定節(jié)流孔板的節(jié)流面積將難以滿足需求。因此，需要在兼顧成本、穩(wěn)定性等多方面的前提下解決使用節(jié)流孔板的制冷系統(tǒng)的節(jié)流面積可調(diào)節(jié)的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種同時具有節(jié)流效果不可調(diào)的節(jié)流流路及節(jié)流效果可調(diào)節(jié)的輔助流路的制冷系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的還在于提供一種用于同時具有節(jié)流效果不可調(diào)的節(jié)流流路有節(jié)流效果可調(diào)節(jié)的輔助流路的制冷系統(tǒng)的節(jié)流控制方法。

為實現(xiàn)以上目的或其他目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種制冷系統(tǒng)，其包括：依次連接的壓縮機、冷凝器、節(jié)流流路及蒸發(fā)器；其中，所述節(jié)流流路上設(shè)置不可調(diào)節(jié)的主節(jié)流元件；還包括：旁通流路，所述旁通流路分別在所述主節(jié)流元件的上游及下游連接所述節(jié)流流路，其上設(shè)置能夠調(diào)節(jié)的輔助節(jié)流元件；液位傳感器，其設(shè)置在所述節(jié)流流路的上游和/或下游，并用于檢測液位；以及控制器；所述控制器用于根據(jù)來自所述液位傳感器的液位信號來控制所述輔助節(jié)流元件的開度。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供一種用于如前所述的制冷系統(tǒng)的節(jié)流控制方法，其包括：S100，接收來自液位傳感器的液位信號；S200，比較液位信號與系統(tǒng)預(yù)設(shè)值，輸出控制信號；以及S300，根據(jù)控制信號來控制輔助節(jié)流元件的開度。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的制冷系統(tǒng)的一部分的示意圖；

圖2是本發(fā)明的一個實施例的制冷系統(tǒng)的一部分的示意圖；

圖3是本發(fā)明的一個實施例的制冷系統(tǒng)的布置示意圖；

圖4是本發(fā)明的另一個實施例的制冷系統(tǒng)的一部分的示意圖；

圖5是本發(fā)明的另一個實施例的制冷系統(tǒng)的布置示意圖；

圖6是本發(fā)明的制冷系統(tǒng)在輔助節(jié)流元件關(guān)閉時的制冷劑流動示意圖；

圖7是本發(fā)明的制冷系統(tǒng)在輔助節(jié)流元件保持開度時的制冷劑流動示意圖；以及

圖8是本發(fā)明的制冷系統(tǒng)在輔助節(jié)流元件增大開度時的制冷劑流動示意圖。

具體實施方式

參照圖2及圖3，其示出了本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的一個實施例。其中包括通過管路順次連接的壓縮機、冷凝器200、節(jié)流元件、經(jīng)濟器400及蒸發(fā)器300。其中，在冷凝器200及經(jīng)濟器400之間設(shè)置節(jié)流流路100，其一端連接至冷凝器200的出口，另一端連接至經(jīng)濟器400的入口。在節(jié)流流路中設(shè)置不可調(diào)節(jié)的主節(jié)流元件。此外，還包括旁通流路500，其在主節(jié)流元件的上游及下游分別接入節(jié)流流路100，并在旁通流路500上設(shè)置能夠調(diào)節(jié)的輔助節(jié)流元件，其將適時開啟以便為該制冷系統(tǒng)提供額外的且可調(diào)節(jié)的節(jié)流面積。雖然圖中未示出，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，該制冷系統(tǒng)還應(yīng)具備控制器，該控制器可用于根據(jù)各種控制指令來控制輔助節(jié)流元件的開度。例如，在制冷系統(tǒng)中的節(jié)流流路100上游和/或下游還可設(shè)置液位傳感器；控制器可根據(jù)液位傳感器所發(fā)出的信號來控制輔助節(jié)流元件的開度。雖然該制冷系統(tǒng)已具備額定工況及在額定工況下對應(yīng)的節(jié)流面積，但本發(fā)明的設(shè)計使其進一步的具備了處理低壓頭高流量等工況的較大節(jié)流面積的可調(diào)節(jié)性，提高了該制冷系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

在本實施例中，不可調(diào)節(jié)的主節(jié)流元件采用的孔板。更具體而言，為改善其節(jié)流效果，本實施例中所采用的是沿上游至下游依次設(shè)置第一孔板110及第二孔板120。可選地，根據(jù)實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用雙節(jié)流孔板的布置時，為取得更好的節(jié)流效果，應(yīng)注意使第一孔板110及第二孔板120之間的距離數(shù)值為該節(jié)流流路的管徑數(shù)值的三倍左右，并且優(yōu)選為三倍。

