CN110553417B - 一种空调系统的除霜方法及空调系统 - Google Patents

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Abstract

一种空调系统及其控制方法，所述空调系统包括压缩机，四通阀，蒸发器，冷凝器，第一节流装置，压缩机通过四通阀与冷凝器，第一节流装置，蒸发器组成第一回路；压缩机通过流体控制阀与融霜换热器，第二节流装置，辅助换热器组成第二回路；其中融霜换热器可通过热传导的方式将自身的热量传递给冷凝器，实现冷凝器化霜。本发明采用相对独立的化霜系统，只需要在现有机型上稍加改动，就可以降低冷凝器结霜概率，即使结霜也可以实现化霜时室内机连续制热，不停机。

Description

一种空调系统的除霜方法及空调系统
技术领域
本发明涉及一种空调系统及其控制方法，具体而言，涉及一种空调系统及其化霜控制方法。
背景技术
现有技术中，当空调系统尤其是热泵空调系统制热时，容易出现结霜，空调系统化霜时，采用四通阀即四通换向阀换向的方式实现化霜。此时，需要空调系统停止制热，运行制冷，此时会导致用户体验感差。
综上，需要提出一种可以连续制热的空调系统及其控制方法。公开号为CN108131858A的专利文献，其中通过在室内机设置两个蒸发器实现化霜，化霜时，一个蒸发器参与化霜，另一个正常制热。考虑到室内机、风道、蒸发器设计和风机的选用，该方案实现难度大、成本较高；公开号为CN106524399A的专利文献则是通过设置多个冷凝器，利用旁通阀使所需冷凝器化霜时，其他冷凝器充当蒸发器来化霜，与上一个专利文献原理一致，设置额外换热器代替蒸发器参与化霜，该方案也存在实现难度大、成本较高的问题。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种相对独立的化霜系统，只需要在现有空调系统上稍加改动，就可以降低冷凝器结霜概率，即使结霜也可以实现化霜时室内机连续制热，不停机。具体地：
一种空调系统，包括压缩机，四通阀，蒸发器，冷凝器，第一节流装置，压缩机通过四通阀与冷凝器，第一节流装置，蒸发器组成第一回路；
压缩机通过流体控制阀与融霜换热器，第二节流装置，辅助换热器组成第二回路；
其中融霜换热器可通过热传导的方式将自身的热量传递给冷凝器。
优选地，流体控制阀包括第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀分别设置在压缩机的排气口和吸气口处。
优选地，融霜换热器与冷凝器采用直接接触的方式换热。
优选地，流体控制阀为电磁阀。
另外本发明还提供一种如本发明所述的空调系统的除霜方法，包括如下步骤：S01：空调系统开始制热运行；
S02：当满足预设条件时，进行除霜控制，除霜控制时，打开流体控制阀，压缩机排气口排出的工质经融霜换热器将热量传给冷凝器结霜部位，实现化霜。
优选地，步骤S02中当满足预设条件时，进行除霜控制；具体的为：
当空调系统处于：外环温度Tw≤第一预设温度且冷凝器的温度Tc≤第二预设温度的状态，且上述状态维持超过第一预设时间时；
接下来空调系统在第二预设时间内满足下列条件1)-6)时，进行除霜控制；其中的条件1)-6)具体为：
1)丨△T内环温度丨≤第一预设温差；
2)△T内管温度＜第二预设温差；
3)丨△T外环温度丨≤第三预设温差；
4)△T排气温度＜第四预设温差；
5)△T外管温度＜第五预设温差；
6)室内机的风机和室外机的风机转速未发生变化；
其中，丨△T内环温度丨为第二预设时间末的内环温度减去第二预设时间初的内环温度的绝对值；
△T内管温度为第二预设时间末的内管温度减去第二预设时间初的内管温度的值，其中内管温度为蒸发器温度；
丨△T外环温度丨为第二预设时间末的外环温度减去第二预设时间初的外环温度的绝对值；
△T排气温度为第二预设时间末的压缩机的排气温度减去第二预设时间初的压缩机的排气温度的值；
△T外管温度为第二预设时间末的外管温度减去第二预设时间初的外管温度的值，其中外管温度为冷凝器温度。
优选地，第一预设时间为30min,第二预设时间为10min。
优选地，第一预设温度为0℃，第二预设温度为-5℃。
优选地，第一预设温差为2℃；第二预设温差为-3℃；第三预设温差为2℃；第四预设温差为-3℃；第五预设温差为-2℃。
优选地，步骤S02后还包括步骤S03：除霜控制开始后，当外管温度≥第三预设温度时，且持续超过第三预设时间后，关闭第一、第二控制阀，除霜控制结束。
优选地，第三预设温度为2℃，第三预设时间为15min。
优选地，步骤S03后还包括步骤S04：除霜控制结束后，返回到步骤S02。
本发明通过设置相对独立的化霜系统，可以降低冷凝器结霜概率；即使结霜也可以实现化霜时室内机连续制热，不停机。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明的空调系统的流路系统示意图。
图2本发明的空调系统的控制流程示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种结构，但这些结构不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一结构与另一结构。因此，下文论述的第一结构可称为第二结构而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。
本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。
下面结合附图1，2对本发明中的具体实施方式的内容进行详细描述：
一种空调系统，包括压缩机，四通阀，蒸发器，冷凝器，第一节流装置，压缩机通过四通阀与冷凝器，第一节流装置，蒸发器组成第一回路；
