空调系统及其控制方法与流程

本发明涉及空调，具体涉及一种空调系统及其控制方法，属于节能型制冷、空调设备。

背景技术：

1、在“双碳”目标与节能降耗成为行业核心趋势的背景下，空调系统的能效优化已从单纯的压缩机变频控制延伸至冷媒循环量的精细管理，然而现有技术在冷媒流量调节方面存在明显的盲区。即在实际运行场景中，空调仅在刚开机或高负荷阶段需要高频运转，绝大部分时间处于低负荷稳定运行状态，此时系统内固定的冷媒循环量往往过剩，导致无效功耗增加且能效低下。但受限于传统结构（如固定容积储液器）和控制策略的局限，现有技术缺乏一种能够根据实时负荷主动、动态地“削减”或“暂存”循环冷媒量的有效手段，无法像调节压缩机转速那样灵活地匹配冷媒流量，致使大量能量浪费在冗余冷媒的无效循环中，难以通过冷媒侧的精准调控来实现整机能效的显著提升。

技术实现思路

1、因此，本发明提供一种空调系统及其控制方法，属于节能型制冷、空调设备，能够解决空调系统无法根据负荷主动地暂存和释放循环的冷媒量，致使大量能量浪费在冗余冷媒的无效循环中，导致无效功耗增加且能效低下的技术问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种空调系统，包括压缩机、室外换热器、节流元件、室内换热器、第一控制阀、气液分离器、单向导通机构、储藏罐、第二控制阀和四通阀；所述压缩机、所述室外换热器、所述节流元件、所述室内换热器、所述第一控制阀、所述气液分离器被依次被配置在主循环回路上，所述四通阀也被配置在主循环回路上，所述四通阀具有第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述四通阀的第一阀口连接至所述压缩机，所述四通阀的第二阀口连接至所述室外换热器，所述四通阀的第三阀口连接至所述室内换热器，所述四通阀的第四阀口连接至所述第一控制阀；所述单向导通机构、所述储藏罐、所述第二控制阀被配置在支路上，所述支路的第一端连接于所述四通阀的第四阀口和所述第一控制阀之间的流路上，所述支路的第二端连接于所述第一控制阀和所述气液分离器之间的流路上，所述单向导通机构位于所述支路的第一端和所述储藏罐之间，所述第二控制阀位于所述支路的第二端和所述储藏罐之间。

3、在一些实施方式中，所述储藏罐具有入口和出口，所述入口位于所述储藏罐的顶部，所述出口位于所述储藏罐的底部。

4、本发明还提供一种空调系统的控制方法，用于控制前述的空调系统的运行，所述控制方法包括：

5、获取所述压缩机收到的工作频率指令；

6、根据所述压缩机收到的工作频率指令控制所述第一控制阀和所述第二控制阀的开闭。

7、在一些实施方式中，当所述压缩机收到降频指令时，控制所述第一控制阀关闭，控制所述第二控制阀以第一开度打开，经过第一预设时长后，控制所述第一控制阀打开，控制所述第二控制阀关闭，控制所述压缩机执行降频指令；当所述压缩机收到升频指令时，控制所述压缩机执行升频指令，控制所述第一控制阀打开，控制所述第二控制阀以第二开度打开，经过第二预设时长后，控制所述第一控制阀打开，控制所述第二控制阀关闭。

8、在一些实施方式中，所述第一开度与进入所述储藏罐内的冷媒流量有关，进入所述储藏罐内的冷媒流量与所述压缩机的当前频率、下一时刻的目标频率、室外环境温度、室内环境温度有关。

9、在一些实施方式中，进入所述储藏罐内的冷媒流量为qi，所述压缩机的当前频率为f，所述压缩机下一时刻的目标频率为f目标，室外环境温度为to，室内环境温度为ti，qi=a1f+b1to+c1ti+d1△f+e1；其中，△f为所述压缩机下一时刻的目标频率与当前频率之间的差值的绝对值，△f=|f－f目标|，a1、b1、c1、d1、e1均为常数。

10、在一些实施方式中，所述第二开度与所述储藏罐释放的冷媒流量有关，所述储藏罐释放的冷媒流量与所述压缩机的当前频率、下一时刻的目标频率、室外环境温度、室内环境温度有关。

