空调机组及其回油控制方法与流程

1.本发明涉及空调技术领域，具体提供一种空调机组及其回油控制方法。


背景技术：

2.现有采用外置油分离器回油的空调机组的弊端如下：1、高低压回油管路均在压缩机启动之后开启回油，冷媒旁通，从而造成空调机组的能力能效降低；2、空调机组在高蒸发温度工况下运行时，由于压缩机的跑油率上升，回油不够，压缩机油大量进入冷媒系统，从而导致空调机组的换热器的换热效率下降，进而导致空调机组的能力能效也随之降低。具体而言，现有油分离器中的高压油通过过滤器、电磁阀、视液镜到达引射器，高压油通过引射器产生局部负压，引射蒸发器内的油和制冷剂混合后进入压缩机的吸气口。基于此，在压缩机启动时，无论油分离器中有无压缩机油，或者蒸发器中有无压缩机油，回油系统都会一直运行；基于这种控制逻辑，由于油分离器到压缩机旁通制冷剂，以及蒸发器通过引射器带大量制冷剂到压缩机的吸气口，这两部分制冷剂并没有为换热过程带来任何贡献，经测试，这种回油方式通常会造成5％-10％的能力损失。
3.相应地，本领域需要一种新的空调机组及其回油控制方法来解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有空调机组的回油系统的设置方式和控制方式不佳而容易造成能耗浪费的问题。
5.在第一方面，本发明提供一种空调机组的回油控制方法，所述空调机组包括冷媒循环回路、高压回油支路和低压回油支路，
6.所述冷媒循环回路上设置有压缩机、油分离器、冷凝器、节流构件和蒸发器，
7.所述高压回油支路的一端与所述油分离器相连，所述高压回油支路的另一端与所述压缩机相连，并且所述高压回油支路上设置有高压回油电子膨胀阀，
8.所述低压回油支路的一端与所述蒸发器相连，所述低压回油支路的另一端与所述压缩机相连，并且所述低压回油支路上设置有低压回油电子膨胀阀，
9.所述回油控制方法包括：
10.在初始回油阶段，获取所述压缩机的排气过热度；
11.根据所述排气过热度，控制所述高压回油电子膨胀阀的开度。
12.在上述回油控制方法的优选技术方案中，“根据所述排气过热度，控制所述高压回油电子膨胀阀的开度”的步骤具体包括：
13.如果所述排气过热度大于等于第一预设排气过热度，则以第一预设速度调小所述高压回油电子膨胀阀的开度；
14.如果所述排气过热度小于所述第一预设排气过热度且大于等于第二预设排气过热度，则以第二预设速度调小所述高压回油电子膨胀阀的开度；
15.如果所述排气过热度小于所述第二预设排气过热度且大于等于第三预设排气过
热度，则不调节所述高压回油电子膨胀阀的开度；
16.如果所述排气过热度小于所述第三预设排气过热度且大于第四预设排气过热度，则以第三预设速度调大所述高压回油电子膨胀阀的开度；
17.如果所述排气过热度小于等于所述第四预设排气过热度，则以第四预设速度调大所述高压回油电子膨胀阀的开度；
18.其中，所述第一预设速度大于所述第二预设速度，所述第三预设速度小于所述第四预设速度。
19.在上述回油控制方法的优选技术方案中，所述回油控制方法还包括：
20.在所述排气过热度大于所述第四预设过热度且已经控制过所述高压回油电子膨胀阀的开度的情形下，获取所述排气过热度的变化趋势；
21.根据所述排气过热度及其变化趋势，判断所述初始回油阶段是否已经结束。
22.在上述回油控制方法的优选技术方案中，“根据所述排气过热度及其变化趋势，判断所述初始回油阶段是否已经结束”的步骤具体包括：
23.如果所述排气过热度大于等于目标预设过热度且在预设持续时间内呈上升趋势，则判定所述初始回油阶段结束。
24.在上述回油控制方法的优选技术方案中，所述回油控制方法还包括：
25.在所述排气过热度大于等于所述第二预设过热度且已经控制过所述高压回油电子膨胀阀的开度的情形下，先判断所述排气过热度是否呈持续下降趋势，再执行“根据所述排气过热度及其变化趋势，判断所述初始回油阶段是否已经结束”的步骤。
26.在上述回油控制方法的优选技术方案中，所述回油控制方法还包括：
27.如果所述排气过热度呈持续下降趋势，则控制所述高压回油电子膨胀阀维持当前开度。
28.在上述回油控制方法的优选技术方案中，所述回油控制方法还包括：
29.获取所述压缩机的本次开机时长；
30.如果所述压缩机的本次开机时长达到预设开机时长，则判定所述初始回油阶段结束。
