CN106940071A - 空调装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调装置及其控制方法，空调装置包括依次相连以用于形成冷媒主回路的压缩机、室内换热器、第一节流装置和室外换热器，压缩机配置成将其吸入的冷媒压缩并排出，室内换热器配置成使冷媒与室内空气进行热交换，第一节流装置配置成对由室内换热器流出的冷媒进行节流降压，室外换热器配置成使冷媒与室外空气进行热交换。室外换热器具有用于供冷媒流过且并联设置的第一流路和第二流路，且空调装置还包括：旁通管路，配置成选择性地使得压缩机排出的部分冷媒以分支的形式通过旁通管路直接流入第二流路中，以利用该部分冷媒的热量对室外换热器进行除霜。本发明实现了除霜制热同时进行，提高了用户的舒适性体验。

Description

空调装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及空气调节技术，特别是涉及一种空调装置及其控制方法。

背景技术

空调在低温环境下进行制热运行，不可避免地会出现结霜现象。室外机的换热器结霜会严重影响其换热效果，导致室内机的出风温度越来越低，严重影响用户的舒适性。为了保证舒适的出风温度，当室外机的换热器结霜到一定程度时，就不得不进行除霜。现有技术的除霜过程通常是室外换热器作为冷凝器，室内换热器作为蒸发器，内外风机均停止运转，压缩机排出的高温高压冷媒经过四通阀进入到室外换热器中，对室外换热器进行除霜。由于在除霜时，内风机停止运转，空调机组的运行模式为制冷，温度较低，并且，化霜过程通常会持续3～10分钟，在这过程中会造成室内环境温度降低，影响用户舒适性。

发明内容

本发明第一方面的一个目的旨在克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种在除霜的同时能够保持制热以提高用户舒适体验的空调装置。

本发明第一方面的另一个目的是在除霜时对压缩机进行补气增焓，以提高除霜效率和制热效率。

本发明第二方面的目的是提供一种空调装置的控制方法。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种空调装置，包括依次相连以用于形成冷媒主回路的压缩机、室内换热器、第一节流装置和室外换热器，所述压缩机配置成将其吸入的冷媒压缩并排出，所述室内换热器配置成使冷媒与室内空气进行热交换，所述第一节流装置配置成对由所述室内换热器流出的冷媒进行节流降压，所述室外换热器配置成使冷媒与室外空气进行热交换，且

所述室外换热器具有用于供冷媒流过且并联设置的第一流路和第二流路，且所述空调装置还包括：

旁通管路，配置成选择性地使得所述压缩机排出的部分冷媒以分支的形式通过所述旁通管路直接流入所述第二流路中，以利用该部分冷媒的热量对所述室外换热器进行除霜。

可选地，所述旁通管路中设有旁通截止阀，所述第二流路与所述第一节流装置之间设有第二流路截止阀；且

所述旁通截止阀配置成在所述空调装置处于制热除霜模式时受控地导通所述旁通管路，所述第二流路截止阀配置成在所述空调装置处于制热除霜模式时受控地阻断所述第二流路，以使

所述压缩机排出的部分冷媒依次流经所述室内换热器、所述第一节流装置和所述第一流路，所述压缩机排出的另一部分冷媒通过所述旁通管路流入所述第二流路中，从所述第一流路和所述第二流路流出的冷媒汇合后返回至所述压缩机。

可选地，所述空调装置还包括：

补气管路，连接在所述压缩机和所述第二流路之间，所述补气管路中设有补气截止阀和第二节流装置，所述补气截止阀配置成在所述空调装置处于制热除霜模式时受控地导通所述补气管路，以使从所述第二流路流出的冷媒经过节流减压后返回至所述压缩机。

可选地，所述空调装置还包括：

附加管路，连接在所述压缩机和所述第二流路之间，并与所述补气管路并联设置；且

所述附加管路中设有附加管路截止阀，所述附加管路截止阀配置成在所述空调装置处于制热除霜模式时受控地阻断所述附加管路、在所述空调装置处于制热模式和制冷模式时受控地导通所述附加管路。

可选地，所述第一流路包括两个第一支路，所述第二流路包括两个第二支路；且

两个所述第一支路和两个所述第二支路交替布置。

根据本发明的第二方面，本发明提供一种以上任一所述的空调装置的控制方法，包括：

当所述空调装置处于制热模式时，判断所述室外换热器是否满足除霜条件；以及

若满足除霜条件，则控制所述空调装置进入制热除霜模式；其中

在所述制热除霜模式中，控制所述压缩机排出的部分冷媒依次流向所述室内换热器、所述第一节流装置和所述第一流路后返回所述压缩机，从而使所述空调装置保持制热效果，控制所述压缩机排出的另一部分冷媒以分支的形式通过所述旁通管路直接流入所述第二流路中，以利用该另一部分冷媒的热量对所述室外换热器进行除霜。

