一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统及其控制方法，所述制冷系统用于中小型制冷、空调或热泵机组，包括室外机和室内机及其连接管道，本发明专利技术制冷系统在室外机与室内机之间的连接管道上增加了一个单向阀，单向阀能够与电磁阀一起将室外机制冷剂侧容积与室内侧制冷剂容积有效分离。所述控制方法通过在压缩机停机前关闭电磁阀的同时利用压缩机运行时将室内机内的制冷剂回抽到室外机，使得在压缩机停机后，大幅度降低室内机内的制冷剂量，降低了制冷剂充灌量可能带来的燃烧危险，避免了制冷剂充灌量对室内机制冷剂泄漏风险的影响，提高了制冷系统的安全性。因此，本发明专利技术的制冷系统不仅可以采用可燃制冷剂，而且具有安全、环保的特点。环保的特点。环保的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于可燃制冷剂安全使用
，更具体地，涉及一种用于中小型制冷、空调、热泵机组的可安全使用可燃制冷剂的制冷系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前在中小型制冷、空调、热泵机组(如房间空调器、单元式空调机组、多联机组等)中一般都采用具有优良的物理化学和热力学性能及良好的使用安全性、经济性的HCFC
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22等应用最广、综合性能最优秀的制冷剂作为制冷剂，但HCFC
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22具有臭氧消耗潜能(ODP)值与较高的GWP(全球变暖潜能)值，对环境并不友好，已被2007年通过的《蒙特利尔议定书》蒙特利尔修正案列入要求提前限期淘汰的物质。作为HCFC
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22的主要替代物R410A(HFC
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32/HFC
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l25，质量组成50/50％)，R32及R407C(HFC
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32/HFC
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125/HFC
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134a，质量组成23/25/52％)以及R134a等HFCs类物质也因为具有高的全球温室效应值(GWP值)而被列入2016年通过的《蒙特利尔议定书》基加利修正案的削减目录中。目前，从ODP与GWP并重的环保新要求来看，以HC
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290(ODP＝0，GWP＝3)为代表的碳氢化合物及其混合物以及以HFC1234yf(ODP＝0，GWP＜1)为代表的烯烃类氟化物及其混合物是HCFC
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22的最佳替代物，但这些制冷剂的共同特点是均具有可燃性，在实际使用过程中尤其是在房间空调器、单元式空调机组、多联机组等与人员密切接触的制冷、空调、热泵的应用场合中存在较大的安全风险。
[0003]为了避免可燃、有毒等制冷剂对人员产生的危害，尽可能减少制冷剂的充灌量是其中的一种重要方法。然而减少制冷剂充灌量受到制冷系统压缩机、蒸发器、冷凝器、连接管道以及一些辅助部件内容积的限制，而且制冷系统的制冷剂充灌量还会直接影响制冷系统的性能。为解决这个问题，CN104101128B提出了一种适应于可燃制冷剂的制冷系统及其控制方法，通过在制冷系统的节流机构附近增加一个电磁阀的方式，在制冷运行时，当压缩机停机时，电磁阀同时断电关闭，切断室外高压制冷剂通过毛细管等节流机构在压缩机停机后继续进入室内机，导致室内机制冷剂量增加，增大了室内机制冷剂泄漏带来的安全风险，与此同时，通过控制压缩机、风机等的运行与停机时间与电磁阀关闭时间，来控制可燃制冷剂带来的安全风险。但是在中小型制冷、空调、热泵机组(如房间空调器、单元式空调机组、多联机组等)中一般都采用滚动转子式压缩机和涡旋式压缩机等回转式压缩机，这些压缩机一般都是依靠间隙密封，因此即使在压缩机停机时，高压侧(如冷凝器)的制冷剂会通过压缩机内旋转部件之间的间隙漏到低压侧并进入室内侧换热器，这样同样会导致室内机制冷剂量增加，增大了室内机制冷剂泄漏带来的安全风险。另外，虽然CN104101128 B提出了通过控制压缩机、风机等的运行与停机时间以及电磁阀关闭时间，来控制可燃制冷剂带来的安全风险，其控制方式主要是依靠运行时间或停机时间或停机与断电时间间隔来实现，对于室内机制冷机量的控制并不准确，也就是并不能准确的控制室内机制冷剂泄漏带来的安全风险。
[0004]由此可见，现有中小型制冷、空调、热泵机组存在室内机制冷剂泄漏带来安全风险的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统，由此解决现有中小型制冷、空调、热泵机组存在室内机制冷剂泄漏带来安全风险的技术问题。本专利技术提供了一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统的控制方法，由此解决现有中小型制冷、空调、热泵机组存在室内机制冷剂量的控制不准确、室内机制冷剂泄漏带来安全风险的技术问题。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统，所述制冷系统用于中小型制冷、空调或热泵机组，包括室外机和室内机及其连接管道，所述室外机包括制冷压缩机、四通换向阀、用于制冷剂与环境介质进行换热的室外换热器、气液分离器、干燥过滤器、节流机构、电磁阀、单向阀以及室外机风机，所述室内机包括室内机风机和用于与被制冷或被制热对象进行换热的室内换热器，所述连接管道包括第一连接管道和第二连接管道；
