CN107975990A - 一种不停机轮换除霜的多联机系统及除霜控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不停机轮换除霜的多联机系统及除霜控制方法，属于空调技术领域，现有技术的组合式风冷变频多联机需要压缩机停机并配合四通阀切换状态进行除霜所致的不符合节能要求、影响机组使用寿命、还严重影响客户体验，本发明通过在变频压缩机排气口与室外冷凝器液管之间设置一个热气旁通装置，当任一室外机基础模块达到除霜要求时，控制该模块的除霜电磁阀和油平衡阀打开，制热膨胀阀组件关闭，变频压缩机开至除霜频率；其他室外机基础模块保持制热状态，并且变频压缩机进行除霜补偿升频。实现不停机轮换除霜，四通换向阀毋须切换到制冷模式，零部件使用寿命高；不影响室内机的制热效果；除霜动作简单，安全可靠，除霜效率高。

Description

一种不停机轮换除霜的多联机系统及除霜控制方法

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种不停机轮换除霜的多联机系统及除霜控制方法。

背景技术

风冷式空调机组，在冬季制热时，在热泵吸热过程中，由于空气中水蒸气在室外换热器表面逐渐凝结，时间稍长即和在换热器表面形成一层厚厚的白霜，严重影响换热器的换热效果，进而极大的降低热泵制热能力。并且长期换热不良，极易损坏空调器关键部件。尤其在多联机系统中一拖多或多拖多时，影响更加巨大。

为了保证室外换热器的换热效率和空调机组的热泵可靠性，目前主要的解决方案是压缩机停机，四通阀切换到制冷状态，再启动压缩机向室外换热器中排入热气进行除霜，除霜完成后停机切换到制热状态后再启动制热。但是该方案空调机组压缩机需多次启停，压缩机启停过程不仅功耗大，而且频繁启停压缩机和切换四通阀，会减小压缩机等关键部件的使用寿命。并且空调机组在制冷状态除霜，此时室内机换热器会吸收室内侧热量，严重影响热泵体验。停机换向除霜的方法，既不仅不符合节能要求，且影响机组使用寿命，还严重影响客户体验。

因此，既要对机组进行除霜，以保持热泵制热效果，且不能延长机组的使用寿命，又要持续的保证空调效果，是目前风冷式空调需要解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术的组合式风冷变频多联机需要压缩机停机并配合四通阀切换状态进行除霜所致的不符合节能要求、影响机组使用寿命、还严重影响客户体验的缺陷，提供一种停机轮换除霜的多联机系统及除霜控制方法。

为达到上述目的，本发明的不停机轮换除霜的多联机系统，包括若干台室外机基础模块和若干台多联室内机，其特征是：所述室外机基础模块包括变频压缩机、油分离器、四通换向阀、除霜电磁阀、制热膨胀阀组件、室外换热器、气液分离器，所述变频压缩机排气口通过管路与所述油分离器进口连接，所述油分离器出口通过排气单向阀与所述四通换向阀的D管连接，所述四通换向阀4的C管上连接汽管，所述制热膨胀阀组件的进口上连接液管，所述制热膨胀阀组件的出口通过管路与所述室外换热器的进口连接，所述室外换热器的出口连接在所述四通换向阀的E管上，所述四通换向阀的S管与所述气液分离器的进口连接，所述气液分离器的出口与所述变频压缩机的吸气口连接，所述排气单向阀的出口与所述室外换热器的进口通过除霜电磁阀桥接，所述油分离器的回油口通过回油组件与所述变频压缩机的吸气口连接，所述油分离器的均油口通过均油阀组件与油平衡管连接，所述油平衡管通过油平衡阀与所述气液分离器的进口桥接；

