CN113091172A - 一种空调系统不凝性气体排出装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调系统不凝性气体排出装置，包括压缩机、冷凝器、节流装置、不凝性气体储存罐以及电磁控制阀，还包括套管式气液分离储液罐，所述套管式气液分离储液罐包括气液混合物进管、液态冷媒排液管、和不凝气体排气管，所述气液混合物进管和液态冷媒排液管的末端伸入至所述套管式气液分离储液罐的底部；空调系统的高压液管管道、压缩机、冷凝器以及套管式气液分离储液罐的气液混合物进管通过管道连通；所述液态冷媒排液管与空调系统的高压液管管道或低压气管管道连通；不凝性气体储存罐处设置有温度传感器和压力传感器；还包括一PID控制模块，所述PID控制模块分别与电磁控制阀、压缩机、风扇电机、压力传感器以及温度传感器电性连接。

Description

一种空调系统不凝性气体排出装置及控制方法

技术领域

本发明具体涉及一种空调系统不凝性气体排出装置及控制方法，涉及制冷机组设备领域。

背景技术

不凝性气体是指混在制冷系统里的空气、氢、氮等。这些气体随制冷剂在系统中循环，不随制冷剂一起冷凝，也不产生制冷效应。大型制冷机组系统中，制冷系统管道较多较长并且在生产安装施工过程中，由于种种原因真空度不够系统中可能还存在空气，则系统中会有来自空气的不凝性气体积聚。

不凝性气体的存在对系统有很大的危害，主要表现在会使系统冷凝压力升高，冷凝温度升高，压缩机排气温度升高，耗电量增加，制冷效率降低；同时由于排气温度过高可能导致润滑油碳化，影响润滑效果，严重时损坏压缩机。

一般的除去方法：1、制冷系统充注制冷剂前，彻底抽真空。2、制冷设备运行过程中，系统内也会出现不凝性气体量增大的现象，这是由于充注制冷剂、加注润滑油时，外界空气趁机进入，或者系统密封性不严密导致空气进入系统内部。此时，可以给系统加装不凝性气体分离器和排出阀，定期或自动将系统中的不凝性气体排出。目前通过不凝性气体分离器排出的方式存在排出不够完整，也没有一种适用于不同空调系统的装置，操作步骤繁琐等情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种空调系统不凝性气体排出装置。

为实现上述目的，一种空调系统不凝性气体排出装置，包括压缩机、冷凝器、节流装置、不凝性气体储存罐以及电磁控制阀，还包括套管式气液分离储液罐，所述套管式气液分离储液罐包括气液混合物进管、液态冷媒排液管、和不凝气体排气管；所述气液混合物进管和液态冷媒排液管的末端伸入至所述套管式气液分离储液罐的底部；所述不凝气体排气管位于所述套管式气液分离储液罐的罐体内顶部位置，其末端不低于所述套管式气液分离储液罐罐体1/20位置处；空调系统的高压液管管道、压缩机、冷凝器以及套管式气液分离储液罐的气液混合物进管通过管道连通；所述液态冷媒排液管与空调系统的高压液管管道或低压气管管道连通；所述不凝气体排气管与所述不凝性气体储存罐连通；所述不凝性气体储存罐内设置有压力传感器，不凝性气体排放管上设置有电磁控制阀，不凝性气体储存罐外设置有温度传感器；还包括一PID控制模块，所述PID控制模块分别与电磁控制阀、压缩机、压力传感器以及温度传感器电性连接。

进一步的，空调系统的高压液管管道与压缩机通过内套管混合气体管路相连通；所述内套管设置在所述套管式气液分离储液罐内；所述内套管的形状呈“U”型。

进一步的，还包括一气液分离储液罐，所述气液分离储液罐的进液管和出气管分别与空调系统的高压液管管道和压缩机的入口连通；所述套管式气液分离储液罐的液态冷媒排液管与所述气液分离储液罐的回液管连通，所述气液分离储液罐的出液管与空调系统的蒸发器连通。

