CN104729161B - 空调器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空调器，包括压缩机、四通阀、室内换热器、节流装置和室外换热器连接形成的一主回路，还包括：一化霜旁通支路，压缩机排气通过该化霜旁通支路进入室外换热器化霜；包括第一支路和第二支路的中间换热器，所述间换热器通过第一支路串联于所述室外换热器和所述室内换热器之间，第二支路连通所述室外换热器的化霜出液口和所述压缩机吸气口，化霜冷媒在所述第二支路中和所述第一支路中的冷媒进行热交换蒸发后进入所述压缩机吸气口。本发明提供的空调器通过采用压缩机排气进行旁通化霜，设置中间换热器提高冷媒的蒸发效率，从而加快了化霜速度，提高了房间的热舒适性和空调的制热能效。本发明还提供一种空调器的控制方法。

Description

空调器及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调领域，特别是涉及一种空调器及该空调器的控制方法。
背景技术
现有空调器一般具有制冷和制热功能，为提高空调舒适性，现有技术中也存在一些兼顾了室内制热的同时进行室外化霜的方法，但是存在以下不足：
1、冷媒经过室内制热后再进入室内机化霜，冷媒温度低，化霜时间长、化霜效果差；
2、空调机组的制热能力与能效受到影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空调器，满足室内制热的同时实现室外化霜快速，提高房间的舒适性；本发明还提供一种空调器的控制方法。
一种空调器，包括压缩机、四通阀、室内换热器、节流装置和室外换热器连接形成的一主回路，还包括：一化霜旁通支路，压缩机排气通过该化霜旁通支路进入室外换热器化霜；包括第一支路和第二支路的中间换热器，所述间换热器通过第一支路串联于所述室外换热器和所述室内换热器之间，第二支路连通所述室外换热器的化霜出液口和所述压缩机吸气口，化霜冷媒在所述第二支路中和所述第一支路中的冷媒进行热交换蒸发后进入所述压缩机吸气口。
优选地，所述中间换热器第一支路进口与所述室内换热器出口连通，所述第一支路进口与所述室外换热器化霜出液口通过第一阀门可通断连通，所述第一支路出口与所述室外换热器进口依次通过节流装置和第二阀门连通；所述第二支路进口通过第三阀门与所述节流装置和第二阀门之间的管路可通断连通，所述第二支路出口与所述压缩机吸气口连通。
优选地，所述中间换热器第一支路进口与所述室内换热器出口连通，所述第一支路出口与所述室外换热器进口依次通过节流装置和第二阀门连通；所述第二支路进口通过第三阀门与所述节流装置和第二阀门之间的管路可通断连通，所述室外换热器化霜出液口通过第一阀门可通断连通于所述第一支路出口和所述节流装置之间的管路上，所述第二支路出口与所述压缩机吸气口连通。
优选地，四通阀第一端口与压缩机排气口连通，四通阀第二端口与室内换热器进口连通，四通阀第三端口与室外换热器出口之间通过第五阀门可通断连通，四通阀第四端口与压缩机吸气口连通；四通阀第二端口与室外换热器出口之间通过第四阀门可通断连通形成所述化霜旁通支路。
优选地，所述中间换热器上设置有电加热装置。
优选地，所述节流装置为电子膨胀阀，室外换热器进液管和出液管上分别设置有温度检测装置，分别检测进液管温度T进和出液管温度T出。
优选地，所述压缩机吸气管上设置有压力检测装置和温度检测装置，分别检测系统低压P低和吸气温度T吸。
优选地，还包括控制装置，与所述电子膨胀阀、和温度检测装置电连接，制热循环时，所述控制装置根据检测到的进液管温度T进和出液管温度T出，控制所述电子膨胀阀的开度。
优选地，还包括控制装置，与所述电子膨胀阀、压力检测装置和温度检测装置电连接，制热化霜循环时，所述控制装置根据检测到的系统低压P低和吸气温度T吸，控制所述电子膨胀阀的开度；制热循环时，所述控制装置根据检测到的进液管温度T进和出液管温度T出，控制所述电子膨胀阀的开度。
本发明提供的空调器的控制方法，包括以下步骤：
S10：制热运行时，电磁阀12、电磁阀15打开，电磁阀11、电磁阀13、电磁阀14关闭;
S20：采集室外换热器进液管温度T进和出液管温度T出，根据所述进液管温度T进和出液管温度T出控制电子膨胀阀的开度；
S30：检测是否满足化霜条件，如果否，返回S20，如果是，进入S40；
S40：进入制热化霜运行，电磁阀11、电磁阀13、电磁阀14打开，电磁阀12、电磁阀15关闭;
