空调系统以及控制方法与流程

1.本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种具有多个室外机的多联机空调系统。


背景技术：

2.随着多联机系统的应用越来越广泛，多联机所包括的室外机，以及所述室外机所具有的功能模块越来越多。具有不同功能模块的多个室外机被配置在屋顶或其它适的场所，这些室外机需要同时和3-100个室内机配置在一个系统管路上面。
3.由于具有不同功能模块的多个室外机工作时具有不同步性，冷媒在长配管中因为与环境进行热交换而压力损失进而产生大量空化空泡，在制冷运行时，占据了有效的室内换热器工作容积，直接影响室内机的制冷工作效率。同时，在制热运行时，大量的空化空泡会影响室外机的换热特性和蒸发温度，导致空调系统需要反复结霜和化霜，影响室内换热器制热能力和室内环境的热舒适性。
4.因此，如何提供一种空调系统，在制冷和制热运行时均能够减少长配管中的空化空泡给室内换热器或室外机带来的影响，并以此提高空调系统的工作效能，是现有技术所面临的课题。


技术实现要素：

5.针对以上问题，为在制冷和制热运行时均能够减少长配管中的空化空泡给室内换热器或室外机带来的影响，并以此提高空调系统的工作效能，本发明提供了一种空调系统，包括：多个室外机，多个室外机分别与多个第一节流阀连接，其中至少一个室外机的压缩机为喷气增焓压缩机；多个室内机，室内机包括室内换热器和与室内换热器连接的第二节流阀；气液分离组件，具有主体容器、位于主体容器顶部的第一外管、与第一外管连接且设置在主体容器内部的气液分离管、位于主体容器顶部的蒸汽出口管、以及位于主体容器底部的第二外管，第一外管与多个第一节流阀均相互连接，第二外管与多个第二节流阀均相互连接，蒸汽出口管与喷气增焓压缩机的喷气增焓口连通。
6.根据本发明的技术方案，多个室外机可以是多个相同的室外机并联，但优选是多个具有不同功能模块的室外机，如此可以满足用户不同的需求，例如制备热水、分区控制等。室外机与第一节流阀连接、室内换热器与第二节流阀连接，当空调系统制冷运行时，来自室外机的液态冷媒在第一节流阀中进行节流后变为气液混合态冷媒并进入气液分离组件；当空调系统制热运行时，来自室内换热器的液态冷媒在第二节流阀中进行节流后变为气液混合态冷媒并进入气液分离组件。
7.气液分离组件具有：主体容器、位于主体容器顶部的第一外管、与第一外管连接且设置在主体容器内部的气液分离管、位于主体容器顶部的蒸汽出口管、以及位于主体容器底部的第二外管。优选地，设置在主体容器内部的气液分离管延伸至靠近主体容器底部的位置，以避免液态冷媒进入蒸汽出口管，第一外管和第二外管纵向上分别位于主体容器的顶部和底部，横向上分别位于主体容器的两端，以利用主体容器的长度更好地实现气液分
离。其中，第一外管和第二外管可以是独立的管体，也可以是与其它连接管一体的。
8.第一外管与多个第一节流阀均相互连接，第二外管与多个第二节流阀均相互连接，蒸汽出口管与喷气增焓压缩机的喷气增焓口连通。当空调系统制冷运行时，气液混合态冷媒从第一外管中进入气液分离管，气态冷媒从蒸汽出口管进入喷气增焓压缩机的喷气增焓口，这样就直接增加了压缩机的循环流量，而液态冷媒进入室内换热器换热，此时，在室内换热器中进行循环的液态冷媒因为空化空泡的减少而不会占据室内换热器工作容积，从而提高室内换热器的制冷工作效能。当空调系统制热运行时，气液混合态冷媒从第二外管中进入气液分离管，气态冷媒从蒸汽出口管进入喷气增焓压缩机的喷气增焓口，这些气态冷媒有效地增加了制热运行时压缩机的循环流量，进而提高了低温时的制热能力和能效，而液态冷媒从第一外管中进入室外机换热，此时，在室外机中进行循环的液态冷媒因为空化空泡的减少而减少，室外机的换热特性和蒸发温度得到改善，空调系统的结霜程度降低和化霜次数减少，从而提高了室内换热器制热能力和室内环境的热舒适性。
