本发明涉及空调系统技术领域,尤其是涉及一种空调系统的控制方法。
背景技术:
相关技术中,空调系统通过设置闪蒸器以将节流后的气态冷媒(这部分气态冷媒即使经过换热器也不参与换热,却占用了换热器的空间)分离出来使其不再经过换热器而是直接回到压缩机组件,这样不但有利于减少压缩机组件的压力损失同时也有利于提高换热器的换热效率。
然而,设有闪蒸器的空调系统对中间温度的要求较高,如果设定的中间温度不合适,会使得液态冷媒进入压缩机组件,从而容易对压缩机组件造成长时间液击而导致压缩机组件损伤且不能提高空调器性能。
技术实现要素:
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明提出一种空调系统的控制方法,该空调系统的控制方法可在一定程度上避免液态冷媒对压缩机组件的长时间液击,从而可以避免压缩机组件的损伤,有效地提高压缩机组件的可靠性。
根据本发明的空调系统的控制方法,所述空调系统包括组成制冷循环流路的压缩机组件、室外换热器、室内换热器和闪蒸器,所述压缩机组件包括第一气缸和第二气缸,所述第一气缸的吸气通道与所述室外换热器和所述室内换热器中的其中一个连通,所述闪蒸器包括气体出口和两个接口,所述气体出口与所述第二气缸的吸气通道相连,所述两个接口分别与所述室外换热器和所述室内换热器之间串联有第一节流元件和第二节流元件,所述第二气缸的排气容积v2和所述第一气缸的排气容积v1的比值n=v2/v1的取值范围为0.03~0.30,所述控制方法包括如下步骤:所述空调系统制冷运行时,检测所述室外换热器的出口温度Tco、所述室内换热器的蒸发温度Ti和所述闪蒸器温度Tm,根据Tco、Ti、n计算最佳中间温度T,并计算ΔT冷=T-Tm;如果ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤4℃,则所述第一节流元件和所述第二节流元件保持当前开度;如果ΔT冷不满足0℃≤ΔT冷≤4℃,则需通过调整所述第一节流元件和/或所述第二节流元件的开度使ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤4℃。
根据本发明的空调系统的控制方法,不仅提高了空调系统的换热效率和换热效果,还降低了通过闪蒸器的气体出口返回第二气缸的吸气通道的冷媒中的液态冷媒的含量,防止第二气缸因长时间液击而损失,进而可以防止压缩机组件因长时间液击而损失,提高了压缩机组件的可靠性。
根据本发明的一些实施例,所述空调系统还包括换向组件,所述换向组件包括第一端口至第四端口,所述第一端口与所述第一气缸的排气通道和所述第二气缸的排气通道相连,所述第四端口与所述第一气缸的吸气通道相连,第二端口与所述室外换热器相连,第三端口与所述室内换热器相连。
进一步地,空调系统的控制方法还包括如下步骤:所述空调系统制热运行时,检测所述室内换热器出口温度Tei、所述室外换热器蒸发温度To和所述闪蒸器温度Tm,根据Tei、To、n计算最佳中间温度T,并计算ΔT热=T-Tm;如果ΔT热满足0℃≤ΔT热≤4℃,则所述第一节流元件和所述第二节流元件保持当前开度;如果ΔT热不满足0℃≤ΔT热≤4℃,则需通过调整所述第一节流元件和/或所述第二节流元件的开度使ΔT热满足0℃≤ΔT热≤4℃。
具体地,所述空调系统制热运行时的所述最佳中间温度T按如下公式计算:
T=t0+t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10+t11+t12+t13+t14+t15+t16,其中t0=39.80;
t1=-2933.19527489908*(Tei+273.15)^1*n^1;
t2=-519.029844620459*(To+273.15)^1*n^1;
t3=+172.402714528228*(Tei+273.15)^1.5*n^1;
t4=+22.9922195204786*(To+273.15)^1.5*n^1;
t5=+5327.73925175847*(Tei+273.15)^1*n^1.1;
t6=+2153.21235269999*(To+273.15)^1*n^1.1;
t7=-333.796352462634*(Tei+273.15)^1.5*n^1.1;
t8=-89.8028299094928*(To+273.15)^1.5*n^1.1;
t9=-3243.96950745765*(Tei+273.15)^1*n^1.3;
t10=-3548.49369992198*(To+273.15)^1*n^1.3;
t11=+240.883532583675*(Tei+273.15)^1.5*n^1.3;
t12=+143.967874411684*(To+273.15)^1.5*n^1.3;
t13=+822.075732063539*(Tei+273.15)^1*n^1.5;
t14=+2002.89907290839*(To+273.15)^1*n^1.5;
t15=-79.4317695732326*(Tei+273.15)^1.5*n^1.5;
t16=-80.7004023951022*(To+273.15)^1.5*n^1.5。
根据本发明的一些实施例,所述空调系统制冷运行时所述最佳中间温度T按如下公式计算:
T=t0+t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10+t11+t12+t13+t14+t15+t16,其中t0=39.80;
