CN112594792A

CN112594792A - 一种空调室外机

Info

Publication number: CN112594792A
Application number: CN202011527559.1A
Authority: CN
Inventors: 任艳君; 丛辉; 朱海涛; 王锡元
Original assignee: Qingdao Hisense Hitachi Air Conditioning System Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Hitachi Air Conditioning System Co Ltd
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2021-04-02

Abstract

本发明公开一种空调室外机，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、经济器、位于冷凝器与经济器之间的第一节流装置、位于经济器与蒸发器之间的第二节流装置；运行阶段分为始动阶段、通常运转阶段、停止阶段；始动阶段为压缩机启动至加载稳定的过程；停止阶段为控制停机开始至压缩机完全停止的过程；通常运转阶段位于始动阶段与停止阶段之间的运转过程；在始动阶段、通常运转阶段分别对第二节流装置进行固定开度控制。本发明在第二节流装置无频繁开关的前提下保证经济器内的压力在适宜的范围内，延长第二节流装置的寿命，提高空调室外机电控系统及制冷系统的稳定性；另外，第二节流装置无需频繁开关控制提高了空调室外机的控制效率、控制稳定性及可靠性。

Description

一种空调室外机

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种空调室外机。

背景技术

配置有经济器的空调室外机系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器、经济器、位于冷凝器与经济器之间的第一节流装置、位于经济器与蒸发器之间的第二节流装置。对于磁悬浮制冷机组，合理的节流装置及其控制方案是保证制冷机组高效无故障运转的关键因素。对于配置闪发罐式经济器的磁悬浮制冷机组，经济器的液位控制也尤为重要，当经济器液位过高时会造成补气带液，引起压缩机损伤，且引起蒸发器液位过低，使吸气压力过低造成机组故障。当经济器液位过低时，经济器中压不能形成较好的液封，引起制冷系统的串气，中压补气不能起到应有的作用。

目前磁悬浮离心机组行业内常用的节流装置为电子膨胀阀。在经济器或者蒸发器上设置液位传感器，采用液位传感器设定目标液位来控制电子膨胀阀开度。但闪发罐式经济器的液位波动较大，采用液位传感器目标液位控制电子膨胀阀开度会造成膨胀阀的频繁开关，引起机组电流的波动及机组系统的不稳定，且会缩短电子膨胀阀的使用寿命。

发明内容

为解决现有技术中由于电子膨胀阀频繁开关引起的机组不稳定及电子膨胀阀寿命短的问题，本发明提供一种空调室外机，采用固定开度控制方案，提高机组运行的稳定性及延长节流装置的寿命。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种空调室外机，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、经济器、位于所述冷凝器与所述经济器之间的第一节流装置、位于所述经济器与所述蒸发器之间的第二节流装置；

运行阶段分为始动阶段、通常运转阶段、停止阶段；

所述始动阶段为所述压缩机启动至加载至稳定的过程；

所述停止阶段为控制停机开始至所述压缩机完全停止的过程；

所述通常运转阶段位于所述始动阶段与所述停止阶段之间的运转过程；在所述始动阶段、所述通常运转阶段分别对所述第二节流装置进行固定开度控制。

在一实施例中，所述固定开度包括第一固定开度、第二固定开度；

在所述始动阶段，所述第二节流装置的开度控制为所述第一固定开度；

在所述通常运转阶段，所述第二节流装置的开度控制为所述第二固定开度。

在一实施例中，还包括吸气压力传感器，其设置在所述压缩机的吸气口11，用于检测所述压缩机的吸气压力；

设定吸气压力低预警值；在所述始动阶段，对所述吸气压力进行判断；如果所述吸气压力低于所述吸气压力低预警值，控制进入所述通常运转阶段，控制所述第二节流装置的开度为所述第二固定开度。

在一实施例中，还包括经济器压力传感器，其设置在所述经济器内，用于检测经济器压力；

设定经济器低压值、经济器高压值；在所述通常运转阶段，对所述经济器压力进行判断；如果所述经济器压力超过所述经济器高压值持续第一时长，控制所述第二节流装置增大开度；

当所述经济器压力在所述经济器低压值与所述经济器高压值之间持续第五时长且无预警时或所述第二节流装置开至所述第二节流装置的最大开度时，维持当前开度。

在一实施例中，还包括排气压力传感器、排气温度传感器，其分别设置在所述压缩机的排气口，用于检测排气压力及排气温度；

设定排气压力高预警值、排气过热度低预警值；在所述通常运转阶段，对所述经济器压力、所述吸气压力、所述排气压力及排气过热度进行判断；如果所述经济器压力在所述经济器低压值与所述经济器高压值之间持续第二时长，且所述吸气压力低于所述吸气压力低预警值或所述排气压力高于所述排气压力高预警值，且所述排气过热度不低于所述排气过热度低预警值，控制所述第二节流装置增大开度；

