專利名稱：空調(diào)及控制空調(diào)冷媒流動的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及空調(diào)及控制空調(diào)冷媒流動的方法和裝置。
背景技術(shù)：
空調(diào)制冷系統(tǒng)一般由冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)和節(jié)流機(jī)構(gòu)構(gòu)成，通過冷媒在制冷系統(tǒng)中循環(huán)實現(xiàn)空調(diào)的制冷功能。現(xiàn)有空調(diào)中，從冷凝器流出的液態(tài)冷媒經(jīng)過節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖簝上嗷旌系臓顟B(tài)，然后直接流入室內(nèi)蒸發(fā)器。由于進(jìn)入蒸發(fā)器管道中的冷媒為氣液兩相，氣態(tài)冷媒會占據(jù)較大的換熱空間，致使液態(tài)冷媒所占換熱空間變小，而又因為氣態(tài)冷媒比液態(tài)冷媒換熱效果差，壓カ損失大，因此，降低了蒸發(fā)器的換熱效率，蒸發(fā)器整體制冷效果變差，影響了空調(diào)的制冷性能。此外，空調(diào)在不同的環(huán)境溫度下運行制冷模式時所需要的冷媒循環(huán)量不同，如果進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)冷媒過多，不能完全換熱而變 為氣態(tài)冷媒，則會導(dǎo)致過量的液態(tài)冷媒回流至壓縮機(jī)，容易導(dǎo)致壓縮機(jī)因液壓縮而損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之ー是提供ー種控制空調(diào)冷媒流動的方法，通過對冷媒進(jìn)行氣液分離，并控制分離后的冷媒流向和流量，可以有效解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的方法采用下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)
ー種控制空調(diào)冷媒流動的方法，所述方法包括下述步驟
a、對節(jié)流機(jī)構(gòu)流出的冷媒進(jìn)行氣液分離；
b、控制氣液分離后的氣態(tài)冷媒流向壓縮機(jī)；
C、判斷蒸發(fā)器中冷媒相變程度，根據(jù)判斷結(jié)果控制氣液分離后的液態(tài)冷媒全部或部分流向蒸發(fā)器。如上所述的方法，在所述步驟c中，可以采用下述過程進(jìn)行冷媒相變程度的判斷檢測蒸發(fā)器冷媒出口處的溫度及蒸發(fā)器的盤管溫度，根據(jù)兩個溫度值判斷蒸發(fā)器中冷媒相變程度。如上所述的方法，若所述蒸發(fā)器冷媒出口處的溫度與所述蒸發(fā)器的盤管溫度之差大于設(shè)定溫度值，判定蒸發(fā)器中冷媒相變完全，控制氣液分離后的液態(tài)冷媒全部流向蒸發(fā)器；否則，判定蒸發(fā)器中冷媒相變不完全，控制氣液分離后的液態(tài)冷媒部分流向蒸發(fā)器。如上所述的方法，所述設(shè)定溫度值優(yōu)選為1_3°C。本發(fā)明的目的之ニ是提供ー種控制空調(diào)冷媒流動的裝置，利用該裝置對冷媒進(jìn)行氣液分離，并實現(xiàn)對冷媒的流向和流量的控制。為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的裝置采用下述技術(shù)方案來實現(xiàn)
ー種控制空調(diào)冷媒流動的裝置，包括有氣液分離器，氣液分離器包括有殼體及設(shè)置在殼體上、與殼體所形成的腔體相連通的兩相進(jìn)管、氣相出管及多路液相出管。如上所述的裝置，為保證氣相和液相分離徹底，所述氣相出管及所述多路液相出管插入所述殼體形成的腔體內(nèi)，且氣相出管位于腔體內(nèi)的管ロ的位置高于所有液相出管位于腔體內(nèi)的管ロ的位置。如上所述的裝置，為便于對液態(tài)冷媒進(jìn)行流量控制，所述多路液相出管位于所述腔體內(nèi)的管ロ的高度各不相同。如上所述的裝置，為實現(xiàn)自動、方便地控制，所述多路液相出管中每路液相出管在位于所述殼體外的管路上均設(shè)置有電磁閥；且所述裝置還包括控制器、設(shè)置在空調(diào)蒸發(fā)器盤管上的盤管溫度傳感器及設(shè)置在蒸發(fā)器冷媒出ロ處的出ロ溫度傳感器，控制器一方面通過信號輸入端與盤管溫度傳感器及出ロ溫度傳感器相連接，另ー方面通過控制信號輸出端與所述每路液相出管上的電磁閥相連接。