空调系统及其控制方法与流程

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种空调系统及其控制方法。

背景技术：

空调系统，特别是多联机系统，当室外环境温度过低时，空调系统内部冷媒均为液态，此时冷媒流动困难，需较长时间使冷媒进入循环，从而使得空调系统的制热启动较慢，影响用户体验。

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启动慢的问题，提供一种在低温环境下制热启动快、用户体验好的空调系统及其控制方法。

一种空调系统，包括：

第一冷媒循环回路，包括串联设置的室外换热器、气液分离器、第一压缩机和室内换热器；

第二冷媒循环回路，包括依次串联的第一换热器、节流装置、第二换热器和第二压缩机，其中，所述第二换热器设置于所述气液分离器的周边和/或底部。

在其中一个实施例中，所述第一换热器设置于所述第一压缩机的周边和/或底部。

在其中一个实施例中，所述第二冷媒循环回路还包括第一控制装置，所述第一控制装置分别与所述第二压缩机的排气口m、所述第二压缩机的进气口n、所述第一换热器和所述第二换热器连接，所述第一换热器与所述第二换热器连接；

所述空调系统具有冷媒回收模式和快速制热启动模式：

在所述冷媒回收模式下，所述第一冷媒循环回路停止运行，所述第一控制装置控制所述第二压缩机的排气口m与所述第一换热器连通，且控制所述第二压缩机的进气口n与所述第二换热器连通；

在所述快速制热启动模式下，所述第一冷媒循环回路开始运行，所述第一控制装置控制所述第二压缩机的排气口m与所述第二换热器连通，且控制所述第二压缩机的进气口n与所述第一换热器连通。

在其中一个实施例中，所述第一冷媒循环回路还包括串联在所述室外换热器与所述室内换热器之间的过冷器，所述第二冷媒循环回路还包括第二控制装置，所述第二控制装置分别与所述第二压缩机的进气口n、所述第一控制装置和所述过冷器的排气口连接，所述第一控制装置进一步与所述第一压缩机的中压腔连接；

在所述冷媒回收模式和所述快速制热启动模式下，所述第二控制装置控制所述第二压缩机的进气口n与所述第一控制装置连接；

所述空调系统还具有补气增焓模式，在所述补气增焓模式下，所述第二控制装置控制所述第二压缩机的进气口n与所述过冷器的排气口连通，所述第一控制装置控制所述第二压缩机的排气口m与所述第一压缩机的中压腔连通。

在其中一个实施例中，所述第一控制装置包括第一四通阀，所述第一四通阀的阀口a与所述第二压缩机的排气口m连接，阀口b与所述第二换热器连接，阀口c与所述第二压缩机的进气口n连接，阀口d与所述第一换热器连接；

在所述冷媒回收模式下，所述阀口a与所述阀口d连接，所述阀口b与所述阀口c连接；

在所述快速制热启动模式下，所述阀口a与所述阀口b连接，所述阀口c与所述阀口d连接。

在其中一个实施例中，所述第一控制装置还包括第一三通阀，所述第一三通阀的阀口g与所述第二压缩机的排气口m连接，阀口e与所述阀口a连接，阀口f与所述第一压缩机的中压腔连接；

在所述冷媒回收模式和所述快速制热启动模式下，所述阀口g与所述阀口e连接；

在所述补气增焓模式下，所述阀口g与所述阀口f连接。

在其中一个实施例中，所述第二控制装置包括第二三通阀，所述第二三通阀的阀口h与所述第二压缩机的进气口n连接，阀口i与所述过冷器(150)的排气口连通，阀口j与所述第一控制装置连接；

在所述冷媒回收模式和所述快速制热启动模式下，所述阀口h与所述阀口j连接；

在所述补气增焓模式下，所述阀口h与所述阀口i连接。

在其中一个实施例中，所述第二冷媒循环回路还包括：

设置于所述第一控制装置和所述第二控制装置之间的储液罐；

设置于所述第一控制装置与所述储液罐之间的第一开关装置；以及

设置于所述第二控制装置与所述储液罐之间的第二开关装置。

一种所述空调系统的控制方法，包括：当所述第一冷媒循环回路停止运行时，若检测到室外环境温度低于第一预设温度，则使所述第一控制装置控制所述第二压缩机的排气口m与所述第一换热器连通，并控制所述第二压缩机的进气口n与所述第二换热器连通，从而使所述空调系统在所述冷媒回收模式下运行。

