CN103162469B - 空调器的回油控制方法、装置及空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调器的回油控制方法、装置及空调器。其中,空调器的回油控制方法包括:检测回油管道中制冷剂的流速v;比较所述流速v与预设流速vmin的大小,其中,所述预设流速vmin为所述空调器回油时所需的制冷剂的最小流速;以及在判定所述流速v小于或等于所述预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理。通过本发明,解决了现有技术中制冷剂低速运行时容易造成压缩机因缺油而损坏的问题,进而达到了延长压缩机寿命的效果。
Description
技术领域
本发明涉及空调器领域,具体而言,涉及一种空调器的回油控制方法、装置及空调器。
背景技术
空调系统运行时,部分润滑油会随着制冷剂一起排出压缩机,进入到系统配管、冷凝器和蒸发器中,只有当排入到系统中的润滑油能顺利返回到压缩机,维持油的动态平衡,才能确保压缩机不缺油。否则其油面下降,会出现压缩机因缺油而烧毁的现象。因此一定的储油量是保证压缩机可靠运行的最基本条件,只有当储油量超过其需要的最少油量时,才能保证压缩机安全可靠运行。压缩机储油量主要由压缩机的排油量和回油量决定。排油量越大,回油量越少,则储油量越少;排油量越少,回油量越大,则储油量越大。
润滑油是随制冷剂流动而被带回压缩机的,在润滑油已选定的情况下(一般已由压缩机厂家选定),制冷剂流速越快,越有利于将油带回到压缩机,但是在制冷剂以较小流速流动时,无法及时将润滑油带回压缩机,若压缩机长时间处于这种情况,将会造成压缩机因缺油而损坏。
针对相关技术中制冷剂低速运行时容易造成压缩机因缺油而损坏的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种空调器的回油控制方法、装置及空调器,以解决现有技术中制冷剂低速运行时容易造成压缩机因缺油而损坏的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种空调器的回油控制方法,包括:检测回油管道中制冷剂的流速v;比较所述流速v与预设流速vmin的大小,其中,所述预设流速vmin为所述空调器回油时所需的制冷剂的最小流速;以及在判定所述流速v小于或等于所述预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理。
进一步地,在判定流速v小于或等于预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理包括:在判定0时,控制空调器每间隔第一预设时间执行一次回油处理;以及在判定时,控制空调器每间隔第二预设时间执行一次回油处理,其中,第一预设时间大于第二预设时间。
进一步地,流速v包括第一流速v1和第二流速v2,其中,第一流速v1为制冷剂在回油管道的竖直管中的流速,第二流速v2为制冷剂在回油管道的水平管中的流速,预设流速vmin包括第一预设流速v1min和第二预设流速v2min,其中,第一预设流速v1min为空调器回油时竖直管所需的制冷剂的最小流速,第二预设流速v2min为空调器回油时水平管所需的制冷剂的最小流速,在判定流速v小于或等于预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理包括:在判定第一流速v1小于或等于第一预设流速v1min,或者第二流速v2小于或等于第二预设流速v2min时,控制空调器执行回油处理。
进一步地,检测回油管道中制冷剂的流速v包括:检测空调器的压缩机的运行频率f;检测冷凝剂的冷凝压力pc和蒸发压力pe;以及根据运行频率f和冷凝压力pc以及蒸发压力pe计算回油管道中制冷剂的流速v。
进一步地,通过以下公式计算回油管道中制冷剂的流速v:
其中,qva为压缩机的实际输气量,ηv为压缩机的容积效率,qvt为压缩机的理论输气量,λV为余隙容积系数,λT为温度系数,s为压缩机的电机的转差率,Vp为压缩机的气缸的工作容积,D为回油管道的竖直管或水平管的最大管径,P为压缩机的极数,c为相对余隙容积,m为绝热指数,结合压缩机的实验流量曲线公式计算容积效率ηv、温度系数λT、相对余隙容积c和绝热指数m,实验流量曲线公式为其中,vb为比容,n为压缩机转速,M为制冷剂流量。
进一步地,预设流速vmin通过以下方式设定:检测空调器工作时的室外环境温度T;以及通过室外环境温度T对压缩机回油时制冷剂的标准最小流速进行修正,得到预设流速vmin。
