CN101975422A - 冷暖型空调器及其除霜方法 - Google Patents

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Abstract

一种冷暖型空调器及其除霜方法,包括室外机和室内机,室外机包括室外风扇和通过连接管道依次连通的压缩机、四通阀、三通阀、室外热交换器、第一节流元件;其中,三通阀的a端与四通阀连接,b端通过第二节流元件与室外热交换器连接,c端直接与室外热交换器连接;室内机包括室内风扇和连接在压缩机与第一节流元件之间的室内换热器;压缩机排气口处旁通一除霜回路到室外热交换器与第一节流元件之间;其室内机内设置有至少在空调器除霜过程中开启运行的电加热装置。本发明在除霜过程中开启电加热装置辅助制热,防止室内温度下降;压缩机排出的高温高压气体通过旁通回路流经室外热交换器进行除霜,缩短了冷媒运行流程,提高了除霜速度和除霜效果。

Description

冷暖型空调器及其除霜方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种不停机化霜及化霜时连续制热的空调器,特别是一种兼顾设备安 全性、使用舒适性和提高除霜效果的冷暖型空调器及其除霜方法。
背景技术
[0002] 传统的冷暖型带电辅热空调器在制热时,若外界环境温度较低,运行一段时间后 室外机冷凝器上会结霜,从而降低冷凝器的换热能力,影响空调器的正常运行。此时,空调 器会进入化霜模式,化霜时冷媒按制冷方向流动,化霜结束后,空调器才能正常工作。化霜 时间一般需要10分钟左右,在化霜过程中,空调器不会向室内制热,相反室内蒸发器的温 度会大幅降低到-20°c以下,使得制冷剂在蒸发器中不断吸收房间热量。特别是在低温高湿 的环境温度下,化霜更会频繁进行,从而造成房间温度不断波动,影响用户的舒适性。同时 压缩机和四通阀的频繁断续启停,也会缩短零部件的使用寿命。
[0003] 为克服上述缺点,中国专利文献号CN101526288于2009年9月9日公开一种空 调器除霜装置,该方案是在压缩机排气口与四通阀之间的管路上旁通一条流路接到冷凝器 出液端与节流部件之间,流路上串联一个电磁阀。控制系统判断需要化霜时打开直接旁通 流路上的电磁阀,让大部分高温气态冷媒直接流向冷凝器进行除霜。当排气温度下降到一 定温度时,旁通流路上的电磁阀关闭,四通阀断电,系统按制冷循环进行除霜。该除霜方式 虽然可以加快系统除霜,但除霜时室内侧无法供热,反之进行制冷循环除霜时还会带走一 部分房间内的热量,造成房间温度波动,影响用户使用舒适性;另一方面从制热循环除霜 转向制冷循环除霜时为防止四通阀换向时冷媒对其造成的冲击,压缩机需要停机几十秒 后才能开启,从而造成压缩机的频繁开启,缩短压缩机的使用寿命。又如中国专利文献号 CN101532705于2009年9月16日公开一种冷暖型变频空调器及其除霜方法。该方案是针 对空调器用变频压缩机的除霜结构及除霜方法,该空调器室外机在压缩机排气管处旁通一 回路到冷凝器出口管与电子膨胀阀之间。制热循环化霜时,一部分冷媒通过旁通回路直接 流到冷凝器进行除霜,一部分冷媒经过室内加热后流到冷凝器除霜。制热循环除霜过程中 室内电加热和室内风机工作。制热循环除霜除不干净的情况下系统转成制冷循环除霜,直 到除霜完全后重新进行正常制热。该发明由于制热时一部分冷媒经过室内吸热造成室内温 度波动,虽然通过开电加热装置辅助加热。若是冷媒吸收的热量和电加热装置辅助加热的 热量接近的情况下,极易造成室内温度波动。同时冷媒分流后不利于冷凝器快速化霜,造成 化霜时间延长。
发明内容