在其中一个实施例中，当需要制热时，启动所述第一冷媒循环回路，同时使所述第一控制装置控制所述第二压缩机的排气口m与所述第二换热器连通，并控制所述第二压缩机的进气口n与所述第一换热器连通，从而使所述空调系统进入所述快速制热启动模式运行。

在其中一个实施例中，当所述第一冷媒循环回路运行平稳后，使所述第二控制装置控制所述第二压缩机的进气口n与所述过冷器的排气口连通，使所述第一控制装置控制所述第二压缩机的排气口m与所述第一压缩机的中压腔连通，从而使所述空调系统进入所述补气增焓模式运行。

在其中一个实施例中，在所述使所述第二控制装置控制所述第二压缩机的进气口n与所述过冷器的排气口连通，使所述第一控制装置控制所述第二压缩机的排气口m与所述第一压缩机的中压腔连通的步骤之前，进一步包括：s1，关闭所述第二开关装置；以及延迟预设时间关闭所述第一开关装置(271)。

本发明在空调系统的主要制热/制冷回路(即第一冷媒循环回路)之外，增加了一个第二冷媒循环回路，所述第二冷媒循环回路能够与气液分离器进行换热。当室外环境温度较低，且所述第一冷媒循环回路进行制热启动时，可使所述第二冷媒循环回路中的冷媒在所述气液分离器处放热，使得所述气液分离器内部的液态冷媒快速气化并进入所述第一冷媒循环回路中循环，从而可以使所述空调系统快速制热。

另外，通过将所述第一换热器设置于所述第一压缩机的周边和/或底部，当室外环境温度较低，室外机处于低温环境时，可使得所述第二冷媒循环回路中的冷媒在所述第一压缩机处放热、在所述气液分离器处吸热，从而使得所述第一压缩机中积存的液态冷媒全部转移至所述气液分离器中，当所述第一冷媒循环回路启动时，可有效避免所述第一压缩机中的液击现象，提高了所述第一压缩机的可靠性。

本发明提供的空调系统，还可以将所述第二冷媒循环回路中的第二压缩机接入所述第一冷媒循环回路中，与所述第一冷媒循环回路中的第一压缩机形成二级压缩，从而对所述第一冷媒循环回路进行补气增焓，提高了所述第一冷媒循环回路的制热能力。

附图说明

图1为本发明提供的空调系统在冷媒回收模式下的示意图；

图2为本发明提供的空调系统在快速制热启动模式下的示意图；

图3为本发明提供的空调系统在补气增焓模式下的示意图。

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至图2，本发明提供一种空调系统，包括第一冷媒循环回路和第二冷媒循环回路。所述第一冷媒循环回路包括串联设置的室外换热器110、气液分离器120、第一压缩机130和室内换热器140。所述第一冷媒循环回路是所述空调系统的主制热/制冷回路。所述室外换热器110、所述气液分离器120、所述第一压缩机130和所述室内换热器140能够串联形成制热回路。在可选实施方式中，所述室外换热器110、所述气液分离器120、所述第一压缩机130和所述室内换热器140也能够串联形成制冷回路。

在一实施例中，所述第一冷媒循环回路进一步包括第二四通阀160。所述第二四通阀160的阀口t与所述第一压缩机130的排气口s连接。所述第二四通阀160的阀口o与所述室内换热器140的第一端连接。所述第二四通阀160的阀口p与所述气液分离器120的第一端连接。所述第二四通阀160的阀口q与所述室外换热器110的第一端连接。所述室内换热器140的第二端与所述室外换热器110的第二端连接。所述气液分离器120的第二端与所述压缩机的进气口s连接。当所述阀口t与所述阀口o连接，且所述阀口p与所述阀口q连接时，形成沿冷媒流动方向依次串联的所述第一压缩机130、所述室内换热器140、所述室外换热器110和所述气液分离器120的制热循环回路。当所述阀口t与所述阀口q连接，且所述阀口o和所述阀口p连接时，形成沿冷媒流动方向依次串联的所述第一压缩机130、所述室外换热器110、所述室内换热器140和所述气液分离器120的制冷循环回路。