可选地，所述旁通管路中设有旁通截止阀，所述第二流路与所述第一节流装置之间设有第二流路截止阀；且

所述控制方法具体包括：

在所述制热除霜模式中，打开所述旁通截止阀、并关闭所述第二流路截止阀，以允许所述压缩机排出的另一部分冷媒通过所述旁通管路直接流入所述第二流路中、并阻碍经所述第一节流装置排出的冷媒流入所述第二流路中。

可选地，所述空调装置还包括连接在所述压缩机和所述第二流路之间且并联设置的补气管路和附加管路，所述补气管路中设有补气截止阀和第二节流装置，所述附加管路中设有附加管路截止阀；且

所述控制方法还包括：

在所述制热除霜模式中，关闭所述附加管路截止阀、并打开所述补气截止阀和所述第二节流装置，以使对所述室外换热器进行除霜后的经所述第二流路流出的冷媒在所述补气管路中经过节流降压后返回所述压缩机。

可选地，所述控制方法还包括：

当所述室外换热器除霜结束后，打开所述第二流路截止阀和所述附加管路截止阀，并关闭所述旁通截止阀、所述补气截止阀和所述第二节流装置，以使所述空调装置恢复制热模式。

可选地，所述空调装置还包括分别与所述室内换热器和所述室外换热器配合使用的室内风机和室外风机；且

所述控制方法还包括：

在所述制热除霜模式下，将所述压缩机的频率增加至预设频率值，并将所述室内风机的风速降低至预设风速值。

本发明提供的空调装置中，室外换热器具有并联设置的至少一个第一流路和至少一个第二流路，旁通管路能够在室外换热器需要除霜的时候使得压缩机排出的部分冷媒以分支的形式通过旁通管路直接流入第二流路中，压缩机排出的冷媒温度较高，利用该部分冷媒的热量对室外换热器进行除霜，除霜效果好，效率高。同时压缩机排出的另一部分冷媒仍然在冷媒主回路中流动，从而保持空调装置的制热功能，提高了用户的舒适度体验。

进一步地，空调装置还包括连接在压缩机和第二流路之间的补气管路，补气管路中设有补气截止阀和第二节流装置。通过对补气截止阀和第二节流装置的开闭控制可实现在所述空调装置处于制热除霜模式时受控地导通补气管路，以使从第二流路流出的冷媒经过节流减压后返回至压缩机，从而起到补气增焓的作用，增加了制热量，提高了室外换热器的除霜效率和室内换热器的换热效率，同时还减小了压缩机消耗的功率。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的空调装置的示意性结构框图；

图2是根据本发明另一个实施例的空调装置的示意性结构框图；

图3是根据本发明一个实施例的空调装置处于制热模式下的冷媒流向示意图；

图4是根据本发明一个实施例的空调装置处于制热除霜模式下的冷媒流向示意图；

图5是根据本发明一个实施例的空调装置的控制方法的示意性流程图。

具体实施方式

本发明首先提供一种空调装置，图1是根据本发明一个实施例的空调装置的示意性结构框图。本发明提供的空调装置包括依次相连以用于形成冷媒主回路的压缩机10、室内换热器20、第一节流装置30和室外换热器40。压缩机10配置成将其吸入的冷媒压缩并排出，室内换热器20配置成使冷媒与室内空气进行热交换，第一节流装置30配置成对由室内换热器20流出的冷媒进行节流降压，室外换热器40配置成使冷媒与室外空气进行热交换。

具体地，压缩机10吸入低压冷媒，并对低压冷媒进行压缩形成高温高压的气态冷媒，并将气态冷媒排出。室内换热器20和室外换热器40均可包括多个导热管和穿设在导热管上的多个换热翅片，导热管的内部中空，以供冷媒流过其中。第一节流装置30优选为电子膨胀阀。压缩机10、第一节流装置30和室外换热器40均位于室外机中，室内换热器20位于室内机中。

进一步地，空调装置还可包括制冷制热切换装置，其连接在压缩机的排出管道和吸入管道之间，以用于切换冷媒的流动方向。具体地，制冷制热切换装置可以为四通阀。

特别地，室外换热器40具有用于供冷媒流过且并联设置的第一流路41和第二流路42。需要强调的是，这里所说的“并联”意指流过第一流路的冷媒不会流经第二流路，流过第二流路的冷媒也不会流经第一流路。