压缩机通过流体控制阀与融霜换热器，第二节流装置，辅助换热器组成第二回路；
其中融霜换热器可通过热传导的方式将自身的热量传递给冷凝器。
优选地，流体控制阀包括第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀分别设置在压缩机的排气口和吸气口处。
优选地，融霜换热器与冷凝器采用直接接触的方式换热。
优选地，流体控制阀为电磁阀。
另外本发明还提供一种如本发明所述的空调系统的除霜方法，包括如下步骤：S01：空调系统开始制热运行；
S02：当满足预设条件时，进行除霜控制，除霜控制时，打开流体控制阀，压缩机排气口排出的工质经融霜换热器将热量传给冷凝器结霜部位，实现化霜。
优选地，步骤S02中当满足预设条件时，进行除霜控制；具体的为：
当空调系统处于：外环温度Tw≤第一预设温度且冷凝器的温度Tc≤第二预设温度的状态，且上述状态维持超过第一预设时间时；
接下来空调系统在第二预设时间内满足下列条件1)-6)时，进行除霜控制；其中的条件1)-6)具体为：
1)丨△T内环温度丨≤第一预设温差；
2)△T内管温度＜第二预设温差；
3)丨△T外环温度丨≤第三预设温差；
4)△T排气温度＜第四预设温差；
5)△T外管温度＜第五预设温差；
6)室内机的风机和室外机的风机转速未发生变化；
其中，丨△T内环温度丨为第二预设时间末的内环温度减去第二预设时间初的内环温度的绝对值；
△T内管温度为第二预设时间末的内管温度减去第二预设时间初的内管温度的值，其中内管温度为蒸发器温度；
丨△T外环温度丨为第二预设时间末的外环温度减去第二预设时间初的外环温度的绝对值；
△T排气温度为第二预设时间末的压缩机的排气温度减去第二预设时间初的压缩机的排气温度的值；
△T外管温度为第二预设时间末的外管温度减去第二预设时间初的外管温度的值，其中外管温度为冷凝器温度。
优选地，第一预设时间为30min,第二预设时间为10min。
优选地，第一预设温度为0℃，第二预设温度为-5℃。
优选地，第一预设温差为2℃；第二预设温差为-3℃；第三预设温差为2℃；第四预设温差为-3℃；第五预设温差为-2℃。
优选地，步骤S02后还包括步骤S03：除霜控制开始后，当外管温度≥第三预设温度时，且持续超过第三预设时间后，关闭第一、第二控制阀，除霜控制结束。
优选地，第三预设温度为2℃，第三预设时间为15min。
优选地，步骤S03后还包括步骤S04：除霜控制结束后，返回到步骤S02。
下面对本发明的原理和过程作一描述：
如图1，2所示，本发明通过独立设置的融霜即化霜系统，在空调系统判断需要进入化霜时，打开流体控制阀，使高温气体去给冷凝器结霜部位化霜，而室内机此时仍在制热。
通过独立设置的融霜系统，结合内外环和空调系统状态，判断在冷凝器即将开始结霜时，开启融霜系统，使得我们的冷凝器温度升高，维持在不会结霜的状态。通过很少的热量，维持冷凝器的不结霜状态。众所周知，结霜越严重，制热能力越差，这是个恶性循环。所以，最好的状态是，永远不让冷凝器结霜，化霜是恶劣的情况。
在原有的空调四大件基础上，增加了第一控制阀和第二控制阀，辅助换热器和融霜换热器和第二节流装置。所有增加的配置均位于室外侧，不影响室内侧空调装置。其中融霜换热器与冷凝器的底部(或者最易结霜位置，冷凝器形态不同，最易结霜位置不同)直接接触换热，辅助换热器不与冷凝器接触，但其冷热源可与冷凝器相同。可选地，融霜换热器与冷凝器最包括但不限于采用缠绕等多种方式使两者直接接触换热。而辅助换热器与冷凝器并列，不接触，共用风机，与室外空气换热。
当空调系统制热需要化霜时，四通阀维持制热状态，第一、第二控制阀处于打开状态，从压缩机里出来的高温高压的工质去给冷凝器结霜部分进行换热化霜，经过第二节流装置后去辅助换热器蒸发吸热，再回到压缩机完成一个循环。由于整个过程中四通阀没有切换，所以室内机仍然处于制热状态，实现化霜不停机连续制热。
如图2所示：空调系统包括信息处理模块，用于处理有关外环温度、外管温度、内环温度、内管温度、排气温度的相关信息，并控制第一控制阀，第二控制阀的状态，其中第一控制阀可为第一电磁阀，第二控制阀可为第二电磁阀。
其中，外环温度为室外环境温度，内环温度为室内环境温度，外管温度为冷凝器温度，优选为冷凝器中间温度，内管温度为蒸发器温度，优选为蒸发器中间温度，排气温度为压缩机的排气口的温度。
具体控制方式为：空调系统制热运行；
当空调系统处于：外环温度≤0℃，外管温度≤-5℃的状态，且该状态维持超过30min时；
接下来10min内满足下列条件，打开第一控制阀和第二控制阀进行化霜：
1)丨△T内环温度丨≤2℃；
2)△T内管温度＜-3℃；
3)丨△T外环温度丨≤2℃；
4)△T排气温度＜-3℃；
5)△T外管温度＜-2℃；
6)室内机的风机和室外机的风机转速未发生变化；
其中，丨△T内环温度丨为第二预设时间末的内环温度减去第二预设时间初的内环温度的绝对值；
△T内管温度为第二预设时间末的内管温度减去第二预设时间初的内管温度的值；
丨△T外环温度丨为第二预设时间末的外环温度减去第二预设时间初的外环温度的绝对值；
△T排气温度为第二预设时间末的压缩机排气温度减去第二预设时间初的压缩机排气温度的值；
△T外管温度为第二预设时间末的外管温度减去第二预设时间初的外管温度的值。
当外管温度≥2℃，该状态维持超过15min时，关闭第一控制阀和第二控制阀之后每10min检测一遍条件1)到6)，满足则打开第一控制阀和第二控制阀。
本发明通过设置相对独立的化霜系统，可以降低冷凝器结霜概率；即使结霜也可以实现化霜时室内机连续制热，不停机，提高用户体验感。
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (11)

