本申请涉及空气调节领域，更具体而言，本申请涉及一种空气调节系统及用于其的驱动电机冷却方法。
背景技术：
在空气调节领域内，对于制冷系统而言，在其运转期间，压缩机的驱动电机会产生大量的热，因此需要制冷剂或冷却油等介质对其进行冷却，以避免温度过高而导致电机故障或系统故障。此类情形在具有封闭式压缩机的制冷系统中尤为严重。此外，对于具有多级压缩的空气调节系统而言，合适的电机冷却方案甚至于可能会影响到系统能效。
技术实现要素：
本申请旨在提供一种空气调节系统及用于其的驱动电机冷却方法，以便在冷却驱动电机的同时，维持或改善系统能效。
为实现本申请的至少一个目的，根据本申请的一个方面，提供一种空气调节系统，其包括：主回路，其具有通过管路连接的多级压缩机、冷凝器、节流元件及蒸发器；以及冷却支路，其入口在所述冷凝器与所述节流元件之间接入主回路，且其出口接入所述多级压缩机的第一级吸气口及中间级吸气口中的至少一个，所述冷却支路流经所述多级压缩机的驱动电机，且在所述冷却支路上设置用于控制所述冷却支路的开度的调节阀；控制模块，其基于所述冷却支路上的驱动电机下游的出口温度与所述多级压缩机的中间级吸气口的中间吸气压力来控制所述冷却支路上的调节阀的开度。
可选地，所述冷却支路包括从所述冷却支路上的驱动电机的下游连接所述多级压缩机的第一支路及第二支路；其中，所述第一支路包括控制其开闭的第一阀门及接入所述多级压缩机的第一级吸气口的第一出口；且所述第二支路包括控制其开闭的第二阀门及接入所述多级压缩机的中间级吸气口的第二出口。
可选地，所述控制模块基于所述驱动电机的温度来控制所述冷却支路上的第一出口和/或第二出口的开闭。
可选地，所述多级压缩机为螺杆式压缩机或离心式压缩机。
为实现本申请的至少一个目的，根据本申请的再一方面，还提供一种用于空气调节系统的驱动电机冷却方法，其用于如前所述的空气调节系统，其包括：检测所述冷却支路上的驱动电机下游的出口温度与所述多级压缩机的中间级吸气口的中间吸气压力；当所述出口温度与所述中间吸气压力对应的饱和温度之间的差大于预设过热温度时，增大所述调节阀的开度；或者，当所述出口温度与所述中间吸气压力对应的饱和温度之间的差小于预设过热温度时，减小所述调节阀的开度。
可选地，包括：检测所述驱动电机的温度；当所述驱动电机的温度大于预设冷却温度时，导通第一支路；或者当所述驱动电机的温度小于预设冷却温度时，导通第二支路。
为实现本申请的至少一个目的，根据本申请的又一方面，还提供一种空气调节系统，其包括：主回路，其具有通过管路连接的多级压缩机、冷凝器、节流元件及蒸发器；以及冷却支路，其入口在所述冷凝器与所述节流元件之间接入主回路，且其流经所述多级压缩机的驱动电机，所述冷却支路还包括从所述驱动电机的下游连接所述多级压缩机的第一支路及第二支路；其中，所述第一支路包括控制其开闭的第一阀门及接入所述多级压缩机的第一级吸气口的第一出口；且所述第二支路包括控制其开闭的第二阀门及接入所述多级压缩机的中间级吸气口的第二出口；以及控制模块，其基于所述驱动电机的温度来控制所述冷却支路上的第一出口和/或第二出口的开闭。
可选地，在所述冷却支路的入口至所述驱动电机之间还设置用于控制所述冷却支路的开度的调节阀。
可选地，所述控制模块基于所述冷却支路上的驱动电机下游的出口温度与所述多级压缩机的中间级吸气口的中间吸气压力来控制所述冷却支路上的调节阀的开度。
可选地，所述多级压缩机为螺杆式压缩机或离心式压缩机。
为实现本申请的至少一个目的，根据本申请的还一方面，还提供一种用于空气调节系统的驱动电机冷却方法，其用于如前所述的空气调节系统，其包括：检测所述驱动电机的温度；当所述驱动电机的温度大于预设冷却温度时，导通第一支路；或者当所述驱动电机的温度小于预设冷却温度时，导通第二支路。
