一种热泵系统及其闪蒸罐液位控制方法与流程

1.本发明涉及热泵领域，尤其涉及一种热泵系统及其闪蒸罐液位控制方法。


背景技术：

2.当前闪蒸罐的热泵系统对于两个阀之间的调节方式主要是实验排气温度，回气温度，定开度，中间补气压力等几种方案来进行设计的。或者直接使用一个阀加一个毛细管的方案。但是这个对于闪蒸罐的系统来说，控制上还是存在一些不可避免的弊端，例如闪蒸罐中液位过高，补气带液，或者一级节流阀和二级节流阀的控制不合适导致压缩机缺油等。
3.公开号为cn218821132u的公开了闪蒸器、热泵系统及空调器，包括罐体、进液管和进液管杯罩，其中，进液管插入罐体内的一端位于罐体的中部区域，且进液管插入罐体内的一端设置有带孔的进液管杯罩。进液管从罐体的顶部插入，从进液管进入的混合冷媒由于气态和液态冷媒密度不同，液态冷媒往下走，气态冷媒往上走，通过设置进液管插入罐体的一端位于罐体的中部区域利用从进液管进入到罐体内的冷媒气液两相分离。另外，通过在进液管插入罐体的一端设置带孔的杯罩，液态冷媒通过杯罩的孔洞流出，以尽量避免四处飞溅，减少对闪蒸器内液面的扰动，进而解决由于内部剧烈扰动，容易出现部分液态冷媒进入补气管导致压缩机补气带液的技术问题。
4.现有技术中，通过在用于盛放液态冷媒的罩杯上开设孔洞，以控制闪蒸罐内液面高度。而造成闪蒸罐内液位或高、或低、或者是补气带液等问题的原因是，一段时间内进入闪蒸罐内的液态冷媒的多寡没有得到控制，而进入闪蒸罐内液态冷媒的多寡又影响着机组的换热效率和能耗。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中无法控制进入闪蒸罐内液态冷媒的流量的问题，本发明的目的在于提供一种热泵系统及其闪蒸罐液位控制方法，能够控制进入闪蒸罐中冷媒的流量，进而根本上控制闪蒸罐内冷媒的液面，提高系统的热交换效率。
6.为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种闪蒸罐液位控制方法，应用于热泵系统，所述热泵系统包括循环管路，循环管路上安装有压缩机、水侧换热器、一级节流阀、闪蒸罐、二级节流阀和翅片换热器，其中，闪蒸罐包括喷气口，闪蒸罐的喷气口通过补气管路与压缩机的补气口相连；闪蒸罐内安装有用于检测液面高度的液位传感器；具体控制方法如下，当闪蒸罐内液位高于设定液位时：若系统排气温度高于目标温度，则开大二级节流阀，使闪蒸罐内液位降低；若排气温度低于目标温度，则关小一级节流阀，使闪蒸罐内液位降低；当闪蒸罐内液位低于设定液位时：若排气温度高于目标温度，则开大一级节流阀，以升高闪蒸罐内液位；若排气温度低于目前温度，则关小二级节流阀，以升高闪蒸罐内液位。
7.作为优选，当闪蒸罐内液位高于设定液位时：若排气温度低于目标温度，则根据目标液位和当前液位差值，关小一级节流阀的开度。
8.作为优选，当闪蒸罐内液位高于设定液位时：若排气温度≥排气保护温度-a，优先对排气温度过高进行控制，而后在对闪蒸罐内液位进行控制；a为系数。
9.作为优选，当闪蒸罐内液位高于设定液位时：若排气温度≥排气保护温度-a，一级节流阀开度维持不变，二级节流阀开大。在排气温度＜排气保护温度-a之后，再对液位进行调整。a为系数。
10.作为优选，当闪蒸罐内液位高于设定液位时：若目标排气温度≤排气温度＜排气保护温度-a，强制减小一级节流阀开度，同时减小目标回气过热度使二级节流阀适当开大。
11.作为优选，当闪蒸罐内液位低于设定液位时：若排气温度高于目标温度，则根据排气温度，增加一级节流阀开度，以升高闪蒸罐内液位。
12.作为优选，当闪蒸罐内液位低于设定液位时：若排气温度低于目标温度，且回气过热度＜目标回气过热度时，则一级节流阀开度维持不变，则关小二级节流阀开度，以升高闪蒸罐内液位。
13.作为优选，当闪蒸罐内液位低于设定液位时：若排气温度低于目标温度，且回气过热度≥目标回气过热度时，则二级节流阀根据回气过热度进行调整，一级节流阀不进行调整，喷焓阀关闭。在达到目标排气温度+a的情况下，喷焓阀再次打开。
14.作为优选，喷焓阀为单向阀。
