空调系统的制作方法

空调系统的制作方法
【专利摘要】提供一种空调系统。该空调系统包括：第一储液罐、有油压缩机、冷凝设备、第一流量控制阀、蒸发器以及切换装置；有油压缩机的第一输入端连接第一储液罐的第二输出端，有油压缩机的输出端连接冷凝设备的输入端，冷凝设备的输出端经由第一流量控制阀连接第一储液罐的第一输入端，第一储液罐的第一输出端连接蒸发器的输入端；蒸发器的输出端经由切换装置的第一通路连接第一储液罐的第二输入端，并且蒸发器的输出端经由切换装置的第二通路连接冷凝设备的输入端；其中，空调系统还包括：布置在第一储液罐的第三输出端和有油压缩机的第一输入端之间的回油机制；布置在第一储液罐的第一输出端与蒸发器的输入端之间的循环动力机制。
【专利说明】空调系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷领域，尤其涉及一种空调系统。
【背景技术】
[0002]空调系统通过压缩机将蒸发器排出的低压制冷蒸汽压缩，使之升到正常冷凝所需的冷凝压力，并提供制冷剂在系统中循环流动所需的动力，从而实现压缩一冷凝一膨胀一蒸发(吸热)的制冷循环。
[0003]对于用于诸如通信机房的空调系统，由于通信机房设备发热量大，所以机房空调需要全年制冷。其不足之处在于:空调按照夏季的室外环境温度进行配置，在其它室外环境温度较低的季节，同样需要模拟夏季工况来维持压缩机系统的正常工作。在通信机房中，空调用电占整个机房用电的一半，而传统空调系统中压缩机耗电又占空调耗电的绝大部分。因而，降低通信机房运营成本需要在降低空调系统压缩机运行成本处寻找突破口。
[0004]此外，对于在转动机械的轴部分采用润滑油进行润滑的压缩机(下文中称为“有油压缩机”。本文中，未经特殊说明，术语“压缩机”皆指有油压缩机)，保证压缩机曲轴、轴承、连杆、活塞等运动件的充分润滑是维持空调系统正常运转的基本要求。然而，在大量制冷剂气体从压缩机排出的同时也夹带走一小部分润滑油。如果夹带排出的润滑油不再回到压缩机，压缩机就会缺油。因而，如何实现压缩机回油成为本领域技术人员关注的问题。

【发明内容】

[0005]在实际应用中，由于空调的冷凝设备通常设置在室外，当室外温度降低时，冷凝设备对制冷剂气体的冷凝压力的要求随之降低。甚至，在环境温度低于一定温度时，冷凝设备可以对常压的制冷剂气体进行冷凝。
[0006]注意到这个事实，本发明的目的是提供这样一种空调系统:该空调系统能够在使用压缩机进行制冷和使用自然冷源进行制冷两个工作模式之间进行切换；此外，该空调系统使用有油压缩机，并能够提供良好的回油机制。
[0007]根据本发明的一个实施例，提供一种空调系统，包括:第一储液罐、有油压缩机、冷凝设备、第一流量控制阀、蒸发器以及切换装置；有油压缩机的第一输入端连接第一储液罐的第二输出端，有油压缩机的输出端连接冷凝设备的输入端，冷凝设备的输出端经由第一流量控制阀连接第一储液罐的第一输入端，第一储液罐的第一输出端连接蒸发器的输入端；蒸发器的输出端经由切换装置的第一通路连接第一储液罐的第二输入端，并且蒸发器的输出端经由切换装置的第二通路连接冷凝设备的输入端；其中，空调系统还包括:布置在第一储液罐的第三输出端和有油压缩机的第一输入端之间的回油机制，回油机制用于对有油压缩机进行回油；布置在第一储液罐的第一输出端与蒸发器的输入端之间的循环动力机制。
[0008]根据本发明的另一个实施例，循环动力机制可以包括:第一储液罐的第一输出端与蒸发器的输入端被配置为在高度上存在正落差；或者第一储液罐的第一输出端经由动力设备连接蒸发器的输入端；或者第一储液罐的第一输出端与蒸发器的输入端在高度上存在正落差，并且，第一储液罐的第一输出端经由并联的动力设备和第一通断阀连接蒸发器的输入端。
[0009]根据本发明的另一个实施例，回油机制可以包括:第一储液罐的第三输出端与有油压缩机的第一输入端在高度上存在正落差。
[0010]根据本发明的另一个实施例，回油机制可以包括:设置于第一储液罐的第三输出端与有油压缩机的第一输入端之间的引射泵，其中，第一储液罐的第三输出端连接引射泵的第一输入端，引射泵的输出端连接有油压缩机的第一输入端。
[0011]根据本发明的另一个实施例，引射泵的第二输入端可以连接在有油压缩机的输出端与第一流量控制阀的输入端之间。
[0012]根据本发明的另一个实施例，该空调系统还可以包括第一液位控制器，用于根据检测到的第一储液罐中的液位进行控制，以启动或停止动力设备。
[0013]根据本发明的另一个实施例，该空调系统还可以包括第二液位控制器，用于根据检测到的第一储液罐中的液位对第一流量控制阀的开度进行控制。
[0014]根据本发明的另一个实施例，该空调系统还可以包括第三液位控制器，用于根据检测到的所述第一储液罐中的液位对所述动力设备的启动或停止进行控制，并且对所述第一流量控制阀的开度进行控制。
[0015]根据本发明的另一个实施例，该空调系统还可以包括油分离器，其中，有油压缩机的输出端连接油分离器的输入端，油分离器的第一输出端连接冷凝设备的输入端，油分离器的第二输出端连接有油压缩机的第二输入端。
[0016]根据本发明的另一个实施例，该空调系统还可以包括第二通断阀，第二通断阀与第一流量控制阀并联连接。
[0017]根据本发明的另一个实施例，第一流量控制阀可以被配置为当有油压缩机启动时开启，当有油压缩机未启动时关闭；第二通断阀可以被配置为当有油压缩机启动时关闭，当有油压缩机未启动时开启。