可选地，包括：检测所述冷却支路上的驱动电机下游的出口温度与所述多级压缩机的中间级吸气口的中间吸气压力；当所述出口温度与所述中间吸气压力对应的饱和温度之间的差大于预设过热温度时，增大所述调节阀的开度；或者，当所述出口温度与所述中间吸气压力对应的饱和温度之间的差小于预设过热温度时，减小所述调节阀的开度。
根据本申请的空气调节系统及用于其的驱动电机冷却方法，通过合理设计与选择冷却支路在主回路上的接出位置，并通过调节阀的开度调节来实现对该冷却支路的通行制冷剂流量的调节，能够在冷却驱动电机的同时，有效维持或改善系统效率。
附图说明
图1是本申请的空气调节系统的一个实施例的系统示意图。
具体实施方式
本申请在此提供了一种空气调节系统100的实施例。参见图1，该空气调节系统100包括通常用于提供制冷循环的主回路110以及用于从主回路110引流来为压缩机的驱动电机提供冷却的冷却支路120。其中，主回路110具有通过管路连接形成回路的多级压缩机111的排气口、冷凝器112、节流元件113、蒸发器114及多级压缩机111的吸气口。具体而言，该多级压缩机111意指能够对制冷剂实现两次或更多次压缩的压缩机。例如，本实施例中图示的多级压缩机111具有两个压缩级，且两个压缩级中间具有流道来相互连通，以便实现对制冷剂的两次压缩。例如，参见图1，该多级压缩机111的第一个压缩级可具有第一级吸气口111b与第一级排气口111c，而其第二个压缩级可具有中间级吸气口111d与中间级排气口111e；其中，制冷剂从第一级吸气口111b进入压缩机，在其第一个压缩级经过压缩后，可从第一级排气口111c流出，并从中间级吸气口111d流入第二个压缩级来再次经受压缩，且随后从中间级排气口111e流出压缩机，以便参与到主回路110的循环中，当然，若所示的多级压缩机具有更多中间级时，则按照前述方式其依次流经各中间级来接受进一步的压缩即可。具体地，其流入冷凝器112来放热并冷凝成液相制冷剂，经由节流元件113进行膨胀降压，随后进入蒸发器114来吸热蒸发，并再次进入压缩机111，开始新一轮的工作循环。
此外，用于从主回路110引流来为压缩机的驱动电机提供冷却的冷却支路120可布置成使其入口120a在冷凝器112与节流元件113之间接入主回路110，因为此处的液相制冷剂相对具有较高压力，从而为支路提供足够的流量，有助于冷却驱动电机。冷却支路120的出口可接入多级压缩机111的第一级吸气口111b及中间级吸气口111d中的至少一个，以便执行完电机冷却功能的制冷剂能够进入压缩级参与新一轮的工作循环。其中，若仅为冷却支路设置一个出口时，则当然是用该条唯一的支路执行电机冷却功能即可。而若为该冷却支路同时设置两个出口时，则可以根据实际情况来选择用哪一条支路释放执行完冷却功能的制冷剂。例如，若将制冷剂直接引回至压缩机的中间级吸气口111d时，则可以为系统整体带来更高的能效比。但若释放到中间级吸气口111d所带来的吸排气压力差较小时，有可能会导致供液量不够，进而影响到电机被冷却程度不够充分。此时，则该支路不是最优选择。作为替代，可考虑将制冷剂直接引回至压缩机的第一级吸气口111b时，以提供一定程度的压差补偿。
