CN101639258B - 除湿空调器及其除湿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除湿空调器及其除湿方法。除湿空调器室内换热器分为室内第一换热器和室内第二换热器两部分，两个室内换热器前连接有由电磁阀和节流毛细管并联连接而成的节流组件。除湿空调器的中央控制单元计算温度传感器所检测的室内空气温度TA与用户设定温度TB之间的温差，根据温差不同输出执行信号来控制第一电磁阀和第二电磁阀的开启与关闭，控制压缩机和室外风机的运行，控制室内排风量大小，并通过各受控部件的工作状态组合，实现除湿空调器的降温除湿、恒温除湿以及升温除湿功能，并能使这几种功能实现自动转换调节。

Description

除湿空调器及其除湿方法

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，尤其是对具有除湿功能的除湿空调器及其控制方法的改进。

背景技术

传统的房间空调器，一般由压缩机、毛细管、四通换向阀、室外换热器和室内换热器等部件组成，可实现制冷、制热和送风这三种功能。传统的房间空调器，制热和送风工作模式是不具备除湿功能的，只有在制冷运行时才可实现降温除湿功能。另外，传统的房间空调器，降温除湿功能还受到环境温度的影响，只有环境温度在大于16度时，才可以实现降温除湿功能。因此，采用传统的房间空调器来当作生产茶叶的除湿机设备，缺点相当明显，其不但会受到使用环境的影响，而且也不能满足各种季节都可以除湿的需要。

为此，针对传统的房间空调器来当作生产茶叶的除湿设备用时具有的缺点，近年来也出现了一些改进技术，如中国专利200320123273.2中所公开的一种智能化制茶用空调，就是在对传统的房间空调器除湿功能的改善，使空调器具有恒温、升温和降温等除湿功能。他由室外机和室内机两部分组成，室外机由压缩机和室外换热器等部件组成，室内机由换热器1，换热器2，四通阀和毛细管等部件组成。该制茶用空调具有在不同的使用环境温度条件下的除湿功能，满足了茶叶在半发酵生产过程中不断除湿的需要，但其缺点也相当明显，室内机很复杂，生产的工艺性很差，弱化了传统的房间空调器的制冷和制热功能，特别是制热，其制热量大幅度下降。而中国专利200520012650.4所公开的智能化除湿空调器，尽管在构造上所改进，但是仍然存在上述缺陷。

而中国发明专利申请03137780.7中所公开的除湿空调及其控制方法，只能够满足不希望进行除湿或除湿程度非常轻的使用者的需求，不能满足除湿要求高而且在任何环境温度下均可除湿的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，通过改进具有两个室内换热器的空调器结构来更好的控制两个室内换热器的工作状态，以提供一种构造简单、工艺性好的除湿空调器及其除湿方法，这种除湿空调器除湿方法能实现降温除湿、恒温除湿以及升温除湿功能，并能使这几种功能实现自动调节。

为解决上述技术问题，本除湿空调器包括有压缩机、室外换热器、室内换热器以及配置在压缩机与室内换热器之间的汽液分离器组件，所述除湿空调器还包括有中央控制单元、温度传感器，中央控制单元接收温度传感器的信号并输出相应的执行信号，其中，室内换热器包括有室内第一换热器和室内第二换热器，室内第一换热器与室外换热器之间连接有第一电磁阀节流部件，室内第一换热器和室内第二换热器之间连接有第二电磁阀节流部件，所述第一电磁阀节流部件由第一电磁阀与第一节流毛细管并联连接而成，第二电磁阀节流部件由第二电磁阀与第二节流毛细管并联连接而成。

上述除湿空调器的除湿方法是：由中央控制单元计算温度传感器所检测的室内空气温度TA与用户设定温度TB之间的温差，根据温差不同输出执行信号来控制第一电磁阀和第二电磁阀的开启与关闭，控制压缩机和室外风机的运行，控制室内排风量大小，并通过各受控部件的工作状态组合，实现除湿空调器的降温除湿、恒温除湿以及升温除湿功能，并能使这几种功能实现自动转换调节。