[0018]根据本发明的另一个实施例，该空调系统还可以包括:第二储液罐，用于辅助存储空调系统中的制冷剂；其中，第二储液罐连接在冷凝设备的输出端和第一流量控制阀的输入端之间。
[0019]根据本发明的另一个实施例，该空调系统还可以包括旁路管路，旁路管路的第一端设置在冷凝设备的输出端与第二储液罐的输入端之间，并且旁路管路的第二端设置在第二储液罐的输出端与第一流量控制阀的输入端之间。
[0020]根据本发明的另一个实施例，切换装置的第一通路的输出端可以经由第一单向阀连接第一储液罐的第二输入端；且/或，切换装置的第二通路的输出端可以经由第二单向阀连接冷凝设备的输入端；且/或，有油压缩机的输出端可以经由第三单向阀连接冷凝设备的输入端。
[0021]根据本发明的另一个实施例，空调系统可以包括相互并联连接的多个有油压缩机。
[0022]根据本发明的另一个实施例，切换装置可以是切换阀；或者，切换装置可以包括设置于蒸发器输出端至第一储液罐的第二输入端之间的通断阀，以及设置于蒸发器输出端至冷凝设备的输入端之间的通断阀或单向阀。
[0023]根据本发明的另一个实施例，在并联连接到第一储液罐的第一输出端的每一路蒸发器的输入端处可以都设置有流量控制阀，从而控制提供到每一路蒸发器的制冷剂的量。
[0024]根据本发明的另一个实施例，蒸发器之间的连接形式可以是并联、串联，或者并联和串联的结合。
[0025]根据本发明的另一个实施例，第一储液罐的第三输出端可以包括从第一储液罐最高液位到最低液位排列的多个开口，多个开口依据实际液面位置打开或闭合。
[0026]根据本发明的另一个实施例，空调系统可以是风冷螺杆式空调系统、水冷螺杆式空调系统、风冷涡旋式空调系统或者水冷涡旋式空调系统。
[0027]根据本发明的上述空调系统，可以以两种工作方式运行。在室外环境温度高时，可以切换到切换装置的第一通路，通过压缩机进行制冷；而在室外环境温度较低时，可以停止压缩机，切换到切换装置的第二通路，使冷凝设备利用自然冷源实现制冷需求。从而降低空调系统的电力损耗。并且，在自然冷源制冷的工作方式下，在第一储液罐的第一输出端与蒸发器的输入端之间所提供的循环动力机制，保证了制冷剂在空调系统中的顺畅流动。
[0028]此外，上述方案中提供的第一储液罐的第三输出端，以及其与有油压缩机之间的回油机制，能够充分提高润滑油回流到压缩机的量与随制冷剂气体排出压缩机的量的比率(回油率)，从而防止因缺油对压缩机造成的损坏。
【专利附图】

【附图说明】
[0029]参照下面结合附图对本发明的实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。
[0030]图1是示出根据本发明实施例的空调系统的总体结构的框图；
[0031]图2是示出根据本发明实施例的空调系统的第一实例的示意图；
[0032]图3是示出根据本发明实施例的空调系统的第二实例的示意图；
[0033]图4是示出根据本发明实施例的空调系统的第三实例的示意图；
[0034]图5是示出根据本发明实施例的空调系统的第四实例的示意图；
[0035]图6是示出根据本发明实施例的空调系统的第五实例的示意图；
[0036]图7是示出根据本发明实施例的空调系统的第六实例的示意图；
[0037]图8是示出根据本发明实施例的空调系统的第七实例的示意图；
[0038]图9是示出根据本发明实施例的空调系统的第八实例的示意图；
[0039]图10是示出根据本发明实施例的空调系统的第九实例的示意图；
[0040]图11是示出根据本发明实施例的空调系统的第十实例的示意图；
[0041]图12是示出根据本发明实施例的空调系统的第十一实例的示意图；
[0042]图13是示出根据本发明实施例的空调系统的第十二实例的示意图；
[0043]图14是示出根据本发明实施例的空调系统的第十三实例的示意图；
[0044]图15是示出根据本发明实施例的空调系统的第十四实例的示意图。
【具体实施方式】[0045]下面参照附图来说明本发明的实施例。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0046]图1是示出根据本发明实施例的空调系统的总体结构的框图。该空调系统包括:储液罐5、有油压缩机1、冷凝设备2、流量控制阀3、蒸发器8以及切换装置6。此外，根据本发明实施例的空调系统还被配置为具有循环动力机制101和回油机制102。下面对各部分的连接关系，以及循环动力机制101和回油机制102的实现方式和作用进行具体说明。
[0047]如图1中所示，有油压缩机I的输入端连接储液罐5的输出端Ot2 (作为“第一储液罐的第二输出端”的示例)，以从储液罐5接收制冷剂气体。有油压缩机I的输出端连接冷凝设备2的输入端，以将经压缩从而具有足够冷凝压力的制冷剂气体输送到冷凝设备2。冷凝设备2的输出端经由流量控制阀3连接储液罐5的输入端Itl (作为“第一储液罐的第一输入端”的示例)，以将冷凝后的制冷剂液体经过流量控制阀3节流之后存储到储液罐5中。储液罐5的输出端Otl (作为“第一储液罐的第一输出端”的示例)连接蒸发器8的输入端。经过流量控制阀3节流后的制冷剂是气液混合的，这些制冷剂在储液罐5中进行气液分离，液体进入蒸发器8，气体进入压缩机I。蒸发器8通过制冷剂液体的蒸发进行制冷。
[0048]在根据本发明的空调系统中，还设置有用于切换从蒸发器8输出的制冷剂气体的循环路径的切换装置6。切换装置6可以在其第一通路和第二通路之间进行切换。如图1中所示，蒸发器8的输出端可以经由切换装置6的第一通路连接储液罐5的输入端It2 (作为“第一储液罐的第二输入端”的示例)。另外，蒸发器8的输出端可以经由切换装置6的第二通路连接冷凝设备2的输入端。即，直接将从蒸发器8输出的制冷剂蒸汽送入冷凝设备2中。
