空调系统及空调系统的控制方法与流程

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种空调系统及空调系统的控制方法。

背景技术：

在多联机空调系统中，室外机与室内机之间以及室内机与室内机之间很有很长的连接管，在低温环境下，连接管路中的液态冷媒循环慢，压缩机吸气量减少，冷媒不能很好的冷却压缩机，导致压缩机排气温度较高，不仅降低了压缩机的可靠性，而且导致空调系统制热效果差，用户舒适性低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对低温环境下空调系统制热效果差、用户体验差的问题，提供一种用于提高制热效果和用户舒适性的空调系统和空调系统的控制方法。

一种空调系统的控制方法，其中，所述空调系统包括串联设置的室内机、第一节流装置、室外换热器、气液分离器和压缩机，所述空调系统还包括旁通管路，所述旁通管路上设置有开关装置，所述旁通管路的一端并联在所述室内机的第一端与所述第一节流装置之间，所述旁通管路的另一端并联在所述室内机的第二端与所述压缩机的排气口之间；所述控制方法包括在制热启动过程中执行以下步骤：

s11，获取室外环境温度w1、所述气液分离器的进口温度w2和所述压缩机的排气温度w3；

s12，比较w1和与其对应的预设温度p1，判断是否满足w1≤p1，若是，则进入步骤s13；

s13，分别比较w2和与其对应的预设温度p2以及w3和与其对应的预设温度p3，判断连续第一预设时间t1内是否满足w2≤p2且w3≥p3，若是，则控制所述开关装置开启。

在其中一个实施例中，所述开关装置包括第二节流装置，在所述步骤s13中，控制所述第二节流装置的开度k＝m(p2-w2)或者k＝n(w3-p3)，其中，m和n为大于0的系数。

在其中一个实施例中，在所述步骤s13之后，还包括以下步骤：

s14，判断连续第二预设时间t2内，是否满足w2＞p2或w3＜p3，若是，则控制所述开关装置关闭。

在其中一个实施例中，所述旁通管路上设置有蓄热装置，所述空调系统的控制方法还包括在制热过程中执行以下步骤：

s21，获取所述空调系统的制热量需求负荷量，比较并判断所述空调系统的制热量需求负荷量是否小于与其对应的预设负荷量，若是，则控制所述开关装置开启；

s22，获取所述蓄热装置的进口温度w4和出口温度w5，比较并判断是否满足w4≤w5，若是，则控制所述开关装置关闭。

在其中一个实施例中，在所述步骤s22中，在控制所述开关装置开启的同时，控制所述第二节流装置的开度为k1，其中，60pls≤k1≤200pls。

在其中一个实施例中，在所述蓄热装置(200)蓄热过程中，进一步控制所述第二节流装置的开度k＝k1+p(w4-w5)，其中，p为大于0的系数。

在其中一个实施例中，所述气液分离器的出口与所述压缩机的进气口之间设置有第三节流装置，所述空调系统的控制方法还包括在制热启动过程中执行以下步骤：

在所述步骤s12中，若w1＞p1，则进入步骤s33，否则在进入步骤s22的同时进入步骤s34；

s33，控制所述第三节流装置的开度为最大开度；

s34，控制所述第三节流装置的开度k3＝k2+tf+s(x-x1)，其中，k2为所述第三节流装置的初始开度，100pls≤k2≤200pls，t和s为大于0的系数，f为所述压缩机的运行频率，x为当前吸气过热度，x1为预设吸气过热度。

在其中一个实施例中，在所述步骤s34之后，所述控制方法进一步包括：

s35，当x-x1大于y时，或者制热启动t3时间后，控制所述第三节流装置的开度为最大开度，其中，y大于0。

一种空调系统，包括：串联设置的室内机、第一节流装置、室外换热器、气液分离器和压缩机；旁通管路，所述旁通管路上设置有开关装置，所述旁通管路的一端并联在所述室内机的第一端与所述第一节流装置之间，所述旁通管路的另一端并联在所述室内机的第二端与所述压缩机的排气口之间；以及

