CN111649394B - 空调器及其除霜控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种空调器及其除霜控制方法。该空调器包括室内进风口(1)、室内换热器(2)、室内风机(3)和辅助加热器(4)，辅助加热器(4)位于室内进风口(1)与室内换热器(2)之间，且辅助加热器(4)罩设在室内换热器(2)外，空调器处于除霜模式时，辅助加热器(4)用于对经进风口进入室内换热器(2)的空气进行加热。根据本申请的空调器，能够在室外换热器除霜过程中避免制冷剂在室内吸热导致室内温度下降，降低用户舒适度的问题。

Description

空调器及其除霜控制方法
技术领域
本申请涉及空气调节技术领域，具体涉及一种空调器及其除霜控制方法。
背景技术
现在的家用空调均是通过制冷剂的循环来实现制冷或制热，随着空调开机启动，制冷剂开始在空调系统内部循环。制冷工况时，内机换热器的低温低压冷媒从室内吸收热量；制热工况时，内机换热器里的高温高压冷媒则向室内释放热量。
制热工况时，内机换热器里的高温高压冷媒则向室内释放热量，当空调较长时间制热时，室外机的换热器上将会产生霜层，严重影响室外机的换热器的换热效率，也严重影响了空调的制热效果，无形中浪费大量的电能。
为了除去空调在制热时室外机的换热器上产生的冰霜，空调往往在室外机的换热器达到一定条件时，就开始除霜。除霜结束后，空调才能继续正常运行。现有的家用空调除霜方法是将空调模式由制热模式切换成制冷模式，通过高温高压的制冷剂进入冷凝器放热除霜，或者在保持制热模式下不变，减少对室内供热量，较高温的制冷剂进入冷凝器除霜。
现有的家用空调，空调在切换成制冷模式下的除霜方法，是在使空调进行制冷状态下，高温高压的制冷剂进入室外机换热器进行除霜，这种除霜方法会使低温低压的制冷剂液体进入室内机换热器蒸发吸热，导致室内温度有所下降。一般家用空调使用制冷模式除霜，室内机的贯流风机会停转，但是也无法避免制冷剂在室内吸热导致室内温度下降的结果，室内温度下降则会导致用户的舒适度降低。
发明内容
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种空调器及其除霜控制方法，能够在室外换热器除霜过程中避免制冷剂在室内吸热导致室内温度下降，降低用户舒适度的问题。
为了解决上述问题，本申请提供一种空调器，包括室内进风口、室内换热器、室内风机和辅助加热器，辅助加热器位于室内进风口与室内换热器之间，且辅助加热器罩设在室内换热器外，空调器处于除霜模式时，辅助加热器用于对经进风口进入室内换热器的空气进行加热。
优选地，辅助加热器能够让开室内进风口或者阻挡在空气由室内进风口进入室内换热器的路径上。
优选地，辅助加热器为网状结构。
优选地，辅助加热器采用PTC材料、电阻丝材料、碳纤维材料或者石墨材料制成。
优选地，空调器还包括过滤网，过滤网设置在室内进风口处，辅助加热器设置在室内进风口与过滤网之间或者辅助加热器设置在过滤网与室内换热器之间。
根据本申请的另一方面，提供了一种上述的空调器的除霜控制方法，辅助加热器为电加热器，除霜控制方法包括：
获取空调器的运行模式；
当空调器处于除霜模式时，打开电加热器；
检测室内换热器的管温，根据室内换热器的管温调整室内风机的转速和/或电加热器的功率。
优选地，检测室内换热器的管温，根据室内换热器的管温调整室内风机的转速和/或电加热器的功率的步骤之前还包括：
获取设定的除霜时长；
判断当前除霜时长是否大于设定的除霜时长；
若当前除霜时长大于设定的除霜时长，则进入检测室内换热器的管温的步骤。
优选地，检测室内换热器的管温，根据室内换热器的管温调整室内风机的转速和/或电加热器的功率的步骤包括：
当检测到室内换热器的管温T2≤TN≤T1时，控制室内风机的转速降至R1。
优选地，检测室内换热器的管温，根据室内换热器的管温调整室内风机的转速和/或电加热器的功率的步骤还包括：
当检测到室内换热器的管温T3≤TN＜T2时，控制室内风机的转速降至R2，其中R1＞R2。
优选地，检测室内换热器的管温，根据室内换热器的管温调整室内风机的转速和/或电加热器的功率的步骤还包括：
当检测到室内换热器的管温T4≤TN＜T3时，控制电加热器的功率升为W1。
优选地，检测室内换热器的管温，根据室内换热器的管温调整室内风机的转速和/或电加热器的功率的步骤还包括：
当检测到室内换热器的管温T5≤TN＜T4时，控制电加热器的功率升为W2，其中W1＜W2。