[0049]这里，“切换装置”是对用于切换从蒸发器8输出的制冷剂蒸汽的传输路径的装置或装置组的统称，并不限于某种特定的实现。例如，切换装置6可以是切换阀。则切换装置6的第一通路是指切换阀内部、切换阀的输入端与第一输出端之间的通路，切换装置6的第二通路是指切换阀内部、切换阀的输入端与第二输出端之间的通路。具体地，如图1所示，切换阀6的输入端连接蒸发器8的输出端,切换阀6的第一输出端连接储液罐5的输入端It2，切换阀6的第二输出端连接冷凝设备2的输入端。实现切换装置6的切换阀主要的作用在于实现流路的切换，可以通过四通阀、三通阀或者电磁阀等实现，但不限于此。另外，还可以使用分立的元件，诸如通断阀等来实现切换转置6，将在后面进行详细描述。
[0050]如上设置了切换装置6的空调系统，可以在自然冷源模式下的制冷循环和压缩机模式下的制冷循环两种制冷方式下工作。具体地，在压缩机模式下的制冷循环中，启动压缩机I进行制冷。制冷剂按照有油压缩机1、冷凝设备2、流量控制阀3、储液罐5、蒸发器8、切换装置6、再到储液罐5的流向构成制冷循环。在自然冷源模式下的制冷循环中，压缩机I停止工作，制冷剂按照冷凝设备2、流量控制阀3、储液罐5、蒸发器8、切换装置6、再到冷凝设备2的流向构成制冷循环，直接由室外环境为制冷剂提供冷源。
[0051]停止压缩机而使用天然冷源进行制冷，可以显著减少空调系统的能耗，有利于节能简排。但需要考虑的是:在没有压缩机输出高压气体从而产生制冷剂循环动力的情况下，可能会出现制冷剂循环动力不足的情况。
[0052]针对这个问题，在根据本实施例的空调系统中，在储液罐5的输出端Otl和蒸发器8的输入端之间布置循环动力机制101。当空调系统在蒸发器8的输出端经由切换装置6的第二通路连接冷凝设备2的输入端的状态(即自然冷源制冷模式)下工作时，循环动力机制101能够产生足够的动力，使得制冷剂在空调系统中运行。当然，当在压缩机制冷模式下，由于管路较长等原因，空调系统中制冷剂循环动力不足时，也可以启用该动力循环机制101。
[0053]结合图1，循环动力机制101用虚线框表示即旨在说明:该循环动力机制可以只在使用天然冷源进行制冷的模式下启用，或者，也可以在使用压缩机制冷模式的情况下也启用(或说布置)。
[0054]在本文中，各种“机制”可能通过三种手段实现:通过增加新的部件来实现；通过在已有部件的基础上调整特定部件的配置关系，诸如配合、位置关系来实现；通过二者的结合来实现。
[0055]根据空调系统的不同需求和特点，可以以本领域技术人员能够想到的各种方式来实现循环动力机制101，只要能够在没有压缩机工作的情况下为制冷剂提供循环的动力即可。下文中将举例详细说明循环动力机制101的具体实现。
[0056]此外，考虑使用有油压缩机的情况，在根据本实施例的空调系统中还设置布置在储液罐5的输出端Ot3 (作为“第一储液罐的第三输出端”的示例)和有油压缩机I的输入端之间的回油机制102。回油机制102用于对有油压缩机I进行回油。
[0057]根据空调系统的不同需求和特点，可以以本领域技术人员能够想到的各种方式来实现回油机制102，只要能够保证维持压缩机正常工作所需的回油率即可。后面将举例详细说明回油机制102的实现。
[0058]如上所述，本空调系统可以在压缩机模式和自然冷源制冷模式下工作。当室外环境温度较高时，系统以传统的压缩机模式运行。从蒸发器8中输出的制冷剂蒸汽经由切换装置6的第一通路输送到储液罐5。
[0059]当室外环境温度较低时，系统在自然冷源制冷模式下工作。从蒸发器8中输出的制冷剂蒸汽经由切换装置6的第二通路直接输送到冷凝设备2。在冷凝设备2中，依靠室外环境作为自然冷源对制冷蒸汽进行冷凝。制冷剂从气态转换为液态，经由流量控制阀3循环到储液罐5中，再从储液罐5中通过循环动力机制101的作用传输到设置在室内的蒸发器8。制冷剂在蒸发器8中吸收室内的热量，从液态再次转换为气态，传输到冷凝设备2中，实现制冷循环。
[0060]在自然冷源模式下的制冷循环中，利用室外低温空气实现制冷，不需要通过压缩机的运行，从而实现了利用自然冷源制冷，降低空调系统的功率损耗和电能消耗，节约能源的目的。
[0061]其中，当制冷剂的温度高于室外温度时，都可以利用室外的自然冷源来进行制冷剂的制冷。因此，两种制冷方式的切换可以由系统根据制冷剂与室外温度的温差进行，具体地，制冷剂温度高于室外温度时，可以通过自然冷源模式进行制冷，否则，可以通过压缩机模式进行制冷。可选择地，在实际应用中，两制冷方式的切换还可以由人工控制等，这里不赘述。
[0062]在图1所示的空调系统中，术语“冷凝设备”是指能够对制冷剂进行冷凝处理的设备，即冷却高温制冷剂气体并使之液化的热交换器。在实际应用中，可以自主选择具体的冷凝设备来实现。例如，冷凝设备2可以通过一个冷凝设备或者并联的至少两个冷凝设备实现。此时，并联的至少两个冷凝设备的输入端作为冷凝设备的输入端，并联的至少两个冷凝设备的输出端作为冷凝设备的输出端。冷凝设备的冷却方式可以是风冷、水冷或者蒸发式冷凝等。
[0063]此外，在图1所示的空调系统中，蒸发器可以为一个或者多个，具体个数不受限制。各个蒸发器8的输出端可以分别连接切换装置6的输入端。或者，也可以先进行输出端的合并连接后，再连接切换装置6的输入端，这里并不限定。各蒸发器8的输入端与储液罐5的输出端Otl (或循环动力机制101的输出端)的连接亦然。蒸发器之间的连接形式可以是并联、串联，或者并联和串联的结合。