进一步地,通过以下公式对压缩机回油时制冷剂的标准最小流速进行修正,得到预设流速vmin:
vmin=a1+a2T+a3T2,
其中,a1、a2和a3为无量纲系数。
为了实现上述目的,根据本发明的另一方面,提供了一种空调器的回油控制装置,用于执行上述本发明提供的任意一种回油控制方法。
为了实现上述目的,根据本发明的另一方面,提供了一种空调器的回油控制装置,进一步地,包括:检测模块,用于检测回油管道中制冷剂的流速v;比较模块,用于比较流速v与预设流速vmin的大小,其中,预设流速vmin为空调器回油时所需的制冷剂的最小流速;以及控制模块,用于在判定流速v小于或等于预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理。
进一步地,控制模块包括:第一控制模块,用于在判定时,控制空调器每间隔第一预设时间执行一次回油处理;以及第二控制模块,用于在判定时,控制空调器每间隔第二预设时间执行一次回油处理,其中,第一预设时间大于第二预设时间。
进一步地,检测模块包括:第一检测模块,用于检测空调器的压缩机的运行频率f;第二检测模块,用于检测冷凝剂的冷凝压力pc和蒸发压力pe;以及计算模块,用于根据运行频率f和冷凝压力pc以及蒸发压力pe计算回油管道中制冷剂的流速v。
进一步地,检测模块包括:第三检测模块,用于检测空调器工作时的室外环境温度T;以及修正模块,用于通过室外环境温度T对压缩机回油时制冷剂的标准最小流速进行修正,得到预设流速vmin。
为了实现上述目的,根据本发明的另一方面,提供了一种空调器,包括本发明上述内容所提供的任一种回油控制装置。
通过本发明,采用检测回油管道中制冷剂的流速v;比较所述流速v与预设流速vmin的大小,其中,所述预设流速vmin为所述空调器回油时所需的制冷剂的最小流速;以及在判定所述流速v小于或等于所述预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理,通过检测回油管道中制冷剂的流速,并将该流速与预设流速进行比较,以判定回油管道中制冷剂是否处于低速流动状态,当其处于低速流动状态时,控制空调器执行回油处理,避免了由于制冷剂处于低速流动时无法将润滑油带回压缩机而造成压缩机长时间缺油的现象,解决了现有技术中制冷剂低速运行时容易造成压缩机因缺油而损坏的问题,进而达到了延长压缩机寿命的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据本发明第一实施例的回油控制装置的示意图;
图2是根据本发明第二实施例的回油控制装置的示意图;
图3是根据本发明第一实施例的回油控制方法的流程图;以及
图4是根据本发明第二实施例的回油控制方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是根据本发明第一实施例的回油控制装置的示意图,如图1所示,该实施例的回油控制装置包括:检测模块10、比较模块20和控制模块30。
检测模块,用于检测回油管道中制冷剂的流速v。具体地,包括制冷剂在回油管道的垂直管中的流速v1和制冷剂在回油管道的水平管中的流速v2,流速v1和流速v2可以反映制冷剂流动时润滑油的回油情况。
比较模块,用于比较流速v与预设流速vmin的大小,其中,预设流速vmin为空调器回油时所需的制冷剂的最小流速。具体地,分别比较流速v1和第一预设流速v1min的大小,以及流速v2和第二预设流速v2min的大小。
控制模块,用于在判定流速v小于或等于预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理。具体地,在判定流速v1小于或等于第一预设流速v1min,或者流速v2小于或等于第二预设流速v2min时,控制空调器执行回油处理。
通过检测回油管道中制冷剂的流速,并将该流速与预设流速进行比较,以判定回油管道中制冷剂是否处于低速流动状态,当其处于低速流动状态时,控制空调器执行回油处理,达到了避免由于制冷剂处于低速流动时无法将润滑油带回压缩机而造成压缩机长时间缺油的效果。
图2是根据本发明第二实施例的回油控制装置的示意图,如图2所示,该实施例中的回油控制装置包括:检测模块10、比较模块20和控制模块30,其中,控制模块30包括第一控制模块31和第二控制模块32,检测模块包括第一检测模块11、第二检测模块12、计算模块13、第三检测模块14和修正模块15。
