CN106931676A - 空调系统及其除霜控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空调系统及其除霜控制方法，该空调系统包括：压缩机、第一四通阀、室内换热器、第一节流元件、及第一室外换热器串联形成的制热支路，以及所述压缩机、第二室外换热器、电磁阀以及第二节流元件串联形成的除霜支路，所述除霜支路与所述制热支路并联于所述压缩机的进气口以及出气口之间，所述第一室外换热器以及所述第二室外换热器相邻设置。本发明技术方案能够在不降低室内温度的情况下缩短除霜时间。

Description

空调系统及其除霜控制方法

技术领域

本发明涉及空气调节装置技术领域，特别涉及一种空调系统及其除霜控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对空调器的要求越来越高。当空调器处于制热模式时，室内冷空气由室内换热器表面热交换转换为热风向室内吹出，空调器在制热运行一段时间后，由于室外温度较低，室外换热器会出现结霜现象，为不影响制热效果需进行除霜处理。现有的热泵型空调器有的采用逆循环进行除霜，其运行机理可以简化为：进入除霜模式-压缩机停止-四通换向阀换向-压缩机启动-除霜-压缩机停止-四通换向阀换向-压缩机启动-除霜结束。该方法的最大缺陷是除霜时室内吹出的是冷风，房间温度降低，严重影响室内舒适度。另外一种常用的除霜方法为热气旁通除霜，即利用压缩机的排气余热来提高制热时室外侧换热器进口温度，但是该方法化霜慢，时间长。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种空调系统，旨在能够有效除霜的同时不造成室内温度降低，又可以缩短除霜时间。

为实现上述目的，本发明提出的空调系统，包括压缩机、第一四通阀、室内换热器、第一节流元件、及第一室外换热器串联形成的制热支路，以及所述压缩机、第二室外换热器、电磁阀以及第二节流元件串联形成的除霜支路，所述除霜支路与所述制热支路并联于所述压缩机的进气口以及出气口之间，所述第一室外换热器以及所述第二室外换热器相邻设置。

优选地，所述空调器系统还包括第二四通阀，所述电磁阀为三通阀，所述室内换热器包括第一室内换热器与第二室内换热器；其中：

所述第二四通阀的第一端口连接于所述压缩机的出气口，所述第二四通阀的第二端口、第三端口及第四端口分别连接于第二室内换热器、第二室外换热器及压缩机的进气口，所述三通阀的第一端以及第二端连通于所述第二节流元件与所述第二室内换热器之间，所述三通阀的第一端和第三端连通于所述第二节流元件与所述第二四通阀之间，所述第一室内换热器连接于所述第一四通阀与第一节流元件之间。

优选地，所述空调系统还包括单向阀，所述单向阀连接于所述三通阀的第三端与所述第二四通阀的第二端口之间。

优选地，所述第一室内换热器与第二室内换热器并排设置。

优选地，所述第二室外换热器设置于所述第一室外换热器面向室外的一侧。

优选地，还包括温度传感器与控制器，所述温度传感器位于所述第二室外换热器中部管路，所述控制器分别与温度传感器、电磁阀、第一四通阀及第二四通阀电连接，所述控制器接收温度传感器反馈的检测信息，控制所述电磁阀、第二四通阀的导通与截止。

优选地，所述第一节流元件与第二节流元件均为电子膨胀阀。

本发明还提出上述空调系统的除霜控制方法，该除霜控制方法包括：

在空调系统处于制热模式时，定时获取温度传感器检测到的第二室外换热器温度；

当所述第二室外换热器温度低于预设除霜温度时，控制所述第二四通阀换向连通所述压缩机与第二室外换热器，并控制所述三通阀换向连通所述第二节流元件与第二四通阀，进行除霜模式。

优选地，在除霜模式下，定时获取温度传感器检测到的第二室外换热器温度；

当第二室外换热器的温度高于预设除霜温度时，控制第二四通阀换向连通压缩机与第二室内换热器，并控制所述三通阀换向连通第二室内换热器与第二节流元件，进行制热模式。

优选地，在除霜模式下，获取除霜模式的运行时长；

当除霜模式的运行时长大于预设时长时，控制第二四通阀换向连通压缩机与第二室内换热器，并控制所述三通阀换向连通第二室内换热器与第二节流元件，进行制热模式。

本发明技术方案中，空调系统设置有并联的制热支路与除霜支路，当进行除霜时，除霜支路不影响制热支路进行制热，可以使该空调系统在除霜的同时，还可以继续进行制热，从而对室内持续吹出热风，提高该装置的舒适性。同时，除霜支路主要用于除霜，由压缩机内输出的高温高压气态冷媒直接输入第二室外换热器，该过程中热量多且集中，可以对第二室外换热器进行快速除霜，大大缩短除霜时间，且空调系统中没有增加其他加热设备与蓄热设备，结构简单，降低运行成本。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明空调系统除霜模式一实施例的流程图；

