CN103604241B - 空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空调器，包括并联设置的变频压缩机及定频压缩机、闪蒸器，该变频压缩机与定频压缩机均设有一喷射回气口，通过闪蒸器将室外换热器与室内换热器之间传递的制冷剂进行汽液分离，且闪蒸器的出气口对应通过电磁阀与变频压缩机及定频压缩机的喷射回气口连通。本发明在空调器的运行过程中，根据空调器的负荷需求进行变频压缩机和定频压缩机的交替运行，从而充分利用了变频空调器的特点，提高空调器的运行效率，达到节能的目的。另外，在变频压缩机或定频压缩机运行的同时，控制闪蒸器中分离的汽态制冷剂对压缩机形成喷气增焓功能，从而改善低温制热量。

Description

空调器及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调器领域，尤其涉及一种空调器及其控制方法。

背景技术

现有的空调制冷技术中，由于变频空调器的变频压缩机运行频率可以调节，从而可以达到节能目的。但是，当变频压缩机处于高频率运行时，其效率比定频压缩机的效率低很多，反映到空调整机能效上，变频空调器高频运行时的能效等级也比定频空调(压缩机)的能效等级差2级或更多；当变频压缩机处于低频率运行时，压缩机运行效率则比定频压缩机的运行效率高，反映到空调整机能效上，变频空调器低频运行时的能效等级也比定频空调(压缩机)的能效高出1级或更多。所以，当变频空调长时间处于高频率运行时，不但不节能反而更耗能。另外，变频空调在低温制热时，由于压缩机吸气量减少，从而导致制热量下降。

综上，亟需一种空调器，既能提高空调器的运行效率，又可以改善低温制热量。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种空调器及其控制方法，旨在既能提高空调器的运行效率，又可以改善低温制热量。

为实现上述目的，本发明提供的空调器，包括并联设置的变频压缩机及定频压缩机、四通阀、室外换热器、室内换热器，所述并联设置的变频压缩机及定频压缩机、四通阀、室外换热器及室内换热器依次连接，形成循环回路；所述空调器还包括闪蒸器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一毛细管，所述闪蒸器的一端与室外换热器连接；所述第一电磁阀与第一毛细管并联后一端与所述闪蒸器连接，另一端与室内换热器连接；所述变频压缩机与定频压缩机均设有喷射回气口，所述变频压缩机的喷射回气口经第三电磁阀与所述闪蒸器的出气口连接，所述定频压缩机的喷射回气口经第二电磁阀与所述闪蒸器的出气口连接。

优选地，所述室外换热器与所述闪蒸器之间连接有一电子膨胀阀。

本发明还提供了一种空调器的控制方法，所述空调器为上述结构的空调器，所述控制方法包括以下步骤：

空调器以制冷模式启动运行时，启动变频压缩机，同时控制第一电磁阀打开、第二电磁阀和第三电磁阀关闭；

在空调器运行一第一预置时间后，周期性地获取空调器的当前运行频率；

当空调器的当前运行频率大于或等于一第一预设频率阈值时，周期性地获取室外环境温度；

当所获取的室外环境温度大于或等于第一预设温度阈值时，启动定频压缩机，同时关闭变频压缩机；

当所获取的室外环境温度小于第一预设温度阈值时，继续保持变频压缩机的运行。

优选地，所述第一预设频率阈值为63Hz～75Hz。

优选地，所述第一预设温度阈值为34℃-45℃。

优选地，所述控制第一电磁阀打开、第二电磁阀和第三电磁阀关闭的同时，还包括：控制空调器的电子膨胀阀进行微分调节。

本发明还提供了一种空调器的控制方法，所述空调器为上述结构的空调器，所述控制方法包括：

空调器以制热模式启动运行时，启动变频压缩机，同时控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀打开；

在空调器运行一第二预置时间后，周期性地获取空调器的当前运行频率；

当空调器的当前运行频率大于或等于一第二预设频率阈值时，周期性地获取室外环境温度；

当所获取的室外环境温度小于或等于第二预设温度阈值时，启动定频压缩机，同时关闭变频压缩机，并控制第一电磁阀、第三电磁阀关闭，控制第二电磁阀打开；

当所获取的室外环境温度大于第二预设温度阈值时，继续保持变频压缩机的运行。

优选地，所述第二预设频率阈值为85Hz。

优选地，所述第二预设温度阈值为-5℃。

优选地，所述控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀打开的同时还包括：控制空调器的电子膨胀阀进行档位调节。