[0004] 本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、运行方便,既能保证用户使用舒适性, 又可提高空调器的除霜效率和压缩机的使用可靠性的冷暖型空调器及其除霜方法,以克服 现有技术中的不足之处。
[0005] 按此目的设计的一种冷暖型空调器,包括室外机和室内机,室外机包括室外风扇和通过连接管道依次连通的压缩机、四通阀、三通阀、室外热交换器、第一节流元件;其中, 三通阀的a端与四通阀连接,b端通过第二节流元件与室外热交换器连接,c端直接与室外 热交换器连接;室内机包括室内风扇和连接在压缩机与第一节流元件之间的室内换热器; 压缩机排气口处旁通一除霜回路到室外热交换器与第一节流元件之间;其结构特征是室内 机内设置有至少在空调器除霜过程中开启运行的电加热装置。
[0006] 所述三通阀还可以用两个电磁阀进行替代,在室外热交换器与四通阀之间的连接 管道上串联一个电磁阀A,电磁阀A两端并联有相互串联的第二节流元件和电磁阀B。
[0007] 所述电加热装置设置在室内热交换器的背风侧。
[0008] 所述室外热交换器一端与三通管连接后,分别通过电磁阀I和电磁阀II与第一节 流元件和除霜回路连接;或者,室外热交换器通过三通阀与第一节流元件和除霜回路连接。
[0009] 所述压缩机为定频压缩机或变频压缩机;第一节流元件和第二节流元件为毛细管 或电子膨胀阀。
[0010] 一种冷暖型空调器的除霜方法,包括室外机和室内机,室外机包括室外风扇和通 过连接管道依次连通的压缩机、四通阀、三通阀、室外热交换器、第一节流元件;其中,三通 阀的a端与四通阀连接,b端通过第二节流元件与室外热交换器连接,c端直接与室外热交 换器连接;室内机包括室内风扇和连接在压缩机与第一节流元件之间的室内换热器;压缩 机排气口处旁通一除霜回路到室外热交换器与第一节流元件之间;其结构特征是室内机内 设置有至少在空调器除霜过程中开启运行的电加热装置;当达到除霜条件时,开启电加热 装置,通过除霜回路进行除霜的过程。
[0011] 上述空调器退出除霜过程而进入正常制热运行过程的条件是:除霜累计时间达到 设定时间TX ;或者,室外机室外热交换器盘管温度大于或等于设定温度IVC ;或者,室外热 交换器盘管温度持续S秒钟高于IVC ;或者,压缩机电流连续n秒达到或超过空调器所设 定的除霜电流IDEFK()ST。电流IDEFK)ST的值随机型不同而不同。
[0012] 上述空调器进入除霜的过程包括以下步骤:第一、空调器判断为进入除霜条件时, 电加热装置处于工作状态;第二、在设定时间T1后,室外风扇停止,除霜回路打开,室内风 扇切换到微风或低风状态运行;第三、在设定时间T2后,空调器冷媒流经室内换热器和第 一节流元件的回路关闭。
[0013] 上述空调器退出除霜过程而进入正常制热运行过程包括以下步骤:第一、空调器 冷媒流经室内换热器和第一节流元件的回路打开;第二、在设定时间T3后,除霜回路关闭, 室内风扇转速不变,电加热装置继续工作,室外风扇运行;第三、在设定时间T4后,检测室 内热交换器温度,若达到Tz°C时室内风扇按除霜前设定转速运行,若达到Ty°C所述电加热 装置关闭,其中,Ty >Tz。
[0014] 上述若空调器的压缩机为变频压缩机时,在进入除霜模式时压缩机按最大制热频 率运行,在退出除霜模式后按正常制热频率运行。
[0015] 本发明通过在具有旁通回路的空调器的室内机中设置电加热装置,并至少在空调 器除霜过程中开启电加热装置,进行空调器的辅助制热,能有效防止室内温度下降,保证用 户使用舒适性;压缩机排出的高温高压气体通过旁通回路全部流经室外热交换器进行除 霜,缩短了冷媒运行流程,提高了除霜速度和除霜效果;同时压缩机在化霜时不需要频繁的 开停,四通阀不需动作,延长了压缩机和四通阀的使用寿命。其结构简单合理、运行方便,既能保证用户使用舒适性,又可提高空调器的除霜效率和压缩机的使用可靠性。 附图说明