31.在上述回油控制方法的优选技术方案中，所述回油控制方法还包括：
32.在所述初始回油阶段结束后，获取所述油分离器的液位高度；
33.根据所述油分离器的液位高度，控制所述高压回油电子膨胀阀的开度。
34.在上述回油控制方法的优选技术方案中，所述回油控制方法还包括：
35.在所述初始回油阶段结束后，获取所述蒸发器的液位高度；
36.根据所述蒸发器的液位高度，控制所述低压回油电子膨胀阀的开度。
37.在第二方面，本发明还提供一种空调机组，所述空调机组包括冷媒循环回路、高压回油支路和低压回油支路，
38.所述冷媒循环回路上设置有压缩机、油分离器、冷凝器、节流构件和蒸发器，
39.所述高压回油支路的一端与所述油分离器相连，所述高压回油支路的另一端与所述压缩机相连，并且所述高压回油支路上设置有高压回油电子膨胀阀，
40.所述低压回油支路的一端与所述蒸发器相连，所述低压回油支路的另一端与所述压缩机相连，并且所述低压回油支路上设置有低压回油电子膨胀阀。
41.在采用上述技术方案的情况下，本发明的空调机组包括冷媒循环回路、高压回油支路和低压回油支路，所述冷媒循环回路上设置有压缩机、油分离器、冷凝器、节流构件和蒸发器，所述高压回油支路的一端与所述油分离器相连，所述高压回油支路的另一端与所述压缩机相连，并且所述高压回油支路上设置有高压回油电子膨胀阀，所述低压回油支路的一端与所述蒸发器相连，所述低压回油支路的另一端与所述压缩机相连，并且所述低压回油支路上设置有低压回油电子膨胀阀。基于上述结构设置，本发明通过增设高压回油电子膨胀阀和低压回油电子膨胀阀来相应控制高压回油支路和低压回油支路的回油情况，以使空调机组的回油方式能够始终与其当前的运行状态相匹配，从而有效保证回油效率，进而有效保证其换热效率。本发明的回油控制方法包括：在初始回油阶段，获取所述压缩机的排气过热度；根据所述排气过热度，控制所述高压回油电子膨胀阀的开度。基于上述控制方式，本发明能够更好地保证回油系统稳定且高效的运行。
附图说明
42.下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
43.图1是本发明的空调机组的整体结构示意图；
44.图2是冷媒含油量对换热效率的影响关系图；
45.图3是本发明的回油控制方法的主要步骤流程图；
46.图4是本发明的回油控制方法的优选实施例的具体步骤流程图；
47.附图标记：
48.1、冷媒循环回路；11、压缩机；12、油分离器；121、第一液位计；13、冷凝器；14、节流构件；15、蒸发器；151、第二液位计；
49.2、高压回油支路；21、高压回油电子膨胀阀；22、高压油过滤器；23、高压角阀；
50.3、低压回油支路；31、低压回油电子膨胀阀；32、低压油过滤器；33、低压角阀；
51.4、蒸发回油支路；
52.5、引射器。
具体实施方式
53.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅是用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，本发明不对空调机组的具体应用场景作任何限制。
54.需要说明的是，在本优选实施方式的描述中，除非另有明确的规定和限定，否则术语“相连”应作广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的相连，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，尽管本技术中按照特定顺序描述了本发明的控制方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。
56.首先参阅图1，如图1所示，本发明的空调机组包括冷媒循环回路1，冷媒循环回路1中流通有用于换热的冷媒，并且冷媒循环回路1上设置有压缩机11、油分离器12、冷凝器13、节流构件14和蒸发器15，冷媒通过冷媒循环回路1在冷凝器13和蒸发器15之间不断循环流通以实现换热。另外，油分离器12中设置有第一液位计121，用于检测油分离器12中的液位高度；并且蒸发器15中设置有第二液位计151，用于检测蒸发器15中的液位高度。需要说明的是，本发明不对冷媒循环回路1的具体结构作任何限制，本领域技术人员可以根据实际需求自行设定；例如，冷媒循环回路1上还可以设置其他元件；又例如，节流构件14可以是电子膨胀阀，也可以是毛细管，这都不是限制性的。