[0064]此外，在图1所示的空调系统中，储液罐5可以通过低压储液罐或者分离器实现，但不限于此。
[0065]下面结合图2、图3和图4详细描述根据本发明实施例的空调系统的实例，尤其举例对循环动力机制的具体实现进行说明。图2、图3和图4分别是示出根据本发明实施例的空调系统的第一至第三实例的示意图。图中管路上标注的箭头表示管路中制冷剂的流向。
[0066]图2所示的空调系统的第一实例包括:储液罐5、有油压缩机1、冷凝设备2、流量控制阀3、蒸发器8以及切换装置6。
[0067]有油压缩机I的输入端Ica (作为“有油压缩机的第一输入端”的示例)连接储液罐5的输出端Ot2，有油压缩机I的输出端连接冷凝设备2的输入端，冷凝设备2的输出端经由流量控制阀3连接储液罐5的输入端Itl，储液罐5的输出端Otl连接蒸发器8的输入端。
[0068]在空调系统不同的工作模式下，蒸发器8的输出端可以经由切换装置6的第一通路连接储液罐5的输入端It2，或者经由切换装置6的第二通路连接冷凝设备2的输入端。
[0069]在图2所示实例中，布置在储液罐5的输出端Otl与蒸发器8的输入端之间的循环动力机制是:储液罐5的输出端Otl与蒸发器8的输入端之间在高度上存在的正落差。从而，制冷剂能够在重力的作用下从储液罐5流入各个蒸发器8。
[0070]此实例适用于使用空调系统的设施(例如机房)坐落在诸如高层建筑中等能够提供储液罐5的输出端Otl与蒸发器8的输入端之间的正落差的场地中的场景。例如，可以将空调系统中的储液罐设置在楼顶等较高的位置，而将一个或多个蒸发器设置在下面的楼层中，从而利用该高度落差间存在的重力势能产生制冷剂从储液罐流向蒸发器的动力。直接通过重力作用保证制冷剂在制冷回路中的循环，大大节省任何动力设备运行的功率损耗，对空调系统节能起到非常大的作用。
[0071]但是，在一些情况下，安装空调系统的场地不允许在储液罐向蒸发器的输出口和蒸发器之间设置合适的高度落差；或者，所设置的高度落差不足以提供足够的循环动力。因而，需要使用其它方式来布置循环动力机制。
[0072]图3中示出实现循环动力机制的另一个实例。该实例与图2中所示实例的不同之处在于:布置在储液罐5的输出端Otl与蒸发器8的输入端之间的循环动力机制是动力设备7。
[0073]具体地，如图3所示，储液罐5的输出端Otl经由动力设备7连接蒸发器8的输入端。这里，动力设备7可以通过一个泵或者多个并联的泵实现；或者，也可以通过其它可以提供动力的设备实现。泵可以是离心泵、旋涡泵、齿轮泵或螺杆泵等，但不限于此。此外，这里，各个蒸发器8的输入端可以分别连接动力设备7的输出端，或者，也可以先进行输入端的合并连接后，连接动力设备7的输出端，但不限于此。[0074]与在储液罐5的输出端Otl和蒸发器8的输入端之间设置正落差相比，动力设备7的设置提供了更充足循环动力。尤其在制冷回路管路较长、和/或系统对制冷剂流量要求较大的情况下。此外，使用动力设备7提供循环动力更加灵活。尤其在多个泵并联的例子中，可以依据系统制冷需要启动泵的部分或全部，从而在能够提供充足循环动力的同时，降低不必要的电力损耗。图3中的其它单元的结构和连接与图2中的相同，因而省略其描述。
[0075]当然，在安装条件允许的情况下，也可以结合布置上面说明的两种循环动力机制。如图4中所示，储液罐5的输出端Otl与蒸发器8的输入端在高度上存在正落差，并且，储液罐5的输出端Otl经由并联的动力设备7和通断阀41 (作为“第一通断阀”的示例)连接蒸发器8的输入端。
[0076]在这样布置的情况下，循环动力机制可以在两种状态下工作:关闭动力设备7，打开通断阀41，制冷剂依靠重力作用从储液罐5流向蒸发器8，并在空调管路中进行循环；启动动力设备7，关闭通断阀41，制冷剂在动力设备7所产生动力下在空调管路中循环。这种布置使得既可以为制冷剂提供充足的循环动力，又可以利用有利的安装落差尽可能地减小电力消耗。在本实例中，通断阀41也可以实现为多个通断阀的并联连接。
[0077]上面结合图2至图4分别说明了采用重力和电力方式提供制冷剂循环动力的循环动力机制的例子。但是，本领域技术人员也可以采用其它可能的方式，只要能够在空调系统中制冷剂循环动力不足时，诸如压缩机不工作时，为制冷剂提供合适的循环动力即可。
[0078]下面，详细说明为对有油压缩机I进行回油所布置的回油机制(图1中的回油机制102)的实例。
[0079]在图2至图4的实施例中，示例性地使用了一种回油机制:储液罐5的输出端Ot3与有油压缩机I的输入端Ica在高度上存在正落差。
[0080]一般地，油的密度小于制冷剂的密度，因此，油一般漂浮于储液罐5中制冷剂的表面。从而，如图2至图4中所示，储液罐5的输出端Ot3可以设置于储液罐5液面稍靠下的位置，以便通过输出端Ot3顺利实现回油。输出端Ot3的位置与液面之间的距离可以自主设定，这里并不限制。此外，输出端Ot3可以包括位于储液罐5的侧壁上的一个或多个开口。并且，在包括多个开口时，该多个开口可以从储液罐5的最高液位到最低液位排列。在实际应用中，该多个开口可以依据储液罐5中的实际液面位置打开或闭合。
[0081]上述回油机制可以在不增加任何部件的情况下提高有油压缩机的回油率，从而使有油压缩机能够持续正常工作。
[0082]图5是示出根据本发明实施例的空调系统的第四实例的示意图。在该第四实例中，回油机制是:设置于储液罐5的输出端Ot3与有油压缩机I的输入端Icl之间的引射泵
