CN108413560B - 一种空调室内机自清洁系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调室内机自清洁系统，包括：冷膨胀控制模块、排气管换热装置、压机排气管、串联室内机换热组件的冷媒管路；其中，冷膨胀控制模块与空调制冷系统电连接，接收空调器开启自清洁功能的触发信号；并且控制室内换热器先制冷再制热，以分别执行结霜和化霜操作；冷媒管路和压机排气管分别连通排气管换热装置，并在排气管换热装置中使冷媒和排气管中的气体完成换热。本发明同时还提供了上述自清洁系统的控制方法。根据本发明的自清洁系统及其控制方法通过换热一方面使压机排气降温，保护系统的稳定性；同时，另一方面也升高了冷媒的温度，加快了化霜速度。

Description

一种空调室内机自清洁系统及其控制方法

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体地说，涉及一种空调室内机自清洁系统及其控制方法。

背景技术

空调长时间放置或使用后，在空调室内机中会存在大量的尘垢。这些尘垢附着在室内机的换热器上，一方面会降低换热器的换热性能，导致空调器性能下降；另一方面，尘垢附着容易滋生细菌，形成霉斑，这些细菌和霉斑会在机组内产生异味，如不及时清理，严重威胁着空调器用户的健康。为了解决空调器的换热器上附着尘垢而带来的上述问题，现有空调设置了自清洁功能，该自清洁功能一般是利用控制方式使得蒸发器表面凝结霜层，后通过控制调节趋势霜层冷膨胀，从而达到冲洗蒸发器灰尘的目的。例如申请号为201610713208.7的中国专利申请中，公开了一种空调自清洁控制方法，其根据室内空气湿度实时确定自清洁的结霜时间和化霜时间，并结合盘管温度确定是否退出结霜过程和化霜过程，能够对结霜和化霜进行精确控制，以有效的避免了过度结霜或过度化霜造成的系统压力和能耗过大、结霜不够或化霜不够导致的清洁不充分等问题的发生。在现有技术中冷膨胀技术的应用是在结霜状态下，冷媒的温度非常低，室内盘管温度可达到-20℃，回气管温度可达到-15℃，此时，蒸发器会将空气中的水蒸气凝华为霜层；而在化霜状态下，内风机启动，蒸发器温度逐渐上升，使蒸发器上的霜层融化为水，霜层融化膨胀带走灰尘，实现对蒸发器进行清洗。处清洁控制系统通过判断室内盘管保持低温的时间，对室内风机和压缩机进行控制。当设定时间达到时，内风机首先启动，之后压缩机才能启动。否则压缩机会因为室内盘管低温时间不够而不能启动。对于排气温度过高的问题，目前是利用排气保护，通过降低压机频率进行降温。系统检测到排气温度过高时，会逐渐降低压机频率，减小系统压力，从而降低排气温度。

但是随着室外环境温度的升高，包括上述自清洁控制方法的常规控制方案通常会造成系统运转负载很大，仍然存在下述缺陷：1)自清洁的整个过程可分为结霜过程和化霜过程，化霜过程中，内风机启动，蒸发器温度升高，进而导致回气温度升高，由于回气温度上升，压机排气温度会急速上升，以室外46℃为例(这个问题在很多热带国家是正常室外温度)最高可达110℃，甚至更高，具体而言，由于排气保护启动后，首先是压机升频，然后1Hz/10s降频，若此时温度继续上升至105℃之上，才会出现1Hz/1s 降频，该工作过程作用周期较长，反应慢，不能在短时间内将温度降低，并且，实验证明，只有当出现105℃，系统采取1Hz/1s降频时，排气温度才会下降，而此时，系统已经持续了较长时间的接近压缩机的保护温度的高温，待续的高温会影响整个系统的稳定性；2)化霜过程中，内风机启动，压缩机继续运行，压缩机会持续工作，此时冷媒的温度仍然比较低(甚至低于0℃)，并且还在在较长时间内保持在较低温度，因而造成化霜速度较慢，温度变化小，水流量小，降低了冷膨胀技术的除尘效果，导致除尘效果较差。

发明内容

针对上述现有技术中的缺陷和需求，本发明提供了一种在高温环境下系统更稳定，化霜更迅速的自清洁系统及其控制方法。

一种空调室内机自清洁系统，包括：冷膨胀控制模块、排气管换热装置、压机排气管、串联室内机换热组件的冷媒管路；

其中，冷膨胀控制模块与空调制冷系统电连接，接收空调器开启自清洁功能的触发信号；并且控制室内换热器先制冷再制热，以分别执行结霜和化霜操作，利用化霜形成的水带走附着在室内换热器表面附着的污染物；