在本實施例中，能夠調(diào)節(jié)的輔助節(jié)流元件采用的是電子膨脹閥510。其為一種典型的能夠調(diào)節(jié)的節(jié)流元件，并且具備較高的工作可靠性。

可選地，雖然在圖2及圖3所示的雙級制冷系統(tǒng)的實施例中，該節(jié)流流路布置在冷凝器200及經(jīng)濟器400之間；但同樣還可將節(jié)流流路布置在經(jīng)濟器400及蒸發(fā)器300之間。此外，當(dāng)其應(yīng)用于不具有經(jīng)濟器的單級制冷系統(tǒng)時，事實上也可將其布置在冷凝器200及蒸發(fā)器300之間。這同樣能夠得到本發(fā)明所期望的效果。

參見圖4及圖5，其示出了本發(fā)明的另一個實施例，與前一實施例相比，該制冷系統(tǒng)在電子膨脹閥510的上游還設(shè)置有過濾器520，該過濾器520同樣布置在旁通流路500上，以用于實現(xiàn)濾除雜質(zhì)的效果。

此外，在以上實施例的制冷系統(tǒng)中，液位傳感器設(shè)置在冷凝器200下方的儲液槽中，以檢測在節(jié)流流路100上游的制冷劑的液位，控制器將根據(jù)制冷劑積存的實際情況來確定旁通流路500中的輔助節(jié)流元件的開度。具體而言，在一種控制實施例中，當(dāng)積存的液位較高，所需輔助節(jié)流元件的開度將越大；而積存的液位較低，所需輔助節(jié)流元件的開度也將越?。簧踔劣诜e存的液位更低時，需要逐步減小所需輔助節(jié)流元件的開度。而在一種控制實施例中，當(dāng)積存在高液位的時間越長，所需輔助節(jié)流元件的開度將越大；而積存在高液位的時間越短，所需輔助節(jié)流元件的開度將越小；甚至于積存在低液位的一段時間時，需要逐步減小所需輔助節(jié)流元件的開度。本文已將這些控制方式均考慮在內(nèi)，這將在后文中結(jié)合圖6至圖8作詳細論述?？蛇x地，結(jié)合本發(fā)明的構(gòu)想同樣可知，若將液位傳感器設(shè)置在經(jīng)濟器中，以檢測在節(jié)流流路100下游的制冷劑的液位也可以實現(xiàn)對旁通流路500中的輔助節(jié)流元件的開度控制。例如，在一種控制實施例中，當(dāng)經(jīng)濟器中積存的液位較低時，所需輔助節(jié)流元件的開度將越大；而積存的液位較高時，所需輔助節(jié)流元件的開度也將越小。

參見圖6至圖8，其一方面進一步示出了該制冷系統(tǒng)的部分細節(jié)，另一方面也示出了該制冷系統(tǒng)所具備的不同工作狀態(tài)。

具體而言，節(jié)流流路100的上游連接至冷凝器200下方的儲液槽210的出口，而其下游連接至經(jīng)濟器400的入口。并且在儲液槽210內(nèi)設(shè)置了液位傳感器，該液位傳感器用于檢測儲液槽210內(nèi)積存的制冷劑量，當(dāng)其低于一定閾值時，說明節(jié)流流路中的節(jié)流面積足以滿足當(dāng)前的工況，因此將輔助流路500中的電子膨脹閥510保持關(guān)閉即可。而當(dāng)其處于一定閾值時，說明節(jié)流流路中的節(jié)流面積不足以滿足當(dāng)前的工況，但也不存在立刻進行調(diào)節(jié)的需求，因此將輔助流路500中的電子膨脹閥510保持當(dāng)前開度即可。若這種狀況得以緩解，則儲液槽210中的積液情況又回到前述情形中；若這種狀況仍在加劇，則需要將輔助流路500中的電子膨脹閥510開啟一定開度來進行緩解。