S50：采集系统低压P低和吸气温度T吸，根据所述系统低压P低和吸气温度T吸控制电子膨胀阀的开度；
S60：检测是否满足退出化霜条件，如果否，返回S50，如果是，进入S10。
优选地，所述步骤S10还包括关闭电加热装置。
优选地，所述步骤S40还包括打开电加热装置。
优选地，制热运行时，所述电子膨胀阀的开度初始值为M(单位为B)，每隔a秒控制电子膨胀阀的开度改变一次，变化量EXV2=β（T进-T出+1），其中a、β为常数，a取值范围40～300，β取值范围1～100。
优选地，制热化霜运行时，所述电子膨胀阀的开度初始值为N(单位为B)，每隔s秒控制电子膨胀阀的开度改变一次，变化量EXV1=λ（T低–T吸+5），其中，T低为系统低压P低对应的冷媒饱和温度，s、λ为常数，s取值范围40～300，λ取值范围1～100。
本发明提供的空调器通过采用压缩机排气进行旁通化霜，设置中间换热器提高冷媒的蒸发效率，从而加快了化霜速度，提高了房间的热舒适性和空调的制热能效。
本发明提供的控制方法，制热运行时，根据所述进液管温度T进和出液管温度T出控制电子膨胀阀的开度；制热化霜运行时，根据所述系统低压P低和吸气温度T吸控制电子膨胀阀的开度，通过系统参数对电子膨胀阀的开度合理控制，从而提高了空调系统的能效和空调的舒适性。
附图说明
图1为本发明的空调器一实施例的系统图；
图2为图1所示空调器制热模式的流程图；
图3为图1所示空调器制热化霜模式的流程图；
图4为本发明的空调器控制方法一实施例的控制流程图。
其中，
1压缩机；2四通阀；3室内换热器；4室外换热器；5中间换热器；6电子膨胀阀；7电加热；11电磁阀1；12电磁阀2；13电磁阀3；14电磁阀4；15电磁阀5。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1，图1为本发明的空调器一实施例的系统图。本发明提供的一种空调器，包括压缩机1、四通阀2、室内换热器3、电子膨胀阀6和室外换热器4连接形成的一主回路，还包括：一化霜旁通支路F，室外换热器4化霜时压缩机排气通过该化霜旁通支路F进入室外换热器4进行化霜；包括第一支路E1和第二支路E2的中间换热器5，所述间换热器5通过第一支路E1串联于所述室外换热器4和所述室内换热器3之间，第二支路E2连通所述室外换热器4的化霜出液口G'和所述压缩机吸气口，化霜冷媒在所述第二支路E2中和所述第一支路E1中的冷媒进行热交换蒸发后进入所述压缩机吸气口。该空调器通过采用压缩机排气进行旁通化霜，设置中间换热器提高冷媒的蒸发效率，从而加快了化霜速度，提高了房间的热舒适性和空调的制热能效。
作为一种实施方式，所述中间换热器5为套管换热器，具有第一支路E1和第二支路E2，所述第一支路E1进口与室内换热器3出口连通，所述第一支路E1进口还与所述室外换热器4化霜出液口G'通过电磁阀11可通断连通，所述第一支路E1出口与所述室外换热器4进口G依次通过电子膨胀阀6和电磁阀12连通；所述第二支路E2进口通过电磁阀13可通断连通与所述电子膨胀阀6和电磁阀12之间的管路上，所述第二支路E2出口与所述压缩机1吸气口连通。
室外换热器化霜时，电磁阀11和电磁阀13打开，电磁阀12关闭，压缩机排气在室外换热器内化霜后经化霜出液口G'、电磁阀11至D点，与经过室内换热器3制热后的冷媒汇合，经第一支路E1进口进入中间换热器5换热，之后经电子膨胀阀6节流降压，低压冷媒经所述第二支路E2进口进入中间换热器5与第一支路中的冷媒换热蒸发，最后气态冷媒进入压缩机吸气口进行下一个循环。通过设置套管换热器，将节流前后的冷媒进行热交换实现冷媒的蒸发，提高了制热能效。
作为另一种实施方式，上述系统还有以下连接方式，所述中间换热器第一支路E1进口与所述室内换热器3出口连通，所述第一支路E1出口与所述室外换热器4进口G依次通过电子膨胀阀6和电磁阀12连通；所述第二支路E2进口通过电磁阀13可通断连通于所述电子膨胀阀6和电磁阀12之间的管路上，所述室外换热器化霜出液口G'通过电磁阀11可通断连通于所述第一支路E1出口和所述电子膨胀阀6之间的管路上，所述第二支路E2出口与所述压缩机吸气口连通。
