本發(fā)明涉及空調(diào)技術領域，尤其涉及一種具有再冷作用氣液分離器的空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術：

隨著空調(diào)器技術的不斷發(fā)展，空調(diào)器室外機與室內(nèi)機之間的連接管的長度越來越長，以使空調(diào)器能滿足多種安裝場合。但是，連接管長度加長后，管內(nèi)的壓降也相應地變大，導致制冷情況下的液態(tài)冷媒在進入室內(nèi)機前氣化，產(chǎn)生室內(nèi)機冷媒流動噪聲，并且制冷效果下降。為了解決上述問題，現(xiàn)有技術中通常會在空調(diào)系統(tǒng)中額外增加套管換熱器或板式換熱器來提高冷媒過冷度。然而，以上方案使空調(diào)器的結(jié)構復雜，并增加了空調(diào)器的制造成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的一個技術問題是：空調(diào)系統(tǒng)中的液態(tài)冷媒會隨管路的壓力下降而在進入室內(nèi)機前氣化，引起流動噪聲的問題。

為了解決上述技術問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種具有再冷作用氣液分離器的空調(diào)系統(tǒng)，包括壓縮機、室外換熱器、室內(nèi)換熱器以及第一節(jié)流裝置，還包括與壓縮機的吸氣端相連的氣液分離器。其中，第一節(jié)流裝置和室外換熱器之間通過過冷支路相連接。過冷支路貫穿氣液分離器并與其進行換熱。

優(yōu)選地，在過冷支路的兩端還并聯(lián)設置有第二節(jié)流裝置。

優(yōu)選地，在過冷支路上還設置有只允許冷媒從室外換熱器側(cè)流向室內(nèi)換熱器側(cè)的單向閥。

優(yōu)選地，在壓縮機的吸氣端還設置有第一溫度傳感器和第一壓力傳感器。

優(yōu)選地，在過冷支路與第一節(jié)流裝置之間還設置有第二溫度傳感器；且在壓縮機的排氣端還設置有第二壓力傳感器。

優(yōu)選地，過冷支路沿縱向貫穿氣液分離器，且冷媒流動方向為從下至上流經(jīng)氣液分離器。

優(yōu)選地，在過冷支路的位于氣液分離器內(nèi)的部分設有螺紋結(jié)構；和/或，由銅管制成。

優(yōu)選地，當空調(diào)系統(tǒng)處于制冷模式下，室外換熱器為冷凝器，室內(nèi)換熱器為蒸發(fā)器。當空調(diào)系統(tǒng)處于制熱模式下，室外換熱器為蒸發(fā)器，室內(nèi)換熱器為冷凝器。另外，空調(diào)系統(tǒng)還包括設置于空調(diào)系統(tǒng)中的四通閥，四通閥通過切換管路間的連接以使得空調(diào)系統(tǒng)在制熱模式和制冷模式之間進行切換。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種空調(diào)系統(tǒng)的再冷控制方法，上述方法使用了具有再冷作用氣液分離器的空調(diào)系統(tǒng)，通過氣液分離器對冷凝放熱后的冷媒的過冷度進行控制調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，控制方法包括下述步驟：

1)檢測步驟：檢測系統(tǒng)冷媒的過冷度；

2)判斷步驟：判斷實際過冷度與預設過冷度之間的大小關系；

3)操作步驟：根據(jù)判斷出的關系調(diào)節(jié)第一節(jié)流裝置的開度。

優(yōu)選地，當空調(diào)系統(tǒng)處于制冷模式下，且還包括第一和第二壓力傳感器、第一和第二溫度傳感器時：通過第二壓力傳感器檢測高壓壓力，計算出冷凝溫度Tc；通過第二溫度傳感器檢測冷媒溫度T1，計算出實際過冷度，并與預設過冷度比較；若過冷度偏小，則調(diào)大第一節(jié)流裝置的開度；若過冷度偏大，則調(diào)小第一節(jié)流裝置的開度。

優(yōu)選地，在每次調(diào)節(jié)第一節(jié)流裝置前，通過第一溫度傳感器檢測吸氣溫度T2；通過第一壓力傳感器檢測的吸氣壓力，并計算該壓力下的飽和溫度Ts，使二者進行比較；當T2-Ts小于預設溫度值(該預設溫度值優(yōu)選為2度)時，維持第一節(jié)流裝置的開度不變。

