空调系统及自动调节空调系统实际制冷剂充注量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及空调，具体涉及空调制冷剂充注量的匹配。
【背景技术】
[0002] 空调系统中的电磁四通阀可改变制冷剂流动的方向，使得空调既能够在高温时制 冷，也能够在低温时制热，一机两用。空调在作制冷运行时，低温低压的制冷剂气体进入压 缩机后被加压变成高温高压的制冷剂气体，高温高压的制冷剂气体在室外换热器（用作冷 凝器）中冷凝放热，温度降低后的液体制冷剂再经过节流装置节流降压后变为低温低压的 液体，低温低压的液体制冷剂在室内换热器（用作蒸发器）中吸热蒸发后变为低温低压的 气体，再进入压缩机被压缩，如此循环。
[0003] 空调在作制热运行时，低温低压的制冷剂气体进入压缩机后加压变成高温高压的 制冷剂气体，高温高压的制冷剂气体在室内换热器（用作冷凝器）中冷凝放热，温度降低后 的液体制冷剂再经过节流装置节流降压后变为低温低压的液体，低温低压的液体制冷剂在 室外换热器（用作蒸发器）中吸热蒸发后变为低温低压的气体，再进入压缩机被压缩，如此 循环。
[0004] 如上所述，空调制冷时，室外机用作冷凝器、室内机用作蒸发器；而制热时，室外机 用作蒸发器、室内机用作冷凝器。事实上，室外机换热器比室内机换热器大许多，而制冷剂 主要分布在冷凝器中，所以制冷时需要的制冷剂的量比制热时需要制冷剂的量大。
[0005] 此外，在制冷或制热时，空调还可以在高频或低频两种工况下运行。空调在高频运 行时，制冷剂流速较高、含液量较低，换热器中制冷剂分布量较少；而在低频运行时，制冷剂 流速较低、含液量较多，换热器中制冷剂分布量较多，因此压缩机低频运行时所需的制冷剂 的量比高频运行时需要制冷剂的量大。
[0006] 制冷剂充注量与空调系统的工作特性紧密相关，空调系统的正常运转取决于所充 注的制冷剂量是否合适，而空调在制冷、制热及高频、低频不同工况下所需的制冷剂的最佳 匹配充注量都不相同。因此，在本领域迫切需要开发一种能够在不同工况下自动调节制冷 剂充注量的空调系统，从而空调在每一种工况下，都能将制冷的充注量自动调节至最佳匹 配值，使得空调的工作特性更加完善。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种可以实时自动调节空调系统中实际制冷剂充注量的空 调系统。
[0008] 本发明提供了一种空调系统，所述空调系统包括压缩机、室外换热器、室内换热 器、节流装置及循环管道，
[0009] 所述循环管道连接有调节罐，在所述调节罐中设有分隔件，所述分隔件将所述调 节罐分隔成相互密封的两部分，其中一部分预充有气体，另一部分用于储存制冷剂，所述用 于储存制冷剂的部分与所述循环管道流体连通，且所述分隔件能够发生变形，从而改变所 述两部分的容积；其中，
[0010] 所述空调系统在不同工况下工作时，所述循环管道中流经所述循环管道与所述调 节罐连接处的制冷剂的压力变化，能够使所述分隔件发生变形，使得所述调节罐中储存的 制冷剂的量发生变化，从而改变所述循环管道中的制冷剂充注量。
[0011] 在一优选实施例中，所述调节罐包括第一调节罐，第一调节罐连接在所述室外换 热器和所述节流装置之间的循环管道上；和/或所述调节罐包括第二调节罐，第二调节罐 连接在所述室内换热器和所述节流装置之间的循环管道上。
[0012] 所述第一调节罐用于在高频制冷工况下储存部分制冷剂，使得所述循环管道中工 作的制冷剂的量等于或接近当前制冷工况下空调系统制冷剂充注量的最佳匹配值；以及在 低频制冷工况下所述第一调节罐排出部分制冷剂，使得所述循环管道中工作的制冷剂的量 等于或接近当前制冷工况下空调系统制冷剂充注量的最佳匹配值；和/或
[0013] 所述第二调节罐用于在高频制热工况下储存部分制冷剂，使得所述循环管道中工 作的制冷剂的量等于或接近当前制热工况下空调系统制冷剂充注量的最佳匹配值；以及在 低频制热工况下第二调节罐排出部分制冷剂，使得所述循环管道中工作的制冷剂的量等于 或接近当前制热工况下空调系统制冷剂充注量的最佳匹配值。
