一種空調(diào)器及其制冷控制方法與流程

本發(fā)明涉及空氣調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空調(diào)器及其制冷控制方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的T3空調(diào)器運(yùn)行最高溫度52℃，一般空調(diào)廠家設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)留量2～3℃設(shè)計(jì)余，即使得空調(diào)器的最高運(yùn)行環(huán)境溫度55℃左右。但即使有這樣的余量，產(chǎn)品安裝到用戶家里后，仍舊故障頻頻，維修率居高不下。尤其中東環(huán)境比較惡劣，當(dāng)天氣預(yù)報(bào)大氣溫度45℃左右時(shí)，在室外被暴曬后的空氣溫度往往可高達(dá)60℃以上，甚至達(dá)到67至68℃之間。而該種溫度環(huán)境下，常規(guī)的T3工況空調(diào)器早就因?yàn)楦邷?、高壓、大電流而保護(hù)停機(jī)，甚至被高溫?zé)龎牧?。因此?duì)用戶來說，越是高溫環(huán)境需要冷量的時(shí)候，空調(diào)器卻保護(hù)停機(jī)無(wú)法制冷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是：提供一種空調(diào)器及其制冷控制方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的高溫環(huán)境下無(wú)法正常制冷的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種空調(diào)器，包括：通過管路連接形成回路的壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器和室外換熱器，所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器之間連接有節(jié)流裝置，所述室外換熱器和節(jié)流裝置之間連接有可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器，所述可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器包括豎直放置的柱形殼體，以及設(shè)置在所述柱形殼體內(nèi)且可沿著所述柱形殼體的軸向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的塞部件，所述塞部件與所述柱形殼體的內(nèi)側(cè)壁密封，且所述塞部件的作用面與所述柱形殼體之間形成儲(chǔ)液室；所述柱形殼體上開設(shè)有與所述儲(chǔ)液室連通的進(jìn)液口和排液口，所述進(jìn)液口連接所述室外換熱器，所述排液口連接所述節(jié)流裝置；所述塞部件與沿著所述塞部件運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置的彈性件連接，當(dāng)所述塞部件在制冷劑壓力下運(yùn)動(dòng)以使得儲(chǔ)液室容積及儲(chǔ)液室中制冷劑重力改變時(shí)，所述彈性件變形以調(diào)節(jié)所述塞部件的平衡。

優(yōu)選地，所述塞部件將所述柱形殼體的內(nèi)腔分隔形成調(diào)節(jié)室和所述儲(chǔ)液室，且所述儲(chǔ)液室位于所述調(diào)節(jié)室的上方。

優(yōu)選地，所述彈性件位于所述調(diào)節(jié)室，底端固定在所述調(diào)節(jié)室的底板上，頂端支撐所述塞部件。

優(yōu)選地，所述柱形殼體底部敞口。

優(yōu)選地，所述彈性件為彈簧。

優(yōu)選地，所述塞部件為分隔板。

優(yōu)選地，所述塞部件為活塞或者柱塞。

優(yōu)選地，所述節(jié)流裝置為電子膨脹閥或者熱力膨脹閥。

本發(fā)明還提供一種根據(jù)上述空調(diào)器進(jìn)行制冷控制的方法，包括以下步驟：

S1、將空調(diào)器切換到制冷運(yùn)行模式，使得制冷劑從室外換熱器的出口經(jīng)過所述可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器進(jìn)入節(jié)流裝置；

S2、空調(diào)器運(yùn)行穩(wěn)定后，塞部件在制冷劑高壓壓力和彈性件支承力作用下運(yùn)動(dòng)，并最終達(dá)到平衡，其中，

如果P_實(shí)≤P_設(shè)，則塞部件靜止不動(dòng)，從而保持P_實(shí)不變；

如果P_實(shí)＞P_設(shè)，則塞部件移動(dòng)并壓縮彈性件，以使得儲(chǔ)液室的容積增加，從而使得P_實(shí)值減小，直到P_實(shí)＝P_設(shè)；