冷媒管路和压机排气管分别连通排气管换热装置，并在排气管换热装置中使冷媒和排气管中的气体完成换热。

在根据本发明的一个实施方案中，该自清洁系统还包括：二通阀和冷媒换热支管；

二通阀设置在冷媒管路上，并与冷膨胀控制模块通讯连接；冷媒换热支管为设置在排气管换热装置中用于冷媒通过的管路，冷媒换热支管由排气管换热装置的两端延伸并连通二通阀，二通阀能够将冷媒换热支管接入到冷媒流动管路中，使冷媒经由冷媒换热支管再流向蒸发器。

在根据本发明的一个实施方案中，排气管换热装置中的冷媒换热支管螺旋缠绕在压机排气管上。

在根据本发明的一个实施方案中，该自清洁系统还包括监测外部环境温度的环境温度传感器，环境温度传感器与冷膨胀控制模块通讯连接。

在根据本发明的一个实施方案中，该自清洁系统还包括监测压机排气管中温度的排气温度传感器，排气温度传感器与冷膨胀控制模块通讯连接。

优选地，压机排气管中还设置有排气时间监测器，所述排气时间监测器与所述冷膨胀控制模块通讯连接。该排气时间监测器用于监测排气温度超过换热温度阈值的时间，并设定时间阈值，以防止压机排气的温度长时间处于高温影响系统稳定性。

本发明还提供了一种空调室内机，其设置有上述的自清洁系统。

本发明进一步提供了一种空调室内机自清洁系统的控制方法，包括：

冷膨胀控制模块接收空调器开启自清洁功能的触发信号后控制室内换热器进入制冷程序，以执行结霜操作；

结霜操作完成后，冷膨胀控制模块控制室内换热器进入制热程序，以执行化霜除尘；在执行化霜操作的同时冷膨胀控制模块控制向二通阀发送换热信号，二通阀在收到换热信号后执行管路切换，将冷媒换热支管接入冷媒管路使冷媒进入冷媒换热支管并在排气管换热装置中与压机排气管完成换热。

在根据本发明的一个实施方案中，该控制方法还包括：

冷膨胀控制模块接收监测外部环境温度的环境温度传感器发出的环境温度信号，并判断外部环境温度是否大于高温阈值：

当外部环境温度未超过高温阈值时，冷膨胀控制模块不向二通阀发送换热信号；

当外部环境温度大于高温阈值时，冷膨胀控制模块向二通阀发送换热信号。

在根据本发明的一个实施方案中，该控制方法还包括：

冷膨胀控制模块接收监测排气温度的排气温度传感器发出的排气温度信号，并判断排气温度是否大于换热温度阈值：

当排气温度未超过换热温度阈值时，冷膨胀控制模块不向二通阀发送换热信号；

当排气温度大于换热温度阈值时，冷膨胀控制模块向二通阀发送换热信号。

优选地，所述排气温度大于换热温度阈值时，冷膨胀控制模块向排气时间监测器发出指令开始监测排气在较高温度持续的时间，当达到时间阈值后，排气时间监测器将信息反馈至冷膨胀控制模块，冷膨胀控制模块再向二通阀发送换热信号。从而使压机排气管中的排气的温度下降，减轻系统负荷。

本发明利用化霜过程中进液管温度较低的特点，在化霜状态下压机排气温度较高时，通过设置换热装置，改变冷媒的流动管路，使流向蒸发器进液管的冷媒与压机排气之间进行换热，通过换热一方面使压机排气降温，保护系统的稳定性；同时，另一方面也升高了蒸发器进液管内的冷媒的温度，加快了化霜速度，使温度变化更加迅速，优化了清洗的效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明的一个实施方案的自清洁系统的局部结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施方案的自清洁系统的控制方法的流程图；

