制冷剂循环系统以及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供制冷剂循环系统以及制冷剂流量分配控制方法，其中，从气液分离器的上侧引出绕开第二换热器的调节支路中设置有流量调节阀，控制器与第一换热器的过冷度检测装置、流量调节阀分别关联，并设置成：过冷度小于设定的目标值时通过控制流量调节阀减小调节支路通过的气态制冷剂流量，以使气液分离器的液位下降；过冷度大于目标值时通过控制流量调节阀增加调节支路通过的气态制冷剂流量，以使气液分离器的液位增加。

【技术实现步骤摘要】
制冷剂循环系统以及其控制方法
本专利技术涉及一种制冷剂循环系统以及其控制方法，尤其涉及一种可用于风冷热泵冷热水机组的制冷剂循环系统以及其控制方法。
技术介绍
风冷热泵冷热水机组制热运行时，空气侧换热器－－盘管蒸发器的制冷剂流量分配均匀性是影响机组的制热效率的一个关键因素。采用分配器和气液分离器是改善制冷剂分配效果的两个常用的手段。传统的使用气液分离器是将气液分离器放置在膨胀阀后，从膨胀阀节流后流出的气液两相制冷剂在进入到分离器中进行气体和液体分离。制冷剂的液体从分离器的下部流出，进入蒸发器盘管分配到各路中。制冷剂气体则从分离器的上部流出，直接到盘管的出口或压缩机的吸气管。由于气液分离器一进两出，需要控制其中的液位才能使其正常工作。现有的方法都是使气液分离器内的制冷剂液体液位控制在一个定值。检测液位的方法如用液位开关，液位传感器，温度加压力传感器配合加热器等等。对检测及控制执行元件的要求相对都比较复杂。此外，气液分离器固定液位的控制对水侧换热器的效率有不利的影响。由于系统在运行的不同工况点，所需的充注量是不同的。如果气液分离器中的液位一定，空气侧换热器中又有过热度控制，制冷剂只能向水侧换热器迁移。造成水侧换热器的制冷剂量过多或过少，从而影响系统的效率。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供了一种制冷剂循环系统，包括压缩机、设置在压缩机输出侧的四通换向阀、第一换热器、第二换热器、膨胀阀、气液分离器、流量调节阀以及控制器，具有第一工作模式，其中制冷剂循环方向设置成依次从所述压缩机、所述四通换向阀、所述第一换热器、所述膨胀阀、所述气液分离器到所述第二换热器，所述第一换热器工作在冷凝模式，所述第二换热器工作在蒸发模式，所述气液分离器可输出气态制冷剂并使其通过设置有所述流量调节阀的调节支路绕过所述第二换热器而引导至所述第二换热器的下游侧，所述气液分离器还可输出液态制冷剂并使其进入到所述第二换热器。其中，所述制冷剂循环系统还包括检测所述第一换热器的过冷度的检测装置，所述控制器可控制所述检测装置及所述流量调节阀，且当所述检测装置检测的过冷度小于设定的第一目标值时，所述控制器通过控制所述流量调节阀减小所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使所述气液分离器的液位下降；当所述检测装置检测的过冷度大于所述第一目标值时，所述控制器通过控制所述流量调节阀增加所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使所述气液分离器的液位增加。在优选的实施例中，所述制冷剂循环系统还可由所述四通换向阀切换为第二工作模式，其中制冷剂循环方向设置成依次从所述压缩机、所述四通换向阀、所述第二换热器、所述膨胀阀到所述第一换热器，所述第二换热器工作在冷凝模式，所述第一换热器工作在蒸发模式，所述气液分离器底部侧与所述膨胀阀的入口侧之间设置有旁通支路，以使制冷剂从所述第二换热器流出并沿所述旁通支路进入到所述膨胀阀，气液分离器仅设置成储液器；所述制冷剂循环系统还包括所述检测处于冷凝模式的所述第二换热器的过冷度的检测装置，所述控制器与所述第二换热器对应的所述检测装置、所述流量调节阀分别关联，所述控制器设置成：处于冷凝模式的第二换热器的过冷度小于设定的第二目标值时通过控制所述流量调节阀增加所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使所述压缩机侧的制冷剂蒸汽直接进入到所述气液分离器，并将所述气液分离器中的制冷剂液体压出到所述旁通支路；处于冷凝模式的第二换热器的过冷度大于所述第二目标值时通过控制所述流量调节阀减小所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使制冷剂气体在气液分离器中液化并储存于所述气液分离器。