空调系统

文档序号:529828 发布日期:2021-06-01 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 空调系统 (Air conditioning system ) 是由 郭斌 尹传奇 侯志辉 宁明辉 刘凯 辛电波 于 2021-02-22 设计创作,主要内容包括:本发明公开了空调系统,包括至少两个室外机,各室外机包括至少一个压缩机,空调系统还包括:判断单元,其根据各室外机中每个压缩机的压缩机排量,对各室外机中最大压缩机排量进行排序;计算单元,计算大于所排序后最小的压缩机排量的压缩机排量与所排序后最小的压缩机排量的各比值;控制单元,其被配置机组从除霜结束转为制热时机组以机组需求频率运行一段时间,其中机组需求频率大于等于各比值之和与预设值之积、小于预设值与所有压缩机总个数之积。本发明通过对系统中压缩机运转频率进行优化,保证除霜结束后每个室外机都能够运转一定时间,使得每个室外机中在除霜结束后气液分离器内冷媒能够运行在系统中,降低气液分离器内液面。(The invention discloses an air conditioning system, comprising at least two outdoor units, each outdoor unit comprises at least one compressor, the air conditioning system also comprises: a judging unit for sorting the maximum compressor displacement of each outdoor unit according to the compressor displacement of each compressor of each outdoor unit; a calculating unit that calculates each ratio of the compressor displacement larger than the sequenced minimum compressor displacement to the sequenced minimum compressor displacement; and the control unit is configured to operate the unit for a period of time at the unit demand frequency when the unit is converted from defrosting completion to heating, wherein the unit demand frequency is greater than or equal to the product of the sum of the ratios and a preset value and is less than the product of the preset value and the total number of all the compressors. According to the invention, the running frequency of the compressor in the system is optimized, so that each outdoor unit can run for a certain time after defrosting is finished, the refrigerant in the gas-liquid separator can run in the system after defrosting in each outdoor unit is finished, and the liquid level in the gas-liquid separator is reduced.)

空调系统

技术领域

本发明涉及空调系统技术领域,尤其涉及空调系统。

背景技术

模块组合式多联机是由多台室外机组合起来构成一个室外机整体,且在每个室外机中含有至少一台压缩机,多个室外机拖多台室内机实现制冷、制热等功能。在正常使用中室内外的环境温度是变化的,室内机开机的数量也是变化的,所以室内的冷热负荷是变化的,空调机组需求的压缩机运转频率是变化的。

当冷热负荷较大时,机组需求频率较高,压缩机开启数量和室外机的开机数量较多,或者全部室外机都运转;当冷热负荷较小时,机组需求频率较低,压缩机开启数量和室外机的开机数量较少。

在制热工况下,当热负荷较小或室内机开机数量较少时,通常制热过程所运转的室外机和压缩机数量较少,有部分室外机处于停止状态。当多联机进入除霜过程时,由于除霜中所有室外机都运转参与除霜,除霜结束后,原停止状态的室外机模块恢复停止状态。经过多个除霜周期后,因为停止的室外机在整个过程中仅在除霜中运转,在制热时停止,所以原停止状态的室外机的气液分离器内积存的液态冷媒逐渐增加,最终至满液状态,大量液态冷媒会通过气液分离器的出气管进入压缩机,将压缩机的润滑油进行稀释,对压缩机造成液击、油浓度和油粘度低下等问题,随着系统循环,液态冷媒将润滑油循环到系统中,并且对压缩机油膜进行冲刷,造成压缩机缺油磨损。

发明内容

本发明的实施例的目的在于提供一种空调系统,通过对系统中压缩机运转频率进行优化,保证除霜结束后每个室外机都能够运转一定时间,使得每个室外机中在除霜结束后气液分离器内冷媒能够运行在系统中,降低气液分离器内液面,提高压缩机使用可靠性。

为实现上述发明目的,本发明采用下述技术方案予以实现:

本申请涉及一种空调系统,包括至少两个室外机,各室外机包括至少一个压缩机,其特征在于,所述空调系统还包括:

判断单元,其根据各室外机中每个压缩机的压缩机排量,对各室外机中最大压缩机排量进行排序;

计算单元,计算大于所排序后最小的压缩机排量的压缩机排量与所排序后最小的压缩机排量的各比值;

控制单元,其被配置机组从除霜结束转为制热时机组以机组需求频率运行一段时间,

其中所述机组需求频率大于等于各比值之和与预设值之积、小于所述预设值与所有压缩机总个数之积。

本发明提供的空调系统,能够通过配置在机组从除霜结束转为制热时的机组需求频率,保证每个室外机可以分配到至少一台压缩机运转,保证每个室外机都在运转,使得每个室外机的气液分离器内的液态冷媒可以循环到系统中,使气液分离器中液面降低,避免气液分离器内冷媒积存而进入压缩机,保证压缩机可靠运转。

在本申请的一些实施例中,所述至少两个室外机包括一个室外机主机和至少一个室外机子机,所述室外机主机将所述机组需求频率平均分配给各室外机。

在本申请的一些实施例中,所述空调系统还包括:

计时单元,其从除霜结束转为制热时刻开始计时,在各室外机的排气过热度的最小值大于等于第一预设值T1且吸气过热度的最小值大于等于第二预设值T2时停止计时,所述一段时间为所述计时单元的计时。

在本申请的一些实施例中,0℃<T1≤15℃,且0℃<T2≤5℃。

在本申请的一些实施例中,每台运转的压缩机的运转频率小于阈值。

在本申请的一些实施例中,所述阈值大于等于50Hz且小于等于80Hz。

在本申请的一些实施例中,所述预设值大于等于50Hz且小于等于80Hz。

结合附图阅读本发明的

具体实施方式

后,本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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是本发明提出的空调系统一实施例的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

[空调系统的基本运行原理]

空调的制冷循环包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。制冷循环包括一系列过程,涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发,并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。

压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相,并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。

膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂,并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中,空调系统可以调节室内空间的温度。

空调室外机是指包括制冷循环的压缩机的部分以及包括室外热交换器,空调室内机包括室内热交换器,并且膨胀阀可以提供在空调室内机或室外机中。

室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时,空调系统用作制热模式的加热器,当室内热交换器用作蒸发器时,空调系统用作制冷模式的冷却器。

[空调系统]

在本申请中,空调系统指模块组合式多联机,其是有多台室外机组合起来构成一个室外机整体,每台室外机内可以有至少一个压缩机,该室外机整体拖多台室内机实现制冷、制热等功能。

参见图1,其示出了二拖二的空调系统的结构图。

其中室外机包括压缩机1(8)、四通阀2(9)、室外换热器3(10)、室外节流装置4(11)、及气液分离器5(12)。

室内机包括室内节流装置6(13)和室内换热器7(14)。

空调系统具有通常制冷运行模式、通常制热运行模式、以及逆向除霜运行模式。

如下以一拖一为例介绍空调系统的运行模式。

通常制冷运行模式

在四通阀2掉电时,默认C和D相连,S和E相连,使室内换热器7用作蒸发器,空调器制冷。

四通阀2断电,压缩机1将低温低压的冷媒压缩成高温高压状态,经过D和C将压缩机1排出的制冷剂经过气管节流装置节流后进入室外换热器3,在室外换热器3热交换后冷凝放热,成为液态冷媒,随后冷媒经过室外节流装置4、液侧截止阀和延长配管,进入室内节流装置6节流,并之后进入室内换热器7内蒸发吸热,变为气态,室内换热器7出来的冷媒经过液侧截止阀、延长配管和四通阀2的E和S进入气液分离器5,最后被吸入压缩机1压缩,完成制冷循环。

通常制热运行模式

在四通阀2上电换向时,C和S相连,D和E相连,使室内换热器7用作冷凝器,空调器制热。

四通阀2上电换向,使D和E连通且C和S连通,压缩机1将低温低压的冷媒压缩成高温高压状态,经过D和E将压缩机1排出的制冷剂经过气侧截止阀和延长配管进入室内换热器7,在室内换热器7内部热交换后冷凝放热,成为液态冷媒,随后冷媒经过室内节流装置6、延长配管和液侧截止阀,进入室外节流装置4节流至低温低压气液两态,随后进入室外换热器3内蒸发吸热,变为气态,室外换热器3出来的冷媒通过C和S进入气液分离器5,最后被吸入压缩机1压缩,完成制热循环。

