CN106500213A - 一种空气调节系统、空调器及空气调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气调节技术领域，提供一种空气调节系统、空调器及空气调节方法。空气调节系统中，压缩机出气口连接四通阀；四通阀第二接口和第三接口分别连接室内换热器和室外换热器，室内换热器和室外换热器之间的第一管路上连接有膨胀阀，第一管路上接入有旁通支路；压缩机出气口还通过第二管路与室外换热器的第二端口连接。本方案制冷剂直接通过旁通支路进入室外换热器，延缓室外换热器结霜，从而提高房间热舒适性。在此基础上，由于设置有用于化霜的第二管路，从而旁通支路与第二管路的制冷剂混合后进入室外机完成化霜过程，保证在化霜过程中依然为房间提供热量，实现不停机化霜，改善传统逆循环化霜方式造成的房间温度波动，提供房间热舒适性。

Description

一种空气调节系统、空调器及空气调节方法

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种空气调节系统、空调器及空气调节方法。

背景技术

空气调节系统在低温环境中运行热泵模式时会存在结霜问题，除霜问题一直是空调行业专业人员的研究重点。霜层的形成和影响因素比较复杂，主要影响因素有冷却面、室外气候条件及时间。空气调节系统在冬季室外温度很低的环境中使用时，其工质的蒸发温度很低，空气中的水分在蒸发器表面极易凝结成霜，尤其在空气湿度大的地区结霜现象更容易出现，而结霜则会加大室外机风阻，导致室外换热器传热系数下降。随着蒸发温度的降低，在一定的冷凝温度下，热泵的制热性能系数也相应降低，从而导致热能的利用率下降。

因此，尽量减少结霜、加快除霜速度可以有效提高制热效果，降低运行成本，提高热泵型空气调节系统的低温制热效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一种空气调节系统、空调器及空气调节方法，解决现有技术中存在的除霜过程中制热效率低，用户体验差的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空气调节系统，包括：压缩机、室内换热器、室外换热器和用于调节制冷剂流动方向的四通阀，所述压缩机的出气口连接所述四通阀的第一接口；所述四通阀的第二接口连接所述室内换热器的第一端口，所述四通阀的第三接口连接所述室外换热器的第一端口，所述室内换热器的第二端口和所述室外换热器的第二端口之间通过第一管路连接，所述第一管路上连接有膨胀阀；所述四通阀的第四接口连接所述压缩机的回气口；

所述第一管路上，位于所述膨胀阀两端的管段之间，接入有旁通支路，且所述旁通支路上连接有第一开关阀；

所述压缩机的出气口还通过第二管路与所述室外换热器的第二端口连接，且所述第二管路上设置有第二开关阀。

优选地，所述四通阀的第四接口连接第一三通阀的入口，所述第一三通阀的第一出口通过第三管路连接所述压缩机的回气口，所述第三管路经过蓄热装置；所述第一三通阀的第二出口通过第四管路连接所述压缩机的回气口。

优选地，所述蓄热装置设置在所述压缩机外壳上，用于吸收并存储所述压缩机外壳的废热。

优选地，所述第四管路上连接有气液分离器。

优选地，所述蓄热装置设有用于补充加热的电加热器。

优选地，所述压缩机的出气口连接第二三通阀的入口，所述第二三通阀的第一出口通过第五管路连接所述四通阀的第一接口，且所述第五管路经过所述蓄热装置，所述第二三通阀的第二出口通过第六管路连接所述四通阀第一接口。

优选地，所述电加热器为PTC电加热棒。

本发明提供一种上述空气调节系统的空气调节方法，包括以下步骤：

获取空气调节系统的运行模式；

若空气调节系统处于制冷模式：

控制所述第一开关阀和所述第二开关阀断开；并且所述第一三通阀的入口和第二出口导通以断开蓄热装置，使得从所述第四接口流出的制冷剂直接流回到压缩机中；

若空气调节系统处于制热模式：

控制所述第一开关阀和所述第二开关阀断开；并且所述第一三通阀的入口和第一出口导通以接入蓄热装置，使得从所述第四接口流出的制冷剂经过所述蓄热装置加热后流回到压缩机中；