图2为本发明空调系统制热模式一实施例的流程图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	压缩机	60	单向阀
20	第一四通阀	70	室内换热器
				30	室外换热器	71	第一室内换热器
31	第一室外换热器	73	第二室内换热器
				33	第二室外换热器	80	第二四通阀
40	第一节流元件	90	第二节流元件
				50	三通阀

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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1和图2，本发明提出的空调系统，包括：

压缩机10、第一四通阀20、室内换热器70、第一节流元件40、第一室外换热器31串联形成的制热支路，以及所述压缩机10、第二室外换热器33、电磁阀及第二节流元件90串联形成的除霜支路，所述除霜支路与所述制热支路并联于所述压缩机10的进气口以及出气口之间，所述第一室外换热器31以及所述第二室外换热器33相邻设置。

空调系统一般包括串联形成冷媒回路的压缩机、四通阀、室内换热器、节流元件、及室外换热器，在热泵机组或空调系统制冷时，四通阀处于关闭状态，经压缩机排出的气态冷媒经由四通阀流入室外换热器，再经节流元件、室内换热器回到压缩机完成一次制冷循环；在热泵机组或空调系统制热时，四通阀处于畅通状态，经压缩机排出的气态冷媒经由四通阀流入室内换热器，再经节流元件、室外换热器回到压缩机完成一次制热循环。本实施例中的第一节流元件40与第二节流元件90可以为毛细血管或电子膨胀阀，优选为电子膨胀阀，将室外换热器30分割为相邻的第一室外换热器31与第二室外换热器33，具有两个冷媒进口与两个冷媒出口，方便进行两支路的流通，且进行模式转换时换热器的进出口不需要重新连接，同时结构较为紧凑。

本发明技术方案中，空调系统设置有并联的制热支路与除霜支路，当不除霜时，当进行除霜时，除霜支路不影响制热支路进行制热，可以使该空调系统在除霜的同时，还可以继续进行制热，且除霜支路中不经过室内换热器70，不吸收室内热量，从而对室内持续吹出热风，提高该装置的舒适性。同时，该除霜支路是主要进行除霜，由压缩机10内输出的高温高压气态冷媒直接输入第二室外换热器33，该过程中热量多且集中，可以对第二室外换热器33进行快速除霜，大大缩短除霜时间，且空调系统中没有增加其他加热设备与蓄热设备，结构简单，降低运行成本。

请继续参照图1，所述空调器系统还包括第二四通阀80，所述电磁阀为三通阀50，所述室内换热器70包括第一室内换热器71与第二室内换热器73；其中：

所述第二四通阀80的第一端口D连接于所述压缩机10的出气口，所述第二四通阀80的第二端口E、第三端口C及第四端口S分别连接于第二室内换热器73、第二室外换热器33及压缩机10的进气口，所述三通阀50的第一端1以及第二端2连通于所述第二节流元件90与所述第二室内换热器73之间，所述三通阀50的第一端1和第三端3连通于所述第二节流元件90与所述第二四通阀80之间，所述第一室内换热器71连接于所述第一四通阀20与第一节流元件40之间。

本实施例中，通过第二四通阀80与三通阀50的设置，可以将除霜支路进行换向转变为另一条制热支路，同时，在制热模式时，为了方便两条制热支路各自进行，互不影响，将室内换热器70设置为第一室内换热器71与第二室内换热器73。

请继续参照图1，除霜支路中还包括单向阀60，单向阀60连接于三通阀50的第三端3与第二四通阀80的第二端口E之间。

在本实施例中，单向阀60用于控制冷媒的流向，设于三通阀50的第三端3与第二四通阀80的第二端口E之间，是为了在除霜模式时，可以保证冷媒经过三通阀50流向第二四通阀80，而不处于除霜模式时，使得冷媒不会通过第二四通阀80流向三通阀50，从而避免冷媒的不必要地浪费，并可以使得制热效果更好。

