一種制冷系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制冷系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 空氣源熱栗制熱能力隨室外環(huán)境溫度下降迅速衰減而無法滿足用戶需求?，F(xiàn)有采 用雙級或準(zhǔn)二級壓縮中間補(bǔ)氣增焓技術(shù)，包括兩級節(jié)流中間不完全冷卻和一級節(jié)流中間不 完全冷卻循環(huán)，可以提高低溫制熱量和C0P，同時對降低壓縮機(jī)排氣溫度有一定幫助。圖1所 示的是采用帶補(bǔ)氣增焓口的渦旋壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)二級壓縮系統(tǒng)及其lgp-h圖，渦旋壓縮機(jī) 的補(bǔ)氣增焓口的位置是按照一定工況條件設(shè)計(jì)的，補(bǔ)氣增焓口的位置一旦確定，其提高低 溫制熱量的能力和降低壓縮機(jī)排氣溫度的效果就確定了。側(cè)重于提高低溫制熱量和COP的 補(bǔ)氣增焓口，其在超低溫條件下無法顯著降低壓縮機(jī)排氣溫度。
[0003] 對于R32空氣源熱栗或熱栗熱水器而言，在低溫條件下，由于排氣溫度相對不高， 需要通過補(bǔ)氣增焓來提高制熱量和COP;而在超低溫條件下，由于此時排氣溫度非常高，已 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出壓縮機(jī)的允許排氣溫度，降低壓縮機(jī)排氣溫度比提高制熱量更重要。在超低溫條 件下，只有采用補(bǔ)氣帶液的方式才能在確保壓縮機(jī)高壓級吸氣干度的前提下降低排氣溫度 (ZL201220704004.4)，而補(bǔ)氣增焓口的位置直接影響高壓級吸氣干度，因此需要針對超低 溫條件設(shè)計(jì)補(bǔ)氣增焓口的位置。而前述在渦旋壓縮機(jī)上開設(shè)的一對補(bǔ)氣增焓口無法同時滿 足這兩項(xiàng)需求。
[0004] 由于現(xiàn)有技術(shù)中存在在渦旋壓縮機(jī)上開設(shè)一對補(bǔ)氣增焓口無法同時兼顧低溫條 件下通過補(bǔ)氣增焓提高制熱性能和超低溫條件下通過補(bǔ)氣帶液減低壓縮機(jī)排氣溫度的兩 項(xiàng)需求的技術(shù)問題，因此本發(fā)明研究設(shè)計(jì)出一種制冷系統(tǒng)及其控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中在渦旋壓縮機(jī)上開設(shè)一對補(bǔ) 氣增焓口無法同時兼顧低溫條件下通過補(bǔ)氣增焓提高制熱性能和超低溫條件下通過補(bǔ)氣 帶液減低壓縮機(jī)排氣溫度的兩項(xiàng)需求的缺陷，從而提供一種制冷系統(tǒng)及其控制方法。
[0006] 本發(fā)明提供一種制冷系統(tǒng)，包括渦旋壓縮機(jī)、閃發(fā)器和高壓級節(jié)流裝置，其中所述 閃發(fā)器設(shè)有排氣端，所述排氣端通過第一補(bǔ)氣支路連接到所述壓縮機(jī)的第一中壓吸氣端的 同時，還通過第二補(bǔ)氣支路連接到所述壓縮機(jī)的第二中壓吸氣端，所述第一、第二中壓吸氣 端的壓力不相等，所述系統(tǒng)還包括控制兩路補(bǔ)氣支路中的至少一路接通或斷開的控制閥系 統(tǒng)。
[0007] 優(yōu)選地，所述控制閥系統(tǒng)包括設(shè)置于所述第一補(bǔ)氣支路上的第一補(bǔ)氣電磁閥。
[0008] 優(yōu)選地，所述控制閥系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述第二補(bǔ)氣支路上的第二補(bǔ)氣電磁閥。
[0009] 優(yōu)選地，所述第一中壓吸氣端的壓力小于所述第二中壓吸氣端的壓力。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一中壓吸氣端包括第一中壓補(bǔ)氣口一和第一中壓補(bǔ)氣口二兩個補(bǔ) 氣口，且沿回轉(zhuǎn)中心對稱地設(shè)置于所述壓縮機(jī)的兩個壓縮腔的內(nèi)部。
[0011] 優(yōu)選地，所述第二中壓吸氣端包括第二中壓補(bǔ)氣口一和第二中壓補(bǔ)氣口二兩個補(bǔ) 氣口，且沿回轉(zhuǎn)中心對稱地設(shè)置于所述壓縮機(jī)的兩個壓縮腔的內(nèi)部。
