一种空调器运行状态的调节方法、系统及空调器与流程

本发明涉及空调器技术领域，更为具体来说，本发明是一种空调器运行状态的调节方法、系统及空调器。

背景技术：

对于传统的定频空调器来说，由于其系统状态不具备可调节性，因此在开发时只能针对特定工况来设计系统，即当空调器在该特定工况对应的室内室外环境温度下运行时最优，而用户的实际使用环境常与该特定工况存在差别，比如，夏天刚回到家时，用户室内温度往往在30℃以上，此时需要增大制冷量；对于变频空调来说，变频空调器可通过改变压缩机转动频率来改变系统运行状态，实现快速制冷功能，但是，传统的定频空调器不具备该能力。所以，传统的定频空调器在使用舒适性和功能多样化方面具有较大欠缺。

因此，如何实现传统定频空调器快速制冷、如何丰富传统定频空调器功能，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和研究的重点。

技术实现要素：

为解决现有的定频空调器存在的无法快速制冷、功能单一等问题，本发明公开了一种空调器运行状态的调节方法、系统及空调器，从调节储液罐容积的角度调节空调器系统内的冷媒量，提高空调器的制冷能力，并且具有不停机防结霜的功能。

为实现上述技术目的，本发明公开了一种空调器运行状态的调节方法，该调节方法包括如下步骤，

步骤1，检测空调器所处的环境温度值和/或系统温度值；

步骤2，如果所述环境温度值在第一预设范围外和/或所述系统温度值在第二预设范围外，则改变储液罐容量；

步骤3，根据储液罐容量的改变控制空调器系统的冷媒流量，调节空调器运行状态。

本发明创新地提供了一种空调器运行状态的调节方法，针对用户对于冷量的需要，调整储液罐的容量、进而调整空调器系统内部的流量，最终达到调节空调器运行状态的目的。当然，本发明虽然针对定频空调器提出的空调器运行状态的调节方法，但是，本发明也可应用于变频空调上，相当于提供了另一种变频的方式，而不仅仅局限于压缩机工作状态的改变而产生的变频功能。

进一步地，步骤1中，空调器工作于制冷模式时，检测室内环境温度值和室内换热器管温；步骤2中，如果室内环境温度值大于第一阈值且室内换热器管温大于第二阈值，则说明所述环境温度值在第一预设范围外且所述系统温度值在第二预设范围外，则减小储液罐容量；步骤3中，通过储液罐的容量的减小增大空调器系统的冷媒流量，提高空调的制冷量。

本发明通过室内环境温度和室内换热器管温作为提高空调系统冷媒的判断标准，当这两部分温度同时大于其对应的阈值时，减小储液罐容量、提高空调的制冷量，达到空调快速制冷的技术目的。

进一步地，步骤1中，空调器工作于制热模式时，检测室外换热器管温；步骤2中，如果室外换热器管温低于第三阈值，则说明所述系统温度值在第二预设范围外，则减小储液罐容量；步骤3中，通过储液罐的容量的减小增大空调器系统的冷媒流量，提高室外换热器的温度。

本发明通过室外换热器管温作为提高空调系统冷媒的判断标准，当该部分温度低于其对应的阈值时，减小储液罐容量、提高室外换热器冷媒的流量，达到不停机防结霜的技术目的。

进一步地，步骤2中，所述储液罐为容量可调节的储液罐，通过储液罐内部活塞滑块的滑动改变储液罐容量。

本发明仅需在储液罐上进行改进，无需对整个空调器系统进行改进，即可实现提高空调器的制冷能力、不停机防结霜的功能，因此，本发明较容易实现，便于推广使用。

进一步地，步骤1中，利用温度传感器检测空调器所处环境温度值和/或空调器系统温度值。

本发明还公开了一种空调器运行状态的调节系统，该调节系统包括控制器、温度传感器、供电装置，容量可调的储液罐；所述储液罐串联于空调器系统中；所述储液罐的罐壁上设有加热电阻，储液罐的内壁滑动连接活塞滑块，加热电阻与活塞滑块之间的空腔内填充有液态冷媒；所述温度传感器与控制器连接，控制器根据温度传感器采集的温度值控制供电装置是否为加热电阻供电。