进一步地，空调装置还包括旁通管路50，旁通管路50配置成选择性地使得压缩机10排出的部分冷媒以分支的形式通过旁通管路50直接流入第二流路42中，以利用该部分冷媒的热量对室外换热器40进行除霜。压缩机10排出的冷媒温度较高，利用该部分冷媒的热量对室外换热器40进行除霜，除霜效果好，效率高。同时压缩机10排出的另一部分冷媒仍然在冷媒主回路中流动，从而保持空调装置的制热功能，提高了用户的舒适度体验。

需要强调的是，这里所说的“选择性地”意指当且仅当空调装置处于某种模式(具体为制热除霜模式)下，旁通管路50才允许压缩机10排出的部分冷媒通过其中。

在本发明的一些实施例中，旁通管路50中设有旁通截止阀51，第二流路42与第一节流装置30之间设有第二流路截止阀90。旁通截止阀51配置成在空调装置处于制热除霜模式时受控地导通旁通管路50，第二流路截止阀90配置成在空调装置处于制热除霜模式时受控地阻断第二流路42，以使：压缩机10排出的部分冷媒依次流经室内换热器20、第一节流装置30和第一流路41，压缩机10排出的另一部分冷媒通过旁通管路50流入第二流路42中，从第一流路41和第二流路42流出的冷媒汇合后返回至压缩机10。

具体地，压缩机10、室内换热器20、第一节流装置30、第一流路41和第二流路42均具有冷媒出口和冷媒进口。旁通管路50可连接在压缩机10的冷媒出口与第二流路42的冷媒进口之间。第二流路截止阀90设置于第一流路41和第二流路42的分支点M与第二流路42的冷媒进口之间。旁通截止阀51与第二流路截止阀90均优选为单向电磁阀。旁通截止阀51与第二流路截止阀90均基于空调装置的控制指示通过开闭状态分别导通和/或阻断旁通流路50和第二流路42中的冷媒流动。

在本发明的一些实施例中，空调装置还包括补气管路60，其连接在压缩机10和第二流路42之间，补气管路60中设有补气截止阀61和第二节流装置62，补气截止阀61配置成在空调装置处于制热除霜模式时受控地导通补气管路60，以使从第二流路42流出的冷媒经过节流减压后返回至压缩机10。也即是，本发明通过对补气截止阀61和第二节流装置62的开闭控制可实现在空调装置处于制热除霜模式时受控地导通补气管路60，以使从第二流路42流出的冷媒经过节流减压后返回至压缩机10，从而利用除霜后的冷媒起到补气增焓的作用，增加了制热量，提高了室外换热器40的除霜效率和室内换热器20的换热效率，同时还减小了压缩机10消耗的功率。

进一步地，空调装置还包括附加管路70，其连接在压缩机10和第二流路42之间，并与补气管路60并联设置。需要强调的是，这里所说的“并联”意指流经附加管路70的冷媒不会再流经补气管路60，流经补气管路60的冷媒不会再流经附加管路70。附加管路70中设有附加管路截止阀71，附加管路截止阀71配置成在空调装置处于制热除霜模式时受控地阻断附加管路70、在空调装置处于制热模式和制冷模式时受控地导通附加管路70。

具体地，流经第一流路41的冷媒与流经第二流路42的冷媒在两个流路的汇合点N汇合。补气管路60和附加管路70均连接在第二流路42的冷媒出口与汇合点N之间。补气截止阀61和附加管路截止阀71均优选为单向电磁阀。第二节流装置62优选为电子膨胀阀。

图2是根据本发明另一个实施例的空调装置的示意性结构框图。在本发明的一些实施例中，第一流路41包括两个第一支路，即第一支路411和第一支路412，第二流路42包括两个第二支路，即第二支路421和第二支路422。两个第一支路和两个第二支路交替布置。由此，一方面，在空调装置处于制热模式和制冷模式时，冷媒能够在室外换热器40的多个支路中流动，提高了室外换热器40的换热效率和换热效果；另一方面，在空调装置处于制热除霜模式时，能够使得用于制热的冷媒与用于除霜的冷媒的分布都更加均匀，从而避免部分区域不能够制热、部分区域除霜不彻底的现象，既提高了换热的均匀性，又提高了除霜效率和除霜效果。

在本发明的一些替代性实施例中，第一流路41也可以包括一个第一支路、三个第一支路或多于三个的更多个第一支路。同样地，第二流路42也可以包括一个第二支路、三个第二支路或多于三个的更多个第二支路。第一支路与第二支路的数量可以相同，也可以不同。

