空調制冷系統及空調制冷系統的回油控制方法與流程

本申請涉及制冷系統，尤其涉及空調制冷系統及該系統的回油控制方法。

背景技術：

空調制冷系統運行時，部分冷凍機油會隨著冷媒進入蒸發器。若該空調采用板式換熱器作為蒸發器，當蒸發器通道內冷媒流速較低時，冷凍機油就會在蒸發器液面的上層逐漸堆積，進而形成富油泡沫層。如果系統不能及時回油，隨著時間的累積，就會導致壓縮機出現失油的狀況。此外，隨著業內對節能減排的不斷追求，蒸發器的面積越做越大，面積的增加會進一步導致蒸發器內制冷劑的流速降低，使得回油更加困難。即使在機組滿負荷工作時，冷凍機油仍然會慢慢遷移至蒸發器內，不但影響換熱效果，還會造成壓縮機啟動失油保護措施。由此可見，回油問題已經成為制約空調制冷系統使用高效能換熱器的瓶頸。

技術實現要素：

本申請的目的在于，提供一種空調制冷系統，能夠解決前述回油困難的問題，且結構簡單。

本申請的另一目的在于，提供一種空調制冷系統的回油控制方法，該方法能夠有效控制空調制冷系統的回油時機及回油量。

為實現上述目的，本申請提供一種空調制冷系統，包括順序連通的壓縮機、冷凝器、節流單元與板式蒸發器，制冷劑由所述壓縮機驅動在所述空調制冷系統內循環，經由所述冷凝器、所述節流單元、所述板式蒸發器返回至所述壓縮機中，所述空調制冷系統還包括系統控制單元，所述系統控制單元包括節流控制模塊與機組控制模塊，所述節流控制模塊根據所述空調制冷系統的吸氣過熱度(superheat of suction vapor)及排氣過熱度參數調節所述節流單元中閥件的開度，所述機組控制模塊根據所述空調制冷 系統的吸氣過熱度及排氣過熱度參數控制所述壓縮機的運轉。

在可行的具體實施方式中，所述節流單元中包括膨脹閥，所述膨脹閥僅與所述冷凝器和所述板式蒸發器串聯。

在可行的具體實施方式中，所述節流單元中包括主膨脹閥以及與該主膨脹閥并聯的回油控制回路。

在可行的具體實施方式中，所述回油控制回路包括串聯的電磁閥與毛細管。

本申請同時提供了一種基于前述空調制冷系統的回油控制方法，包含如下步驟：

步驟一，在所述壓縮機運行狀態下，檢測到所述壓縮機的油位低于預設油位時，控制所述節流單元增大其閥件的開度；

步驟二，實時檢測所述空調制冷系統的吸氣過熱度及排氣過熱度，若二者之中任何一項超出設定范圍且持續第一設定時長，則控制所述節流單元減小其閥件的開度，但減小后閥件的開度不小于其初始開度；

步驟三，自步驟一完成后經第二設定時長，檢測所述壓縮機的油位，若仍然低于所述預設油位且持續第三設定時長，則關閉所述壓縮機。

本申請還提供了第二種基于前述空調制冷系統的回油控制方法，包含如下步驟：

步驟一，在所述壓縮機運行狀態下，檢測到所述壓縮機在部分負荷狀態下持續工作的時間達到第四設定時長時，控制所述節流單元增大其閥件的開度；

步驟二，實時檢測所述空調制冷系統的吸氣過熱度及排氣過熱度，若二者之中任何一項超出設定范圍且持續第一設定時長，則控制所述節流單元減小其閥件的開度，但減小后閥件的開度不小于其初始開度；

步驟三，自步驟一完成后經第二設定時長，若檢測到所述壓縮機的油位低于預設油位且持續第三設定時長、或者檢測到所述空調制冷系統的吸氣過熱度及排氣過熱度二者之中任何一項仍然超出所述設定范圍且持續第五設定時長，則關閉所述壓縮機。

本申請進而提供了第三種基于前述空調制冷系統的回油控制方法，包含如下步驟：

步驟一，在所述空調制冷系統工作狀態下，檢測到所述壓縮機的油位 低于預設油位、或者檢測到所述壓縮機在部分負荷狀態下持續工作的時間達到第四設定時長時，控制所述節流單元將其閥件的開度由初始開度增加第一預設百分比；

步驟二，實時檢測系統的吸氣過熱度及排氣過熱度，若二者之中任何一項超出設定范圍且持續第一設定時長，則控制所述節流單元將其閥件的開度減小第二預設百分比，但減小后閥件的開度不小于其初始開度；

