一种氟泵压缩制冷系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种氟泵压缩制冷系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着4g的大量应用以及5g的逐渐普及，各种数据处理设备的发热量越来越大，数据中心对空调设备的制冷量和节能性要求也越来越高。
3.采用过渡季节和寒冷冬季的室外自然冷源对数据中心进行冷却，能大幅度降低空调设备的运行费用，常见的是采用氟泵空调，在冬季启用氟泵模式，停止压缩机的运行利用氟泵驱动制冷剂实现热管制冷运行，极大地降低了设备的运行费用。
4.氟泵压缩制冷系统属于复合系统，氟泵热管系统与压缩制冷系统共用蒸发器和冷凝器，以及一些共用的制冷剂管道、系统零部件等。
5.上述复合系统在氟泵热管模式下，蒸发器出口的制冷剂气体可能携带有大量的未蒸发完毕的制冷剂液体，这些制冷剂液体在进入冷凝器之前的气体管道上容易出现堆积导致堵液问题，从而阻挡制冷剂气体在某些通道上的流通，因此会影响到冷凝器的分气均匀性和换热效率；堵液还会影响氟泵热管循环的流动阻力，容易破坏氟泵的稳定性运行。因此有必要把蒸发器出口的制冷剂液体截留下来不让其返回冷凝器，而截留下来的制冷剂液体越多，储液罐内留存的制冷剂液体越少，对氟泵的运行可靠性造成威胁，所以必须尽快把截留下来的制冷剂液体返回储液罐。
6.在先申请专利202211620118.5在气液分离器内部设置有液位计及联动控制的电加热器，用液位计检测气液分离器内部的液位高低，从而决定电加热器的电热功率大小，对气液分离器内部的积液进行加热气化，防止气液分离器内的积液过多。该技术方案存在浪费电能、未蒸发气化的制冷剂液体直接加热气化浪费制冷能力，降低了系统的整体能效。
7.专利201320424549.4采用了气液分离器和液位控制器解决积液问题，应用于动力热管系统，采用延时控制启动方式。当气液分离器内没有液体时，开启电磁阀将会使得气体制冷剂从回液管路直接返回泵的吸入口，这是不合理的控制方式。
8.由于现有技术中的氟泵压缩制冷系统在氟泵热管模式下，蒸发器出口的制冷剂气体可能携带有大量的未蒸发完毕的制冷剂液体，而导致在进入冷凝器之前的气体管道上容易出现堆积，以致出现堵液问题等技术问题，因此本发明研究设计出一种氟泵压缩制冷系统及其控制方法。


技术实现要素：

9.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的氟泵压缩制冷系统存在氟泵热管模式下，蒸发器出口的制冷剂气体可能携带有大量的未蒸发完毕的制冷剂液体，而导致在进入冷凝器之前的气体管道上容易出现堆积，以致出现堵液问题的缺陷，从而提供一种氟泵压缩制冷系统及其控制方法。
10.为了解决上述问题，本发明提供一种氟泵压缩制冷系统，其包括：
11.压缩机、油分离器、冷凝器、储液罐、蒸发器、节流阀和氟泵，压缩循环回路包括所述压缩机、所述油分离器、所述冷凝器、所述储液罐、所述节流阀和所述蒸发器连通形成的回路，氟泵制冷回路包括所述氟泵、所述蒸发器、所述油分离器、所述冷凝器和所述储液罐连通形成的回路；压缩循环模式开启时所述压缩机开启，所述氟泵关闭，氟泵制冷开启时所述氟泵开启所述压缩机关闭；
12.还包括第一旁通管路和控制阀，所述第一旁通管路的一端连通于所述油分离器的内部，以能从所述油分离器中引入制冷剂液体，所述第一旁通管路的另一端连通至所述储液罐的内部，以能将制冷剂液体导入所述储液罐中，所述控制阀设置于所述第一旁通管路上。
13.在一些实施方式中，所述控制阀能在所述蒸发器中的制冷剂液体蒸发不完全时被打开，使得所述第一旁通管路接通；所述控制阀能在所述蒸发器中的制冷剂液体蒸发完全时被关闭，使得所述第一旁通管路不接通。
14.在一些实施方式中，所述控制阀的开启或关闭能通过所述蒸发器的出口制冷剂温度与进口制冷剂温度的差值的大小而被控制，所述控制阀能在蒸发器出口制冷剂温度与蒸发器进口制冷剂温度的差值小于等于预设值时被控制打开，此时所述蒸发器中的制冷剂液体蒸发不完全，所述油分离器的内部存在制冷剂液体；所述控制阀能在蒸发器出口制冷剂温度与蒸发器进口制冷剂温度的差值大于预设值时被控制关闭，此时所述蒸发器中的制冷剂液体蒸发完全。
15.在一些实施方式中，所述第一旁通管路的一端连通于所述油分离器的内部底部，所述第一旁通管路的另一端从所述储液罐的顶部连通至所述储液罐的内部，所述第一旁通管路的另一端还位于所述储液罐内部液面的上方。
