空调器及其快速制冷方法与流程

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空调器及其快速制冷方法。

背景技术：

随着人们生活质量的不断提高，人们对周围事物及生活质量的要求也在逐步提高。伴随空调业蓬勃发展的同时，人们对空调的要求也越来越高。为了进一步提升用户体验，使空调能在启动短时间内就以额定或者较大制冷量来运行，这就对空调的制冷速度提出了较高的要求。目前，传统的空调器只能通过风速的变化或者改变压缩机的频率来提高空调器的制冷能力，而这种方式会带来较大的噪音以及能耗。

因此，本领域需要一种新的空调器及方法来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有空调器在快速制冷过程中，噪音高、能耗大的问题，本发明的空调器，包括室外换热器、室内换热器和压缩机，所述空调器还包括第一存储罐，所述第一存储罐通过第一连接管与所述压缩机的进气管路连通，且所述第一连接管上设置有第一开关阀；所述第一开关阀在快速制冷模式下打开，以使所述压缩机的进气管路的部分气态冷媒进入所述第一存储罐，从而降低所述压缩机的吸气压力。

在上述空调器的优选实施方式中，所述第一存储罐还包括与所述进气管路连通的第二连接管，所述第二连接管上设置有第二开关阀；所述第二开关阀在所述空调器关机或停机前打开以使所述第一存储罐中的气态冷媒被释放到空调器的循环管路。

在上述空调器的优选实施方式中，所述压缩机的进气管路上设置有常开状态的第三开关阀。

在上述空调器的优选实施方式中，所述空调器还包括用于存储液态冷媒的第二存储罐，所述第二存储罐设置于所述室外换热器与所述室内换热器之间的管路上；在快速制冷模式下，所述第二存储罐内的液态冷媒的至少一部分被释放到所述空调器的循环管路。

在上述空调器的优选实施方式中，所述压缩机的进气管路上连接有气液分离器，以防止液体被吸进所述压缩机。

本发明还提供了一种空调器的快速制冷方法，该方法包括下列步骤：将压缩机进气管路的部分气态冷媒转移至第一存储罐；其中，所述第一存储罐通过第一连接管与所述压缩机的进气管路连通。

在上述方法的优选实施方式中，所述方法还包括：检测所述第一存储罐和所述压缩机进气管路的气体压力；当所述第一存储罐与所述压缩机进气管路的气体压力相等时，使所述压缩机进气管的气态冷媒不再进入所述第一存储罐；当所述第一存储罐压力小于所述压缩机进气管路的气体压力时，继续将压缩机进气管路的部分气态冷媒转移至第一存储罐。

在上述方法的优选实施方式中，所述方法还包括：在空调器停机之前，将所述第一存储罐内的气态冷媒释放到所述空调器的循环管路。

在上述方法的优选实施方式中，在“将压缩机进气管路的部分气态冷媒转移至第一存储罐”的同时、之前或之后，所述方法还包括：将第二存储罐中存储的至少部分液态冷媒释放到所述空调器的循环管路，其中，所述第二存储罐设置于所述室外换热器与所述室内换热器之间的管路上。

在本发明的技术方案中，通过空调器制冷循环管路中压力的短周期变化，来实现快速制冷的目的，即利用第一存储罐将压缩机吸气侧的冷媒分流，以使空调器循环管路中的气体压力下降，以此加快空调器的制冷速度。进一步，为了保证空调器系统的运转要求，在快速制冷模式下，将第二存储罐中的冷媒释放到空调器循环管路中以补充被第一存储罐分走的冷媒量。相对于现有空调器的快速制冷方式，本发明无需通过风速的变化或改变压缩机频率的方式，从而减少了噪音、能耗的增加。经过发明人的实验验证，通过第一存储罐在制冷过程中对循环管路中的冷媒进行分流的方式，以降低循环管路中的气体压力，能够极大的加快制冷速度，提高整机的制冷量。

附图说明

图1是现有空调器的一种结构示意图；

图2是本发明空调器的一种实施例的结构示意图；

图3是本发明空调器的快速制冷方法的详细流程示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管附图中的各个构件以特定比例绘制，但是这种比例关系仅仅是示例性的，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

首先参照图1，图1是现有空调器的一种结构示意图。为了更清楚地说明空调器的工作原理，图中省略了室内换热器和室外换热器处的风机。如图1所示，空调器包括压缩机a、室外换热器b和室内换热器c，其中，压缩机a配置有气液分离器d。图1中箭头为制冷过程中的冷媒在循环管路中的流动方向。具体地，在制冷过程中，从压缩机a流出的高温高压气态冷媒进入室外换热器b(冷凝器)后，在室外换热器b(冷凝器)中冷却降温，凝结成液态冷媒，液态冷媒经节流装置e节流后形成低压液态冷媒，流入室内换热器c(蒸发器)。液态冷媒在室内换热器c(蒸发器)内吸收大量热量，形成低温低压的气态冷媒，并沿循环管路流入到气液分离器d后，进一步被压缩机吸入、压缩，形成高温高压的气态冷媒，流入室外换热器b(冷凝器)，开启下一循环。冷媒在管路中不断地循环，从而实现空调器的制冷效果。