9.在本发明较优的技术方案中，气液分离管具有：第一管部，第一管部的第一端与第一外管连接，第一管部的第二端延伸至靠近主体容器底部，以及第二管部，第二管部与第一管部连通，并在靠近主体容器底部的高度范围延伸。
10.根据该较优的技术方案，第一管部的第二端延伸至靠近主体容器底部有助于避免液态冷媒进入蒸汽出口管，同时在空调系统制热运行时，气液混合态冷媒能够从位于主体容器底部的第二外管中进入气液分离管。第二管部与第一管部连通，并在靠近主体容器底部的高度范围延伸，该第二管部起到减缓气液混合态冷媒流速的作用，以提高气液分离的效率，有助于避免气态冷媒进入蒸汽出口管，从而进入喷气增焓压缩机发生液击等问题。
11.其中，靠近主体容器底部的高度范围是指介于与主体容器底部抵接，和距离主体容器底部高度小于主体容器高度的三分之一之间，进一步，介于与主体容器底部抵接，和距离主体容器底部高度小于主体容器高度的五分之一之间。
12.在本发明较优的技术方案中，第一管部为垂直于主体容器底部竖直管，第二管部为平行于主体容器底部的水平管。
13.根据该较优的技术方案，第一管部为垂直于主体容器底部竖直管，第二管部为平行于主体容器底部的水平管，优选地，气液分离管为l形管。水平管一方面能减缓中压气液混合态冷媒流速的作用，以提高气液分离的效率，另一方面在空调制热运行过程中，来自第二外管的气液混合态冷媒将更容易通过水平管被送入竖直管和第一外管，进而实现制热运行中对气液混合态冷媒的高效分离。
14.在本发明较优的技术方案中，蒸汽出口管通过蒸汽连接管与喷气增焓口连通，蒸汽出口管与蒸汽连接管之间设有单向阀。
15.根据该较优的技术方案，由于在蒸汽出口管与蒸汽连接管之间设有单向阀，单向阀的流动方式为从气液分离组件的蒸汽出口管向蒸汽连接管流动，使得气液分离组件中分离后的气态冷媒能够顺利的流出气液分离组件，同时避免蒸汽连接管中的气态冷媒倒流进气液分离组件的气液分离主体中。
16.在本发明较优的技术方案中，蒸汽连接管通过喷气增焓连接管与喷气增焓口连通，蒸汽连接管与喷气增焓连接管之间设有电磁阀。
17.根据该较优的技术方案，通过外接喷气增焓连接管将蒸汽连接管与喷气增焓口连
通，因为比起喷气增焓口，喷气增焓连接管的规格更容易调整，进而扩大了可选用的蒸汽连接管的规格范围。
18.由于蒸汽连接管与喷气增焓连接管之间设有电磁阀，该电磁阀可以在压缩机停机时自动关闭，避免压缩机在再次启动时受到损害。
19.在本发明可选的技术方案中，气液分离组件设置在室外侧，多个室外机与一个气液分离组件连通。
20.根据该可选的技术方案，气液分离组件设置在室外侧将有利于气液分离组件的安装配置，蒸汽出口管与喷气增焓压缩机的喷气增焓口较为接近，无需增加长配管的数量。多个室外机与一个气液分离组件连通，进一步每2～3个室外机对应一个气液分离组件，整体的效能更好，被认为是优选的。其中，连接于室外侧和室内侧之间的连接管为长配管。
21.在本发明可选的技术方案中，气液分离组件设置在室内侧，每一个室外机与一个气液分离组件连通，多个蒸汽出口管连接至一个蒸汽连接管。
22.根据该可选的技术方案，气液分离组件设置在室内侧，在空调系统制冷运行时，经过分离后的液态冷媒将直接进入室内换热器，可以提高室内换热器进口的冷媒液体含量，进而提高室内换热器的换热效能。
23.在本发明较优的技术方案中，蒸汽连接管为中压蒸汽传输长配管。
24.根据该较优的技术方案，当气液分离组件设置在室内侧时，蒸汽连接管需要从室内侧连接至室外侧，优选采用中压蒸汽传输长配管作为蒸汽连接管，中压蒸汽传输长配管的管径小于气体连接管管径，大于液体连接管管径。
25.其中，中压是相对于压缩机排出的高压气态冷媒而言的，将低于压缩机直接排出的气态冷媒的压力定义为中压。
26.其中，长配管是指连接室外侧和室内侧的连接管。
27.本发明还提供了一种空调系统的控制方法，在上述任一技术方案中的空调系统进行制冷运行时，控制气液混合态冷媒依次经过第一外管、气液分离管进入主体容器，气态冷媒被送入蒸汽出口管，液态冷媒被送入第二外管；在上述任一技术方案中的空调系统进行制热运行时，控制气液混合态冷媒经过第二外管进入主体容器，气态冷媒被送入蒸汽出口管，液态冷媒依次被送入气液分离管和第一外管。