图3是根据本发明的另一个实施方案的自清洁系统的控制方法的流程图；

图4是根据本发明的另一个实施方案的自清洁系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本发明首先提供一种空调室内机的自清洁系统，图1为该自清洁系统的局部结构示意图。如图1所示，该自清洁系统包括：冷膨胀控制模块(未示出)、排气管换热装置104、压机排气管101、二通阀103、冷媒换热支管 102、串联室内机换热组件的冷媒管路105。其中，冷膨胀控制模块与空调制冷系统电连接，接收空调器开启自清洁功能的触发信号；并且控制室内换热器先制冷再制热，以分别执行结霜和化霜操作，利用化霜形成的水带走附着在室内换热器表面附着的污染物。冷媒管路和压机排气管分别连通排气管换热装置，并在排气管换热装置中使冷媒和压机排气管101中的气体完成换热。在本实施例中在冷媒管路上设置二通阀103，并将该二通阀 103与冷膨胀控制模块通讯连接，通过冷膨胀控制模块控制二通阀103以切换冷媒的流动管路。而冷媒换热支管102由排气管换热装置104的两端延伸并连通二通阀103，利用二通阀103的切换能够将冷媒换热支管102接入到冷媒流动管路中，从而使冷媒进入冷媒换热支管，在排气管换热装置104 中与压机排气管101中的排气换热后再流向蒸发器。如图1所示，在本实施例中排气管换热装置104中的冷媒换热支管102螺旋缠绕在压机排气管 101上，应当理解在实施中也可以采取其它的换热结构，例如，压机排气管 101螺旋缠绕在冷媒换热支管102上，或者在排气管换热装置104中形成交叉排列的细小管路等。

虽然，图1中没有进一步示出，但是应当理解，为了提高系统运行的效率，该自清洁系统还可以包括监测外部环境温度的环境温度传感器，环境温度传感器与冷膨胀控制模块通讯连接，从而根据外部环境温度的情况更精确的调控自清洁系统的运行。甚至，还可以进一步地设置监测压机排气管中温度的排气温度传感器，排气温度传感器与冷膨胀控制模块通讯连接，从而使排气温度到达一定阈值时再开启冷媒与排气的换热，从而有效降低排气温度保障系统的稳定性，并且升高冷媒的温度提高化霜的效率。

现参照图2来说明基于本发明的自清洁系统的控制方法的一个实施方案。如图2所示，在步骤S201空调开始自清洁程序，向冷膨胀控制模块发出开启信号，随后在步骤S202冷膨胀控制模块在开启信号的指令下控制室内换热器进入制冷程序，蒸发器进行结霜操作，冷媒经由冷媒管路流至蒸发器，使蒸发器温度骤降，从而使其附近空气中的水分在蒸发器表面凝结成霜层，从而完成结霜操作。在结霜操作完成后，即进入步骤S203，冷膨胀控制模块控制室内换热器进入制热程序，同时，向二通阀发送换热信号，开启化霜程序。在步骤S204二通阀在收到制热信号后即执行管路切换，将冷媒换热支管接入到冷媒运行管路中，冷媒需经过冷媒换热支管才能继续流向换热器。在步骤S205中，冷媒在冷媒换热支管中流经排气管换热装置，在此，冷媒与压机排气管中的排气进行热交换，使排气管中的温度降低，以降低系统负荷，同时，冷媒的温度上升。温度升高的冷媒流入蒸发器中执行化霜程序，有效地提高了化霜的效率。

图3进一步展示了根据本发明的自清洁控制方法的另一个实施方案，在该方案中针对环境温度变化设计了精准控制。在步骤S302空调中设置的监测外部环境的环境温度传感器向冷膨胀控制模块发送环境温度信号，在完成结霜操作后，在步骤S301冷膨胀控制模块开启制热程序，随后进入步骤S303冷膨胀控制模块判断外部环境温度是否大于高温阈值(例如 43℃)。当外部环境温度未超过高温阈值(例如43℃)时，执行步骤S304，冷膨胀控制模块不向二通阀发送换热信号，而只是开启一般制热流程，进行化霜，冷媒因而按照常规管路流向蒸发器，不与排气进行换热，由于外界温度未达到高温阈值，因此，常规的化霜操作并不会影响系统运行稳定性。而当外部环境温度大于高温阈值时，执行步骤S305，冷膨胀控制模块向二通阀发送换热信号，二通阀将冷媒换热支管接入到冷媒管路中，冷媒通过冷媒换热支管在排气管换热装置中与排气进行换热，使排气的温度降低以减轻系统运转负荷。随后在步骤S306换热后的冷媒继续流向蒸发器执行化霜流程，由于换热后冷媒的温度升高，因而在化霜时具有更高的效率。