15。具体来说，储液罐5的输出端Ot3连接引射泵15的输入端，引射泵15的输出端连接有油压缩机I的输入端Ic
[0083]一般地，有油压缩机I的输入端的压力小于储液罐5中的压力，从而通过两者之间的压力差实现回油。此外，引射泵15通过内部面积的变化，压力能和动力能相互转化，形成不同的压差。引射泵15例如是拉伐尔管，但不限于此。相似地，在本实施例中，储液罐5的输出端Ot3同样可以设置到储液罐的液面稍靠下的位置。或者，输出端Ot3可以包括位于储液罐5的侧壁上的一个或多个开口。
[0084]图5中实施例的优点是:相比于在储液罐5的输出端Ot3和压缩机I的输入端Ica之间设置正落差的第一至第三实例，第四实例的回油机制降低了对空调系统安装空间的要求，可以减少进入有油压缩机I的输入端Ica的液体的量，从而能够防止由于过量液体流入造成压缩机的损坏。
[0085]为了进一步提高回油率，并减小流回压缩机的液体的量，可以提供进一步的改进。图6是示出根据本发明个实施例的空调系统的第五实例的示意图。如图6中所示，引射泵15具有两个输入端，Ipl和Ip2 ;储液罐5的输出端Ot3连接引射泵15的输入端Ipl (作为“引射泵的第一输入端”的示例)，引射泵15的输入端Ip2 (作为“引射泵的第二输入端”的示例)连接在有油压缩机I的输出端与流量控制阀3的输入端之间，引射泵的输出端连接有油压缩机的输入端。如图6中所示。
[0086]虽然，在图6的实施例中，引射泵15的输入端Ip2连接在有油压缩机I的输出端与冷凝设备2的输入端之间，但并不限于此。事实上，只要引射泵15的输入端Ip2连接在空调系统的高压管路中即可。
[0087]此时，引射泵15的输入端Ip2连接的管路压力高于引射泵15中的压力，两者之间存在压差。而且，引射泵15的压力高于有油压缩机I中的压力，两者之间也存在压差。因此，制冷剂和润滑油的混合物在引射泵15的输入端Ip2与引射泵15之间压差的作用下回流到引射泵15中，在引射泵15中与储液罐5的输出端Ot3回流的润滑油(夹杂有制冷剂)相互作用。具体地，在引射泵15中，高温制冷剂和低温制冷剂中和，并且由于压力降低，制冷剂液体都蒸发成气体，而润滑油不发生相变。之后，润滑油(另有制冷剂气体)继续在引射泵15与有油压缩机I之间压差的作用下，回流到有油压缩机I中，从而实现了高压喷射引射回油。
[0088]在该第五实例中，如上面说明的，在引射泵15中，由于压力降低，以及温度的中和，大部分制冷剂液体都会蒸发成气体之后才回到压缩机，因而减少了对压缩机的伤害。
[0089]下面结合图7至图15说明根据本发明实施例的空调系统的其它实例。
[0090]为了减少有油压缩机I的润滑油进入制冷剂中的油量，提高空调系统的效率，节约能耗，可以在有油压缩机I的输出端设置油分离器。
[0091]图7是示出根据本发明实施例的空调系统的第六实例的示意图。该实例相对于图6所示的空调系统，区别在于:还包括油分离器16。具体地，有油压缩机I的输出端连接油分离器16的输入端,油分离器16的输出端Odl (作为“油分离器的第一输出端”的不例)连接冷凝设备2的输入端，油分离器16的输出端Od2 (作为“油分离器的第二输出端”的示例)连接有油压缩机I的与输入端Ica不同的输入端1。2 (作为“有油压缩机的第二输入端”的示例)。
[0092]油分离器16能够将有油压缩机I的输出端输出的制冷剂中混杂的润滑油分离出来，送回有油压缩机I中，为有油压缩机I提供润滑功效。
[0093]在其它各实施例中，也可以增加油分离器16。具体实现结构与图7所示的结构相似，这里不赘述。
[0094]在上面描述的各实施例中，流量控制阀3可以使用电子膨胀阀、二通阀、电动球阀、热力膨胀阀、或者孔板+控制阀等方式实现，但并不限于此。
[0095]在实际应用中，当流量控制阀3通过热力膨胀阀实现时，由于热力膨胀阀对管路中流体的阻力很大，可以考虑在热力膨胀阀上并联一通断阀4，从而在自然冷源模式下的制冷循环中，通过通断阀进行制冷剂的流量控制，在压缩机模式下的制冷循环中通过热力膨胀阀进行制冷剂的流量控制。从而，可以进行空调系统中制冷剂的流量控制和调节，使得系统中制冷剂流量保持在所需的流量上。当然，在使用电子膨胀阀之外的其它方式实现流量控制阀3时，也可以以并联通断阀的方式进行流量控制。
[0096]图8是示出根据本发明实施例的空调系统的第七实例的示意图。相对于图6所示的空调系统，其区别在于:空调系统还设置有通断阀4 (作为“第二通断阀”的示例)，该通断阀4与流量控制阀3并联连接。
[0097]在空调系统正常进行制冷工作时，有油压缩机启动。此时，可以将流量控制阀3开启，用于制冷剂的传输，并且将通断阀4关闭。在自然冷源模式下进行制冷时，有油压缩机关闭。此时，可以将流量控制阀3关闭，将通断阀4开启，用于制冷剂的传输。
[0098]由于通断阀4阻力较小，从而可以降低制冷剂在制冷循环中的传输阻力，减少动力设备7的功率损耗，提闻空调系统的制冷剂传输速度和效率，进而提闻空调系统的制冷效果。
[0099]图9是示出根据本发明实施例的空调系统的第八实例的示意图。该实例与图8中所示实例相比，区别在于:在储液罐5之外，还可以设置用于辅助存储空调系统中的制冷剂的储液罐10 (作为“第二储液罐”的示例)。具体地，储液罐10可以设置于冷凝设备2的输出端和流量控制阀3的输入端之间。
[0100]这里，储液罐10可以通过高压储液罐实现。而储液罐5可以通过低压储液罐实现。由于储液罐5的体积设计往往受到空调系统机组尺寸的影响，为防止空调系统的室内机组的停开机或者室内负荷变化造成系统制冷剂循环量的变化，设置储液罐10。储液罐10在制冷剂循环量变化时能够将制冷剂存储起来。当储液罐10通过高压储液器实现时，可以相对容纳较多制冷剂，从而进一步优化空调系统的制冷效果。