此外，本發(fā)明還提供了一種空調(diào)，包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)及與壓縮機(jī)相連接的節(jié)流機(jī)構(gòu)，在節(jié)流機(jī)構(gòu)與蒸發(fā)器之間還設(shè)置有上述所述的控制空調(diào)冷媒流動的裝置，且裝置中氣 液分離器的兩相進(jìn)管還與節(jié)流機(jī)構(gòu)相連接，氣相出管還與壓縮機(jī)相連接，多路液相出管還與蒸發(fā)器相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明通過對氣液兩相混合冷媒進(jìn)行氣液分離，控制分離后的氣態(tài)冷媒流向壓縮機(jī)而不進(jìn)入蒸發(fā)器，有效解決了氣態(tài)冷媒進(jìn)而蒸發(fā)器而占據(jù)蒸發(fā)器換熱空間、影響換熱效率的問題；而且，根據(jù)蒸發(fā)器中冷媒相變程度、也即蒸發(fā)程度控制進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)冷媒流量，以防止過量液態(tài)冷媒從蒸發(fā)器回流至壓縮機(jī)中造成壓縮機(jī)液壓縮而容易損壞的問題的發(fā)生。結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實施方式
后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清
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圖I是本發(fā)明控制空調(diào)冷媒流動的裝置一個實施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明控制空調(diào)冷媒流動的方法一個實施例的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。首先，簡要說明本發(fā)明的設(shè)計出發(fā)點從壓縮機(jī)經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)流出的冷媒以氣液兩相的混合相態(tài)形式存在，混合相態(tài)的冷媒如果直接流入蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，如背景技術(shù)所述，會造成蒸發(fā)器換熱效率低、壓縮機(jī)液壓縮等問題的發(fā)生。而本發(fā)明從解決這兩方面的缺陷入手，考慮對氣液兩相的冷媒進(jìn)行氣液分離，然后控制分離后的冷媒的流向及流量，以有效解決現(xiàn)有技術(shù)存在的所述缺陷。具體實現(xiàn)方法、所用裝置等可參考后續(xù)描述。請參考圖1，該圖I示出了本發(fā)明控制空調(diào)冷媒流動的裝置一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭方向表不冷媒的流向。如圖I所示，該實施例的裝置包括有氣液分離器I和控制器2。氣液分離器I作為整個裝置進(jìn)行冷媒氣液分離的核心結(jié)構(gòu)，包括有殼體11，在殼體11上設(shè)置有與殼體11所形成的腔體相連通的四個管路，分別為兩相進(jìn)管12、氣相出管13、第一液相出管14和第二液相出管15。其中，兩相進(jìn)管12作為氣液分離器I的冷媒進(jìn)入管，用來輸送氣液兩相混合相態(tài)的冷媒；氣相出管13作為氣液分離器I的氣相冷媒流出管，用來輸出氣液分離器I中的氣相冷媒；而第一液相出管14和第二液相出管15均可以用來輸出氣液分離器I中的液態(tài)冷媒。第一液相出管14和第二液相出管15可以分別通過單獨的管路直接與待連接的空調(diào)蒸發(fā)器相連接。而在該實施例中，為簡化管路結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用第一液相出管14與第二液相出管15分別連接至三通閥18的兩個分支管上，進(jìn)而經(jīng)三通閥18連接至液態(tài)匯流管19。由于在氣液分離器I中設(shè)置了多路液相出管，如該實施例中的兩路，可以通過對多路液相出管進(jìn)行控制，使得氣液分離器I能夠輸出不同流量的液態(tài)冷媒，從而實現(xiàn)對冷媒流量的控制。在該實施例中，為實現(xiàn)兩個液相出管能夠輸出不同流量的液態(tài)冷媒，第一液相出管14和第二液相出管15均插入到殼體11形成的腔體內(nèi)，而第一液相出管14位于腔體內(nèi)的管ロ 141的位置高于第二液相出管15位于腔體內(nèi)的管ロ 151的位置。