1.一种空调系统的除霜方法，其特征在于：所述空调系统，包括压缩机，四通阀，蒸发器，冷凝器，第一节流装置，压缩机通过四通阀与冷凝器，第一节流装置，蒸发器组成第一回路；压缩机通过流体控制阀与融霜换热器，第二节流装置，辅助换热器组成第二回路；其中融霜换热器能够通过热传导的方式将自身的热量传递给冷凝器；
所述的除霜方法包括如下步骤：S01：空调系统开始制热运行；
S02：当满足预设条件时，进行除霜控制，除霜控制时，打开流体控制阀，压缩机排气口排出的工质经融霜换热器将热量传给冷凝器结霜部位，实现化霜；
其中，步骤S02中当满足预设条件时，进行除霜控制；具体的为：
当空调系统处于：外环温度Tw≤第一预设温度且冷凝器的温度Tc≤第二预设温度的状态，且上述状态维持超过第一预设时间时；
接下来空调系统在第二预设时间内满足下列条件1)-6)时，进行除霜控制；其中的条件1)-6)具体为：
1)丨△T内环温度丨≤第一预设温差；
2)△T内管温度＜第二预设温差；
3)丨△T外环温度丨≤第三预设温差；
4)△T排气温度＜第四预设温差；
5)△T外管温度＜第五预设温差；
6)室内机的风机和室外机的风机转速未发生变化；
其中，丨△T内环温度丨为第二预设时间末的内环温度减去第二预设时间初的内环温度的绝对值；△T内管温度为第二预设时间末的内管温度减去第二预设时间初的内管温度的值，其中内管温度为蒸发器温度；丨△T外环温度丨为第二预设时间末的外环温度减去第二预设时间初的外环温度的绝对值；△T排气温度为第二预设时间末的压缩机的排气温度减去第二预设时间初的压缩机的排气温度的值；△T外管温度为第二预设时间末的外管温度减去第二预设时间初的外管温度的值，其中外管温度为冷凝器温度。
2.根据权利要求1所述的除霜方法，其特征在于：第一预设时间为30min,第二预设时间为10min。
3.根据权利要求1，2任一所述的除霜方法，其特征在于：第一预设温度为0℃，第二预设温度为-5℃。
4.根据权利要求1，2任一所述的除霜方法，其特征在于：第一预设温差为2℃，第二预设温差为-3℃，第三预设温差为2℃，第四预设温差为-3℃，第五预设温差为-2℃。
5.根据权利要求1所述的除霜方法，其特征在于：流体控制阀包括第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀分别设置在压缩机的排气口和吸气口处。
6.根据权利要求5所述的除霜方法，其特征在于：所述步骤S02后还包括步骤S03：除霜控制开始后，当外管温度≥第三预设温度时，且持续时间超过第三预设时间后，关闭第一、第二控制阀，除霜控制结束。
7.据权利要求6所述的除霜方法，其特征在于：第三预设温度为2℃，第三预设时间为15min。
8.据权利要求6或7所述的除霜方法，其特征在于：步骤S03后还包括步骤S04：除霜控制结束后，返回到步骤S02。
9.根据权利要求1所述的除霜方法，其特征在于：融霜换热器与冷凝器采用直接接触的方式换热。
10.根据权利要求1所述的除霜方法，其特征在于：流体控制阀为电磁阀。
11.一种空调系统，其特征在于：所述空调系统采用权利要求1-10任一所述的除霜方法。
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