所述室外机基础模块的液管并联连接后，再与所述多联室内机的液管并联连接；

所述室外机基础模块的汽管并联连接后，再与所述多联室内机的汽管并联连接；

所述室外机基础模块的油平衡管并联连接在一起。

作为本发明不停机轮换除霜的多联机系统的优选技术手段：包括用于检测室外环境温度Toa的检测器、用于检测室外换热器温度Tdef的检测器、用于检测压缩机运行频率P的检测器，用于记录模块结霜运行时长t1的计时器，用于记录除霜运行时长t2的计时器；还包括用于预设除霜温度Tdef1、结霜时长t11、除霜时长t21、压缩机除霜频率P1、环境修正系数a的输入设备及存储这些数据的存储器。

为达到上述目的，本发明的不停机轮换除霜的多联机系统的除霜控制方法，其特征是：当任一室外机基础模块达到除霜要求时，控制该模块的除霜电磁阀和油平衡阀打开，制热膨胀阀组件关闭，变频压缩机开至除霜频率；其他室外机基础模块保持制热状态，并且变频压缩机进行除霜补偿升频。

作为本发明除霜控制方法的优选技术手段：检测室外环境温度Toa、室外换热器温度Tdef、压缩机运行频率P，记录模块结霜运行时长t1，除霜运行时长t2；预设除霜温度Tdef1、结霜时长t11、除霜时长t21、压缩机除霜频率P1、环境修正系数a；预设完成后，所有室外基础模块有效。

作为本发明除霜控制方法的优选技术手段：各个运行中的室外机基础模块根据室外机主模块检测的室外环境温度Toa和自身预设参数，独立进行除霜判断。

作为本发明除霜控制方法的优选技术手段：室外机基础模块进入除霜运行的要求为室外换热器温度Tdef≤（除霜温度Tdef1+环境修正系数a×室外环境温度Toa），且t1≥t11；室外机基础模块退出除霜运行的要求为室外换热器温度Tdef＞（0-除霜温度Tdef1），且t2≥t21；或者除霜运行时长t2＞（5×t21）。

作为本发明除霜控制方法的优选技术手段：除霜运行执行的动作依次为：变频压缩机运行频率P开至P1，除霜电磁阀开启，油平衡阀开启，制热电子膨胀阀组件关闭，除霜运行时长t2计时开始，结霜运行时长t1清零；退出除霜运行执行的动作依次为：除霜电磁阀关闭，油平衡阀关闭，变频压缩机和制热膨胀阀组件根据系统整体要求开至对应频率和开度，除霜运行时长t2清零，该模块除霜运行结束。

作为本发明除霜控制方法的优选技术手段：从首次检测到室外换热器温度Tdef≤（除霜温度Tdef1+环境修正系数a×室外环境温度Toa）时，开始计时记录结霜运行时长t1。

作为本发明除霜控制方法的优选技术手段：多联机系统中有且仅有一台室外机基础模块设置为室外机主模块，其余室外机基础模块依次为室外机子模块。

作为本发明除霜控制方法的优选技术手段：有多个室外机基础模块同时达到进入除霜运行要求时，根据运行优先级，一次仅允许一个室外机基础模块进行除霜运行，其他室外机基础模块保持制热状态等待除霜；上一室外机基础模块满足退出除霜要求后，退出除霜运行，除霜完成，再轮换到下一个室外机基础模块进行除霜运行。

与现有技术比较，本发明有以下优点：

1.本发明不需要频繁的停机、换向，零部件使用寿命高。

2.本发明所述除霜方法不停机轮换除霜，不影响室内机的制热效果。

3.本发明所述的除霜方法动作简单，除霜运行结束时也不会产生积液现象，安全可靠，除霜效率高。

附图说明

图1为本发明不停机轮换除霜的多联机系统的原理图；

图2为本发明除霜控制方法的控制流程图；

图中标号说明：

01-室外机基础模块；

02-多联室内机；

1-变频压缩机，2-油分离器，3-排气单向阀，4-四通换向阀，5-除霜电磁阀，6-室外机基础模块01的汽管，7-室外机基础模块01的液管，8-油平衡管，9-制热膨胀阀组件，10-室外换热器，11-气液分离器，12-回油组件，13-均油阀组件，14-油平衡阀，15-多联室内机02的汽管，16-多联室内机02的液管。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做进一步说明。