例如，第二液相管15的管ロ 151優(yōu)選位于殼體11底部，那么，第一液相出管14的管ロ 141只要高于殼體11的底部即可。而且，為保證氣液兩相能夠在氣液分離器I中分離徹底，氣相出管13也插入殼體11形成的腔體內(nèi)，且氣相出管13位于腔體內(nèi)的管ロ 131的位置高于第一液相出管14位于腔體內(nèi)的管ロ 141的位置，同時也高于第二液相出管15位于腔體內(nèi)的管ロ 151的位置。而且，為便于氣液有足夠的空間進(jìn)行氣液分離，兩相進(jìn)管12也插入至腔體內(nèi)，且其位于腔體內(nèi)的管ロ 121的高度位于氣相出管13的管ロ與高度最高的液相出管的管ロ。具體來說，在該實施例中，管ロ 121的高度位于管ロ 131與管ロ 141之間。上述所述位于殼體11的腔體中的各管ロ的位置為相對位置，更具體的位置關(guān)系可以根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境選擇設(shè)定，只要滿足上述相對位置關(guān)系即可。而且，為了實現(xiàn)對液態(tài)冷媒流量自動、方便地控制，在第一液相出管14與三通閥18之間的液相管路上設(shè)置有第一電磁閥16,在第二液相出管15與三通閥18之間的液相管路上設(shè)置有第二電磁閥17,電磁閥16與電磁閥17分別于控制器2的控制信號輸出端相連接。此外，在接收液態(tài)冷媒的空調(diào)蒸發(fā)器盤管上設(shè)置有盤管溫度傳感器、在蒸發(fā)器冷媒出ロ處設(shè)置有出ロ溫度傳感器(圖中未示出)，而控制器2通過信號輸入端與這兩個溫度傳感器分別相連接，用于獲取蒸發(fā)器的盤管溫度和出ロ溫度。由于這兩個溫度之差能夠反映蒸發(fā)器中冷媒的蒸發(fā)程度、也即相變程度，因此，控制器2可以根據(jù)冷媒的蒸發(fā)程度控制第一電磁閥16和第二電磁閥17的通、斷，進(jìn)而控制流向蒸發(fā)器的液態(tài)冷媒流量。例如，如果判斷蒸發(fā)器中冷媒相變完全，則可以控制第一電磁閥16關(guān)斷、第二電磁閥17打開，氣液分離器I中的冷媒將全部經(jīng)第二液相出管15、三通閥18及匯流管19流向蒸發(fā)器，為蒸發(fā)器提供足夠流量的熱交換液態(tài)冷媒。而如果判斷蒸發(fā)器中冷媒相變不完全，為防止蒸發(fā)器中過多的液態(tài)冷媒回流至壓縮機(jī)造成液壓縮，控制器2可以控制第二電磁閥17關(guān)斷、第一電磁閥16打開，此時。氣液分離器I中液面位于第一液相出管14的管ロ 141之上的液態(tài)冷媒將通過第一液相出管14、三通閥18及匯流管19流向蒸發(fā)器，作為熱交換使用，而液面位于第一液相出管14的管ロ 141之下的液態(tài)冷媒將儲存在氣液分離器I中，實現(xiàn)儲液功能。當(dāng)然，除了采用通過控制器2采集蒸發(fā)器盤管溫度和冷媒出ロ溫度作為控制信號的產(chǎn)生依據(jù)來控制電磁閥的通斷實現(xiàn)液態(tài)冷媒流量的控制之外，也可以采用其他技術(shù)手段來判斷蒸發(fā)器中冷媒蒸發(fā)程度，或者，也可以根據(jù)使用經(jīng)驗手動控制不同液相出管是否流出冷媒來實現(xiàn)對冷媒流量的控制，所有這些控制手段均屬于本發(fā)明所請求保護(hù)的范疇。
該實施例的裝置可以應(yīng)用在空調(diào)中，具體來說，該裝置設(shè)置在與空調(diào)壓縮機(jī)相連接的節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器之間。而且，氣液分離器的兩相進(jìn)管12與節(jié)流機(jī)構(gòu)相連接，氣相出管13與壓縮機(jī)相連接，而第一液相出管14和第二液相出管15直接或通過匯流管19與蒸發(fā)器相連接。利用該裝置一方面對節(jié)流機(jī)構(gòu)流出的冷媒進(jìn)行氣、液分離，氣態(tài)冷媒匯流至壓縮機(jī)，液態(tài)冷媒流向蒸發(fā)器，實現(xiàn)冷媒不同相態(tài)的流向控制；另一方面，可以對流向蒸發(fā)器的液態(tài)冷媒流量進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)了整個空調(diào)中冷媒流動的控制，在提升空調(diào)制冷量、提高空調(diào)換熱效率的同時，最大程度地避免了壓縮機(jī)液壓縮現(xiàn)象的發(fā)生。此外，還可以通過氣液分離器I實現(xiàn)對液態(tài)冷媒的儲液功能。