当所述经济器压力在所述经济器低压值与所述经济器高压值之间持续第五时长且无预警时或所述第二节流装置开至所述最大开度时，维持当前开度。

在一实施例中，在所述通常运转阶段，对所述经济器压力进行判断；如果所述经济器压力低于所述经济器低压值持续第三时长，控制所述第二节流装置减小开度；

当所述经济器压力在所述经济器低压值与所述经济器高压值之间持续第五时长且无预警时或所述第二节流装置关至所述第二节流装置的最小开度时，维持当前开度。

在一实施例中，在所述通常运转阶段，对所述经济器压力、所述排气压力、所述吸气压力、所述排气过热度进行判断；

如果所述经济器压力在所述经济器低压值与所述经济器高压值之间持续第四时长且所述排气过热度低于所述排气过热度低预警值、无所述排气压力的高预警及所述吸气压力的低预警时，控制所述第二节流装置减小开度；

当所述经济器压力在所述经济器低压值与所述经济器高压值之间持续第五时长且无预警时或所述第二节流装置关至所述最小开度时，维持当前开度。

在一实施例中，在所述通常运转阶段，对是否控制停机进行判断；如果停机，则对所述压缩机是否停止进行判断；如果压缩机停止，则控制所述第二节流装置关至所述最小开度；

如果无控制停机及所述压缩机无停止，则控制对所述所述经济器压力进行判断。

在一些实施例中，所述第一节流装置包括第一电动调节阀、第一孔板；所述第一电动节流阀与所述第一孔板串联后的两端分别连接所述冷凝器、所述经济器；

所述第二节流装置包括第二电动调节阀、第二孔板；所述第二电动调节阀与所述第一孔板串联后的两端分别连接所述经济器、所述蒸发器。

在一些实施例中，所述第一电动调节阀、所述第二电动调节阀为电动球阀或者电动碟阀。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明的一种空调室外机对第二节流装置进行固定开度控制，使经济器内的压力维持在适宜的压力范围之内，且第二节流装置无频繁开关；首先，第二节流装置无频繁开关延长了第二节流装置的使用寿命，降低维修成本，改善用户体验；其次，第二节流装置无频繁开关可保持空调室外机的电控系统的电流水平稳定，从而提高空调室外机运转的稳定性；最后，第二节流装置的无频繁开关控制提高空调室外机的控制效率，提高控制稳定性及可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明的一种空调室外机的制冷系统示意图;

图2为本发明的一种空调室外机控制流程图；

图3为第一节流装置、第二节流装置的结构示意图；

图4为多孔孔板结构示意图；

图5为单孔孔板结构示意图。

附图标记：

1、压缩机；2、冷凝器；3、蒸发器；4、经济器；5、第一节流装置；6、第二节流装置；7、补气管路；8、孔板；9、法兰；10、密封垫片；11、吸气口；12、排气口；51、第一电动调节阀；52、第一孔板；61、第二电动调节阀； 62、第二孔板；81、圆柱孔；82、圆锥孔；

EEV1、第一固定开度；

EEV2、第二固定开度；

EEV、第二节流装置开度；

EEVmin、最小开度；

EEVmax、最大开度；

Pd、排气压力；

Pe、经济器压力；

PL、经济器低压值；

Ph、经济器高压值；

T1、第一时长；

T2、第二时长；

T3、第三时长；

T4、第四时长；

T5、第五时长。

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。

在一实施例中，参照图1及图2，本实施例的空调室外机包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、经济器4、位于冷凝器2与经济器4之间的第一节流装置5、位于经济器4与蒸发器3之间的第二节流装置6。

压缩机1为磁悬浮双级离心压缩机，其包括吸气口11、排气口12；排气口12与冷凝器2连接；吸气口11与蒸发器3连接；经济器4为闪发罐式经济器；冷凝器2通过第一节流装置5与经济器4连接；经济器4通过第二节流装置6与蒸发器3连接。