P_實(shí)為空調(diào)器制冷回路中制冷劑高壓壓力值，P_設(shè)為空調(diào)器處于制冷狀態(tài)下時(shí)所允許的最大制冷劑高壓壓力值；

S3、當(dāng)儲(chǔ)液室中存儲(chǔ)有制冷劑時(shí)，如果P_實(shí)≤P_設(shè)，則彈性件將塞部件向上頂，從而向空調(diào)器制冷回路中釋放制冷劑。

優(yōu)選地，當(dāng)所述節(jié)流裝置為電子膨脹閥時(shí)，還包括以下步驟：

S4、測(cè)量壓縮機(jī)的實(shí)際吸氣溫度T_s，將壓縮機(jī)的實(shí)際吸氣溫度T_s與壓縮機(jī)的設(shè)定吸氣溫度T₀做差值，求得壓縮機(jī)的回氣過熱度ΔT＝T_s-T₀：

若△T＜-1，減小電子膨脹閥開度；

若△T＞1，增大電子膨脹閥開度；

若-1≤△T≤1，保持當(dāng)前電子膨脹閥開度不變。

(三)有益效果

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的空調(diào)器，在室外換熱器和節(jié)流裝置之間連接可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器，所述可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器包括豎直放置的柱形殼體，以及設(shè)置在所述柱形殼體內(nèi)且可沿著所述柱形殼體的軸向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的塞部件，所述塞部件與所述柱形殼體的內(nèi)側(cè)壁密封，且所述塞部件的作用面與所述柱形殼體之間形成儲(chǔ)液室；所述柱形殼體上開設(shè)有與所述儲(chǔ)液室連通的進(jìn)液口和排液口，所述進(jìn)液口通過管道連接所述室外換熱器，所述排液口通過管道連接所述節(jié)流裝置；所述塞部件與沿著所述塞部件運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置的彈性件連接，當(dāng)所述塞部件運(yùn)動(dòng)以使得儲(chǔ)液室容積及儲(chǔ)液室中制冷劑重力改變時(shí)，所述彈性件變形以調(diào)節(jié)所述塞部件的平衡。該方案中，當(dāng)空調(diào)器中制冷劑高壓壓力值過高時(shí)，則塞部件朝下運(yùn)動(dòng)使得儲(chǔ)液室容積增大，從而空調(diào)器的管路中的一部分制冷劑存儲(chǔ)在儲(chǔ)液室中，降低空調(diào)器管路中制冷劑的壓力，直到制冷劑高壓壓力值滿足要求，此時(shí)塞部件達(dá)到平衡。因此，該空調(diào)器可以在高溫甚至超高溫環(huán)境下正常制冷，有效解決用戶高溫?zé)o法制冷的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是實(shí)施例的空調(diào)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例的可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器；101、柱形殼體；102、塞部件；103、儲(chǔ)液室；104、進(jìn)液口；105、排液口；106、調(diào)節(jié)室；107、彈性件；2、壓縮機(jī)；3、室內(nèi)換熱器；4、室外換熱器；5、換向裝置；6、節(jié)流裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

實(shí)施例一

請(qǐng)參見圖1，本實(shí)施例一的空調(diào)器，包括：通過管路連接形成回路的壓縮機(jī)2、室內(nèi)換熱器3和室外換熱器4，所述室內(nèi)換熱器3和所述室外換熱器4之間連接有節(jié)流裝置6；在室外換熱器4和節(jié)流裝置6之間連接可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1，所述可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1包括豎直放置的柱形殼體101，以及設(shè)置在所述柱形殼體101內(nèi)且可沿著所述柱形殼體101的軸向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的塞部件102，所述塞部件102與所述柱形殼體101的內(nèi)側(cè)壁密封，且所述塞部件102的作用面與所述柱形殼體101之間形成儲(chǔ)液室103；所述柱形殼體101上開設(shè)有與所述儲(chǔ)液室103連通的進(jìn)液口104和排液口105，所述進(jìn)液口104連接所述室外換熱器4，所述排液口105連接所述節(jié)流裝置6；所述塞部件102與沿著所述塞部件102運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置的彈性件107連接，當(dāng)所述塞部件102在制冷劑壓力下運(yùn)動(dòng)以使得儲(chǔ)液室103容積及儲(chǔ)液室103中制冷劑重力改變時(shí)，所述彈性件107變形以調(diào)節(jié)所述塞部件102的平衡。