当所述制热模式持续时间达到第一设定值后，闭合所述第一开关阀并断开所述膨胀阀，延缓所述室外换热器结霜的时间；

若空气调节系统处于化霜模式：

控制所述第一开关阀和所述第二开关阀开启，断开所述膨胀阀；并且所述第一三通阀的入口和第一出口导通以接入蓄热装置，使得从所述第四接口流出的制冷剂经过所述蓄热装置加热后流回到压缩机中。

优选地，当所述蓄热装置导通且所述蓄热装置中设置有用于补充加热的电加热器时：

在所述空气调节系统运行时长达到第二设定值后，判断蓄热装置中的温度和蓄热装置中的设定温度之间的关系：

如果蓄热装置中的温度低于第一设定温度，则采用电加热器对蓄热装置进行加热；

如果蓄热装置中的温度高于第二设定温度，则断开电加热器。

本发明还提供一种空调器，包括上述空气调节系统。

(三)有益效果

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的空气调节系统，包括：压缩机、室内换热器、室外换热器和用于调节制冷剂流动方向的四通阀，所述压缩机的出气口连接所述四通阀的第一接口；所述四通阀的第二接口连接所述室内换热器的第一端口，所述四通阀的第三接口连接所述室外换热器的第一端口，所述室内换热器的第二端口和所述室外换热器的第二端口之间通过第一管路连接，所述第一管路上连接有膨胀阀；所述四通阀的第四接口连接所述压缩机的回气口；所述第一管路上，位于所述膨胀阀两端的管段之间，接入有旁通支路，且所述旁通支路上连接有第一开关阀；所述压缩机的出气口还通过第二管路与所述室外换热器的第二端口连接，且所述第二管路上设置有第二开关阀。该方案中，由于膨胀阀两端接入有旁通支路，从而当控制从室内机出来的制冷剂不经过膨胀阀节流，并直接通过该旁通支路进入室外换热器时，将延缓室外换热器结霜，从而提高房间热舒适性。在此基础上，由于设置有用于化霜的第二管路，在化霜过程中，从旁通支路出来的制冷剂与第二管路出来的制冷剂混合后进入室外机完成化霜过程，保证在化霜过程中依然为房间提供热量，实现不停机化霜，改善传统逆循环化霜方式造成的房间温度波动，提供房间热舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一的空气调节系统的结构示意图；

图2是实施例二的空气调节系统的结构示意图；

图3是实施例三的空气调节系统的结构示意图；

图中：1、压缩机；2、室内换热器；3、室外换热器；4、四通阀；5、蓄热装置；6、电加热器；7、第一三通阀；8、第二三通阀；9、膨胀阀；10、第一开关阀；11、气液分离器；12、第二开关阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

请参见图1，本实施例一的空气调节系统，包括：压缩机1、室内换热器2、室外换热器3和用于调节制冷剂流动方向的四通阀4，所述压缩机1的出气口连接所述四通阀4的第一接口；所述四通阀4的第二接口连接所述室内换热器2的第一端口，所述四通阀4的第三接口连接所述室外换热器3的第一端口，所述室内换热器2的第二端口和所述室外换热器3的第二端口之间通过第一管路连接，所述第一管路上连接有膨胀阀9；所述四通阀4的第四接口连接所述压缩机1的回气口；所述第一管路上，位于所述膨胀阀9两端的管段之间，接入有旁通支路，且所述旁通支路上连接有第一开关阀10；所述压缩机1的出气口还通过第二管路与所述室外换热器3的第二端口连接，且所述第二管路上设置有第二开关阀12。

