CN106440566A - 一种空调器及其制冷控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气调节技术领域，提供一种空调器及其制冷控制方法。其中，空调器在室外换热器和节流装置之间连接可调节制冷剂存储器，该存储器包括竖直放置的柱形壳体以及塞部件，塞部件与柱形壳体之间形成储液室；柱形壳体上开设有进液口和排液口；塞部件与沿着塞部件运动方向设置的弹性件连接，当塞部件运动以使得储液室容积及储液室中制冷剂重力改变时，弹性件变形以调节塞部件的平衡。该方案中，当空调器中制冷剂高压压力值过高时，则塞部件朝下运动使得储液室容积增大，从而空调器的管路中的一部分制冷剂存储在储液室中，降低空调器管路中制冷剂的压力，直到制冷剂高压压力值满足要求，此时塞部件达到平衡。

Description

一种空调器及其制冷控制方法

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种空调器及其制冷控制方法。

背景技术

传统的T3空调器运行最高温度52℃，一般空调厂家设计时会留量2～3℃设计余，即使得空调器的最高运行环境温度55℃左右。但即使有这样的余量，产品安装到用户家里后，仍旧故障频频，维修率居高不下。尤其中东环境比较恶劣，当天气预报大气温度45℃左右时，在室外被暴晒后的空气温度往往可高达60℃以上，甚至达到67至68℃之间。而该种温度环境下，常规的T3工况空调器早就因为高温、高压、大电流而保护停机，甚至被高温烧坏了。因此对用户来说，越是高温环境需要冷量的时候，空调器却保护停机无法制冷。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一种空调器及其制冷控制方法，解决现有技术中存在的高温环境下无法正常制冷的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空调器，包括：通过管路连接形成回路的压缩机、室内换热器和室外换热器，所述室内换热器和所述室外换热器之间连接有节流装置，所述室外换热器和节流装置之间连接有可调节制冷剂存储器，所述可调节制冷剂存储器包括竖直放置的柱形壳体，以及设置在所述柱形壳体内且可沿着所述柱形壳体的轴向做往复运动的塞部件，所述塞部件与所述柱形壳体的内侧壁密封，且所述塞部件的作用面与所述柱形壳体之间形成储液室；所述柱形壳体上开设有与所述储液室连通的进液口和排液口，所述进液口连接所述室外换热器，所述排液口连接所述节流装置；所述塞部件与沿着所述塞部件运动方向设置的弹性件连接，当所述塞部件在制冷剂压力下运动以使得储液室容积及储液室中制冷剂重力改变时，所述弹性件变形以调节所述塞部件的平衡。