本发明创新地提出了一种可调节空调器运行状态的调节系统，在现有的空调器系统内部的储液罐上改进，使储液罐变为容量可调的储液罐，且将温度作为控制储液罐容量调节的控制条件，从而解决了空调器快速制冷和不停机防结霜的功能。

进一步地，所述储液罐的内壁固定连接止动环。

通过止动环对活塞滑块进行限位，使活塞滑块在移动一段距离后停止，因而本发明的储液罐具有两个容积状态：第一容积状态和第二容积状态。因此，本发明具有控制稳定、可靠等优点。

进一步地，该调节系统还包括压缩机、四通阀、室内换热器、室外换热器、节流部件，压缩机与四通阀的两端连通，四通阀的另外两端分别与室内换热器一端、室外换热器一端连接；储液罐一端同时与室内换热器另一端、室外换热器另一端连接，储液罐另一端与节流部件一端连接，节流部件另一端同时与室内换热器另一端、室外换热器另一端连接；室外换热器与储液罐之间的连接管路上串联第一单向截止阀，室内换热器与储液罐之间的连接管路上串联第三单向截止阀，节流部件与室内换热器之间的连接管路上串联第二单向截止阀，节流部件与室外换热器之间的连接管路上串联第四单向截止阀；所述第一单向截止阀的导通方向为自室外换热器至储液罐，所述第三单向截止阀的导通方向为自室内换热器至储液罐，所述第二单向截止阀的导通方向为自节流部件至室内换热器，所述第四单向截止阀的导通方向为自节流部件与室外换热器。

本发明可在常规的空调器系统上进行改进，以满足制冷状态下的快速制冷功能的实现和制热状态下不停机防结霜功能的实现。

进一步地，第一单向截止阀与第三单向截止阀之间并联，第二单向截止阀与第四单向截止阀之间并联。

通过上述连接方式，本发明的第一单向截止阀、第二单向截止阀、第三单向截止阀、第四单向截止阀个数均可采用一个。

进一步地，所述温度传感器包括固定于室内的温度传感器、固定于室内换热器换热管旁的温度传感器、固定于室外换热器换热管旁的温度传感器。

固定于上述位置的温度传感器能够准确、直接地获取当前温度，合理地对当前空调器状态进行合理的调节。

进一步地，所述储液罐具有第一容积状态和第二容积状态；当活塞滑块处于初始位置时，储液罐处于第一容积状态；当活塞滑块滑动后被止动环限位时，储液罐处于第二容积状态。

进一步地，所述液态冷媒被加热成气态冷媒时，所述活塞滑块滑动，所述储液罐由第一容积状态变为第二容积状态。

本发明还公开了一种空调器，该空调器包括上述的空调器运行状态的调节系统。

进一步地，该空调器为定频空调器。当然，本发明的空调器也可以为变频空调器。

本发明的有益效果为：本发明通过改变储液罐容量的方式来调节制冷系统内的冷媒流量，且使得该储液罐在空调制冷制热两个运行状态时均能实现其功能，从而达到空调器具有快速制冷、不停机防结霜的功能。

本发明设计储液罐仅有两个容积状态，可实现基本的快速制冷和防结霜功能，具有结构简单、可靠性高等优点。

附图说明

图1为空调器运行状态的调节方法流程示意图。

图2为空调器制冷状态下调节系统工作状态图。

图3为空调器制热状态下调节系统工作状态图。

图4为处于第一容积状态下的储液罐的工作状态图。

图5为处于第二容积状态下的储液罐的工作状态图。

图中，

1、压缩机；2、四通阀；3、室内换热器；4、第三单向截止阀；5、第二单向截止阀；6、储液罐；7、节流部件；8、第四单向截止阀；9、室外换热器；10、第一单向截止阀；11、止动环；12、活塞滑块；13、液态冷媒；14、加热电阻；15、气态冷媒。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明一种空调器运行状态的调节方法、系统及空调器进行详细的解释和说明。

