一种双级压缩补气装置、空调系统及补气控制方法与流程

本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及一种双级压缩补气装置、空调系统及补气控制方法。

背景技术：

室外环境温度越高时，房间制冷需求负荷越大。普通空调在高温环境温度下，温度越高能力衰减越大，影响用户的舒适性。通常采用双级压缩补气喷焓的方式来进行解决，但传统的闪蒸罐补气方案采用一级节流、二级节流方案进行补气，补气量无法精准控制，容易出现过补气导致压缩机补液而损坏压缩机。尤其在一些室内外温差大的炎热或寒冷地区，急需研究一种新型的压缩机补气方式。

此外，高温环境下电器盒散热困难，常规的风冷散热效果差，需要放在风场中，即对电器盒安装位置有要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双级压缩补气装置、空调系统及补气控制方法，以解决现有技术中存在的闪蒸罐补气方式的补气量无法根据工况调节的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种双级压缩补气装置，包括闪蒸罐、补气管路和温度检测装置，所述闪蒸罐通过所述补气管路与压缩机的补气口相连通，且所述补气管路中设置有第一阀体；所述温度检测装置至少能够检测室外环境温度t外环、压缩机的吸气温度t吸、外机外管温度t外管以及内机蒸发管温度t蒸管，并根据温度值计算吸气过热度以控制所述第一阀体的开度。

可选地，所述温度检测装置包括用于检测室外环境温度的外环检测单元，用于检测压缩机的吸气温度的吸气检测单元、用于检测外机外管温度的外管检测单元以及用于检测内机蒸发管温度的蒸管检测单元。

可选地，所述吸气检测单元为设置于压缩机吸气口处的吸气感温包。

可选地，所述闪蒸罐与蒸发器之间设置有排气温度调节管路，所述排气温度调节管路中设置有第二阀体；且所述温度检测装置还能检测压缩机的排气温度t排，并根据温度值计算排气过热度以控制所述第二阀体的开度。

可选地，所述温度检测装置还包括用于检测压缩机的排气温度的排气检测单元。

可选地，所述排气检测单元为设置于压缩机排气口处的排气感温包。

可选地，所述第一阀体和所述第二阀体均为电子膨胀阀。

本发明提供的一种空调系统，包括压缩机、蒸发器、冷凝器和以上任一所述的双级压缩补气装置。

可选地，所述空调系统还包括四通阀，所述四通阀的第一口连接于所述蒸发器的出口，所述四通阀的第二口连接于所述压缩机的进气口，所述四通阀的第三口连接于所述压缩机的排气口，所述四通阀的第四口连接于所述冷凝器的进口。

可选地，所述空调系统还包括冷媒冷却装置，其设置于所述冷凝器与所述闪蒸罐之间。

可选地，所述冷媒冷却装置与所述冷凝器之间的管路中设置有第三阀体。

本发明提供的一种空调系统的补气控制方法，包括以下步骤：

制冷模式时：

a、温度检测装置检测室外环境温度t外环，当t外环<制冷补气上限环境温度t1，第一阀体关闭；

b、温度检测装置检测室外环境温度t外环，当t外环>制冷补气下限环境温度t2，开启第一阀体；

c、温度检测装置检测压缩机的吸气温度t吸和内机蒸发管温度t蒸管，计算实测空气过热度δt吸＝t吸-t蒸管，比较δt吸与目标吸气过热度，进而调节所述第一阀体的开度，直至δt吸的值接近目标吸气过热度；

制热模式时：

a'、温度检测装置检测室外环境温度t外环，当t外环>制热补气下限环境温度t4，第一阀体关闭；

b'、温度检测装置检测室外环境温度t外环，当t外环<制热补气上限环境温度t3，开启第一阀体；

c'、温度检测装置检测压缩机的吸气温度t吸和外机外管温度t外管，计算实测空气过热度δt吸＝t吸-t外管，比较δt吸与目标吸气过热度，进而调节所述第一阀体的开度，直至δt吸的值接近目标吸气过热度。

本发明提供的一种双级压缩补气装置、空调系统及补气控制方法，该双级压缩补气装置的补气管路中设置有第一阀体，通过温度检测装置检测室外环境温度、压缩机的吸气温度、外机外管温度以及内机蒸发管温度，并根据室外环境温度确定第一阀体的开、关，并在打开状态下根据吸气过热度来控制第一阀体的开度，从而实现了根据工况调节补气量的目的，避免了过补气导致压缩机补液而损坏压缩机的情况发生，提高了压缩机的灵活性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的一种高温喷焓制冷系统(单冷机)的示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的一种高温喷焓制冷系统(热泵机)的示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的一种带冷媒管散热的高温喷焓制冷系统(单冷机)的示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的一种带冷媒管散热的高温喷焓制冷系统(热泵机)的示意图；