图4为根据本发明的空调自清洁系统的控制方法的另一个实施方案的实施流程图。如图4所示，在步骤S402空调中设置的监测外部环境的环境温度传感器向冷膨胀控制模块发送环境温度信号，在完成结霜操作后，在步骤S401冷膨胀控制模块开启制热程序，同时开始通过排气温度传感器监测压机排气管中的排气温度。随后进入步骤S403冷膨胀控制模块判断外部环境温度是否大于高温阈值(例如43℃)。当外部环境温度未超过高温阈值(例如43℃)时，执行步骤S404，冷膨胀控制模块不向二通阀发送换热信号，而只是开启一般制热流程，进行化霜，冷媒因而按照常规管路流向蒸发器，不与排气进行换热，由于外界温度未达到高温阈值，因此，常规的化霜操作并不会影响系统运行稳定性。而当外部环境温度大于高温阈值时，执行步骤S405冷膨胀控制模块进一步判断压机排气管中的排气的温度是否超过并判断排气温度是否大于换热温度阈值，若排气温度未超过换热温度阈值，冷膨胀控制模块不向二通阀发送换热信号，则执行步骤S406,冷膨胀控制模块不向二通阀发送换热信号，而只是开启一般制热流程，进行化霜，冷媒因而按照常规管路流向蒸发器，不与排气进行换热，由于压机排气管中的排气温度未高于换热温度阈值，因而不会影响系统运行的稳定性。同时，在化霜过程中，排气温度传感器会持续监测压机排气管中的排气温度，并将排气温度反馈至冷膨胀控制模块。若判断显示排气温度大于换热温度阈值，则执行步骤S407，冷膨胀控制模块向二通阀发送换热信号，二通阀将冷媒换热支管接入到冷媒管路中，冷媒通过冷媒换热支管在排气管换热装置中与排气进行换热，使排气的温度降低以减轻系统运转负荷。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种空调室内机自清洁系统，其特征在于，包括：冷膨胀控制模块、排气管换热装置、压机排气管、串联室内机换热组件的冷媒管路；

其中，冷膨胀控制模块与空调制冷系统电连接，接收空调器开启自清洁功能的触发信号；并且控制室内换热器先制冷再制热，以分别执行结霜和化霜操作，利用化霜形成的水带走附着在室内换热器表面附着的污染物；

冷媒管路和压机排气管分别连通排气管换热装置，并在排气管换热装置中使冷媒和排气管中的气体完成换热；

还包括：二通阀和冷媒换热支管；

二通阀设置在冷媒管路上，并与冷膨胀控制模块通讯连接；冷媒换热支管为设置在排气管换热装置中用于冷媒通过的管路，冷媒换热支管由排气管换热装置的两端延伸并连通二通阀，二通阀能够将冷媒换热支管接入到冷媒流动管路中，使冷媒经由冷媒换热支管再流向蒸发器；

其中，排气管换热装置中的冷媒换热支管螺旋缠绕在压机排气管上；

还包括监测外部环境温度的环境温度传感器，环境温度传感器与冷膨胀控制模块通讯连接；所述冷膨胀控制模块被配置为接收监测外部环境温度的环境温度传感器发出的环境温度信号；

当外部环境温度大于高温阈值时，冷膨胀控制模块向二通阀发送换热信号，所述二通阀执行管路切换，将冷媒换热支管接入所述冷媒流动管路。

2.如权利要求1所述 的自清洁系统，其特征在于，还包括监测压机排气管中温度的排气温度传感器，排气温度传感器与冷膨胀控制模块通讯连接。

3.一种空调室内机，其特征在于，设置有如权利要求1或2所述的空调室内机自清洁系统。

4.一种用于权利要求1或2所述空调室内机自清洁系统的控制方法，其特征在于，包括：

冷膨胀控制模块接收空调器开启自清洁功能的触发信号后控制室内换热器进入制冷程序，以执行结霜操作；

结霜操作完成后，冷膨胀控制模块控制室内换热器进入制热程序，以执行化霜操作；在执行化霜操作的同时冷膨胀控制模块接收监测外部环境温度的环境温度传感器发出的环境温度信号；

当外部环境温度大于高温阈值时，冷膨胀控制模块向二通阀发送换热信号，二通阀在收到换热信号后执行管路切换，将冷媒换热支管接入冷媒管路使冷媒进入冷媒换热支管并在排气管换热装置中与压机排气管完成换热。

5.如权利要求4所述 的控制方法，其特征在于，还包括：

冷膨胀控制模块接收监测排气温度的排气温度传感器发出的排气温度信号：

当排气温度大于换热温度阈值时，冷膨胀控制模块向二通阀发送换热信号。

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