本实施例一中，由于膨胀阀9两端接入有旁通支路，从而当控制从室内机出来的制冷剂不经过膨胀阀9节流，并直接通过该旁通支路进入室外换热器3时，将延缓室外换热器3结霜，从而提高房间热舒适性。在此基础上，由于设置有用于化霜的第二管路，在化霜过程中，从旁通支路出来的制冷剂与第二管路出来的制冷剂混合后进入室外机完成化霜过程，保证在化霜过程中依然为房间提供热量，实现不停机化霜，改善传统逆循环化霜方式造成的房间温度波动，提供房间热舒适性。

结合附图1，虚线的左侧指代的是室内侧，虚线的右侧指代的是室外侧。四通阀4的第一接口为上侧的接口，第二接口为下侧左边的接口，第三接口为下侧右边的接口，第四接口为下侧中间的接口，当然各接口的分布不受附图的限制。

其中，为了防止进入压缩机1中的制冷剂包括液体破坏压缩机1，优选在第四接口与压缩机1的回气口之间的管路上设置气液分离器11。

此外，本实施例一中，优选但是不必须：第一开关阀10和第二开关阀12均采用电磁阀种类，膨胀阀9可以采用电子阀的形式。

本实施例一中，该空气调节系统的空气调节方法包括以下步骤：

获取空气调节系统的运行模式；

若空气调节系统处于制冷模式：

控制所述第一开关阀10和所述第二开关阀12断开，从而本实施例一的空气调节系统和现有技术中的空气调节系统的运行方式无异；

若空气调节系统处于制热模式：

控制所述第一开关阀10和所述第二开关阀12断开，从而本实施例一的空气调节系统和现有技术中的空气调节系统的运行方式无异；但是当所述制热模式持续时间达到第一设定值后，闭合所述第一开关阀10并断开所述膨胀阀9，从而延缓所述室外换热器3结霜的时间；其中，可以设置所述第一开关阀10闭合且所述膨胀阀9断开一定时间之后，空气调节系统进入化霜模式。

若空气调节系统处于化霜模式：

控制所述第一开关阀10和所述第二开关阀12开启，断开所述膨胀阀9，使得从旁通支路出来的制冷剂与第二管路出来的制冷剂混合后进入室外机完成化霜过程，保证在化霜过程中依然为房间提供热量，实现不停机化霜，改善传统逆循环化霜方式造成的房间温度波动，提供房间热舒适性。

其中，可以通过脉冲形式控制第一开关阀10的开启和膨胀阀9的关闭，使得制冷剂不经过膨胀阀9而通过旁通支路流到室外机，以实现对室内机出口制冷剂余热再利用。

实施例二

请参见图2，和实施例一不同之处在于，本实施例二的空气调节系统，所述四通阀4的第四接口连接第一三通阀7的入口，所述第一三通阀7的第一出口通过第三管路连接所述压缩机1的回气口，所述第三管路经过蓄热装置5；所述第一三通阀7的第二出口通过第四管路连接所述压缩机1的回气口。

本实施例二中，通过设置蓄热装置5对压缩机1的回气进行升温，从而改善热泵空调器在低温环境下的运行状况。

其中，优选蓄热装置5设置在所述压缩机1外壳上，用于吸收并存储所述压缩机1外壳的废热。并且，蓄热装置5优选为相变蓄热装置5，包括蓄热箱体和填充于所述蓄热箱体中的蓄热材料。蓄热箱体和压缩机1外壳贴合以吸收压缩机1产生的废热；蓄热材料优选采用石蜡和硫化膨胀石墨的混合物，当然蓄热材料不受本出举例的限制，其还可以是其它合适的材料。

进一步地，蓄热装置5可以结合电加热器6提升蓄热装置5内部温度。本实施例二中的电加热器6的形式不受限制，并且可以在蓄热装置5中设置凹槽用于固定电加热器6。此处电加热器6优选采用PTC电加热棒，并且将PTC电加热棒安装在蓄热装置5中的金属凹槽中，该种形式的电加热器6安全效率高并且便于安装。