控制装置，包括：

温度获取模块，用于获取室外环境温度w1、所述气液分离器的进口温度w2和所述压缩机的排气温度w3；

比较模块，用于比较w1和与其对应的预设温度p1、w2和与其对应的预设温度p2以及w3和与其对应的预设温度p3的大小关系；以及

控制模块，用于根据w1和p1、w2和p2以及w3和p3的大小关系控制所述开关装置的开启和关闭。

在其中一个实施例中，所述控制模块还用于根据w2和p2或w3和p3的大小关系控制所述第二节流装置的开度。

在其中一个实施例中，所述室内机包括多个室内换热器，所述旁通管路的第一端设置于所述第一节流装置与离所述第一节流装置距离最近的室内换热器之间。

在其中一个实施例中，所述旁通管路的第一端靠近所述离所述第一节流装置距离最近的室内换热器设置。

在其中一个实施例中，所述旁通管路上进一步设置有蓄热装置，所述开关装置包括第二开关装置和第二节流装置，所述蓄热装置串联在所述第二节流装置和所述第二开关装置之间。

在其中一个实施例中，所述气液分离器的出口与所述压缩机的进气口之间设置有第三节流装置。

本发明提供的空调系统以及控制方法，通过在压缩机与室内机之间的气管管路以及室内机与室外换热器之间的液管管路之间增加旁通管路，气管管路中高压高温气态冷媒可进入液管管路并带动液管管路中的冷媒回到压机，解决低温环境下制热启动时，冷媒循环慢而导致压缩机吸气量不够，压缩机排气温度高的问题，不仅提高了压缩机的可靠性，而且加快了制热启动，提高了用户舒适性。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的空调系统的示意图；

图2为本发明一实施例提供的空调系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供一种空调系统，包括串联设置的室内机110、第一节流装置120、室外换热器130、气液分离器140和压缩机150。所述室内机110、所述第一节流装置120、所述室外换热器130、所述气液分离器140和所述压缩机150能够形成制热回路。所述室内机110、所述第一节流装置120、所述室外换热器130、所述气液分离器140和所述压缩机150还能够够进一步形成制冷回路。所述室内机110和所述室外换热器130可分别通过四通阀160与所述压缩机150连接。在一实施例中，所述室内机110可包括多个并联设置的室内换热器112，此时，所述空调系统为多联机系统。

所述空调系统还包括旁通管路200和设置于所述旁通管路200上的开关装置210。所述旁通管路200的一端并联在所述室内机110的第一端与所述第一节流装置120之间，所述旁通管路200的另一端并联在所述室内机110的第二端与所述压缩机130的排气口之间。所述开关装置210用于控制所述旁通管路200的开闭，即用于将所述旁通管路200并联到所述制热回路或者切出所述制热回路。

请参阅图2，本发明还提供一种用于上述空调系统的控制方法，包括在制热启动过程中，执行以下步骤：

s11，获取室外环境温度w1、所述气液分离器140的进口温度w2和所述压缩机150的排气温度w3；

s12，比较w1和与其对应的预设温度p1，判断是否满足w1≤p1，若是，则进入步骤s13；

s13，分别比较w2和与其对应的预设温度p2以及w3和与其对应的预设温度p3，判断连续第一预设时间t1内是否满足w2≤p2且w3≥p3，若是，则控制所述开关装置210开启。

在步骤s11，所述气液分离器140的进口温度w2可通过设置在所述气液分离器140的进口处的压力传感器142获得。具体地，可将在所述气液分离器140的进口处检测得到的压力值转换为对应的饱和温度，来得到所述气液分离器的进口温度w2，通过检测所述气液分离器140的进口处的压力值，能够更准确地反应进入所述气液分离器140中的冷媒的状态。所述压缩机150的排气温度w3可通过设置在所述压缩机(150)排气口处的感温包152来获得。

在步骤s12中，通过将室外环境温度w1和其对应的预设温度p1进行比较，来预判在制热启动过程中，由于冷媒流动循环慢而导致所述压缩机150吸气量不够的现象出现的概率。当w1≤p1时，说明在待机状态下，空调系统内部的冷媒大部分为液态，在制热启动时，由于冷媒流动循环较慢而导致所述压缩机150吸气量不够的现象出现概率较高，因此可进入后续的控制步骤。当w1＞p1时，说明室外环境温度较高，基本不会出现由于冷媒流动循环较慢而导致所述压缩机150吸气量不够的现象。所述预设温度p1可以根据实际经验进行设置，例如可设置为零下20℃。