本发明基于喷气增焓定频压缩机和喷气增焓变频压缩机并联，且在空调器的运行过程中，根据空调器的负荷需求进行变频压缩机和定频压缩机的交替运行，从而充分利用了变频空调器的特点，提高空调器的运行效率，达到节能的目的。另外，在喷气增焓变频压缩机或喷气增焓定频压缩机运行的同时，控制闪蒸器中分离的汽态制冷剂对压缩机形成喷气增焓功能，即在单位时间内，提高压缩机压缩的制冷流量，从而改善低温制热量。

附图说明

图1是图1是本发明空调器较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明空调器的控制方法第一实施例的流程示意图；

图3是图1所示的空调器在制冷模式下，仅喷气增焓变频压缩机运行时制冷剂的流向图；

图4是图1所示的空调器在制冷模式下，由喷气增焓变频压缩机切换至喷气增焓定频压缩机运行后制冷剂的流向图；

图5是本发明空调器的控制方法第二实施例的流程示意图；

图6是图1所示的空调器在制热模式下，仅喷气增焓变频压缩机运行时制冷剂的流向图；

图7是图1所示的空调器在制热模式下，由喷气增焓变频压缩机切换至喷气增焓定频压缩机运行时制冷剂的流向图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的主要思想是，利用喷气增焓定频压缩机和喷气增焓变频压缩机并联，不但实现了节能运行，还改善了低温制热量。以下将结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。

参照图1，图1是本发明空调器较佳实施例的结构示意图。该空调器包括压缩机101、压缩机102、第一单向阀103、第二单向阀104、油分离器105、四通阀106、室外换热器107、电子膨胀阀108、闪蒸器109、第一电磁阀110、第一毛细管111、室内换热器112、第二电磁阀113、第三电磁阀114、第二毛细管115、第三毛细管116。

具体地，上述压缩机101为变频压缩机，在本实施例中为喷气增焓变频压缩机，压缩机102为定频压缩机，在本实施例中为喷气增焓定频压缩机，压缩机101和压缩机102共用一个闪蒸器109。该闪蒸器包括设置在闪蒸器109一侧的一个制冷剂口109a设置在闪蒸器109另一侧的两个制冷剂口109b、109c以及设置在闪蒸器109顶部的两个蒸汽出口109d、109e。其中，制冷剂口109a经电子膨胀阀108与室外换热器107连接；制冷剂口109b及制冷剂口109c对应经第一毛细管111和第一电磁阀110并联后，再与室内换热器112连接。蒸汽出口109d和蒸汽出口109e对应经第二电磁阀113和第三电磁阀114与压缩机102和压缩机101的喷射回气口连接。当流动的制冷剂进入闪蒸器109后，闪蒸器109将使制冷剂汽液态分离，此时在重力的作用下，汽态制冷剂在闪蒸器109的上部，液态制冷剂在闪蒸器109的下部。从而汽态制冷剂通过蒸汽出口109d、109e对应喷射回压缩机101和压缩机102，从而可以对压缩机进行二次压缩，增加吸气流量。

上述压缩机101和压缩机102还共用一个油分离器105。该油分离器105具有进气口105a、两回气口105b、105c以及出气口105d。其中油分离器105的进气口105a分别与压缩机101和压缩机102的排气口连接，且压缩机101的排气口与油分离器105的进气口105a之间连接有第一单向阀103，压缩机102的排气口与油分离器105的进气口105a之间连接有第二单向阀104。油分离器105的回气口105b经第二毛细管115和压缩机101的回气口连接，油分离器105的回气口105c经第二毛细管115和压缩机102的回气口连接。油分离器105的出气口105d与四通阀106的接口S1连接。四通阀106的其他三个接口S2、S3、S4对应与室外换热器107、压缩机101与压缩机102的回气口以及室内换热器112连接。

基于上述空调器的结构，本发明还提供了一种空调器的控制方法第一实施例。如图2所示，该空调器的控制方法包括以下步骤：

步骤S110、空调器以制冷模式启动运行时，启动喷气增焓变频压缩机101，同时控制第一电磁阀110打开、第二电磁阀113和第三电磁阀114关闭，而且电子膨胀阀为微分调节；