優(yōu)選地，當還包括第二節(jié)流裝置時，調(diào)節(jié)第二節(jié)流裝置的開度為零。

優(yōu)選地，當空調(diào)系統(tǒng)處于制熱模式下，且還包括第一和第二壓力傳感器、第一和第二溫度傳感器，以及第二節(jié)流裝置時：調(diào)節(jié)第一節(jié)流裝置為全開，調(diào)節(jié)第二節(jié)流裝置的開度以控制管路中冷媒的流量；或，調(diào)節(jié)第二節(jié)流裝置為全開，調(diào)節(jié)第一節(jié)流裝置的開度以控制管路中冷媒的流量。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：由于空調(diào)系統(tǒng)中的液態(tài)冷媒會隨管路的壓力下降而在進入室內(nèi)機前氣化，引起流動噪聲，本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)在不用額外增加換熱器或換熱裝置的情況下，通過改進空調(diào)系統(tǒng)中的氣液分離器，使氣液分離器同時具有再冷卻冷媒的作用。由此，提高了制冷過程中的冷媒液體的過冷度，保證液態(tài)冷媒不會因為壓降氣化產(chǎn)生流動噪聲，且提高了空調(diào)器的制冷能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例的氣液分離器的結(jié)構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的空調(diào)系統(tǒng)的原理示意圖；

圖3為圖2的制冷過程的冷媒循環(huán)示意圖；以及

圖4為圖2的制熱過程的冷媒循環(huán)示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。

如圖2所示，本發(fā)明提供了一種具有再冷作用氣液分離器的空調(diào)系統(tǒng)，包括壓縮機10、室外換熱器30、室內(nèi)換熱器50以及第一節(jié)流裝置51，還包括與壓縮機10吸氣端相連的氣液分離器40。其中，第一節(jié)流裝置51和室外換熱器30之間通過過冷支路101相連接；過冷支路101貫穿氣液分離器40并與其進行換熱。在這種情況下，通過采用上述的空調(diào)系統(tǒng)，使得液態(tài)冷媒流經(jīng)過冷支路101時能與氣液分離器40內(nèi)的低溫低壓氣態(tài)冷媒進行換熱，吸冷放熱過冷度提高。對于管內(nèi)壓降較大的空調(diào)系統(tǒng)，例如，室外機與室內(nèi)機的連接管較長的情況，可以有效防止液態(tài)冷媒在進入室內(nèi)機前氣化，解決了室內(nèi)機冷媒流動產(chǎn)生噪聲的問題。

在過冷支路101的兩端還并聯(lián)設置有第二節(jié)流裝置52。第二節(jié)流裝置52通過管路102與過冷支路101并聯(lián)。優(yōu)選地，第一節(jié)流裝置51和第二節(jié)流裝置52均為電子膨脹閥。在過冷支路101上還設置有只允許冷媒從室外換熱器30側(cè)流向室內(nèi)換熱器50側(cè)的單向閥42。在這種情況下，通過控制單向閥42的打開或關閉，可以控制從壓縮機10出來的冷媒，流經(jīng)過冷支路101與氣液分離器40內(nèi)的冷媒換熱。而通過調(diào)節(jié)第二節(jié)流裝置52的開度，可以控制冷媒流經(jīng)管路102的流量。

為了保證流經(jīng)過冷支路101的液態(tài)冷媒與氣液分離器40內(nèi)的氣態(tài)冷媒之間的換熱效果，過冷支路101沿縱向貫穿氣液分離器40，且冷媒流動方向為從下至上流經(jīng)氣液分離器40。具體地，過冷支路101的一端與氣液分離器40的底部的進液口c連接，另一端與氣液分離器40的頂部的出液口d連接。在進液口c和出液口d之間為過冷通道402。

此外，氣液分離器40還具有氣液分離通道401，過冷通道402與氣液分離通道401為兩個相互獨立工作的通道。氣液分離通道401設有低溫低壓氣態(tài)或氣液混合物冷媒入口a，和低溫低壓氣態(tài)冷媒出口b。優(yōu)選地，冷媒入口a和冷媒出口b均設置于密閉腔400的頂部。這樣，在密閉腔400的底部的進液口c與頂部的冷媒入口a之間可以形成對流換熱。具體地，當液態(tài)冷媒沿過冷支路101從氣液分離器40的下部進液口c進入往上流動時，低溫低壓氣液混合態(tài)冷媒從冷媒入口a進入密閉腔400并從上往下流動，兩者形成逆向?qū)α鲹Q熱，因此，換熱效果明顯。