在优选的实施例中，所述检测装置包括检测制冷剂饱和温度的装置以及检测制冷剂过冷温度的装置。在优选的实施例中，所述流量调节阀为电磁阀或者电子膨胀阀。在优选的实施例中，该制冷剂循环系统为风冷热泵，所述第二换热器为盘管式换热器。本专利技术的另一个实施例还提供一种制冷剂控制方法，该方法提供制冷剂循环路径，使制冷剂循环方向依次为压缩机、四通换向阀、第一换热器、膨胀阀、气液分离器、第二换热器，使所述第一换热器工作在冷凝模式，使所述第二换热器工作在蒸发模式，将所述气液分离器的气态制冷剂通过调节支路引出并绕过所述第二换热器而引导至所述第二换热器的下游侧，将所述气液分离器的液态制冷剂从所述气液分离器引入到所述第二换热器。其中，该方法还包括获取所述第一换热器的过冷度，并且在所述过冷度小于设定的第一目标值时减小所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使所述气液分离器的液位减小；及在所述过冷度大于所述第一目标值时增加所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使所述气液分离器的液位增加。在优选的实施例中，所述控制方法还将制冷剂循环方向切换为沿所述压缩机、所述四通换向阀、所述第二换热器、所述膨胀阀、所述第一换热器依次流动，以使所述第二换热器工作在冷凝模式，还使所述第一换热器工作在蒸发模式，在所述气液分离器底部侧与所述膨胀阀的入口侧之间建立旁通支路，使制冷剂从所述第二换热器流出并沿所述旁通支路进入到所述膨胀阀，将所述气液分离器仅设置成储液器，在处于冷凝模式的所述第二换热器的过冷度小于设定的第二目标值时增加所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使制冷剂蒸汽直接进入到所述气液分离器，将所述气液分离器中的制冷剂液体压出到所述旁通支路；处于冷凝模式的所述第二换热器的过冷度大于所述第二目标值时减小所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使制冷剂气体在气液分离器中液化并储存于所述气液分离器。在优选的实施例中，获取所述第一换热器的过冷度的方法包括获取所述第一换热器中制冷剂的饱和温度的步骤以及获取所述第一换热器的过冷温度的步骤。在优选的实施例中，所述设定的第一目标值是相应的第一换热器的冷却介质的温度和制冷剂的饱和温度之间的平均温差乘以小于1的系数；所述设定的第二目标值是相应的第二换热器的冷却介质的温度和制冷剂的饱和温度之间的平均温差乘以小于1的系数。在优选的实施例中，通过在所述调节支路中设置流量调节阀来调节所述调节支路通过的气态制冷剂流量。依据本专利技术的装置或方法，第一换热器工作在冷凝模式时，在过冷度小于设定的第一目标值时减小所述调节支路通过的气态制冷剂流量，在过冷度大于第一目标值时增加所述调节支路通过的气态制冷剂流量，因此如果过冷度的检测值小于第一目标值，就会减小气液分离器储存制冷剂液体，增加系统的制冷剂充注量，从而将过冷度增加到第一目标值；如果过冷度的检测值大于第一目标值，就会增加气液分离器储存的制冷剂液体，减小系统的制冷剂充注量，从而将过冷度减小到第一目标值，因此通过控制起到冷凝作用的第一换热器的过冷度，气液分离器中的液位在最低和最高之间动态变化，气液分离器可以正常工作，同时可以起到使制冷系统的第二换热器和第一换热器中始终保持最佳的制冷剂量。附图说明本专利技术的上述的以及其它的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：图1为本专利技术一个实施例中的制冷剂循环系统的方块图；图2为图1中制冷剂循环系统中动态分配制冷剂流量的控制关系图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