如图1、2、3、4、5所示，本发明公开了一种空调器运行状态的调节方法、系统及空调器，通过改变空调器系统内的储液罐的容量来调节制冷系统内冷媒流量，且通过特殊的接入方式使得该储液罐在空调制冷制热两个运行状态时均能实现上述功能。在实际使用过程中，通过监控环境以及系统温度来控制储液罐的容量，从而令使用定频压缩机的空调器同样具备快速制冷以及不停机防结霜等实用功能。

实施例一：

如图1、2、3所示，本发明公开了一种空调器运行状态的调节方法，本实施例中，当室内环境温度较高时，一般指室内温度超过30摄氏度时，通过所述系统控制方法调节储液罐容积状态使得空调的制冷量增大，从而缩短室内温度降低至目标温度的时间。该调节方法具体包括如下步骤，

步骤1，检测空调器所处环境温度值和/或空调器系统温度值；本实施例中，利用温度传感器检测空调器所处环境温度值和/或空调器系统温度值，空调器工作于制冷模式时，检测室内环境温度值和室内换热器3管温。

步骤2，如果环境温度值在第一预设范围外和/或系统温度值在第二预设范围外，则改变储液罐6容量；本发明中提到的储液罐6为容量可调节的储液罐6，通过储液罐6内部活塞滑块12的滑动改变储液罐6容量；本步骤中，如果室内环境温度值大于第一阈值且室内换热器3管温大于第二阈值，则说明环境温度值在第一预设范围外且系统温度值在第二预设范围外，则减小储液罐6容量。

需要说明的是，本实施例“第一预设范围”、“第二预设范围”根据需要而进行设定，比如，“第一预设范围”为“高于28℃”，第二预设范围为“高于20℃”。所述的“第一阈值”、“第二阈值”也可根据需要而设定，比如，“第一阈值”为“30℃”、“第二阈值”为“20℃”。

步骤3，通过储液罐6的容量的改变控制空调器系统的冷媒流量，调节空调器运行状态；本步骤中，通过储液罐6的容量的减小增大空调器系统的冷媒流量，提高空调的制冷量，从而实现通过改变储液罐6容积状态而实现快速制冷功能。

如图2、3、4、5所示，本发明还公开了一种空调器运行状态的调节系统，该调节系统包括控制器、温度传感器、供电装置、容量可调的储液罐6，储液罐6的内壁固定连接止动环11；储液罐6串联于空调器系统中；储液罐6的罐壁上设有加热电阻14，储液罐6的内壁滑动连接活塞滑块12，加热电阻14与活塞滑块12之间的空腔内填充有液态冷媒13；温度传感器与控制器连接，控制器根据温度传感器采集的温度值控制供电装置是否为加热电阻14供电。本发明中，温度传感器包括固定于室内的温度传感器、固定于室内换热器3换热管旁的温度传感器、固定于室外换热器9换热管旁的温度传感器；固定于室内的温度传感器用于感受室内环境温度，固定于室内换热器3换热管旁的温度传感器用于感受室内换热管管温，固定于室外换热器9换热管旁的温度传感器用于感受室外换热器9管温。储液罐6具有第一容积状态和第二容积状态；当活塞滑块12处于初始位置时，储液罐6处于第一容积状态；当活塞滑块12滑动后被止动环11限位时，储液罐6处于第二容积状态。液态冷媒13被加热成气态冷媒15时，活塞滑块12滑动，储液罐6由第一容积状态变为第二容积状态；本发明通过加热电阻14加热储液罐6底部的冷媒、冷媒由液态变为气态推动活塞滑块12来改变储液罐6容量或容积。本实施例中，加热电阻14安装于储液罐6的底部，活塞滑块12设于储液罐6下部、加热电阻上部，加热电阻14、活塞滑块12之间的储液罐空间填充有液态冷媒13，需要强调的是，存放有该液态冷媒13的储液罐空间不与空调系统连通；活塞滑块12在竖向上滑动，从而使得储液罐上部与空调系统连通的空间具有第一容积状态和第二容积状态。