28.根据本发明提供的技术方案，当空调系统进行制冷运行时，经过第一节流阀后的气液混合态冷媒可以通过气液分离组件进行气液分离，将分离出的气态冷媒用于喷气增焓，以减少第二节流阀进口出的气体含量，并且降低第二节流阀工作时的噪音。当空调系统进行制热运行时，经过第二节流阀后的气液混合态冷媒也可以通过气液分离组件进行气液分离，当环境温度越低，分离出的气态冷媒越多，将此部分气态冷媒用于喷气增焓可以显著增加压缩机的吸气量和整体的冷媒循环量，同时减少了室外机中的冷媒循环量，室外机的换热特性和蒸发温度得到改善，空调系统的结霜程度降低和化霜次数减少，从而提高了室内换热器制热能力和室内环境的热舒适性。
29.综上，本发明提供的技术方案，至少具备以下优点：
30.(1)对一次节流后的冷媒进行气液分离，将气相冷媒用于喷气增焓，提高压缩机的循环量和整个系统的制热量；
31.(2)采用上述气液分离组件的结构，在空调系统在制冷运行和制热运行时均能实
现对一次节流后的冷媒进行气液分离；
32.(3)减少因为多个室外机运行不同步带来的长配管中产生大量空化空泡问题，以使得本发明中的技术方案在和中大型空调系统中节能效果更为显著；
33.(4)在环境温度越低是通过气液分离组件分离出大量气态冷媒，以使得发明中的技术方案在环境温度较低时的节能效果更为显著。
附图说明
34.图1为本发明实施方式中的空调系统的结构示意图；
35.图2为本发明实施方式中的空调系统的结构示意图；
36.图3为本发明实施方式中的气液分离组件的结构示意图。
37.附图标记：空调系统100，室外机10，第一节流阀11，第三节流阀12，室内换热器20，第二节流阀21，气液分离组件30，主体容器31，第一外管32，气液分离管33，蒸汽出口管34，第二外管35，第一管部331，第二管部332，蒸汽连接管12，单向阀36，喷气增焓连接管13，电磁阀14，第一连接管15，第二连接管16。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.本实施方式提供了一种空调系统100，在制冷和制热运时均能够减少长配管中的空化空泡给室内换热器20或室外机10带来的影响，并以此提高空调系统100的工作效能，该空调系统100包括：多个室外机10，多个室外机10分别与多个第一节流阀11连接，其中至少一个室外机10的压缩机为喷气增焓压缩机(未图示)；多个室内机，室内机包括室内换热器20和与室内换热器20连接的第二节流阀21；气液分离组件30，具有主体容器31、位于主体容器31顶部的第一外管32、与第一外管32连接且设置在主体容器31内部的气液分离管33、位于主体容器31顶部的蒸汽出口管34以及位于主体容器31底部的第二外管35，第一外管32与多个第一节流阀11均相互连接，第二外管35与多个第二节流阀21均相互连接，蒸汽出口管34与喷气增焓压缩机的喷气增焓口连通。
40.进一步地，蒸汽出口管34通过蒸汽连接管12与喷气增焓口连通，蒸汽出口管34与蒸汽连接管12之间设有单向阀36。
41.进一步地，蒸汽连接管12通过喷气增焓连接管13与喷气增焓口连通，蒸汽连接管12与喷气增焓连接管13之间设有电磁阀14。
42.通过外接喷气增焓连接管13将蒸汽连接管12与喷气增焓口连通，因为比起喷气增焓口，喷气增焓连接管13的规格更容易调整，进而扩大了可选用的蒸汽连接管12的规格范围。举例来说，当气液分离组件30被设置在室外侧时，蒸汽连接管12为普通连接管，当气液分离组件30被设置在室内侧时，蒸汽连接管12为中压蒸汽传输长配管，且该中压蒸汽传输长配管的管径大于普通液体连接管的管径、小于普通气体连接管的管径，并且根据不同配置的空调系统100可以做出适应性的调整。