如图1所示为本发明不停机轮换除霜的多联机系统的原理图；该不停机轮换除霜的多联机系统包括两台室外机基础模块01和四台多联室内机02，室外机基础模块01包括变频压缩机1、油分离器2、四通换向阀4、除霜电磁阀5、制热膨胀阀组件9、室外换热器10、气液分离器11，变频压缩机1排气口通过管路与油分离器2进口连接，油分离器2出口通过排气单向阀3与四通换向阀4的D管连接，四通换向阀4的C管上连接汽管6，制热膨胀阀组件9的进口上连接液管7，制热膨胀阀组件9的出口通过管路与室外换热器10的进口连接，室外换热器10的出口连接在四通换向阀4的E管上，四通换向阀4的S管与气液分离器11的进口连接，气液分离器11的出口与变频压缩机1的吸气口连接，排气单向阀3的出口与室外换热器10的进口通过除霜电磁阀5桥接，油分离器2的回油口通过回油组件12与变频压缩机1的吸气口连接，油分离器2的均油口通过均油阀组件13与油平衡管8连接，油平衡管8通过油平衡阀14与气液分离器11的进口桥接；

室外机基础模块01的液管7并联连接后，再与多联室内机02的液管16并联连接；

室外机基础模块01的汽管6并联连接后，再与多联室内机02的汽管15并联连接；

室外机基础模块01的油平衡管8并联连接在一起。

进一步的，图1所示多联机系统包括用于检测室外环境温度Toa的检测器、用于检测室外换热器温度Tdef的检测器、用于检测压缩机运行频率P的检测器，用于记录模块结霜运行时长t1的计时器，用于记录除霜运行时长t2的计时器；还包括用于预设除霜温度Tdef1、结霜时长t11、除霜时长t21、压缩机除霜频率P1、环境修正系数a的输入设备及存储这些数据的存储器。

鉴于图1所示的多联机系统，本发明的除霜控制方法是：当任一室外机基础模块01达到除霜要求时，控制该模块的除霜电磁阀5和油平衡阀8打开，制热膨胀阀组件9关闭，变频压缩机1开至除霜频率；其他室外机基础模块保持制热状态，并且变频压缩机1进行除霜补偿升频。

进一步的，检测室外环境温度Toa、室外换热器温度Tdef、压缩机运行频率P，记录模块结霜运行时长t1，除霜运行时长t2；预设除霜温度Tdef1、结霜时长t11、除霜时长t21、压缩机除霜频率P1、环境修正系数a；预设完成后，所有室外基础模块有效。各个运行中的室外机基础模块根据室外机主模块检测的室外环境温度Toa和自身预设参数，独立进行除霜判断。

室外机基础模块进入除霜运行的要求为室外换热器温度Tdef≤（除霜温度Tdef1+环境修正系数a×室外环境温度Toa），且t1≥t11；

室外机基础模块退出除霜运行的要求为室外换热器温度Tdef＞（0-除霜温度Tdef1），且t2≥t21；或者除霜运行时长t2＞（5×t21）。

除霜运行执行的动作依次为：变频压缩机1运行频率P开至P1，除霜电磁阀5开启，油平衡阀8开启，制热电子膨胀阀组件9关闭，除霜运行时长t2计时开始，结霜运行时长t1清零；

退出除霜运行执行的动作依次为：除霜电磁阀5关闭，油平衡阀8关闭，变频压缩机1和制热膨胀阀组件9根据系统整体要求开至对应频率和开度，除霜运行时长t2清零，该模块除霜运行结束。

从首次检测到室外换热器温度Tdef≤（除霜温度Tdef1+环境修正系数a×室外环境温度Toa）时，开始计时记录结霜运行时长t1。

多联机系统中有且仅有一台室外机基础模块设置为室外机主模块，其余室外机基础模块依次为室外机子模块。

有多个室外机基础模块同时达到进入除霜运行要求时，根据运行优先级，一次仅允许一个室外机基础模块进行除霜运行，其他室外机基础模块保持制热状态等待除霜；上一室外机基础模块满足退出除霜要求后，退出除霜运行，除霜完成，再轮换到下一个室外机基础模块进行除霜运行。