空调器可以以制冷模式、制热模式或除湿模式运行。本实施例中，当空调器以制冷模式及除湿模式运行时，空调器均以制冷模式运行。空调器启动时，将启动压缩机101，同时控制第一电磁阀110打开、第二电磁阀113和第三电磁阀114关闭，而且电子膨胀阀为微分调节。空调器的运行过程分别如图3所示，其中图3是图1所示的空调器在制冷模式下，仅喷气增焓变频压缩机运行时制冷剂的流向图。喷气增焓变频压缩机101排出的高温高压制冷剂经过第一单向阀103后流至油分离器105，该第一单向阀103是防止喷气增焓变频压缩机101和喷气增焓定频压缩机102之间相互串气。油分离器105把喷气增焓变频压缩机101排出的高温高压其他中携带的油从制冷剂中分离出来，并且该分离出来的油将重新回到喷气增焓变频压缩机101中，同时需要保持喷气增焓变频压缩机101和喷气增焓定频压缩机102的油均衡。从油分离器105排出的高温高压制冷剂经四通阀106的S1接口-S3接口，流向室外换热器107。然后通过室外换热器107将高温高压制冷剂冷凝成液态或汽液两相制冷后，经电子膨胀阀108节流形成低温低压的汽液两相制冷剂。然后再经过闪蒸器109和第一电磁阀110流向室内换热器112。通过室外换热器112将低温低压的汽液两相制冷剂蒸发形成低温低压的气体制冷剂，低温低压的气体制冷剂经四通阀106的接口S4-接口S2回到喷气增焓变频压缩机101进行重新循环。

步骤S120、在空调器运行一第一预置时间后，周期性地获取空调器的当前运行频率；

本实施例中，该第一预置时间为10分钟，确定空调器的当前负荷需求的周期也可以为10分钟。该周期时间的设置是为了让空调器稳定运行后所确定的空调器的当前运行频率更加准确，同时也可以避免喷气曾焓变频压缩机101和喷气增焓定频压缩机102频繁交替启动。

步骤S130、判断空调器的当前运行频率是否大于或等于一第一预设频率阈值，是则转入步骤S140；否则转入步骤S130；

该第一预设频率阈值是预先设置的，用于衡量空调器是否需要进行喷气曾焓变频压缩机101和喷气增焓定频压缩机102的交替运行。本实施例中，该第一预设频率阈值为63Hz～75Hz。该第一预设频率阈值根据变频压缩机的特性决定，例如目前的变频压缩机运行频率大于65Hz时，其运行效率迅速下降。即当空调器的当前运行频率小于65Hz时，保持喷气曾焓变频压缩机101的运行；当空调器的当前运行频率大于或等于65Hz时，再判断室外环境温度是否大于第一预设温度阈值，即转入步骤S140。

步骤S140、周期性地获取室外环境温度；

在室外设置温度传感器，用于周期性地获取室外环境温度。该温度传感器可以主动检测室外环境温度，也可以被动地接受温度获取指令，然后根据所述温度获取指令进行室外环境温度的获取。

步骤S150、判断所获取的室外环境温度是否大于或等于第一预设温度阈值，是则转入步骤S160，否则转入步骤S130；

本实施例中，该第一预设温度阈值为34℃-45℃，优选为35℃。

步骤S160、启动喷气增焓定频压缩机102，同时关闭喷气增焓变频压缩机101，并返回步骤S140；

当空调器的运行频率大于或等于65Hz，且室外环境温度大于或等于35℃时，表示空调器当前的负荷需求很大、且运行效率很低，因此将进行喷气增焓变频压缩机101切换至喷气增焓定频压缩机102运行。此时空调器的运行过程可如图4所示，图4是图1所示的空调器在制冷模式下，由喷气增焓变频压缩机切换至喷气增焓定频压缩机运行后制冷剂的流向图。喷气增焓定频压缩机102排出的高温高压制冷剂经过第二单向阀104后流至油分离器105，该第二单向阀104是防止喷气增焓定频压缩机102和喷气增焓变频压缩机101之间相互串气。油分离器105把喷气增焓定频压缩机102排出的高温高压其他中携带的油从制冷剂中分离出来，并且该分离出来的油将重新回到喷气增焓定频压缩机102中，同时需要保持喷气增焓定频压缩机102和喷气增焓变频压缩机101的油均衡。从油分离器105排出的高温高压制冷剂经四通阀106的S1接口-S3接口，流向室外换热器107。然后通过室外换热器107将高温高压制冷剂冷凝成液态或汽液两相制冷后，经电子膨胀阀108节流形成低温低压的汽液两相制冷剂。然后再经过闪蒸器109和第一电磁阀110流向室内换热器112。通过室外换热器112将低温低压的汽液两相制冷剂蒸发形成低温低压的气体制冷剂，低温低压的气体制冷剂经四通阀106的接口S4-接口S2回到喷气增焓定频压缩机102进行重新循环。

当切换至喷气增焓定频压缩机102运行后，室外环境温度一直大于或等于35℃，则该喷气增焓定频压缩机102一直保持运行，直到房间温度与设定温度的温差小于一阈值时，该定频压缩机102停止。而且在停机一预置时间后，如果空调房间温度与设定温度的温差大于等于该阈值时，再重新进入制冷模式，即重新切换至喷气增焓变频压缩机101运行。可以理解的是，该阈值以及预置时间可以根据具体的情况而灵活设计。本实施例中，该阈值为2℃，预置时间为3分钟。