[0012] 優(yōu)選地，所述第一中壓補(bǔ)氣口一或所述第一中壓補(bǔ)氣口二的主軸回轉(zhuǎn)角的角度Θ1 與所述第二中壓補(bǔ)氣口一或第二中壓補(bǔ)氣口二的主軸回轉(zhuǎn)角的角度Θ2之間滿足Θ1〈Θ2。
[0013] 優(yōu)選地，所述第一中壓補(bǔ)氣口一或所述第一中壓補(bǔ)氣口二的主軸回轉(zhuǎn)角的角度滿 足0·5π < Θ1 < 1.75JT。
[0014] 優(yōu)選地，所述第二中壓補(bǔ)氣口 一或第二中壓補(bǔ)氣口二的主軸回轉(zhuǎn)角的角度滿足 0.5JT < Θ2< 4jt〇
[0015] 優(yōu)選地，所述閃發(fā)器的排氣端包括第一排氣端和第二排氣端，且所述第一排氣端 通過所述第一補(bǔ)氣支路連接到所述壓縮機(jī)的第一中壓吸氣端，所述第二排氣端通過所述第 二補(bǔ)氣支路連接到所述壓縮機(jī)的第二中壓吸氣端。
[0016]優(yōu)選地，所述閃發(fā)器的排氣端為一個，所述排氣端通過一個總補(bǔ)氣支路分支連接 到所述第一補(bǔ)氣支路和所述第二補(bǔ)氣支路，所述第一補(bǔ)氣支路另一端連接到所述壓縮機(jī)的 所述第一中壓吸氣端，所述第二補(bǔ)氣支路另一端連接到所述壓縮機(jī)的所述第二中壓吸氣 端。
[0017] 優(yōu)選地，在所述高壓級節(jié)流裝置與所述閃發(fā)器的進(jìn)口端之間的管路上還設(shè)置有旁 通管路，在所述閃發(fā)器上還設(shè)置有另一進(jìn)口端，所述旁通管路連接到所述另一進(jìn)口端上，且 在所述旁通管路上還設(shè)置有旁通節(jié)流裝置。
[0018] 優(yōu)選地，所述制冷系統(tǒng)為空氣源熱栗或熱栗熱水器。
[0019] 優(yōu)選地，采用R32作為該制冷系統(tǒng)的制冷劑。
[0020] 本發(fā)明還提供一種制冷系統(tǒng)的控制方法，其利用前述的制冷系統(tǒng)針對不同工況調(diào) 節(jié)下對其進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。
[0021] 優(yōu)選地，使用所述控制閥系統(tǒng)控制兩路補(bǔ)氣支路中至少一路的接通或斷開。
[0022] 優(yōu)選地，當(dāng)所述控制閥系統(tǒng)包括第一補(bǔ)氣電磁閥和第二補(bǔ)氣電磁閥時，在低溫工 況條件下開啟所述第一補(bǔ)氣電磁閥，關(guān)閉第二補(bǔ)氣電磁閥。
[0023] 優(yōu)選地，當(dāng)所述控制閥系統(tǒng)包括第一補(bǔ)氣電磁閥和第二補(bǔ)氣電磁閥時，在超低溫 工況條件下開啟所述第二補(bǔ)氣電磁閥，關(guān)閉所述第一補(bǔ)氣電磁閥。
[0024] 優(yōu)選地，當(dāng)所述控制閥系統(tǒng)包括第一補(bǔ)氣電磁閥和第二補(bǔ)氣電磁閥時，將所述第 一補(bǔ)氣電磁閥和第二補(bǔ)氣電磁閥同時關(guān)閉。
[0025] 本發(fā)明提供的制冷系統(tǒng)及其控制方法具有如下有益效果：
[0026] 1.能夠同時滿足制冷系統(tǒng)在低溫條件下通過補(bǔ)氣增焓提高制熱性能和超低溫條 件下通過補(bǔ)氣帶液減低壓縮機(jī)排氣溫度的兩項(xiàng)需求；
[0027] 2.兼顧了采用渦旋壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)(尤其是R32空氣源熱栗及熱栗熱水器)的低 溫制熱量和超低溫工況的運(yùn)行可靠性，拓寬了采用渦旋壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)(尤其是R32空氣 源熱栗及熱栗熱水器)的應(yīng)用工況范圍。
【附圖說明】
[0028] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)的準(zhǔn)二級壓縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖及其lgP-h圖：
[0029] 其中（Ia)表示該準(zhǔn)二級壓縮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；（Ib)表示該準(zhǔn)二級壓縮系統(tǒng)的 lgP-h 圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明的制冷系統(tǒng)(實(shí)施方式一)的結(jié)構(gòu)示意圖及其lgP-h圖：