在步骤s13中，当w2≤p2时，说明进入所述气液分离器140中的冷媒大部分为液态冷媒，气态冷媒较少，说明制热回路中的冷媒循环速度较慢，若同时检测到w3≥p3，说明已经出现了由于冷媒流动循环较慢而导致所述压缩机150吸气量不够的现象，此时，可控制所述开关装置210开启，将所述旁通管路200并联到所述制热回路中，使所述压缩机150排出的高温高压气体的一部分通过所述旁通管路200进入所述室内机110与所述室外换热器130之间的液管管路中，并对所述液管管路中的液态冷媒进行加热，来提高所述液态冷媒的流动性，使其更快地进入所述室外换热器130中转换为气态，提高所述冷媒在制热回路中的循环速度，从而提高所述压缩机150的吸气量。

所述第一预设时间t1、所述预设温度p2和所述预设温度p3可以根据实际需求进行设置。例如，所述第一预设时间t1可为15秒，所述预设温度p2可为零下30℃，所述预设温度p3可为130℃。

本发明提供的空调系统的控制方法，通过对室外环境温度、气液分离器的进口温度以及压缩机的排气温度与对应的预设值进行比较，来判断是否出现由于在低温环境下制热启动时冷媒循环慢，导致压缩机的吸气量不够的现象。进一步地，通过将压缩机排出的高温高压气体从旁通管路通入室内机和室外机之间的液管管路中，对液态冷媒进行加热，加快冷媒循环速度，提高所述压缩机的吸气量，降低所述压缩机过高的排气温度，来提高所述压缩机的可靠性，并提高制热效果和用户体舒适度。

在一实施例中，可进一步控制所述旁通管路200的使用时间，例如可控制所述开关装置210在开启5分钟后关闭。所述旁通管路200的使用时间具体可根据所述气液分离器140的进口温度w2和/或所述压缩机150的排气温度w3来设置。

在一实施例中，所述开关装置210可包括第一开关装置，所述第一开关装置可为第二节流装置212。所述步骤s13还进一步包括控制所述第二节流装置212的开度的步骤。所述第二节流装置212的开度具体可根据所述气液分离器140的进口温度w2和/或所述压缩机150的排气温度w3来设置。在一实施例中，所述第二节流装置212的开度k＝m(p2-w2)，其中，m为大于0的系数。其中，(p2-w2)为所述气液分离器140的进口温度w2和第二预设温度p2的温差，反应了制热回路中冷媒循环的速度，w2相对于p2越小，说明冷媒循环越慢，此时可相应加大所述第二节流装置212的开度，来使得所述压缩机150排出的高温高压气体更多地从旁通管路200通入所述室内机110和所述室外换热器130之间的液管管路中，使所述冷媒更快地进行循环。在一实施例中，所述第二节流装置212的开度k＝n(w3-p3)，其中，n为大于0的系数。其中，(w3-p3)反应了所述压缩机150的缺气程度，w3相对于p3越大，说明所述压缩机150的缺气程度越严重，此时可相应加大所述第二节流装置212的开度，来加快所述冷媒的循环速度。

在一实施例中，在所述步骤s13之后，还可包括以下步骤：

s14，判断连续第二预设时间t2内，是否满足w2＞p2或w3＜p3，若是，则控制所述开关装置210关闭。

即可进一步通过所述气液分离器140的进口温度w2或所述压缩机150的排气温度w3来控制所述开关装置210的关闭。当w2＞p2时，说明此时冷媒在制热回路中的循环速度已经较快，所述气液分离器140中有足够的气态冷媒提供给所述压缩机150，因此，可将所述旁通管路200从所述制热回路中切出。当w3＜p3时，说明此时所述压缩机150中已经不缺气，可将所述旁通管路200从所述制热回路中切出。所述第二预设时间t2可以和所述第一预设时间t1相同，也可以不同，具体可根据实际需要进行设置。

在一实施例中，所述旁通管路200上可进一步设置有蓄热装置220。所述开关装置210可进一步包括第二开关装置214。所述蓄热装置220可串联在所述第二节流装置212和所述第二开关装置214之间。所述第二节流装置212和所述第二开关装置214用于控制所述蓄热装置220的开启和关闭，当所述第二开关装置214打开，且所述第二节流装置212的开度大于0时，所述蓄热装置220开启；当所述第二开关装置212关闭时，所述蓄热装置220关闭。