第一检测模块11,用于检测空调器的压缩机的运行频率f。
第二检测模块12,用于检测冷凝剂的冷凝压力pc和蒸发压力pe。
计算模块13,用于根据运行频率f和冷凝压力pc以及蒸发压力pe计算回油管道中制冷剂的流速v。
第三检测模块14,用于检测空调器工作时的室外环境温度T。
修正模块15,用于通过室外环境温度T对压缩机回油时制冷剂的标准最小流速进行修正,得到预设流速vmin。
其中,通过以下公式计算回油管道中制冷剂的流速v:
其中,qva为压缩机的实际输气量,ηv为压缩机的容积效率,qvt为压缩机的理论输气量,λV为余隙容积系数,λT为温度系数,s为压缩机的电机的转差率,Vp为压缩机的气缸的工作容积,D为回油管道的竖直管或水平管的最大管径,P为压缩机的极数,c为相对余隙容积,m为绝热指数,结合压缩机的实验流量曲线公式计算容积效率ηv、温度系数λT、相对余隙容积c和绝热指数m,实验流量曲线公式为其中,vb为比容,n为压缩机转速,M为制冷剂流量。
在上述描述中,流速v包括第一流速v1和第二流速v2,其中,第一流速v1为制冷剂在回油管道的竖直管中的流速,第二流速v2为制冷剂在回油管道的水平管中的流速,当需要检测第一流速v1时,相应地,检测的冷凝剂的冷凝压力pc和蒸发压力pe是制冷剂在回油管道竖直管中的冷凝压力和回油压力,D为回油管道的竖直管的最大管径;当需要检测第二流速时,相应地,检测的冷凝剂的冷凝压力pc和蒸发压力pe是制冷剂在回油管道水平管中的冷凝压力和回油压力,D为回油管道的水平管的最大管径。
通过以下公式对压缩机回油时制冷剂的标准最小流速进行修正,得到预设流速vmin:
vmin=a1+a2T+a3T2,
其中,a1、a2和a3为无量纲系数。
由于环境温度影响着润滑油的粘度和溶解度,不同的环境温度会造成润滑油在制冷剂中的溶解度不同,通过环境温度对压缩机回油时制冷剂的标准最小流速进行修正,保证了压缩机能够顺利回油所需最小制冷剂流速的准确性。
在比较模块20判定时,第一控制模块31控制空调器每间隔第一预设时间运行一次回油;在比较模块20判定时,第二控制模块32控制空调器每间隔第二预设时间运行一次回油,其中,第一预设时间大于第二预设时间。
在上述描述中,预设流速vmin包括第一预设流速v1min和第二预设流速v2min,其中,第一预设流速v1min为空调器回油时竖直管所需的制冷剂的最小流速,第二预设流速v2min为空调器回油时水平管管所需的制冷剂的最小流速,在比较模块20判定时,第一控制模块31控制空调器每间隔第一预设时间运行一次回油包括:在比较模块20判定 或 时,第一控制模块31控制空调器每间隔第一预设时间运行一次回油,在比较模块20判定时,第二控制模块32控制空调器每间隔第二预设时间运行一次回油包括:在比较模块20判定或时,第二控制模块32控制空调器每间隔第二预设时间运行一次回油。
通过检测空调器运行时压缩机的运行频率和制冷剂在垂直管道和水平管道中分别对应的的冷凝压力、蒸发压力以计算回油管道中制冷剂的第一流速和第二流速,实现了更加准确的判定制冷剂流速的效果,再通过将第一流速和第二流速分别与第一预设流速和第二预设流速进行比较,以判定回油管道中制冷剂的流速状态,进而来执行相应的回油处理,实现了在制冷剂处于低速流动时及时控制空调器执行回油处理,解决了现有技术中制冷剂低速运行时容易造成压缩机因缺油而损坏的问题,进而达到了延长压缩机寿命的效果。
图3是根据本发明第一实施例的回油控制方法的流程图,如图3所示,该实施例的回油控制方法包括:步骤S302至步骤S306。
S302:检测回油管道中制冷剂的流速v。具体地,包括制冷剂在回油管道的垂直管中的流速v1和制冷剂在回油管道的水平管中的流速v2,流速v1和流速v2可以反映制冷剂流动时润滑油的回油情况。
S304:比较所述流速v与预设流速vmin的大小,其中,所述预设流速vmin为所述空调器回油时所需的制冷剂的最小流速。具体地,分别比较流速v1和第一预设流速v1min的大小,以及流速v2和第二预设流速v2min的大小。
S306:在判定所述流速v小于或等于所述预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理。具体地,流速v1小于或等于第一预设流速v1min,或流速v2小于或等于第二预设流速v2min时,控制空调器执行回油处理。
通过检测回油管道中制冷剂的流速,并将该流速与预设流速进行比较,以判定回油管道中制冷剂是否处于低速流动状态,当其处于低速流动状态时,控制空调器执行回油处理,达到了避免由于制冷剂处于低速流动时无法将润滑油带回压缩机而造成压缩机长时间缺油的效果。