57.进一步地，所述空调机组还包括高压回油支路2、低压回油支路3、蒸发回油支路4和引射器5，高压回油支路2的一端与油分离器12相连，高压回油支路2的另一端与压缩机11相连，并且高压回油支路2上设置有高压回油电子膨胀阀21，低压回油支路3的一端与蒸发器15相连，低压回油支路3的另一端与压缩机11相连，并且低压回油支路3上设置有低压回油电子膨胀阀31。具体而言，高压回油支路2的另一端和低压回油支路3的另一端均通过引射器5与压缩机11相连，蒸发回油支路4的一端与蒸发器15相连，蒸发回油支路4的另一端连接至引射器5和压缩机11之间。另外，高压回油支路2上还设置有高压油过滤器22和高压角阀23，低压回油支路3上还设置有低压油过滤器32和低压角阀33。需要说明的是，本发明不对高压回油支路2和低压回油支路3的具体设置方式作任何限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定。
58.基于开机初期容易出现压缩机抛油率高的问题，本发明特地同时设置了高压回油支路2和低压回油支路3，从而有效保证压缩机油不会过多进入冷媒循环回路1中，特别是冷凝器13和蒸发器15中，从而有效提高冷媒循环回路1的换热效率，由图2就可以看出冷媒含油量对空调机组的换热效率的影响，冷媒含油量越高，空调机组的效率损失也越大。
59.此外，本发明的空调机组还包括控制器，所述控制器能够获取第一液位计121和第二液位计151的检测数据，还能够控制所述空调机组的运行状态，例如，高压回油电子膨胀阀21和低压回油电子膨胀阀31的开闭状态及开度等，这都不是限制性的。本领域技术人员能够理解的是，本发明不对所述控制器的具体结构和型号作任何限制，并且所述控制器既可以是所述空调机组原有的控制器，也可以是为执行本发明的回油控制方法单独设置的控制器，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定所述控制器的结构和型号。
60.接着参阅图3，图3是本发明的回油控制方法的主要步骤流程图。如图3所示，基于上述实施例中所述的空调机组，本发明的回油控制方法主要包括下列步骤：
61.s1：在初始回油阶段，获取压缩机的排气过热度；
62.s2：根据排气过热度，控制高压回油电子膨胀阀的开度。
63.首先，需要说明的是，本发明不对判断初始回油阶段何时结束的具体条件作任何限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定；例如，可以通过压缩机11的运行时长进行判断，也可以通过压缩机11的排气温度是否稳定来进行判断，这都不是限制性的。
64.具体地，在步骤s1中，在初始回油阶段，即空调机组还未进入稳定运行的初期阶段，获取压缩机11的排气过热度，以便采用排气过热度控制方式。接着，在步骤s2中，所述控制器能够根据压缩机11的排气过热度控制高压回油电子膨胀阀21的开度，以便精准控制高压回油支路2的回油量，在达到回油目的的同时，减小多余的冷媒旁通，进而有效提升空调
机组的换热效率。
65.需要说明的是，本发明不对根据压缩机11的排气过热度控制高压回油电子膨胀阀21的开度的具体方式作任何限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定；例如，可以根据排气过热度所处的数值范围相应控制高压回油电子膨胀阀21的开度大小；又例如，还可以通过判断排气过热度是否满足特定关系式来相应控制高压回油电子膨胀阀21的开度大小，这都不是限制性的，只要根据压缩机11的排气过热度控制高压回油电子膨胀阀21的开度就属于本发明的保护范围，其并没有偏离本发明的基本原理。
66.接下来参阅图4，图4是本发明的回油控制方法的优选实施例的具体步骤流程图。如图4所示，基于上述实施例中所述的空调机组，本发明的优选实施例的回油控制方法的包括下列步骤：
67.s101：在空调机组启动后，控制高压回油电子膨胀阀和低压回油电子膨胀阀开启至初始开度；