上述空调器的制冷过程中，通常只能通过风速的变化或者改变压缩机的频率来提高制冷能力。如背景技术所述，这种方式的缺点是噪音大、耗能大。本发明通过循环管路中气态冷媒压力的短周期变化，来提高空调器的制冷能力，从而实现快速制冷。下面参照图2说明本发明的空调器的结构。

图2是本发明空调器的一种实施例的结构示意图。如图2所示，本发明的空调器包括压缩机1、室外换热器2(本实施例中，室外换热器为冷凝器，以下统称冷凝器2)、室内换热器3(本实施例中，室内换热器为蒸发器，以下统称蒸发器3)以及第一存储罐4。其中，第一存储罐4通过第一连接管41与压缩机1的进气管路11连通，且第一连接管41上设置有第一开关阀411(在正常制冷模式下，该第一开关阀411处于关闭状态)。在快速制冷模式下，第一开关阀411打开，以使压缩机1的进气管路11的部分气态冷媒进入第一存储罐4，从而降低压缩机1的吸气压力。需要指出的是，第一存储罐4在初始状态的气体压力为零(或接近零)，以便于第一开关阀411打开后，进气管路11的气态冷媒能够进入到第一存储罐4。

具体而言，正常制冷模式下，液体冷媒在蒸发器3内吸收热量变为气态冷媒，气态冷媒沿图中箭头方向(制冷流向)流动，进而被压缩机1吸入。由于压缩机1的进气管路11上通过连接管路41连通有第一存储罐4，当第一开关阀411打开后，进气管路11内的部分气态冷媒会沿进气管路11流入第一存储罐4。假设正常制冷模式下，系统内的循环管路的气态冷媒的压力为p0，那么在第一开关阀411打开后，空调器循环管路中的气态冷媒的压力为p0会下降。气体在压力下降的时候会发生膨胀，而气体在膨胀的时候会对外做功，吸收外界热量。也就是说，空调器循环管路中的气态冷媒由于压力降低而发生膨胀，然后吸收外界热量，从而加速了空调器的制冷。举例而言，液态冷媒在蒸发器3内吸收外界热量，外界温度降低，而蒸发器3内的液态冷媒吸热变为气态冷媒，此时，由于部分气态冷媒进入到第一存储罐4中，使得蒸发器3中的气态冷媒发生膨胀，气态膨胀时对外界作功，进一步吸收外界热量，从而达到加速制冷的目的。简单来说，本发明通过第一存储罐4在制冷过程中对循环管路中的冷媒进行分流而降低空调器循环管路中的气体压力，从而加快了空调器的制冷速度，提高了整机的制冷量。

当空调器循环管路的气态冷媒的压力从p0降低至p1，且第一存储罐4内的气体压力增加至p1后，退出快速制冷模式，此时可以关闭第一开关阀411。也就是说，当第一存储罐4的压力与循环管路中的气态冷媒压力相同时，循环管路中的气态冷媒不再进入第一存储罐4，即快速制冷模式退出，此时可关闭第一开关阀411。

进一步，第一存储罐4还包括与进气管路11连通的第二连接管42，第二连接管42上设置有第二开关阀421。当空调器停机前，第二开关阀42打开，使第一存储罐4中的气态冷媒被释放到冷媒循环管路。具体而言，为了保证空调器在下次进入快速制冷模式时，第一存储罐4内的气体压力为零(或接近零，至少要保证第一存储罐4中的气体压力低于冷媒循环管路中的气态冷媒压力)，当空调器停机前，打开第二开关阀421后，压缩机1可以将第一存储罐4的气态冷媒吸入，以使第一存储罐4内的气体压力为零(或接近零，至少要保证第一存储罐4中的气体压力低于冷媒循环管路中的气态冷媒压力)。当第一存储罐4中的气体压力为零时，关闭第二开关阀421，空调器停机。由于在快速制冷模式下，部分冷媒被存储于第一存储罐4，在空调器停机前，第一存储罐4内存储的冷媒又被重新释放到循环管路，从而实现了冷媒的回收。需要指出的是，第二开关阀421在快速制冷模式下、正常制冷模式下均保持关闭状态，只有在回收第一存储罐4内冷媒的情况下，第二开关阀421才被打开。

需要说明的是，前述的“空调器停机”可以理解为室内温度达到设定值后，压缩机暂停工作(或者在很低的频率运行)，当室内温度改变后，压缩机继续工作(或者提高频率运行)；也可以理解为空调器关机。当空调器的控制单元接收到空调器停机的信号后，首先控制第二开关阀421，使第一存储罐4中的气态冷媒被释放到冷媒循环管路，之后在控制空调器执行停机操作。其中，“空调器停机的信号”可以由用户通过遥控器等设备发送，也可以由空调器的控制单元根据通过检查程序设定的判断条件来确定空调器是否需要停机。