15.一种热泵系统，应用上述一种闪蒸罐液位控制方法。
16.本发明的技术方案的有益效果为：在闪蒸罐中装入液位传感器，实时监控闪蒸罐内冷媒液面的高度，并且通过控制进入闪蒸罐的冷媒流量的方式，控制闪蒸罐内冷媒液面的高度，防止液位过高，补气带液，也防止液位过低，导致闪蒸罐下部液封无法建立，气态冷媒直接经过二级节流阀，导致压力的频繁波动，保证闪蒸罐前后两个换热器的换热效率，降低系统功耗，同时也可以快速的稳定机组。
附图说明
17.图1为一种热泵系统及其闪蒸罐液位控制方法的结构示意图。
18.附图标记：1、压缩机；2、四通阀；3、水侧换热器；4、储液器；5、一级节流阀；6、闪蒸罐；7、二级节流阀；8、翅片换热器；9、气液分离器；10、液位传感器；11、喷焓阀。
实施方式
19.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
22.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
24.如图1所展示的一种热泵系统，包括循环管路，所述循环管路上依次安装有压缩机1、四通阀2、水侧换热器3、储液器4、一级节流阀5、闪蒸罐6、二级节流阀7、翅片换热器8和气液分离器9；闪蒸罐6包括喷气口，闪蒸罐6的喷气口通过补气管路与压缩机1的补气口相连；闪蒸罐6内安装有用于检测液面高度的液位传感器10。进一步的，所述补气管路上安装有喷焓阀11，喷焓阀11为单向阀。
25.一种闪蒸罐6液位控制方法，应用于上述热泵系统，具体控制方法如下，当闪蒸罐6内液位高于设定液位时：若系统排气温度高于目标温度，则开大二级节流阀7，使闪蒸罐6内液位降低；若排气温度低于目标温度，则关小一级节流阀5，使闪蒸罐6内液位降低；当闪蒸罐6内液位低于设定液位时：若排气温度高于目标温度，则开大一级节流阀5，以升高闪蒸罐6内液位；若排温度度低于目前温度，则关小二级节流阀7，以升高闪蒸罐6内液位。
26.如此设置，通过采用液位的方式来进行控制，在闪蒸罐6中装入液位传感器10，用以控制闪蒸罐6中的液位，防止液位过高，补气带液，也防止液位过低，导致闪蒸罐6下部液封无法建立，气态冷媒直接经过二级节流阀，导致压力的频繁波动。
27.为了精准的调节节流阀的开度，本实施例中，当闪蒸罐6内液位高于设定液位时：若排气温度低于目标温度，则根据目标液位和当前液位差值，以及上一调节周期始末两个阶段使液位的高度差，调整一级节流阀5的开度步数。如此能够精准的控制液面高度。
28.为防止机组回液，本实施例中，当闪蒸罐6内液位高于设定液位时：若排气温度高于目标排气温度，且回气温度对于目标回气温度，则优先减小一级节流阀5开度，而后再增加二级节流阀7开度。
29.为了快速稳定系统，本实施例中，当闪蒸罐6内液位高于设定液位时：若排气温度≥排气保护温度-a，此时排气温度已将超出机组上限，机组很可能停机，如此则优先对排气
温度过高进行控制，而后在对闪蒸罐6内液位进行控制；a为系数；如此使得当系统的排期温度较高时，能够优先稳定机组，而后对闪蒸罐6内的液面进行调节。
30.具体的，若排气温度≥排气保护温度-a，一级节流阀5开度维持不变，增加二级节流阀7开度，以降低排气温度，直至排气温度＜排气保护温度-a；若目标排气温度≤排气温度＜排气保护温度-a，则减小一级节流阀5开度，减小目标回气过热度，增加二级节流阀7开度，降低闪蒸罐6内液位高度。
31.为了保证闪蒸罐内冷媒充足，本实施例中，当闪蒸罐6内的液位低于设定液位时：若排气温度高于目标温度，则根据排气温度，增加一级节流阀5开度，以升高闪蒸罐内液位。
32.若排气温度低于目标温度，且回气过热度≥目标回气过热度时，则关闭喷焓阀，一级节流阀开度不变，根据回气过热度调整二级节流阀开度；当排气温度不低于目标排气温度+a的情况下，再打开喷焓阀11；若排气温度低于目标温度，且回气过热度≥目标回气过热度时，则关闭喷焓阀，一级节流阀开度不变，根据回气过热度调整二级节流阀开度；当排气温度不低于目标排气温度+a的情况下，再打开喷焓阀11。
33.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