進一步地，為了增加換熱效率，還可以通過在過冷支路101的內(nèi)表面和/或外表面設置螺紋結(jié)構；和/或，將過冷支路101用銅管制成來增加冷媒之間的換熱效率、且方便于與空調(diào)系統(tǒng)中的管路連接。

為了通過檢測冷媒的過冷度和過熱度以調(diào)節(jié)第一節(jié)流裝置51的開度，在壓縮機10的吸氣端還設置有第一溫度傳感器41和第一壓力傳感器11。在過冷支路101與第一節(jié)流裝置51之間還設置有第二溫度傳感器42；且在壓縮機10的排氣端還設置有第二壓力傳感器12。優(yōu)選地，上述的第一溫度傳感器41和第二溫度傳感器42均為感溫包。

通過上述的連接關系，當空調(diào)系統(tǒng)處于制冷模式下，室外換熱器30為冷凝器，室內(nèi)換熱器50為蒸發(fā)器。當空調(diào)系統(tǒng)處于制熱模式下，室外換熱器30為蒸發(fā)器，室內(nèi)換熱器50為冷凝器。另外，空調(diào)系統(tǒng)還包括設置于空調(diào)系統(tǒng)中的四通閥20，四通閥20通過切換管路間的連接，以使得空調(diào)系統(tǒng)在制熱模式和制冷模式之間進行切換。

本發(fā)明還提供了一種上述空調(diào)系統(tǒng)的控制方法。

當空調(diào)系統(tǒng)處于制冷模式下，調(diào)節(jié)第二節(jié)流裝置52的開度為零。通過第二壓力傳感器12檢測高壓壓力，計算出冷凝溫度Tc。通過第二溫度傳感器42檢測冷媒溫度T1，計算出實際過冷度，并與預設過冷度比較。若過冷度偏小，則調(diào)大第一節(jié)流裝置51的開度；若過冷度偏大，則調(diào)小第一節(jié)流裝置51的開度。調(diào)大第二節(jié)流裝置51的開度，節(jié)流強度減弱，節(jié)流后的壓力升高，蒸發(fā)氣化溫度升高，液態(tài)冷媒更不易氣化。同時，調(diào)大第二節(jié)流裝置51開度，會使得流經(jīng)蒸發(fā)器的冷媒流量增大，蒸發(fā)器出口冷媒溫度降低(此時流量增大導致蒸發(fā)器出口冷媒溫度降低的作用大于壓力升高導致蒸發(fā)器出口冷媒溫度升高的作用)，即進一步通過a口流經(jīng)氣液分離器筒體的冷媒溫度降低，與過冷支路101里的冷媒溫差增大，兩者換熱效果增加，從而進一步加大過冷度。

進一步地，在每次調(diào)節(jié)第一節(jié)流裝置51前，通過第一溫度傳感器41檢測吸氣溫度T2。通過第一壓力傳感器11檢測的吸氣壓力，并計算該壓力下的飽和溫度Ts，使二者進行比較。當T2-Ts小于或等于預設溫度值(該預設溫度值優(yōu)選為2度)時，維持第一節(jié)流裝置51的開度不變。維持開度，能夠保證制冷劑的流量不變，進而保證一定的過熱度，保證進入壓縮機吸氣口的冷媒全氣態(tài)，防止液壓縮或者液擊。

另外，當空調(diào)系統(tǒng)處于制熱模式下，調(diào)節(jié)第一節(jié)流裝置51為全開，調(diào)節(jié)第二節(jié)流裝置52的開度以控制管路中冷媒的流量；或，調(diào)節(jié)第二節(jié)流裝置52為全開，調(diào)節(jié)第一節(jié)流裝置51的開度以控制管路中冷媒的流量。

下面以制冷模式和制熱模式下的冷媒的不同流通路徑為例，對本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的運行過程進行說明。

圖3為本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的制冷過程的冷媒循環(huán)示意圖。在制冷時，將第二電子膨脹閥52關閉，單向閥43打開。此時，管路102處于關閉狀態(tài)，過冷支路101處于打開狀態(tài)。