进一步的，当所述液态冷媒排液管与空调系统的高压液管管道连通时，还包括一泄压管，所述泄压管连通冷凝器和空调系统的低压气管管道，其上设置有电磁控制阀。

进一步的，所述冷凝器上设置有冷凝器风扇，其作用在于提高冷凝器热交换冷却效率。

一种空调系统不凝性气体排出装置的控制方法，采用上述的空调系统不凝性气体排出装置，具体步骤如下：

步骤一：上电初始化参数设定，通过输入模块向PID控制模块输入实际运行模式指令，排气运行模式或抽真空模式；

步骤二：PID控制模块依据采集到输入模块抽真空指令时，排气装置起动抽真空模式，PID控制模块向所有电磁控制阀输出开启指令，打开所有电磁控制阀通路，由外部真空泵抽真空；

步骤三：PID控制模块依据采集到输入模块排气运行指令时，排气装置起动排气运行模式，PID控制模块启动采集制冷机组启动检测模块和数据信息采集模块，并将采集到的各个压力传感器的压力值和各个温度传感器温度值显示出来；

步骤四：PID控制模块采集到的正在运行制冷机组液管压力传感器压力值与制冷机组气管压力传感器压力值，计算出压力差值；若实际压力差值达到等于满足排气装置启动的预设定压力差值时，并采集到不凝性气体储存罐温度传感器实际温度值高于零度时，PID控制模块输出启动指令到驱动模块，以将依次开启混合气体进气电磁控制阀、出液电磁控制阀、冷凝器风扇、压缩机开始排气运行；

步骤五：PID控制模块采集到不凝性气体储存罐排气温度传感器温度值，并采集到不凝性气体储存罐压力传感器压力值，若排气温度传感器实际温度值高于零度同时不凝性气体储存罐实际压力值升高达到预设定压力值时，PID控制模块输出启动排气指令到驱动模块开启排气电磁控制阀通路排出不凝性气体；

步骤六：PID控制模块实时采集不凝性气体储存罐排气温度传感器温度值并实时采集不凝性气体储存罐压力值，当不凝性气体储存罐压力传感器实际压力值下降低于预设定压力值时，PID控制模块向驱动模块输入停止排气指令关闭排气电磁控制阀停止排气；

步骤七：PID控制模块实时采集不凝性气体储存罐排气温度传感器温度值及不凝性气体储存罐压力传感器压力值，根据不凝性气体储存罐实际温度值及不凝性气体储存罐实际压力值变化重复上述步骤；

步骤八：PID控制模块采集到不凝性气体储存罐排气温度传感器实际温度值，若不凝性气体储存罐排气温度传感器温度值下降至低于零度时，PID控制模块向驱动模块输入停止运行指令，依次关闭进气电磁控制阀、压缩机、出液电磁控制阀、排气电磁控制阀、冷凝器风扇，并开启泄压电磁控制阀泄压十秒钟，十秒钟后关闭泄压电磁控制阀；

步骤九：PID控制模块实时采集不凝性气体储存罐排气温度传感器实际温度值、实时采集不凝性气体储存罐压力传感器压力值、实时采集制冷机组液管压力传感器压力值、制冷机组气管压力传感器压力值，并满足压缩机三分钟延时起动保护，重复上述步骤以控制运行排气与停止。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明能够有效的从制冷机组系统中排出不凝性气体，防止不凝性气体在制冷机组系统中积聚从而有助于维持空调机组冷凝器内的冷凝压力，保证制冷机组制冷量和能效，使其安全高效的运行。

2、本发明通过输入模块向PID控制模块输入实际运行模式指令，排气运行模式或抽真空模式；能够自行通过采集比对压力传感器和温度传感器的值来自动控制装置运行实现自动运行排气功能，能够及时排出不凝气体保护机组；同时实现自动化处理，能够降低技术人员的劳动强度。