更具體而言，該制冷系統(tǒng)使用了兩個液位傳感器，也即設(shè)在儲液槽210的第一高度處的第一液位傳感器220與設(shè)在儲液槽210的第二高度處的第二液位傳感器230。此時，當(dāng)液位低于第二液位傳感器230指示的第二高度時，說明節(jié)流流路中的節(jié)流面積足以滿足當(dāng)前的工況，因此將輔助流路500中的電子膨脹閥510保持關(guān)閉即可，正如圖6所示。當(dāng)液位處于第二液位傳感器230指示的第二高度及第一液位傳感器220指示的第一高度之間時，說明節(jié)流流路中的節(jié)流面積不足以滿足當(dāng)前的工況，但也不存在立刻進行調(diào)節(jié)的需求，因此將輔助流路500中的電子膨脹閥510保持當(dāng)前開度即可，正如圖7所示。若這種狀況得以緩解，則儲液槽210中的積液情況又回到圖6所示的情形中；若這種狀況仍在加劇，直至液位高于第一液位傳感器220指示的第一高度時，則需要將輔助流路500中的電子膨脹閥510開啟一定開度來進行緩解，正如圖8所示。在此僅描述了該制冷系統(tǒng)基于第一液位傳感器220及第二液位傳感器230的控制原理，其具體控制方法將在下文中得以詳述。

可選地，經(jīng)過實驗，本發(fā)明提供了一種液位傳感器具體設(shè)置位置的可選實施方式。例如，在儲液槽210的2/3高度處設(shè)置第一液位傳感器220，在儲液槽210的1/3高度處設(shè)置第二液位傳感器230。

基于同樣的原理，可知將這兩個液位傳感器設(shè)置于流路下游的經(jīng)濟器的儲液槽中同樣也可實施本方案。其中，顯而易見的是，當(dāng)上游積存的液量較多時，則下游積存的液相會較少；否則反之。因此，根據(jù)反饋回來的液位信號將上述控制反向操作則亦可實現(xiàn)本發(fā)明。

更具體而言，這兩個液位傳感器包括設(shè)在經(jīng)濟器的儲液槽的第一高度處的第一液位傳感器與設(shè)在儲液槽的第二高度處的第二液位傳感器。此時，當(dāng)液位低于第二液位傳感器指示的第二高度時，說明節(jié)流流路中的節(jié)流面積已不足以滿足當(dāng)前的工況，因此需要將輔助流路中的電子膨脹閥開啟一定開度來進行緩解。當(dāng)液位處于第二液位傳感器指示的第二高度及第一液位傳感器指示的第一高度之間時，說明節(jié)流流路中的節(jié)流面積不足以滿足當(dāng)前的工況，但也不存在立刻進行調(diào)節(jié)的需求，因此將輔助流路中的電子膨脹閥保持當(dāng)前開度即可。若這種狀況得以緩解，則儲液槽中的積液情況會上升至至液位高于第一液位傳感器指示的第一高度，此時可將輔助流路中的電子膨脹閥保持關(guān)閉。若這種狀況仍在加劇，則又回到了前述第一步操作中的情形。在此僅描述了該制冷系統(tǒng)基于第一液位傳感器及第二液位傳感器的控制原理，其具體控制方法也將在下文中得以詳述。

可選地，經(jīng)過實驗，本發(fā)明提供了一種液位傳感器具體設(shè)置位置的可選實施方式。例如，在儲液槽的2/3高度處設(shè)置第一液位傳感器，在儲液槽的1/3高度處設(shè)置第二液位傳感器。

本發(fā)明還提供一種用于上述制冷系統(tǒng)的節(jié)流控制方法，其基本步驟如下所示：S100，接收來自液位傳感器的液位信號；S200，比較液位信號與系統(tǒng)預(yù)設(shè)值，輸出控制信號；以及S300，根據(jù)控制信號來控制輔助節(jié)流元件的開度。

根據(jù)以上步驟，即可實現(xiàn)本發(fā)明調(diào)節(jié)輔助節(jié)流元件開度的基本控制。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供了對此方法進一步的改善，以期獲得更好的技術(shù)效果。

作為示例，上文提及的系統(tǒng)預(yù)設(shè)值可包括第一液位及第二液位。當(dāng)液位傳感器布置在節(jié)流流路的上游時，步驟S300將進一步改善為：S310，當(dāng)高于第一液位時，增大輔助節(jié)流元件的開度；或S320，當(dāng)處于第一液位及第二液位之間時，保持輔助節(jié)流元件當(dāng)前的開度；或S330，當(dāng)?shù)陀诘诙何粫r，減小輔助節(jié)流元件的開度。