室外换热器化霜时，电磁阀11和电磁阀13打开，电磁阀12关闭，压缩机排气在室外换热器内化霜后经化霜出液口G'、电磁阀11至第一支路E1出口，与经过室内换热器3制热后流经第一支路E1的冷媒汇合，之后经电子膨胀阀6节流降压，低压冷媒经所述第二支路E2进口进入中间换热器5与第一支路E1中的冷媒换热蒸发，最后气态冷媒进入压缩机吸气口进行下一个循环。通过设置套管换热器，将制热、化霜冷媒节流后与节流前的制热冷媒进行热交换实现冷媒的蒸发，提高了制热化霜能效。
此处的室外换热器化霜出液口G'与进口G（进口G为制热循环冷媒进口）可以为一个端口，也可以分别设置，可以根据设计需要选择不同的设置方式。
四通阀2具有四个端口，第一端口P与压缩机排气口连通，四通阀第二端口A与室内换热器进口C连通，四通阀第三端口K与室外换热器出口B之间通过电磁阀15可通断连通，四通阀第四端口J与压缩机吸气口连通。作为一种实现方式，四通阀第二端口A与室外换热器出口B之间通过电磁阀14可通断连通形成所述化霜旁通支路。
作为另一种实现方式，压缩机排气口与室外换热器出口B之间通过电磁阀14可通断连通形成所述化霜旁通支路。
室外换热器化霜时，电磁阀14打开，电磁阀15关闭，压缩机排气进入室内换热器制热的同时，经电磁阀14、室外换热器出口B进入室外换热器进行化霜。
为提高冷媒的蒸发效果，所述中间换热器5上设置有电加热装置7。化霜时，开启该电加热装置7，为冷媒蒸发提供热量，防止冷媒蒸发不充分,进一步提高了系统运行的可靠性。
参见图2，图2为图1所示空调器制热模式的流程图，制热循环时，电磁阀12、电磁阀15打开，电磁阀11、电磁阀13、电磁阀14关闭，冷媒流向为：由压缩机→四通阀第一端P→四通阀第二端A→室内换热器进C→中间换热器5→室外换热器进口G→室外换热器出口B→四通阀第三端K→四通阀第四端J→压缩机吸气口。
参见图3，图3为图1所示空调器制热化霜模式的流程图，制热化霜循环时，电磁阀11、电磁阀13、电磁阀14打开，电磁阀12、电磁阀15关闭，冷媒流动分为两路，制热支路：由压缩机→四通阀第一端P→四通阀第二端A→室内换热器进口C→D点；化霜支路：由压缩机→四通阀第一端P→四通阀第二端A→室外换热器出口B→室外换热器进G'→D点；制热支路和化霜支路的冷媒在D点汇合后经第一支路E1进口进入中间换热器5换热，之后经电子膨胀阀6节流降压，低压冷媒经所述第二支路E2进口进入中间换热器5与第一支路中的冷媒换热蒸发，最后气态冷媒进入压缩机吸气口进行下一个循环。
继续参见图1，室外换热器4进液管和出液管上分别设置有温度检测装置，分别检测进液管温度T进和出液管温度T出；压缩机吸气管上设置有压力检测装置和温度检测装置，分别检测系统低压P低和吸气温度T吸。还包括控制装置（图中未示出），与所述电子膨胀阀6和温度检测装置电连接，制热循环时，所述控制装置根据检测到的进液管温度T进和出液管温度T出，控制所述电子膨胀阀的开度，所述电子膨胀阀的初始开度为M(单位为B)，根据机组和阀体的不同而取值不同，具体取值由实验确认，本实施例取值范围150～2000B。每隔a秒控制电子膨胀阀的开度改变一次，变化量EXV2=β（T进-T出+1），其中a、β为常数，a取值范围40～300，β取值范围1～100。保证出管温度比进管温度高出一定值，本实施例中高出1度，这样冷媒可以蒸发完全，使蒸发效果达到最好，充分利用了蒸发器。制热化霜循环时，所述控制装置根据检测到的系统低压P低和吸气温度T吸，控制所述电子膨胀阀的开度，其中控制器具有转换模块，将系统低压P低转换成对应的冷媒饱和温度T低，将所述电子膨胀阀的开度初始值为N(单位为B)，根据机组和阀体的不同而取值不同，具体取值由实验确认，本实施例取值范围150～2000B。每隔s秒控制电子膨胀阀的开度改变一次，变化量EXV1=λ（T低-T吸+5），其中s、λ为常数，s取值范围40～300，λ取值范围1～100。
该空调器通自压缩机排气口和室外换热器之间设置化霜旁通支路，直接采用压缩机排气化霜，提高了化霜速度。通过设置套管换热器，将节流前后的冷媒进行热交换实现冷媒的蒸发，提高了机组制热能效，提高了机组舒适性。
本发明还提供一种空调器的控制方法，包括以下步骤：
S10：开机进入制热运行，电磁阀12、电磁阀15打开，电磁阀11、电磁阀13、电磁阀14关闭;
S20：采集室外换热器进液管温度T进和出液管温度T出，根据所述进液管温度T进和出液管温度T出控制电子膨胀阀的开度；
S30：检测是否满足化霜条件，如果否，进入S20，如果是，进入S40；
S40：进入制热化霜运行，电磁阀11、电磁阀13、电磁阀14打开，电磁阀12、电磁阀15关闭;