需要說明的是，可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1的進(jìn)液口104和排液口105是針對(duì)空調(diào)器在制冷模式下運(yùn)行的情況而言，因?yàn)橹评淠Ｊ较轮评鋭膲嚎s機(jī)2中流向室外換熱器4，且從室外換熱器4流向可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1。而針對(duì)處于制熱模式下的空調(diào)器，由于制冷劑從壓縮機(jī)2中流出后先進(jìn)入室內(nèi)換熱器3，然后經(jīng)過節(jié)流裝置6進(jìn)入可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1，此時(shí)制冷劑通過“排液口105”進(jìn)入到可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1，并通過“進(jìn)液口104”從可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1排出。

由于制熱模式下的空調(diào)器，其制冷劑依次經(jīng)過室內(nèi)換熱器3、節(jié)流裝置6、可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1和室外換熱器4。而經(jīng)過節(jié)流裝置6之后制冷劑的壓力較小，不太可能克服可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1的彈性件作用力，從而制冷模式下可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1可以看作接入空調(diào)器中的制冷劑管路，也即此時(shí)可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1對(duì)空調(diào)器中流通的制冷劑量幾乎沒有調(diào)節(jié)作用。因此，本實(shí)施例一中，主要針對(duì)制冷模式下運(yùn)行的空調(diào)器進(jìn)行說明。

并且，本實(shí)施例一的空調(diào)器，其也可以是專門用于制冷的機(jī)器，從而其可以不設(shè)置換向裝置5。

上述“塞部件102的作用面”，指的是和制冷劑直接接觸并給制冷劑施加支撐力的面，結(jié)合附圖1，指的是塞部件102的上表面。

將本實(shí)施例的空調(diào)器用于制冷時(shí)，當(dāng)空調(diào)器制冷劑高壓壓力過高時(shí)，塞部件102上、下兩側(cè)產(chǎn)生壓縮壓差，塞部件102在制冷劑壓力下朝下運(yùn)動(dòng)使得儲(chǔ)液室103容積增大，從而空調(diào)器的管路中的一部分制冷劑存儲(chǔ)在儲(chǔ)液室103中，空調(diào)器管路中制冷劑的壓力降低，直到制冷劑高壓壓力值滿足要求，此時(shí)塞部件102達(dá)到平衡。尤其當(dāng)空調(diào)器放在高溫或者超高溫環(huán)境下進(jìn)行制冷時(shí)，從室外換熱器4出來的制冷劑具有很高的壓力，此時(shí)通過可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1存儲(chǔ)制冷劑釋放壓力，可以有效解決用戶高溫?zé)o法制冷的問題。

其中，環(huán)境溫度越高，空調(diào)器的制冷劑高壓壓力值越大，從而塞部件102運(yùn)動(dòng)行程越大，儲(chǔ)液室103可以存儲(chǔ)越多制冷劑，以有效緩解空調(diào)器制冷劑高壓壓力值太大的問題。假設(shè)環(huán)境溫度是極限溫度65℃，那么此時(shí)塞部件102運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，此時(shí)儲(chǔ)液室103的容積達(dá)到最大，從而最大限度的存儲(chǔ)制冷劑，減少參與循環(huán)的制冷劑量，保證在空調(diào)器在超高溫環(huán)境下正常制冷，解決用戶高溫空調(diào)器跳停無(wú)法制冷的問題。

同理，當(dāng)空調(diào)器中制冷劑的制冷劑壓力過低時(shí)，塞部件102兩側(cè)同樣存在壓差，此時(shí)可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1可以向空調(diào)器的管路釋放一部分制冷劑，直到制冷劑高壓壓力值滿足要求，此時(shí)塞部件102達(dá)到平衡。