t1=-2933.19527489908*(Tco+273.15)^1*n^1;
t2=-519.029844620459*(Ti+273.15)^1*n^1;
t3=+172.402714528228*(Tco+273.15)^1.5*n^1;
t4=+22.9922195204786*(Ti+273.15)^1.5*n^1;
t5=+5327.73925175847*(Tco+273.15)^1*n^1.1;
t6=+2153.21235269999*(Ti+273.15)^1*n^1.1;
t7=-333.796352462634*(Tco+273.15)^1.5*n^1.1;
t8=-89.8028299094928*(Ti+273.15)^1.5*n^1.1;
t9=-3243.96950745765*(Tco+273.15)^1*n^1.3;
t10=-3548.49369992198*(Ti+273.15)^1*n^1.3;
t11=+240.883532583675*(Tco+273.15)^1.5*n^1.3;
t12=+143.967874411684*(Ti+273.15)^1.5*n^1.3;
t13=+822.075732063539*(Tco+273.15)^1*n^1.5;
t14=+2002.89907290839*(Ti+273.15)^1*n^1.5;
t15=-79.4317695732326*(Tco+273.15)^1.5*n^1.5;
t16=-80.7004023951022*(Ti+273.15)^1.5*n^1.5。
具体地,通过检测所述闪蒸器内的饱和压力并将其换算成饱和温度以得到所述闪蒸器温度Tm。
根据本发明的一些实施例,所述压缩机组件包括第一压缩机和第二压缩机,所述第一压缩机内设有所述第一气缸,所述第二压缩机内设有所述第二气缸。
具体地,n满足如下关系式:
n=(第二压缩机排气量*第二压缩机转速)/(第一压缩机排气量*第一压缩机转速)。
根据本发明的一些实施例,所述ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤1℃时,所述第一节流元件和所述第二节流元件保持当前开度,ΔT冷不满足0℃≤ΔT冷≤1℃,则需通过调整所述第一节流元件和/或所述第二节流元件的开度使ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤1℃。
根据本发明的一些实施例,所述ΔT热满足0℃≤ΔT热≤1℃时,所述第一节流元件和所述第二节流元件保持当前开度,ΔT热不满足0℃≤ΔT热≤1℃,则需通过调整所述第一节流元件和/或所述第二节流元件的开度使ΔT热满足0℃≤ΔT热≤1℃。
附图说明
图1是根据本发明实施例的空调系统的控制流程图;
图2是根据本发明另一个实施例的空调系统的控制流程图。
附图标记:
空调系统100,
压缩机组件1,第一气缸11,第二气缸12,吸气口13,排气口14,补气口15,储液器16,
室外换热器2,室内换热器3,
闪蒸器4,气体出口41,第一接口42,第二接口43,
第一节流元件51,第二节流元件52,
换向组件6,第一端口61,第二端口62,第三端口63,第四端口64。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的空调系统100的控制方法。
首先,参考图1-图2描述采用根据本发明实施例的空调系统100,空调系统100可用于调节室内温度。可以理解的是,本发明实施例中的空调系统100可以为单冷型空调系统,当然也可以是冷暖型空调系统。
如图1和图2所示,空调系统100包括组成制冷循环流路的压缩机组件1、室外换热器2、室内换热器3和闪蒸器4。其中,压缩机组件1包括第一气缸11和第二气缸12,第一气缸11的吸气通道与室外换热器2和室内换热器3中的其中一个连通,也就是说,第一气缸11的吸气通道可以与室外换热器2连通,也可以与室内换热器3连通。
例如,在图1的示例中,空调系统100为单冷型空调系统,第一气缸11的吸气通道与室内换热器3连通。又如,在图2的示例中,空调系统100为冷暖型空调系统,当第一气缸11的吸气通道与室内换热器3连通时,空调系统100处于制冷模式;当第一气缸11的吸气通道与室外换热器2连通时,空调系统100处于制热模式。
第二气缸12的排气容积v2和第一气缸11的排气容积v1的比值n=v2/v1的取值范围为0.03~0.30。也就是说,0.03≤n≤0.30。第一气缸11的排气容积大于第二气缸12的排气容积。
闪蒸器4包括气体出口41和两个接口,例如,参照图1,气体出口41可以形成在闪蒸器4的上端,两个接口可以形成在闪蒸器4的下端。气体出口41与第二气缸12的吸气通道相连,两个接口分别与室外换热器2和室内换热器3之间串联有第一节流元件51和第二节流元件52。为方便描述,将闪蒸器4的两个接口分别称为“第一接口42”和“第二接口43”,其中,第一接口42与室外换热器2之间串联有第一节流元件51,第二接口43与室内换热器3之间串联有第二节流元件52。