該方法的實施例細化了調(diào)節(jié)過程，只有在判定當(dāng)前液位高于第一液位時，控制器才認為制冷系統(tǒng)當(dāng)前處于需要增大節(jié)流面積的工況，進而增大輔助節(jié)流元件的開度；而只有在判定當(dāng)前液位低于第二液位時，控制器才認為制冷系統(tǒng)當(dāng)前已處于正常工況，進而減小輔助節(jié)流元件的開度。當(dāng)判定當(dāng)前液位處于第一液位及第二液位之間時，則認為系統(tǒng)當(dāng)前處于中間狀態(tài)，從而保持當(dāng)前開度來提供一定的緩沖。此種中間狀態(tài)既可以是液位在當(dāng)前開度下繼續(xù)在降低，也可以是液位在當(dāng)前開度下繼續(xù)在升高，這可依據(jù)具體工作情形而定。

此外，該實施例中還考慮到了兩種極端情況的控制，以對本方法進行補充完善。第一種情形為：S310還包括：當(dāng)高于第一液位時，判斷輔助節(jié)流元件的開度狀態(tài)；當(dāng)輔助節(jié)流元件的開度小于100%時，增大輔助節(jié)流元件的開度；當(dāng)輔助節(jié)流元件的開度等于100%時，保持輔助節(jié)流元件當(dāng)前的開度。第二種情形為：S330還包括：當(dāng)?shù)陀诘诙何粫r，判斷輔助節(jié)流元件的開度狀態(tài)；當(dāng)輔助節(jié)流元件的開度大于0時，減小輔助節(jié)流元件的開度；當(dāng)輔助節(jié)流元件的開度等于0時，保持輔助節(jié)流元件當(dāng)前的開度。上述步驟避免了當(dāng)出現(xiàn)某些極端工況而導(dǎo)致本制冷系統(tǒng)的旁通流路的節(jié)流面積調(diào)節(jié)依然無法帶來預(yù)期效果時，而給本系統(tǒng)發(fā)出一些無法實施的命令。這將進一步完善了本發(fā)明的節(jié)流控制方法。

而當(dāng)所述液位傳感器布置在所述節(jié)流流路的下游時，步驟S300將進一步改善為：S310，當(dāng)高于第一液位時，減小輔助節(jié)流元件的開度；或S320，當(dāng)處于第一液位及第二液位之間時，保持輔助節(jié)流元件當(dāng)前的開度；或S330，當(dāng)?shù)陀诘诙何粫r，增大輔助節(jié)流元件的開度。

該方法的實施例細化了調(diào)節(jié)過程，且具有與液位傳感器布置在上游時相對的控制方式。也即，只有在判定當(dāng)前液位低于第二液位時，控制器才認為制冷系統(tǒng)當(dāng)前處于需要增大節(jié)流面積的工況，進而增大輔助節(jié)流元件的開度；而只有在判定當(dāng)前液位高于第一液位時，控制器才認為制冷系統(tǒng)當(dāng)前已處于正常工況，進而減小輔助節(jié)流元件的開度。當(dāng)判定當(dāng)前液位處于第一液位及第二液位之間時，則認為系統(tǒng)當(dāng)前處于中間狀態(tài)，從而保持當(dāng)前開度來提供一定的緩沖。此種中間狀態(tài)既可以是液位在當(dāng)前開度下繼續(xù)在降低，也可以是液位在當(dāng)前開度下繼續(xù)在升高，這可依據(jù)具體工作情形而定。

此外，本實施例中也考慮到了兩種極端情況的控制，以對本方法進行補充完善。第一種情形為：S310還包括：當(dāng)高于第一液位時，判斷輔助節(jié)流元件的開度狀態(tài)；當(dāng)輔助節(jié)流元件的開度大于0時，減小輔助節(jié)流元件的開度；當(dāng)輔助節(jié)流元件的開度等于0時，保持輔助節(jié)流元件當(dāng)前的開度。第二種情形為：S330還包括：當(dāng)?shù)陀诘诙何粫r，判斷輔助節(jié)流元件的開度狀態(tài)；當(dāng)輔助節(jié)流元件的開度小于100%時，增大輔助節(jié)流元件的開度；當(dāng)輔助節(jié)流元件的開度等于100%時，保持輔助節(jié)流元件當(dāng)前的開度。上述步驟避免了當(dāng)出現(xiàn)某些極端工況而導(dǎo)致本制冷系統(tǒng)的旁通流路的節(jié)流面積調(diào)節(jié)依然無法帶來預(yù)期效果時，而給本系統(tǒng)發(fā)出一些無法實施的命令。這將進一步完善了本發(fā)明的節(jié)流控制方法。