[0016] 图1为本发明一实施例原理结构示意图。
[0017] 图2为本发明另一实施例原理结构示意图。
具体实施方式
[0018] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
[0019] 第一实施例
[0020] 参见图1,本冷暖型空调器,包括室外机和室内机,室外机包括室外风扇和通过连 接管道依次连通的压缩机1、四通阀2、三通阀3、室外热交换器5、第一节流元件8 ;其中,三 通阀3的a端与四通阀2连接,b端通过第二节流元件4与室外热交换器5连接,c端直接 与室外热交换器5连接;室内机包括室内风扇11和连接在压缩机1与第一节流元件8之间 的室内换热器10 ;压缩机1排气口处旁通一除霜回路12到室外热交换器5与第一节流元件 8之间。室内机内设置有至少在空调器除霜过程中开启运行的电加热装置9,电加热装置9 设置在室内热交换器10的背风侧。
[0021] 室外热交换器5—端与三通管连接后,分别通过电磁阀16和电磁阀117与第一节 流元件8和除霜回路12连接。室外热交换器5与四通阀2之间还连接有三通阀3 ;其中, 三通阀3的a端与四通阀2连接,b端通过第二节流元件4与室外热交换器5连接,c端直 接与室外热交换器5连接。
[0022] 上述空调器为挂壁式或落地式,压缩机1为定频压缩机或变频压缩机;第一节流 元件8和第二节流元件4分别为毛细管或电子膨胀阀。四通阀2、三通阀3、室外风扇、电磁 阀16、电磁阀117、电加热装置9和室内风扇11通过电控板13控制。室外风扇图中未示出。
[0023] 其工作原理是:
[0024]( 一 )在正常制热时,电磁阀16打开,电磁阀117关闭,三通阀3的a端和c端连 通;冷媒从压缩机1排出后经过四通阀2流到室内换热器10,然后经过节流部件8、电磁阀 16到室外换热器5中蒸发,经过三通阀3的ac段流回压缩机1。
[0025] ( 二)当室外换热器5结霜到一定程度,电控板检测到达到除霜条件后,整机进入 除霜状态。此时压缩机1正常运转,四通阀2继续通电,室内机电加热装置9(室内侧电辅 热)开启运行。设定时间T1 (5〜10秒)后,室外风扇停止,室内风扇11转为微风或低风 运转,三通阀3通电ab段导通,电磁阀117打开,除霜回路12打开。设定时间T2 (10〜15 秒)后,电磁阀16关闭,空调器冷媒流经室内换热器10和第一节流元件8的回路(主回路) 关闭。冷媒从压缩机1排出后经过四通阀2、电磁阀117直接流到室外换热器5进行除霜, 经第二节流元件4节流降压后,从三通阀3的ab段流回压缩机1。
[0026] 当除霜累计时间达到设定时间Tx(8〜10分钟),或者室外换热器5盘管温度大 于等于设定温度Ts (12〜15°C ),或者室外热交换器盘管温度持续S (70〜80秒钟)高于 Tw(8〜10°C ),或者压缩机电流连续5秒达到或超过空调器所设定的除霜电流IDEFTOST (该 电流值随机型不同而不同)时系统退出除霜模式。
[0027] 除霜完成后电磁阀16打开,设定时间T3(5〜10秒)后,电磁阀117关闭,三通阀
53的ac段导通,空调器冷媒流经室内换热器10和第一节流元件8的回路(主回路)打开。 设定时间T4(5〜10秒)后,检测室内热交换器10盘管温度,若达到Tz(30〜34°C )时室 内风扇11按除霜前设定转速运行,若达到Ty (52〜55°C)时电加热装置9关闭。此时冷媒 按正常的制热模式流动。
[0028] 第二实施例