16.在一些实施方式中，还包括气液分离器、第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路的一端与所述蒸发器的出口连通、另一端连通至所述气液分离器的内部，所述第二管路的一端与所述气液分离器的内部连通、另一端连通至所述压缩机的吸气口，所述第三管路的一端与所述第二管路连通、另一端与所述第一旁通管路连通。
17.在一些实施方式中，所述第三管路连通至所述第一旁通管路上的位置位于所述油分离器与所述控制阀之间；所述第三管路上设置有节流装置。
18.在一些实施方式中，还包括第四管路和第五管路，所述第四管路的一端与所述压缩机的出气口连通、另一端与所述油分离器的内部连通，所述第五管路的一端与所述第一管路连通、另一端与所述第四管路连通，所述第五管路上设置有单向阀b，所述单向阀b仅能允许流体从所述第一管路流向所述第四管路；
19.还包括第六管路和单向阀a，所述第六管路并联设置在所述氟泵的两端，所述单向阀a仅能允许流体从所述氟泵的进口端经过所述第六管路流向所述氟泵的出口端。
20.在一些实施方式中，还包括第二旁通管路，所述第二旁通管路的一端连通至所述气液分离器的内部，以能将所述气液分离器内部的制冷剂液体导出，所述第二旁通管路的另一端与所述第一旁通管路连通。
21.在一些实施方式中，所述第二旁通管路的一端连通至所述气液分离器的内部底部，所述第二旁通管路的另一端连通至所述第一旁通管路上的位置位于所述油分离器与所述控制阀之间，所述第二旁通管路上还设置有单向阀c，所述单向阀c仅能允许制冷剂流体
从所述气液分离器朝所述第一旁通管路的方向流动。
22.在一些实施方式中，所述第二旁通管路连通至所述第一旁通管路上的位置与所述第三管路连通至所述第一旁通管路上的位置位于同一位置。
23.本发明还提供一种如前述的氟泵压缩制冷系统的控制方法，其包括：
24.检测步骤，检测所述氟泵压缩制冷系统的运行模式，并检测所述蒸发器的出口制冷剂温度与所述蒸发器的进口制冷剂温度；
25.判断步骤，判断所述氟泵压缩制冷系统的运行模式是压缩制冷模式还是氟泵制冷模式；并且当蒸发器的出口制冷剂温度与蒸发器的进口制冷剂温度之间的差值小于等于预设值时，判断所述蒸发器内的制冷剂液体未蒸发完全，蒸发器出口制冷剂气体携带制冷剂液体；当蒸发器的出口制冷剂温度与蒸发器的进口制冷剂温度之间的差值大于预设值时，判断所述蒸发器内的制冷剂液体蒸发完全；
26.控制步骤，当所述氟泵压缩制冷系统的运行模式为氟泵制冷模式时：且当判断出所述蒸发器内的制冷剂液体未蒸发完全时，控制所述控制阀打开；且当判断出所述蒸发器内的制冷剂液体蒸发完全时，控制所述控制阀关闭。
27.在一些实施方式中，所述控制步骤，当所述运行模式是氟泵制冷模式时：且当蒸发器的出口制冷剂温度与蒸发器的进口制冷剂温度之间的差值小于等于预设值持续t1时间时，在维持氟泵制冷模式的情况下控制所述控制阀打开，并维持所述控制阀打开持续时间t2；而后关闭所述控制阀，并重新对所述蒸发器的出口制冷剂温度与所述蒸发器的进口制冷剂温度进行检测，重新累积统计t1时间。
28.在一些实施方式中，所述控制步骤，当所述氟泵压缩制冷系统的运行模式是压缩制冷模式时，控制所述控制阀关闭。
29.本发明提供的一种氟泵压缩制冷系统及其控制方法具有如下有益效果：
30.1.本发明通过设置第一旁通管路和控制阀，将第一旁通管路连通设置在油分离器和储液罐之间，能够有效地在油分离器中制冷剂液体量较大的情况下将其导回至储液罐中，保证油分离器内分离下来的制冷剂液体能通过旁通管道直接返回高压储液罐，从而可以防止制冷剂液体进入冷凝器，有效避免了制冷剂在进入冷凝器之前的气体管道上容易出现堆积而导致的堵液问题，防止阻挡制冷剂气体的流通，减小对冷凝器的分气均匀性的影响，提高冷凝器的换热效率；并且还能有效地将制冷剂液体通过储液罐返回氟泵循环回路中，保证储液罐内留存足够的制冷剂液体，从而有效地保证氟泵热管循环的持续有效的运行，提高氟泵运行的可靠性，因此本发明能够在解决冷凝器前堵液的问题的同时还能确保储液罐内有足够的制冷剂液体以供氟泵安全运行，保证冷凝器的性能同时还能保证氟泵循环正常运行。
31.2.本发明还通过第二旁通管路的设置，使其能够有效地连通于气液分离器的内部和第一旁通管路之间，能够有效地将气液分离器中分离出的制冷剂液体通过第二旁通管路导入至储液罐中，能够进一步将蒸发器未完全蒸发的制冷剂液体导入至储液罐中，进一步有效减小了进入冷凝器入口端的制冷剂液体，进一步降低和避免了冷凝器入口端制冷剂液体存在堵液的情况，进一步提高冷凝器的换热效率；并且还进一步提高了进入储液罐中的制冷剂液体，增强了氟泵循环时的制冷剂循环量，进一步有效保证了氟泵循环正常安全的运行。
