热泵系统、控制方法及制冷机组与流程

本发明涉及一种热泵系统、控制方法及制冷机组，特别是涉及一种能够避免制冷循环中的压缩机带液启动以及压缩机无法正常启动的热泵系统、控制方法及制冷机组。

背景技术：

由压缩机、冷凝器、主阀门装置、节流装置以及蒸发器依次连接组成的制冷循环系统是已知的，通过使冷媒在上述部件中依次流经形成制冷循环。在这种已知的制冷循环中，为了保证制冷循环系统中的压缩机在正常启动时能够稳定操作，期望在压缩机停机后至机组再次启动前使得压缩机进口和出口间的压力达到平衡。目前市场上绝大部分的制冷循环机组均是通过在停机时不关闭循环流路上的主阀门装置来实现高低压力平衡的。然而，在主阀门装置不关闭的情况下，位于冷凝器中的高压液态冷媒可能会流到压缩机，从而造成压缩机带液启动。为此，有一些机组在停机时，会将管路上的主阀门装置关闭并将蒸发器中的冷媒抽吸至制冷循环的高压侧冷凝器及储液罐中。在这种情况下，在机组再次启动时，打开主阀门装置时，压缩机进口和出口之间的高低压力差无法在短时间内达到平衡，进而导致压缩机启动失败，正常启动率低下。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种能够保证压缩机正常启动的热泵系统、控制方法及制冷机组。

为了实现上述目的，本发明提供一种热泵系统，包括压缩机、室外换热器、第一节流装置以及室内换热器，所述压缩机、室外换热器、第一节流装置以及室内换热器形成冷媒循环系统，还包括旁通管路，所述旁通管路的两端分别连接所述压缩机的进口和出口，所述旁通管路上设置有用于打开和关闭所述旁通管路的第一开关装置。

可选地，所述旁通管路上还设置有与所述第一开关装置串联的第二节流装置。

可选地，所述第二节流装置为毛细管或节流阀。

可选地，所述室外换热器与所述室内换热器之间的连接管路上设置有第二开关装置。

可选地，所述热泵系统为单制冷系统；

所述室外换热器的制冷入口管路上设置有仅允许冷媒向室外换热器制冷入口方向流动的第一单向阀；和/或，

所述室内换热器的制热入口管路上设置有第三开关装置。

可选地，所述热泵系统为制冷制热系统；

所述室外换热器的制冷入口管路上设置有第四开关装置，所述第四开关装置用于当热泵系统由制冷状态进入停机状态时，切断室外换热器的制冷入口管路内冷媒向压缩机方向的流路；和/或，

所述室内换热器的制热入口管路上设置有第五开关装置，所述第五开关装置用于当热泵系统由制热状态进入停机状态时，切断室内换热器的制热入口管路内冷媒向压缩机方向的流路。

本发明还提供了上述热泵系统的控制方法，当接收到开机信号时，控制所述第一开关装置将所述旁通管路打开。

可选地，当接收到开机信号时，控制所述第一开关装置将所述旁通管路打开并持续第一预定时间或者所述压缩机进口和出口压力平衡后开启压缩机。

可选地，所述室外换热器与所述室内换热器之间的连接管路上设置有第二开关装置，当接收到关机信号时，关闭所述第二开关装置并持续第二预定时间后或者所述热泵系统的低压侧压力低于预定值时，关闭压缩机。