所述第一冷媒循环回路的具体设置方式不限于上述实施例，只要能够使得所述空调系统通过所述第一冷媒循环回路进行制热/制冷即可，例如在所述室外换热器110和所述室内换热器140之间可进一步设置过冷器150，所述第一压缩机130的排气口可进一步与油分离器131连接，所述油分离器131中的冷冻油可进一步通过回油管路返回所述一压缩机130中，所述第一冷媒循环回路上可进一步设置有节流装置(例如电子膨胀阀)等等。

所述第二冷媒循环回路与所述第一冷媒循环回路可以是相互独立地两个循环回路。所述第二冷媒循环回路可包括依次串联的第一换热器210、节流装置280、第二换热器220和第二压缩机230。所述第一换热器210可设置于所述第一压缩机130的周边和/或底部。所述第二换热器220可设置于所述气液分离器120的周边和/或底部。

在一实施例中，所述第二压缩机230、所述第二换热器220、所述节流装置280和所述第一换热器210能进一步沿冷媒流动方向依次串联连通。当所述第二压缩机230、所述第二换热器220、所述节流装置280和所述第一换热器210沿冷媒流动方向依次串联连通时，所述第二冷媒循环回路中的冷媒通过所述第二换热器220在所述气液分离器120处放热。这可以用于所述空调系统的制热启动，即所述第一冷媒循环回路的制热启动，使得所述气液分离器120中以液态形式积存于所述气液分离器120中的冷媒快速气化并进入所述第一冷媒循环回路中，使所述空调系统快速制热，此时，所述空调系统处于快速制热启动模式。

在一实施例中，所述第一换热器210可设置于所述第一压缩机130的周边和/或底部。所述第二压缩机230、所述第一换热器210、所述节流装置280和所述第二换热器220可沿冷媒流动方向依次串联连通。当所述第一冷媒循环回路停止运行(例如所述第二四通阀160的四个阀口均断开)时，使所述第二压缩机230、所述第一换热器210、所述节流装置280和所述第二换热器220沿冷媒流动方向依次串联连通，则所述第二冷媒循环回路中的冷媒通过所述第一换热器210在所述第一压缩机130处放热，通过所述第二换热器220在所述气液分离器120处吸热，使得所述第一压缩机130内部温度高于环境温度，所述气液分离器120内部温度低于环境温度，从而使所述第一压缩机130内部积存的液态冷媒转移至所述气液分离器120中，此时，所述空调系统处于冷媒回收模式。当室外环境温度较低时，通过使所述空调系统运行冷媒回收模式，可使得所述第一压缩机130内部积存的液态冷媒全部转移至所述气液分离器120中，从而避免所述第一冷媒循环回路开始运行时所述第一压缩机130出现液击的现象，提高了所述第一压缩机130运行的可靠性。

在一实施例中，所述空调系统可在所述冷媒回收模式和所述快速制热启动模式之间进行切换。所述第二冷媒循环回路可进一步包括第一控制装置240。所述第一控制装置240可分别与所述第二压缩机230的排气口m、所述第二压缩机230的进气口n、所述第一换热器210和所述第二换热器220连接。请参阅图1，在所述冷媒回收模式下，所述第一控制装置240控制所述第二压缩机230的排气口m与所述第一换热器210连通，且控制所述第二压缩机230的进气口n与所述第二换热器220连通，从而使得所述第二压缩机230和所述第二换热器220和所述第一换热器210沿冷媒流动方向依次串联连通。请参阅图2，在所述快速制热启动模式下，所述第一控制装置240控制所述第二压缩机230的排气口m与所述第二换热器220连通，且控制所述第二压缩机230的进气口n与所述第一换热器210连通，从而使得所述第二压缩机230、所述第一换热器210和所述第二换热器220沿冷媒流动方向依次串联连通。