壓縮機10排出的高溫高壓氣態(tài)冷媒，經(jīng)過室外換熱器30(冷凝器)換熱后變成中溫高壓的液態(tài)冷媒。中溫高壓液態(tài)冷媒由過冷支路101經(jīng)氣液分離器40的進液口c進入過冷通道402內(nèi)，與密閉腔400內(nèi)的冷媒進行換熱降溫，使其過冷度增大，之后，從出液口d排出。過冷支路101中的冷媒經(jīng)單向閥43和第一電子膨脹閥51后流入室內(nèi)換熱器50(蒸發(fā)器)吸熱，之后，再經(jīng)氣液分離器40的冷媒入口a進入氣液分離器40進行氣液分離。最終，低溫低壓氣態(tài)冷媒從冷媒出口b流出由壓縮機10的吸氣端被吸入到壓縮機10內(nèi)。

從上述的空調(diào)系統(tǒng)的流路圖可知，從氣液分離器40的冷媒入口a，進入到氣液分離器40的密閉腔400內(nèi)的冷媒的溫度，比從氣液分離器40的進液口c進入到氣液分離器40的制冷通道402中的冷媒的溫度低。由此，利用冷媒的溫度差可以換熱。

圖4為本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的制熱過程的冷媒循環(huán)示意圖。在制熱時，由于環(huán)境溫度較低，經(jīng)室內(nèi)換熱器50(冷凝器)降溫后的液態(tài)冷媒溫度很低，不用經(jīng)過氣液分離器40進行再降溫處理，此時，通過流路上的單向閥43可以阻止冷媒流經(jīng)過冷支路101。此時，管路102處于打開狀態(tài)，過冷支路101處于關閉狀態(tài)。

壓縮機10排出的高溫高壓氣態(tài)冷媒經(jīng)過室內(nèi)換熱器50(蒸發(fā)器)換熱，此時，第一電子膨脹閥51開度最大，全部冷媒經(jīng)過第二電子膨脹閥52節(jié)流。第二電子膨脹閥52可調(diào)節(jié)系統(tǒng)冷媒流量，節(jié)流后的低溫低壓氣液混合態(tài)冷媒經(jīng)過室內(nèi)換熱器30(冷凝器)的換熱而升溫，再經(jīng)氣液分離器40的冷媒入口a進入到氣液分離器40的密閉腔400內(nèi)，最終，低溫低壓氣態(tài)冷媒從氣液分離器40的冷媒出口b流出，并由壓縮機10的吸氣端被吸入壓縮機10內(nèi)。

在制冷模式下，為使全部冷媒流經(jīng)氣液分離器40，將第二電子膨脹閥52的開度設置為0。而在制熱模式下，由于室外環(huán)境溫度較低，冷媒無需再冷，此時，第一電子膨脹閥51設置為全開，第二電子膨脹閥52設置為調(diào)節(jié)流量，或者，第二電子膨脹閥52設置為全開，第一電子膨脹閥51設置為調(diào)節(jié)流量。

與傳統(tǒng)的氣液分離器相比，本發(fā)明的氣液分離器40多設置了一段用于通冷媒的連續(xù)銅管。銅管的進口(進液口c)設置在氣液分離器的底部，出口(出液口d)設置在氣液分離器的頂部，進口與出口之間由銅管連續(xù)連接。上述銅管形式長度不限，例如，可以在銅管的表面設置凹凸結(jié)構；或?qū)~管的部分或全部構造成彎曲結(jié)構。只要確保在有限的氣液分離器40的容積內(nèi)，使銅管的總換熱面積盡可能的大即可。

綜上所述，本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)，在制冷模式下，從室外換熱器30(冷凝器)出來的液態(tài)冷媒先流經(jīng)過冷支路101。因為氣液分離器40里存的是低溫的液態(tài)或氣態(tài)冷媒，因此，過冷支路101內(nèi)的冷媒可以與氣液分離器40內(nèi)的冷媒進行換熱，進一步降低液態(tài)冷媒的溫度。另外，由于本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)中的液態(tài)冷媒具有較大的過冷度，因此，在管路壓降較大的情況下可以防止液態(tài)冷媒氣化，有效抑制氣液兩相冷媒流動噪音。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等詞語來限定零部件的話，本領域技術人員應該知曉：“第一”、“第二”的使用僅僅是為了便于描述本發(fā)明或簡化描述，如沒有另外聲明，上述詞語并沒有特殊的含義。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構沖突，各個實施例中所提到的各項技術特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內(nèi)的所有技術方案。