空调器及其控制方法与流程

本发明涉及空调领域，具体涉及一种空调器及其控制方法。

背景技术：

应用于空调系统的喷射器可以提高系统的制冷剂循环量，相比于膨胀阀可以提高出口制冷剂压力和焓值水平，即回收膨胀功的功能，因此可以促进系统在各种工况下的使用性能。不过，由于喷射器内制冷剂的单向流动特征，以及喷射器下游的气液分离器的制冷剂的单向流动特征，使具有喷射器的空调系统无法实现制冷/制热切换，因此目前应用喷射器的空调系统都是只能用于制冷或制热的单冷或单热系统。

作为一种改进，为了实现空调系统的制冷制热切换，往往需要布置两套独立的喷射器来分别实现制冷和制热功能，结构复杂且实质上是单冷/单热系统的简单叠加，因此本质上仍属于单冷/单热系统。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现要素：

针对目前具有喷射器的空调器存在的只能制冷或制热的问题，本发明一方面提供了一种空调器，该空调器包括压缩机、室内换热器、室外换热器、气液分离器、一个喷射器和阀门单元，所述阀门单元包括四通阀和阀门组件，所述阀门组件包括若干个阀门，所述空调器还包括控制器，所述控制器能够切换所述四通阀的连通状态并能够使所述阀门组件中的一部分阀门处于允许制冷剂通过的关闭状态，以便使所述压缩机、所述室内换热器、所述室外换热器、所述气液分离器、所述一个喷射器、所述四通阀和所述阀门组件中的处于关闭状态的阀门能够形成使所述空调器处于制冷模式或者制热模式的闭环。

本发明通过增设阀门组件，实现了应用喷射器的空调器的制冷制热模式的切换。具体而言，在充分利用了喷射器能够提高空调器的系统制冷剂循环量和回收膨胀功的性能优势的基础上，通过阀门组件与四通阀的连通状态的配合，仅通过一个喷射器、一组阀门和一个四通阀即实现了制冷/制热模式的切换，扩大了应用有喷射器的空调器的市场范围，即可以被用作单冷空调、单热空调以及冬夏两用的空调。

需要说明的是，阀门组件的多个阀门中在空调器处于制冷模式和制热模式时可以处于不同的状态也可以处于同样的状态，而且本领域技术人员可以根据实际需求设置阀门的个数、位置和关闭/断开逻辑，只要能够保证通过阀门组件和四通阀的协作完成空调器的制冷/制热模式的切换即可。示例性地，阀门组件包括5个阀门，在空调器处于制冷状态时候阀门(1、2、3)处于打开状态而阀门(4、5)处于关闭状态；而在空调器处于制热状态时候阀门(3、4、5)处于打开状态而阀门(1、2)处于关闭状态。

在上述空调器的优选技术方案中，所述压缩机、所述室外换热器、所述喷射器、所述气液分离器和所述压缩机通过管路依次连接形成闭环，所述室外换热器设置于所述喷射器和所述气液分离器之间，所述四通阀的四个端分别连接至所述喷射器的喷射口、所述喷射器的引射口、所述室内换热器和所述室外换热器，所述阀门组件包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，其中，所述第一阀门设置于所述压缩机和所述室外换热器之间，所述第二阀门设置于所述气液分离器和所述室内换热器之间，所述第三阀门设置于所述压缩机和所述第一阀门之间的第一管路以及所述第二阀门和所述室内换热器之间的第二管路之间，所述第四阀门设置于所述第一阀门以及所述气液分离器和所述第二阀门之间的第三管路之间。

通过这样的设置，在制冷模式和制热模式下，四个阀门中的其中两个处于打开状态，即作为有效的“连通”阀门；而另外两个处于则处于关闭状态，即作为闲置的“断路”阀门。通过四个阀门与四通阀连通状态的协作，实现了空调器的制冷模式和制热模式的切换。