具体地，空调系统处于除霜模式时，除霜支路由压缩机10的出气口引出，此时，第一四通阀20的DC端口畅通，一部分冷媒经压缩机10的出气口流出的高温高压气体经DC管路流向室外换热器30进行除霜，具体为第二室外换热器33，除霜后，从第二室外换热器33流出的低温高压液态冷媒流向第二节流元件90，经第二节流元件90节流后转换为低温低压液体，此时，三通阀50与单向阀60也处于导通状态，即三通阀50的第二端2阻断，第一端1和第三端3畅通，最后通过三通阀50与单向阀60流向第二四通阀80，第二四通阀80的ES管道畅通，低温低压冷媒回到压缩机10内，完成除霜回路。该除霜过程中结构简单，无需增加额外的加热设备等，成本低，且该除霜支路的热量由压缩机10内的冷媒提供，大大提高了除霜效率。

当空调系统处于除霜模式时，该空调系统的制热支路也畅通，用于对室内持续制热，该制热支路由第一四通阀20、室内换热器70、第一节流元件40及室外换热器30串联形成，室内换热器70具体为第一室内换热器71，室外换热器30具体为第一室内换热器31，制热支路由压缩机10的出气口引出，此时，第一四通阀20的DE管道与CS管道畅通，经过压缩机10压缩后形成高温高压气态冷媒，一部分流向第二四通阀80进行除霜，另一部分经过第一四通阀20的DE管道流向第一室内换热器71，转换为高温高压液态冷媒，向室内进行放热，再经过第一节流元件40转换为低温低压液体，流向第一室外换热器31，吸收外界热量，转换为低温低压蒸气，再通过第一四通阀20的CS管道回到压缩机10内。在第一四通阀20与压缩机10之间还可以通过一气液分离器进行分离。设置两个四通阀，可以使得制热支路与除霜支路均互不影响，能够提高除霜效率且不影响制热效率。同时，该除霜支路可以在不除霜的情况下，转换为另一条制热支路，进而增加该空调系统的多模式化。

请参照图2，该空调系统在不进行除霜时处于制热模式，由制热支路与换向的除霜支路共同进行制热。此时，第二四通阀80的DE管道与CS管道畅通，单向阀60关闭，三通阀50的第一端1和第二端2打开，第三端3关闭。由压缩机10流出的高温高压气态冷媒中的一部分继续经过第一四通阀20的DE管道流向第一室内换热器71，转换为高温高压液态冷媒，向室内进行放热，再经过第一节流元件40转换为低温低压液体，流向第一室外换热器31，吸收外界热量，转换为低温低压蒸气，再通过第一四通阀20的CS管道回到压缩机10内，完成制热支路回路。由压缩机10流出的高温高压气态冷媒的另一部分经过第二四通阀80的DE管道进入第二室内换热器73，转换为高温高压液态冷媒，向室内释放热量，再经过三通阀50的第二端2与第一端1流向第二节流元件90，转换为低温低压液态冷媒，进入第二室外换热器33，转换为低温低压气态冷媒，最后经过第二四通阀80的CS管道回到压缩机10内，完成另一条制热回路。

上述两种模式中，第一室内换热器71与第二室内换热器73并排设置。

本实施例中，将室内换热器70分割为两个模块，分别具有两个进口和两个出口，形成第一室内换热器71与第二室内换热器73。在制热模式时，该结构的设置可以使得两条制热支路之间有条不紊、互不干扰，并且在除霜模式开启后，无需进行进口与出口的更换，就可以进行制热回路与除霜支路的转换，进而可以减少除霜时间，提高效率。

同时，第二室外换热器33设置于第一室外换热器31面向室外的一侧。本实施例中，因为室外换热器30结霜是从外侧逐渐进行的，故而将除霜支路通过设于外侧的第二室外换热器33，可以在第二室外换热器33开始结霜的时候就进行除霜，从而能够有效除霜，且保证内侧的第一室外换热器31不结霜，节约除霜时间的同时，也可以有较好的除霜效果，进一步提高除霜效率。

该空调系统的除霜模式的开启与关闭可以通过设置定时进行，也可以通过检测室外换热器30的温度后进行，优选地，该空调系统还包括温度传感器(未图示)，该温度传感器位于第二室外换热器33中部管路。当然，该空调系统还包括控制器(未图示)，所述控制器分别与温度传感器、三通阀50、第一四通阀20、第二四通阀80电连接，控制器接收温度传感器反馈的检测信息，控制三通阀50、第二四通阀80的导通与截止。

本实施例中，因第二室外换热器33较靠外侧，其温度较内侧的第一室外换热器31低，故而检测第二室外换热器33表面的温度，从而确定是否开启除霜模式。具体地，温度传感器实时监测第二室外换热器33的中部管道表面温度，控制器设置有需要进行除霜的最低温度，当温度传感器传到控制器的温度低于该最低温度时，控制器就发出控制信号，开启单向阀60，控制三通阀50的开口，并控制第二四通阀80的管道流通，启动除霜模式。该结构的设置可以使得空调系统在必要时进行除霜，不必要时全部进行制热，有效节约能源，并能够及时除霜，提高除霜效率。