S50：采集系统低压P低和吸气温度T吸，根据所述系统低压P低和吸气温度T吸控制电子膨胀阀的开度；
S60：检测是否满足退出化霜条件，如果否，进入S50，如果是，进入S10。
所述步骤S10还包括关闭电加热装置。
所述步骤S40还包括打开电加热装置。
制热运行时，所述电子膨胀阀的开度初始值为M(单位为B)，每隔a秒控制电子膨胀阀的开度改变一次，变化量EXV2=β（T进-T出+1），其中a、β为常数，a取值范围40～300，β取值范围1～100。
制热化霜运行时，所述电子膨胀阀的开度初始值为N(单位为B)，每隔s秒控制电子膨胀阀的开度改变一次，变化量EXV1=λ（T低-T吸+5），T低为系统低压P低对应的冷媒饱和温度，其中s、λ为常数，s取值范围40～300，λ取值范围1～100。
本发明提供的控制方法，制热运行时，根据所述进液管温度T进和出液管温度T出控制电子膨胀阀的开度；制热化霜运行时，根据所述系统低压P低和吸气温度T吸控制电子膨胀阀的开度，通过系统参数对电子膨胀阀的开度合理控制，从而提高了空调系统的能效和空调的舒适性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种空调器，包括压缩机、四通阀、室内换热器、节流装置和室外换热器连接形成的一主回路，其特征在于，还包括：一化霜旁通支路，压缩机排气通过该化霜旁通支路进入室外换热器化霜；包括第一支路和第二支路的中间换热器，所述中间换热器第一支路进口与所述室内换热器出口连通，所述第一支路出口与所述室外换热器进口依次通过节流装置和第二阀门连通；所述第二支路进口通过第三阀门与所述节流装置和第二阀门之间的管路可通断连通，所述第二支路出口与所述压缩机吸气口连通，化霜冷媒在所述第二支路中和所述第一支路中的冷媒进行热交换蒸发后进入所述压缩机吸气口。
2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述第一支路进口与所述室外换热器化霜出液口通过第一阀门可通断连通。
3.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述室外换热器化霜出液口通过第一阀门可通断连通于所述第一支路出口和所述节流装置之间的管路上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的空调器，其特征在于，四通阀第一端口与压缩机排气口连通，四通阀第二端口与室内换热器进口连通，四通阀第三端口与室外换热器出口之间通过第五阀门可通断连通，四通阀第四端口与压缩机吸气口连通；四通阀第二端口与室外换热器出口之间通过第四阀门可通断连通形成所述化霜旁通支路。
5.根据权利要求1-3任一项所述的空调器，其特征在于，四通阀第一端口与压缩机排气口连通，四通阀第二端口与室内换热器进口连通，四通阀第三端口与室外换热器出口之间通过第五阀门可通断连通，四通阀第四端口与压缩机进气口连通；压缩机排气口与室外换热器出口之间通过第四阀门可通断连通形成所述化霜旁通支路。
6.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述中间换热器上设置有电加热装置。
7.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述节流装置为电子膨胀阀，室外换热器进液管和出液管上分别设置有温度检测装置，分别检测进液管温度T进和出液管温度T出。
8.根据权利要求7所述的空调器，其特征在于，所述压缩机吸气管上设置有压力检测装置和温度检测装置，分别检测系统低压P低和吸气温度T吸。
9.根据权利要求7所述的空调器，其特征在于，还包括控制装置，与所述电子膨胀阀、和温度检测装置电连接，制热循环时，所述控制装置根据检测到的进液管温度T进和出液管温度T出，控制所述电子膨胀阀的开度。
10.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于，还包括控制装置，与所述电子膨胀阀、压力检测装置和温度检测装置电连接，制热化霜循环时，所述控制装置根据检测到的系统低压P低和吸气温度T吸，控制所述电子膨胀阀的开度；制热循环时，所述控制装置根据检测到的进液管温度T进和出液管温度T出，控制所述电子膨胀阀的开度。
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