图5是补气控制逻辑原理图。

图中1、闪蒸罐；2、压缩机；3、蒸发器；4、冷凝器；5、吸气感温包；6、排气感温包；7、四通阀；8、冷媒管冷却装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种双级压缩补气装置，包括三孔闪蒸罐1、补气管路和温度检测装置，闪蒸罐1通过补气管路与压缩机2的补气口相连通，且补气管路中设置有作为第一阀体的电子膨胀阀exv1；温度检测装置至少能够检测室外环境温度t外环、压缩机2的吸气温度t吸、外机外管温度t外管以及内机蒸发管温度t蒸管，并根据温度值计算吸气过热度以控制电子膨胀阀exv1的开度。

通过温度检测装置检测室外环境温度、压缩机2的吸气温度、外机外管温度以及内机蒸发管温度，并根据室外环境温度确定电子膨胀阀exv1的开、关，并在打开状态下根据吸气过热度来控制电子膨胀阀exv1的开度，电子膨胀阀exv1主要进行补气量控制，从而实现了根据工况调节补气量的目的，避免了过补气导致压缩机2补液而损坏压缩机2的情况发生，提高了压缩机2的灵活性和可靠性。

作为可选地实施方式，闪蒸罐1与蒸发器3之间设置有排气温度调节管路，排气温度调节管路中设置有作为第二阀体的电子膨胀阀exv2；且温度检测装置还能检测压缩机2的排气温度t排，并根据温度值计算排气过热度以控制电子膨胀阀exv2的开度。

设置电子膨胀阀exv2后能够方便控制排气温度，使其接近目标排气温度。

当需要进行补气控制时，补气电子膨胀阀exv1根据目标吸气过热度(或者目标吸气温度)进行控制；电子膨胀阀exv2根据目标排气温度(或者排气过热度)进行控制。

当不需要补气时，可直接将补气电子膨胀阀exv1步数关至最小。

补气控制逻辑原理图参见图5。首先检查机组运行模式和室外环境温度，

如果检测是制冷运行模式：

当检测到室外环境温度t外环＜制冷补气上限环境温度t1时，环境温度较低，房间制冷负荷较小，无需补气，则关闭补气电子膨胀阀exv1；

当检测到室外环境温度t外环＞制冷补气下限环境温度t2时，环境温度较高，房间制冷负荷较大，需要开启补气电子膨胀阀exv1进行调节，调节的目标参数是根据吸气过热度进行调节，在不同的环境温度区间给出对应的不同目标排气过热度，空调系统通过检测吸气温度t吸与内机蒸发器3管温t蒸管来计算出空调实测的吸气过热度△t吸＝t吸-t蒸管。根据实测的吸气过热度△t吸与目标吸气过热度进行比较，当实测吸气过热度偏低，补气电子膨胀阀开度步数关小；当实测吸气过热度偏高时，补气电子膨胀阀开度步数打大，直至接近目标吸气过热度。其中t1≤t2。

如果检测是制热运行模式：

当检测到室外环境温度t外环＞制热补气下限环境温度t4时，环境温度较高，房间制热负荷较小，无需补气，则关闭补气电子膨胀阀exv1；

当检测到室外环境温度t外环＜制热补气上限环境温度t3时，环境温度较低，房间制热负荷较大，需要开启补气电子膨胀阀exv1进行调节，调节的目标参数是根据吸气过热度进行调节，在不同的环境温度区间给出对应的不同目标排气过热度，空调系统通过检测吸气温度t吸与外机外管温t外管来计算出空调实测的吸气过热度△t吸＝t吸-t外管。根据实测的吸气过热度△t吸与目标吸气过热度进行比较，当实测吸气过热度偏低，补气电子膨胀阀开度步数关小；当实测吸气过热度偏高时，补气电子膨胀阀开度步数打大，直至接近目标吸气过热度。其中t3≤t4。

本发明提供了一种双级压缩补气空调系统，包括以上任一的双级压缩补气装置。

实施例1：

如图1所示，本发明提供了一种高温喷焓制冷系统(单冷机)，包括一个蒸发器3、一个冷凝器4、一个喷焓压缩机2、一个三孔闪蒸罐1，电子膨胀阀exv1和电子膨胀阀exv2，以及排气感温包6和吸气感温包5。其中闪蒸罐1在蒸发器3和冷凝器4之间，电子膨胀阀exv1主要进行补气量控制，其一端连接到闪蒸罐1出口，另一端接到压缩机2的补气口；exv2主要控制排气温度，其一端接到闪蒸罐1出口，另一端接到蒸发器3进管。

当需要进行补气控制时，补气电子膨胀阀exv1根据目标吸气过热度(或者目标吸气温度)进行控制；电子膨胀阀exv2根据目标排气温度(或者排气过热度)进行控制。

运行制冷时，压缩机2排出的高温高压制冷剂经冷凝器4冷却后流入闪蒸罐1，从闪蒸罐1出来的一路蒸汽经过补气电子膨胀阀exv1控制补气量后流向压缩机2补气口；闪蒸罐1出来的另一路过冷制冷剂流向电子膨胀阀exv2进行节流，节流后流入蒸发器3进行蒸发，然后回到压缩机2进行压缩，如此往复循环。