本发明还提出上述空调系统的除霜控制方法，该除霜控制方法包括：

在空调系统处于制热模式时，定时获取温度传感器检测到的第二室外换热器33的温度；

当所述第二室外换热器33的温度低于预设除霜温度时，控制所述第二四通阀80换向连通所述压缩机10与第二室外换热器33，并控制所述三通阀50换向连通所述第二节流元件90与第二四通阀80，进行除霜模式。

在除霜模式下，定时获取温度传感器检测到的第二室外换热器33温度；

当第二室外换热器33的温度高于预设除霜温度时，控制第二四通阀80换向连通压缩机10与第二室内换热器33，并控制所述三通阀50换向连通第二室内换热器33与第二节流元件90，进行制热模式。

本实施例中，使用温度传感器进行检测，具体为第二室外换热器33的中部管道表面的温度，并将检测结果发送至控制器，及时进行除霜模式的转换。该除霜控制方法中的除霜模式与制热模式之间转换，无需压缩机10停机，也不需要进行接口的更换连接，只需简单控制阀门的开启与关闭即可，简单易操作。

无论是进行除霜与否，制热支路都一直进行制热，使得该空调系统保证不降低室内温度的情况下进行除霜，提高舒适性。

当空调系统在除霜模式下，还可以通过另一种方法进行除霜模式的退出，即获取除霜模式下的运行时长；

当除霜模式运行时长大于预设时长时，控制第二四通阀80换向连通压缩机10与第二室内换热器33，并控制所述三通阀50换向连通第二室内换热器33与第二节流元件90，进行制热模式。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种空调系统，其特征在于，包括压缩机、第一四通阀、室内换热器、第一节流元件、及第一室外换热器串联形成的制热支路，以及所述压缩机、第二室外换热器、电磁阀以及第二节流元件串联形成的除霜支路，所述除霜支路与所述制热支路并联于所述压缩机的进气口以及出气口之间，所述第一室外换热器以及所述第二室外换热器相邻设置。

2.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空调器系统还包括第二四通阀，所述电磁阀为三通阀，所述室内换热器包括第一室内换热器与第二室内换热器；其中：

所述第二四通阀的第一端口连接于所述压缩机的出气口，所述第二四通阀的第二端口、第三端口及第四端口分别连接于第二室内换热器、第二室外换热器及压缩机的进气口，所述三通阀的第一端以及第二端连通于所述第二节流元件与所述第二室内换热器之间，所述三通阀的第一端和第三端连通于所述第二节流元件与所述第二四通阀之间，所述第一室内换热器连接于所述第一四通阀与第一节流元件之间。

3.如权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括单向阀，所述单向阀连接于所述三通阀的第三端与所述第二四通阀的第二端口之间。

4.如权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述第一室内换热器与第二室内换热器并排设置。

5.如权利要求1至4任一所述的空调系统，其特征在于，所述第二室外换热器设置于所述第一室外换热器面向室外的一侧。

6.如权利要求2所述的空调系统，其特征在于，还包括温度传感器与控制器，所述温度传感器位于所述第二室外换热器中部管路，所述控制器分别与温度传感器、电磁阀、第一四通阀及第二四通阀电连接，所述控制器接收温度传感器反馈的检测信息，控制所述电磁阀、第二四通阀的导通与截止。

7.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第一节流元件与第二节流元件均为电子膨胀阀。

8.如权利要求1至7任一所述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，该除霜控制方法包括：

在空调系统处于制热模式时，定时获取温度传感器检测到的第二室外换热器温度；

当所述第二室外换热器温度低于预设除霜温度时，控制所述第二四通阀换向连通所述压缩机与第二室外换热器，并控制所述三通阀换向连通所述第二节流元件与第二四通阀，进行除霜模式。

9.如权利要求8述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，该除霜控制方法包括：

在除霜模式下，定时获取温度传感器检测到的第二室外换热器温度；

当第二室外换热器的温度高于预设除霜温度时，控制第二四通阀换向连通压缩机与第二室内换热器，并控制所述三通阀换向连通第二室内换热器与第二节流元件，进行制热模式。

10.如权利要求8所述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，该除霜控制方法包括：

在除霜模式下，获取除霜模式的运行时长；

当除霜模式的运行时长大于预设时长时，控制第二四通阀换向连通压缩机与第二室内换热器，并控制所述三通阀换向连通第二室内换热器与第二节流元件，进行制热模式。