进一步，压缩机1的进气管路11上设置有第三开关阀111。具体而言，在空调器的正常运行过程中，第三开关阀111处于常开状态，只有在回收第一存储罐4内冷媒的情况下，第三开关阀111才被关闭。即，当空调器结束工作时，第三开关阀111关闭，第二开关阀421打开，这样一来，压缩机1能够更快速地将吸收第一存储罐4内的冷媒，从而加快空调器停机的速度。需要指出的是，通常情况下，第三开关阀111的关闭、第二开关阀421的开启是同时进行的，但是在空调器的实际运行过程中，第三开关阀111的关闭、第二开关阀421的开启可能会出现先后的顺序，比如在第二开关阀421开启后，在关闭第三开关阀111，或者在第三开关阀111关闭后，在开启第二开关阀421，具体的程序设计不在此进行讨论。

作为一种优选的实施方式，继续参照图1，空调器还包括用于存储液态冷媒的第二存储罐5，第二存储罐5设置于冷凝器2与蒸发器3之间的管路上，具体为靠近冷凝器2出口(制冷模式下)一侧的管路上。在快速制冷模式下，第二存储罐5内的液态冷媒的至少一部分被释放到冷媒循环管路。具体而言，由于在快速制冷模式下，空调器循环管路中的部分冷媒进入到第一存储罐4，使得循环管路中的冷媒量变少，此时，通过将第二存储罐5中的冷媒释放到空调制冷循环管路中，以保证空调器循环管路中的冷媒循环量能够满足系统的运转要求。也就是说，在正常制冷模式下，从冷凝器2流出液态冷媒经第二存储罐5、节流装置6后进入蒸发器3，由于此时循环管路中的冷媒量足够，因此不需要将第二存储罐5内的冷媒释放到冷媒循环管路。而在快速制冷模式下，循环管路中的冷媒减少后，第二存储罐5内的冷媒才会被释放到循环管路中，以满足系统的运转要求。

优选地，在本实施例中，压缩机1的进气管路11上连接有气液分离器7，以防止液体被吸入压缩机1。

综上所述，本发明通过空调器制冷循环管路中压力的短周期变化，来实现快速制冷的目的，即利用第一存储罐4将压缩机1吸气侧的冷媒分流，以使空调器循环管路中的气体压力下降，以此加快空调器的制冷速度。进一步，为了保证空调器系统的运转要求，在快速制冷模式下，将第二存储罐5中的冷媒释放到空调器循环管路中以补充被第一存储罐4分走的冷媒量。相对于现有空调器的快速制冷方式，本发明无需通过风速的变化或压缩机的频率变频的方式，从而减少了噪音、能耗的增加。经过发明人的实验验证，通过第一存储罐4在制冷过程中对循环管路中的冷媒进行分流的方式，以降低循环管路中的气体压力，能够极大的加快制冷速度，提高整机的制冷量。

另一方面，本发明还提供了一种空调器的快速制冷方法。该方法包括下列步骤：将压缩机进气管路的部分气态冷媒转移至第一存储罐。其中，第一存储罐通过第一连接管与压缩机的进气管路连通。

参照图3，图3示出了本发明的空调器的快速制冷方法的详细流程图。如图3所示，在本实施例中，进行快速制冷时，首先执行步骤s310，将压缩机进气管的部分气态冷媒转移至第一存储罐。由于第一存储罐分走循环管路中的一部分冷媒，此时执行步骤s320，将第二存储罐中存储的至少部分液态冷媒释放到空调器的循环管路，其中，第二存储罐设置于冷凝器与蒸发器之间的管路上。在实际操作过程中，可以先执行步骤s310，也可以先执行步骤s320，也可以同时执行步骤s310和s320。

然后进入步骤s330，判断第一存储罐和压缩机进气管路的气体压力是否相等。如果两者的气体压力相等，则进入步骤s340，即，使压缩机进气管的气态冷媒不再进入第一存储罐；反之，则继续将压缩机进气管路的部分气态冷媒转移至第一存储罐，直至第一存储罐内的气体压力与压缩机进气管路的气态压力相等后，使压缩机进气管的气态冷媒不再进入第一存储罐。也就是说，在快速制冷过程中，第一存储罐内的气体压力逐渐增大，压缩机进气管的气体压力逐渐降低，当两者的气体压力相等时，结束快速制冷。

接着进入步骤s350，判断是否空调器是否准备停机。该步骤中，可以通过是否接收到空调器停机的信号判断是否准备停机。如果否，则继续运行空调器；如果是，则执行步骤s360，将第一存储罐内的气态冷媒释放到空调器的循环管路后，再使空调器停止工作。

关于上述方法中更具体的实施方式，请参照上文空调器的说明，在此不再赘述。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。