3、本发明套管式气液分离储液罐内还设有内套管，以使得低温低压混合气体从套管式气液分离储液罐罐体内穿过与套管式气液分离储液罐中的冷媒进行热交换使其提高过冷度，并提高混合气体过热度。

4、本发明的冷凝器上设置有冷凝器风扇在于提高冷凝器热交换冷却效率。

附图说明

图1为本发明的排气装置的结构示意图；

图2为本发明的排液管连接空调系统的低压气管管道时的连接示意图；

图3为本发明的排液管连接空调系统的高压液管管道时的连接示意图；

图4为气液分离储液罐连接空调系统高压液管管道时的冷媒排液管连接气液分离储液罐的连接示意图；

图5为气液分离储液罐连接空调系统高压液管管道时的冷媒排液管连接空调系统的低压气管管道时的连接示意图；

图6为各功能模块连接示意图；

图7为各器件的连接示意图；

图8为气液分离储液罐的结构示意图；

图9为套管式气液分离储液罐的结构示意图。

图中：1、气液分离储液罐；2、压缩机；3、冷凝器；4、节流装置；5、冷凝器风扇；6、套管式气液分离储液罐；7、不凝性气体储存罐；8、电磁控制阀；9、温度传感器；10、压力传感器；11、PID控制模块。

具体实施方式

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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“套接”、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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，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。

如图1-9所示，本实施例的空调系统不凝性气体排出装置，包括压缩机2、冷凝器3、节流装置4、套管式气液分离储液罐6、不凝性气体储存罐7以及电磁控制阀，套管式气液分离储液罐6包括气液混合物进管、液态冷媒排液管、和不凝气体排气管，气液混合物进管和液态冷媒排液管的末端伸入至套管式气液分离储液罐6的底部，不凝气体排气管的末端设置在靠近罐体内顶部位置，最低不能低于套管式气液分离储液罐6罐体内顶部1/20位置处；空调系统的高压液管管道、压缩机2、冷凝器3以及套管式气液分离储液罐6的气液混合物进管通过管道连通；液态冷媒排液管与空调系统的高压液管管道或低压气管管道连通；不凝气体排气管与不凝性气体储存罐7连通；不凝性气体储存罐7内设置有压力传感器10，用于监测罐内压力，只有罐内压力值达到设定值时才开始排气；不凝性气体排放管上设置有电磁控制阀8，不凝性气体储存罐7外设置有温度传感器9，当不凝性气体储存罐7仅排出不凝气体时，温度不会降低；当不凝气体排完，排出冷媒时，罐体温度会降低，温度传感器9将反馈到的信息传输给PID控制模块11，PID控制模块11控制关闭排气电磁控制阀8；还包括一PID控制模块11，PID控制模块11分别与电磁控制阀8、压缩机2、风扇电机5、压力传感器10以及温度传感器9电性连接。

优选的，空调系统的高压液管管道与压缩机2通过内套管混合气体管路相连通；内套管设置在套管式气液分离储液罐6内；内套管的形状呈“U”型或者“S”型，以使得低温低压混合气体从套管式气液分离储液罐6罐体内穿过与套管式气液分离储液罐6中的冷媒进行热交换使其提高过冷度，并提高混合气体过热度，使得混合气体中的冷媒充分汽化，防止液态冷媒进入压缩机2中，也使得套管式气液分离储液罐6中的冷媒充分冷凝液化。

优选的，套管式气液分离储液罐6的液态冷媒排液管上设置有冷凝节流装置4，以将套管式气液分离储液罐6中的高压液态冷媒引出，冷凝节流装置4的作用在于限制液态冷媒流量，以使得冷凝器3和套管式气液分离储液罐6中冷媒与不凝性气体压力保持高压冷凝状态，冷凝节流装置4的出口与排液电磁控制阀8连通，以将液态冷媒经电磁控制阀8输送至制冷机组系统中。