[0101]需要说明的是:储液罐10的形状不受图形限制，进出口位置仅为示意性的。另外，储液罐5在图中也仅为示意性的，具体可以是圆形、椭圆形、方形等各种形状，这里并不限制。另外，储液罐5或者储液罐10的安装方式可以是立式安装或卧式安装等各种安装方式，这里也并不限制。此外，储液罐5和10 二者都既可以设置在室内也可以设置在室外，可由本领域技术人员根据具体情况确定。
[0102]图10和图11分别是示出根据本发明实施例的空调系统的第九和第十实例的示意图。
[0103]为了防止在空调系统内制冷剂循环量比较小的情况下，持续使用作为循环动力机制的动力设备对动力设备的损耗较大，可以设置用于根据检测到的低压储液罐中的液位进行控制以启动或停止动力设备的液位控制器。
[0104]在图10所示实例中，液位控制器14 (作为“第一液位控制器”的示例)的两个液位检测端分别连接储液罐5的高位输出端和低位输出端，液位控制器14的信号输出端连接动力设备7的控制端，从而通过液位控制器14的输出信号控制动力设备7的开启和停止。在具体应用中，液位控制器14可以将液位检测端检测到的信号输出给控制板。控制板再通过逻辑计算产生控制信号，并将控制信号输出给动力设备7。具体地，液位控制器14可以用于:当检测到储液罐5的液位高于低位输出端时，控制动力设备7开启；检测到液位低于低位输出端时，控制动力设备7停止工作。从而保证只有在液位足够的情况下才开启动力设备7，防止动力设备7过度损耗。
[0105]此外，当位于冷凝设备与储液罐之间的流量控制阀可控时，可以在低压储液罐上设置液位控制器，用于根据检测到的低压储液罐中的液位对流量控制阀的进行控制。具体地，对流量控制阀的开度进行控制。
[0106]如图11中所示，液位控制器13 (作为“第二液位控制器”的示例)的两个液位检测端分别连接储液罐5的高位输出端和低位输出端，液位控制器13的信号输出端连接流量控制阀3的控制端。液位控制器13用于检测储液罐5中的液位，根据检测到的储液罐5中的液位对流量控制阀3相应进行控制。这里的控制可以为打开关断控制，或者，也可以进行线性或者非线性控制等，这里不限定。
[0107]此时，流量控制阀3可以使用电动的流量控制元件实现，由液位控制器13发出对应的电信号进行流量控制阀3的控制。或者，液位控制器13和流量控制阀3也可以通过机械方式实现。例如，在储液罐中设置浮球来感应液位，液位低时供液口开启，液位达到时供液口关闭。则这里的浮球对应液位控制器13，而供液口则对应流量控制阀3。当然，在实际应用中液位控制器13和流量控制阀3还可以有其它的实现方式，这里不赘述。
[0108]具体地，液位控制器13可以用于:检测储液罐5的液位低于预设第一液位值，控制流量控制阀3开启或加大供液；检测储液罐5的液位高于预设第二液位值，控制流量控制阀3关断或者减少供液。从而保证储液罐5中的液位处于第一液位值和第二液位值之间。这里，第二液位值大于第一液位值。第一液位值和第二液位值可以分别取值为低位输出端和高位输出端对应的液位值，或者，也可以自主设定其它的液位值。可以根据实际应用环境设定，这里并不限制。在具体应用中，例如液位控制器13可以将液位检测端检测到的信号输出给控制板等控制器件。控制板再通过逻辑计算产生控制信号，并将控制信号输出给流量控制阀3。
[0109]需要说明的是，这里为了清楚起见，将液位控制器13和14分开说明。而在实际应用中，这二者也可以实现为:在储液罐5上设置一个液位检测器，该检测器将液位检测信号以电信号的形式输出到控制板，由控制板的CPU进行处理后分别生成控制动力设备7的信号和控制流量控制阀3的信号，并分别输出到动力设备7和流量控制阀3，以进行控制(作为“第三液位控制器”的示例)。液位控制器13和14可以使用本领域已知的诸如传感器的各种液位控制器实现。
[0110]另外，为了防止空调系统中的制冷循环中发生制冷剂倒流的现象，可以在空调系统中设置单向阀。例如，在如图10和图11所示的实例中，切换装置6的第一输出端(第一通路的输出端)经由单向阀91 (作为“第一单向阀”的示例)连接储液罐5的输入端It2 ;切换装置6的第二输出端(第二通路的输出端)经由单向阀92 (作为“第二单向阀”的示例)连接冷凝设备2的输入端；并且有油压缩机I的输出端经由单向阀93 (作为“第三单向阀”的示例)连接冷凝设备2的输入端。从而，分别防止制冷剂回流到蒸发器8或者有油压缩机I中。或者，单向阀91、92和93可以选择性地单独设置。
[0111]优选地，在本发明实施例的空调系统中，还可以进一步设置干燥过滤器和/或视液镜。
[0112]干燥过滤器和/或视液镜可以设置于油分离器16到有油压缩机I的回油路径上。在图10和图11所示实例中，油分离器16的回油输出端依次通过干燥过滤器111和视液镜121连接有油压缩机I的接收油分离器回油的输入端。干燥过滤器111用于滤除回流润滑油中的水分。
[0113]此外，干燥过滤器111和视液镜121所在的路径上还可以设置通断阀17。具体地，通断阀17可以设置于干燥过滤器111的左侧、或者视液境121的右侧、或者干燥过滤器111和视液镜121之间等。例如图10和图11所示，油分离器16的回油输出端依次通过干燥过滤器111、通断阀17以及视液镜121连接有油压缩机I的接收油分离器回油的输入端。