本发明相比现有技术具有以下显著效果：

本除湿空调器具有传统房间空调器的制冷、制热和送风功能，又具有制热、恒温和降温除湿功能。该除湿空调器在两个室内换热器之前分别设置控制制冷剂流向的电磁阀节流部件，使得室内第一换热器和室内第二换热器在放热、吸热之间切换从而实现降温除湿、恒温除湿和加温除湿三种运行模式转换。本发明设计合理、结构简单、工艺性好，使用不受环境温度的影响，也可以用于茶叶生产除湿工艺上。

本除湿空调器具有防冻结化霜功能和过热保护功能。当空调在低温环境下，如5℃时进行降温除温时，由于室内第一换热器和室内第二换热器表面蒸发温度低于0℃，如果长时间运行时，室内第一换热器和室内第二换热器表面就会结霜或结冰，导致空调不能正常出风、空调漏水和压缩机损坏等质量问题，这时就需要防冻结化霜功能，使室内第一换热器和室内第二换热器表面就的霜或冰融化掉，保证空调正常运行。当空调恒温除湿时，只要环境温度低于20℃，室内第二换热器表面蒸发温度也可能低于0℃，如果长时间运行时，室内第二换热器表面就会结霜或结冰，也需要防冻结化霜。如果空调在高温下工作，如在35℃时，进行恒温或升温除湿时，空调系统的工作压力会很高，一方面，在高压力下运行的空调，很不安全，另一方面，压缩机也容易损坏，这时，通过检测室内第一换热器和室内第二换热器表面温度来控制并降低系统的运行压力及保护压缩机，使空调安全可靠运行。

附图说明

图1是除湿空调器构成简图；

图2是该除湿空调器的开机程序以及降温除湿的程序框图；

图3是该除湿空调器的恒温除湿控制中的子程序A流程图和子程序C流程图；

图4是该除湿空调器的恒温除湿控制中的子程序D流程图；

图5是该除湿空调器升温除湿控制中的子程序B流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和通过实施例对本发明进行进一步说明。

参见图1，一种除湿空调器，其组成部件包括有压缩机1、室外换热器2、室内第一换热器7、室内第二换热器8，压缩机1出口连接至室外换热器2，室内第二换热器8通过汽液分离器组件9连接至压缩机1入口。室内第一换热器7与室外换热器2之间连接有第一电磁阀节流部件，第一电磁阀节流部件由第一电磁阀3与第一节流毛细管5并联连接而成，室内第一换热器7和室内第二换热器8之间连接有第二电磁阀节流部件，第二电磁阀节流部件也由第二电磁阀4与第二节流毛细管6并联连接而成。当然，本除湿空调器部件构成中也包括室、内外风机以及运行控制系统等，其中，除湿空调器的运行控制系统主要有中央控制单元、计时器、用以检测室内空气温度和换热器表面温度的温度传感器，中央控制单元接收温度传感器的信号并输出相应的执行信号，由于这些部件并非本发明的重点，因此没有揭示在图1中，也不在此作详细说明。

以下进一步说明图1中所示的除湿空调器所采用的除湿控制方法。

本发明除湿方法的基本思路在于通过控制设置在两个室内换热器之前的电磁阀的开启和关闭来调节两个室内换热器的工作状态，从而实现更好的除湿方法控制。

除湿空调器的中央控制单元计算温度传感器所检测的室内空气温度TA与用户设定温度TB之间的温差，然后根据不同温差输出执行信号来控制第一电磁阀和第二电磁阀的开启与关闭，控制压缩机和室外风机的运行，控制室内排风量大小，并通过各受控部件的工作状态组合，实现除湿空调器的降温除湿、恒温除湿以及升温除湿功能，并能使这几种功能实现自动转换调节。

除湿方法的实现步骤如下：

其中，各步骤中所涉及的控制参数有：室内空气温度TA、用户设定温度TB、室内第一换热器盘管温度TC和室内第二换热器盘管温度TD。

以下步骤1～步骤5所述控制方法，参见图2所示的开机程序以及降温除湿的程序框图。

步骤1，用户开机系统上电，用户选择工作模式，降温、恒温，升温除湿三种模式中的任何一种，压缩机1和室外风机开始运行，室内机风量按用户设定运行，计时器TM1清零后开始计时。