优选地，所述塞部件将所述柱形壳体的内腔分隔形成调节室和所述储液室，且所述储液室位于所述调节室的上方。

优选地，所述弹性件位于所述调节室，底端固定在所述调节室的底板上，顶端支撑所述塞部件。

优选地，所述柱形壳体底部敞口。

优选地，所述弹性件为弹簧。

优选地，所述塞部件为分隔板。

优选地，所述塞部件为活塞或者柱塞。

优选地，所述节流装置为电子膨胀阀或者热力膨胀阀。

本发明还提供一种根据上述空调器进行制冷控制的方法，包括以下步骤：

S1、将空调器切换到制冷运行模式，使得制冷剂从室外换热器的出口经过所述可调节制冷剂存储器进入节流装置；

S2、空调器运行稳定后，塞部件在制冷剂高压压力和弹性件支承力作用下运动，并最终达到平衡，其中，

如果P_实≤P_设，则塞部件静止不动，从而保持P_实不变；

如果P_实＞P_设，则塞部件移动并压缩弹性件，以使得储液室的容积增加，从而使得P_实值减小，直到P_实＝P_设；

P_实为空调器制冷回路中制冷剂高压压力值，P_设为空调器处于制冷状态下时所允许的最大制冷剂高压压力值；

S3、当储液室中存储有制冷剂时，如果P_实≤P_设，则弹性件将塞部件向上顶，从而向空调器制冷回路中释放制冷剂。

优选地，当所述节流装置为电子膨胀阀时，还包括以下步骤：

S4、测量压缩机的实际吸气温度T_s，将压缩机的实际吸气温度T_s与压缩机的设定吸气温度T₀做差值，求得压缩机的回气过热度ΔT＝T_s-T₀：

若△T＜-1，减小电子膨胀阀开度；

若△T＞1，增大电子膨胀阀开度；

若-1≤△T≤1，保持当前电子膨胀阀开度不变。

(三)有益效果

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的空调器，在室外换热器和节流装置之间连接可调节制冷剂存储器，所述可调节制冷剂存储器包括竖直放置的柱形壳体，以及设置在所述柱形壳体内且可沿着所述柱形壳体的轴向做往复运动的塞部件，所述塞部件与所述柱形壳体的内侧壁密封，且所述塞部件的作用面与所述柱形壳体之间形成储液室；所述柱形壳体上开设有与所述储液室连通的进液口和排液口，所述进液口通过管道连接所述室外换热器，所述排液口通过管道连接所述节流装置；所述塞部件与沿着所述塞部件运动方向设置的弹性件连接，当所述塞部件运动以使得储液室容积及储液室中制冷剂重力改变时，所述弹性件变形以调节所述塞部件的平衡。该方案中，当空调器中制冷剂高压压力值过高时，则塞部件朝下运动使得储液室容积增大，从而空调器的管路中的一部分制冷剂存储在储液室中，降低空调器管路中制冷剂的压力，直到制冷剂高压压力值满足要求，此时塞部件达到平衡。因此，该空调器可以在高温甚至超高温环境下正常制冷，有效解决用户高温无法制冷的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例的空调器的结构示意图；

图2是实施例的可调节制冷剂存储器的结构示意图；

图中：1、可调节制冷剂存储器；101、柱形壳体；102、塞部件；103、储液室；104、进液口；105、排液口；106、调节室；107、弹性件；2、压缩机；3、室内换热器；4、室外换热器；5、换向装置；6、节流装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

请参见图1，本实施例一的空调器，包括：通过管路连接形成回路的压缩机2、室内换热器3和室外换热器4，所述室内换热器3和所述室外换热器4之间连接有节流装置6；在室外换热器4和节流装置6之间连接可调节制冷剂存储器1，所述可调节制冷剂存储器1包括竖直放置的柱形壳体101，以及设置在所述柱形壳体101内且可沿着所述柱形壳体101的轴向做往复运动的塞部件102，所述塞部件102与所述柱形壳体101的内侧壁密封，且所述塞部件102的作用面与所述柱形壳体101之间形成储液室103；所述柱形壳体101上开设有与所述储液室103连通的进液口104和排液口105，所述进液口104连接所述室外换热器4，所述排液口105连接所述节流装置6；所述塞部件102与沿着所述塞部件102运动方向设置的弹性件107连接，当所述塞部件102在制冷剂压力下运动以使得储液室103容积及储液室103中制冷剂重力改变时，所述弹性件107变形以调节所述塞部件102的平衡。

需要说明的是，可调节制冷剂存储器1的进液口104和排液口105是针对空调器在制冷模式下运行的情况而言，因为制冷模式下制冷剂从压缩机2中流向室外换热器4，且从室外换热器4流向可调节制冷剂存储器1。而针对处于制热模式下的空调器，由于制冷剂从压缩机2中流出后先进入室内换热器3，然后经过节流装置6进入可调节制冷剂存储器1，此时制冷剂通过“排液口105”进入到可调节制冷剂存储器1，并通过“进液口104”从可调节制冷剂存储器1排出。

由于制热模式下的空调器，其制冷剂依次经过室内换热器3、节流装置6、可调节制冷剂存储器1和室外换热器4。而经过节流装置6之后制冷剂的压力较小，不太可能克服可调节制冷剂存储器1的弹性件作用力，从而制冷模式下可调节制冷剂存储器1可以看作接入空调器中的制冷剂管路，也即此时可调节制冷剂存储器1对空调器中流通的制冷剂量几乎没有调节作用。因此，本实施例一中，主要针对制冷模式下运行的空调器进行说明。

并且，本实施例一的空调器，其也可以是专门用于制冷的机器，从而其可以不设置换向装置5。

上述“塞部件102的作用面”，指的是和制冷剂直接接触并给制冷剂施加支撑力的面，结合附图1，指的是塞部件102的上表面。

将本实施例的空调器用于制冷时，当空调器制冷剂高压压力过高时，塞部件102上、下两侧产生压缩压差，塞部件102在制冷剂压力下朝下运动使得储液室103容积增大，从而空调器的管路中的一部分制冷剂存储在储液室103中，空调器管路中制冷剂的压力降低，直到制冷剂高压压力值满足要求，此时塞部件102达到平衡。尤其当空调器放在高温或者超高温环境下进行制冷时，从室外换热器4出来的制冷剂具有很高的压力，此时通过可调节制冷剂存储器1存储制冷剂释放压力，可以有效解决用户高温无法制冷的问题。