[0029] 参见图2,将第一实施例中三通阀用两个电磁阀进行替代,在室外热交换器5与四 通阀2之间的连接管道上串联一个电磁阀A14,电磁阀A14两端并联有相互串联的第二节流 元件4和电磁阀B15。其它未述部分同第一实施例。
6

Claims (10)

  1. 一种冷暖型空调器,包括室外机和室内机,室外机包括室外风扇和通过连接管道依次连通的压缩机(1)、四通阀(2)、三通阀(3)、室外热交换器(5)、第一节流元件(8);其中,三通阀(3)的a端与四通阀(2)连接,b端通过第二节流元件(4)与室外热交换器(5)连接,c端直接与室外热交换器(5)连接;室内机包括室内风扇(11)和连接在压缩机(1)与第一节流元件(8)之间的室内换热器(10);压缩机(1)排气口处旁通一除霜回路(12)到室外热交换器(5)与第一节流元件(8)之间;其特征是室内机内设置有至少在空调器除霜过程中开启运行的电加热装置(9)。
  2. 2.根据权利要求1所述的冷暖型空调器,其特征是所述三通阀(3)还可以用两个电磁 阀进行替代,在室外热交换器(5)与四通阀(2)之间的连接管道上串联一个电磁阀A(14), 电磁阀A(14)两端并联有相互串联的第二节流元件⑷和电磁阀B(15)。
  3. 3.根据权利要求1所述的冷暖型空调器,其特征是所述电加热装置(9)设置在室内热 交换器(10)的背风侧。
  4. 4.根据权利要求1或2或3所述的冷暖型空调器,其特征是所述室外热交换器(5) — 端与三通管连接后,分别通过电磁阀1(6)和电磁阀11(7)与第一节流元件(8)和除霜回路 (12)连接;或者,室外热交换器(5)通过三通阀与第一节流元件(8)和除霜回路(12)连接。
  5. 5.根据权利要求4所述的冷暖型空调器,其特征是所述压缩机(1)为定频压缩机或变 频压缩机;第一节流元件(8)和第二节流元件(4)为毛细管或电子膨胀阀。
  6. 6.根据权利要求1所述冷暖型空调器的除霜方法,其特征是当达到除霜条件时,开启 电加热装置(9),通过除霜回路(12)进行除霜的过程。
  7. 7.根据权利要求6所述冷暖型空调器的除霜方法,其特征是空调器退出除霜过程而进 入正常制热运行过程的条件是:除霜累计时间达到设定时间Tx ;或者,室外机室外热交换 器(5)盘管温度大于或等于设定温度Ts°C ;或者,室外热交换器盘管温度持续S秒钟高于 Tw°C ;或者,压缩机(1)电流连续n秒达到或超过空调器所设定的除霜电流IDEFKBT。
  8. 8.根据权利要求7所述冷暖型空调器的除霜方法,其特征是空调器进入除霜的过程包 括以下步骤:第一、空调器判断为进入除霜条件时,电加热装置(9)处于工作状态;第二、在 设定时间T1后,室外风扇停止,除霜回路(12)打开,室内风扇(11)切换到微风或低风状态 运行;第三、在设定时间T2后,空调器冷媒流经室内换热器(10)和第一节流元件(8)的回 路关闭。
  9. 9.根据权利要求7或8所述冷暖型空调器的除霜方法,其特征是空调器退出除霜过程 而进入正常制热运行过程包括以下步骤:第一、空调器冷媒流经室内换热器(10)和第一节 流元件(8)的回路打开;第二、在设定时间T3后,除霜回路(12)关闭,室内风扇(11)转速 不变,电加热装置(9)继续工作,室外风扇运行;第三、在设定时间T4后,检测室内热交换器 (10)温度,若达到Tz°C时室内风扇(11)按除霜前设定转速运行,若达到Ty°C所述电加热装 置(9)关闭,其中,Ty >Tz。
  10. 10.根据权利要求9所述冷暖型空调器的除霜方法,其特征是若空调器的压缩机(1)为 变频压缩机时,在进入除霜模式时压缩机按最大制热频率运行,在退出除霜模式后按正常 制热频率运行。
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