步骤2，中央控制单元开始实时检测室内空气温度TA和用户设定温度TB，并计算TA-TB，如果TA-TB≥5℃，则执行下一步。如果TA-TB≤5℃，则转向执行恒温除湿控制的子程序A，即跳转到步骤6执行。

步骤3，第一电磁阀3关闭，第二电磁阀4开启，空调器按降温除湿模式运行。同时，每隔20秒检测室内第一换热器盘管温度TC和室内第二换热器盘管温度TD，如果连续三次满足TC或TD≤0℃，则执行下一步，如果不能满足，则返回第一步，重新判断。

步骤4，在连续三次满足TC或TD≤0℃后，表明室内第一换热器7或室内第二换热器8结霜，系统需要除霜。除霜的方法是停止室外机运行，空调自动选择防冻结保护，即压缩机和室外机风扇停止运行。同时，室内机自动选择最大风量运行，利用室内空气和换热器霜层进行交换，达到除霜的目的，这个过程同样可以降低室内空气温度，同样可以实现降温除湿。

步骤5，如果TC或TD不能满足≥5℃，则室内机除霜保持运行，直到满足TC或TD≥5℃时，室内机除霜才结束，并返回第一步，重新判断。

以下步骤6～步骤7对应于图3中所示恒温除湿控制的子程序A框图部分。

步骤6，进入子程序A，如果满足0℃≤TA-TB≤4℃，则执行下一步，如果不能满足0℃≤TA-TB≤4℃，则跳转进入控制步骤15的升温除湿控制。

步骤7，第一电磁阀3开启，第二电磁阀4关闭，空调器自动选择恒温除湿运行。由于室内第一换热器7是放热运行，室内第二换热器8是吸热运行，则室内第一换热器7和室内第二换热器8需要分别控制，检测TC并执行过热保护子程序C行，检测TD并执行防冻结保护子程序D。

以下步骤8～步骤11对应于图3中过热保护子程序C框图部分所示

步骤8，进入过热保护子程序C，每隔20秒检测室内第一换热器盘管温度TC，连续三次满足TC≤62℃，且满足TC≥60℃，第一电磁阀3关闭和第二电磁阀4开启，空调器自动选择过热保护。

步骤9，每隔20秒检测室内第一换热器盘管温度TC，连续三次满足TC≤50℃，空调器过热保护结束，返回第一步，重新判断。

步骤10，如果连续三次不能满足TC≤62℃，但TC≥62℃，空调器自动选择过热保护，压缩机1和室外风机停止运行，室内按最大风量运行。

步骤11，每隔20秒检测室内换热器盘管温度TC和TD，连续三次满足TC≤50℃且TD≥5℃，空调器过热保护结束，返回第一步，重新判断。

以下步骤12～步骤14参见图4所示的防冻结保护子程序D框图。

步骤12，进入防冻结保护子程序D，在空调恒温除湿时，判断换热器2是否需要防冻结保护。当检测室内第二换热器盘管温度TD每隔20秒连续三次满足TD≤0℃时，如果第一电磁阀3开启，则第二电磁阀4也开启。如果第一电磁阀3关闭，则执行下一步。

步骤13，如果第一电磁阀3关闭，恒温除湿时，表明空调器正处于过热保护，所以，在满足每隔20秒检测室内第一换热器盘管温度TC，连续三次满足TC≤50℃时，第一电磁阀3开启，第二电磁阀4也开启。

步骤14，当检测室内第二换热器盘管温度TD每隔20秒连续三次满足TD≥5℃，空调器防冻结保护结束，返回第一步，重新判断。

下述控制步骤15、16是升温除湿控制方法，对应图5所示的程序框图。

步骤15，进入升温除湿子程序B，当TA-TB每隔20秒连续三次满足TA-TB≤0℃，则表明空调器需要执行的是升温除湿。当TA-TB每隔20秒不能满足连续三次满足TA-TB≤0℃，则返回第一步，重新判断。

步骤16，空调器需要执行的是升温除湿时，第一电磁阀3开启，第二电磁阀4关闭，室外风机停。由于室内第一换热器7是放热运行，室内第二换热器8是吸热运行，则室内第一换热器7和室内第二换热器8需要分别控制，检测TC并执行过热保护子程序C行，检测TD并执行防冻结保护子程序D。