43.具体地，当空调系统100制冷运行时，来自室外机10的高压液态冷媒在第一节流阀11中进行节流后变为中压气液混合态冷媒，该中压气液混合态冷媒通过位于主体容器31顶部的第一外管32进入气液分离管33，并进入主体容器31，在主体容器31中进一步进行气液分离后，气态冷媒从位于主体容器31顶部的蒸汽出口管34离开，并经过单向阀36和蒸汽连接管12被送至喷气增焓压缩机的喷气增焓口以进入下一循环，液态冷媒从位于主体容器31底部的第二外管35离开后进入第二节流阀21进行节流后进入室内换热器20完成制冷循环。气液分离组件30起到了二次过冷(使饱和液体进一步冷却避免相变)的作用，提高空调系统100中冷媒循环的能效，同时减少进入第二节流阀21中的气体含量降低其节流时的噪声，较为静音的空调系统100为室内用户带去更好的用户体验。
44.参考图1，高压气态冷媒在室外机10中进行一次换热后，在第一节流阀11中进行节流，节流后的中压气液混合态冷媒通过第一连接管15送入第一外管32，并进入气液分离管33。气态冷媒通过蒸汽出口管34经过单向阀36后被蒸汽连接管12送入喷气增焓连接管13，进而进入喷气增焓压缩机的喷气增焓口，蒸汽连接管12与喷气增焓连接管13之间设有一个电磁阀14。液态冷媒从第二外管35离开，并被依次送入室内机中的第二节流阀21和室内换热器20。经过室内换热器20换热后的低压气态冷媒依次通过第二连接管16和第三节流阀12回到室外机10，以完成制冷循环。在空调系统100制冷运行中，将气液混合态冷媒送入主体容器31的管路即为第一外管32，第一外管32可以是一个独立的管体，或者与其它连接管(例如第一连接管15)一体设置；将液态冷媒送出主体容器31的管路即为第二外管35，第二外管35可以是一个独立的管道，或者与其它连接管一体设置。
45.当空调系统100制热运行时，来自室内换热器20的高压液态冷媒在第二节流阀21中进行节流后变为中压气液混合态冷媒，该中压气液混合态冷媒通过位于主体容器31底部的第二外管35进入主体容器31，在主体容器31中进一步进行气液分离后，液态冷媒进入气液分离管33并从位于主体容器31顶部的第一外管32离开，液态冷媒经过第一节流阀11后进入室外机完成制热循环。气态冷媒从位于主体容器31顶部的蒸汽出口管34离开。环境温度越低，经过气液分离组件30后的气态冷媒就越多，大量气态冷媒经过单向阀36和蒸汽连接管12被送至喷气增焓压缩机的喷气增焓口以进入下一循环，可以显著增加压缩机的吸气量和整体的冷媒循环量，同时减少了室外机中的冷媒循环量，有利于提高室外机的蒸发温度，降低了结霜频率和化霜次数，也就有利于提高空调系统100中冷媒循环的能效。、
46.参考图1，高压气态冷媒在室内换热器20中进行一次换热后，在第二节流阀21中进行节流，节流后的中压气液混合态冷媒被送入第二外管35以及主体容器31，并进入气液分离管33。液态冷媒从从延伸至靠近主体容器31底部的气液分离管33和第一外管32离开，并经过第一节流阀11回到室外机10中进行二次换热以完成制热循环。气态冷媒通过蒸汽出口管34经过单向阀36后被蒸汽连接管12送入喷气增焓连接管13，进而进入喷气增焓压缩机的喷气增焓口，蒸汽连接管12与喷气增焓连接管13之间设有一个电磁阀14。
47.图2中的空调系统100与图1中的空调系统100不同的地方在于，图2中的多个室外机10的压缩机均为喷气增焓压缩机，且喷气增焓压缩机的喷气增焓口通过喷气增焓连接管13与蒸汽出口管34连通。
48.作为优选的实施方式，参考图3，气液分离管33具有：第一管部331，第一管部331的第一端与第一外管32连接，第一管部331的第二端延伸至靠近主体容器31底部，以及第二管
部332，第二管部332与第一管部331连通，并在靠近主体容器31底部的高度范围延伸。
