CN109469971B - 制热控制方法及空调控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种制热控制方法及空调控制系统。制热控制方法包括：在接收到制热模式的启动指令后，控制空调系统执行制热准备操作；在执行制热准备操作之后，控制所述空调系统执行冷媒制热循环过程；其中，所述制热准备操作包括：驱动所述空调系统内的液态冷媒沿所述空调系统的冷媒制冷循环的方向流入位于所述空调系统的压缩机的吸气口上游的气液分离器。本公开实施例能够缩短低温环境下启动制热时的室内制热时长。

Description

制热控制方法及空调控制系统

技术领域

本公开涉及空调领域，尤其涉及一种制热控制方法及空调控制系统。

背景技术

对于空气源热泵来说，制热过程是指通过压缩机做功，通过冷媒从室外吸热，并将吸热后的高温高压的气态冷媒释放到室内侧，提升室内侧的温度。在现有的可变冷媒流量多联式中央空调(简称VRF多联机)产品中，一般只能在-20℃以上的工况下制热运行。在机组在低温环境下长时间(例如≥4h)停机或待机后，当有制热需求时，往往在开启制热模式后，需要花费很多时间才能达到期望的室内升温效果。

发明内容

经发明人研究发现，对于长时间低温环境(例如-20℃以下)下停机或待机的空调机组来说，其系统内的气态冷媒会在较低的环境温度作用下逐渐冷凝成液态冷媒，而现有的多联机根据工程需要往往具备长连管，这些液态冷媒主要集中在室外换热器、气液分离器、长连管和油分中。尤其是长连管越长，集中在长连管内的液态冷媒的量越多。

当开启制热模式时，压缩机需要对这些低温液态冷媒加热，但这些液态冷媒主要集中的位置距离压缩机较远，因此压缩机每次循环吸收的冷媒较少，因此需要较多的循环次数才能完成冷媒加热的过程。而在这个过程中，压缩机的能量不能及时地用于室内温度的提升，因此才使得室内制热时间过长。

有鉴于此，本公开实施例提供一种制热控制方法及空调控制系统，能够缩短低温环境下启动制热时的室内制热时长。

在本公开的一个方面，提供一种制热控制方法，包括：

在接收到制热模式的启动指令后，控制空调系统执行制热准备操作；

在执行制热准备操作之后，控制所述空调系统执行冷媒制热循环过程；

其中，所述制热准备操作包括：

驱动所述空调系统内的液态冷媒沿所述空调系统的冷媒制冷循环的方向流入位于所述空调系统的压缩机的吸气口上游的气液分离器。

在一些实施例中，在控制空调系统执行制热准备操作之前，还包括判断所述空调系统是否在环境温度低于预设温度的状态下，停机时间或待机时间不低于预设时长的操作；

如果所述空调系统的停机时间或待机时间不低于预设时长，则控制所述空调系统执行所述制热准备操作，否则控制所述空调系统执行冷媒制热循环过程。

在一些实施例中，所述预设温度为-10～-25℃。

在一些实施例中，驱动液态冷媒的操作包括：

增压过程：积累所述压缩机的排气口一侧的压力；

冲击过程：通过积累的压力将所述空调系统的室外换热器、室内换热器和/或位于所述室外换热器和所述室内换热器之间的长连管内的液态冷媒沿所述空调系统的冷媒制冷循环的方向冲击到所述气液分离器。

在一些实施例中，所述增压过程包括：

运行所述压缩机，使所述空调系统的四通阀处于连通所述压缩机和所述室外换热器的状态，并关闭设置在所述室外换热器与所述空调系统的液侧长连管之间的制热控制阀，或者调低所述制热控制阀的开度。