32.3.本发明的控制方法优选采用蒸发器进出口之间的温度差值来判断蒸发是否完全，若温度差值大于预设值说明蒸发完全，此时油分离器和/或气液分离器中存在较少或几乎没有制冷剂液体，不会造成冷凝器入口端的堵液，系统循环回路中有足够的制冷剂量，因此此时控制控制阀关闭，不需通过第一旁通管路旁通制冷剂至储液罐中；而若上述温度差值小于等于预设值，则说明蒸发器中的制冷剂蒸发不完全，则会导致蒸发器出口存在一定或较多的制冷剂液体，制冷剂液体会进入油分离器中，也会进入气液分离器中，会造成冷凝器入口端的堵液以及进入储液罐中的制冷剂量低，此时需控制控制阀打开，以使得油分离器(进一步优选增加气液分离器)中的制冷剂液体能够顺利进入储液罐中，优选减小了进入冷凝器中的制冷剂液体的量，减小或防止了堵液，并且有效保证进入储液罐中足量的制冷剂，保证氟泵循环正常安全的运行。
附图说明
33.图1是本发明的实施例1的氟泵压缩制冷系统的结构图；
34.图2是本发明的实施例2的氟泵压缩制冷系统的结构图。
35.附图标记为：
36.1、压缩机；2、油分离器；3、冷凝器；4、储液罐；5、蒸发器；6、节流阀；7、氟泵；8、控制阀；9、气液分离器；10、节流装置；11、单向阀b；12、单向阀a；13、单向阀c；14、外风机；15、内风机；101、第一旁通管路；102、第二旁通管路；201、第一管路；202、第二管路；203、第三管路；204、第四管路；205、第五管路；206、第六管路。
具体实施方式
37.实施例1，如图1所示，本发明提供一种氟泵压缩制冷系统，其包括：
38.压缩机1、油分离器2、冷凝器3、储液罐4、蒸发器5、节流阀6和氟泵7，压缩循环回路包括所述压缩机1、所述油分离器2、所述冷凝器3、所述储液罐4、所述节流阀6和所述蒸发器5连通形成的回路，氟泵制冷回路包括所述氟泵7、所述蒸发器5、所述油分离器2、所述冷凝器3和所述储液罐4连通形成的回路；压缩循环模式开启时所述压缩机1开启，所述氟泵7关闭，氟泵制冷开启时所述氟泵7开启所述压缩机1关闭；
39.还包括第一旁通管路101和控制阀8(优选电磁阀)，所述第一旁通管路101的一端连通于所述油分离器2的内部，以能从所述油分离器2中引入制冷剂液体，所述第一旁通管路101的另一端连通至所述储液罐4的内部，以能将制冷剂液体导入所述储液罐中，所述控制阀8设置于所述第一旁通管路101上。
40.本发明通过设置第一旁通管路和控制阀，将第一旁通管路连通设置在油分离器和储液罐之间，能够有效地在油分离器中制冷剂液体量较大的情况下将其导回至储液罐中，保证油分离器内分离下来的制冷剂液体能通过旁通管道直接返回高压储液罐，从而可以防止制冷剂液体进入冷凝器，有效避免了制冷剂在进入冷凝器之前的气体管道上容易出现堆积而导致的堵液问题，防止阻挡制冷剂气体的流通，减小对冷凝器的分气均匀性的影响，提高冷凝器的换热效率；并且还能有效地将制冷剂液体通过储液罐返回氟泵循环回路中，保证储液罐内留存足够的制冷剂液体，从而有效地保证氟泵热管循环的持续有效的运行，提高氟泵运行的可靠性，因此本发明能够在解决冷凝器前堵液的问题的同时还能确保储液罐
内有足够的制冷剂液体以供氟泵安全运行，保证冷凝器的性能同时还能保证氟泵循环正常运行。
41.本发明还相对于背景技术中的方案而言不用设置对气液分离器的积液进行加热气化的装置，有效避免了电能的浪费，并且有效避免了未蒸发的制冷剂液体的制冷能力的浪费；并且相对于将气体制冷剂直接返回泵入口的方式而言，本发明有效地利用了液体制冷剂，将其进行了有效的循环，该背景技术无法对液体制冷剂进行合理的回收和利用，无法实现对氟泵循环系统中制冷剂的有效增加，无法有效保证氟泵循环持续有效的运行。
42.本发明在油分离器的出油口与高压储液罐进口之间连接有旁通管道，管道上设置有电磁阀用于控制旁通管道的通断，自然冷却氟泵热管模式下蒸发器出口的气液制冷剂在油分离器内实现气液分离，通过判断蒸发器出口制冷剂温度与进口制冷剂温度判断蒸发器出口制冷剂是否蒸发完全，从而判断油分离器内是否存在制冷剂液体，进而控制电磁阀的启闭，保证油分离器内分离下来的制冷剂液体能通过旁通管道直接返回高压储液罐，从而可以防止制冷剂液体从蒸发器返回冷凝器，保证冷凝器的性能同时确保储液罐内有足够的制冷剂液体以供氟泵安全运行。能有效分离蒸发器出口的制冷剂气体和液体，防止制冷剂液体进入冷凝器，保证冷凝器的分气均匀性，避免出现液堵现象。