需要说明的是，“所述第三管路经过蓄热装置5”指代的是第三管路中通入的物质可以流入到蓄热装置5中，从而在蓄热装置5中发生热交换。其中，可以在蓄热装置5中设置相应的管路，第三管路分别和相应的管路连接。又或者可以在蓄热装置5中设置相应的凹槽或者其它管段固定结构，从而可以将第三管路的部分管段设置在蓄热装置5中。

此外，本实施例二中，为了防止进入压缩机1中的制冷剂包括液体破坏压缩机1，优选在第四管路上设置气液分离器11。此外，制冷剂从第三管路进入到蓄热装置5后，其可以回到第四管路进行气液分离，从而在不增加气液分离器11数量的基础上，保证进入压缩机1中的制冷剂中不含液体。

采用本实施例二的空气调节系统进行空气调节时，包括以下步骤：包括以下步骤：

获取空气调节系统的运行模式；

若空气调节系统处于制冷模式：

控制所述第一开关阀10和所述第二开关阀12断开，从而本实施例二的空气调节系统和现有技术中的空气调节系统的运行方式无异；并且，所述第一三通阀7的入口和第二出口导通以断开蓄热装置5，使得从所述第四接口流出的制冷剂不经过蓄冷装置直接流回到压缩机1中；

若空气调节系统处于制热模式：

控制所述第一开关阀10和所述第二开关阀12断开，从而本实施例二的空气调节系统和现有技术中的空气调节系统的运行方式无异；但是当所述制热模式持续时间达到第一设定值t₁后，闭合所述第一开关阀10并断开所述膨胀阀9，延缓所述室外换热器3结霜的时间；其中，可以设置所述第一开关阀10闭合且所述膨胀阀9断开一定时间t₂之后，空气调节系统进入化霜模式。

同时，控制所述第一三通阀7的入口和第一出口导通以接入蓄热装置5，使得从所述第四接口流出的制冷剂经过所述蓄热装置5加热后流回到压缩机1中。

其中，优选但是不必须设定t₁为35min左右，t₂为0.5min。

若空气调节系统处于化霜模式：

控制所述第一开关阀10和所述第二开关阀12开启，断开所述膨胀阀9，使得从旁通支路出来的制冷剂与第二管路出来的制冷剂混合后进入室外机完成化霜过程，保证在化霜过程中依然为房间提供热量，实现不停机化霜，改善传统逆循环化霜方式造成的房间温度波动，提供房间热舒适性。

同时，控制所述第一三通阀7的入口和第一出口导通以接入蓄热装置5，使得从所述第四接口流出的制冷剂经过所述蓄热装置5加热后流回到压缩机1中。

在上述基础上，当所述蓄热装置5导通且所述蓄热装置5中设置有用于补充加热的电加热器6时：

在所述空气调节系统运行时长达到第二设定值后，判断蓄热装置5中的温度和蓄热装置5中的设定温度之间的关系：

如果蓄热装置5中的温度低于第一设定温度T₁，则采用电加热器6对蓄热装置5进行加热；

如果蓄热装置5中的温度高于第二设定温度T₂，则断开电加热器6。

其中，优选但是不必须T₁取55℃，T₂取90℃。

实施例三

请参见图3，和实施例二不同之处在于，本实施例三的空气调节系统，压缩机1的出气口连接第二三通阀8的入口，所述第二三通阀8的第一出口通过第五管路连接所述四通阀4的第一接口，且所述第五管路经过所述蓄热装置5，所述第二三通阀8的第二出口通过第六管路连接所述四通阀4第一接口。其中，蓄热装置5中设置有补充加热的电加热器6。

蓄热装置5同样优选设置在压缩机1外壳，从而对压缩机1壳体产生的废热进行储存，实现了废热的回收利用。此外，蓄热装置5结合电加热器6以保证蓄热装置5中的温度达到设定要求。

在此基础上，根据空气调节系统的运行模式控制第二三通阀8的导通。当空气调节系统处于制热模式时，流出的制冷剂先经过蓄热装置5之后进入到室内机中，从而可以提升排气温度，保证化霜过程的稳定性，加快室外机的化霜速率，提高低温制热下的房间热舒适性。