再者，该冷却支路120应流经多级压缩机111的驱动电机111a，以便对其进行冷却。且还可在该冷却支路120上设置用于控制冷却支路120的开度的调节阀120b。并通过该空气调节系统100的控制模块来执行相应的控制。例如，其可基于冷却支路120上的驱动电机111a下游的出口温度t4与多级压缩机111的中间级吸气口的中间吸气压力p3来控制冷却支路120上的调节阀120b的开度。具体而言，为在实现冷却电机的同时，保证进入压缩级第一级或中间级的制冷剂充分过热而呈现气态，可以通过该中间吸气压力p3来获取对应的饱和中间吸气温度，进而通过驱动电机111a下游的出口温度t4与该饱和中间吸气温度的温差来获取压缩机的驱动电机111a下游处的过热度，并通过控制调节阀120b的开度来保证此处的过热度对应于预设过热度，以确保完成电机冷却作用的制冷剂能够以气态的形式进入压缩级吸气口，避免造成液击。
在此种布置下，该实施例中的空气调节系统通过合理设计与选择冷却支路在主回路上的接出位置，并通过调节阀的开度调节来实现对该冷却支路的通行制冷剂流量的调节，能够在冷却驱动电机的同时，有效维持或改善系统效率。
如前文已有所简述地，在一种情况下，冷却支路120可包括从冷却支路120上的驱动电机111a的下游连接多级压缩机111的第一支路121及第二支路122。其中，第一支路121包括控制其开闭的第一阀门121b及接入多级压缩机111的第一级吸气口111b的第一出口121a；且第二支路122包括控制其开闭的第二阀门122b及接入多级压缩机111的中间级吸气口的第二出口122a。因此，当能够满足对电机的冷却目标这一前提时，可靠考虑关闭第一支路121，而开启第二支路122，以尽可能地提高系统能效。而若在吸排气压差较低的部分工况下，能效改善与电机冷却无法兼得时，则可以考虑关闭第二支路122，而开启第一支路121，以尽可能地实现对电机的冷却作用。
更具体而言，前述控制目的可通过控制模块分析驱动电机111a的温度t3来实现。例如，当第二出口122a开启（即开启第二阀门122b），且第一出口121a关闭（即关闭第一阀门121b）时，若驱动电机111a的温度t3不高于设定值，则认为当前冷却效果完全满足电机冷却需求，可考虑保持当前模式来兼顾电机冷却与系统能效。而若此时，驱动电机111a的温度t3高于设定值，则认为当却冷却效果无法满足电机冷却需求，可考虑关闭第二出口122a（即关闭第二阀门122b），且开启第一出口121a（即打开第一阀门121b）来进一步提高对电机的冷却。
此外，还可对该空气调节系统中的部分零部件做出更详细的改进或选型，以更好地匹配前述实施例。
例如，此类封闭式多级压缩机111通常为螺杆式压缩机或离心式压缩机。
又如，该主回路110还可包括干燥过滤器115，其设置在冷凝器112与节流元件113之间，以用于干燥系统中的水分和过滤系统中的杂质。由于冷凝器出口在常规运行时流出的均为纯液相制冷剂，故可使制冷剂流经过滤器的阻力最小化。
此外，在此还提供一种用于空气调节系统的驱动电机冷却方法，其可用于前述任意实施例或其组合的空气调节系统100。具体而言，该空气调节系统的驱动电机冷却方法包括：检测冷却支路120上的驱动电机111a下游的出口温度t4与多级压缩机111的中间级吸气口的中间吸气压力p3；当出口温度t4与中间吸气压力p3对应的饱和温度之间的差大于预设过热温度时，表示液相制冷剂在冷却电机时蒸发得过于充分，可考虑增大调节阀120b的开度来适当增加液相制冷剂的引入量；或者，当出口温度与中间吸气压力对应的饱和温度之间的差小于预设过热温度时，表示液相制冷剂在冷却电机时蒸发得不够充分，可考虑减小调节阀120b的开度来适当减少液相制冷剂的引入量。
此外，当应用该方法的空气调节系统的冷却支路120包括至少两个出口时，该方法还可进一步地包括：检测驱动电机111a的温度t3并进行判断；当驱动电机111a的温度t3大于预设冷却温度时，应当以满足电机冷却作为首要任务，此时导通第一支路121，第二支路122不导通；或者当驱动电机111a的温度t3小于预设冷却温度时，可以在满足电机冷却的同时适当兼顾改善系统能效，此时导通第二支路122，第一支路121不导通。