空调系统100工作时,闪蒸器4内的部分气态冷媒可以通过气体出口41进入第二气缸12的吸气通道,这一方面有利于减少压缩机组件1的压力损失,另一方面可以通过闪蒸器4将节流后不参与换热的气态冷媒分离出来,有利于提高室内换热器3或室外换热器2的换热效果(例如,空调系统100制冷时,有利于提高室内换热器3的换热效果,空调系统100制热时,有利于提高室外换热器2的换热效果)。
其中,压缩机组件1可以包括吸气口13、排气口14和补气口15。例如,在图1和图2的示例中,吸气口13可以与第一气缸11的吸气通道连通,补气口15可以与第二气缸12的吸气通道连通,第一气缸11的排气通道与第二气缸12的排气通道可以与排气口14连通。压缩机组件1还包括储液器16,储液器16可以与第一气缸11的吸气通道连通。
具体地,参照图1,第一节流元件51的一端(例如,图1中的上端)与第一接口42相连,第一节流元件51的另一端(例如,图1中的下端)与室外换热器2的一端(例如,图1中的右端)相连。第二节流元件52的一端(例如,图1中的上端)与第二接口43相连,第二节流元件52的另一端(例如,图1中的下端)与室内换热器3的一端(例如,图1中的右端)相连。室内换热器3的另一端(例如,图1中的左端)与储液器16的一端(例如,图1中的下端)相连,储液器16的另一端(例如,图1中的上端)与第一气缸11的吸气通道相连。室外换热器2的另一端(例如,图1中左端)与压缩机组件1的排气口14相连。
例如,参照图1和图2,空调系统100制冷运行时,压缩机组件1的排气口14排出的高温高压的冷媒经过室外换热器2,并在室外换热器2与室外环境进行换热,换热后的冷媒经过第一节流元件51节流降压后流向闪蒸器4,闪蒸器4内的一部分气态冷媒由气体出口41经过压缩机组件1的补气口15直接流回第二气缸12的吸气通道内,闪蒸器4内的另一部分气态冷媒流向室内换热器3,并在室内换热器3内与室内环境进行换热以给室内制冷,换热后的冷媒流向储液器16,并经过压缩机组件1的吸气口13返回到第一气缸11的吸气通道内,从而形成制冷循环,以此往复。
参照图2,空调系统100制热运行时,压缩机组件1的排气口14排出的高温高压的冷媒流向室内换热器3,并在室内换热器3内与室内环境进行换热,换热后的冷媒流向第二节流元件52,经第二节流元件52节流降压后,通过第二接口43流向闪蒸器4。闪蒸器4内的一部分冷媒由气体出口41经过压缩机组件1的补气口15直接流回第二气缸12的吸气通道内,闪蒸器4内的另一部分冷媒从第二接口43流出,并经过第一节流元件51节流降压后流向室外换热器2,冷媒在室外换热器2内与室外环境进行换热,换热后的冷媒经过压缩机组件1的吸气口13返回到第一气缸11的吸气通道内,以此往复。
下面参考附图描述根据本发明实施例的空调系统100的控制方法,空调系统100为上述实施例中描述的空调系统100。
空调系统100的控制方法包括如下步骤:空调系统100制冷运行时,检测室外换热器2的出口温度Tco、室内换热器3的蒸发温度Ti和闪蒸器4温度Tm,根据Tco、Ti、n计算最佳中间温度T,并计算ΔT冷=T-Tm;
如果ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤4℃,则第一节流元件51和第二节流元件52保持当前开度;
如果ΔT冷不满足0℃≤ΔT冷≤4℃,则需通过调整第一节流元件51和/或第二节流元件52的开度使ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤4℃。
可以理解的是,ΔT冷的具体范围可以根据空调系统100的具体规格型号和实际要求调整设计,本发明对此不作具体限定。例如,ΔT冷可以进一步满足:0℃≤ΔT冷≤3℃、0℃≤ΔT冷≤2℃或0℃≤ΔT冷≤1℃等。
具体而言,ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤4℃时,表明由闪蒸器4的气体出口41直接返回第二气缸12的吸气通道的冷媒中没有液态冷媒或冷媒中所含有的液态冷媒的量较少,不会对第二气缸12产生液击或不会因少量的液态冷媒对第二气缸12产生液击而对压缩机组件1产生损伤,此时第一节流元件51的开度和第二节流元件52的开度可以保持不变,空调系统100可以保持原控制模式运行;
当ΔT冷不满足0℃≤ΔT冷≤4℃时,也就是说,当ΔT冷满足:ΔT冷<0℃或者ΔT冷>4℃时,表明由闪蒸器4的气体出口41直接返回第二气缸12的吸气通道的冷媒中的液态冷媒的量较多,需要通过单独调整第一节流元件51和第二节流元件52中的其中任意一个的开度,以调整第一节流元件51和第二节流元件52中的上述其中任意一个的流量,直至ΔT热满足0℃≤ΔT冷≤4℃,或者同时调整第一节流元件51的开度和第二节流元件52的开度,以调整第一节流元件51的流量和第二节流元件52的流量,直至ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤4℃。
由此,可以设定合适的最佳中间温度,对空调系统100进行控制,不仅可以提高空调系统100的换热效率和换热效果,还可以降低通过闪蒸器4的气体出口41返回第二气缸12的吸气通道的冷媒中的液态冷媒的含量,防止第二气缸12因长时间液击而损失,进而可以防止压缩机组件1因长时间液击而损失,提高了压缩机组件1的可靠性。
本领域技术人员可以理解,当ΔT冷不满足0℃≤ΔT冷≤4℃,可以采用任何控制手段使得调整ΔT冷的范围,以降低从闪蒸器4的气体出口41排回压缩机组件1的冷媒中的液态冷媒的含量。例如根据本发明的一些实施例,可以通过控制室内风机的转速减小以降低室内换热器3的温度,和/或控制室外风机的转速减小以增大室外换热器2的温度,从而可以调整最佳中间温度,进而降低了从闪蒸器4的气体出口41排回压缩机组件1的冷媒中的液态冷媒的含量。