若制冷制热负荷较小时,可以开启一个室外机,实现一拖二,此时,有一个室外机处于停止状态;若制冷制热负荷较大时,可以开启两个室外机,实现二拖二,此时,没有室外机处于停止状态。

逆向除霜运行模式

在判定室外换热器3(10)需要除霜时,压缩机1(8)首先降频或直接停机。

然后,四通阀2(9)断电换向,压缩机1启动,室外换热器3(10)作为冷凝器执行,开始化霜,即停止对所有室内机的制热而对所有的室外换热器7(11)进行除霜。

在完成除霜后,压缩机1(8)停机。

然后,四通阀2(9)上电换向,压缩机1(8)重新启动,空调器重新进入通常制热运行模式。

对于模块组合式多联机来说,在进入逆向除霜控制时,所有室外机都会参与运转,原因说明如下。

空调系统采用不停机除霜控制,在其中除霜过程中,压缩机不停止,仅四通阀换向,变更冷媒流向,机组运转状态由制热运行模式切换为除霜运行模式,如果除霜过程中,某一室外机不运转,如果四通阀可以换向,那么除霜中室内机蒸发后的液态冷媒就会在该室外机的气液分离器内积存,该停止的室外机在下次启动时造成大量回液的问题;如果除霜中该室外机的四通阀因为压力差不够而换向不到位,则该四通阀的换向滑块处于半换向状态,该室外机会在四通阀处出现高低压旁通泄漏的现象。

在除霜结束后四通阀换向恢复制热模式时也会因该停止的室外机的压缩机未运转,而出现因四通阀压差不够导致换向不到位而产生高低压旁通泄漏的问题。

因此,在除霜中所有室外机都需要运转。

若多联机在除霜工况前小负荷制热运行,运行频率较低,部分室外机处于停止状态,而在除霜工况下,所有室外机都运转,各室外机内的气液分离器内冷媒液面升高,除霜结束后恢复制热状态,原来除霜之前停止的室外机停止运转。

当连续运转多个周期后,停止的室外机仅在除霜中运转,气液分离器内液面会不断升高,最终至满液状态,而运转的室外机则会将气液分离器内的液态冷媒逐渐循环到系统中,不会出现气液分离器内液面持续升高的问题。

因此,需要对除霜结束后转为制热时的原停止状态的室外机中压缩机运转频率进行优化,保证每个室外机内至少一台压缩机可以运转一定时间,以将每个室外机的气液分离器中的冷媒循环至系统中,降低气液分离器的液面。

[机组需求频率计算]