所述空调系统的控制方法可进一步包括在制热过程中执行以下步骤：

s21，获取所述空调系统的制热量需求负荷量，比较并判断所述空调系统的制热量需求负荷量是否小于与其对应的预设负荷量，若是，则控制所述开关装置开启；

s22，获取所述蓄热装置220的进口温度w4和出口温度w5，比较并判断是否满足w4≤w5，若是，则控制所述开关装置关闭。

通过使所述蓄热装置220进行蓄热，在下一次制热启动运行所述步骤s2时，所述蓄热装置220中存储的热量与所述压缩机150排出的高温高压气体可以一起对所述液管管路中的液态冷媒进行加热，从而可以更快地使所述冷媒达到正常循环速度。本申请所述制热过程是指所述空调系统在制热启动后运行平稳的制热程序。

在所述步骤s21中，所述预设负荷量可以根据实际需求进行设置，例如所述预设负荷量可为所述空调系统最大制热量负荷量的50％。在控制所述开关装置210开启的同时，可控制所述第二节流装置212的开度为k1，其中，60pls≤k1≤200pls，即在所述旁通管路200并入所述制热回路的同时，使所述第一节流元件212具有一60pls～200pls初始开度，从而使所述蓄热装置200可以更快地蓄热。

进一步地，在所述蓄热装置200蓄热过程中，可控制所述第二节流装置212的开度k＝k1+p(w4-w5)，其中，p为大于0的系数。当w4相对于w5越大时，说明蓄热装置200中存储的热量越少，此时，可增加所述第二节流装置212的开度，使得所述蓄热装置200更快地蓄热，反之，可以相应减小所述第二节流装置212的开度。

在所述步骤s22中，当所述蓄热装置220的进口温度w4小于或等于所述蓄热装置220的出口温度w5时，说明所述蓄热装置220已经完成蓄热，即可控制所述开关装置210关闭。

在一实施例中，所述气液分离器140的出口与所述压缩机150的进气口之间可设置有第三节流装置170，可通过所述第三节流装置170控制所述压缩机150的进气过冷度，从而控制冷媒进入所述压缩机150的物理状态。

所述空调系统的控制方法还可包括在进行制热启动时，执行以下步骤：

s31，获取室外环境温度w1；

s32，比较w1和与其对应的预设温度p1，若w1＞p1，则进入步骤s33，否则进入步骤s34；

s33，控制所述第三节流装置170的开度为最大开度；

s34，控制所述第三节流装置170的开度k3＝k2+tf+s(x-x1)，其中，k2为所述第三节流装置170的初始开度，100pls≤k2≤200pls，t和s为大于0的系数，f为所述压缩机150的运行频率，x为当前吸气过热度，x1为预设吸气过热度。

所述步骤s31中的预设温度p1可以与所述步骤s11中的预设温度p1相同。

在步骤s32中，当w1≤p1时，说明室外环境温度较低，所述气液分离器140中会聚集很多液态冷媒，在开机时液态冷媒容易进入所述压缩机150中导致所述压缩机150发生液击，降低所述压缩机150的可靠性，因此，需要通过所述步骤s34通过调节所述第三节流装置170的开度，来控制进入所述压缩机150的冷媒的物理形态。反之，当w1＞p1，所述气液分离器140中不会有液态冷媒进入所述压缩机150中，可控制所述第三节流装置170的开度到最大开度。

在步骤s34中，在所述空调系统待机时，为了平衡所述空调系统的压力，为所述压缩机150再启动创造条件，所述第三节流装置170会保持一定的开度，即所述第三节流装置170具有一初始开度k2。在进行开机时，随着所述压缩机150的启动，所述第三节流装置170的开度会随着所述压缩机150的频率f而变化，所述压缩机150的频率f越大，所述第三节流装置170的开度也越大。当当x＜x1时，会使所述压缩机150吸入液态冷媒，从而发生液击的现象，此时，需要减小所述第三节流装置170的开度，来增大所述压缩机150的吸气过热度。当前x＞x1时，所述压缩机150的吸气阻力较大，可通过增大所述第三节流装置170的开度来减少所述压缩机150的吸气阻力，从而促进冷媒更快地循环。