根据本发明实施例的空调系统100的控制方法,通过室外换热器2的出口温度Tco、室内换热器3的蒸发温度Ti、第二气缸12的排气容积v2和第一气缸11的排气容积v1的比值n计算最佳中间温度T,并计算ΔT冷=T-Tm,判断ΔT冷是否满足:0℃≤ΔT冷≤4℃,当ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤4℃时,第一节流元件51和第二节流元件52保持当前开度,当ΔT冷不满足0℃≤ΔT冷≤4℃,通过调整第一节流元件51和/或第二节流元件52的开度使ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤4℃。由此,可以设定合适的最佳中间温度,根据ΔT冷的具体数值及时调整空调系统100的运行状态,不仅可以提高空调系统100的换热效率和换热效果,还可以降低通过闪蒸器4的气体出口41返回第二气缸12的吸气通道的冷媒中的液态冷媒的含量,防止第二气缸12因长时间液击而损失,进而可以防止压缩机组件1因长时间液击而损失,提高了压缩机组件1的可靠性。
根据本发明的一些实施例,空调系统100还包括换向组件6。可选地,换向组件6可以为四通阀等,结构简单且成本低。
具体地,参照图2,换向组件6包括第一端口61至第四端口64。具体而言,换向组件6包括:第一端口61、第二端口62、第三端口63和第四端口64。第一端口61与第二端口62和第三端口63中的其中一个连通,第四端口64与第二端口62和第三端口63中的另一个连通。其中,第一端口61与第一气缸11的排气通道和第二气缸12的排气通道相连,第四端口64与第一气缸11的吸气通道相连,第二端口62与室外换热器2相连,第三端口63与室内换热器3相连。由此,可以通过控制换向组件6更换空调系统100的运行模式。
例如,当第一端口61与第二端口62连通,第三端口63与第四端口64连通时,空调系统100处于制冷模式,从压缩机组件1的排气口14排出的高温高压的冷媒经过第一端口61和第二端口62流向室外换热器2,并在室外换热器2内与室外环境进行换热,换热后的冷媒经过第一节流元件51节流降压后通过第一接口42流向闪蒸器4。闪蒸器4内的一部分冷媒由气体出口41经过补气口15直接流回第二气缸12的吸气通道内,闪蒸器4内的另一部分冷媒从第二接口43流出并经过第二节流元件52节流降压后,流向室内换热器3,并在室内换热器3内与室内环境进行换热以给室内制冷,随后冷媒经过第三端口63和第四端口64流向储液器16,并经过吸气口13返回第一气缸11的吸气通道内。
当第一端口61与第三端口63连通,第二端口62与第四端口64连通时,空调系统100处于制热模式,从压缩机组件1的排气口14排出的高温高压的冷媒经过第一端口61和第三端口63流向室内换热器3,并在室内换热器3内与室内环境进行换热,换热后的冷媒流向第二节流元件52,经第二节流元件52节流降压后,通过第二接口43流向闪蒸器4。闪蒸器4内的一部分冷媒由气体出口41经过压缩机组件1的补气口15返回到第二气缸12的吸气通道,闪蒸器4内的另一部分冷媒从第一接口42流出,并经过第一节流元件51节流降压后流向室外换热器2,冷媒在室外换热器2内与室外环境进行换热,换热后的冷媒经过第二端口62和第四端口64流向储液器16,并经过吸气口13返回第一气缸11的吸气通道内。
进一步地,空调系统100的控制方法还包括如下步骤:空调系统100制热运行时,检测室内换热器3出口温度Tei、室外换热器2蒸发温度To和闪蒸器4温度Tm,根据Tei、To、n计算最佳中间温度T,并计算ΔT热=T-Tm;
如果ΔT热满足0℃≤ΔT热≤4℃,则第一节流元件51和第二节流元件52保持当前开度,即不需调整第一节流元件51的流量和第二节流元件52的流量;
如果ΔT热不满足0℃≤ΔT热≤4℃,则需通过调整第一节流元件51和/或第二节流元件52的开度使ΔT热满足0℃≤ΔT热≤4℃。
具体而言,ΔT热满足0℃≤ΔT热≤4℃时,表明由闪蒸器4的气体出口41直接返回第二气缸12的吸气通道的冷媒中没有液态冷媒或冷媒中所含有的液态冷媒的量较少,不会对第二气缸12产生液击或不会因少量的液态冷媒对第二气缸12产生液击而对压缩机组件1产生损伤,此时第一节流元件51的开度和第二节流元件52的开度可以保持不变,空调系统100可以保持原控制模式运行;
当ΔT热不满足0℃≤ΔT热≤4℃时,也就是说,当ΔT热满足:ΔT热<0℃或者ΔT热>4℃时,表明由闪蒸器4的气体出口41直接返回第二气缸12的吸气通道的冷媒中的液态冷媒的量较多,需要通过单独调整第一节流元件51和第二节流元件52中的其中任意一个的开度,以调整第一节流元件51和第二节流元件52中的上述其中任意一个的流量,直至ΔT热满足0℃≤ΔT热≤4℃,或者同时调整第一节流元件51的开度和第二节流元件52的开度,以调整第一节流元件51的流量和第二节流元件52的流量,直至ΔT热满足0℃≤ΔT热≤4℃。
由此,可以设定合适的最佳中间温度,对空调系统100的制热模式进行控制,提高了压缩机组件1的可靠性且提高了空调系统100的换热效率和换热效果。
可以理解的是,ΔT热的具体范围可以根据空调系统100的具体规格型号和实际要求调整设计,本发明对此不作具体限定。例如,ΔT热可以进一步满足:0℃≤ΔT热≤3℃、0℃≤ΔT热≤2℃或0℃≤ΔT热≤1℃等。