68.s102：获取压缩机的本次开机时长；
69.s103：判断本次开机时长是否达到预设开机时长；如果是，则执行步骤s113；如果否，则执行步骤s104；
70.s104：获取压缩机的排气过热度tp；
71.s105：如果tp≥15℃，则每6秒关小1％开度；
72.s106：如果12.5℃≤tp＜15℃，则每6秒关小0.5％开度；
73.s107：如果10.5℃≤tp＜12.5℃，则维持当前开度；
74.s108：如果8℃＜tp＜10.5℃，则每6秒开大1％开度；
75.s109：如果tp≤8℃，则每6秒开大2％开度；
76.s110：判断tp是否持续下降；如果是，则在执行步骤s111后再执行步骤s112；如果否，则直接执行步骤s112；
77.s111：控制高压回油电子膨胀阀维持当前开度；
78.s112：判断是否tp大于等于目标预设过热度且在6s内呈上升趋势；如果是，则执行步骤s113；如果否，则再次执行步骤s102；
79.s113：初始回油阶段结束；
80.s114：获取油分离器的液位高度；
81.s115：根据油分离器的液位高度，控制高压回油电子膨胀阀的开度；
82.s116：获取蒸发器的液位高度；
83.s117：根据蒸发器的液位高度，控制低压回油电子膨胀阀的开度。
84.具体地，在步骤s101中，在所述空调机组启动后，控制高压回油电子膨胀阀21和低压回油电子膨胀阀31开启至初始开度；即在所述空调机组刚启动时，控制高压回油电子膨胀阀21和低压回油电子膨胀阀31开启至初始开度，以保证开机初期的正常回油。当然，本发明不对所述初始开度的具体取值作任何限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定。
85.进一步地，在压缩机11启动完成后，当然，本发明不对判断压缩机11是否启动完成的具体条件作任何限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定，执行步骤s102。在步骤s102中，获取压缩机11的本次开机时长，以便能够快速判断回油阶段，进而方便匹配
不同的回油控制方式。接着，在步骤s103中，先判断压缩机11的本次开机时长是否达到预设开机时长。需要说明的是，本发明不对所述预设开机时长的具体取值作任何限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定；优选地，所述预设开机时长为5分钟。
86.在压缩机11的本次开机时长未达到所述预设开机时长的情形下，执行步骤s104，即，获取压缩机11的排气过热度tp，以便根据压缩机11的排气过热度进一步准确判断压缩机11的回油阶段，并相应进行初期的排气过热度控制。
87.接着，在步骤s105至步骤s109中，基于压缩机11的排气过热度对高压回油电子膨胀阀21进行开度控制。具体地，如果所述排气过热度大于等于第一预设排气过热度，则以第一预设速度调小高压回油电子膨胀阀21的开度；如果所述排气过热度小于所述第一预设排气过热度且大于等于第二预设排气过热度，则以第二预设速度调小高压回油电子膨胀阀21的开度；如果所述排气过热度小于所述第二预设排气过热度且大于等于第三预设排气过热度，则不调节高压回油电子膨胀阀21的开度；如果所述排气过热度小于所述第三预设排气过热度且大于第四预设排气过热度，则以第三预设速度调大高压回油电子膨胀阀21的开度；如果所述排气过热度小于等于所述第四预设排气过热度，则以第四预设速度调大高压回油电子膨胀阀21的开度；其中，所述第一预设速度大于所述第二预设速度，所述第三预设速度小于所述第四预设速度。
88.需要说明的是，虽然本优选实施例中的所述第一预设排气过热度为15℃、所述第二预设排气过热度为12.5℃、所述第三预设排气过热度为10.5℃以及所述第四预设排气过热度为8℃，但这仅是优选的设定值，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定。同理，虽然本优选实施例中所述的第一预设速度为每6秒关小1％开度，这里的1％开度指的是最大开度的1％，所述第二预设速度为每6秒关小0.5％开度，所述第三预设速度为每6秒开大1％开度，所述第四预设速度为每6秒开大2％开度，但这仅是优选的设定值，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要所述第一预设速度大于所述第二预设速度，所述第三预设速度小于所述第四预设速度即可。