在一实施例中，所述第一控制装置240可包括第一四通阀241。所述第一四通阀241的阀口a可与所述第二压缩机230的排气口m连接。所述第一四通阀241的阀口b可与所述第二换热器220连接。所述第一四通阀的阀口c可与所述第二压缩机230的进气口n连接。所述第一四通阀的阀口d可与所述第一换热器210连接。在所述冷媒回收模式下，所述阀口a可与所述阀口d连接，从而使所述第二压缩机230的排气口m与所述第一换热器210连通；所述阀口c可与所述阀口b连通，从而使所述第二压缩机230的进气口n与所述第二换热器220连接。在所述快速制热启动模式下，所述阀口a可与所述阀口b连接，从而使所述第二压缩机230的排气口m与所述第二换热器220连通；所述阀口c可与所述阀口d连接，从而使所述第二压缩机230的进气口n与所述第一换热器210连通。

在一实施例中，所述空调系统还可具有补气增焓模式。具体地，所述第一控制装置240可进一步与所述第一压缩机130的中压腔连接。所述第二冷媒循环回路还可包括第二控制装置。所述第二控制装置可分别与所述第二压缩机230的进气口n、所述第一控制装置240和所述过冷器150的排气口连接。在所述冷媒回收模式和所述快速制热启动模式下，所述第二控制装置可控制所述第二压缩机230的进气口n与所述第一控制装置240连接。请参阅图3，在所述补气增焓模式下，所述第二控制装置可控制所述第二压缩机230的进气口n与所述过冷器150的排气口连通，所述第一控制装置240可控制所述第二压缩机230的排气口m与所述第一压缩机的中压腔连通。此时，所述第二压缩机230被接入所述第一冷媒循环回路中，所述过冷器150中排出的气体冷媒可进入所述第二压缩机230进行一次压缩，然后进入所述第一压缩机130中进行二次压缩，从而使得所述第一冷媒循环回路中的冷媒被二次压缩，可显著提升所述空调系统的低温制热能力。所述补气增焓模式可在所述第一冷媒循环回路运行平稳后进入，例如可以在所述第一冷媒循环回路运行平稳后，由所述快速制热启动模式直接切换到所述补气增焓模式。

在一实施例中，所述第一控制装置240可进一步包括第一三通阀242。所述第一三通阀242的阀口g可与所述第二压缩机230的排气口m连接。所述第一三通阀242的阀口e可与所述第一四通阀241的阀口a连接。所述第一三通阀242的阀口f可与所述第一压缩机130的中压腔连接。在所述冷媒回收模式和所述快速制热启动模式下，所述阀口g可与所述阀口e连接，从而使得所述第二压缩机230的排气口m与所述第一四通阀241的阀口a连通。在所述补气增焓模式下，所述阀口g可与所述阀口f连接，从而使得所述第二压缩机230的的排气口m与所述第一压缩机130的中压腔连通。

在一实施例中，所述第二控制装置可包括第二三通阀250。所述第二三通阀250的阀口h可与所述第二压缩机230的进气口n连接。所述第二三通阀250的阀口i可与所述过冷器150的排气口连接。所述第二三通阀250的阀口g可与所述第一控制装置240，例如所述第一四通阀的阀口c连接。在所述冷媒回收模式和所述快速制热启动模式下，所述阀口h与所述阀口c连接，从而使所述第二压缩机230的进气口n与所述第一控制装置240连接。在所述补气增焓模式下，所述阀口h与所述阀口i连接，从而使得所述第二压缩机230的进气口n与所述过冷器150的排气口连通。