[0031] 其中（2a)表示本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；（2b)表示本發(fā)明制冷系統(tǒng)的IgP-h圖；
[0032] 圖3是為本發(fā)明渦旋壓縮機(jī)補(bǔ)氣增焓口位置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖4為本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的另一實(shí)施方案(實(shí)施方式二)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖中附圖標(biāo)記表示為：
[0035] 101-渦旋壓縮機(jī)，102-冷凝器，103-高壓級節(jié)流裝置，104-閃發(fā)器(又稱閃蒸 器），105-低壓級節(jié)流裝置，106-蒸發(fā)器，107-第一補(bǔ)氣電磁閥，108-第二補(bǔ)氣電磁閥， 109-旁通節(jié)流裝置(又稱補(bǔ)氣支路節(jié)流裝置），110-中間換熱器，11一第一中壓補(bǔ)氣口一， 12-第一中壓補(bǔ)氣口二，21 -第二中壓補(bǔ)氣口一，22-第二中壓補(bǔ)氣口二。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種制冷系統(tǒng)，包括渦旋壓縮機(jī)101、閃發(fā)器104和高壓級 節(jié)流裝置103,其中所述閃發(fā)器104設(shè)有排氣端，所述排氣端通過第一補(bǔ)氣支路連接到所述 壓縮機(jī)的第一中壓吸氣端的同時，還通過第二補(bǔ)氣支路連接到所述壓縮機(jī)的第二中壓吸氣 端，所述第一、第二中壓吸氣端的壓力不相等，所述系統(tǒng)還包括控制兩路補(bǔ)氣支路中的至少 一路接通或斷開的控制閥系統(tǒng)。
[0037] 通過設(shè)置兩個補(bǔ)氣支路和分別將兩個補(bǔ)氣支路連接到所述壓縮機(jī)的兩個不同壓 力的中壓吸氣端，同時通過控制閥系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際情況的不同而對壓縮機(jī)的第一中壓吸 氣端或是第二中壓吸氣端進(jìn)行補(bǔ)氣作用。具體地：當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在低溫工況(此處低溫工況是 相對于常規(guī)空調(diào)工況而言的，一般而言低于l〇°C即為低溫工況，下同）下，對中壓壓力較低 的吸氣端進(jìn)行補(bǔ)氣，此時中間壓力相對較低，使得高壓級節(jié)流干度較高(壓力越低，沸點(diǎn)越 低，則氣體會越多，則干度越高），從而系統(tǒng)補(bǔ)氣增焓效果明顯，能夠顯著提高制熱量和COP 值；當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在超低溫工況(此處超低溫工況是相對于常規(guī)空調(diào)工況而言的，一般而言低 于等于-15°C為超低溫工況，下同）下，對中壓壓力較高的吸氣端進(jìn)行補(bǔ)氣，此時中間壓力相 對較高，使得高壓級節(jié)流干度較低(壓力越高，沸點(diǎn)越高，則氣體會越少，則干度越低），同時 蒸發(fā)器進(jìn)口比焓升高（因?yàn)檫M(jìn)入蒸發(fā)器中的液體相對低溫時增多），使得系統(tǒng)制熱量的提升 效果不明顯，但是由于部分制冷劑氣體(狀態(tài)點(diǎn)4'）和/或制冷劑液體(狀態(tài)點(diǎn)8'）通過補(bǔ)氣 增焓口進(jìn)入壓縮機(jī)，降低了高壓級吸氣溫度，使得渦旋壓縮機(jī)高壓級排氣溫度(狀態(tài)點(diǎn)5'） 顯著降低。
[0038] 于是通過上述結(jié)構(gòu)和手段能夠同時滿足制冷系統(tǒng)在低溫條件下通過補(bǔ)氣增焓提 高制熱性能和超低溫條件下通過補(bǔ)氣帶液減低壓縮機(jī)排氣溫度的兩項(xiàng)需求;并且還兼顧了 采用渦旋壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)(尤其是R32空氣源熱栗及熱栗熱水器）的低溫制熱量和超低溫 工況的運(yùn)行可靠性，拓寬了采用渦旋壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)(尤其