在一些实施例中，所述增压过程还包括：

通过设置在所述压缩机的排气口的压力传感器检测排气口一侧的压力，并根据所述压力在预设时长内对应的预设阈值范围的变化记录增压次数；

当所述增压次数达到设定值时，触发所述冲击过程。

在一些实施例中，所述增压过程还包括：

通过设置在所述压缩机的排气口的压力传感器检测排气口一侧的压力，并在所述压力达到预设压力阈值时，触发所述冲击过程。

在一些实施例中，在驱动液态冷媒的过程中，使所述室外换热器的风机和所述空调系统的室内换热器的风机处于停止状态。

在一些实施例中，所述冲击过程包括：

使所述空调系统的四通阀处于连通所述压缩机和所述室外换热器状态；

开启设置在所述室外换热器与所述空调系统的液侧长连管之间的制热控制阀，或者将所述制热控制阀的开度调至最大，并使所述液侧长连管与所述室内换热器之间的内机控制阀处于开启状态，或者使所述内机控制阀的开度处于最大状态，以便所述增压过程积累的压力将液态冷媒冲击到所述气液分离器。

在一些实施例中，在所述增压过程中，将所述压缩机的运行频率设置为第一频率，并在所述冲击过程中，将所述压缩机的运行频率设置为第二频率，所述第二频率高于所述第一频率。

在本公开的另一个方面，提供一种制热控制系统，包括：

空调系统，包括压缩机、室外换热器、室内换热器和位于所述压缩机的吸气口上游的气液分离器；和

控制装置，用于对所述空调系统执行前述的制热控制方法。

在一些实施例中，所述控制装置独立于所述空调系统或者位于所述空调系统内。

在一些实施例中，所述空调系统包括多联式中央空调。

因此，根据本公开实施例，在启动制热模式时，通过控制空调系统执行制热准备操作，驱动空调系统内的液态冷媒沿制冷循环方向流入压缩机吸气口上游的气液分离器，再切换回制热循环过程。通过制热准备操作，可使得空调系统内冷凝的液态冷媒流动到距离压缩机吸气口较近的位置，以便压缩机能够在制热循环时吸入更多冷媒，并通过压缩机的能量尽快完成液态冷媒的加热，缩短加热冷媒所占用的制热时间。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开制热控制方法的一些实施例所适用的空调系统实例的原理示意图；

图2是根据本公开制热控制方法的一些实施例的流程示意图；

图3是根据本公开制热控制方法的另一些实施例的流程示意图；

图4是根据本公开制热控制方法的又一些实施例的流程示意图；

图5是根据本公开制冷控制系统的一些实施例的方框示意图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1所示，是根据本公开制热控制方法的一些实施例所适用的空调系统实例的原理示意图。在图1中，空调系统包括压缩机11、室外换热器12、室内换热器13和气液分离器14。在室外换热器12和市内换热器13之间可以设有液侧长连管19a。当空调系统处于低温环境下较长时间时，气态冷媒会逐渐冷凝成液态冷媒，并可能集中在室外换热器12、室内换热器13以及室外换热器12与室内换热器13之间的管路(例如液态长连管19a)中。

在图1中，空调系统还可以包括对应于室外换热器12的制热控制阀17a、对应于室内换热器13的内机控制阀17b、用于切换制冷和制热循环的四通阀18、用于分离冷媒和润滑油的油分离器15以及连接在四通阀18和室内换热器13之间的气侧长连管19b等。冷凝的液态冷媒也可能集中在油分离器15以及气侧长连管19b内。制热控制阀17a和内机控制阀17b可采用开度可调的电子膨胀阀，也可以采用其它形式的阀门。另外，在图1中还包括过滤器、过冷器、阀门等，这里就不赘述了。

参考图1所示的空调系统实例，下面对本公开的制热控制方法实施例进行说明。

如图2所示，是根据本公开制热控制方法的一些实施例的流程示意图。在图2的方法实施例中，制热控制方法包括步骤100-步骤500。在步骤100中，接收制热模式的启动指令。制热模式的启动指令可以由用户通过操作遥控器、手操器或者空调控制面板发出，也可由远程的控制平台发出。该启动指令也可以基于预设程序生成。该启动指令的接收方可以为空调系统自身的控制器，也可以为独立于空调系统的远程控制平台。