经蒸发器3蒸发的低温低压气态制冷剂由吸气口11进入压缩机1；压缩机1通过调整频率与入口导叶开度，调节进入压缩机1吸气口11的制冷剂流量。低温低压气态制冷剂进入压缩机1后经过一级叶轮压缩后，与来自经济器4的中温中压的饱和气体混合后继续被二级叶轮压缩，成为高温高压的气态制冷剂；高温高压的气态制冷剂之后进入冷凝器2，被冷凝器2内的冷却水冷却相变为高温高压液态制冷剂。

高温高压液态制冷剂经第一节流装置5降压后进入经济器4，在经济器4内分离成中温中压的饱和液态制冷剂与闪发的气态制冷剂；中压气态制冷剂通过补气管路7进入压缩机二级叶轮，由压缩机二级叶轮继续进行压缩；中压饱和液体制冷剂经过第二节流装置6降压后，进入蒸发器3，成为低温低压的液态制冷剂，构成一个主要循环。

本实施例为中压饱和液体制冷剂通过第二节流装置6的合理控制，保证经济器4及蒸发器3在各工况下保持合理液位，保证机组稳定运行。

空调室外机的运行阶段分为始动阶段、通常运转阶段、停止阶段；始动阶段为压缩机1启动至加载至稳定的过程；停止阶段为控制停机开始至压缩机1完全停止的过程；通常运转阶段为位于始动阶段结束与停止阶段开始之间的运转过程；在始动阶段、通常运转阶段分别对第二节流装置6进行固定开度控制。

固定开度包括第一固定开度、第二固定开度EEV2；在始动阶段，第二节流装置6的开度控制为第一固定开度EEV1；在通常运转阶段，第二节流装置6的开度控制为第二固定开度EEV2。

本实施例通过对始动阶段及通常运转阶段的第二节流装置6进行固定开度运转的控制，使经济器4内及蒸发器3内的压力及液位基本保持在正常范围内，且第二节流装置6无频繁开关，提高空调室外机的电控系统的稳定性及制冷系统的稳定，延长第二节流装置6的使用寿命。另外，由于无第二节流装置6的频繁开关控制，提高空调室外机的控制效率，提高空调室外机的控制的稳定性及可靠性。

另外，固定开度控制节省蒸发器液位传感器及经济器液位传感器物料，降低整机成本。

在一实施例中，参照图1及图2，本实施例的空调室外机还包括吸气压力传感器，其设置在吸气口11，用于检测压缩机1的吸气压力。

设定吸气压力低预警值。在始动阶段，对吸气压力及压缩机1是否加载至稳定（加载完成）进行判断；如果压缩机1加载完成，则控制进入通常运转阶段，控制第二节流装置6的开度为第二固定开度EEV2，并保持第二固定开度EEV2运转；如果压缩机1没有加载完成，则继续进行压缩机1是否加载完成的判断。

如果在始动阶段吸气压力低于吸气压力低预警值，则控制进入通常运转阶段，控制第二节流装置6的开度为第二固定开度EEV2；如果吸气压力无低值预警，则进行压缩机1是否加载完成的判断。

本实施例针对始动阶段中出现吸气压力低值预警的变动工况时进行第二节流装置6的调整，防止经济器4及蒸发器3液位波动，造成机组不稳定运行，保证始动阶段固定开度控制时经济器4及蒸发器3在其适宜的压力范围内运行且液位稳定，提高空调室外机系统运行的稳定性。

在一实施例中，参照图1及图2，空调室外机还包括经济器压力传感器，其设置在经济器4内，用于检测经济器压力Pe。

设定经济器低压值PL、经济器高压值Ph；在通常运转阶段，对经济器压力Pe进行判断；如果经济器压力Pe超过经济器高压值Ph持续第一时长T1，控制第二节流装置6增大开度。

在控制第二节流装置6增大开度的过程中，当经济器压力Pe在经济器低压值PL与经济器高压值Ph之间持续第五时长T5且无预警时或第二节流装置6的开度开至第二节流装置6的最大开度EEVmax时，维持当前开度运转。

本实施例针对通常运转阶段经济器压力Pe超过经济器高压值Ph的变动工况对第二节流装置6开度进行调整，保证始动阶段固定开度控制时经济器4及蒸发器3在其适宜的压力范围内运行且液位稳定，提高空调室外机系统运行的稳定性。