更为具体来说，如图2、3所示，本发明中，该调节系统还包括压缩机1、四通阀2、室内换热器3、室外换热器9、节流部件7，压缩机1与四通阀2的两端连通，四通阀2的另外两端分别与室内换热器3一端、室外换热器9一端连接；储液罐6一端同时与室内换热器3另一端、室外换热器9另一端连接，储液罐6另一端与节流部件7一端连接，本发明中的储液罐6始终处于节流部件7的上游，节流部件7另一端同时与室内换热器3另一端、室外换热器9另一端连接；室外换热器9与储液罐6之间的连接管路上串联第一单向截止阀10，室内换热器3与储液罐6之间的连接管路上串联第三单向截止阀4，节流部件7与室内换热器3之间的连接管路上串联第二单向截止阀5，节流部件7与室外换热器9之间的连接管路上串联第四单向截止阀8；第一单向截止阀10的导通方向为自室外换热器9至储液罐6，第三单向截止阀4的导通方向为自室内换热器3至储液罐6，第二单向截止阀5的导通方向为自节流部件7至室内换热器3，第四单向截止阀8的导通方向为自节流部件7与室外换热器9。第一单向截止阀10与第三单向截止阀4之间并联，第二单向截止阀5与第四单向截止阀8之间并联；上述各部件之间通过连接管路连接。

如图2所示，制冷运行时，四通阀2内的压缩机1排气口与室外侧换热器相连接，说明此时空调系统处于制冷状态，冷媒由压缩机1压缩成高温高压气体后流入室外侧换热器进行冷凝换热，高温高压气体变为常温高压气体，常温高压液态冷媒由室外侧换热器流出；常温高压液态冷媒由室外换热器9流出至流向第一单向截止阀10和第四单向截止阀8，由于单向截止阀具有单向导通特性，冷媒由第一单向截止阀10流出至储液罐6和第三单向截止阀4，同时将第四单向截止阀8压紧关闭，然后将第三单向截止阀4压紧关闭，冷媒由储液罐6流向节流部件7，冷媒由节流部件7流出后流向第二单向截止阀5和第四单向截止阀8，由于第四单向截止阀8另一侧为高压侧，因此第四单向截止阀8已被压紧关闭，冷媒只能由第二单向截止阀5流向室内换热器3入口和第三单向截止阀4，由于第三单向截止阀4另一侧为高压侧，因此也被压紧关闭，冷媒只能进入室内换热器3。

在上述制冷运行过程中，通过固定于室内的温度传感器和固定于室内换热器3换热管旁的温度传感器分别检测室内环境温度和室内换热器3管温，当两者温度达到预设条件时，控制活塞滑块12向上运动，减少储液罐6内的冷媒量、增大空调器系统内的冷媒量，以达到快速制冷的目的。制冷状态下，室内换热器3作为蒸发器，室外换热器9作为冷凝器，本实施例中，固定于室内换热器3换热管旁的温度传感器设于蒸发器管路流程的中后段。

本发明可按照如下方式工作：该实施例实现快速制冷功能场景：空调开启，若空调处于制冷模式，且自动快速制冷设置为开启状态时，则系统自动每隔5分钟利用固定于室内的温度传感器温度检测T1、利用固定于室内换热器3换热管旁的温度传感器检测温度T2，当T1>30℃且T2>20℃时，则判断为室内温度高，需要开启快速制冷，相应电控装置输出电流至输液管底部的加热电阻14，加热电阻14加热储液罐6底部空间内的冷媒，冷媒由常温下的液态升华为气态，压力增大，当压力大于储液罐6内的高压侧压力时，活塞将被推动向上运动直至被止动环11顶住，所述止动环11焊接固定于储液罐6中部一定位置，用于控制储液罐6第二容积状态的容积。此时，储液罐6容积变小，其中储存的冷媒量减少，系统内的冷媒流量增大，从而增加了蒸发器内蒸发换热的冷媒质量，加大了空调制冷量。当检测温度T1<27℃且T2<20℃时,系统判断无需快速制冷，电控装置停止加热电阻14的电流输出，储液罐6底部的冷媒逐渐冷却至环境温度，重新冷凝为液态，活塞又将被罐内压力推回至储液罐6底部，储液罐6回到第一容积状态，空调进入正常制冷模式。本实施例中的电控装置包括控制器和供电装置。