[0007]所述室外换热器的一个端口与室内换热器的一个端口之间依次通过干燥过滤器、节流机构、电磁阀和第一连接管道连接，所述室外换热器的另一个端口与四通换向阀的第一个接口连接，室内换热器的另一个端口通过第二连接管道与四通换向阀的第二个接口连接；
[0008]所述制冷压缩机的一个端口与四通换向阀的第三个接口连接，另一个端口依次通过气液分离器、单向阀与四通换向阀的第四个接口连接。
[0009]进一步地，所述制冷压缩机为滚动转子式压缩机时，单向阀位于气液分离器的入口端，用于阻断室外机制冷剂通过制冷压缩机的缝隙向室内机流动。
[0010]进一步地，所述制冷压缩机为涡旋式压缩机时，气液分离器不存在，单向阀位于制冷压缩机的吸气端。
[0011]进一步地，电磁阀与节流机构紧密相连，位置能够互换，电磁阀用于在制冷压缩机停机时迅速切断电磁阀两侧的制冷剂流动，与单向阀一起将室外机制冷机侧容积与室内侧制冷剂容积有效分离。
[0012]进一步地，所述室外换热器的一个端口与制冷压缩机的排气口连接，制冷压缩机的吸气口与第二连接管连接。
[0013]进一步地，四通换向阀的二个接口分别与所述室外换热器一个端口与所述第二连接管道一端连接，四通换向阀的另外二个接口分别与制冷压缩机的排气口和吸气口连接。
[0014]制冷系统采用可燃制冷剂，具体可以是包括HC
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290、HC
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1270、HC
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600a、HFC
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32、HFC161或HFC
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1234yf在内的任一种或几种的混合物。节流机构可以为毛细管、节流短管、节流孔板、热力膨胀阀或电子膨胀阀。采用具有关闭功能的电子膨胀阀作为节流机构时，可以代替其他节流机构与电磁阀的组合。
[0015]按照本专利技术的另一方面，提供了一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统的控制方法，包括：
[0016]通电之后，首先启动室内机风机和室外机风机，此时系统内其他电器均不通电；
[0017]在室内机风机和室外机风机运行设定时间后，电磁阀通电打开，高压侧与低压侧联通，两侧压力开始平衡，在电磁阀通电设定时间后，制冷压缩机通电运行，中小型制冷或空调机组开始制冷降温，当室内温度达到设定停机温度时，电磁阀断电关闭；
[0018]制冷压缩机继续通过单向阀、四通换向阀和第二连接管道，将室内换热器、第一连接管道和第二连接管道内的制冷剂质量吸至剩余m，然后制冷压缩机停止运行，而室内风机和室外风机继续运转设定时间后，断电停止运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统，所述制冷系统用于中小型制冷、空调或热泵机组，包括室外机和室内机及其连接管道，其特征在于，所述室外机包括制冷压缩机(1)、四通换向阀(2)、用于制冷剂与环境介质进行换热的室外换热器(3)、气液分离器(11)、干燥过滤器(4)、节流机构(5)、电磁阀(6)、单向阀(10)以及室外机风机(12)，所述室内机包括室内机风机(13)和用于与被制冷或被制热对象进行换热的室内换热器(8)，所述连接管道包括第一连接管道(7)和第二连接管道(9)；所述室外换热器(3)的一个端口与室内换热器(8)的一个端口之间依次通过干燥过滤器(4)、节流机构(5)、电磁阀(6)和第一连接管道(7)连接，所述室外换热器(3)的另一个端口与四通换向阀(2)的第一个接口连接，室内换热器(8)的另一个端口通过第二连接管道(9)与四通换向阀(2)的第二个接口连接；所述制冷压缩机(1)的一个端口与四通换向阀(2)的第三个接口连接，另一个端口依次通过气液分离器(11)、单向阀(10)与四通换向阀(2)的第四个接口连接。2.如权利要求1所述的一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统，其特征在于，所述制冷压缩机(1)为滚动转子式压缩机时，单向阀(10)位于气液分离器(11)的入口端，用于阻断室外机制冷剂通过制冷压缩机的缝隙向室内机流动。3.如权利要求1所述的一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统，其特征在于，所述制冷压缩机(1)为涡旋式压缩机时，气液分离器(11)不存在，单向阀(10)位于制冷压缩机(1)的吸气端。4.如权利要求1
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3任一所述的一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统的控制方法，其特征在于，包括：通电之后，首先启动室内机风机和室外机风机，此时系统内其他电器均不通电；在室内机风机和室外机风机运行设定时间后，电磁阀通电打开，高压侧与低压侧联通，两侧压力开始平衡，在电磁阀通电设定时间后，制冷压缩机通电运行，中小型制冷或空调机组开始制冷降温，当室内温度达到设定停机温度时，电磁阀断电关闭；制冷压缩机继续通过单向阀、四通换向阀和第二连接管道，将室内换热器、第一连接管道和第二连接管道内的制冷剂质量吸至剩余m，然后制冷压缩机停止运行，而室内风机和室外风机继续运转设定时间后，断电停止运转。5.如权利要求4所述的一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统的控制方法，其特征在于，所述室内换热器、第一连接管道和第二连接管道内剩余的制冷剂质量m通过如下方式计算：m＝Vρ其中，V为室内换热器、第一连接管道和第二连接管道的内容积，ρ为室温对应的制冷剂饱和气体密度。6.如权利要求4所述的一种可安全使用可燃制冷剂的制冷系统的控制方法，其特征在于，所述室内机风机和室外机风机运行的设定时间为2秒到10秒，所述电磁阀通电的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：何国庚，宁前，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：