43.在一些实施方式中，所述控制阀8能在所述蒸发器5中的制冷剂液体蒸发不完全时被打开，使得所述第一旁通管路101接通；所述控制阀8能在所述蒸发器5中的制冷剂液体蒸发完全时被关闭，使得所述第一旁通管路101不接通。这是本发明的控制阀的优选控制形式，即控制阀能够根据蒸发器中的制冷剂液体的蒸发程度来控制打开与否，若制冷剂液体未完全蒸发则说明进入油分离器和气液分离器中会存在液体制冷剂，此时为了避免液体制冷剂进入冷凝器而造成堵液的情况，控制阀打开以通过第一旁通管路将油分离器中的液体制冷剂导出至储液罐中，防止堵液的同时还有效增加了储液罐中的制冷剂量，保证氟泵循环安全可靠的运行；而制冷剂液体完全蒸发的话则控制控制阀关闭，此时不需导通，因为此时制冷剂液体较少或没有，不会造成堵液和氟泵循环制冷剂量不足的情况。
44.在一些实施方式中，所述控制阀8的开启或关闭能通过所述蒸发器5的出口制冷剂温度与进口制冷剂温度的差值的大小而被控制，所述控制阀8能在蒸发器出口制冷剂温度与蒸发器进口制冷剂温度的差值小于等于预设值时被控制打开，此时所述蒸发器5中的制冷剂液体蒸发不完全，所述油分离器2的内部存在制冷剂液体；所述控制阀8能在蒸发器出口制冷剂温度与蒸发器进口制冷剂温度的差值大于预设值时被控制关闭，此时所述蒸发器5中的制冷剂液体蒸发完全。这是本发明的控制阀的进一步控制形式，即蒸发器中液体制冷剂是否蒸发完全通过蒸发器出口制冷剂温度和入口制冷剂温度之间的差值来进行衡量和判断，若差值较大说明蒸发完全，差值较小说明蒸发不完全，从而进一步控制控制阀关闭与否，能够有效实现蒸发完全时关闭控制阀，蒸发不完全时打开控制阀，以将制冷剂液体导通至储液罐中的目的。
45.本发明的油分离器的出油口与高压储液罐进口之间连接有旁通管道，管道上设置有电磁阀用于控制旁通管道的通断，自然冷却氟泵热管模式下蒸发器出口的气液制冷剂在油分离器内实现气液分离，通过判断蒸发器出口制冷剂温度与进口制冷剂温度判断蒸发器出口制冷剂是否蒸发完全，从而判断油分离器内是否存在制冷剂液体，进而控制电磁阀的启闭，保证油分离器内分离下来的制冷剂液体能通过旁通管道直接返回高压储液罐。
46.在一些实施方式中，所述第一旁通管路101的一端连通于所述油分离器2的内部底部，所述第一旁通管路101的另一端从所述储液罐4的顶部连通至所述储液罐4的内部，所述第一旁通管路101的另一端还位于所述储液罐4内部液面的上方。这是本发明的第一旁通管路的进一步优选结构形式，即其与油分离器连通的位置位于油分离器的内部底部，能够有效地从油分离器底部引入液态制冷剂，进而导出至储液罐中；第一旁通管路的另一端从储液罐的顶部连通至其内部，能够有效防止设置在储液罐底部而造成储液罐中液体倒流进入第一旁通管路的情况，并且防止第一旁通管路中的制冷剂进入不了储液罐的情况，有效地利用了制冷剂液体的重力，使其顺利地进入储液罐中。
47.在一些实施方式中，还包括气液分离器9、第一管路201、第二管路202和第三管路203，所述第一管路201的一端与所述蒸发器5的出口连通、另一端连通至所述气液分离器9的内部，所述第二管路202的一端与所述气液分离器9的内部连通、另一端连通至所述压缩机1的吸气口，所述第三管路203的一端与所述第二管路202连通、另一端与所述第一旁通管路101连通。这是本发明的进一步优选结构形式，通过气液分离器的设置，能够对进入压缩机的制冷剂进行气液分离，并且通过第三管路能够有效地将油分离器中分离出的液态制冷剂和油导入气液分离器中，为压缩机运行时提供足够的润滑油。
48.本发明的蒸发器的出口和单向阀b的进口优选共同连接到气液分离器的进口，气液分离器的出口和毛细管的出口优选共同连接到压缩机的吸气口。
49.在一些实施方式中，所述第三管路203连通至所述第一旁通管路101上的位置位于所述油分离器2与所述控制阀8之间；所述第三管路203上设置有节流装置10。本发明的第三管路用于保证有效地对压缩机进行回油，毛细管进行有效降压作用，保证进入气液分离器中的制冷剂为低压。所述节流装置10优选为毛细管。
50.在一些实施方式中，还包括第四管路204和第五管路205，所述第四管路204的一端与所述压缩机1的出气口连通、另一端与所述油分离器2的内部连通，所述第五管路205的一端与所述第一管路201连通、另一端与所述第四管路204连通，所述第五管路205上设置有单向阀b11，所述单向阀b11仅能允许流体从所述第一管路201流向所述第四管路204；
51.还包括第六管路206和单向阀a12，所述第六管路206并联设置在所述氟泵7的两端，所述单向阀a12仅能允许流体从所述氟泵7的进口端经过所述第六管路206流向所述氟泵7的出口端。