优选的，套管式气液分离储液罐6不凝性气体排气管上设置有排气节流装置4，以将套管式气液分离储液罐6中的不凝性气体引入不凝性气体储存罐7，排气节流装置4用于限制排气流量，以使得套管式气液分离储液罐6和冷凝器3内的冷媒与不凝性气体保持高压冷凝状态，排气节流装置4出口与不凝性气体储存罐7入口连通，以将不凝性气体输送至不凝性气体储存罐7。

优选的，在空调系统自带气液分离储液罐1时，具体参照图3：当套管式气液分离储液罐6的液态冷媒排液管与空调系统的高压液管管路连通时，还包括一泄压管，泄压管连通冷凝器3和空调系统的低压气管管道，其上设置有泄压电磁控制阀8。

优选的，具体参照图4和图5，当空调系统没有自带气液分离储液罐时，本发明装置还包括一气液分离储液罐1，气液分离储液罐1的进液管末端伸至罐体内底部，出气管的末端位于罐体内的上部；进液管和出气管分别与空调系统的高压液管管道和压缩机2的入口连通，进液管上设置有压力传感器10，出气管上设置有节流装置4；套管式气液分离储液罐6的液态冷媒排液管与气液分离储液罐1的回液管连通，套管式气液分离储液罐6的冷媒排液管与空调系统的高压管路或者低压管道连通(连通空调系统的高压液管管路时，需要设置一泄压管)，气液分离储液罐1的出液管和进液管以及回液管的底端均伸至罐底。

优选的，冷凝器3包括高温高压混合气体入口和常温高压气液混合物出口，冷凝器3入口与压缩机2出口连通，用于引入高温高压混合气体，以使得高温高压混合气体在冷凝器3中进行热交换冷却为常温高压气液混合物，冷凝器3出口用于将常温高压气液混合物输送至套管式气液分离储液罐6进行气液分离；冷凝器3上设置有冷凝器风扇5，其作用在于提高冷凝器3冷却效率。

空调系统不凝性气体排出装置的控制方法，采用如下具体步骤：

步骤一：上电初始化参数设定，通过输入模块向PID控制模块11输入实际运行模式指令，排气运行模式或抽真空模式；

步骤二：PID控制模块11依据采集到输入模块抽真空指令时，排气装置起动抽真空模式，PID控制模块11向所有电磁控制阀输出开启指令，打开所有电磁控制阀通路，由外部真空泵抽真空；

步骤三：PID控制模块11依据采集到输入模块排气运行指令时，排气装置起动排气运行模式，PID控制模块11启动采集制冷机组启动检测模块和数据信息采集模块，并将采集到的各个压力传感器10的压力值和各个温度传感器9温度值显示出来；

步骤四：PID控制模块11采集到的正在运行制冷机组液管压力传感器10压力值与制冷机组气管压力传感器10压力值，计算出压力差值；若实际压力差值达到等于满足排气装置启动的预设定压力差值时，并采集到不凝性气体储存罐7温度传感器9实际温度值高于零度时，PID控制模块11输出启动指令到驱动模块，以将依次开启混合气体进气电磁控制阀8、出液电磁控制阀8、冷凝器风扇5、压缩机2开始排气运行；

步骤五：PID控制模块11采集到不凝性气体储存罐7排气温度传感器9温度值，并采集到不凝性气体储存罐7压力传感器10压力值，若排气温度传感器9实际温度值高于零度同时不凝性气体储存罐7实际压力值升高达到预设定压力值时，PID控制模块11输出启动排气指令到驱动模块开启排气电磁控制阀8通路排出不凝性气体；

步骤六：PID控制模块11实时采集不凝性气体储存罐7排气温度传感器9温度值并实时采集不凝性气体储存罐7压力值，当不凝性气体储存罐7压力传感器10实际压力值下降低于预设定压力值时，PID控制模块11向驱动模块输入停止排气指令关闭排气电磁控制阀8停止排气；