具体地,空调系统100制热运行时的最佳中间温度T可以按如下公式计算:
T=t0+t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10+t11+t12+t13+t14+t15+t16,其中t0=39.80;
t1=-2933.19527489908*(Tei+273.15)^1*n^1;
t2=-519.029844620459*(To+273.15)^1*n^1;
t3=+172.402714528228*(Tei+273.15)^1.5*n^1;
t4=+22.9922195204786*(To+273.15)^1.5*n^1;
t5=+5327.73925175847*(Tei+273.15)^1*n^1.1;
t6=+2153.21235269999*(To+273.15)^1*n^1.1;
t7=-333.796352462634*(Tei+273.15)^1.5*n^1.1;
t8=-89.8028299094928*(To+273.15)^1.5*n^1.1;
t9=-3243.96950745765*(Tei+273.15)^1*n^1.3;
t10=-3548.49369992198*(To+273.15)^1*n^1.3;
t11=+240.883532583675*(Tei+273.15)^1.5*n^1.3;
t12=+143.967874411684*(To+273.15)^1.5*n^1.3;
t13=+822.075732063539*(Tei+273.15)^1*n^1.5;
t14=+2002.89907290839*(To+273.15)^1*n^1.5;
t15=-79.4317695732326*(Tei+273.15)^1.5*n^1.5;
t16=-80.7004023951022*(To+273.15)^1.5*n^1.5。
例如,当冷媒为R410A,空调系统100制热运行时,压缩机组件1的第二气缸12的排气容积v2和第一气缸11的排气容积v1的比值n=0.03时,检测到室外换热器2蒸发温度To、室内换热器3出口温度Tei分别为10℃、41℃,将To、Tei、n代入下式计算最佳中间温度:
T=t0+t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10+t11+t12+t13+t14+t15+t16=39.80-2933.19527489908*(Tei+273.15)^1*n^1-519.029844620459*(To+273.15)^1*n^1+172.402714528228*(Tei+273.15)^1.5*n^1+22.9922195204786*(To+273.15)^1.5*n^1+5327.73925175847*(Tei+273.15)^1*n^1.1+2153.21235269999*(To+273.15)^1*n^1.1-333.796352462634*(Tei+273.15)^1.5*n^1.1-89.8028299094928*(To+273.15)^1.5*n^1.1-3243.96950745765*(Te i+273.15)^1*n^1.3-3548.49369992198*(To+273.15)^1*n^1.3+240.883532583675*(Tei+273.15)^1.5*n^1.3+143.967874411684*(To+273.15)^1.5*n^1.3+822.075732063539*(Tei+273.15)^1*n^1.5+2002.89907290839*(To+273.15)^1*n^1.5-79.4317695732326*(Tei+273.15)^1.5*n^1.5-80.7004023951022*(To+273.15)^1.5*n^1.5℃=34.7℃,如果此时检测到的闪蒸器4温度Tm为33℃,则ΔT热=T-Tm=34.7℃-33℃=1.7℃,满足0℃≤ΔT热≤4℃,则第一节流元件51和第二节流元件52保持当前开度;如果此时检测到的闪蒸器4温度Tm为35℃,则ΔT热=T-Tm=34.7℃-35℃=-0.3℃,不满足0℃≤ΔT热≤4℃,则需调整通过调整第一节流元件51和/或第二节流元件52的开度直至满足0℃≤ΔT热≤4℃。
根据本发明的一些实施例,空调系统100制冷运行时最佳中间温度T按如下公式计算:
T=t0+t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10+t11+t12+t13+t14+t15+t16,其中t0=39.80;
t1=-2933.19527489908*(Tco+273.15)^1*n^1;
t2=-519.029844620459*(Ti+273.15)^1*n^1;
t3=+172.402714528228*(Tco+273.15)^1.5*n^1;
t4=+22.9922195204786*(Ti+273.15)^1.5*n^1;
t5=+5327.73925175847*(Tco+273.15)^1*n^1.1;
t6=+2153.21235269999*(Ti+273.15)^1*n^1.1;
t7=-333.796352462634*(Tco+273.15)^1.5*n^1.1;