[0014] 在一优选实施例中，所述空调系统中的制冷剂总充注量大于或等于所述空调系统 在中间制冷工况下的制冷剂最佳匹配充注量。
[0015] 在一优选实施例中，所述调节罐在连接至所述循环管道之前，在所述调节罐中预 充满气体，所述分隔件变形而紧贴部分调节罐壁，使得所述调节罐中用于储存制冷剂的部 分不具有容积。
[0016] 在一优选实施例中，所述预充满气体的调节罐中的气体的预充压力满足以下要 求：
[0017] (a)所述第一调节罐中的预充压力高于所述空调系统处于制热工况下制冷剂的最 大蒸发压力，且低于所述空调系统处于额定制冷工况下制冷剂的冷凝压力；和/或
[0018] (b)所述第二调节罐中的预充压力高于所述空调系统处于制冷工况下制冷剂的最 大蒸发压力，且低于所述空调系统处于中间制热工况下制冷剂的冷凝压力。
[0019] 在一优选实施例中，所述第一调节罐中的预充压力低于或等于所述空调系统处于 中间制冷工况下制冷剂的冷凝压力。
[0020] 在一优选实施例中，当所述空调系统中的制冷剂总充注量等于所述空调系统在中 间制冷工况下的制冷剂最佳匹配充注量时，所述第一调节罐中的预充压力可高于或等于所 述空调系统处于中间制冷工况下制冷剂的冷凝压力。
[0021] 在一优选实施例中，所述空调系统处于制热工况下制冷剂的最大蒸发压力指的是 所述空调系统处于低频制热工况下所述节流装置与所述室外换热器之间的循环管道中的 制冷剂的压力。
[0022] 在一优选实施例中，所述空调系统处于额定制冷工况下制冷剂的冷凝压力指的是 所述空调系统处于额定制冷工况下所述节流装置与所述室外换热器之间的循环管道中的 制冷剂的压力。
[0023] 在一优选实施例中，所述空调系统处于制冷工况下制冷剂的最大蒸发压力指的是 所述空调系统处于低频制冷工况下所述节流装置与所述室内换热器之间的循环管道中的 制冷剂的压力。
[0024] 在一优选实施例中，所述空调系统处于中间制热工况下制冷剂的冷凝压力指的是 所述空调系统处于中间制冷工况下所述节流装置与所述室内换热器之间的循环管道中的 制冷剂的压力。
[0025] 在一优选实施例中，所述空调系统处于制冷工况时，所述第二调节罐中不储存制 冷剂，所述空调系统处于高频制冷工况时，所述第一调节罐中储存有制冷剂，所述空调系统 处于低频制冷工况时，所述第一调节罐中储存的制冷剂的量小于高频制冷工况下所述第一 调节罐中储存的制冷剂的量或不储存制冷剂；和/或
[0026] 所述空调系统处于制热工况时，所述第一调节罐中不储存制冷剂，所述空调系统 处于高频制热工况时，所述第二调节罐中储存有制冷剂；所述空调系统处于低频制热工况 时，所述第二调节罐中储存的制冷剂的量小于高频制热工况下所述第二调节罐中储存的制 冷剂的量。
[0027] 其中，高频制冷工况是指空调的制冷量高于或等于额定制冷量的制冷工况；低频 制冷工况是指空调的制冷量低于或等于中间制冷量的制冷工况；
[0028] 商频制热工况是指空调的制热量商于或等于额定制热量的制热工况；低频制热工 况是指空调的制热量低于或等于中间制热量的制热工况。
[0029] 在一优选实施例中，用于制造所述调节罐和所述分隔件的材料具有选自下组的一 个或多个特征：
[0030] 与制冷剂和冷冻油相容；
[0031] 耐温范围为_20°C~150°C ;
[0032] 能够承受高于5MPa的压强。
[0033] 在一优选实施例中，用于制造所述分隔件的材料选自以下材料中的一种或多种： 氯丁胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、海帕伦、氟橡胶和聚四氟乙烯；和/或
[0034] 所述分隔件发生变形时能使所述调节罐的用于储存制冷剂的部分膨胀至三分之 二的调节罐容积；和/或
[0035] 用于制造所述罐体的材料可选自以下材料中的一种或多种：
[0036] 铸铁、铸铝、碳钢、不锈钢、铜及合金；和/或
[0037] 所述气体是氮气或空气。
[0038] 在一优选实施例中，所述分隔件为具有弹性的膜结构。