步骤七：PID控制模块11实时采集不凝性气体储存罐7排气温度传感器9温度值及不凝性气体储存罐7压力传感器10压力值，根据不凝性气体储存罐7实际温度值及不凝性气体储存罐7实际压力值变化重复上述步骤；

步骤八：PID控制模块11采集到不凝性气体储存罐7排气温度传感器9实际温度值，若不凝性气体储存罐7排气温度传感器9温度值下降至低于零度时，PID控制模块11向驱动模块输入停止运行指令，依次关闭进气电磁控制阀8、压缩机2、出液电磁控制阀8、排气电磁控制阀8、冷凝器风扇5，并开启泄压电磁控制阀8泄压十秒钟，十秒钟后关闭泄压电磁控制阀8；

步骤九：PID控制模块11实时采集不凝性气体储存罐7排气温度传感器9实际温度值、实时采集不凝性气体储存罐7压力传感器10压力值、实时采集制冷机组液管压力传感器10压力值、制冷机组气管压力传感器10压力值，并满足压缩机2三分钟延时起动保护，重复上述步骤以控制运行排气与停止。

本发明的排气方法包括：导出过程、压缩过程、冷凝过程、分离过程、出液过程、排气过程：系统气液分离储液罐1用于接入制冷机组高压液管系统管路使得空调系统冷媒液管通过系统气液分离储液罐1导出气态冷媒与不凝性气体混合气体，压缩机2用于将混合气体压缩为高温高压的混合气体并送至冷凝器3进行冷却，冷凝器3用于使得高温高压混合气体进行热交换而使混合气体冷却形成液态冷媒与不凝性气体，并输送至套管式气液分离储液罐6进行气液分离，套管式气液分离储液罐6将分离出来的液态冷媒经冷凝节流装置4引入制冷机组系统管道中，并将分离出来的不凝性气体经排气节流装置4送至不凝性气体储存罐7中并经排气电磁控制阀8排出。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种空调系统不凝性气体排出装置，包括压缩机(2)、冷凝器(3)、节流装置(4)、不凝性气体储存罐(7)以及电磁控制阀(8)，其特征在于：还包括套管式气液分离储液罐(6)，所述套管式气液分离储液罐(6)包括气液混合物进管、液态冷媒排液管、和不凝气体排气管；所述气液混合物进管和液态冷媒排液管的末端伸入至所述套管式气液分离储液罐(6)的底部；所述不凝气体排气管位于所述套管式气液分离储液罐(6)的罐体内顶部位置，其末端不低于所述套管式气液分离储液罐(6)罐体1/20位置处；空调系统的高压液管管道、压缩机(2)、冷凝器(3)以及套管式气液分离储液罐(6)的气液混合物进管通过管道连通；所述液态冷媒排液管与空调系统的高压液管管道或低压气管管道连通；所述不凝气体排气管与所述不凝性气体储存罐(7)连通；所述不凝性气体储存罐(7)内设置有压力传感器(10)，不凝性气体排放管上设置有电磁控制阀(8)，不凝性气体储存罐(7)处设置有温度传感器(9)；还包括一PID控制模块(11)，所述PID控制模块(11)分别与控制电磁控制阀(8)、压缩机(2)、压力传感器(10)以及温度传感器(9)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种空调系统不凝性气体排出装置，其特征在于：空调系统的高压液管管道与压缩机(2)通过内套管混合气体管路相连通；所述内套管设置在所述套管式气液分离储液罐(6)内；所述内套管的形状呈“U”型。

3.根据权利要求1所述的一种空调系统不凝性气体排出装置，其特征在于：还包括一气液分离储液罐(1)，所述气液分离储液罐(1)的进液管和出气管分别与空调系统的高压液管管道和压缩机(2)的入口连通；所述套管式气液分离储液罐(6)的液态冷媒排液管与所述气液分离储液罐(1)的回液管连通，所述气液分离储液罐(1)的出液管与空调系统的蒸发器连通。