假设室外机个数为N,压缩机总个数为M,由于室外机中可以存在至少一台压缩机,因此,N≤M。

本申请的目的在于,在机组从除霜结束后到制热模式时,需要保证至少有N台压缩机运转。

空调系统包括至少两个室外机,其中一个室外机主机和至少一个室外机子机。

室外机主机能够将机组需求频率分配给各室外机子机,各室外机子机接收到主机发来的运转频率来运转。

在本申请中,为了保证各压缩机的可靠性,运转的压缩机按照实际运转频率相等进行控制,即,机组需求频率平均分配。

为了方便获取机组需求频率,假设各室外机所配置的每台压缩机的压缩机排量均相等,为排量Acc。

室外机主机能够根据制冷制热负荷计算机组需求频率,但是并不知道有多少台压缩机处于运转中。

在本申请中,记机组需求频率为Fd。

记,预设值为H1(例如,50Hz≤H1≤80Hz)。

在预设值H1下,采用试凑法求取运转的压缩机台数N。

在Fd/(N-1)≥H1时,若Fd/N<H1,则表示有N台压缩机在运转。

即,Fd≥H1*(N-1)且Fd<H1*N,此时运转的压缩机台数为N。

在运转的压缩机台数N增大时,对应的Fd也会增加。

由于运转的压缩机台数N≤压缩机总个数M,因此Fd应满足:Fd<H1*M。

因此,在满足如下公式时,可以保证机组至少有N台压缩机在运转。

Fd≥H1*(N-1)且Fd<H1*M。

在获取到机组需求频率Fd后,会平均分配到各室外机,使各室外机运转。

出于方便描述,如上是基于各室外机中压缩机的压缩机排量相等的情况下计算的。

对于多联机中,各室外机中的压缩机排量不同的情况,应按照如下方式计算,其也适用于压缩机排量相等的情况。

在本申请中,空调系统涉及判断单元、计算单元和控制单元。

判断单元用于对各室外机中所有压缩机的压缩机排量进行判断,找出每个室外机中压缩机的最大压缩机排量,并对各室外机中最大压缩机排量进行排序。

计算单元,基于所排序后最小的压缩机排量,计算剩余排序后的压缩机排量与该排序后最小的压缩机排量的各比值。

机组需求频率Fd大于等于各比值之和与预设值H1之积、小于预设值H1与所有压缩机总个数之积。

控制单元控制机组以机组需求频率Fd运行一段时间t(例如3min≤t1≤5min),具体为室外机主机根据该Fd平均分配至各室外机,以使每个室外机都能运行一段时间t。

若多联机具有两个室外机时配置如下表。

判断单元判断所有压缩机的压缩机排量的大小,例如A>B,C>D,C>A,并计算C/A的比值,则该两个室外机在除霜结束后转为制热时的机组需求频率Fd2满足如下:H1*4>Fd2≥H1*(C/A)。

在压缩机排量相同时,C/A=1,则H1*4>Fd2≥H1,与如上所描述的H1*4>Fd2≥H1*(N-1)的表述是一致的,其中N=2。

若多联机具有三个室外机时配置如下表。

判断单元判断所有压缩机的压缩机排量的大小,例如A>B,C>D,E>F,E>C>A,并计算C/A和E/A的比值,则该三个室外机在除霜结束后转为制热时的机组需求频率Fd3满足如下:H1*6>Fd3≥H1*(C/A+E/A)。

若多联机具有四个室外机时配置如下表。

判断单元判断所有压缩机的压缩机排量的大小,例如A>B,C>D,E>F,G>H,G>E>C>A,并计算C/A、E/A和G/A的比值,则该四个室外机在除霜结束后转为制热时的机组需求频率Fd4满足如下:H1*8>Fd4≥H1*(C/A+E/A+G/A)。

压缩机运转频率过高又会导致在由除霜状态转为制热状态后的过渡阶段出现压缩机高低压超出压缩机允许的使用范围的问题,因此,在此过渡阶段,为压缩机运转频率Fi设定上限值H2,即,Fi≤H2,例如50≤H2≤80。

对压缩机的运转时间t也会进行合理的控制。

在本申请中,在除霜结束后转为制热状态运转后,全部室外机运转的持续时间t根据排气过热度和吸气过热度来限制。

检测各室外机的排气温度Tdi和排气压力Pdi对应的饱和温度Tci,计算出排气过热度TdSHi=Tdi-Tci。

检测各室外机的吸气温度Tsi和吸气压力Psi对应的饱和温度Tcsi,计算出吸气过热度TsSHi=Tsi-Tcsi。

t从除霜结束转为制热时刻开始计时,当满足TdSHi_min≥T1(0℃<T1≤15℃),并且TsSHi_min≥T2(0℃<T2≤5℃)时,t结束计时。

在t时间达到后,机组按照实际冷热负荷计算的需求频率进行控制,当制冷制热负荷较小时,部分室外机恢复停止状态。

本申请的空调系统,能够优化控制压缩机运转频率及运转时间,使得每个室外机在除霜结束后都可以运转一定时间,保证每个室外机的气液分离器内的液态冷媒能够循环至系统中,降低气液分离器内的液面,避免下次启动时对压缩机造成损害。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的普通技术人员来说,依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

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