請參考圖2，該圖2示出了本發(fā)明控制空調(diào)冷媒流動的方法一個實施例的流程圖，該實施例的流程基于圖I實施例的裝置，實現(xiàn)對空調(diào)冷媒流向和流量的控制。如圖2所示，該實施例控制冷媒流動的方法流程如下 步驟201 :流程開始。步驟202 :對節(jié)流機(jī)構(gòu)流出的冷媒進(jìn)行氣液分離?？紤]到從與壓縮機(jī)相連接的節(jié)流機(jī)構(gòu)中所流出的冷媒是影響蒸發(fā)器換熱效率和壓縮機(jī)使用壽命的重要冷媒段，因此，該實施例將對節(jié)流機(jī)構(gòu)流程的冷媒進(jìn)行流動控制，這里的流動控制不僅包括冷媒的流量控制，還包括對冷媒的流向進(jìn)行控制。因此，在該實施例中，首先對節(jié)流機(jī)構(gòu)流出的冷媒進(jìn)行氣液分離。氣液分離可以采用圖I實施例中的氣液分離器來實現(xiàn)。步驟203 :控制氣液分離后的氣態(tài)冷媒流向壓縮機(jī)，以避免換熱效果差的氣態(tài)冷媒流向蒸發(fā)器而影響蒸發(fā)器的換熱效率。步驟204 :檢測蒸發(fā)器冷媒出ロ溫度Tl和蒸發(fā)器盤管溫度T2。在該實施例中，對冷媒流量進(jìn)行的控制主要是對流向蒸發(fā)器的、經(jīng)步驟202分離出的液態(tài)冷媒進(jìn)行控制，且控制的依據(jù)是蒸發(fā)器中液態(tài)冷媒的相變程度。其中，液態(tài)冷媒的相變程度可以通過蒸發(fā)器冷媒出口的溫度與蒸發(fā)器的盤管溫度、也即蒸發(fā)器中冷媒的溫度之差來判定。因此，可以在蒸發(fā)器冷媒出ロ處和蒸發(fā)器盤管上分別設(shè)置溫度傳感器，利用溫度傳感器來檢測相應(yīng)的冷媒出口溫度和蒸發(fā)器盤管溫度。步驟205 :計算Tl與T2之差A(yù)T。步驟206 :判斷Λ T是否大于設(shè)定溫度值。若是，轉(zhuǎn)至步驟208 ;若否，執(zhí)行步驟107。Δ T作為蒸發(fā)器冷媒出ロ溫度Tl與蒸發(fā)器盤管溫度Τ2的溫度差，其大小能夠反映蒸發(fā)器中冷媒的相變程度、也即液態(tài)冷媒的蒸發(fā)程度。如果Λ T較大，說明Tl遠(yuǎn)大于Τ2，也即冷媒在蒸發(fā)器出口的溫度遠(yuǎn)大于位于蒸發(fā)器中的溫度，進(jìn)ー步說明冷媒在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)程度較高，也即進(jìn)行了完全的相變。而如果Λ T較小，說明Tl與Τ2相差不大，也即冷媒在蒸發(fā)器出口的溫度與蒸發(fā)器中的溫度差別不大，進(jìn)ー步說明冷媒在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)程度不高，也即進(jìn)行了不完全的相變。為了便于判斷，該實施例設(shè)置了ー個設(shè)定溫度值，用來與Λ T進(jìn)行比較。該設(shè)定溫度值可以1_3°C之間進(jìn)行選擇設(shè)定，例如，選擇為2°C。步驟207 :若Λ T不大于設(shè)定溫度值，則判定蒸發(fā)器冷媒相變不完全，控制氣液分離后的液態(tài)冷媒部分流向蒸發(fā)器，然后，轉(zhuǎn)至步驟209。步驟208 :若Λ T不大于設(shè)定溫度值，則判定蒸發(fā)器冷媒相變完全，控制氣液分離后的液態(tài)冷媒全部流向蒸發(fā)器。
在對液態(tài)冷媒進(jìn)行流量控制時，可以采用上述圖I實施例所述的控制插入氣液分離器I的殼體11中不同深度的多路液相出管的通斷來實現(xiàn)，或者可以采用現(xiàn)有技術(shù)中其他能夠?qū)崿F(xiàn)對液體不同流量進(jìn)行控制的方法來實現(xiàn)，該實施例對此不作具體限定。步驟209:流程結(jié)束。需要說明的是，上述步驟203對氣態(tài)冷媒流向的控制與步驟204至步驟208對液態(tài)冷媒流量及流向的控制的過程將是同時進(jìn)行的過程，該實施例僅為了圖示方便而將步驟203放置在前。該實施例通過對氣液兩相混合冷媒進(jìn)行氣液分離，控制分離后的氣態(tài)冷媒流向壓縮機(jī)而不進(jìn)入蒸發(fā)器，有效解決了氣態(tài)冷媒進(jìn)而蒸發(fā)器而占據(jù)蒸發(fā)器換熱空間、 影響換熱效率的問題；而且，根據(jù)蒸發(fā)器中冷媒相變程度、也即蒸發(fā)程度控制進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)冷媒流量，從而防止了過量液態(tài)冷媒從蒸發(fā)器回流至壓縮機(jī)中造成壓縮機(jī)液壓縮而容易損壞的問題的發(fā)生。