在步骤300中，接收到启动指令的控制器或者远程控制平台可控制空调系统执行制热准备操作。这里的制热准备操作包括：驱动所述空调系统内的液态冷媒沿所述空调系统的冷媒制冷循环的方向流入位于所述空调系统的压缩机的吸气口上游的气液分离器。例如，当液态冷媒集中在图1中空调系统的室外换热器12、室内换热器13、油分离器15、液侧长连管19a和/或气侧长连管19b时，可驱动这些液态冷媒流入气液分离器14，该气液分离器14位于压缩机11的吸气口上游，比较临近于压缩机11。因此，当液态冷媒流入到气液分离器14时，可使气液分离器14内的冷媒量增加，改善液态冷媒分布在空调系统中距离压缩机11的吸气口较远的其它器件的状况。

在步骤500中，在执行制热准备操作之后，控制器或者远程控制平台可控制所述空调系统执行常规的冷媒制热循环过程。由于制热准备操作已将更多的冷媒集中到气液分离器14内，因此当执行常规的冷媒制热循环时，压缩机11可以从气液分离器14中大量的吸入冷媒，并通过压缩机11的能量对这些冷媒进行加热，而无需较多的循环次数进行冷媒加热，这样压缩机的能量就能够尽早地用于室内温度的提升，从而缩短室内制热时间，提高室内用户的使用舒适度。

考虑到液态冷媒的冷凝集中主要发生于空调系统在长时间的低温环境下停机或待机的情形，而当空调系统停机或待机时间较短，或者环境温度不是很低时，空调系统内的液态冷媒的冷凝集中可能不太严重，因此为了节省制热时间，可考虑直接进入制热循环。

如图3所示，根据本公开制热控制方法的另一些实施例的流程示意图。参考图3，在一些实施例中，可以在步骤300之前，进一步包括步骤200。在步骤200中，控制器或控制平台可判断所述空调系统是否在环境温度低于预设温度的状态下，停机时间或待机时间不低于预设时长的操作。如果所述空调系统的停机时间或待机时间不低于预设时长，则执行步骤300，即控制所述空调系统执行所述制热准备操作，否则执行步骤500，即控制所述空调系统执行冷媒制热循环过程。

在步骤200中，预设温度的取值可根据冷媒类型等因素确定，例如取值为-10～-25℃。而预设时长的取值则可根据空调系统的类型和构造、环境温度、冷媒类型等因素确定，例如取值为4小时。

为了在制热准备时驱动液态冷媒按照冷媒制冷循环的方向流动，可采用各种实现方式，图3实施例则提供一种可行的驱动液态冷媒的实现方式。

参考图3，在一些实施例中，步骤300可进一步包括步骤310和步骤320。在步骤310中实现增压过程，即积累所述压缩机的排气口一侧的压力。在步骤320中实现冲击过程，即通过积累的压力将室外换热器12、室内换热器13和/或位于所述室外换热器12和所述室内换热器13之间的长连管内的液态冷媒沿冷媒制冷循环的方向冲击到所述气液分离器14。

为了积累该侧的压力，可通过增加排气口一侧的气态冷媒量来实现。例如，在增压过程中控制图1中的压缩机11运行，使其从排气口排出气态冷媒。并且，控制四通阀保持或切换到连通所述压缩机11和所述室外换热器12的状态，以便使压缩机11的排气口排出的气态冷媒按照制冷循环的方向流向室外换热器12。为了尽快积累排气口一侧的压力，可关闭设置在所述室外换热器12与液侧长连管19a之间的制热控制阀17a，或者调低所述制热控制阀17a的开度。这样随着制热控制阀17a之前的气态冷媒量的增加，逐渐地积累起较高的压力。

为了使增压过程更加可控，在一些实施例中，可通过设置在所述压缩机11的排气口的压力传感器16检测排气口一侧的压力。控制器或控制平台可根据该位置的压力大小或者压力变化的程度及时触发步骤320的冲击过程。