在一实施例中，所述第二冷媒循环回路可进一步包括设置于所述第一控制装置240与所述第二控制装置之间的储液罐260。所述储液罐260与所述第一控制装置240之间可以设置有第一开关装置271。所述储液罐260与所述第二控制装置之间可以设置有第二开关装置272。当所述空调系统由所述快速制热启动模式向所述补气增焓模式转换时，可先将所述第二开关装置272关闭，待所述第二冷媒循环回路中的冷媒全部进入所述储液罐260后，再将第一开关装置271关闭，最后在所述第一控制装置240与所述第二控制装置的切换下将所述第二压缩机230接入所述第一冷媒循环回路中。这样做可以使得所述第一冷媒循环回路中的冷媒和所述第二冷媒循环回路中的冷媒可以分别独立地、互不影响地进行循环。所述储液罐260可设置于所述第一四通阀241的阀口c以及所述第二三通阀250的阀口g之间。所述第一开关装置271和/或所述第二开关装置272可以为电磁阀。

在一实施例中，所述第一换热器210和所述第二换热器220可以是换热盘管。所述节流装置280可以是电子膨胀阀。

本发明还提供一种所述空调系统的控制方法，包括：当所述空调系统待机时，即当所述第一冷媒循环回路停止运行时(例如所述第二四通阀160的四个阀口均断开时)，若检测到室外环境温度低于第一预设温度，则使所述第一控制装置240控制所述第二压缩机230的排气口m与所述第一换热器210连通，并控制所述第二压缩机230的进气口n与所述第二换热器220连通，从而使所述空调系统在所述冷媒回收模式下运行。所述第一预设温度可以根据实际需求设置，例如可设置为零下20摄氏度。所述空调系统在所述冷媒回收模式下可运行预设时间t1。所述预设时间t1可以为在所述冷媒回收模式下，使所述第一压缩机130中冷媒全部迁移至所述气液分离器120的时间。

进一步地，当需要制热时，可启动所述第一冷媒循环回路，同时使所述第一控制装置240控制所述第二压缩机230的排气口m与所述第二换热器220连通，并控制所述第二压缩机230的进气口n与所述第一换热器210连通，从而使所述空调系统进入所述快速制热启动模式运行。

进一步地，所述第一冷媒循环回路的运行平稳后，可使所述第二控制装置控制所述第二压缩机230的进气口n与所述过冷器150的排气口连通，使所述第一控制装置控制所述第二压缩机230的排气口m与所述第一压缩机130的中压腔连通，从而使所述空调系统进入所述补气增焓模式运行。

进一步地，在使所述第二控制装置控制所述第二压缩机230的进气口n与所述过冷器150的排气口连通，使所述第一控制装置控制所述第二压缩机230的排气口m与所述第一压缩机130的中压腔连通之前，即所述快速制热启动模式向所述补气增焓模式转换时，还可包括以下步骤：s1，关闭所述第二开关装置272；以及s2，延时预设时间t2关闭所述第一开关装置271。所述预设时间t2可以是使所述第二冷媒循环回路中的冷媒全部进入所述储液罐260中的时间。这样做可以保证将所述第二压缩机接入所述第一冷媒循环回路时，所述第二冷媒循环回路中的冷媒和所述第一冷媒循环回路中的冷媒互不干扰。

本发明在空调系统的主要制热/制冷回路(即第一冷媒循环回路)之外，增加了一个第二冷媒循环回路，所述第二冷媒循环回路能够与所述第一冷媒循环回路上的第一压缩机和气液分离器进行分别换热。当室外环境温度较低，室外机处于低温环境时，可使得所述第二冷媒循环回路中的冷媒在所述第一压缩机处放热、在所述气液分离器处吸热，从而使得所述第一压缩机中积存的液态冷媒全部转移至所述气液分离器中，当所述第一冷媒循环回路启动时，可有效避免所述第一压缩机中的液击现象，提高了所述第一压缩机的可靠性。另外，当室外环境温度较低，且所述第一冷媒循环回路进行制热启动时，可使所述第二冷媒循环回路中的冷媒在所述气液分离器处放热，使得所述气液分离器内部的液态冷媒快速气化并进入所述第一冷媒循环回路中循环，从而可以使所述空调系统快速制热。

本发明提供的空调系统，还可以将所述第二冷媒循环回路中的第二压缩机接入所述第一冷媒循环回路中，与所述第一冷媒循环回路中的第一压缩机形成二级压缩，从而对所述第一冷媒循环回路进行补气增焓，提高了所述第一冷媒循环回路的制热能力。

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。