下面结合图2，以图1所示的两模块组合的多联机系统为例，说明本发明方法的实例：

所示两模块组合的多联机系统包含室外基础模块1、室外基础模块2、对应容量的多联室内机组和将内外机并联连接在一起的空调管路，室外基础模块A设定为主模块，则室外基础模块B为从模块，则机组运动过程为：

S1 机组上电；

S2 机组初始化；

S3 制热开机，机组进入启动阶段运行；

S4 机组进入通常运行阶段；

S5 机组持续检测室外环境温度Toa和室外换热器温度Tdef，任一模块满足：室外换热器温度Tdef≤（除霜温度Tdef1+环境修正系数a×室外环境温度Toa），且t1≥t11，且系统内无除霜运行模块，则该模块执行S6，否则保持S5；

S6 变频压缩机1运行频率P开至P1，除霜电磁阀5开启，油平衡阀8开启，制热电子膨胀阀组件9关闭，除霜运行时长t2计时开始，结霜运行时长t1清零，模块进入除霜运行；该除霜运行的模块满足：室外换热器温度Tdef＞（0-除霜温度Tdef1）且t2≥t21，或者除霜运行时长t2＞（5×t21），则执行S7，否则保持S6。

S7 除霜电磁阀5关闭，油平衡阀8关闭，变频压缩机1和制热膨胀阀组件9根据系统整体要求开至对应频率和开度，除霜运行时长t2清零，模块除霜运行结束，恢复正常制热状态。

S8 若有其他模块同时达到所述进入除霜运行要求，则按照优先级轮换执行S5、S6、S7。

以上实施方案机组工作环境温度Toa=7℃，预设参数Tdef1=-10℃，a=0.6，t11=60s，t21=120s。

其中，关闭制热膨胀阀组件9，开启油平衡阀8维持系统冷媒正常循环，避免除霜积液。在整个除霜过程中，其他模块保持正常制热状态，整个多联机系统实现不停机除霜的同时不间断制热。整个除霜过程中，变频压缩机不停机，四通阀换向阀不切换到制冷状态，从而简化零部件动作，实现不停机不换向除霜。

以上为本发明的实施方案叙述，应当指出，在技术领域，未脱离本发明原理的所有改进和优化都在本发明保护范围内。

本发明采取组合模块的热泵热气和自身热泵热气来进行除霜。该方案可以有效、可靠的实现多联机不停机、不换向除霜运行，持续的保证了室内的制热效果和室外机的安全、高效运行。该方案动作简单，控制简易，开发成本低，技术实现难度低，既可用于新产品开发，又可用于老产品改造上。并且该方案采用了热泵除霜，且减少了停机换向的过程，除霜效率比普通除霜方式更快。

Claims (10)

1.一种不停机轮换除霜的多联机系统，包括若干台室外机基础模块（01）和若干台多联室内机（02），其特征是：所述室外机基础模块（01）包括变频压缩机（1）、油分离器（2）、四通换向阀（4）、除霜电磁阀（5）、制热膨胀阀组件（9）、室外换热器（10）、气液分离器（11），所述变频压缩机（1）排气口通过管路与所述油分离器（2）进口连接，所述油分离器（2）出口通过排气单向阀（3）与所述四通换向阀（4）的D管连接，所述四通换向阀（4）的C管上连接汽管（6），所述制热膨胀阀组件（9）的进口上连接液管（7），所述制热膨胀阀组件（9）的出口通过管路与所述室外换热器（10）的进口连接，所述室外换热器（10）的出口连接在所述四通换向阀（4）的E管上，所述四通换向阀（4）的S管与所述气液分离器（11）的进口连接，所述气液分离器（11）的出口与所述变频压缩机（1）的吸气口连接，所述排气单向阀（3）的出口与所述室外换热器（10）的进口通过除霜电磁阀（5）桥接，所述油分离器（2）的回油口通过回油组件（12）与所述变频压缩机（1）的吸气口连接，所述油分离器（2）的均油口通过均油阀组件（13）与油平衡管（8）连接，所述油平衡管（8）通过油平衡阀（14）与所述气液分离器（11）的进口桥接；