其中，环境温度越高，空调器的制冷剂高压压力值越大，从而塞部件102运动行程越大，储液室103可以存储越多制冷剂，以有效缓解空调器制冷剂高压压力值太大的问题。假设环境温度是极限温度65℃，那么此时塞部件102运动到最低点，此时储液室103的容积达到最大，从而最大限度的存储制冷剂，减少参与循环的制冷剂量，保证在空调器在超高温环境下正常制冷，解决用户高温空调器跳停无法制冷的问题。

同理，当空调器中制冷剂的制冷剂压力过低时，塞部件102两侧同样存在压差，此时可调节制冷剂存储器1可以向空调器的管路释放一部分制冷剂，直到制冷剂高压压力值满足要求，此时塞部件102达到平衡。

其中，制冷剂高压压力指的是空调器制冷状态下，室外换热器4的出口和节流装置6的入口之间的压力。

本实施例一中，可调节制冷剂存储器1的塞部件102的初始位置靠近柱形壳体101的顶部，此时储液室103的容积十分小，从而储液室103可以看成接入空调器中的制冷剂管段。只有当空调器中制冷剂高压压力过高时，此时可调节制冷剂存储器1的储液室103会存储部分制冷剂。并且，在储液室103存储有制冷剂的基础上，如果制冷剂高压压力过低，那么储液室103可以向空调器管路中释放部分制冷剂。

请参见图2，本实施例一中，柱形壳体101包括顶板和底板，从而塞部件102将所述柱形壳体101的内腔分隔形成调节室106和所述储液室103，且所述储液室103位于所述调节室106的上方。其中，优选但是不必须将调节室106抽成真空状态，从而避免塞部件102运动过程中，调节室106中的气压发生变化。或者，也可以使得调节室106和大气连通，从而保证调节室106中的气压稳定。

在上述基础上，优选弹性件107位于所述调节室106中。其中，弹性件107的底端固定在所述调节室106的底板上，顶端支撑所述塞部件102。从而，当制冷剂高压压力过大时，则塞部件102朝下运动并压缩弹性件107，直到制冷剂高压压力满足设定要求，此时塞部件102达到平衡。当然，弹性件107满足特定要求的情况下，也可以将其设置在储液室103中，只是该种情况下不仅不利于弹性件107的保护，而且储液室103的容积的调节范围也会受到影响。

从附图2中可知，本实施例一中选择弹簧作为弹性件107。当塞部件102平衡时，忽略气压的话，其受力关系为：mg+V×ρg+F＝k×s，其中，mg指的是塞部件102的重力，为恒定值；V指的储液室103中除去用于流通制冷剂的部分后，用于存储制冷剂的部分对应的容积；ρ指的是制冷剂的密度；F指的是流动的制冷剂对塞部件102产生的压力；k×s为胡克定律求得的弹簧的弹力，其中k为弹簧的弹性系数，s为弹簧的变形量。

对上述公式变形，得到V×ρg＝k×s-mg-F，由于mg为定值，且当塞部件102平衡时，流动的制冷剂的高压压力都达到设定值，从而F也是定值，因此V×ρg＝k×s’。其中，V＝A×s’，A为柱形壳体101的横截面积。因此，在柱形壳体101确定的情况下，为了保证可调节制冷剂存储器1可以对空调器管路中制冷剂高压压力进行调节，可以求到弹簧的k。

由此可知，在F确定的前提下，弹簧的选择要考虑可调节制冷剂存储器1的的横截面积。当然，本实施例一的弹性件107还可以为弹簧以外的其它形式。

并且，本实施例一的塞部件102的具体形式不受附图限制，其既可以采用附图2中分隔板的形式，还可以采用柱塞或者活塞等形式。其中，分隔板的形式结构简单制造成本低，但是密封性可能会差一点；而柱塞和活塞的形式，其密封性虽然好，但是制造成本会更高。

此外，节流装置6的形式也不受限制，例如电子膨胀阀或者热力膨胀阀均包括在本申请的保护范围之内。

柱形壳体101，其横截面可以呈圆形、方形、三角形等任意形状。

根据上述空调器，本实施例一提供一种制冷控制的方法，包括以下步骤：

S1、将空调器切换到制冷运行模式，使得制冷剂从室外换热器4的出口经过所述可调节制冷剂存储器1进入节流装置6；

S2、空调器运行稳定后，塞部件102在制冷剂高压压力和弹性件支承力作用下运动，并最终达到平衡，其中，

如果P_实≤P_设，则塞部件102静止不动，从而保持P_实不变；

如果P_实＞P_设，则塞部件102移动并压缩弹性件107，以使得储液室103的容积增加，从而使得P_实值减小，直到P_实＝P_设；

P_实为空调器制冷回路中制冷剂高压压力值，P_设为空调器处于制冷状态下时所允许的最大制冷剂高压压力值；

S3、当储液室103中存储有制冷剂时，如果P_实≤P_设，则弹性件107将塞部件102向上顶，从而向空调器制冷回路中释放制冷剂。弹簧顶着塞部件102向上运动时，储液室103容积减小，从而储液室103中的制冷剂进入到制冷回路当中。