图3是根据本发明一个实施例的空调装置处于制热模式下的冷媒流向示意图。图3中，虚线所示管路没有冷媒流过，实线所示管路有冷媒流过。当空调装置处于制热模式时，旁通截止阀51、补气截止阀61和第二节流装置62均关闭，第二流路截止阀90和附加管路截止阀71均打开。压缩机10排出的冷媒全部流向室内换热器20，并与室内空气进行热交换。与室内空气换热后的冷媒流向第一节流装置30，经过节流降压后的冷媒流向室外换热器40，并与室外空气进行热交换。冷媒在分支点M处分成两个支路，分别流向第一流路41和第二流路42，流向第一流路41的冷媒进一步分成两个支路分别流向第一支路411和第二支路412，流向第二流路42的冷媒进一步分成两个支路分别流向第二支路421和第二支路422。流经第一支路411和第二支路412的冷媒汇合后经第一流路41的冷媒出口送出，流经第二支路421和第二支路422的冷媒汇合后经第二流路42的冷媒出口送出，并与从第一流路41的冷媒出口送出的冷媒汇合，最后返回压缩机10。

图4是根据本发明一个实施例的空调装置处于制热除霜模式下的冷媒流向示意图。图4中，虚线所示管路没有冷媒流过，实线所示管路有冷媒流过。当空调装置处于制热除霜模式时，旁通截止阀51、补气截止阀61和第二节流装置62均打开，第二流路截止阀90和附加管路截止阀71均关闭。压缩机10排出的部分冷媒流向室内换热器20，并与室内空气进行热交换，与室内空气换热后的该部分冷媒流向第一节流装置30，经过节流降压后的该部分冷媒流向室外换热器40的第一流路41，并与室外空气进行热交换，与室外空气进行换热后的该部分冷媒返回至压缩机10。压缩机10排出的另一部分冷媒以分支的形式通过旁通管路50直接流向室外换热器40的第二流路42，并对室外换热器40进行除霜，对室外换热器40进行除霜后的该另一部分冷媒通过第二节流装置62的节流降压后返回压缩机10，从而对压缩机10进行补气增焓。

本领域技术人员应理解，在本发明的一些替代性实施例中，旁通截止阀51、补气截止阀61、第二流路截止阀90和附加管路截止阀71还可以为其他合适的能够受控地开闭并实现单向流动的阀门。第一节流装置30和第二节流装置62也可以为其他合适的能够实现节流降压的节流机构，例如毛细管、热力膨胀阀或其他膨胀阀。

本发明还提供一种空调装置的控制方法，该空调装置为上述任一实施例中所述的空调装置。图5是根据本发明一个实施例的空调装置的控制方法的示意性流程图，该控制方法包括：

步骤S801，当空调装置处于制热模式时，判断室外换热器40是否满足除霜条件；以及

步骤S802，若满足除霜条件，则控制空调装置进入制热除霜模式。在制热除霜模式中，控制压缩机10排出的部分冷媒依次流向室内换热器20、第一节流装置30和第一流路41后返回压缩机10，从而使空调装置保持制热效果，控制压缩机10排出的另一部分冷媒以分支的形式通过旁通管路50直接流入第二流路42中，以利用该另一部分冷媒的热量对室外换热器40进行除霜。

在本发明的一些实施例中，旁通管路50中设有旁通截止阀51，第二流路42与第一节流装置30之间设有第二流路截止阀90。空调装置的控制方法具体包括：

在制热除霜模式中，打开旁通截止阀51、并关闭第二流路截止阀90，以允许压缩机10排出的另一部分冷媒通过旁通管路50直接流入第二流路42中、并阻碍经第一节流装置30排出的冷媒流入第二流路42中。

在本发明的一些实施例中，空调装置还包括连接在压缩机10和第二流路42之间且并联设置的补气管路60和附加管路70，补气管路60中设有补气截止阀61和第二节流装置62，附加管路70中设有附加管路截止阀71。空调装置的控制方法还包括：

在制热除霜模式中，关闭附加管路截止阀71、并打开补气截止阀61和第二节流装置90，以使对室外换热器40进行除霜后的经第二流路42流出的冷媒在补气管路60中经过节流降压后返回压缩机10。

在本发明的一些实施例中，空调装置的控制方法还包括：当室外换热器40除霜结束后，打开第二流路截止阀90和附加管路截止阀71，并关闭旁通截止阀51、补气截止阀61和第二节流装置90，以使调装置恢复制热模式。