作为前述空气调节系统的实施例与对应冷却方法的实施例的变型，在此还可额外提供一种空气调节系统的实施例。该空气调节系统100包括通常用于提供制冷循环的主回路110以及用于从主回路引流来为压缩机的驱动电机提供冷却的冷却支路120。其中，该主回路与前述实施例中的主回路相同，故不再赘述。其冷却支路120可布置成使其入口120a在冷凝器112与节流元件113之间接入主回路110，因为此处的液相制冷剂相对具有较高压力，从而为支路提供足够的流量，有助于冷却驱动电机。且其还应流经多级压缩机111的驱动电机111a，以便对其进行冷却。此外，该冷却支路120还可包括从驱动电机111a的下游连接多级压缩机111的第一支路121及第二支路122。其中，第一支路121包括控制其开闭的第一阀门121b及接入多级压缩机111的第一级吸气口111b的第一出口121a；且第二支路122包括控制其开闭的第二阀门122b及接入多级压缩机111的中间级吸气口的第二出口122a。此外，该空气调节系统还应包括用于执行响应控制的控制模块，其可基于驱动电机111a的温度t3来控制冷却支路120上的第一出口121a和/或第二出口122a的开闭。
在此种布置下，由于该冷却支路具有两条支路，则可以根据实际情况来选择用哪一条支路释放执行完毕冷却功能的制冷剂。例如，若将制冷剂直接引回至压缩机的中间级吸气口111d时，则可以为系统整体带来更高的能效比。但若释放到中间级吸气口111d所带来的吸排气压力差较小时，有可能会导致排液量不够，进而影响到电机被冷却程度不够充分。此时，则该支路不是最优选择。作为替代，可考虑将制冷剂直接引回至压缩机的第一级吸气口111b时，以提供一定程度的压差补偿。因此，当能够满足对电机的冷却目标这一前提时，可靠考虑关闭第一支路121，而开启第二支路122，以尽可能地提高系统能效。而若在吸排气压差较低的部分工况下，能效改善与电机冷却无法兼得时，则可以考虑关闭第二支路122，而开启第一支路121，以尽可能地实现对电机的冷却作用。更具体而言，当第二出口122a开启，且第一出口121a关闭时，若驱动电机111a的温度t3不高于设定值，则认为当却冷却效果完全满足电机冷却需求，可考虑保持当前模式来兼顾电机冷却与系统能效。而若此时，驱动电机111a的温度t3高于设定值，则认为当前冷却效果无法满足电机冷却需求，可考虑关闭第二出口122a，且开启第一出口121a来进一步提高对电机的冷却。
再者，在冷却支路120的入口120a至驱动电机111a之间还可设置用于控制冷却支路120的开度的调节阀120b。更具体而言，可通过该空气调节系统100的控制模块来执行响应的控制。例如，其可基于冷却支路120上的驱动电机111a下游的出口温度t4与多级压缩机111的中间级吸气口的中间吸气压力p3来控制冷却支路120上的调节阀120b的开度。具体而言，为在实现冷却电机的同时，保证进入压缩级第一级或中间级的制冷剂充分过热而呈现气态，可以通过该中间吸气压力p3来获取对应的饱和中间吸气温度，进而通过驱动电机111a下游的出口温度t4与该饱和中间吸气温度的温差来获取压缩机的驱动电机111a下游处的过热度，并通过控制调节阀120b的开度来保证此处的过热度对应于预设过热度，以确保完成电机冷却作用的制冷剂能够以气态的形式进入压缩级吸气口，避免造成液击。
此外，类似地，还可对该空气调节系统中的部分零部件做出更详细的改进或选型，以更好地匹配前述实施例。
例如，此类封闭式多级压缩机111通常为螺杆式压缩机或离心式压缩机。