49.在该优选的实施方式中，第一管部331的第二端延伸至靠近主体容器31底部有助于避免液态冷媒进入蒸汽出口管34，同时在空调系统100制热运行时，气液混合态冷媒能够从位于主体容器31底部的第二外管35中进入气液分离管33。第二管部332与第一管部331连通，并在靠近主体容器31底部的高度范围延伸，该第二管部332起到减缓气液混合态冷媒流速的作用，以提高气液分离的效率，有助于避免气态冷媒进入蒸汽出口管34，从而进入喷气增焓压缩机发生液击等问题。
50.其中，参考图3，靠近主体容器31底部的高度范围是指介于与容器底部抵接，和距离主体容器31底部高度h小于主体容器31高度h的三分之一之间(0≤h≤h/3)。进一步，介于与容器底部抵接，和距离主体容器31底部高度h小于主体容器31高度h的五分之一之间((0≤h≤h/5))。
51.作为优选的实施方式，第一管部331为垂直于主体容器31底部竖直管，第二管部332为平行于主体容器31底部的水平管。
52.在该优选的实施方式中，参考图3，第一管部331为垂直于主体容器31底部竖直管，第二管部332为平行于主体容器31底部的水平管，优选地，气液分离管33为l形管。水平管一方面能减缓中压气液混合态冷媒流速的作用，以提高气液分离的效率，另一方面在空调制热运行过程中，来自第二外管35的气液混合态冷媒将更容易通过水平管被送入竖直管和第一外管32，进而实现制热运行中对气液混合态冷媒的高效分离。
53.作为可选的实施方式，气液分离组件30设置在室外侧，多个室外机10与一个气液分离组件30连通。
54.在该可选的实施方式中，气液分离组件30设置在室外侧将有利于气液分离组件30的安装配置，蒸汽出口管34与喷气增焓压缩机的喷气增焓口较为接近，无需增加长配管的数量。多个室外机10与一个气液分离组件30连通，进一步每2～3个室外机10对应一个气液分离组件30，整体的效能更好，被认为是优选的。
55.作为可选的实施方式，气液分离组件30设置在室内侧，每一个室外机10与一个气液分离组件30连通，多个蒸汽出口管34连接至一个蒸汽连接管12。蒸汽连接管12为中压蒸汽传输长配管
56.在该可选的实施方式中，气液分离组件30设置在室内侧，在空调系统制冷运行时，经过分离后的液态冷媒将直接进入室内换热器20，可以提高室内换热器20进口的冷媒液体含量，进而提高室内换热器20的换热效能。当气液分离组件30设置在室内侧时，蒸汽连接管12需要从室内侧连接至室外侧，优选采用中压蒸汽传输长配管作为蒸汽连接管12，中压蒸汽传输长配管的管径小于普通气体连接管管径，大于普通液体连接管管径。其中，中压是相对于压缩机排出的高压气态冷媒而言的，将低于压缩机直接排出的气态冷媒的压力定义为中压。
57.本实施方式还提供了一种空调系统100的控制方法，在上述任一技术方案中的空调系统100进行制冷运行时，控制气液混合态冷媒依次经过第一外管32、气液分离管33进入主体容器31，气态冷媒被送入蒸汽出口管34，液态冷媒被送入第二外管35；在上述任一技术方案中的空调系统100进行制热运行时，控制气液混合态冷媒经过第二外管35进入主体容器31，气态冷媒被送入蒸汽出口管34，液态冷媒依次被送入气液分离管33和第一外管32。
58.根据本实施方式提供的技术方案，当空调系统100进行制冷运行时，经过第一节流阀11后的气液混合态冷媒可以通过气液分离组件30进行气液分离，将分离出的气态冷媒用于喷气增焓，以减少第二节流阀21进口出的气体含量，并且降低第二节流阀21工作时的噪音。当空调系统100进行制热运行时，经过第二节流阀21后的气液混合态冷媒也可以通过气液分离组件30进行气液分离，当环境温度越低，分离出的气态冷媒越多，将此部分气态冷媒用于喷气增焓可以显著增加压缩机的吸气量和整体的冷媒循环量，同时减少了室外机中的冷媒循环量，室外机的换热特性和蒸发温度得到改善，空调系统100的结霜程度降低和化霜次数减少，从而提高了室内换热器20制热能力和室内环境的热舒适性。
59.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。