当所述节流装置6为电子膨胀阀时，还包括以下步骤：

S4、测量压缩机2的实际吸气温度T_s，将压缩机2的实际吸气温度T_s与压缩机2的设定吸气温度T₀做差值，求得压缩机2的回气过热度ΔT＝T_s-T₀：

若△T＜-1，说明制冷系统冷媒流量太大，蒸发温度较低，电子膨胀阀开度调小一级；

若△T＞1，说明制冷系统冷媒流量偏小，蒸发温度较高，电子膨胀阀开度调大一级；

若-1≤△T≤1，说明当前制冷系统运行状态较好，保持当前电子膨胀阀开度不变。

显然，作为节流装置的电子膨胀阀，其开度调节是伴随空调器整个运行过程的，其虽然是S4，但是并不意味着时间上和S1-S3存在先后关系。并且，可以设定一个执行周期t，从而每隔时间t判断一次回气过热度ΔT的大小，并根据每次的判断调节电子膨胀阀开度。

实施例二

和实施例一不同之处在于，本实施例二的空调器，其可调节制冷剂存储器1的柱形壳体101下端敞口，从而柱形壳体101的内腔不具有调节室106。该种情况下，弹性件107通过支撑结构固定在柱形壳体101的侧壁上。

该种情况下，柱形壳体的结构简单便于加工，并且可以保证塞部件102和大气相同，避免气压影响塞部件的平衡。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种空调器，包括：通过管路连接形成回路的压缩机、室内换热器和室外换热器，所述室内换热器和所述室外换热器之间连接有节流装置，其特征在于，所述室外换热器和节流装置之间连接有可调节制冷剂存储器，所述可调节制冷剂存储器包括竖直放置的柱形壳体，以及设置在所述柱形壳体内且可沿着所述柱形壳体的轴向做往复运动的塞部件，所述塞部件与所述柱形壳体的内侧壁密封，且所述塞部件的作用面与所述柱形壳体之间形成储液室；所述柱形壳体上开设有与所述储液室连通的进液口和排液口，所述进液口连接所述室外换热器，所述排液口连接所述节流装置；所述塞部件与沿着所述塞部件运动方向设置的弹性件连接，当所述塞部件在制冷剂压力下运动以使得储液室容积及储液室中制冷剂重力改变时，所述弹性件变形以调节所述塞部件的平衡。

2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述塞部件将所述柱形壳体的内腔分隔形成调节室和所述储液室，且所述储液室位于所述调节室的上方。

3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，所述弹性件位于所述调节室，底端固定在所述调节室的底板上，顶端支撑所述塞部件。

4.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述柱形壳体底部敞口。

5.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的空调器，其特征在于，所述塞部件为分隔板。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的空调器，其特征在于，所述塞部件为活塞或者柱塞。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的空调器，其特征在于，所述节流装置为电子膨胀阀或者热力膨胀阀。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的空调器进行制冷控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将空调器切换到制冷运行模式，使得制冷剂从室外换热器的出口经过所述可调节制冷剂存储器进入节流装置；

S2、空调器运行稳定后，塞部件在制冷剂高压压力和弹性件支承力作用下运动，并最终达到平衡，其中，

如果P_实≤P_设，则塞部件静止不动，从而保持P_实不变；

如果P_实＞P_设，则塞部件移动并压缩弹性件，以使得储液室的容积增加，从而使得P_实值减小，直到P_实＝P_设；

P_实为空调器制冷回路中制冷剂高压压力值，P_设为空调器处于制冷状态下时所允许的最大制冷剂高压压力值；

S3、当储液室中存储有制冷剂时，如果P_实≤P_设，则弹性件将塞部件向上顶，从而向空调器制冷回路中释放制冷剂。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述节流装置为电子膨胀阀时，还包括以下步骤：

S4、测量压缩机的实际吸气温度T_s，将压缩机的实际吸气温度T_s与压缩机的设定吸气温度T₀做差值，求得压缩机的回气过热度ΔT＝T_s-T₀：

若△T＜-1，减小电子膨胀阀开度；

若△T＞1，增大电子膨胀阀开度；

若-1≤△T≤1，保持当前电子膨胀阀开度不变。