图4是根据本发明第二实施例的回油控制方法的流程图,如图4所示,该实施例的回油控制方法包括:首先向系统中输入安装的最大竖直管和最大水平管管径,然后通过检测到的系统运行频率和高、低压,计算出压力比和制冷剂流速,通过检测到的温度,按系统回油所需最小制冷剂流速的修正公式计算所需最小流速,最后进行比较系统的实际的制冷剂流速和顺利回油所需最小制冷剂流速,进而判断是否需运行回油程序及回油间隔时间。
若在竖直管处若v1>v1min且在水平管处v2>v2min,则保持原状态运行,无需运行回油程序;若在竖直管或时,则每隔T2(1小时)时间段,进行一次回油运行;其它情况,则每隔T1(2小时)时间段,进行一次回油运行。
制冷剂在管道内沿程蒸发,靠制冷剂气流裹挟油滴回油。回油情况好坏取决于溶解性、流速和油粘度。在润滑油已选定的情况下(一般已由压缩机厂家选定),制冷剂流速越快,越有利于油回到压缩机。
压缩机的实际排气量的计算公式可表示为:
式中,qva为压缩机的实际输气量(单位:cm3/s),ηv为压缩机的容积效率,qvt为压缩机理论输气量(单位:cm3/s),n为压缩机转速(单位:rev/s),VP为压缩机的气缸工作容积(单位:cm3/rev),f为压缩机的频率(单位:HZ),s为压缩机电机的转差率,同步电机取0,p为压缩机的极数。
其中,λV为余隙容积系数,可表示为:
式中,C为相对余隙容积,一般取C≤1.5%,ε为压力比,m即为绝热指数,pc冷凝压力,pe为蒸发压力。
λp为压力系数,表示吸气压力损失对压缩机输气量的影响,由于转子压缩机没有吸气阀,对转子压缩机可以近似认为λp=1。
λT为温度系数,反映吸入气体被加热造成的压缩机输气量的损失,当压力比ε为1.5到8时,可近似取λT=0.98~0.85;
λD为泄露系数,反映气体泄漏对压缩机输气量的影响,在一般工况下,可近似取λD=λV。
则制冷剂流速可表示为:
式中,v为制冷剂的流速(单位:cm/s),M为制冷剂流量(单位:kg/s),D为管径(单位:cm),A为管径面积(单位:cm2),ρ为制冷剂密度(单位:kg/cm3)。
压缩机厂家都会在压缩机规格书中提供该款压缩机的实验流量曲线,根据式:nVpηv=Mvb,即,式中vb为比容(cm3/kg),可计算出该压缩机的实验所得容积效率,进而可计算出该压缩机的相对余隙容积c、绝热指数m和温度系数λT。至此,就可得出使用该款压缩机的制冷系统的制冷剂流速公式。
查阅任意一款压缩机规格书,可以得到保证润滑油顺利回到压缩机所需的水平管标准最小流速及竖直管标准最小流速。该实施例中,查阅压缩机规格书,能够保证润滑油顺利回到压缩机所需的制冷剂标准最小流速为在水平管处为4m/s以上,在竖直管处的为7m/s以上。但系统的环境温度、润滑油粘度及润滑油与制冷剂的溶解性,这些都会影响润滑油顺利返回到压缩机所需的制冷剂流速。粘度大则油的内摩擦力大,油的流动性能差,则系统顺利回油所需制冷剂最小流速就越大;润滑油在制冷剂中的溶解度越小,润滑油也就越难被带回压缩机中,则系统顺利回油所需制冷剂最小流速液就越大。而环境温度则影响着润滑油的粘度和溶解度。环境温度越低,则润滑油粘度过大、润滑油与制冷剂的溶解度就越小,则保证压缩机能够顺利回油所需的制冷剂流速就越大。
该实施例中,通过对压缩机(制冷剂为R410A,润滑油为FV50S)的大量实验,得出其顺利回油所需的最小制冷剂流速与室外环境温度的关系如下表:
对实验数据进行拟合可得:
竖直管所需最小制冷剂流速为:
v1min=f(T)=a1+a2T+a3T2=6.8-0.0247T+0.006T2
水平管所需最小制冷剂流速为:
v2min=g(T)=b1+b2T+b3T2=3.7-0.0618T+0.0035T2
通过上述拟合修正公式,当压缩机在不同环境温度下时,可以快速直接地判定压缩机顺利回油所需的最小制冷剂流速。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空调器的回油控制方法,其特征在于,包括:
检测回油管道中制冷剂的流速v;
比较所述流速v与预设流速vmin的大小,其中,所述预设流速vmin为所述空调器回油时所需的制冷剂的最小流速;以及