在上述空调器的优选技术方案中，所述第一阀门、第二阀门、所述第三阀门和所述第四阀门中的一部分或者全部为电磁阀或者电磁三通阀。

在上述空调器的优选技术方案中，所述气液分离器和所述第二阀门之间设置有膨胀阀。

在上述空调器的优选技术方案中，所述压缩机和所述气液分离器之间设置有干燥过滤器。

在上述空调器的优选技术方案中，所述压缩机为变频压缩机。

本发明另一方面还提供了一种空调器的控制方法，所述空调器包括压缩机、室内换热器、室外换热器、气液分离器、一个喷射器和阀门单元，所述阀门单元包括四通阀和阀门组件，所述阀门组件包括若干个换向阀，该控制方法包括如下步骤：切换所述四通阀的连通状态并使所述阀门组件中的一部分阀门处于允许制冷剂通过的打开状态，以便使所述压缩机、所述室内换热器、所述室外换热器、所述气液分离器、所述一个喷射器、所述四通阀和所述阀门组件中的处于打开状态的阀门能够形成使所述空调器处于制冷模式或者制热模式的闭环。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述压缩机、所述室外换热器、所述喷射器、所述气液分离器和所述压缩机通过管路依次连接形成闭环，所述室外换热器设置于所述喷射器和所述气液分离器之间，所述四通阀的a、b、c、d四个端分别连接至所述喷射器的喷射口、所述室内换热器、所述喷射器的引射口和所述室外换热器，所述阀门组件包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，所述第一阀门设置于所述压缩机和所述室外换热器之间，所述第二阀门设置于所述气液分离器和所述室内换热器之间，所述第三阀门设置于所述压缩机和所述第一阀门之间的第一管路以及所述第二阀门和所述室内换热器之间的第二管路之间，所述第四阀门设置于所述第一阀门以及所述气液分离器和所述第二阀门之间的第三管路之间，所述控制方法包括如下步骤：使所述四通阀切换至a端-d端连通、b端-c端连通的状态，并使所述阀门组件中的第一阀门和第二阀门处于允许制冷剂通过的打开状态，以便使所述压缩机、所述室内换热器、所述室外换热器、所述气液分离器、所述一个喷射器、所述四通阀、所述第一阀门和第二阀门形成使所述空调器处于制冷模式的闭环。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述压缩机、所述室外换热器、所述喷射器、所述气液分离器和所述压缩机通过管路依次连接形成闭环，所述室外换热器设置于所述喷射器和所述气液分离器之间，所述四通阀的a、b、c、d四个端分别连接至所述喷射器的喷射口、所述室内换热器、所述喷射器的引射口和所述室外换热器，所述阀门组件包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，所述第一阀门设置于所述压缩机和所述室外换热器之间，所述第二阀门设置于所述气液分离器和所述室内换热器之间，所述第三阀门设置于所述压缩机和所述第一阀门之间的第一管路以及所述第二阀门和所述室内换热器之间的第二管路之间，所述第四阀门设置于所述第一阀门以及所述气液分离器和所述第二阀门之间的第三管路之间，所述控制方法包括如下步骤：使所述四通阀切换至a端-b端连通、c端-d端连通的状态，并使所述阀门组件中的第三阀门和第四阀门处于允许制冷剂通过的打开状态，以便使所述压缩机、所述室内换热器、所述室外换热器、所述气液分离器、所述一个喷射器、所述四通阀、所述第三阀门和第四阀门形成使所述空调器处于制热模式的闭环。

需要说明的是，该空调器的控制方法具有前述的空调器的所有技术效果，在此不再赘述。

附图说明

下面参照附图并结合制冷剂为水工质和非水工质两种情形来描述本发明的空调器。附图中：

图1示出本发明一种实施例的空调器的结构示意图；

图2a示出本发明一种实施例的空调器在处于制冷模式时的状态示意图；

图2b示出本发明一种实施例的空调器在处于制冷模式时的简化结构示意图；

图3a示出本发明一种实施例的空调器在处于制热模式时的状态示意图；以及

图3b示出本发明一种实施例的空调器在处于制热模式时的简化结构示意图。

附图标记列表：

1、压缩机；11、干燥过滤器；21、第一电磁阀；22、第二电磁阀；23、第三电磁阀；24、第四电磁阀；3、气液分离器；4、喷射器；5、室外换热器；6、四通阀；7、室内换热器；8、膨胀阀。

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。在不偏离本发明原理的条件下，任何形式的改变都落入本发明的保护范围之中。例如，虽然是以阀门组件中的各个阀门均为电磁阀来描述本发明的空调器的，但是显然这只是一个示例，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，如还可以根据实际情况将一部分或者全部的电磁阀换由电磁三通阀来替代。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，图1示出本发明一种实施例的空调器的结构示意图。如图1所示，空调器主要包括压缩机1、干燥过滤器11、第一电磁阀(21、22、23、24)、气液分离器3、喷射器4、室外换热器5、四通阀6、室内换热器7和膨胀阀8。室外换热器5、喷射器4、气液分离器8和压缩机1通过管路依次连接形成闭环，室外换热器5设置于喷射器4和气液分离器8之间，四通阀6的四个端即(a、b、c、d)端分别连接至喷射器4的喷射口、喷射器4的引射口、室内换热器7和室外换热器5。第一电磁阀21设置于压缩机1和室外换热器5之间，第二电磁阀21设置于气液分离器3和室内换热器7之间，第三电磁阀23设置于压缩机1和第一电磁阀21之间的第一管路以及第二电磁阀22和室内换热器7之间的第二管路之间，第四电磁阀24设置于第一电磁阀21以及气液分离器3和第二电磁阀22之间的第三管路之间。膨胀阀8设置于气液分离器8和第二电磁阀22之间，干燥过滤器11设置于压缩机1和气液分离器2之间。