步驟三，自步驟一完成后經第二設定時長，檢測所述壓縮機的油位是否低于所述預設油位且持續第三設定時長，若是，關閉所述壓縮機，若否，則執行步驟四；

步驟四，檢測系統的吸氣過熱度及排氣過熱度二者之中任何一項是否仍超出設定范圍且持續第五設定時長，若是，關閉所述壓縮機。

在可行的具體實施方式中，于步驟一之前還包含如下步驟：檢測所述壓縮機是否已持續工作超過第六設定時長，若是，則執行步驟一。

在可行的具體實施方式中，所述第一設定時長不小于20秒、第二、第三設定時長不小于90秒、第四設定時長不小于1小時、第五設定時長不小于120秒、第一預設百分比為不大于12％、第二預設百分比為3％～4％。

在可行的具體實施方式中，所述第六設定時長不小于120秒。

為了能更進一步了解本申請的特征以及技術內容，請參閱以下有關本申請的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本申請加以限制。

附圖說明

本申請的前述和其它方面將通過下面參照附圖所做的詳細介紹而被更完整地理解和了解，在附圖中：

圖1顯示本申請空調制冷系統的一種具體實施方式的示意圖；

圖2顯示本申請空調制冷系統的回油控制方法的一種具體實施方式的流程圖；

圖3顯示本申請空調制冷系統的回油控制方法的第二種具體實施方式的流程圖；

圖4顯示本申請空調制冷系統的回油控制方法的第三種具體實施方式 的流程圖。

具體實施方式

為幫助本領域的技術人員確切地理解本申請要求保護的主題，下面結合附圖詳細描述本申請的具體實施方式。

如圖1所示，本申請提供一種空調制冷系統，包括順序連通的壓縮機1、冷凝器2、節流單元4與板式蒸發器3，制冷劑由壓縮機1驅動在空調制冷系統內循環，經由冷凝器2、節流單元4、板式蒸發器3，然后返回至壓縮機1中，該空調制冷系統還包括系統控制單元5，系統控制單元5進一步包括節流控制模塊51與機組控制模塊52，節流控制模塊51根據空調制冷系統的吸氣過熱度及排氣過熱度參數調節節流單元4中閥件的開度，機組控制模塊52根據空調制冷系統的吸氣過熱度及排氣過熱度參數控制壓縮機1的運轉。圖1中T表示溫度參數，P表示壓力參數，本領域技術人員可以理解的是，由采集到的溫度參數和壓力參數可以得到吸氣過熱度參數及排氣過熱度參數。

在圖1所展示的實施方式中，節流單元4中包括主膨脹閥41以及與該主膨脹閥41并聯的回油控制回路，該回油控制回路包括串聯的電磁閥42與毛細管43。在其它的具體實施方式中，節流單元4可以僅包括一個膨脹閥，該膨脹閥與冷凝器2和板式蒸發器3串聯。本領域技術人員可以理解的是，節流單元4的結構并不限于前述，但需要包含可以被節流控制模塊51控制開度的閥件，節流控制模塊51根據實際需要可以調節節流單元4中部分或全部閥件的開度。

由此，當空調制冷系統的機組長時間處于部分負荷或者制冷劑流量較小的狀態下，滿足了預設的時間或條件時，節流單元4就在節流控制模塊51的控制下進行回油操作，調整能控制開度的閥件的開度，向板式蒸發器3快速地輸入大流量液體冷媒，從而將板式蒸發器3液位上方富含冷凍機油的泡沫層送回壓縮機1。通過對送入液體冷媒的持續時間和流量進行控制，可以確保多數油層泡沫能夠回到壓縮機1中。

參見圖2所示，為本申請空調制冷系統的回油控制方法的一種具體實施方式的流程圖。一種基于前述空調制冷系統的回油控制方法，包含如下步驟：

S10，開始。

S100，壓縮機運行，空調制冷系統工作。

S101，在所述壓縮機運行狀態下，檢測并判斷壓縮機1的油位是否低于預設油位，若是，進入S102；若否，返回S101。

S102，控制所述節流單元增大其閥件的開度。在本具體實施方式中，節流單元4將回油控制回路中的閥件的開度由初始開度增加第一預設百分比，例如開度增加10％。此時，液體冷媒被快速地送入板式蒸發器3中，以幫助板式蒸發器3內含有冷凍機油的泡沫層返回壓縮機1。

S103，實時檢測所述空調制冷系統的吸氣過熱度及排氣過熱度，若二者之中任何一項超出設定范圍且持續第一設定時長，例如25秒，則將回油控制回路中的閥件的開度減小第二預設百分比，例如減小3％，但調整后閥件的開度不能小于初始開度。由于步驟S102中，閥件的開度增加后，空調制冷系統處在非正常運行狀態，系統不穩定性增加，因此要實時監控該系統的吸氣過熱度和排氣過熱度等系統狀態信息，一旦超過設定范圍，就對閥件的開度進行調整，使其開度逐漸減小，但不小于初始開度。在一些實施方式中，吸氣過熱度和排氣過熱度的設定范圍是動態變化的，隨著閥件開度的逐漸改變，吸氣過熱度和排氣過熱度的設定范圍也逐漸變化，目的是確保系統的穩定，并將閥件的開度緩慢向初始狀態調整。