举例来说，预先设定多个压力的阈值范围，包括第一压力阈值范围(Ph<P0＝1.0MPa)、第二压力阈值范围(Ph>＝P0＝1.0MPa，且Ph<P1＝3.0MPa)和第三压力阈值范围(Ph>＝P1＝3.0MPa)。在其它实施例中，也可以设置更多或更少的压力阈值范围。控制器或控制平台可根据所述压力在预设时长内对应的预设阈值范围的变化记录增压次数。当所述增压次数达到设定值时，触发所述冲击过程。例如，增压次数的设定值为2，当压力值从第一压力阈值范围进入第二压力阈值范围时，记录第一次增压状态。当压力值从第二压力阈值范围进入第三压力阈值范围时，记录第二次增压状态。此时由于增压次数已经达到2次，因此触发步骤320的冲击过程。

在另一些实施例中，可预先设定压力阈值(例如3.0MPa)。通过设置在所述压缩机11的排气口的压力传感器16检测排气口一侧的压力，当所述压力达到预设压力阈值时，控制器或控制平台触发所述冲击过程。

在压缩机11的排气口一侧积累压力后，可触发步骤320中的冲击过程。具体来说，在冲击过程中，可先使四通阀18处于连通所述压缩机11和所述室外换热器12的状态，并开启设置在所述室外换热器12与液侧长连管19a之间的制热控制阀17a(或者将所述制热控制阀的开度调至最大)，同时使所述液侧长连管19a与所述室内换热器13之间的内机控制阀17b处于开启状态(或者使所述内机控制阀的开度处于最大状态)，以便所述增压过程积累的压力将液态冷媒冲击到所述气液分离器14。对于多联机来说，如果有多个内机控制阀17b，则在冲击过程中，将多个内机控制阀17b均开启或者调整到最大开度。

此时，压缩机11的排气口一侧所积累的压力能够推动着室外换热器12、液侧长连管19a、室内换热器13以及其它存有液态冷媒的器件中的液态冷媒沿着冷媒制冷循环的方向流动，并流到气液分离器14中。参考图1，在冷媒制冷循环中，冷媒流向为压缩机11→油分离器15→四通阀18→室外换热器12→制热控制阀17a→液侧长连管19a→内机控制阀17b→室内换热器13→气侧长连管19b→四通阀18→气液分离器14→压缩机11。

另外，对于空调系统中设有图1所示的过冷器及过冷器控制阀时，在增压过程中，可将过冷器控制阀关闭或调整到最小开度，以免影响压力冲击效果。

在增压过程中，还可以将所述压缩机的运行频率设置为第一频率(例如80～100Hz)，并在所述冲击过程中，将所述压缩机的运行频率设置为第二频率(例如100～120Hz)，所述第二频率高于所述第一频率。这样增压时可通过低频运行来降低压缩机的电机负荷，以避免电流过大而导致的保护措施(例如停机等)，而在释放压力进行冲击时，提高压缩机的运行频率可确保压力冲击效果。另外在驱动液态冷媒的过程中，可以使室外换热器12的风机和室内换热器13的风机处于停止状态，这样可有效地节省能源消耗。

在上述制冷准备操作之后，控制器或者远程控制平台可将四通阀18可切换为使压缩机11的排气口经油分离器15和气侧长连管19b与室内换热器13连通，从而使空调系统执行常规的冷媒制热循环过程。在这个过程中，制热控制阀17a和内机控制阀17b可按照吸气过热度进行开度控制，压缩机11的运行频率等可根据负载等因素进行调整。

如图5所示，是根据本公开制冷控制系统的一些实施例的方框示意图。参考前述各个制冷控制方法，本实施例的制冷控制系统可包括空调系统10和控制装置20。空调系统10可包括压缩机、室外换热器、室内换热器和位于所述压缩机的吸气口上游的气液分离器。控制装置20可用于对空调系统10执行前述任一种的制热控制方法实施例。空调系统10可以采用但不限于图1所示的空调系统实例。控制装置20可独立于所述空调系统，例如控制装置20包括集中式或分布式的远程控制平台。控制装置20也可以位于所述空调系统10内，例如控制装置20包括空调系统10内的一个或多个控制器。