在一实施例中，在所述步骤s34之后，可进一步包括：

s35，当x-x1大于y时，或者制热启动t3时间后，控制所述第三节流装置170的开度为最大开度。

y可大于0，y和t3可根据实际需求设定，例如y可为3℃，t3可为30min。当x-x1大于y时，或者制热启动t3时间后，所述气液分离器140中的气态冷媒量可以满足所述压缩机150正常运行，通过将所述第三节流装置170的开度为最大开度，可以减少空调系统的冷媒循环阻力。

在所述气液分离器140和所述压缩机150的排气口之间可设置有多个并联设置的第三节流装置170，每个所述第三节流装置170可采用相同的控制方法独立地进行控制。

所述步骤s32至s34可以与所述步骤s12至s14相互独立地运行或同时运行。

本发明还提供一种空调系统的控制装置，包括：

温度获取模块，用于获取室外环境温度w1、所述气液分离器140的进口温度w2和所述压缩机150的排气温度w3；

比较模块，用于比较w1和与其对应的预设温度p1、w2和与其对应的预设温度p2以及w3和与其对应的预设温度p3的大小关系；以及

控制模块，用于根据w1和p1、w2和p2以及w3和p3的大小关系控制所述开关装置210的开启和关闭。

具体地，当w1≤p1、w2≤p2且w3≥p3时，所述控制模块用于控制所述开关装置210开启。当w2＞p2或w3＜p3时，所述控制模块用于控制所述开关装置210关闭。

所述控制模块可进一步用于根据w2和p2或w3和p3的大小关系控制所述第二节流装置(120)的开度。具体地，所述控制模块可进一步控制所述第二节流装置(120)的开度k＝m(p2-w2)或者k＝n(w3-p3)，其中，m和n为大于0的系数。

进一步地，所述控制装置还包括制热量需求负荷量获取模块。所述比较模块还可进一步比较所述制热量需求负荷量和与其对应的预设负荷量的大小。所述控制模块可进一步根据所述制热量需求负荷量和所述预设负荷量的大小关系控制所述开关装置210的开启和关闭。具体地，当所述制热量需求负荷量小于所述预设负荷量时，所述控制装置控制所述开关装置210开启，当所述制热量需求负荷量大于等于所述预设负荷量时，所述控制装置控制所述开关装置210关闭。

所述温度获取模块还可进一步获取所述蓄热装置220的进口温度w4和出口温度w5。所述比较模块还可进一步比较w4和w5的大小关系。当w4≤w5时，所述控制装置可控制所述开关装置210关闭。进一步地，所述控制装置控制所述开关装置210开启的同时，控制所述第二节流装置212的开度为k1，其中，60pls≤k1≤200pls。在所述蓄热装置200的蓄热过程中，所述控制装置还可控制所述第二节流装置212的开度k＝k1+p(w4-w5)，其中，p为大于0的系数。

所述控制模块还可根据w1和p1的大小关系控制所述第三节流装置170的开度。若w1＞p1，则所述控制模块控制所述第三节流装置170的开度为最大开度。若w1≤p1，则所述控制模块控制所述第三节流装置170的开度k3＝k2+tf+s(x-x1)，其中，k2为所述第三节流装置170的初始开度，100pls≤k2≤200pls，t和s为大于0的系数，f为所述压缩机150的运行频率，x为当前吸气过热度，x1为预设吸气过热度。

所述空调系统可包括上述控制装置。当所述室内机110包括多个室内换热器112时，所述旁通管路200的第一端可设置于所述第一节流装置120与离所述第一节流装置120距离最近的室内换热器112之间。所述旁通管路200的第一端可靠近所述离所述第一节流装置120距离最近的室内换热器112设置，以便对所述液管管路中的液态冷媒进行更好地加热。

本发明提供的控制装置以及控制方法，通过在气管管路和液管管路之间增加旁通管路，气管管路中高压高温气态冷媒可进入液管管路并带动液管管路中的冷媒回到压机，提高压缩机的可靠性，加快制热启动，提高用户舒适性。另外利用蓄热装置来存储空调系统过剩的热量，可以提高所述空调系统的能效。通过在气液分离器和压缩机之间设置节流装置，可以防止低温环境放置下气液分离器中的液态冷媒进入压缩机，使压缩机高频运行，增强制热效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。