当不需要补气时，补气电子膨胀阀exv1直接关闭。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于增加了四通阀7和第三阀体(电子膨胀阀exv3)。

如图2所示，本发明提供了一种高温喷焓制冷系统(热泵机)，包括一个蒸发器3、一个冷凝器4、一个喷焓压缩机2、一个闪蒸罐1、一个四通阀7，三个电子膨胀阀exv1、exv2和exv3，以及排气感温包6和吸气感温包5。

制冷运行时：从冷凝器4出口出来的被冷却后的制冷剂经过exv3后流入闪蒸罐1，从闪蒸罐1出来的一路蒸汽经过补气电子膨胀阀exv1控制补气量后流入压缩机2补气口；从闪蒸罐1出来的另一路过冷制冷剂流入exv2进行节流，节流后饱和制冷剂流入蒸发器3中进行蒸发，从蒸发器3蒸发完成后的制冷剂流入压缩机2进行压缩机2，如此往复循环。

制热运行时：压缩机2排出的高温高压制冷剂蒸汽流入室内蒸发器3进行冷却，冷却后的制冷剂流过电子膨胀阀exv2后流向闪蒸罐1，从闪蒸罐1出来的一路蒸汽经过补气电子膨胀阀exv1进行补气量控制后流入压缩机2补气口；从闪蒸罐1出来的另一路制冷剂流向电子膨胀阀exv3进行节流，节流后的饱和制冷剂进入室外冷凝器4进行蒸发，然后流向压缩机2，如此往复循环。

如果不需要进行补气时，电子膨胀阀exv1直接关闭。

实施例3：

如图3所示，本发明提供了一种带冷媒管冷却的高温喷焓制冷系统(单冷机)，与实施例1相比增加了冷媒管冷却装置8。

高温喷焓制冷系统包括一个蒸发器3、一个冷凝器4、一个喷焓压缩机2、一个三孔闪蒸罐1、一个冷媒管冷却装置8，电子膨胀阀exv1和exv2，以及排气感温包6和吸气感温包5。其中冷媒管冷却装置8在冷凝器4出口管上，电子膨胀阀exv1主要进行补气量控制，其一端连接到闪蒸罐1出口，另一端接到压缩机2的补气口；exv2主要控制排气温度，其一端接到闪蒸罐1出口，另一端接到蒸发器3进管

当需要进行补气控制时，补气电子膨胀阀exv1根据目标吸气过热度(或者目标吸气温度)进行控制；电子膨胀阀exv2根据目标排气温度(或者排气过热度)进行控制。

运行制冷时,压缩机2排出的高温高压制冷剂经冷凝器4冷却后流入冷媒管冷却装置8进行换热，然后流入闪蒸罐1，从闪蒸罐1出来的一路蒸汽经过补气电子膨胀阀exv1控制补气量后流向压缩机2补气口；闪蒸罐1出来的另一路过冷制冷剂流向电子膨胀阀exv2进行节流，节流后流入蒸发器3进行蒸发，然后回到压缩机2进行压缩，如此往复循环。

当不需要补气时，补气电子膨胀阀exv1直接关闭。

通过冷媒管冷却来给电器盒主动散热，无需放在风场中，安装方便，散热效率高，整个电器盒温度稳定，有利于电器元器件的稳定工作。

实施例4：

实施例4与实施例2的区别在于增加了冷媒管冷却装置8。

如图4所示，本发明提供了带冷媒管冷却的高温喷焓制冷系统(单冷机)，包括一个蒸发器3、一个冷凝器4、一个喷焓压缩机2、一个闪蒸罐1、一个四通阀7、一个冷媒管冷却装置8，三个电子膨胀阀exv1、exv2和exv3，以及排气感温包6和吸气感温包5。

制冷运行时：从冷凝器4出口出来的被冷却后的制冷剂经过exv3(全开)不节流，制冷剂再流入冷媒管冷却装置8，制冷剂经过与电控盒换热后流入闪蒸罐1，从闪蒸罐1出来的一路制冷剂蒸汽经过补气电子膨胀阀exv1控制补气量后流入压缩机2补气口；从闪蒸罐1出来的另一路过冷制冷剂流入exv2进行节流，节流后饱和制冷剂流入蒸发器3中进行蒸发，从蒸发器3蒸发完成后的制冷剂流入压缩机2进行压缩机2，如此往复循环。

制热运行时：压缩机2排出的高温高压制冷剂蒸汽流入室内蒸发器3进行冷却，冷却后的制冷剂流过电子膨胀阀exv2(全开)不节流，然后流向闪蒸罐1，从闪蒸罐1出来的一路蒸汽经过补气电子膨胀阀exv1进行补气量控制后流入压缩机2补气口；从闪蒸罐1出来的另一路制冷剂流向冷媒管冷却装置8，与电控盒进行换热后的制冷剂流入电子膨胀阀exv3进行节流，节流后的饱和制冷剂进入室外冷凝器4进行蒸发，然后流向压缩机2，如此往复循环。

如果不需要进行补气时，电子膨胀阀exv1直接关闭。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。