上述制热控制系统及方法可适用于各类空调系统，尤其适用于因室内换热器较多、配管较长而导致长连管容易集中存有过多液态冷媒问题的多联式中央空调。通过本公开的制热控制方案，可以有效地改善多联式中央空调的制热效果，提升人们的使用舒适度。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种制热控制方法，其特征在于，包括：

在接收到制热模式的启动指令后，控制空调系统执行制热准备操作；

在执行制热准备操作之后，控制所述空调系统执行冷媒制热循环过程；

其中，所述制热准备操作包括：

驱动所述空调系统内的液态冷媒沿所述空调系统的冷媒制冷循环的方向流入位于所述空调系统的压缩机的吸气口上游的气液分离器；

驱动液态冷媒的操作包括：

增压过程：积累所述压缩机的排气口一侧的压力；

冲击过程：通过积累的压力将所述空调系统的室外换热器、室内换热器和/或位于所述室外换热器和所述室内换热器之间的长连管内的液态冷媒沿所述空调系统的冷媒制冷循环的方向冲击到所述气液分离器。

2.根据权利要求1所述的制热控制方法，其特征在于，在控制空调系统执行制热准备操作之前，还包括判断所述空调系统是否在环境温度低于预设温度的状态下，停机时间或待机时间不低于预设时长的操作；

如果所述空调系统的停机时间或待机时间不低于预设时长，则控制所述空调系统执行所述制热准备操作，否则控制所述空调系统执行冷媒制热循环过程。

3.根据权利要求2所述的制热控制方法，其特征在于，所述预设温度为-10～-25℃。

4.根据权利要求1所述的制热控制方法，其特征在于，所述增压过程包括：

运行所述压缩机，使所述空调系统的四通阀处于连通所述压缩机和所述室外换热器的状态，并关闭设置在所述室外换热器与所述空调系统的液侧长连管之间的制热控制阀，或者调低所述制热控制阀的开度。

5.根据权利要求4所述的制热控制方法，其特征在于，所述增压过程还包括：

通过设置在所述压缩机的排气口的压力传感器检测排气口一侧的压力，并根据所述压力在预设时长内对应的预设阈值范围的变化记录增压次数；

当所述增压次数达到设定值时，触发所述冲击过程。

6.根据权利要求4所述的制热控制方法，其特征在于，所述增压过程还包括：

通过设置在所述压缩机的排气口的压力传感器检测排气口一侧的压力，并在所述压力达到预设压力阈值时，触发所述冲击过程。

7.根据权利要求1所述的制热控制方法，其特征在于，在驱动液态冷媒的过程中，使所述室外换热器的风机和所述空调系统的室内换热器的风机处于停止状态。

8.根据权利要求1所述的制热控制方法，其特征在于，所述冲击过程包括：

使所述空调系统的四通阀处于连通所述压缩机和所述室外换热器状态；

开启设置在所述室外换热器与所述空调系统的液侧长连管之间的制热控制阀，或者将所述制热控制阀的开度调至最大，并使所述液侧长连管与所述室内换热器之间的内机控制阀处于开启状态，或者使所述内机控制阀的开度处于最大状态，以便所述增压过程积累的压力将液态冷媒冲击到所述气液分离器。

9.根据权利要求1所述的制热控制方法，其特征在于，在所述增压过程中，将所述压缩机的运行频率设置为第一频率，并在所述冲击过程中，将所述压缩机的运行频率设置为第二频率，所述第二频率高于所述第一频率。

10.一种制热控制系统，其特征在于，包括：

空调系统，包括压缩机、室外换热器、室内换热器和位于所述压缩机的吸气口上游的气液分离器；和

控制装置，用于对所述空调系统执行权利要求1～9任一所述的制热控制方法。

11.根据权利要求10所述的制热控制系统，其特征在于，所述控制装置独立于所述空调系统或者位于所述空调系统内。

12.根据权利要求10所述的制热控制系统，其特征在于，所述空调系统包括多联式中央空调。

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