其中，制冷劑高壓壓力指的是空調(diào)器制冷狀態(tài)下，室外換熱器4的出口和節(jié)流裝置6的入口之間的壓力。

本實(shí)施例一中，可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1的塞部件102的初始位置靠近柱形殼體101的頂部，此時(shí)儲(chǔ)液室103的容積十分小，從而儲(chǔ)液室103可以看成接入空調(diào)器中的制冷劑管段。只有當(dāng)空調(diào)器中制冷劑高壓壓力過高時(shí)，此時(shí)可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1的儲(chǔ)液室103會(huì)存儲(chǔ)部分制冷劑。并且，在儲(chǔ)液室103存儲(chǔ)有制冷劑的基礎(chǔ)上，如果制冷劑高壓壓力過低，那么儲(chǔ)液室103可以向空調(diào)器管路中釋放部分制冷劑。

請(qǐng)參見圖2，本實(shí)施例一中，柱形殼體101包括頂板和底板，從而塞部件102將所述柱形殼體101的內(nèi)腔分隔形成調(diào)節(jié)室106和所述儲(chǔ)液室103，且所述儲(chǔ)液室103位于所述調(diào)節(jié)室106的上方。其中，優(yōu)選但是不必須將調(diào)節(jié)室106抽成真空狀態(tài)，從而避免塞部件102運(yùn)動(dòng)過程中，調(diào)節(jié)室106中的氣壓發(fā)生變化?；蛘?，也可以使得調(diào)節(jié)室106和大氣連通，從而保證調(diào)節(jié)室106中的氣壓穩(wěn)定。

在上述基礎(chǔ)上，優(yōu)選彈性件107位于所述調(diào)節(jié)室106中。其中，彈性件107的底端固定在所述調(diào)節(jié)室106的底板上，頂端支撐所述塞部件102。從而，當(dāng)制冷劑高壓壓力過大時(shí)，則塞部件102朝下運(yùn)動(dòng)并壓縮彈性件107，直到制冷劑高壓壓力滿足設(shè)定要求，此時(shí)塞部件102達(dá)到平衡。當(dāng)然，彈性件107滿足特定要求的情況下，也可以將其設(shè)置在儲(chǔ)液室103中，只是該種情況下不僅不利于彈性件107的保護(hù)，而且儲(chǔ)液室103的容積的調(diào)節(jié)范圍也會(huì)受到影響。

從附圖2中可知，本實(shí)施例一中選擇彈簧作為彈性件107。當(dāng)塞部件102平衡時(shí)，忽略氣壓的話，其受力關(guān)系為：mg+V×ρg+F＝k×s，其中，mg指的是塞部件102的重力，為恒定值；V指的儲(chǔ)液室103中除去用于流通制冷劑的部分后，用于存儲(chǔ)制冷劑的部分對(duì)應(yīng)的容積；ρ指的是制冷劑的密度；F指的是流動(dòng)的制冷劑對(duì)塞部件102產(chǎn)生的壓力；k×s為胡克定律求得的彈簧的彈力，其中k為彈簧的彈性系數(shù)，s為彈簧的變形量。

對(duì)上述公式變形，得到V×ρg＝k×s-mg-F，由于mg為定值，且當(dāng)塞部件102平衡時(shí)，流動(dòng)的制冷劑的高壓壓力都達(dá)到設(shè)定值，從而F也是定值，因此V×ρg＝k×s’。其中，V＝A×s’，A為柱形殼體101的橫截面積。因此，在柱形殼體101確定的情況下，為了保證可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1可以對(duì)空調(diào)器管路中制冷劑高壓壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以求到彈簧的k。

由此可知，在F確定的前提下，彈簧的選擇要考慮可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1的的橫截面積。當(dāng)然，本實(shí)施例一的彈性件107還可以為彈簧以外的其它形式。