為簡化控制器的編程，提高控制閉環(huán)的穩(wěn)定性，在此，每次為輔助節(jié)流元件的增大開度的控制或減小開度的控制均可為固定的增量。例如，每次增大的輔助節(jié)流元件的開度均為第一開度；或每次減小的輔助節(jié)流元件的開度均為第二開度。同樣地，經(jīng)過實驗，在本發(fā)明中提供一種可選的實施方式，也即第一開度為3%，且/或第二開度為3%。

可選地，本發(fā)明前述方法還可進一步改善。也即在步驟S300后增加步驟S400：將S300步驟保持第一時段。這是因為，該系統(tǒng)的運行及調(diào)節(jié)為一個連續(xù)的過程，在調(diào)節(jié)輔助節(jié)流元件的開度后無法對系統(tǒng)的儲液槽210中的積液狀態(tài)進行瞬時調(diào)節(jié)。因此，將該過程保持第一時段，可使得S300的效果能夠進一步地體現(xiàn)出來。同樣地，經(jīng)過實驗，在本發(fā)明中提供一種可選的實施方式，也即第一時段為5秒。

如下，經(jīng)過將上述方法進行擇優(yōu)組合，一并結(jié)合圖6至圖8來描述：當(dāng)液位傳感器布置在節(jié)流流路上游的冷凝器200的儲液槽210中時，本發(fā)明的節(jié)流控制過程。

在制冷系統(tǒng)正常運行的狀態(tài)下，若儲液槽210中積存的制冷劑分別低于設(shè)置在儲液槽210內(nèi)的第一液位傳感器220及第二液位傳感器230時，此時第一液位傳感器220及第二液位傳感器230均向控制器發(fā)出“NO”的信號，控制器將兩個“NO”的信號與系統(tǒng)預(yù)設(shè)值比較，判定此時儲液槽210內(nèi)的制冷劑液位低于第二液位，進而認定此時節(jié)流流路100中的節(jié)流面積足以滿足當(dāng)前的工況。此時將對輔助流路500中的電子膨脹閥510進行檢測：當(dāng)電子膨脹閥510的開度大于0時，將輔助節(jié)流元件的開度減小3%；而當(dāng)電子膨脹閥510的開度等于0時，保持電子膨脹閥510的關(guān)閉狀態(tài)即可。將當(dāng)前控制保持5秒時長。隨后進行下次循環(huán)檢測。

若檢測到儲液槽210中積存的制冷劑低于設(shè)置在儲液槽210內(nèi)的第一液位傳感器220，但同時高于儲液槽210內(nèi)的第二液位傳感器230時，此時第一液位傳感器220及第二液位傳感器230分別向控制器發(fā)出“NO”與“YES”的信號，控制器將該信號與系統(tǒng)預(yù)設(shè)值比較，判定此時儲液槽210內(nèi)的制冷劑液位高于第二液位但低于第一液位，進而認定此時節(jié)流流路100中的節(jié)流面積雖然不足以滿足當(dāng)前的工況，但也不存在立即增加節(jié)流面積的需求，可先提供一段緩沖期。此時使電子膨脹閥510保持當(dāng)前開度即可。并將當(dāng)前控制保持5秒時長。隨后進行下次循環(huán)檢測。

若檢測到儲液槽210中積存的制冷劑分別高于設(shè)置在儲液槽210內(nèi)的第一液位傳感器220及第二液位傳感器230時，此時第一液位傳感器220及第二液位傳感器230均向控制器發(fā)出“YES”的信號，控制器將兩個“YES”的信號與系統(tǒng)預(yù)設(shè)值比較，判定此時儲液槽210內(nèi)的制冷劑液位高于第二液位，進而認定此時節(jié)流流路100中的節(jié)流面積已不足以滿足當(dāng)前的工況。此時將對輔助流路500中的電子膨脹閥510進行檢測：當(dāng)電子膨脹閥510的開度小于100%時，將電子膨脹閥510的開度增大3%；當(dāng)電子膨脹閥510的開度等于100%時，保持輔助節(jié)流元件的完全開啟狀態(tài)即可。將當(dāng)前控制保持5秒時長。隨后進行下次循環(huán)檢測。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或特征必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

以上例子主要說明了本發(fā)明的制冷系統(tǒng)及其節(jié)流控制方法。盡管只對其中一些本發(fā)明的實施方式進行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。