[0114]通断阀17的作用在于通过自身的通断或开度，控制油分离器16和有油压缩机I之间的回油量。
[0115]此外，干燥过滤器和/或视液镜还可以设置于冷凝设备2与流量控制阀3之间。干燥过滤器和视液镜与冷凝设备2以及储液罐5之间的连接关系可以包括:冷凝设备2的输出端通过干燥过滤器11连接流量控制阀3的输入端；或者，冷凝设备2的输出端通过视液镜12连接流量控制阀3的输入端；或者，冷凝设备2的输出端依次通过干燥过滤器11和视液镜12连接流量控制阀3的输入端。干燥过滤器11用于滤除制冷剂中的水分。
[0116]通过增加干燥过滤器和视液镜，可以吸收和观测制冷剂中的水分，以防止制冷剂中水份过多导致制冷量下降。
[0117]图12是示出根据本发明实施例的空调系统的第十一实例的示意图。在本实施例中，储液罐10被设置有与其并行连接的旁路管路10L。旁路管路IOL的第一端设置在冷凝设备2的输出端与第二储液罐10的输入端之间，并且旁路管路IOL的第二端设置在储液罐10的输出端与流量控制阀3的输入端之间。
[0118]在空调系统供液不稳定时，或者在压缩机不运行(即工作于自然冷源制冷模式下)时，旁路管路IOL的设置使得制冷剂可以绕过储液罐10而直接输送到流量控制阀3的输入端。从而加快对储液te 5的制冷剂供应，减小循环中的阻力。
[0119]在图12的实施例中，旁路管路IOL的第二端直接连接流量控制阀3的输入端。在其它实施例中，例如，旁路管路IOL的第二端也可以连接在储液罐10与干燥器11之间、干燥器11和视液镜12之间，等等。换句话说，只要旁路管路IOL的设置能够使制冷剂的传输绕过储液罐10即可。旁路管路IOL的第一端的设置也是如此。
[0120]在根据本发明实施例的空调系统中，有油压缩机I可以由至少一个有油压缩机构成。当有油压缩机I包括两个或两个以上的有油压缩机时，有油压缩机之间可以相互并联，有油压缩机的输入端共同作为有油压缩机I的输入端，有油压缩机的输出端共同作为有油压缩机I的输出端。
[0121]图13是根据本发明实施例的空调系统的第十二实例的示意图。如图13所示，有油压缩机I通过并联的有油压缩机110和有油压缩机120实现。其中，有油压缩机110和有油压缩机120的输入端连接储液罐5的输出端Ot2，有油压缩机110和有油压缩机120的输出端连接冷凝设备2的输入端。
[0122]采用至少两个有油压缩机并联的方式构成有油压缩机1，相对于使用一个有油压缩机进行制冷，提高了空调系统满足不同制冷需求的能力，同时可以保证空调系统一直运行在最佳工况。例如，当制冷需求较小时，可以只控制一台或部分有油压缩机开启，而当制冷需要提高时，控制较多或全部有油压缩机开启。根据不同制冷需求，控制有油压缩机运行的台数，从而提闻空调系统的制冷效率，减少空调系统的功率损耗。[0123]图14是示出根据本发明实施例的空调系统的第十三实例的示意图。在该实例中，代替使用切换阀，切换装置6可以包括设置于蒸发器8的输出端至储液罐5的输入端It2之间的通断阀62，以及设置于蒸发器8的输出端至冷凝设备的输入端之间的通断阀61。可选择地，还可以使用单向阀来替换通断阀61。虽然图14中示出的通断阀61和62是电磁阀，但可以理解还可以采用其它通断阀，诸如手动球阀来实现。在其它图中示出的各个通断阀也是如此。既可以用电磁阀实现，也可以用电动球阀、手动球阀、电动二通阀等各种常用通断阀来实现。在一些实施例中，通断阀61和62的开度可以进行调节。
[0124]当空调系统在压缩机模式下运行时，通断阀62打开，通断阀61关闭。换句话说，切换装置的第一通路即通断阀62所在管路打开，切换装置的第二通路即通断阀61所在的管路关闭。当空调系统在自然冷源制冷模式下运行时，通断阀61打开，通断阀62关闭。换句话说，切换装置的第二通路即通断阀61所在管路打开，切换装置的第一通路即通断阀62所在的管路关闭。
[0125]图15是示出根据本发明实施例的空调系统的第十四实例的示意图。在该实例中，在并联连接到储液罐5的输出端Otl的每一路蒸发器81、82、83的输入端处都设置有流量控制阀181、182、183，从而控制提供到每一路蒸发器的制冷剂的量。这里，蒸发器81、82、83可以分别是单独一个蒸发器、多个蒸发器的串联、并联，或串联和并联的结合。
[0126]另外，在实际应用中，在蒸发器的附近需要设置风机，通过风机加快蒸发器周围的空气流动速度，加快蒸发器与外界温度之间的冷热交换。冷凝设备的冷却方式有风冷和水冷两种方式。当冷凝设备采用风冷的冷却方式时，冷凝设备的附近需要设置风机，通过风机加快冷凝设备周围的空气流动速度，加快冷凝设备与外界温度之间的冷热交换；当冷凝设备采用水冷的冷却方式时，冷凝设备的附近需要设置冷却水管路，通过冷却水管路与外界温度之间进行冷热交换。
[0127]上述各实施例中所述的空调系统可以是风冷螺杆式空调系统、水冷螺杆式空调系统、风冷涡旋式空调系统，或者水冷涡旋式空调系统。
[0128]在此需要说明，上面结合附图对本发明的若干实施例进行了详细描述，但是，本领域技术人员理解，这些实施例并非穷举而且也不是意在对本公开所涵盖的范围进行限制。在确保能够实现空调系统的基本功能的情况下，上面结合附图描述的各实施例中相关的功能部件的配置可以进行任意组合，通过这些组合得到的空调系统也应被认为落入本公开所保护的范围内。
[0129]本文中所使用的“第一”、“第二”等(例如，“第一输出端”、“第二输出端”、“第一输入端”、“第二输入端”，等等)，只是为了描述清楚起见而对相应部件或者部件的端子等进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可是经由其它部件间接相连。