又如，该主回路110还可包括干燥过滤器115，其设置在冷凝器112与节流元件113之间，以用于干燥系统中的水分和过滤系统中的杂质。由于冷凝器出口在常规运行时流出的均为纯液相制冷剂，故可使制冷剂流经过滤器的阻力最小化。
类似地，在此还提供了一种用于空气调节系统的驱动电机冷却方法，其可用于前述任意实施例或其组合的空气调节系统。具体而言，该空气调节系统的驱动电机冷却方法包括：检测驱动电机111a的温度t3并进行判断；当驱动电机111a的温度t3大于预设冷却温度时，应当以满足电机冷却作为首要任务，此时导通第一支路121；或者当驱动电机111a的温度t3小于预设冷却温度时，可以在满足电机冷却的同时适当兼顾改善系统能效，此时导通第二支路122。
此外，当应用该方法的空气调节系统的冷却支路120还包括设置在其上的调节阀120b时，该方法还可进一步地包括：检测冷却支路120上的驱动电机111a下游的出口温度t4与多级压缩机111的中间级吸气口的中间吸气压力p3；当出口温度t4与中间吸气压力p3对应的饱和温度之间的差大于预设过热温度时，表示液相制冷剂在冷却电机时蒸发得过于充分，可考虑增大调节阀120b的开度来适当增加液相制冷剂的引入量；或者，当出口温度与中间吸气压力对应的饱和温度之间的差小于预设过热温度时，表示液相制冷剂在冷却电机时蒸发得不够充分，可考虑减小调节阀120b的开度来适当减少液相制冷剂的引入量。
如下将结合前述实施例与附图1来描述本申请的空气调节系统的工作过程。首先，在主回路110中，气相制冷剂从压缩机111的第一级吸气口111b进入压缩机，在其第一个压缩级经过压缩后，可从第一级排气口111c流出，并从中间级吸气口111d流入第二个压缩级来再次经受压缩，且随后从中间级排气口111e流出压缩机，以便流入冷凝器112来放热并冷凝成液相制冷剂。
随后该制冷剂被分成两部分，其中的主要部分流向节流元件113进行膨胀降压，进入蒸发器114来吸热蒸发，并再次进入压缩机111，开始新一轮的工作循环；而另一部分制冷剂则通过入口120a被引入冷却支路120中，经由调节阀120b调节后流经压缩机的驱动电机111a来对其进行冷却。其中，此处调节阀120b的调节被关联至冷却支路120上的驱动电机111a下游的出口温度t4与多级压缩机111的中间级吸气口的中间吸气压力p3：当出口温度t4与中间吸气压力p3对应的饱和温度之间的差大于预设过热温度时，表示液相制冷剂在冷却电机时蒸发得过于充分，可考虑增大调节阀120b的开度来适当增加液相制冷剂的引入量；或者，当出口温度与中间吸气压力对应的饱和温度之间的差小于预设过热温度时，表示液相制冷剂在冷却电机时蒸发得不够充分，可考虑减小调节阀120b的开度来适当减少液相制冷剂的引入量。
执行完毕冷却功能的制冷剂继续沿冷却支路120流动，以准备流回主回路110中。此时，其可选择经由第一支路121的第一出口121a回到压缩机的第一级吸气口111b，也可选择经由第二支路122的第二出口122a回到压缩机的中间级吸气口111d。其支路导通的具体控制方式被关联至驱动电机111a的温度t3：当驱动电机111a的温度t3大于预设冷却温度时，应当以满足电机冷却作为首要任务，此时导通第一支路121；或者当驱动电机111a的温度t3小于预设冷却温度时，可以在满足电机冷却的同时适当兼顾改善系统能效，此时导通第二支路122。由此实现空气调节系统的整个工作过程。
以上例子主要说明了本申请的空气调节系统及用于其的驱动电机冷却方法。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其它的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。