本发明实施例基于喷气增焓定频压缩机和喷气增焓变频压缩机并联，且在空调器的制冷运行过程中，根据空调器的负荷需求进行变频压缩机和定频压缩机的交替运行，从而充分利用了变频空调器的特点，提高空调器的运行效率，达到节能的目的。

基于上述空调器的结构，本发明还提供了一种空调器的控制方法第二实施例。如图5所示，该空调器的控制方法包括以下步骤：

步骤S210、空调器以制热模式启动运行时，启动喷气增焓变频压缩机101，同时控制第一电磁阀110和第二电磁阀113关闭，第三电磁阀114打开，而且电子膨胀阀108为档位调节；

本实施例中，当空调器以制热模式运行时，空调器将启动喷气增焓变频压缩机101，同时控制第一电磁阀110和第二电磁阀113关闭，第三电磁阀114打开，而且电子膨胀阀108为档位调节。该空调器的运行过程分别如图6所示，其中图6是图1所示的空调器在制热模式下，仅喷气增焓变频压缩机运行时制冷剂的流向图，其中喷气增焓变频压缩机101运行，喷气增焓定频压缩机102停止运行。喷气增焓变频压缩机101排出的高温高压的汽态制冷剂经过第一单向阀103流向油分离器105。油分离器105把该高温高压制冷剂中携带的油从制冷剂中分离，并将分离的油回收至喷气增焓变频压缩机101中，同时分离后的高温高压制冷剂经四通阀106的接口S1-接口S4后流向室内换热器112，室外换热器112将高温高压制冷剂冷凝成液态或汽液两相制冷后，经第一毛细管111进入闪蒸器109，闪蒸器109则将室外换热器112冷凝后的制冷剂分离成液态制冷剂和汽态制冷剂。在重力的作用下，汽态制冷剂在闪蒸器109上部，液态制冷剂在闪蒸器109下部。汽态制冷剂将经过第三电磁阀114，喷射到喷气增焓变频压缩机101的另一个喷射回气口，实现喷气增焓。液态制冷剂则经过电子膨胀阀108节流后，流向室外换热器107，室外换热器107将流入室外换热器107的制冷剂蒸发成低温低压的汽态制冷剂，低温低压的汽态制冷剂经四通阀106的接口S3-接口S2回到喷气增焓变频压缩机101进行重新循环。

步骤S220、在空调器运行一第二预置时间后，周期性地获取空调器的当前运行频率；

本实施例中，该第二预置时间为10分钟，确定空调器的当前负荷需求的周期也可以为10分钟。该周期时间的设置是为了让空调器稳定运行后所确定的空调器的当前运行频率更加准确，同时也可以避免喷气曾焓变频压缩机101和喷气增焓定频压缩机102频繁交替启动。

步骤S230、判断空调器的当前运行频率是否大于或等于一第二预设频率阈值，是则转入步骤S240；否则转入步骤S230；

该第二预设频率阈值是预先设置的，用于衡量空调器是否需要进行喷气曾焓变频压缩机101和喷气增焓定频压缩机102的交替运行。本实施例中，该第一预设频率阈值为85Hz。即当空调器的当前运行频率小于85Hz时，保持喷气曾焓变频压缩机101的运行；当空调器的当前运行频率大于或等于85Hz时，再判断室外环境温度是否大于第二预设温度阈值，即转入步骤S240。

步骤S240、周期性地获取室外环境温度；

在室外设置温度传感器，用于周期性地获取室外环境温度。该温度传感器可以主动检测室外环境温度，也可以被动地接受温度获取指令，然后根据所述温度获取指令进行室外环境温度的获取。

步骤S250、判断所获取的室外环境温度是否小于或等于第二预设温度阈值，是则转入步骤S260，否则转入步骤S230；

本实施例中，该第二预设温度阈值为-5℃。

步骤S260、启动喷气增焓定频压缩机102，同时关闭喷气增焓变频压缩机101，同时控制第一电磁阀110、第三电磁阀114关闭，控制第二电磁阀113打开，电子膨胀阀108按档位调节，并返回步骤S240；