t8=-89.8028299094928*(Ti+273.15)^1.5*n^1.1;
t9=-3243.96950745765*(Tco+273.15)^1*n^1.3;
t10=-3548.49369992198*(Ti+273.15)^1*n^1.3;
t11=+240.883532583675*(Tco+273.15)^1.5*n^1.3;
t12=+143.967874411684*(Ti+273.15)^1.5*n^1.3;
t13=+822.075732063539*(Tco+273.15)^1*n^1.5;
t14=+2002.89907290839*(Ti+273.15)^1*n^1.5;
t15=-79.4317695732326*(Tco+273.15)^1.5*n^1.5;
t16=-80.7004023951022*(Ti+273.15)^1.5*n^1.5。
例如,当冷媒为R410A,空调系统100制冷运行时,当压缩机组件1的第二气缸12的排气容积v2和第一气缸11的排气容积v1的比值n=0.03时,检测到室外换热器2蒸发温度Ti、室内换热器3出口温度Tco分别为10℃、41℃,将Ti、Tco、n代入下式计算最佳中间温度:
T=t0+t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10+t11+t12+t13+t14+t15+t16=39.80-2933.19527489908*(Tco+273.15)^1*n^1-519.029844620459*(Ti+273.15)^1*n^1+172.402714528228*(Tco+273.15)^1.5*n^1+22.9922195204786*(Ti+273.15)^1.5*n^1+5327.73925175847*(Tco+273.15)^1*n^1.1+2153.21235269999*(Ti+273.15)^1*n^1.1-333.796352462634*(Tco+273.15)^1.5*n^1.1-89.8028299094928*(Ti+273.15)^1.5*n^1.1-3243.96950745765*(Tco+273.15)^1*n^1.3-3548.49369992198*(Ti+273.15)^1*n^1.3+240.883532583675*(Tco+273.15)^1.5*n^1.3+143.967874411684*(Ti+273.15)^1.5*n^1.3+822.075732063539*(Tco+273.15)^1*n^1.5+2002.89907290839*(Ti+273.15)^1*n^1.5-79.4317695732326*(Tco+273.15)^1.5*n^1.5-80.7004023951022*(Ti+273.15)^1.5*n^1.5℃=34.7℃,如果此时检测到的闪蒸器4温度Tm为33℃,则ΔT冷=T-Tm=34.7℃-33℃=1.7℃,满足0℃≤ΔT冷≤4℃,则第一节流元件51和第二节流元件52保持当前开度;如果此时检测到的闪蒸器4温度Tm为35℃,则ΔT冷=T-Tm=34.7℃-35℃=-0.3℃,不满足0℃≤ΔT冷≤4℃,则需调整通过调整第一节流元件51和/或第二节流元件52的开度直至满足0℃≤ΔT冷≤4℃。
根据本发明的一些实施例,空调制冷系统还可以包括温度传感器(图未示出),通过温度传感器可以直接检测检测室外换热器2的出口温度、室内换热器3的蒸发温度和闪蒸器4温度。由此,可以方便地检测出外换热器的出口温度、室内换热器3的蒸发温度和闪蒸器4温度。
当然,本发明并不限于此,例如,可以通过检测闪蒸器4内的饱和压力并将其换算成饱和温度以得到闪蒸器4温度Tm。具体地,空调系统100还可以包括压力传感器(图未示出),可以先通过压力传感器检测闪蒸器4的饱和压力,然后根据冷媒饱和温度和饱和压力表,将检测到的饱和压力换算成饱和温度以得到闪蒸器4温度Tm。由此,同样可以方便地检测到闪蒸器4温度Tm。
其中,当通过温度传感器直接检测闪蒸器4温度时,可以检测闪蒸器4的任意位置处的温度,当通过压力传感器检测闪蒸器4的饱和压力时,可以检测闪蒸器4内任意位置处的压力。
根据本发明的一些实施例,压缩机组件1可以为双缸压缩机,也就是说,压缩机组件1内可以设有第一气缸11和第二气缸12,结构简单且极大地减小了压缩机组件1的占用空间,从而减小了空调系统100的整体体积。
当然,可以理解的是,压缩机组件1还可以包括第一压缩机和第二压缩机,其中第一压缩机内设有第一气缸11,第二压缩机内设有第二气缸12。此时,n满足如下关系式:
n=(第二压缩机排气量*第二压缩机转速)/(第一压缩机排气量*第一压缩机转速)。
根据本发明的一些实施例,空调系统100制冷运行时,ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤1℃时,第一节流元件51和第二节流元件52保持当前开度,当ΔT冷不满足0℃≤ΔT冷≤1℃,则需通过调整第一节流元件51和/或第二节流元件52的开度使ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤1℃。由此,提高空调系统100的灵敏性,从而进一步地提高了压缩机组件1的可靠性且提高了空调系统100的换热效率和换热效果。