本发明还提供了采用上述热泵系统的制冷机组。

根据本发明中的热泵系统，其设置有旁通管路，热泵系统启动时，可将旁通管路打开，以在短时间内平衡压缩机进口和出口间的压差，以在满足开机条件时能够在短时间内将压缩机启动起来，提高了压缩机的启动成功率。使得能够在关机时，先关闭所述第二开关装置预定时间再关闭压缩机，从而避免压缩机带液启动成为可能。根据本发明中的热泵系统的控制方法中，在所述室外换热器与所述室内换热器之间的连接管路上设置有第二开关装置，当接收到关机信号时，关闭所述第二开关装置并持续第二预定时间后或者所述热泵系统的低压侧压力低于预定值时，关闭压缩机，这样，可以将蒸发器中的冷媒抽送至具有较高冷媒压力的冷凝器中，从而避免停机时蒸发器中存储大量冷媒从而导致压缩机带液启动；并且，由于设置有旁通管路，同时还能避免压缩机启动时由于压缩机进口和出口之间的高低压力差而无法启动的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的热泵系统的系统示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、压缩机；2、冷凝器；3、蒸发器；4、第一节流装置；5、第二开关装置；6、第二节流装置；7、第一开关装置；8、单向阀；9、旁通管路。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的实施例并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明提供了一种热泵系统，其包括常规的冷媒循环系统之外还设置有旁通管路，旁通管路的两端分别连接压缩机的进口和出口，旁通管路上设置有用于打开和关闭旁通管路的第一开关装置，如此，当热泵系统启动时，可将旁通管路打开，以在短时间内平衡压缩机进口和出口间的压差，以在满足开机条件时能够在短时间内将压缩机启动起来，提高了压缩机的启动成功率。

本发明提供的热泵系统可以为单制冷系统、单制热系统、制冷制热系统。

在附图1中示出了单制冷系统的实施例。其中本发明的热泵系统优选地为用于冷库的制冷机组。如附图1中所示，根据本发明的热泵系统具有作为冷媒压缩机的压缩机1；位于压缩机1出口下游侧的冷凝器2，其中该冷凝器2优选地位于冷库的室外侧，以使冷媒在冷凝器2中发生冷凝时所释放出的热量直接排向室外环境；位于冷凝器2下游管路上的第二开关装置5，优选地该第二开关装置5为电磁阀，上述电磁阀可以电连接到热泵系统的控制电路(图中未示出)上以根据预定程序实现电磁阀的通断控制；位于第二开关装置5下游侧的第一节流装置4，第一节流装置4用于将冷凝器中冷凝压力下的饱和液体或者过冷液体节流后降低至蒸发压力和蒸发温度，同时根据负荷的变化，调节进入蒸发器内的冷媒的流量，优选地，该第一节流装置4为节流阀；位于第一节流装置4下游侧的蒸发器3，其中该蒸发器3优选地位于冷库的室内侧，当冷媒在蒸发器中蒸发吸热时，将蒸发器附设的风机(图中未示出)开启以使空气不断地进入蒸发器以与冷媒进行热交换，并将放热后变冷的空气送回到冷库内，从而达到降低冷库温度的目的；蒸发器3的冷媒出口通过管路与压缩机1的进口连接，从而将在蒸发器中蒸发为气态的冷媒吸入压缩机1中压缩，由此实现了冷媒在系统中的循环利用。优选地，在该冷库中还可设置有用于监控冷库内温度的传感器。

如附图1所示，在本发明的压缩机1的出口与冷凝器2之间的管路上设置有单向阀8，具体来说，该单向阀8仅允许由压缩机1向冷凝器2的单向流动，而隔绝冷凝器2中的高压冷媒向压缩机出口的流动和压力传导，从而反向隔断冷凝器2内冷媒对压缩机1的出口的压力影响。在压缩机1的进口和出口之间设置有旁通管路9，该旁通管路9允许在压缩机1不工作时冷媒可以从压缩机的高压侧流向压缩机低压侧(即从压缩机的排气口流向吸气口)；在该旁通管路9上，串联地设置有第一开关装置7以及第二节流装置6，该第一开关装置优选地为电磁阀，该第二节流装置6可以为如图1中所示的毛细管，也可以为节流阀，该第二节流装置6可以降低流经该第二节流装置后冷媒的压力且所述第一开关装置可以在其动作时平衡所述压缩机进口和出口之间压力差。