上述步骤1至步骤5是该除湿空调器装置的降温除湿的工件模式，参见图2。降温除湿的工件模式是在满足TA-TB≥5℃条件下工作的。降温除湿时除湿空调器的几个主要零部件的工作状态是：压缩机1运行，室外风机运行，第一电磁阀3关闭，第二电磁阀4开启。该除湿空调器在降温除湿时的制冷系统流程为：压缩机1排出高温高压的气体制冷剂进入室外换热器冷凝成中温高压的液体制冷剂。由于第一电磁阀3关闭，中温高压的液体制冷剂通过第一节流毛细管5后被节流成低温低压的液体制冷剂并进入室内第一换热器7蒸发吸热，从而降低室内空气温度TA实现除湿功能，也由于第二电磁阀4开启，制冷剂从第二电磁阀4管路中流动要比从第二节流毛细管6中产生的阻力要小得多，所以经过室内第一换热器7蒸发后的制冷剂从第二电磁阀4中通过，再在室内第二换热器8中进行第二次蒸发吸热，再一次降低室内空气温度TA，再一次实现降温除湿功能。经过二次蒸发制冷剂变成低温低压的气态，再经气液分离器组件9后回到压缩机1，进行第二次循环。降温除湿的工件模式下，室内第一换热器和室内第二换热器都起蒸发作用。由于室内第一换热器和室内第二换热器在一定的工作状态下，其表面会结霜。所以，系统要进行内机除霜判断。如降温除湿控制步骤3，如果连续三次满足TC或TD≤0℃，则认为由于室内第一换热器和室内第二换热器表面结霜，这时，压缩机停止运行，室外风机也停止运行，也即空调系统停止制冷运行。室内风机自动选择最大风量，使加快室内空气与室内第一换热器或室内第二换热器表面的霜层换热效率。能使室内第一换热器和室内第二换热器表面的霜层在最短的时间内融化，这个融霜过程，也能使室内空气降温，降温除湿不会受到太大影响。直到满足TC或TD≥5℃时，室内机除霜才结束，并返回第1步骤，重新判断。

子程序A是除湿空调器恒温除湿的工作模式的控制程序。其控制步骤由步骤6～步骤7组成。恒温除湿的工作模式是在满足0℃≤TA-TB≤4℃条件下工作。恒温除湿时除湿空调器如图1的几个主要零部件的工作状态是：压缩机1运行，室外风机运行，第一电磁阀3开启，第二电磁阀4关闭。该除湿空调器在恒温除湿时的制冷系统流程为：压缩机1排出高温高压的气体制冷剂进入室外换热器2冷凝成中温高压的液体制冷剂。由于第一电磁阀3开启，制冷剂从第一电磁阀3中通过产生的阻力要比从第一节流毛细管5中通过小得多，所以中温高压的液体制冷剂从第一电磁阀3中通过后在室内第一换热器7中进行第二次冷凝放热，加热室内空气温度TA。由于第二电磁阀4关闭，再次冷凝的制冷剂只能通过第二节流毛细管6中被节流成低温低压的制液态制冷后在室内第二换热器中进行蒸发吸热，从而降低室内空气温度TA，同时实现除湿功能。经过室内第二换热器7蒸发后，制冷剂变成低温低压的气态，再经气液分离器组件9后回到压缩机1，进行第二次循环。由于室内第一换热器7放热而室内第二换热器8吸热，从而大致保持室内空气温度稳定。

在恒温除湿的工作模式，由于室内两个换热器的工作状态不同。则室内第一换热器和室内第二换热器需要分别控制，检测TC并执行过热保护子程序C行，检测TD并执行防冻结保护子程序D。

过热保护子程序C是在恒温除湿的工作模式，判断室内第一换热器是否过热。其控制步骤由步骤8～步骤11组成，参见图3。TC如果每隔20秒连续三次不大于62℃，则判断TC每隔20秒连续三次是否满足大于60℃，如果不满足，空调系统保持执行恒温除湿的工作模式。直到TC每隔20秒连续三次满足大于60℃，这时，室内第一换热器7需要过热保护。这时除湿空调器装置如图1的几个主要零部件的工作状态是：压缩机1运行，室外风机运行，第一电磁阀3关闭，第二电磁阀4开启。这时空调实际进行降温除湿过程。直到每隔20秒检测室内换热器温度TC，连续三次满足TC≤50℃，空调器过热保护结束，返回步骤1，重新判断。