其中，压缩机1为变频压缩机以便满足空调器在制冷/制热模式时不同的压缩比要求。压缩机1和干燥过滤器11可以分体式设置也可以集成设置，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。

本发明的空调器还配置有控制器，控制器主要用于执行如下的控制方法：通过切换四通阀6的联通状态并控制第一电磁阀(21、22、23、24)的关闭/断开状态，实现空调器的制冷/制热状态切换。

参照图2a和图2b，图2a示出本发明一种实施例的空调器在处于制冷模式时的状态示意图，图2b示出本发明一种实施例的空调器在处于制冷模式时的简化结构示意图。如图2a和图2b所示，本发明提供了一种空调器的控制方法，控制方法包括如下步骤：控制器使空调器的四通阀8切换至a端-d端连通、b端-c端连通的状态，并使电磁阀(21、22)处于允许制冷剂通过的打开状态、电磁阀(23、24)处于不允许制冷剂通过的关闭状态，以便使压缩机1、室内换热器7、室外换热器5、气液分离器8、喷射器4和四通阀6形成使空调器处于制冷模式的闭环。

进一步参照图2a和图2b，具体而言，在空调器处于制冷模式的情形下，高温高压的气态制冷剂经压缩机1的排气口进入室外换热器5放热冷凝，室外换热器5排出的制冷剂经四通阀6的d-a路径进入喷射器4的入射口并在入射口进行节流膨胀，同时喷射器4引射经由引射口进入喷射器的引射流体。其中，引射流体来自气液分离器3中的饱和液态制冷剂在完成制冷功能后，经膨胀阀8节流后进入室内换热器7吸热蒸发，之后经由四通阀6的b-c路径到达引射口，喷射器回收制冷剂膨胀功，将增压增焓的制冷剂喷入气液分离器3，实现作为蒸发器的室内换热器7的喷气增焓功能。气液分离器3中的气态制冷剂经干燥过滤器9除湿之进入压缩机1的回气口，至此完成一个制冷循环。

参照图3a和图3b，图3a示出本发明一种实施例的空调器在处于制热模式时的状态示意图，图3b示出本发明一种实施例的空调器在处于制热模式时的简化结构示意图。如图3a和图3b所示，本发明提供了一种空调器的控制方法，控制方法包括如下步骤：控制器使空调器的四通阀8切换至a端-b端连通、c端-d端连通的状态，并使电磁阀(22、23)处于允许制冷剂通过的打开状态、电磁阀(21、22)处于不允许制冷剂通过的关闭状态，以便使压缩机1、室内换热器7、室外换热器5、气液分离器8、喷射器4和四通阀6形成使空调器处于制热模式的闭环。

进一步参照图3a和图3b，具体而言，在空调器处于制热模式的情形下，高温高压的气态制冷剂经压缩机1的排气口进入室内换热器7放热冷凝从而加热室温，室内换热器7排出的制冷剂经四通阀6的b-a路径进入喷射器的入射口并在入射口进行节流膨胀，同时喷射器4引射经由引射口进入喷射器的引射流体。经由四通阀的dc路径进入喷射器的引射流体。其中引射流体来自气液分离器3中的饱和液态制冷剂在完成制热功能后，经膨胀阀8节流后进入室外换热器5吸热蒸发，之后经由四通阀6的d-c路径到达引射口，喷射器回收制冷剂膨胀功，将增压增焓的制冷剂喷入气液分离器3，实现作为蒸发器的室外换热器5的喷气增焓功能。气液分离器3中的气态制冷剂经干燥过滤器9除湿之进入压缩机1的回气口，至此完成一个制热循环。

可以看出，在本发明的空调器中，通过控制器切换四通阀的连通状态并控制四个电磁阀的开关状态，在空调器仅具有一个喷射器的前提下即可实现制冷/制热模式的切换，设计巧妙，便于布置。在充分利用了喷射器能够提高空调器的制冷剂循环量和回收膨胀功的性能优势的基础上，实现了自身完成制冷/制热模式切换的功能，扩大了应用有喷射器的空调器的市场范围。

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。