52.这是本发明的进一步优选结构形式，通过第五管路能够对压缩机进行有效地并联旁通，适用于在氟泵制冷模式下，氟泵制冷模式下压缩机关机，蒸发器流出的制冷剂经第五管路而流至油分离器；本发明的第六管路和单向阀a的目的是在压缩制冷模式下，氟泵关机，此时制冷剂经由单向阀a流向节流阀。
53.本发明单向阀b的进口不能与压缩机的吸气口共同连接到气液分离器的出口，主要原因在于：一旦气液分离器内部存在积液，积液的液面漫过出口管内部u型管底部的回油小孔，则制冷剂液体和/或润滑油将会进入u型管内部形成液堵。氟泵模式下的制冷剂气体从u型管通过时会受到这些液体的封堵阻力，这就会形成背景技术中所描述的现有技术的问题或者缺陷。因此，本发明的通过第一、第二、第三、第四和第五管路以及相应连接关系，能够使得单向阀b的进口不与压缩机的吸气口共同连接到气液分离器的出口，从而保证氟泵模式下不会在气液分离器中出现严重的液堵，也进一步减小在冷凝器入口端形成的液堵
情况。
54.如图1所示，本发明的氟泵压缩制冷系统由压缩机、油分离器、冷凝器、储液罐、氟泵、节流阀、蒸发器顺次连接而成，单向阀a并联旁通氟泵，单向阀a的流向仅允许由氟泵的进口指向氟泵的出口；单向阀b并联旁通压缩机，单向阀b的流向仅允许由压缩机的进口指向压缩机的出口；油分离器的出油口通过毛细管连接到压缩机的吸气口，油分离器的出油口与毛细管的进口之间连接有电磁阀的进口，电磁阀的出口连接到储液罐顶部的进口(可以与冷凝器的出口共同连接到储液罐的进口上，也可以分开连接到不同的进口上)。
55.实施例2，如图2：
56.在一些实施方式中，还包括第二旁通管路102，所述第二旁通管路102的一端连通至所述气液分离器9的内部，以能将所述气液分离器9内部的制冷剂液体导出，所述第二旁通管路102的另一端与所述第一旁通管路101连通。
57.本发明还通过第二旁通管路的设置，使其能够有效地连通于气液分离器的内部和第一旁通管路之间，能够有效地将气液分离器中分离出的制冷剂液体通过第二旁通管路导入至储液罐中(氟泵制冷模式下气液分离器中的液体制冷剂主要是通过蒸发器进入其中的)，能够进一步将蒸发器未完全蒸发的制冷剂液体导入至储液罐中，进一步有效减小了进入冷凝器入口端的制冷剂液体，进一步降低和避免了冷凝器入口端制冷剂液体存在堵液的情况，进一步提高冷凝器的换热效率；并且还进一步提高了进入储液罐中的制冷剂液体，增强了氟泵循环时的制冷剂循环量，进一步有效保证了氟泵循环正常安全的运行。
58.在一些实施方式中，所述第二旁通管路102的一端连通至所述气液分离器9的内部底部，所述第二旁通管路102的另一端连通至所述第一旁通管路101上的位置位于所述油分离器2与所述控制阀8之间，所述第二旁通管路102上还设置有单向阀c13，所述单向阀c13仅能允许制冷剂流体从所述气液分离器9朝所述第一旁通管路101的方向流动。本发明的实施例2通过连通于气液分离器的内部底部能够有效地从底部引入制冷剂液体，连通至所述油分离器2与所述控制阀8之间的位置是为了便于控制阀的控制效果，避免对气液分离器导出的液体制冷剂无法控制而直接进入储液罐的情况发生，单向阀c只允许气液分离器流向第一旁通管路，有效防止第一旁通管路中的制冷剂倒流进入气液分离器中，保证将气液分离器中的制冷剂液体有效地导出。
59.本发明实施例2，在气液分离器上还增加设置单向阀c，单向阀c的进口连接到气液分离器的底部出液口，单向阀c的出口连接到毛细管进口、油分离器的出油口和电磁阀进口的共同管道上。
60.气液分离器的出液口和油分离器的出油口通过电磁阀连接到高压储液罐的进口，电磁阀的出口优选从储液罐顶部进入，如果电磁阀的出口进入储液罐的底部浸没于储液罐内部的液位之下，则容易受到储液罐内部的液体的重力影响，气液分离器内部的积液不容易进入储液罐，影响液体旁通的效率；较优的布置是气液分离器的出液口和油分离器的出油口不低于储液罐的顶部进液口，这样能更顺利地把气液分离器或者油分离器内部的积液旁通进入储液罐。气液分离器包括进口管(与外部的进口相连接)和出口管(与外部的出口相连接，内部设置为u型并且u型管底部设置有回油小孔)。
61.在一些实施方式中，所述第二旁通管路102连通至所述第一旁通管路101上的位置与所述第三管路203连通至所述第一旁通管路101上的位置位于同一位置。这是本发明的第
二旁通管路的进一步连接优选位置，即与第三管路和第一旁通管路连通的位置相同，同时实现制冷剂液体导出以及油导入至气液分离器中的不同目的。
62.本发明还提供一种如前述的氟泵压缩制冷系统的控制方法，其包括：
63.检测步骤，检测所述氟泵压缩制冷系统的运行模式，并检测所述蒸发器5的出口制冷剂温度与所述蒸发器5的进口制冷剂温度；