根据本发明的一些实施例,空调系统100制热运行时,ΔT热满足0℃≤ΔT热≤1℃时,第一节流元件51和第二节流元件52保持当前开度,ΔT热不满足0℃≤ΔT热≤1℃,则需通过调整第一节流元件51和/或第二节流元件52的开度使ΔT热满足0℃≤ΔT热≤1℃。由此,同样可以提高空调系统100的灵敏性,从而进一步地提高了压缩机组件1的可靠性且提高了空调系统100的换热效率和换热效果。
下面结合图1-图2描述根据本发明实施例的空调系统100的控制方法的两个具体实施例。
实施例一
如图1所示,空调系统100为单冷型空调系统,空调系统100包括组成制冷循环流路的压缩机组件1、室外换热器2、室内换热器3和闪蒸器4。其中,压缩机组件1为双缸压缩机,包括第一气缸11和第二气缸12,第二气缸12的排气容积v2和第一气缸11的排气容积v1的比值n满足:0.03≤n≤0.30。
第一气缸11的吸气通道室内换热器3连通。压缩机组件1包括吸气口13、排气口14、补气口15和储液器16。其中,储液器16与吸气口13相连,吸气口13与第一气缸11的吸气通道连通,补气口15与第二气缸12的吸气通道连通,第一气缸11的排气通道与第二气缸12的排气通道可以与排气口14连通。
闪蒸器4包括气体出口41、第一接口42和第二接口43,气体出口41与第二气缸12的吸气通道相连,第一接口42与室外换热器2之间串联有第一节流元件51,第二接口43与室内换热器3之间串联有第二节流元件52。
具体地,第一节流元件51的上端与第一接口42相连,第一节流元件51的下端与室外换热器2的右端相连。第二节流元件52的上端与第二接口43相连,第二节流元件52的下端与室内换热器3的右端相连。室内换热器3的左端与储液器16的下端相连,储液器16的上端与第一气缸11的吸气通道相连。室外换热器2的左端与压缩机组件1的排气口14相连。
空调系统100工作时,压缩机组件1的排气口14排出的高温高压的冷媒经过室外换热器2,并在室外换热器2与室外环境进行换热,换热后的冷媒经过第一节流元件51节流降压后流向闪蒸器4,闪蒸器4内的一部分冷媒由气体出口41经过压缩组件的补气口15直接流回第二气缸12的吸气通道内,闪蒸器4内的另一部分冷媒流向室内换热器3,并在室内换热器3内与室内环境进行换热以给室内制冷,换热后的冷媒经过压缩组件的吸气口13返回到第一气缸11的吸气通道内。
空调系统100制冷运行时,空调系统100的控制方法为:压缩机组件1开启后,检测室外换热器2的出口温度Tco、室内换热器3的蒸发温度Ti和闪蒸器4温度Tm,根据Tco、Ti、n计算最佳中间温度T,其中,
T=t0+t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10+t11+t12+t13+t14+t15+t16,其中t0=39.80;
t1=-2933.19527489908*(Tco+273.15)^1*n^1;
t2=-519.029844620459*(Ti+273.15)^1*n^1;
t3=+172.402714528228*(Tco+273.15)^1.5*n^1;
t4=+22.9922195204786*(Ti+273.15)^1.5*n^1;
t5=+5327.73925175847*(Tco+273.15)^1*n^1.1;
t6=+2153.21235269999*(Ti+273.15)^1*n^1.1;
t7=-333.796352462634*(Tco+273.15)^1.5*n^1.1;
t8=-89.8028299094928*(Ti+273.15)^1.5*n^1.1;
t9=-3243.96950745765*(Tco+273.15)^1*n^1.3;
t10=-3548.49369992198*(Ti+273.15)^1*n^1.3;
t11=+240.883532583675*(Tco+273.15)^1.5*n^1.3;
t12=+143.967874411684*(Ti+273.15)^1.5*n^1.3;
t13=+822.075732063539*(Tco+273.15)^1*n^1.5;
t14=+2002.89907290839*(Ti+273.15)^1*n^1.5;
t15=-79.4317695732326*(Tco+273.15)^1.5*n^1.5;
t16=-80.7004023951022*(Ti+273.15)^1.5*n^1.5,
根据T和Tm计算ΔT冷=T-Tm。如果ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤4℃,则第一节流元件51和第二节流元件52保持当前开度,如果ΔT冷不满足0℃≤ΔT冷≤4℃,则通过调整第一节流元件51和/或第二节流元件52的开度直至ΔT冷满足0℃≤ΔT冷≤4℃。
实施例二
如图2所示,空调系统100为冷暖型空调系统,空调系统100包括组成制冷循环流路的压缩机组件1、室外换热器2、室内换热器3、闪蒸器4和换向组件6。其中,压缩机组件1为双缸压缩机,包括第一气缸11和第二气缸12,第二气缸12的排气容积v2和第一气缸11的排气容积v1的比值n满足:0.03≤n≤0.30。
压缩机组件1包括吸气口13、排气口14、补气口15和储液器16。其中,储液器16与吸气口13相连,吸气口13与第一气缸11的吸气通道连通,补气口15与第二气缸12的吸气通道连通,第一气缸11的排气通道与第二气缸12的排气通道可以与排气口14连通。