在本发明的一些实施例中，空调装置还包括分别与室内换热器20和室外换热器40配合使用的室内风机81和室外风机82。空调装置的控制方法还包括：

在制热除霜模式下，将压缩机10的频率增加至预设频率值，并将室内风机82的风速降低至预设风速值，以保证室内机的出风温度。压缩机10例如是能够利用变频器回路等控制转速(驱动频率)，从而使冷媒的排出量变化的这种类型的压缩机。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种空调装置，包括依次相连以用于形成冷媒主回路的压缩机、室内换热器、第一节流装置和室外换热器，所述压缩机配置成将其吸入的冷媒压缩并排出，所述室内换热器配置成使冷媒与室内空气进行热交换，所述第一节流装置配置成对由所述室内换热器流出的冷媒进行节流降压，所述室外换热器配置成使冷媒与室外空气进行热交换，其特征在于，

所述室外换热器具有用于供冷媒流过且并联设置的第一流路和第二流路，且所述空调装置还包括：

旁通管路，配置成选择性地使得所述压缩机排出的部分冷媒以分支的形式通过所述旁通管路直接流入所述第二流路中，以利用该部分冷媒的热量对所述室外换热器进行除霜。

2.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，

所述旁通管路中设有旁通截止阀，所述第二流路与所述第一节流装置之间设有第二流路截止阀；且

所述旁通截止阀配置成在所述空调装置处于制热除霜模式时受控地导通所述旁通管路，所述第二流路截止阀配置成在所述空调装置处于制热除霜模式时受控地阻断所述第二流路，以使

所述压缩机排出的部分冷媒依次流经所述室内换热器、所述第一节流装置和所述第一流路，所述压缩机排出的另一部分冷媒通过所述旁通管路流入所述第二流路中，从所述第一流路和所述第二流路流出的冷媒汇合后返回至所述压缩机。

3.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，还包括：

补气管路，连接在所述压缩机和所述第二流路之间，所述补气管路中设有补气截止阀和第二节流装置，所述补气截止阀配置成在所述空调装置处于制热除霜模式时受控地导通所述补气管路，以使从所述第二流路流出的冷媒经过节流减压后返回至所述压缩机。

4.根据权利要求3所述的空调装置，其特征在于，还包括：

附加管路，连接在所述压缩机和所述第二流路之间，并与所述补气管路并联设置；且

所述附加管路中设有附加管路截止阀，所述附加管路截止阀配置成在所述空调装置处于制热除霜模式时受控地阻断所述附加管路、在所述空调装置处于制热模式和制冷模式时受控地导通所述附加管路。

5.根据权利要求1所述的空调装置，其特征在于，

所述第一流路包括两个第一支路，所述第二流路包括两个第二支路；且

两个所述第一支路和两个所述第二支路交替布置。

6.一种权利要求1-5任一所述的空调装置的控制方法，其特征在于，包括：

当所述空调装置处于制热模式时，判断所述室外换热器是否满足除霜条件；以及

若满足除霜条件，则控制所述空调装置进入制热除霜模式；其中

在所述制热除霜模式中，控制所述压缩机排出的部分冷媒依次流向所述室内换热器、所述第一节流装置和所述第一流路后返回所述压缩机，从而使所述空调装置保持制热效果，控制所述压缩机排出的另一部分冷媒以分支的形式通过所述旁通管路直接流入所述第二流路中，以利用该另一部分冷媒的热量对所述室外换热器进行除霜。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，

所述旁通管路中设有旁通截止阀，所述第二流路与所述第一节流装置之间设有第二流路截止阀；且

所述控制方法具体包括：

在所述制热除霜模式中，打开所述旁通截止阀、并关闭所述第二流路截止阀，以允许所述压缩机排出的另一部分冷媒通过所述旁通管路直接流入所述第二流路中、并阻碍经所述第一节流装置排出的冷媒流入所述第二流路中。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，

所述空调装置还包括连接在所述压缩机和所述第二流路之间且并联设置的补气管路和附加管路，所述补气管路中设有补气截止阀和第二节流装置，所述附加管路中设有附加管路截止阀；且

所述控制方法还包括：

在所述制热除霜模式中，关闭所述附加管路截止阀、并打开所述补气截止阀和所述第二节流装置，以使对所述室外换热器进行除霜后的经所述第二流路流出的冷媒在所述补气管路中经过节流降压后返回所述压缩机。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述室外换热器除霜结束后，打开所述第二流路截止阀和所述附加管路截止阀，并关闭所述旁通截止阀、所述补气截止阀和所述第二节流装置，以使所述空调装置恢复制热模式。

10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，

所述空调装置还包括分别与所述室内换热器和所述室外换热器配合使用的室内风机和室外风机；且

所述控制方法还包括：

在所述制热除霜模式下，将所述压缩机的频率增加至预设频率值，并将所述室内风机的风速降低至预设风速值。