本实施例中，空调室外机还包括排气压力传感器，其设置在压缩机1的排气口12，用于检测排气压力Pd。经济器高压值Ph与经济器低压值PL按以下公式进行计算。

1）当运行压比Pr≤1.9时，

经济器低压值PL=0.98*Pd/((Pr/1.11)^0.5)

经济器高压值Ph=1.07*Pd/((Pr/1.11)^0.5)

2) 当运行压比Pr≥1.93时，

经济器低压值PL= (Pd/((Pr/1.2)^0.5)

经济器高压值Ph=1.025*(Pd/((Pr/1.2)^0.5)

Pr：运行压比，排气压力Pd与吸气压力Ps比值；

Pd：排气压力；

Pe：经济器压力；

PL：经济器低压值；

Ph：经济器高压值。

以上压力值均为绝对压力。

在一实施例中，参照图1及图2，空调室外机还包括排气温度传感器，其设置在压缩机1的排气口12，用于检测排气温度。

排气过热度为排气温度与排气压力Pd下的饱和温度的差值，可由排气温度及排气压力Pd计算得出。

设定排气压力高预警值、排气过热度低预警值；在通常运转阶段，对经济器压力Pe、吸气压力、排气压力Pd及排气过热度进行判断；如果经济器压力Pe在经济器低压值PL与经济器高压值Ph之间持续第二时长T2，且吸气压力低于吸气压力低预警值或排气压力Pd高于排气压力高预警值，且排气过热度不低于排气过热度低预警值，控制第二节流装置6增大开度。

在控制第二节流装置6增大开度的过程中，如果经济器压力Pe在经济器低压值PL与经济器高压值Ph之间持续第五时长T5且无预警时或第二节流装置6开至最大开度EEVmax时，维持当前开度运转。

本实施例针对通常运转阶段吸气压力低预警或排气压力高预警的变动工况对第二节流装置6开度进行调整，保证通常运转阶段固定开度控制时经济器4及蒸发器3在其适宜的压力范围内运行且液位稳定，提高空调室外机系统运行的稳定性。

在一实施例中，参照图1及图2，在通常运转阶段，对经济器压力Pe进行判断；如果经济器压力Pe低于经济器低压值PL持续第三时长T3，控制第二节流装置6减小开度。

在控制第二节流装置6减小开度的过程中，如果经济器压力Pe在经济器低压值PL与经济器高压值Ph之间持续第五时长T5且无预警时或第二节流装置6的开度关至第二节流装置6的最小开度EEVmin时，维持当前开度运转。

本实施例针对通常运转阶段经济器压力Pe低于经济器低压值PL的变动工况对第二节流装置6开度进行调整，保证通常运转阶段固定开度控制时经济器4及蒸发器3在其适宜的压力范围内运行且液位稳定，提高空调室外机系统运行的稳定性。

在一实施例中，参照图1及图2，在通常运转阶段，对经济器压力Pe、排气压力Pd、吸气压力、排气过热度进行判断。

如果经济器压力Pe在经济器低压值PL与经济器高压值Ph之间持续第四时长T4且排气过热度低于排气过热度低预警值、无排气压力Pd的高预警及吸气压力的低预警时，控制第二节流装置6减小开度。

在控制第二节流装置6减小开度的过程中，如果经济器压力Pe在经济器低压值PL与经济器高压值Ph之间持续第五时长T5且无预警时或第二节流装置6的开度关至最小开度EEVmin时，维持当前开度运转。

本实施例针对通常运转阶段排气过热度低于排气过热度低预警值的变动工况对第二节流装置6开度进行调整，保证通常运转阶段固定开度控制时经济器4及蒸发器3在其适宜的压力范围内运行且液位稳定，提高空调室外机系统运行的稳定性。

优选的，第一时长T1、第二时长T2、第三时长T3、第四时长T4及第五时长T5取相同区间范围，均为3s~10s。

进一步优选的，第一时长T1、第二时长T2、第三时长T3、第四时长T4及第五时长T5均为5s。

在一实施例中，参照图1及图2，在通常运转阶段，对是否控制停机进行判断；如果停机，则对压缩机1是否停止进行判断；如果压缩机1停止，则控制第二节流装置6的开度关至最小开度EEVmin。