89.进一步地，在执行步骤s105和步骤s106的情形下，即在压缩机11的排气过热度大于等于所述第二预设过热度且已经控制过高压回油电子膨胀阀21的开度的情形下，执行步骤s110，即获取压缩机11的排气过热度的变化趋势，当然，这个变化趋势的取值区间可以由本领域技术人员自行设定，并且判断压缩机11的排气过热度是否呈持续下降趋势，以防止回油不利。基于判断结果，如果压缩机11的排气过热度没有呈持续下降趋势，则直接执行步骤s112；如果压缩机11的排气过热度呈持续下降趋势，则先执行步骤s111再执行步骤s112，即控制高压回油电子膨胀阀21维持当前开度，以有效保证压缩机11的排气过热度不再继续下降。
90.在压缩机11的排气过热度大于所述第四预设过热度且已经控制过高压回油电子膨胀阀21的开度的情形下，获取压缩机11的排气过热度的变化趋势，在步骤s112中，判断压缩机11的排气过热度tp是否大于等于目标预设过热度且是否在6秒内呈上升趋势，以便判断初始回油阶段是否已经结束。需要说明的是，本发明不对所述目标预设过热度和所述预设持续时间的具体取值作任何限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定；优选地，所述目标预设过热度设定为目标过热度加上3℃，所述预设持续时间设定为6秒。
91.基于上述控制逻辑，步骤s103和步骤s112均可以用于判断初始回油阶段是否已经
结束，以进入下一阶段的回油控制。
92.在空调机组的初始回油阶段结束后，进入油位控制阶段，具体包括以下两部分：1、根据油分离器12的液位高度控制高压回油电子膨胀阀21的开度；2、根据蒸发器15的液位高度控制低压回油电子膨胀阀31的开度。
93.根据油分离器12的液位高度控制高压回油电子膨胀阀21的开度，具体而言，如果油分离器12中没有积液，即第一液位计121没有液位显示，则控制高压回油电子膨胀阀21的开度调小，优选的调小速度为每3秒关小1％开度；如果油分离器12的液位高度大于零且小于等于第一预设液位高度，则维持高压回油电子膨胀阀21的当前开度即可；如果油分离器12的液位高度大于所述第一预设液位高度且小于等于第二预设液位高度，则以第五预设速度调大高压回油电子膨胀阀21的开度，所述第五预设速度优选为每3秒开大2％开度，并连续操作2次；如果油分离器12的液位高度大于所述第二预设液位高度，则以第六预设速度调大高压回油电子膨胀阀21的开度，所述第六预设速度优选为每3秒开大3％开度，并连续操作3次，以使高压回油稳定且高效。需要说明的是，本发明不对所述第一预设液位高度、所述第二预设液位高度、所述第五预设速度和所述第六预设速度的具体取值作任何限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定；作为一种优选设定方式，所述第二预设液位高度的取值为所述第一预设液位高度的取值的二倍，所述第五预设速度小于所述第六预设速度。
94.根据蒸发器15的液位高度控制低压回油电子膨胀阀31的开度，具体而言，如果蒸发器15的液位高度大于零且小于等于第三预设液位高度，则维持低压回油电子膨胀阀31的当前开度；如果蒸发器15的液位高度大于所述第三预设液位高度且小于等于第四预设液位高度，则以第七预设速度调小低压回油电子膨胀阀31的开度，所述第七预设速度优选为每3秒关小2％开度，并连续操作2次；如果蒸发器15的液位高度大于所述第四预设液位高度，则以第八预设速度调小低压回油电子膨胀阀31的开度，所述第八预设速度优选为每3秒调小3％开度，并连续操作3次，以使低压回油稳定且高效。需要说明的是，本发明不对所述第三预设液位高度、所述第四预设液位高度、所述第七预设速度和所述第八预设速度的具体取值作任何限制，本领域技术人员可以根据实际使用需求自行设定；作为一种优选设定方式，所述第四预设液位高度的取值为所述第三预设液位高度的取值的二倍，所述第七预设速度小于所述第八预设速度。
95.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。