制冷剂循环系统，包括压缩机、设置在压缩机输出侧的四通换向阀、第一换热器、第二换热器、膨胀阀、气液分离器、流量调节阀以及控制器，具有第一工作模式，其中制冷剂循环方向设置成依次从所述压缩机、所述四通换向阀、所述第一换热器、所述膨胀阀、所述气液分离器到所述第二换热器，所述第一换热器工作在冷凝模式，所述第二换热器工作在蒸发模式，所述气液分离器可输出气态制冷剂并使其通过设置有所述流量调节阀的调节支路绕过所述第二换热器而引导至所述第二换热器的下游侧，所述气液分离器还可输出液态制冷剂并使其进入到所述第二换热器，其特征在于：所述制冷剂循环系统还包括检测所述第一换热器的过冷度的检测装置，所述控制器可控制所述检测装置及所述流量调节阀，且当所述检测装置检测的过冷度小于设定的第一目标值时，所述控制器通过控制所述流量调节阀减小所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使所述气液分离器的液位下降；当所述检测装置检测的过冷度大于所述第一目标值时，所述控制器通过控制所述流量调节阀增加所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使所述气液分离器的液位增加。

【技术特征摘要】
1.制冷剂循环系统，包括压缩机、设置在压缩机输出侧的四通换向阀、第一换热器、第二换热器、膨胀阀、气液分离器、流量调节阀以及控制器，具有第一工作模式，其中制冷剂循环方向设置成依次从所述压缩机、所述四通换向阀、所述第一换热器、所述膨胀阀、所述气液分离器到所述第二换热器，所述第一换热器工作在冷凝模式，所述第二换热器工作在蒸发模式，所述气液分离器可输出气态制冷剂并使其通过设置有所述流量调节阀的调节支路绕过所述第二换热器而引导至所述第二换热器的下游侧，所述气液分离器还可输出液态制冷剂并使其进入到所述第二换热器，其特征在于：所述制冷剂循环系统还包括检测所述第一换热器的过冷度的检测装置，所述控制器可控制所述检测装置及所述流量调节阀，且当所述检测装置检测的过冷度小于设定的第一目标值时，所述控制器通过控制所述流量调节阀减小所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使所述气液分离器的液位下降；当所述检测装置检测的过冷度大于所述第一目标值时，所述控制器通过控制所述流量调节阀增加所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使所述气液分离器的液位增加。2.如权利要求1所述的制冷剂循环系统，其特征在于，所述制冷剂循环系统还可由所述四通换向阀切换为第二工作模式，其中制冷剂循环方向设置成依次从所述压缩机、所述四通换向阀、所述第二换热器、所述膨胀阀到所述第一换热器，所述第二换热器工作在冷凝模式，所述第一换热器工作在蒸发模式，所述气液分离器底部侧与所述膨胀阀的入口侧之间设置有旁通支路，以使制冷剂从所述第二换热器流出并沿所述旁通支路进入到所述膨胀阀，气液分离器仅设置成储液器；所述制冷剂循环系统还包括检测处于冷凝模式的所述第二换热器的过冷度的检测装置，所述控制器与所述第二换热器对应的所述检测装置、所述流量调节阀分别关联，所述控制器设置成：处于冷凝模式的第二换热器的过冷度小于设定的第二目标值时通过控制所述流量调节阀增加所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使所述压缩机侧的制冷剂蒸汽直接进入到所述气液分离器，并将所述气液分离器中的制冷剂液体压出到所述旁通支路；处于冷凝模式的第二换热器的过冷度大于所述第二目标值时通过控制所述流量调节阀减小所述调节支路通过的气态制冷剂流量，以使制冷剂气体在气液分离器中液化并储存于所述气液分离器。3.如权利要求1所述的制冷剂循环系统，其特征在于，所述检测装置包括检测制冷剂饱和温度的装置以及检测制冷剂过冷温度的装置。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文勇，张俐敏，
申请(专利权)人：特灵空调系统中国有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32