当空调器的运行频率大于或等于85Hz，且室外环境温度小于或等于-5℃时，表示空调器当前的负荷需求很大、且运行效率很低，因此将进行喷气增焓变频压缩机101切换至喷气增焓定频压缩机102运行。此时空调器的运行过程可如图7所示，图7是图1所示的空调器在制热模式下，由喷气增焓变频压缩机切换至喷气增焓定频压缩机运行后制冷剂的流向图。喷气增焓定频压缩机102排出的高温高压的汽态制冷剂经过第一单向阀103流向油分离器105。油分离器105把该高温高压制冷剂中携带的油从制冷剂中分离，并将分离的油回收至喷气增焓定频压缩机102中，同时分离后的高温高压制冷剂经四通阀106的接口S1-接口S4流向室内换热器112，室外换热器112将高温高压制冷剂冷凝成液态或汽液两相制冷后，经第一毛细管111进入闪蒸器109，闪蒸器109则将室外换热器112冷凝后的制冷剂分离成液态制冷剂和汽态制冷剂。在重力的作用下，汽态制冷剂在闪蒸器109上部，液态制冷剂在闪蒸器109下部。汽态制冷剂将经过第二电磁阀113，喷射到喷气增焓定频压缩机102的另一个喷射回气口，实现喷气增焓。液态制冷剂则经过电子膨胀阀108节流后，流向室外换热器107，室外换热器107将流入室外换热器107的制冷剂蒸发成低温低压的汽态制冷剂，低温低压的汽态制冷剂经四通阀106的接口S3-接口S2回到喷气增焓定频压缩机102进行重新循环。

本发明实施例基于喷气增焓定频压缩机和喷气增焓变频压缩机并联，且在空调器的制热运行过程中，根据空调器的负荷需求进行变频压缩机和定频压缩机的交替运行，从而充分利用了变频空调器的特点，提高空调器的运行效率，达到节能的目的。另外，在喷气增焓变频压缩机或喷气增焓定频压缩机运行的同时，控制闪蒸器109中分离的汽态制冷剂对压缩机形成喷气增焓功能，即在单位时间内，提高压缩机压缩的制冷流量，从而改善低温制热量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种空调器，包括四通阀、室外换热器、室内换热器和并联设置的变频压缩机及定频压缩机，所述并联设置的变频压缩机及定频压缩机、四通阀、室外换热器及室内换热器依次连接，形成循环回路；其特征在于，所述空调器还包括闪蒸器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一毛细管，所述闪蒸器的一端与室外换热器连接；所述第一电磁阀与第一毛细管并联后一端与所述闪蒸器连接，另一端与室内换热器连接；所述变频压缩机与定频压缩机均设有喷射回气口，所述变频压缩机的喷射回气口经第三电磁阀与所述闪蒸器的出气口连接，所述定频压缩机的喷射回气口经第二电磁阀与所述闪蒸器的出气口连接。

2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述室外换热器与所述闪蒸器之间连接有一电子膨胀阀。

3.一种空调器的控制方法，其特征在于，所述空调器为权利要求1所述的空调器，所述控制方法包括以下步骤：

空调器以制冷模式启动运行时，启动变频压缩机，同时控制第一电磁阀打开、第二电磁阀和第三电磁阀关闭；

在空调器运行一第一预置时间后，周期性地获取空调器的当前运行频率；

当空调器的当前运行频率大于或等于一第一预设频率阈值时，周期性地获取室外环境温度；

当所获取的室外环境温度大于或等于第一预设温度阈值时，启动定频压缩机，同时关闭变频压缩机；

当所获取的室外环境温度小于第一预设温度阈值时，继续保持变频压缩机的运行。

4.根据权利要求3所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述第一预设频率阈值为63Hz～75Hz。

5.根据权利要求3所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述第一预设温度阈值为34℃-45℃。

6.根据权利要求3所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述控制第一电磁阀打开、第二电磁阀和第三电磁阀关闭的同时，还包括：控制空调器的电子膨胀阀进行微分调节。

7.一种空调器的控制方法，其特征在于，所述空调器为权利要求1所述的空调器，所述控制方法包括：

空调器以制热模式启动运行时，启动变频压缩机，同时控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀打开；

在空调器运行一第二预置时间后，周期性地获取空调器的当前运行频率；

当空调器的当前运行频率大于或等于一第二预设频率阈值时，周期性地获取室外环境温度；

当所获取的室外环境温度小于或等于第二预设温度阈值时，启动定频压缩机，同时关闭变频压缩机，并控制第一电磁阀、第三电磁阀关闭，控制第二电磁阀打开；

当所获取的室外环境温度大于第二预设温度阈值时，继续保持变频压缩机的运行。

8.根据权利要求7所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述第二预设频率阈值为85Hz。

9.根据权利要求7所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述第二预设温度阈值为-5℃。

10.根据权利要求7所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀打开的同时还包括：控制空调器的电子膨胀阀进行档位调节。