64.判断步骤，判断所述氟泵压缩制冷系统的运行模式是压缩制冷模式还是氟泵制冷模式；并且当蒸发器的出口制冷剂温度与蒸发器的进口制冷剂温度之间的差值小于等于预设值时，判断所述蒸发器5内的制冷剂液体未蒸发完全，蒸发器出口制冷剂气体携带制冷剂液体；当蒸发器的出口制冷剂温度与蒸发器的进口制冷剂温度之间的差值大于预设值时，判断所述蒸发器5内的制冷剂液体蒸发完全；
65.控制步骤，当所述氟泵压缩制冷系统的运行模式为氟泵制冷模式时：且当判断出所述蒸发器5内的制冷剂液体未蒸发完全时，控制所述控制阀8打开；且当判断出所述蒸发器5内的制冷剂液体蒸发完全时，控制所述控制阀8关闭。
66.本发明的控制方法优选采用蒸发器进出口之间的温度差值来判断蒸发是否完全，若温度差值大于预设值说明蒸发完全，此时油分离器和/或气液分离器中存在较少或几乎没有制冷剂液体，不会造成冷凝器入口端的堵液，系统循环回路中有足够的制冷剂量，因此此时控制控制阀关闭，不需通过第一旁通管路旁通制冷剂至储液罐中；而若上述温度差值小于等于预设值，则说明蒸发器中的制冷剂蒸发不完全，则会导致蒸发器出口存在一定或较多的制冷剂液体，制冷剂液体会进入油分离器中，也会进入气液分离器中，会造成冷凝器入口端的堵液以及进入储液罐中的制冷剂量低，此时需控制控制阀打开，以使得油分离器(进一步优选增加气液分离器)中的制冷剂液体能够顺利进入储液罐中，优选减小了进入冷凝器中的制冷剂液体的量，减小或防止了堵液，并且有效保证进入储液罐中足量的制冷剂，保证氟泵循环正常安全的运行。
67.图1和图2中压缩制冷模式下制冷剂循环为：压缩机
→
油分离器
→
冷凝器
→
储液罐
→
单向阀a
→
节流阀
→
蒸发器
→
气液分离器
→
压缩机。此模式下单向阀b的出口是高温高压的制冷剂气体，故单向阀b无法导通，处于反向高压截止关闭状态。
68.图1和图2中氟泵热管制冷模式下制冷剂循环为：氟泵
→
节流阀
→
蒸发器
→
单向阀b
→
油分离器
→
冷凝器
→
储液罐
→
氟泵。此模式下氟泵出口压力较高，单向阀a处于反向高压截止关闭状态。
69.氟泵热管模式下，蒸发器出口的制冷剂气体可能携带有大量的未蒸发完毕的制冷剂液体，这些制冷剂液体在进入冷凝器之前的气体管道上容易出现堆积导致堵液问题，从而阻挡制冷剂气体在某些通道上的流通，因此会影响到冷凝器的分气均匀性和换热效率。因此有必要把蒸发器出口的制冷剂液体截留下来不让其返回冷凝器，而截留下来的制冷剂液体越多，储液罐内留存的制冷剂液体越少，对氟泵的运行非常不利，所以必须尽快把截留下来的制冷剂液体返回储液罐。自然冷源氟泵热管制冷模式下的液体旁通控制方法为：
70.1)当检测到蒸发器出口的制冷剂温度与蒸发器进口(和/或蒸发器中间)的制冷剂温度相同、或进出口温度差小于预设值时，则认为蒸发器内的制冷剂液体未蒸发完全，蒸发器出口制冷剂气体携带有制冷剂液体，因此油分离器内会分离存储制冷剂液体。此温度条件累积时间t1时，则在开启氟泵运行的情况下开启电磁阀持续时间t2，随后关闭电磁阀并
重新累积统计t1时间。
71.压缩制冷模式下，电磁阀保持关闭状态。
72.在一些实施方式中，所述控制步骤，当所述运行模式是氟泵制冷模式时：且当蒸发器的出口制冷剂温度与蒸发器的进口制冷剂温度之间的差值小于等于预设值持续t1时间时，在维持氟泵制冷模式的情况下控制所述控制阀8打开，并维持所述控制阀8打开持续时间t2；而后关闭所述控制阀8，并重新对所述蒸发器5的出口制冷剂温度与所述蒸发器5的进口制冷剂温度进行检测，重新累积统计t1时间。本发明当蒸发器的出口制冷剂温度与蒸发器的进口制冷剂温度之间的差值小于等于预设值持续t1时间时，能够排除由于其他干扰因素，准确地判断出是由于蒸发器的蒸发性能不佳而导致制冷剂液体蒸发不完全的情形，此时控制阀打开，实现将制冷剂液体导入储液罐中的目的，防止堵液的同时保证了足量制冷剂在氟泵模式下进行循环。
73.本发明在氟泵制冷模式下，满足上述条件时，开启电磁阀，则油分离器内部(和/或气液分离器内部)的制冷剂液体通过旁通管路直接流向低压的储液罐，从而避免制冷剂液体进入冷凝器，进而克服了气体管道上出现液堵现象，有利于氟泵热管循环的可靠运行，并能提升循环的能效比。
74.图1和图2中，氟泵热管制冷模式下，气液分离器内部的制冷剂液体通过u型管底部的回油小孔进入u型管内部形成液堵，但由于毛细管的巨大阻力，气液分离器与储液罐之间的压差不足以驱动制冷剂气体携带制冷剂液体从毛细管内反向通过后从电磁阀进入储液罐，因此认为此种情况下毛细管内无制冷剂流通。在这种条件下的图2中气液分离器内的制冷剂液体通过单向阀c和电磁阀进入储液罐，从而防止气液分离器内积存过多的制冷剂液体。