本实施例三中，“所述第五管路经过所述蓄热装置5”和上述“所述第三管路经过所述蓄热装置5”做相同解释。

值得一提的是，除了可提升排气温度之外，当空气调节系统处于制热模式下，且空气调节系统的负荷较低时，上述蓄热装置5还可以将压缩机1出气口流出的高温高压制冷剂中的能量进行存储，进一步避免能量的浪费。

在上述基础上，本申请还提供一种空调器，包括上述任意实施例中的空气调节系统。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种空气调节系统，包括：压缩机、室内换热器、室外换热器和用于调节制冷剂流动方向的四通阀，其特征在于，所述压缩机的出气口连接所述四通阀的第一接口；所述四通阀的第二接口连接所述室内换热器的第一端口，所述四通阀的第三接口连接所述室外换热器的第一端口，所述室内换热器的第二端口和所述室外换热器的第二端口之间通过第一管路连接，所述第一管路上连接有膨胀阀；所述四通阀的第四接口连接所述压缩机的回气口；

所述第一管路上，位于所述膨胀阀两端的管段之间，接入有旁通支路，且所述旁通支路上连接有第一开关阀；

所述压缩机的出气口还通过第二管路与所述室外换热器的第二端口连接，且所述第二管路上设置有第二开关阀。

2.根据权利要求1所述的空气调节系统，其特征在于，所述四通阀的第四接口连接第一三通阀的入口，所述第一三通阀的第一出口通过第三管路连接所述压缩机的回气口，所述第三管路经过蓄热装置；所述第一三通阀的第二出口通过第四管路连接所述压缩机的回气口。

3.根据权利要求2所述的空气调节系统，其特征在于，所述蓄热装置设置在所述压缩机外壳上，用于吸收并存储所述压缩机外壳的废热。

4.根据权利要求2所述的空气调节系统，其特征在于，所述第四管路上连接有气液分离器。

5.根据权利要求3所述的空气调节系统，其特征在于，所述蓄热装置设有用于补充加热的电加热器。

6.根据权利要求5所述的空气调节系统，其特征在于，所述压缩机的出气口连接第二三通阀的入口，所述第二三通阀的第一出口通过第五管路连接所述四通阀的第一接口，且所述第五管路经过所述蓄热装置，所述第二三通阀的第二出口通过第六管路连接所述四通阀第一接口。

7.根据权利要求5所述的空气调节系统，其特征在于，所述电加热器为PTC电加热棒。

8.根据权利要求2所述的空气调节系统的空气调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取空气调节系统的运行模式；

若空气调节系统处于制冷模式：

控制所述第一开关阀和所述第二开关阀断开；并且所述第一三通阀的入口和第二出口导通以断开蓄热装置，使得从所述第四接口流出的制冷剂直接流回到压缩机中；

若空气调节系统处于制热模式：

控制所述第一开关阀和所述第二开关阀断开；并且所述第一三通阀的入口和第一出口导通以接入蓄热装置，使得从所述第四接口流出的制冷剂经过所述蓄热装置加热后流回到压缩机中；

当所述制热模式持续时间达到第一设定值后，闭合所述第一开关阀并断开所述膨胀阀，延缓所述室外换热器结霜的时间；

若空气调节系统处于化霜模式：

控制所述第一开关阀和所述第二开关阀开启，断开所述膨胀阀；并且所述第一三通阀的入口和第一出口导通以接入蓄热装置，使得从所述第四接口流出的制冷剂经过所述蓄热装置加热后流回到压缩机中。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述蓄热装置导通且所述蓄热装置中设置有用于补充加热的电加热器时：

在所述空气调节系统运行时长达到第二设定值后，判断蓄热装置中的温度和蓄热装置中的设定温度之间的关系：

如果蓄热装置中的温度低于第一设定温度，则采用电加热器对蓄热装置进行加热；

如果蓄热装置中的温度高于第二设定温度，则断开电加热器。

10.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1至7中任意一项所述的空气调节系统。