S104，自S102完成后經第二設定時長，例如100秒，檢測壓縮機1的油位是否仍然低于預設油位且持續第三設定時長，例如95秒，若是，進入S105；若否，返回S100。

S105，關閉壓縮機1。

在上述步驟中，如果經過閥件開度調整后，檢測到壓縮機1的油位仍然低于預設油位且持續第三設定時長，說明回油失敗，出于對壓縮機1的保護應將其關閉；如果油位不低于預設油位，則回油成功，系統可以繼續正常運行。

參見圖3所示，為本申請空調制冷系統的回油控制方法的第二種具體實施方式的流程圖。該方法包含如下步驟：

S20，開始。

S200，壓縮機運行，空調制冷系統工作。

S201，在壓縮機運行狀態下，檢測并判斷壓縮機1是否在部分負荷狀 態下持續工作的時間達到第四設定時長，例如1小時，若是，進入S202，若否，返回S200。

S202控制節流單元4將至少一個閥件的開度增加第一預設百分比，例如開度增加12％。此時，液體冷媒被快速地送入板式蒸發器3中，以幫助板式蒸發器3內含有冷凍機油的泡沫層返回壓縮機1。

S203，實時檢測該空調制冷系統的吸氣過熱度及排氣過熱度，若二者之中任何一項超出設定范圍且持續第一設定時長，例如30秒，則控制節流單元4中至少一個閥件的開度減小第二預設百分比，例如減小4％，但閥件的開度不小于初始開度。同樣地，由于步驟S202中，閥件的開度增加后空調制冷系統處在非正常運行狀態，系統不穩定性增加，因此要實時監控該系統的吸氣過熱度和排氣過熱度等系統狀態信息，一旦超過設定范圍，就對閥件的開度進行調整，使其開度逐漸減小，但不小于初始開度。其中，吸氣過熱度和排氣過熱度的設定范圍可以是動態的，隨著閥件開度的逐漸減小也逐漸變化，目的是確保系統的穩定，并將閥件的開度緩慢向初始狀態調整。

S204，自S202完成后經第二設定時長，例如經過90秒后，判斷所述壓縮機的油位是否低于預設油位且持續第三設定時長，例如低于預設油位持續95秒；以及判斷空調制冷系統的吸氣過熱度和/或排氣過熱度是否仍超出所述設定范圍且持續第五設定時長，例如吸氣過熱度和/或排氣過熱度超出設定范圍持續125秒。若二者中至少有一個為是，則執行S205，若全為否，返回S200。

S205，關閉壓縮機1。

在上述步驟中，若經過閥件開度調整后，空調制冷系統的吸氣過熱度及排氣過熱度仍然超出設定范圍且經過第五設定時長，說明回油操作使得系統處于不穩定狀態且系統未能成功通過自我調節回復到穩定狀態，出于對壓縮機1的保護，應將其關閉。

參見圖4所示，為本申請空調制冷系統的回油控制方法的第三種具體實施方式的流程圖。包含如下步驟：

S30，開始。

S300，壓縮機1運行。

S301，檢測壓縮機1是否已持續工作超過第六設定時長，例如120 秒，若是，則執行S302，若否，則返回S300。此步驟主要是避免壓縮機1剛開始運行系統就進行檢測。

S302，在所述空調制冷系統工作狀態下，當檢測到壓縮機1的油位低于預設油位或者當檢測到所述壓縮機在部分負荷狀態下持續工作的時間達到第四設定時長(例如1小時)這兩種情況中的至少一種時，則進入S303，否則返回S300。

S303，控制節流單元4的全部或部分閥件的開度由初始開度增加第一預設百分比，例如增加開度12％。

S304，實時檢測系統的吸氣過熱度及排氣過熱度，若超出設定范圍且持續第一設定時長，例如20秒，則控制前述閥件的開度減小第二預設百分比，例如3％，但閥件的開度不小于初始開度。

S305，自S303完成后經第二設定時長，例如90秒，檢測并判斷壓縮機1的油位是否低于預設油位且持續第三設定時長，例如90秒；若是，執行S307，若否，進入S306。

S306，壓縮機1繼續運行，檢測并判斷系統的吸氣過熱度及排氣過熱度二者至少一項是否超出設定范圍且持續第五設定時長，例如120秒；若是，執行S307，若否，返回S300。

S307，關閉壓縮機1。在該步驟中，當壓縮機1關閉時，還可以根據需要發出警報對用戶進行提示。

由此，本申請的控制方法在輸出相對穩定的情況下，既達到了回油的目的，又沒有額外增加能源輸出，同時兼顧了系統的安全性。

本領域技術人員可以理解的是，本申請各具體實施方式中提到的第一設定時長、第三設定時長、第四設定時長、第五設定時長、第六設定時長，以及第一預設百分比、第二預設百分比等，均可以根據實際需要進行調整。

雖然基于特定的實施方式顯示和描述了本申請，但本申請并不限制于所示出的細節。相反地，在權利要求及其等同替換的范圍內，本申請的各種細節可以被改造。