75.图2中的单向阀c的另外一个作用是：氟泵热管制冷模式下，没有开启电磁阀时，部分制冷剂气体进入气液分离器后从单向阀c通过，进入油分离器与单向阀b出口的制冷剂气体再次汇合，从而使得制冷剂气体增加多一条通道，制冷剂气体的流通阻力下降，有利于提升氟泵热管制冷循环的能效比。
76.在一些实施方式中，所述控制步骤，当所述氟泵压缩制冷系统的运行模式是压缩制冷模式时，控制所述控制阀8关闭。本发明在压缩制冷模式时由于压缩机出口连通冷凝器的进口，通常是不会出现冷凝器入口堵液的情况，因此此时控制阀被关闭。
77.以上所述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。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种氟泵压缩制冷系统，其特征在于：包括：压缩机(1)、油分离器(2)、冷凝器(3)、储液罐(4)、蒸发器(5)、节流阀(6)和氟泵(7)，压缩循环回路包括所述压缩机(1)、所述油分离器(2)、所述冷凝器(3)、所述储液罐(4)、所述节流阀(6)和所述蒸发器(5)连通形成的回路，氟泵制冷回路包括所述氟泵(7)、所述蒸发器(5)、所述油分离器(2)、所述冷凝器(3)和所述储液罐(4)连通形成的回路；压缩循环模式开启时所述压缩机(1)开启，所述氟泵(7)关闭，氟泵制冷开启时所述氟泵(7)开启所述压缩机(1)关闭；还包括第一旁通管路(101)和控制阀(8)，所述第一旁通管路(101)的一端连通于所述油分离器(2)的内部，以能从所述油分离器(2)中引入制冷剂液体，所述第一旁通管路(101)的另一端连通至所述储液罐(4)的内部，以能将制冷剂液体导入所述储液罐中，所述控制阀(8)设置于所述第一旁通管路(101)上。2.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于：所述控制阀(8)能在所述蒸发器(5)中的制冷剂液体蒸发不完全时被打开，使得所述第一旁通管路(101)接通；所述控制阀(8)能在所述蒸发器(5)中的制冷剂液体蒸发完全时被关闭，使得所述第一旁通管路(101)不接通。3.根据权利要求2所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于：所述控制阀(8)的开启或关闭能通过所述蒸发器(5)的出口制冷剂温度与进口制冷剂温度的差值的大小而被控制，所述控制阀(8)能在蒸发器出口制冷剂温度与蒸发器进口制冷剂温度的差值小于等于预设值时被控制打开，此时所述蒸发器(5)中的制冷剂液体蒸发不完全，所述油分离器(2)的内部存在制冷剂液体；所述控制阀(8)能在蒸发器出口制冷剂温度与蒸发器进口制冷剂温度的差值大于预设值时被控制关闭，此时所述蒸发器(5)中的制冷剂液体蒸发完全。4.根据权利要求1-3中任一项所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于：所述第一旁通管路(101)的一端连通于所述油分离器(2)的内部底部，所述第一旁通管路(101)的另一端从所述储液罐(4)的顶部连通至所述储液罐(4)的内部，所述第一旁通管路(101)的另一端还位于所述储液罐(4)内部液面的上方。5.根据权利要求1-4中任一项所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于：还包括气液分离器(9)、第一管路(201)、第二管路(202)和第三管路(203)，所述第一管路(201)的一端与所述蒸发器(5)的出口连通、另一端连通至所述气液分离器(9)的内部，所述第二管路(202)的一端与所述气液分离器(9)的内部连通、另一端连通至所述压缩机(1)的吸气口，所述第三管路(203)的一端与所述第二管路(202)连通、另一端与所述第一旁通管路(101)连通。6.根据权利要求5所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于：所述第三管路(203)连通至所述第一旁通管路(101)上的位置位于所述油分离器(2)与所述控制阀(8)之间；所述第三管路(203)上设置有节流装置(10)。7.根据权利要求5所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于：还包括第四管路(204)和第五管路(205)，所述第四管路(204)的一端与所述压缩机(1)的出气口连通、另一端与所述油分离器(2)的内部连通，所述第五管路(205)的一端与所述第一管路(201)连通、另一端与所述第四管路(204)连通，所述第五管路(205)上设置有单向