所述室外机基础模块（01）的液管（7）并联连接后，再与所述多联室内机（02）的液管（16）并联连接；

所述室外机基础模块（01）的汽管（6）并联连接后，再与所述多联室内机（02）的汽管（15）并联连接；

所述室外机基础模块（01）的油平衡管（8）并联连接在一起。

2.根据权利要求1所述的不停机轮换除霜的多联机系统，其特征是：包括用于检测室外环境温度Toa的检测器、用于检测室外换热器温度Tdef的检测器、用于检测压缩机运行频率P的检测器，用于记录模块结霜运行时长t1的计时器，用于记录除霜运行时长t2的计时器；还包括用于预设除霜温度Tdef1、结霜时长t11、除霜时长t21、压缩机除霜频率P1、环境修正系数a的输入设备及存储这些数据的存储器。

3.一种根据权利要求1所述的不停机轮换除霜的多联机系统的除霜控制方法，其特征是：当任一室外机基础模块（01）达到除霜要求时，控制该模块的除霜电磁阀（5）和油平衡阀（8）打开，制热膨胀阀组件（9）关闭，变频压缩机（1）开至除霜频率；其他室外机基础模块保持制热状态，并且变频压缩机（1）进行除霜补偿升频。

4.根据权利要求3所述的除霜控制方法，其特征是：

检测室外环境温度Toa、室外换热器温度Tdef、压缩机运行频率P，记录模块结霜运行时长t1，除霜运行时长t2；

预设除霜温度Tdef1、结霜时长t11、除霜时长t21、压缩机除霜频率P1、环境修正系数a；预设完成后，所有室外基础模块有效。

5.根据权利要求4所述的除霜控制方法，其特征是：各个运行中的室外机基础模块根据室外机主模块检测的室外环境温度Toa和自身预设参数，独立进行除霜判断。

6.根据权利要求4所述的除霜控制方法，其特征是：

室外机基础模块进入除霜运行的要求为室外换热器温度Tdef≤（除霜温度Tdef1+环境修正系数a×室外环境温度Toa），且t1≥t11；

室外机基础模块退出除霜运行的要求为室外换热器温度Tdef＞（0-除霜温度Tdef1），且t2≥t21；或者除霜运行时长t2＞（5×t21）。

7.根据权利要求4所述的除霜控制方法，其特征是：

除霜运行执行的动作依次为：变频压缩机（1）运行频率P开至P1，除霜电磁阀（5）开启，油平衡阀（8）开启，制热电子膨胀阀组件（9）关闭，除霜运行时长t2计时开始，结霜运行时长t1清零；

退出除霜运行执行的动作依次为：除霜电磁阀（5）关闭，油平衡阀（8）关闭，变频压缩机（1）和制热膨胀阀组件（9）根据系统整体要求开至对应频率和开度，除霜运行时长t2清零，该模块除霜运行结束。

8.根据权利要求4所述的除霜控制方法，其特征是：从首次检测到室外换热器温度Tdef≤（除霜温度Tdef1+环境修正系数a×室外环境温度Toa）时，开始计时记录结霜运行时长t1。

9.根据权利要求3所述的除霜控制方法，其特征是：多联机系统中有且仅有一台室外机基础模块设置为室外机主模块，其余室外机基础模块依次为室外机子模块。

10.根据权利要求9所述的除霜控制方法，其特征是：有多个室外机基础模块同时达到进入除霜运行要求时，根据运行优先级，一次仅允许一个室外机基础模块进行除霜运行，其他室外机基础模块保持制热状态等待除霜；上一室外机基础模块满足退出除霜要求后，退出除霜运行，除霜完成，再轮换到下一个室外机基础模块进行除霜运行。