[0130]在前面的说明书中参照特定实施例描述了本发明。然而本领域的普通技术人员理解，在不偏离如权利要求书限定的本发明的范围的前提下可以进行各种修改和改变。
【权利要求】
1.一种空调系统，包括:第一储液罐、有油压缩机、冷凝设备、第一流量控制阀、蒸发器以及切换装置； 有油压缩机的第一输入端连接第一储液罐的第二输出端，有油压缩机的输出端连接冷凝设备的输入端，冷凝设备的输出端经由第一流量控制阀连接第一储液罐的第一输入端，第一储液罐的第一输出端连接蒸发器的输入端； 蒸发器的输出端经由切换装置的第一通路连接第一储液罐的第二输入端，并且蒸发器的输出端经由切换装置的第二通路连接冷凝设备的输入端； 其中，所述空调系统还包括: 布置在所述第一储液罐的第三输出端和有油压缩机的第一输入端之间的回油机制，所述回油机制用于对有油压缩机进行回油； 布置在第一储液罐的第一输出端与蒸发器的输入端之间的循环动力机制。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其中，所述循环动力机制包括: 所述第一储液罐的第一输出端与所述蒸发器的输入端被配置为在高度上存在正落差；或者 所述第一储液罐的第一输出端经由动力设备连接所述蒸发器的输入端；或者 所述第一储液罐的第一输出端与所述蒸发器的输入端在高度上存在正落差，并且，所述第一储液罐的第一输出端经由并联的动力设备和第一通断阀连接所述蒸发器的输入端。
3.根据权利要求1或2所述的空调系统，其中，所述回油机制包括:第一储液罐的第三输出端与有油压缩机的第一输入端在高度上存在正落差。
4.根据权利要求1或2所述的空调系统，其中，所述回油机制包括:设置于第一储液罐的第三输出端与有油压缩机的第一输入端之间的引射泵，其中，第一储液罐的第三输出端连接引射泵的第一输入端，引射泵的输出端连接有油压缩机的第一输入端。
5.根据权利要求4所述的空调系统，其中，所述引射泵的第二输入端连接在所述有油压缩机的输出端与所述第一流量控制阀的输入端之间。
6.根据权利要求2至5中任一个所述的空调系统，还包括第一液位控制器，用于根据检测到的第一储液罐中的液位进行控制，以启动或停止动力设备。
7.根据权利要求1至6中任一个所述的空调系统，还包括:第二液位控制器，用于根据检测到的第一储液罐中的液位对第一流量控制阀的开度进行控制。
8.根据权利要求2至5中任一个所述的空调系统，还包括:第三液位控制器，用于根据检测到的所述第一储液罐中的液位对所述动力设备的启动或停止进行控制，并且对所述第一流量控制阀的开度进行控制。
9.根据权利要求1至8中任一个所述的空调系统，还包括油分离器，其中，所述有油压缩机的输出端连接油分离器的输入端，油分离器的第一输出端连接冷凝设备的输入端，油分离器的第二输出端连接有油压缩机的第二输入端。
10.根据权利要求1至9中任一个所述的空调系统，还包括第二通断阀，所述第二通断阀与所述第一流量控制阀并联连接。
11.根据权利要求10所述的空调系统，其中， 所述第一流量控制阀被配置为当所述有油压缩机启动时开启，当所述有油压缩机未启动时关闭；所述第二通断阀被配置为当所述有油压缩机启动时关闭，当所述有油压缩机未启动时开启。
12.根据权利要求1至11中任一个所述的空调系统，还包括:第二储液罐，用于辅助存储空调系统中的制冷剂； 其中，所述第二储液罐连接在所述冷凝设备的输出端和所述第一流量控制阀的输入端之间。
13.根据权利要求12所述的空调系统，还包括:旁路管路，所述旁路管路的第一端设置在所述冷凝设备的输出端与所述第二储液罐的输入端之间，并且所述旁路管路的第二端设置在所述第二储液罐的输出端与第一流量控制阀的输入端之间。
14.根据权利要求1至13中任一个所述的空调系统，其中， 所述切换装置的第一通路的输出端经由第一单向阀连接所述第一储液罐的第二输入端；且/或， 所述切换装置的第二通路的输出端经由第二单向阀连接所述冷凝设备的输入端；且/或， 所述有油压缩机的输出端经由第三单向阀连接所述冷凝设备的输入端。
15.根据权利要求1至14中任一个所述的空调系统，其中，所述空调系统包括相互并联连接的多个有油压缩机。
16.根据权利要求1至15中任一个所述的空调系统，其中， 所述切换装置是切换阀；或者， 所述切换装置包括设置于所述蒸发器输出端至所述第一储液罐的第二输入端之间的通断阀，以及设置于所述蒸发器输出端至所述冷凝设备的输入端之间的通断阀或单向阀。
17.根据权利要求1至16中任一个所述的空调系统，其中，在并联连接到第一储液罐的第一输出端的每一路蒸发器的输入端处都设置有流量控制阀，从而控制提供到每一路蒸发器的制冷剂的量。
18.根据权利要求1至17中任一个所述的空调系统，其中，蒸发器之间的连接形式是并联、串联，或者并联和串联的结合。
19.根据权利要求1至18中任一个所述的空调系统，其中，所述第一储液罐的第三输出端包括从所述第一储液罐最高液位到最低液位排列的多个开口，所述多个开口依据实际液面位置打开或闭合。
20.根据权利要求1至19中任一个所述的空调系统，其中，所述空调系统是风冷螺杆式空调系统、水冷螺杆式空调系统、风冷涡旋式空调系统或者水冷涡旋式空调系统。
【文档编号】F25B31/00GK103453704SQ201210178480
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】张卫星, 陈杰, 苗华 申请人:艾默生网络能源有限公司