如果每隔20秒连续三次检测TC大于62℃，则压缩机1停止运行，室外风机停止运行，即空调系统已停循环。室内风机自动选择最大风量，使加快室内空气和室内第一换热器7的热交换效率，从而可使室内第一换热器7快速降温。每隔20秒检测室内两个换热器盘管温度TC和TD，连续三次满足TC≤50℃且TD≥5℃，空调器过热保护结束，返回步骤1，重新判断。

防冻结保护子程序D是在恒温除湿的工作模式下执行的，判断室内第二换热器是否过冷。其控制步骤由步骤12～步骤14组成，参见图4，当TD每隔20秒连续三次满足TD≤0℃时，如果第一电磁阀3开启，则第二电磁阀4也开启。如果第一电磁阀3关闭，在恒温除湿时，表明空调器正处于过热保护，所以，在满足每隔20秒检测室内第一换热器盘管温度TC，连续三次满足TC≤50℃时，第一电磁阀3开启，第二电磁阀4也开启，室内第一换热器7和室内第二换热器8都是冷凝放热，所以，室内两个换热器的TC和TD都会很快上升，当TD每隔20秒连续三次满足TD≥5℃，空调器防冻结保护结束，返回步骤1，重新判断。但当第一电磁阀开3启，第二电磁阀4也开启时，室外换热器2，室内第一换热器7和室内第二换热器8都是起冷凝功能，所以，空调系统的大量液体制冷剂在汽液分离器组件9里进行分离，分离出的气体再回到压缩机进行新一轮循环。

子程序B是除湿空调器的升温除湿控制程序。其控制步骤由步骤15～步骤16、以及过热保护子程序C及防冻结保护子程序D组成。升温除湿的工作模式是在满足TA-TB≤0℃的条件下工作。升温除湿时除湿空调器如图1的几个主要零部件的工作状态是：压缩机1运行，室外风机不运行，第一电磁阀3开启，第二电磁阀4关闭。该除湿空调器在降温除湿时的制冷系统流程为：压缩机排出高温高压的气体制冷剂进入室外换热器冷凝成中温高压的液体制冷剂。由于第一电磁阀3开启，制冷剂从第一电磁阀3中通过产生的阻力要比从第一节流毛细管5中通过小得多，所以中温高压的液体制冷剂从第一电磁阀3中通过后在室内第一换热器7中进行第二次冷凝放热，加热室内空气温度TA。由于第二电磁阀4关闭，再次冷凝的制冷剂只能通过第二节流毛细管6中被节流成低温低压的液态制冷剂后在室内第二换热器8中进行蒸发吸热，从而降低室内空气温度TA实现除湿功能。经过室内第二换热器8蒸发制冷剂变成低温低压的气态，再经气液分离器组件9后回到压缩机1，进行第二次循环。升温除湿的工作模式下由于室外风机不工作，所以，室内第一换热器7放热量要比室内第二换热器8吸热大，所以，室内空气温度TA会逐步提高，从而使空调系统实现升温除湿的功能。

在升温除湿的工作模式，由于两个室内换热器的工作状态不同。则室内第一换热器和室内第二换热器需要分别控制，检测TC并执行过热保护子程序C，检测TD并执行防冻结保护子程序D。

Claims (4)

1.一种除湿空调器的除湿方法，其特征在于：中央控制单元计算温度传感器所检测的室内空气温度TA与用户设定温度TB之间的温差，根据温差不同输出执行信号来控制第一电磁阀和第二电磁阀的开启与关闭，控制压缩机和室外风机的运行，控制室内排风量大小，实现除湿空调器的降温除湿、恒温除湿以及升温除湿功能，

除湿空调器，包括有压缩机(1)、室外换热器(2)、室内换热器以及配置在压缩机与室内换热器之间的汽液分离器组件(9)，所述除湿空调器还包括有中央控制单元、温度传感器，中央控制单元接收温度传感器的信号来输出执行信号，