阀b(11)，所述单向阀b(11)仅能允许流体从所述第一管路(201)流向所述第四管路(204)；还包括第六管路(206)和单向阀a(12)，所述第六管路(206)并联设置在所述氟泵(7)的两端，所述单向阀a(12)仅能允许流体从所述氟泵(7)的进口端经过所述第六管路(206)流向所述氟泵(7)的出口端。8.据权利要求5所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于：还包括第二旁通管路(102)，所述第二旁通管路(102)的一端连通至所述气液分离器(9)的内部，以能将所述气液分离器(9)内部的制冷剂液体导出，所述第二旁通管路(102)的另一端与所述第一旁通管路(101)连通。9.根据权利要求8所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于：所述第二旁通管路(102)的一端连通至所述气液分离器(9)的内部底部，所述第二旁通管路(102)的另一端连通至所述第一旁通管路(101)上的位置位于所述油分离器(2)与所述控制阀(8)之间，所述第二旁通管路(102)上还设置有单向阀c(13)，所述单向阀c(13)仅能允许制冷剂流体从所述气液分离器(9)朝所述第一旁通管路(101)的方向流动。10.根据权利要求9所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于：所述第二旁通管路(102)连通至所述第一旁通管路(101)上的位置与所述第三管路(203)连通至所述第一旁通管路(101)上的位置位于同一位置。11.一种如权利要求1-10中任一项所述的氟泵压缩制冷系统的控制方法，其特征在于：包括：检测步骤，检测所述氟泵压缩制冷系统的运行模式，并检测所述蒸发器(5)的出口制冷剂温度与所述蒸发器(5)的进口制冷剂温度；判断步骤，判断所述氟泵压缩制冷系统的运行模式是压缩制冷模式还是氟泵制冷模式；并且当蒸发器的出口制冷剂温度与蒸发器的进口制冷剂温度之间的差值小于等于预设值时，判断所述蒸发器(5)内的制冷剂液体未蒸发完全，蒸发器出口制冷剂气体携带制冷剂液体；当蒸发器的出口制冷剂温度与蒸发器的进口制冷剂温度之间的差值大于预设值时，判断所述蒸发器(5)内的制冷剂液体蒸发完全；控制步骤，当所述氟泵压缩制冷系统的运行模式为氟泵制冷模式时：且当判断出所述蒸发器(5)内的制冷剂液体未蒸发完全时，控制所述控制阀(8)打开；且当判断出所述蒸发器(5)内的制冷剂液体蒸发完全时，控制所述控制阀(8)关闭。12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于：所述控制步骤，当所述运行模式是氟泵制冷模式时：且当蒸发器的出口制冷剂温度与蒸发器的进口制冷剂温度之间的差值小于等于预设值持续t1时间时，在维持氟泵制冷模式的情况下控制所述控制阀(8)打开，并维持所述控制阀(8)打开持续时间t2；而后关闭所述控制阀(8)，并重新对所述蒸发器(5)的出口制冷剂温度与所述蒸发器(5)的进口制冷剂温度进行检测，重新累积统计t1时间。13.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于：所述控制步骤，当所述氟泵压缩制冷系统的运行模式是压缩制冷模式时，控制所述控制阀(8)关闭。

技术总结
本发明提供一种氟泵压缩制冷系统及其控制方法，氟泵压缩制冷系统包括：压缩机、油分离器、冷凝器、储液罐、蒸发器、节流阀和氟泵，压缩循环模式开启时压缩机开启，氟泵关闭，氟泵制冷开启时氟泵开启压缩机关闭；还包括第一旁通管路和控制阀，第一旁通管路的一端连通于油分离器的内部，以能从油分离器中引入制冷剂液体，第一旁通管路的另一端连通至储液罐的内部，以能将制冷剂液体导入储液罐中，控制阀设置于第一旁通管路上。根据本发明能够在解决冷凝器前堵液的问题的同时还能确保储液罐内有足够的制冷剂液体以供氟泵安全运行，保证冷凝器的性能同时还能保证氟泵循环正常运行。器的性能同时还能保证氟泵循环正常运行。器的性能同时还能保证氟泵循环正常运行。


技术研发人员：黄玉优 解传军 林海佳 赖桃辉 李志军 赵敏娜
受保护的技术使用者：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/15