1.一种空气调节系统，其特征在于，包括：
主回路，其具有通过管路连接的多级压缩机、冷凝器、节流元件及蒸发器；以及
冷却支路，其入口在所述冷凝器与所述节流元件之间连接主回路，且其出口连接所述多级压缩机的第一级吸气口及中间级吸气口中的至少一个，所述冷却支路流经所述多级压缩机的驱动电机，且在所述冷却支路上设置用于控制所述冷却支路的调节阀；
控制模块，其基于所述冷却支路上的驱动电机下游的出口温度与所述多级压缩机的中间级吸气口的中间吸气压力来控制所述冷却支路上的调节阀的开度。
2.根据权利要求1所述的空气调节系统，其特征在于，所述冷却支路包括从所述冷却支路上的驱动电机的下游连接所述多级压缩机的第一支路及第二支路；其中，所述第一支路包括控制其开闭的第一阀门及连接所述多级压缩机的第一级吸气口的第一出口；且所述第二支路包括控制其开闭的第二阀门及连接所述多级压缩机的中间级吸气口的第二出口。
3.根据权利要求1或2所述的空气调节系统，其特征在于，所述多级压缩机为螺杆式压缩机或离心式压缩机。
4.一种用于空气调节系统的驱动电机冷却方法，其用于如权利要求1至3任意一项所述的空气调节系统，其特征在于，包括：检测所述冷却支路上的驱动电机下游的出口温度与所述多级压缩机的中间级吸气口的中间吸气压力；当所述出口温度与所述中间吸气压力对应的饱和温度之间的差大于预设过热温度时，增大所述调节阀的开度；或者，当所述出口温度与所述中间吸气压力对应的饱和温度之间的差小于预设过热温度时，减小所述调节阀的开度。
5.根据权利要求4所述的驱动电机冷却方法，其特征在于，包括：检测所述驱动电机的温度；当所述驱动电机的温度大于预设冷却温度时，导通第一支路；或者当所述驱动电机的温度小于预设冷却温度时，导通第二支路。
6.一种空气调节系统，其特征在于，包括：
主回路，其具有通过管路连接的多级压缩机、冷凝器、节流元件及蒸发器；以及
冷却支路，其入口在所述冷凝器与所述节流元件之间连接主回路，且其流经所述多级压缩机的驱动电机，所述冷却支路还包括从所述驱动电机的下游连接所述多级压缩机的第一支路及第二支路；其中，所述第一支路包括控制其开闭的第一阀门及连接所述多级压缩机的第一级吸气口的第一出口；且所述第二支路包括控制其开闭的第二阀门及连接所述多级压缩机的中间级吸气口的第二出口；以及
控制模块，其基于所述驱动电机的温度来控制所述冷却支路上的第一出口和/或第二出口的开闭。
7.根据权利要求6所述的空气调节系统，其特征在于，在所述冷却支路的入口至所述驱动电机之间还设置用于控制所述冷却支路的调节阀。
8.根据权利要求7所述的空气调节系统，其特征在于，所述控制模块基于所述冷却支路上的驱动电机下游的出口温度与所述多级压缩机的中间级吸气口的中间吸气压力来控制所述冷却支路上的调节阀的开度。
9.根据权利要求6至8任意一项所述的空气调节系统，其特征在于，所述多级压缩机为螺杆式压缩机或离心式压缩机。
10.一种用于空气调节系统的驱动电机冷却方法，其用于如权利要求6至9任意一项所述的空气调节系统，其特征在于，包括：检测所述驱动电机的温度；当所述驱动电机的温度大于预设冷却温度时，导通第一支路；或者当所述驱动电机的温度小于预设冷却温度时，导通第二支路。
11.根据权利要求10所述的驱动电机冷却方法，其特征在于，包括：检测所述冷却支路上的驱动电机下游的出口温度与所述多级压缩机的中间级吸气口的中间吸气压力；当所述出口温度与所述中间吸气压力对应的饱和温度之间的差大于预设过热温度时，增大所述调节阀的开度；或者，当所述出口温度与所述中间吸气压力对应的饱和温度之间的差小于预设过热温度时，减小所述调节阀的开度。
技术总结