所述室内换热器包括有室内第一换热器(7)和室内第二换热器(8)，室内第一换热器(7)与室外换热器之间连接有第一电磁阀节流部件，室内第一换热器和室内第二换热器之间连接有第二电磁阀节流部件，所述第一电磁阀节流部件由第一电磁阀(3)与第一节流毛细管(5)并联连接而成，第二电磁阀节流部件由第二电磁阀(4)与第二节流毛细管(6)并联连接而成，

实现除湿空调器的降温除湿、恒温除湿以及升温除湿功能的具体步骤包括：

1)、开机系统上电，用户选择工作模式，压缩机和室外风机开始运行，室内机风量按用户设定运行，计时器TM1清零后开始计时；

2)、中央控制单元开始实时检测室内空气温度TA和用户设定温度TB，并计算TA-TB，

如TA-TB≥5℃，则空调器按降温除湿模式运行，压缩机运行，室外风机运行，第一电磁阀(3)关闭，第二电磁阀(4)开启，室内第一换热器、室内第二换热器同时吸热工作，以降低室内的温度和湿度，降温除湿运行同时判断室内两个换热器是否除霜控制；

如TA-TB≤5℃，则进一步判断：

如满足0℃≤TA-TB≤4℃，则执行恒温除湿的子程序A，压缩机运行，室外风机运行，第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，室内第一换热器放热工作运行，室内第二换热器吸热运行，同时，判断室内第一换热器是否需要执行过热保护子程序C，判断室内第二换热器是否需要执行防冻结保护子程序D；

如果不能满足0℃≤TA-TB≤4℃，则执行升温除湿子程序B，压缩机运行，室外风机不运行，第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，室内第一换热器放热工作运行，室内第二换热器吸热运行，同时，判断室内第一换热器是否需要执行过热保护子程序C，判断室内第二换热器是否需要执行防冻结保护子程序D。

2.根据权利要求1所述的除湿空调器的除湿方法，其特征在于：降温除湿运行时，判断室内两个换热器是否除霜控制的方法是：

1)、每隔20秒检测室内第一换热器盘管温度TC和室内第二换热器盘管温度TD，如果连续三次满足TC或TD≤0℃，则执行下一步，如果不能满足，则返回第一步，重新判断；

2)、在连续三次满足TC或TD≤0℃后，室外机停止运行，即压缩机和室外机风机停止运行，室内机自动选择最大风量运行，利用室内空气和换热器霜层进行热交换，实现除霜降温除湿；

3)、如果TC或TD不能满足≥5℃，则室内机除霜控制保持运行，直到满足TC或TD≥5℃时，室内机除霜运行才结束，并返回第一步，重新判断。

3.根据权利要求1所述的除湿空调器的除湿方法，其特征在于：所述的过热保护子程序C包括以下步骤：

1)、每隔20秒检测室内第一换热器盘管温度TC，连续三次满足TC≤62℃，且满足TC≥60℃，第一电磁阀关闭和第二电磁阀开启，空调器自动选择过热保护；

2)、每隔20秒检测室内第一换热器盘管温度TC，连续三次满足TC≤50℃，空调器过热保护结束，返回第一步，重新判断；

3)、如果连续三次不能满足TC≤62℃，但TC≥62℃，空调器自动选择过热保护，压缩机和室外风机停止运行，室内按最大风量运行；

4)、每隔20秒检测室内第一换热器盘管温度TC和室内第二换热器盘管温度TD，连续三次满足TC≤50℃且TD≥5℃，空调器过热保护结束，返回第一步，重新判断。

4.根据权利要求1所述的除湿空调器的除湿方法，其特征在于：所述的防冻结保护子程序D包括以下步骤：

1)、当室内第二换热器盘管温度TD每隔20秒连续三次满足TD≤0℃时，如果第一电磁阀开启，则第二电磁阀也开启，如果第一电磁阀关闭，则执行下一步；

2)、如果第一电磁阀关闭，恒温除湿时，表明空调器正处于过热保护，所以，在满足每隔20秒检测室内第一换热器盘管温度TC，连续三次满足第一换热器盘管温度TC≤50℃时，第一电磁阀开启，第二电磁阀也开启；

3)、当室内第二换热器盘管温度TD每隔20秒连续三次满足TD≥5℃，空调器防冻结保护结束，返回第一步，重新判断。

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