4.根据权利要求1所述的一种空调系统不凝性气体排出装置，其特征在于：当所述液态冷媒排液管与空调系统的高压液管管道连通时，还包括一泄压管，所述泄压管连通冷凝器(3)和空调系统的低压气管管道，其上设置有电磁控制阀(8)。

5.根据权利要求2所述的一种空调系统不凝性气体排出装置，其特征在于：所述冷凝器(3)上设置有冷凝器风扇(5)，其作用在于提高冷凝器(3)热交换冷却效率。

6.一种空调系统不凝性气体排出装置的控制方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的空调系统不凝性气体排出装置，具体步骤如下：

步骤一：上电初始化参数设定，通过输入模块向PID控制模块(11)输入实际运行模式指令，排气运行模式或抽真空模式；

步骤二：PID控制模块(11)依据采集到输入模块抽真空指令时，排气装置起动抽真空模式，PID控制模块(11)向所有电磁控制阀输出开启指令，打开所有电磁控制阀通路，由外部真空泵抽真空；

步骤三：PID控制模块(11)依据采集到输入模块排气运行指令时，排气装置起动排气运行模式，PID控制模块(11)启动采集制冷机组启动检测模块和数据信息采集模块，并将采集到的各个压力传感器(10)的压力值和各个温度传感器(9)温度值显示出来；

步骤四：PID控制模块(11)采集到的正在运行制冷机组液管压力传感器(10)压力值与制冷机组气管压力传感器(10)压力值，计算出压力差值；若实际压力差值达到等于满足排气装置启动的预设定压力差值时，并采集到不凝性气体储存罐(7)温度传感器(9)实际温度值高于零度时，PID控制模块(11)输出启动指令到驱动模块，以将依次开启混合气体进气电磁控制阀(8)、出液电磁控制阀(8)、冷凝器风扇(5)、压缩机(2)开始排气运行；

步骤五：PID控制模块(11)采集到不凝性气体储存罐(7)排气温度传感器(9)温度值，并采集到不凝性气体储存罐(7)压力传感器(10)压力值，若排气温度传感器(9)实际温度值高于零度同时不凝性气体储存罐(7)实际压力值升高达到预设定压力值时，PID控制模块(11)输出启动排气指令到驱动模块开启排气电磁控制阀(8)通路排出不凝性气体；

步骤六：PID控制模块(11)实时采集不凝性气体储存罐(7)排气温度传感器(9)温度值并实时采集不凝性气体储存罐(7)压力值，当不凝性气体储存罐(7)压力传感器(10)实际压力值下降低于预设定压力值时，PID控制模块(11)向驱动模块输入停止排气指令关闭排气电磁控制阀(8)停止排气；

步骤七：PID控制模块(11)实时采集不凝性气体储存罐(7)排气温度传感器(9)温度值及不凝性气体储存罐(7)压力传感器(10)压力值，根据不凝性气体储存罐(7)实际温度值及不凝性气体储存罐(7)实际压力值变化重复上述步骤；

步骤八：PID控制模块(11)采集到不凝性气体储存罐(7)排气温度传感器(9)实际温度值，若不凝性气体储存罐(7)排气温度传感器(9)温度值下降至低于零度时，PID控制模块(11)向驱动模块输入停止运行指令，依次关闭进气电磁控制阀(8)、压缩机(2)、出液电磁控制阀(8)、排气电磁控制阀(8)、冷凝器风扇(5)，并开启泄压电磁控制阀(8)泄压十秒钟，十秒钟后关闭泄压电磁控制阀(8)；

步骤九：PID控制模块(11)实时采集不凝性气体储存罐(7)排气温度传感器(9)实际温度值、实时采集不凝性气体储存罐(7)压力传感器(10)压力值、实时采集制冷机组液管压力传感器(10)压力值、制冷机组气管压力传感器(10)压力值，并满足压缩机(2)三分钟延时起动保护，重复上述步骤以控制运行排气与停止。

Images