以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其進(jìn)行限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制空調(diào)冷媒流動的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟 a、對節(jié)流機(jī)構(gòu)流出的冷媒進(jìn)行氣液分離； b、控制氣液分離后的氣態(tài)冷媒流向壓縮機(jī)； C、判斷蒸發(fā)器中冷媒相變程度，根據(jù)判斷結(jié)果控制氣液分離后的液態(tài)冷媒全部或部分流向蒸發(fā)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟c中，檢測蒸發(fā)器冷媒出口處的溫度及蒸發(fā)器的盤管溫度，根據(jù)兩個溫度值判斷蒸發(fā)器中冷媒相變程度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，若所述蒸發(fā)器冷媒出口處的溫度與所述蒸發(fā)器的盤管溫度之差大于設(shè)定溫度值，判定蒸發(fā)器中冷媒相變完全，控制氣液分離后的液態(tài)冷媒全部流向蒸發(fā)器；否則，判定蒸發(fā)器中冷媒相變不完全，控制氣液分離后的液態(tài)冷媒部分流向蒸發(fā)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定溫度值為1-3°C。
5.一種控制空調(diào)冷媒流動的裝置，其特征在于，該裝置包括有氣液分離器，氣液分離器包括有殼體及設(shè)置在殼體上、與殼體所形成的腔體相連通的兩相進(jìn)管、氣相出管及多路液相出管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述氣相出管及所述多路液相出管插入所述殼體形成的腔體內(nèi)，且氣相出管位于腔體內(nèi)的管口的位置高于所有液相出管位于腔體內(nèi)的管口的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述多路液相出管位于所述腔體內(nèi)的管口的高度各不相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的裝置，其特征在于，所述多路液相出管中每路液相出管在位于所述殼體外的管路上均設(shè)置有電磁閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括控制器、設(shè)置在空調(diào)蒸發(fā)器盤管上的盤管溫度傳感器及設(shè)置在蒸發(fā)器冷媒出口處的出口溫度傳感器，控制器一方面通過信號輸入端與盤管溫度傳感器及出口溫度傳感器相連接，另一方面通過控制信號輸出端與所述每路液相出管上的電磁閥相連接。
10.一種空調(diào)，包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)及與壓縮機(jī)相連接的節(jié)流機(jī)構(gòu)，其特征在于，在節(jié)流機(jī)構(gòu)與蒸發(fā)器之間設(shè)置有上述權(quán)利要求5至9中任一項所述的控制空調(diào)冷媒流動的裝置，且裝置中氣液分離器的兩相進(jìn)管還與節(jié)流機(jī)構(gòu)相連接，氣相出管還與壓縮機(jī)相連接，多路液相出管還與蒸發(fā)器相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空調(diào)及控制空調(diào)冷媒流動的方法和裝置。所述方法包括下述步驟對節(jié)流機(jī)構(gòu)流出的冷媒進(jìn)行氣液分離；控制氣液分離后的氣態(tài)冷媒流向壓縮機(jī)；判斷蒸發(fā)器中冷媒相變程度，根據(jù)判斷結(jié)果控制氣液分離后的液態(tài)冷媒全部或部分流向蒸發(fā)器。本發(fā)明通過對節(jié)流機(jī)構(gòu)流出的冷媒進(jìn)行氣液分離，并控制分離后的冷媒的流向和流量，有效提高了冷媒在蒸發(fā)器中的換熱效率，且最大程度避免了壓縮機(jī)液壓縮現(xiàn)象的發(fā)生。
文檔編號F25B41/06GK102706057SQ20121021162
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者劉丙磊, 張立智 申請人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾空調(diào)器有限總公司