下面描述本发明的制冷循环系统的工作过程。在实际运行过程中，优选地利用设置在冷库内的温度传感器监控冷库内的温度以判断是否达到了热泵系统的停机条件。该条件例如优选地是当冷库内温度已经达到所需的库温而无需进一步制冷时，逐步停止制冷循环系统的操作。具体来说，当温度传感器判断冷库内的温度达到预定库温时，由制冷机组的控制电路发送停机信号，此时，关闭第二开关装置5，同时压缩机1继续运行以将蒸发器3中的冷媒经由压缩机1抽吸至具有高冷媒压力的冷凝器2中，由于单向阀8的存在，能够确保冷媒单向地递送到冷凝器2中，而不会出现高压侧的冷媒通过压缩机1渗漏到蒸发器3中。随着压缩机的运行，蒸发器中的冷媒压力逐渐降低，当蒸发器中的冷媒压力(即热泵系统的低压侧压力)降低至预定压力值(也可以为持续一预定时间后，预定时间例如可以为10至30秒)时，反映了蒸发器中已经不再存在足以在压缩机启动时会造成带液启动的冷媒，此时可以停止压缩机1的运行。最后，关闭蒸发器3的风机，整个制冷循环系统停止工作。由于蒸发器中已经不存在足以在压缩机启动时会造成带液启动的冷媒，从而使得在本发明的制冷循环系统再次启动工作时，不会出现压缩机带液启动的情形。

当温度传感器监测到冷库内的温度回升时，说明需要对冷库进行进一步制冷以降低冷库内的温度，此时需要重新启动已经关闭的热泵系统。具体来说，制冷机组的控制电路发送开机信号，开启第一开关装置7，压缩机高压侧冷媒经由旁通管路9上的第一开关装置7和第二节流装置6流向压缩机低压侧，从而平衡压缩机吸排气口压力。具体地，当压缩机排气压力-吸气压力≤0.05Mpa时，可以认为压缩机吸排气口压力属于平衡状态。进一步开启蒸发器风机，开启第二开关装置5，由此冷凝器2中具有较高压力的冷媒会经由第二开关装置5和第一节流装置4流向蒸发器3。其中，当压缩机开启后t秒后，t例如可以取20秒，关闭所述第一开关装置7。由于单向阀8的作用，冷凝器2的高压冷媒压力不会传递到压缩机1的出口。在压缩机进口和出口之间的旁通管路9的作用下，经过短时间，压缩机的进口和出口间的压力基本平衡，使得进口和出口之间的压力差控制在允许压缩机能够正常启动的范围(也可以为持续一预定时间后，预定时间例如可以为10至30秒)内，进而正常开启压缩机，保证了高的正常启动率。

在另一个实施例中，当热泵系统为单制热系统时，单向阀设置在室内换热器的制热入口管路上。

在再一个实施例中，当热泵系统为制冷制热系统时，室外换热器的制冷入口管路上设置有第四开关装置，第四开关装置用于当热泵系统由制冷状态进入停机状态时，切断室外换热器的制冷入口管路内冷媒向压缩机方向的流路；室内换热器的制热入口管路上设置有第五开关装置，第五开关装置用于当热泵系统由制热状态进入停机状态时，切断室内换热器的制热入口管路内冷媒向压缩机方向的流路。第四开关装置和第五开关装置可以为两条可以切换的并联支路，其中一条支路为通路，另一条支路上为单向阀，第四开关装置和第五开关装置也可以为电磁阀。其具体的工作过程与单制冷系统类似，在此不再赘述。

根据本发明中的热泵系统，其设置有旁通管路，热泵系统启动时，可将旁通管路打开，以在短时间内平衡压缩机进口和出口间的压差，以在满足开机条件时能够在短时间内将压缩机启动起来，提高了压缩机的启动成功率。根据本发明中的热泵系统的控制方法中，在所述室外换热器与所述室内换热器之间的连接管路上设置有第二开关装置，当接收到关机信号时，关闭所述第二开关装置并持续第二预定时间后或者所述热泵系统的低压侧压力低于预定值时，关闭压缩机，这样，可以将蒸发器中的冷媒抽送至具有较高冷媒压力的冷凝器中，从而避免停机时蒸发器中存储大量冷媒从而导致压缩机带液启动；并且，由于设置有旁通管路，同时还能避免压缩机启动时由于压缩机进口和出口之间的高低压力差而无法启动的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。