在判定所述流速v小于或等于所述预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理,其中,在判定所述流速v小于或等于所述预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理包括:在判定时,控制所述空调器每间隔第一预设时间执行一次回油处理;以及在判定时,控制所述空调器每间隔第二预设时间执行一次回油处理,其中,所述第一预设时间大于所述第二预设时间。
2.根据权利要求1所述的回油控制方法,其特征在于,
所述流速v包括第一流速v1和第二流速v2,其中,所述第一流速v1为所述制冷剂在所述回油管道的竖直管中的流速,所述第二流速v2为所述制冷剂在所述回油管道的水平管中的流速,
所述预设流速vmin包括第一预设流速v1min和第二预设流速v2min,其中,所述第一预设流速v1min为所述空调器回油时所述竖直管所需的制冷剂的最小流速,所述第二预设流速v2min为所述空调器回油时所述水平管所需的制冷剂的最小流速,
在判定所述流速v小于或等于所述预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理包括:在判定所述第一流速v1小于或等于所述第一预设流速v1min,或者所述第二流速v2小于或等于所述第二预设流速v2min时,控制所述空调器执行回油处理。
3.根据权利要求1所述的回油控制方法,其特征在于,检测回油管道中制冷剂的流速v包括:
检测所述空调器的压缩机的运行频率f;
检测所述制冷剂的冷凝压力pc和蒸发压力pe;以及
根据所述运行频率f和所述冷凝压力pc以及所述蒸发压力pe计算所述回油管道中所述制冷剂的流速v。
4.根据权利要求3所述的回油控制方法,其特征在于,通过以下公式计算所述回油管道中所述制冷剂的流速v:
其中,qva为所述压缩机的实际输气量,ηv为所述压缩机的容积效率,qvt为所述压缩机的理论输气量,λV为余隙容积系数,λT为温度系数,s为所述压缩机的电机的转差率,Vp为所述压缩机的气缸的工作容积,D为所述回油管道的竖直管或水平管的最大管径,P为所述压缩机的极数,c为相对余隙容积,m为绝热指数,结合所述压缩机的实验流量曲线公式计算所述温度系数λT、所述相对余隙容积c和所述绝热指数m,所述实验流量曲线公式为其中,vb为比容,n为压缩机转速,M为制冷剂流量。
5.根据权利要求1所述的回油控制方法,其特征在于,所述预设流速vmin通过以下方式设定:
检测所述空调器工作时的室外环境温度T;以及
通过所述室外环境温度T对压缩机回油时制冷剂的标准最小流速进行修正,得到所述预设流速vmin。
6.根据权利要求5所述的回油控制方法,其特征在于,通过以下公式对所述压缩机回油时制冷剂的标准最小流速进行修正,得到所述预设流速vmin:
vmin=a1+a2T+a3T2,
其中,a1、a2和a3为无量纲系数。
7.一种空调器的回油控制装置,其特征在于,包括:
检测模块,用于检测回油管道中制冷剂的流速v;
比较模块,用于比较所述流速v与预设流速vmin的大小,其中,所述预设流速vmin为所述空调器回油时所需的制冷剂的最小流速;以及
控制模块,用于在判定所述流速v小于或等于所述预设流速vmin时,控制空调器执行回油处理,其中,所述控制模块包括:第一控制模块,用于在判定时,控制所述空调器每间隔第一预设时间执行一次回油处理;以及第二控制模块,用于在判定时,控制所述空调器每间隔第二预设时间执行一次回油处理,其中,所述第一预设时间大于所述第二预设时间。
8.根据权利要求7所述的回油控制装置,其特征在于,所述检测模块包括:
第一检测模块,用于检测所述空调器的压缩机的运行频率f;
第二检测模块,用于检测所述制冷剂的冷凝压力pc和蒸发压力pe;以及
计算模块,用于根据所述运行频率f和所述冷凝压力pc以及所述蒸发压力pe计算所述回油管道中所述制冷剂的流速v。
9.根据权利要求7所述的回油控制装置,其特征在于,所述检测模块包括:
第三检测模块,用于检测所述空调器工作时的室外环境温度T;以及
修正模块,用于通过所述室外环境温度T对压缩机回油时制冷剂的标准最小流速进行修正,得到所述预设流速vmin。
10.一种空调器,其特征在于,包括权利要求7至9中任一项所述的回油控制装置。
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CN201110431789.2A CN103162469B (zh) | 2011-12-19 | 2011-12-19 | 空调器的回油控制方法、装置及空调器 |
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