本发明还公开了一种空调器，该空调器包括上述的空调器运行状态的调节系统，特别地，本发明涉及的空调器可为定频空调器，使定频空调器具有类似于变频空调器的变频功能。

实施例二：

本实施例与实施例一要求保护的技术方案基本相同，其区别在于：本实施例中的空调器工作于制热模式下，本发明涉及的空调器既可以为实施例一中涉及的制冷空调器，也可以为实施例一、实施例二结合的冷暖空调器，因此，本发明涉及的空调器在制冷运行状态和制热运行状态下均可实现调节功能。

本实施例中，当室外环境温度较低时，如当室外换热器9管温低于2℃时，通过系统控制方法调节储液罐6容积状态使得空调的蒸发温度升高，从而在不转换系统制热制冷模式的前提下防止空调结霜。对于空调器运行状态的调节方法，步骤1中，空调器工作于制热模式时，利用温度传感器检测室外换热器9管温；步骤2中，如果室外换热器9管温低于第三阈值，则说明系统温度值在第二预设范围外，则减小储液罐6容量；步骤3中，通过储液罐6的容量的减小增大空调器系统的冷媒流量，提高室外换热器9的温度，从而实现通过储液罐6容积状态的改变实现空调器不停机防结霜功能。

如图3所示，制热运行时，液态冷媒13由室内换热器3流出至流向第二单向截止阀5和第三单向截止阀4，由于单向截止阀的单向导通特性，冷媒由第三单向截止阀4流出至储液罐6和第一单向截止阀10，同时将第二单向截止阀5压紧关闭，然后将第一单向截止阀10压紧关闭，冷媒从储液罐6流出至节流部件7，冷媒由节流部件7流出后流向第二单向截止阀5和第四单向截止阀8，由于第二单向截止阀5另一侧为高压侧，因此第二单向截止阀5已被压紧关闭，冷媒只能由第四单向截止阀8流向室外换热器9入口和第一单向截止阀10，由于第一单向截止阀10另一侧为高压侧，因此也被压紧关闭，冷媒只能进入室外换热器9。

本发明可按照如下方式工作：空调开启后处于制热模式，则系统自动每隔5分钟利用固定于室外换热器9换热管旁的温度传感器检测温度T3，当T3<2℃时，则判断为有结霜趋势，需要开启防结霜功能，电控装置输出电流至输液管底部加热电阻14，加热电阻14加热储液罐6底部空间的冷媒，冷媒由常温下的液态升华为气态，使压力增大，当压力大于储液罐6内的高压侧压力时，活塞将被推动向上运动直至被止动环11顶住，本发明中止动环11焊接固定于储液罐6中部一定位置，用于控制储液罐6第二容积状态的容积。此时，室外换热器9作为蒸发器，在储液罐6容积变小时，其中储存的冷媒量减少，系统内的冷媒流量增大，从而增加了蒸发压力，升高了蒸发温度，从而防止室外换热器9由于蒸发温度过低而结霜。当检测温度T3>6℃时,系统判断无结霜趋势，电控装置停止加热电阻14的电流输出，储液罐6底部的冷媒逐渐冷却至环境温度，重新冷凝为液态，活塞又将被罐内压力推回至储液罐6底部，储液罐6回到第一容积状态，空调进入正常制热模式。本实施例中的电控装置包括控制器和供电装置。

综上，本发明在四个单向截止阀的接入连接管路后，制冷系统在制冷运行和制热运行时冷媒都将由高压侧换热器出口流出至储液罐6，经过节流部件7后流入低压侧的换热器，从而保证储液罐6内储存的冷媒为液体状态；此时减小储液罐6的的容积时，储液罐6内的冷媒质量减少，系统内冷媒流量增加；如果增大储液罐6的容积，则储液罐6内的冷媒质量增多，系统内冷媒流量减少。

需要说明的是，本实施例中的空调器工作于制热模式下，“第二预设范围”与实施例一中制冷模式下的范围有所不同，是由于制热模式下检测的系统温度值为室外换热器9管温、而非实施例一中的室内换热器3的管温。比如，本实施例中第二预设范围为“低于2℃”，“第二阈值”为“2℃”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。