并且，本實(shí)施例一的塞部件102的具體形式不受附圖限制，其既可以采用附圖2中分隔板的形式，還可以采用柱塞或者活塞等形式。其中，分隔板的形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造成本低，但是密封性可能會(huì)差一點(diǎn)；而柱塞和活塞的形式，其密封性雖然好，但是制造成本會(huì)更高。

此外，節(jié)流裝置6的形式也不受限制，例如電子膨脹閥或者熱力膨脹閥均包括在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。

柱形殼體101，其橫截面可以呈圓形、方形、三角形等任意形狀。

根據(jù)上述空調(diào)器，本實(shí)施例一提供一種制冷控制的方法，包括以下步驟：

S1、將空調(diào)器切換到制冷運(yùn)行模式，使得制冷劑從室外換熱器4的出口經(jīng)過所述可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1進(jìn)入節(jié)流裝置6；

S2、空調(diào)器運(yùn)行穩(wěn)定后，塞部件102在制冷劑高壓壓力和彈性件支承力作用下運(yùn)動(dòng)，并最終達(dá)到平衡，其中，

如果P_實(shí)≤P_設(shè)，則塞部件102靜止不動(dòng)，從而保持P_實(shí)不變；

如果P_實(shí)＞P_設(shè)，則塞部件102移動(dòng)并壓縮彈性件107，以使得儲(chǔ)液室103的容積增加，從而使得P_實(shí)值減小，直到P_實(shí)＝P_設(shè)；

P_實(shí)為空調(diào)器制冷回路中制冷劑高壓壓力值，P_設(shè)為空調(diào)器處于制冷狀態(tài)下時(shí)所允許的最大制冷劑高壓壓力值；

S3、當(dāng)儲(chǔ)液室103中存儲(chǔ)有制冷劑時(shí)，如果P_實(shí)≤P_設(shè)，則彈性件107將塞部件102向上頂，從而向空調(diào)器制冷回路中釋放制冷劑。彈簧頂著塞部件102向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，儲(chǔ)液室103容積減小，從而儲(chǔ)液室103中的制冷劑進(jìn)入到制冷回路當(dāng)中。

當(dāng)所述節(jié)流裝置6為電子膨脹閥時(shí)，還包括以下步驟：

S4、測(cè)量壓縮機(jī)2的實(shí)際吸氣溫度T_s，將壓縮機(jī)2的實(shí)際吸氣溫度T_s與壓縮機(jī)2的設(shè)定吸氣溫度T₀做差值，求得壓縮機(jī)2的回氣過熱度ΔT＝T_s-T₀：

若△T＜-1，說明制冷系統(tǒng)冷媒流量太大，蒸發(fā)溫度較低，電子膨脹閥開度調(diào)小一級(jí)；

若△T＞1，說明制冷系統(tǒng)冷媒流量偏小，蒸發(fā)溫度較高，電子膨脹閥開度調(diào)大一級(jí)；

若-1≤△T≤1，說明當(dāng)前制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)較好，保持當(dāng)前電子膨脹閥開度不變。

顯然，作為節(jié)流裝置的電子膨脹閥，其開度調(diào)節(jié)是伴隨空調(diào)器整個(gè)運(yùn)行過程的，其雖然是S4，但是并不意味著時(shí)間上和S1-S3存在先后關(guān)系。并且，可以設(shè)定一個(gè)執(zhí)行周期t，從而每隔時(shí)間t判斷一次回氣過熱度ΔT的大小，并根據(jù)每次的判斷調(diào)節(jié)電子膨脹閥開度。

實(shí)施例二

和實(shí)施例一不同之處在于，本實(shí)施例二的空調(diào)器，其可調(diào)節(jié)制冷劑存儲(chǔ)器1的柱形殼體101下端敞口，從而柱形殼體101的內(nèi)腔不具有調(diào)節(jié)室106。該種情況下，彈性件107通過支撐結(jié)構(gòu)固定在柱形殼體101的側(cè)壁上。

該種情況下，柱形殼體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于加工，并且可以保證塞部件102和大氣相同，避免氣壓影響塞部件的平衡。

以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。