11、在一些实施方式中，所述储藏罐释放的冷媒流量为qo，所述压缩机的当前频率f，所述压缩机下一时刻的目标频率为f目标，室外环境温度为to，室内环境为ti，qo=a2f+b2to+c2ti+d2△f+e2；其中，△f为所述压缩机下一时刻的目标频率与当前频率之间的差值的绝对值，△f=|f－f目标|，a2、b2、c2、d2、e2均为常数。

12、在一些实施方式中，当所述压缩机收到降频指令时，控制所述第一控制阀关闭，控制所述第二控制阀以第三开度打开，直至所述储藏罐内的冷媒质量达到第一目标质量后，控制所述第一控制阀打开，控制所述第二控制阀关闭，控制所述压缩机执行降频指令；当所述压缩机收到升频指令时，控制所述压缩机执行升频指令，控制所述第一控制阀打开，控制所述第二控制阀以第四开度打开，直至所述储藏罐的冷媒质量达到第二目标质量后，控制所述第一控制阀打开，控制所述第二控制阀关闭。

13、在一些实施方式中，所述第一目标质量与所述空调系统使用的最大冷媒量、最少冷媒量、当前环境温度下所述压缩机运行的上限频率、当前环境温度下所述压缩机运行的下限频率、当前环境温度下所述压缩机运行的目标频率有关。

14、在一些实施方式中，所述第一目标质量为mi，所述空调系统使用的最大冷媒量为mmax，所述空调系统使用的最小冷媒量为mmin，当前环境温度下所述压缩机运行的上限频率为fmax，当前环境温度下所述压缩机运行的下限频率为fmin，当前环境温度下所述压缩机运行的目标频率为fo，mi=（fmax－fo）/（fmax－fmin）*（mmax－mmin）+k；其中，k为常数。

15、在一些实施方式中，所述第二目标质量与所述空调系统使用的最大冷媒量、最少冷媒量、当前环境温度下所述压缩机运行的上限频率、当前环境温度下所述压缩机运行的下限频率、当前环境温度下所述压缩机运行的目标频率有关。

16、在一些实施方式中，所述第二目标质量为mo，所述空调系统使用的最大冷媒量为mmax，所述空调系统使用的最小冷媒量为mmin，当前环境温度下所述压缩机（1）运行的上限频率为fmax，当前环境温度下所述压缩机运行的下限频率为fmin，当前环境温度下所述压缩机运行的目标频率为fo，mo=（fmax－fo）/（fmax－fmin）*（mmax－mmin）+k；其中，k为常数。

17、在一些实施方式中，当计算后的所述mo小于等于零时，mo=0；当计算后的所述mo大于零时，mo=mo。

18、本发明提供的一种空调系统及其控制方法，具有以下有益效果：

19、无论空调系统运行制冷模式还是制热模式，如果当前负荷较低，都可以通过控制第一控制阀关闭，使冷媒通过单向导通机构进入储藏罐，同时控制第二控制阀打开并控制其开度，使从储藏罐流出的冷媒量小于进入其内的冷媒量，则储藏罐就会暂存冷媒，同时不影响冷媒通过第二控制阀回到主循环回路内进行正常循环。当经过一定的时长使得储藏罐内暂存到适量的冷媒后，通过关闭第二控制阀以及打开第一控制阀，就可以使储藏罐停止储存冷媒，主循环回路内的冷媒量减少使得参与循环的冷媒量和当前的低负荷相匹配。如果负荷升高需要增加参与循环的冷媒量，则控制第一控制阀继续保持打开，同时控制第二控制阀打开，将储藏罐内暂存的冷媒释放到主循环回路内，主循环回路内的冷媒量增加使得参与循环的冷媒量和当前的高负荷相匹配。也即本技术能够实现冷媒量和系统负荷的精准动态匹配，有效降低了无效功耗，从而大幅提高了整机能效比。进一步，四通阀和气液分离器之间的流路上流通的冷媒已经是低温低压的冷媒，单向导通机构、储藏罐、第二控制阀组成的支路连接在这个位置以及第一控制阀设置在这个位置，可以避免高温高压的冷媒流经各个阀体，因为单向、控制此类的阀门机构对此状态的冷媒的可靠性比较差，容易损坏阀体，而且冷媒压力较大也不好调控。