34.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种闪蒸罐液位控制方法，应用于热泵系统，其特征在于：所述热泵系统包括循环管路，循环管路上安装有压缩机（1）、水侧换热器（3）、一级节流阀（5）、闪蒸罐（6）、二级节流阀（7）和翅片换热器（8），其中，闪蒸罐（6）包括喷气口，闪蒸罐（6）的喷气口通过补气管路与压缩机（1）的补气口相连，补气管路上安装有喷焓阀（11）；闪蒸罐（6）内安装有用于检测液面高度的液位传感器（10）；具体控制方法如下，当闪蒸罐（6）内液位高于设定液位时：若系统排气温度高于目标温度，则开大二级节流阀（7），使闪蒸罐（6）内液位降低；若排气温度低于目标温度，则关小一级节流阀（5），使闪蒸罐（6）内液位降低；当闪蒸罐（6）内液位低于设定液位时：若排气温度高于目标温度，则开大一级节流阀（5），以升高闪蒸罐（6）内液位；若排气温度低于目前温度，则关小二级节流阀（7），以升高闪蒸罐（6）内液位。2.根据权利要求1所述的一种闪蒸罐液位控制方法，其特征在于：当闪蒸罐（6）内液位高于设定液位时：若排气温度低于目标温度，则根据目标液位和当前液位差值，关小一级节流阀（5）的开度。3.根据权利要求1所述的一种闪蒸罐液位控制方法，其特征在于：当闪蒸罐（6）内液位高于设定液位时：若排气温度≥排气保护温度-a，优先对排气温度过高进行控制，而后在对闪蒸罐（6）内液位进行控制；a为系数。4.根据权利要求3所述的一种闪蒸罐液位控制方法，其特征在于：当闪蒸罐（6）内液位高于设定液位时：若排气温度≥排气保护温度-a，一级节流阀（5）开度维持不变，增加二级节流阀（7）开度，以降低排气温度，直至排气温度＜排气保护温度-a。5.根据权利要求4所述的一种闪蒸罐液位控制方法，其特征在于：当闪蒸罐（6）内液位高于设定液位时：若目标排气温度≤排气温度＜排气保护温度-a，则减小一级节流阀（5）开度，减小目标回气过热度，增加二级节流阀（7）开度，降低闪蒸罐（6）内液位高度。6.根据权利要求1所述的一种闪蒸罐液位控制方法，其特征在于：当闪蒸罐（6）内的液位低于设定液位时：若排气温度高于目标温度，则根据排气温度，增加一级节流阀（5）开度，以升高闪蒸罐内液位。7.根据权利要求1所述的一种闪蒸罐液位控制方法，其特征在于：当闪蒸罐（6）内液位低于设定液位时：若排气温度低于目标温度，且回气过热度＜目标回气过热度时，则一级节流阀（5）的开度不变，减小二级节流阀（7）的开度，以升高闪蒸罐（6）内的液位。8.根据权利要求1所述的一种闪蒸罐液位控制方法，其特征在于：当闪蒸罐（6）内的液位低于设定液位时：若排气温度低于目标温度，且回气过热度≥目标回气过热度时，则关闭喷焓阀，一级节流阀开度不变，根据回气过热度调整二级节流阀开度；当排气温度不低于目标排气温度+a的情况下，再打开喷焓阀（11）。9.根据权利要求1所述的一种闪蒸罐液位控制方法，其特征在于：喷焓阀（11）为单向阀。10.一种热泵系统，其特征在于：应用上述权利要求1-9中任一项所述的一种闪蒸罐液位控制方法。

技术总结
本发明公开了一种热泵系统及其闪蒸罐液位控制方法，应用于热泵系统，所述热泵系统包括循环管路，循环管路上安装有压缩机、水侧换热器、一级节流阀、闪蒸罐、二级节流阀和翅片换热器，闪蒸罐通过补气管路与压缩机相连；闪蒸罐内安装有用于检测液面高度的液位传感器；当闪蒸罐内液位高于设定液位时：若系统排气温度高于目标温度，则开大二级节流阀；若排气温度低于目标温度，则关小一级节流阀；当闪蒸罐内液位低于设定液位时：若排气温度高于目标温度，则开大一级节流阀；若排温度度低于目前温度，则关小二级节流阀。通过采用液位的方式来进行控制，防止液位过高，补气带液，也防止液位过低，以及气态冷媒直接经过二级阀，导致压力的频繁波动。的频繁波动。的频繁波动。


技术研发人员：姬坤杰 于太增 王鹏 隋政
受保护的技术使用者：浙江中广电器集团股份有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/10/8