闪蒸器4包括气体出口41、第一接口42和第二接口43,气体出口41与第二气缸12的吸气通道相连,第一接口42与室外换热器2之间串联有第一节流元件51,第二接口43与室内换热器3之间串联有第二节流元件52。
换向组件6包括:第一端口61至第四端口64。第一端口61与第二端口62和第三端口63中的其中一个连通,第四端口64与第二端口62和第三端口63中的另一个连通。其中,第一端口61与第一气缸11的排气通道和第二气缸12的排气通道相连,第四端口64与第一气缸11的吸气通道相连,第二端口62与室外换热器2相连,第三端口63与室内换热器3相连。由此,可以通过控制换向组件6更换空调系统100的运行模式。
当第一端口61与第二端口62连通,第三端口63与第四端口64连通时,空调系统100处于制冷模式,从压缩机组件1的排气口14排出的高温高压的冷媒经过第一端口61和第二端口62流向室外换热器2,并在室外换热器2内与室外环境进行换热,换热后的冷媒经过第一节流元件51节流降压后通过第一接口42流向闪蒸器4。闪蒸器4内的一部分媒由气体出口41经过补气口15直接流回第二气缸12的吸气通道内,闪蒸器4内的另一部分冷媒从第二接口43流出并经过第二节流元件52节流降压后,流向室内换热器3,并在室内换热器3内与室内环境进行换热以给室内制冷,随后冷媒经过第三端口63和第四端口64流向储液器16,并经过吸气口13返回第一气缸11的吸气通道内。
空调系统100制冷运行时,空调系统100的控制方法与实施例一中的空调系统100的控制方法相同,在此不再赘述。
当第一端口61与第三端口63连通,第二端口62与第四端口64连通时,空调系统100处于制热模式,从压缩机组件1的排气口14排出的高温高压的冷媒经过第一端口61和第三端口63流向室内换热器3,并在室内换热器3内与室内环境进行换热,换热后的冷媒流向第二节流元件52,经第二节流元件52节流降压后,通过第二接口43流向闪蒸器4。闪蒸器4内的一部分冷媒由气体出口41经过压缩机组件1的补气口15返回到第二气缸12的吸气通道,闪蒸器4内的另一部分冷媒从第一接口42流出,并经过第一节流元件51节流降压后流向室外换热器2,冷媒在室外换热器2内与室外环境进行换热,换热后的冷媒经过第二端口62和第四端口64流向储液器16,并经过吸气口13返回第一气缸11的吸气通道内。
空调系统100制热运行时,空调系统100的控制方法为:压缩机组件1开启后,检测室内换热器3出口温度Tei、室外换热器2蒸发温度To和闪蒸器4温度Tm,根据Tei、To、n计算最佳中间温度T:
T=t0+t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10+t11+t12+t13+t14+t15+t16,其中t0=39.80;
t1=-2933.19527489908*(Tei+273.15)^1*n^1;
t2=-519.029844620459*(To+273.15)^1*n^1;
t3=+172.402714528228*(Tei+273.15)^1.5*n^1;
t4=+22.9922195204786*(To+273.15)^1.5*n^1;
t5=+5327.73925175847*(Tei+273.15)^1*n^1.1;
t6=+2153.21235269999*(To+273.15)^1*n^1.1;
t7=-333.796352462634*(Tei+273.15)^1.5*n^1.1;
t8=-89.8028299094928*(To+273.15)^1.5*n^1.1;
t9=-3243.96950745765*(Tei+273.15)^1*n^1.3;
t10=-3548.49369992198*(To+273.15)^1*n^1.3;
t11=+240.883532583675*(Tei+273.15)^1.5*n^1.3;
t12=+143.967874411684*(To+273.15)^1.5*n^1.3;
t13=+822.075732063539*(Tei+273.15)^1*n^1.5;
t14=+2002.89907290839*(To+273.15)^1*n^1.5;
t15=-79.4317695732326*(Tei+273.15)^1.5*n^1.5;
t16=-80.7004023951022*(To+273.15)^1.5*n^1.5。
根据T和Tm计算ΔT热=T–Tm,如果ΔT热满足0℃≤ΔT热≤4℃,则第一节流元件51和第二节流元件52保持当前开度,即不需调整第一节流元件51的流量和第二节流元件52的流量,如果ΔT热不满足0℃≤ΔT热≤4℃,则需通过调整第一节流元件51和/或第二节流元件52的开度使ΔT热满足0℃≤ΔT热≤4℃。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
根据本发明实施例的空调系统100的控制方法,不仅提高了空调系统100的性能,还降低了通过闪蒸器4的气体出口41返回第二气缸12的吸气通道的冷媒中的液态冷媒的含量,防止第二气缸12因长时间液击而损失,进而可以防止压缩机组件1因长时间液击而损失,提高了压缩机组件1的可靠性。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。