如果无控制停机及压缩机1无停止，则控制对吸气压力、排气压力Pd、经济器压力Pe及排气过热度进行判断，并根据判断结果调整第二节流装置6的开度。

本实施例保证停止阶段蒸发器3及经济器内压力及液位稳定，提高空调室外机运行的稳定性。

在一些实施例中，参照图1及图3，第一节流装置5包括第一电动调节阀51、第一孔板52；第一电动节流阀与第一孔板52串联后的两端分别连接冷凝器2、经济器4。

第二节流装置6包括第二电动调节阀61、第二孔板62；第二电动调节阀61与第一孔板52串联后的两端分别连接经济器4、蒸发器3。

优选的，第一电动调节阀51、第二电动调节阀61为电动球阀或者电动碟阀。

本实施例第一节流装置5、第二节流装置6为电动调节阀串联孔板的型式。其中电动调节阀可采用电动球阀或电动蝶阀或其他型式电动调节阀门。

电动球阀的阀体流道为V型口球阀，调节性能为等百分比型，接口型式为法兰连接，法兰与球阀之间用密封垫进行密封，方便拆装维修且调节性能良好。

参照图3、图4及图5，孔板8可采用固定单孔孔板或固定多孔孔板；孔板8的孔设置为圆柱孔81及小端直径等于圆柱孔81的直径并与圆柱孔81的一端连接的圆锥孔82组成；孔板8采用法兰对夹式，法兰9与孔板8之间用密封垫片10进行密封，孔板8的安装方向为冷媒由圆柱孔81流向锥形孔82。

孔板8的开孔截面积的选择至关重要，若开孔截面积选择过小，则在小压比工况下会产生蒸发器3供液量不足，易造成吸气压力低故障停机；若开孔截面积选择过大，则会造成电动节流阀门过度关闭，造成液位波动大或吸气带液，使机组不能稳定运行。本方案中开孔截面积的大小根据磁悬浮制冷机组实际运行的最小压比下的最大需求制冷量进行计算，此工况下的开孔截面积相对较大，且是机组可实际运行的最大工况，此情况下可通过串联电动球阀的调节适用于所有工况。

对于配置闪发罐式经济器的制冷机组，由电动调节阀串联孔板代替并联多电子膨胀阀，且无论对于大冷量还是小容量机组，均可采用一个电动调节阀门串联一个孔板即能满足容量需求，结构简单，故障率低，且对于大冷量机组，可显著降低整机成本。

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。

以上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，可轻易想到的变化或替换，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。

Claims

1.一种空调室外机，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、经济器、位于所述冷凝器与所述经济器之间的第一节流装置、位于所述经济器与所述蒸发器之间的第二节流装置；其特征在于，

运行阶段分为始动阶段、通常运转阶段、停止阶段；

所述始动阶段为所述压缩机启动至加载至稳定的过程；

2.根据权利要求1所述的空调室外机，其特征在于，所述固定开度包括第一固定开度、第二固定开度；

3.根据权利要求2所述的空调室外机，其特征在于，还包括吸气压力传感器，其设置在所述压缩机的吸气口，用于检测所述压缩机的吸气压力；

4.根据权利要求3所述的空调室外机，其特征在于，还包括经济器压力传感器，其设置在所述经济器内，用于检测经济器压力；

5.根据权利要求4所述的空调室外机，其特征在于，还包括排气压力传感器、排气温度传感器，其分别设置在所述压缩机的排气口，用于检测排气压力及排气温度；

6.根据权利要求5所述的空调室外机，其特征在于，在所述通常运转阶段，对所述经济器压力进行判断；如果所述经济器压力低于所述经济器低压值持续第三时长，控制所述第二节流装置减小开度；

7.根据权利要求6所述的空调室外机，其特征在于，在所述通常运转阶段，对所述经济器压力、所述排气压力、所述吸气压力、所述排气过热度进行判断；

8.根据权利要求7所述的空调室外机，其特征在于，在所述通常运转阶段，对是否控制停机进行判断；如果停机，则对所述压缩机是否停止进行判断；如果压缩机停止，则控制所述第二节流装置关至所述最小开度；

9.根据权利要求1至8任一项所述的空调室外机，其特征在于，所述第一节流装置包括第一电动调节阀、第一孔板；所述第一电动节流阀与所述第一孔板串联后的两端分别连接所述冷凝器、所述经济器；

10.根据权利要求9所述的空调室外机，其特征在于，所述第一电动调节阀、所述第二电动调节阀为电动球阀或者电动碟阀。