优选地，检测室内换热器的管温，根据室内换热器的管温调整室内风机的转速和/或电加热器的功率的步骤还包括：
当检测到室内换热器的管温TN＜T5时，控制电加热器的功率升为W3，其中W2＜W3。
优选地，检测室内换热器的管温，根据室内换热器的管温调整室内风机的转速和/或电加热器的功率的步骤包括：
当检测到室内换热器的管温TN≤T6时，降低内风机转速的同时，升高电辅热功率。
优选地，控制方法还包括：
检测空调器是否处于室内换热器自清洁模式；
当空调器处于室内换热器自清洁模式时，检测室内换热器是否进入烘干阶段；
当室内换热器进入烘干阶段，打开电加热器，对进风空气进行加热，利用加热后的空气烘干室内换热器。
本申请提供的空调器，包括室内进风口、室内换热器、室内风机和辅助加热器，辅助加热器位于室内进风口与室内换热器之间，且辅助加热器罩设在室内换热器外，空调器处于除霜模式时，辅助加热器用于对经进风口进入室内换热器的空气进行加热。该空调器将辅助加热器设置在室内进风口与室内换热器之间，因此在进行室外换热器的除霜时，可以打开辅助加热器对室内进风口流向室内换热器的空气进行加热，并且根据需要对室内风机的转速进行调节，由于辅助加热器能够对室内持续供热，因此室内的温度也不会明显下降，因此有效避免了室外换热器除霜过程中室内温度降低，影响用户舒适性的问题。
附图说明
图1为本申请实施例的空调器的结构原理图；
图2为本申请第一实施例的空调器的室内机剖视结构示意图；
图3为图2的室内机的顶视图；
图4为本申请第二实施例的空调器的室内机剖视结构示意图；
图5为本申请实施例的空调器的除霜控制原理图；
图6为本申请实施例的空调器的除霜流程图。
附图标记表示为：
1、室内进风口；2、室内换热器；3、室内风机；4、辅助加热器；5、过滤网；6、节流阀；7、压缩机、8、室外换热器；9、四通阀；10、气液分离器。
具体实施方式
结合参见图1至图6所示，根据本申请的实施例，空调器包括室内机和室外机，室内机包括室内进风口1、室内换热器2、室内风机3和辅助加热器4，室外机包括压缩机7、室外换热器8、四通阀9、气液分离器10和节流阀6。
辅助加热器4位于室内进风口1与室内换热器2之间，且辅助加热器4罩设在室内换热器2外，空调器处于除霜模式时，辅助加热器4用于对经进风口进入室内换热器2的空气进行加热。
该空调器将辅助加热器4设置在室内进风口1与室内换热器2之间，因此在进行室外换热器8的除霜时，可以打开辅助加热器4对室内进风口1流向室内换热器2的空气进行加热，并且根据需要对室内风机3的转速进行调节，由于辅助加热器4能够对室内持续供热，因此室内的温度也不会下降，有效避免了室外换热器8除霜过程中室内温度降低，影响用户舒适性的问题。
在采用本申请的空调器进行除霜控制时，可以在制热模式下利用辅助加热器4配合室内换热器2实现室外换热器8的除霜，也可以在制冷模式下利用辅助加热器4配合室内换热器2实现室外换热器8的除霜。
在制热模式下利用辅助加热器4配合室内换热器2实现室外换热器8的除霜时，高温高压的制冷剂从压缩机7出来进入室内换热器2，室内风机3转速稍降或不降低，室内进风口1处的辅助加热器4开启，辅助加热器4温度升高，由于辅助加热器4处于室内进风口1处，空气进风经过辅助加热器4首先被加热温度升高，被加热后的空气再经过室内换热器2，因空气温度升高，因此这部分空气经过室内换热器2时，对进入室内换热器2的高温制冷剂不吸热或吸热量很少，保证了进入室内换热器2进出口的制冷剂温差和焓差很小。从室内换热器2出来的高温制冷剂经过此时开度设为较大或最大的节流阀6，几乎没有经过节流的高温制冷剂进入室外换热器8对室外换热器8除霜。由于进入室外机的制冷剂温度高焓值高，所以除霜过程更快，除霜更彻底，效果更好。上述的节流阀6例如为电子膨胀阀。
辅助加热器4的启用，能够使得进入室内换热器2的高温高压的制冷剂与室内换热量因换热温差降低大幅度减少，保留大部分热量的制冷剂经过很小程度的节流后进入室外换热器8进行除霜，整个过程无需对四通阀9进行换向，压缩机7也无需停机。
在制冷模式下利用辅助加热器4配合室内换热器2实现室外换热器8的除霜时的控制过程如下：空调器在制热运行时，室外换热器8达到除霜条件，空调退出制热运行模式，压缩机7停机，四通阀9换向，空调转为制冷运行，压缩机7启动，从压缩机7出来的高温冷媒进入室外换热器8放热进行除霜，节流后进入室内换热器2蒸发对室内空气吸热。此时开启辅助加热器4，内机进风空气被辅助加热器4加热，冷媒所吸热量大部分来源于辅助加热器4，即用辅助加热器4产生的热量除霜，因进风空气加热与室内换热器2换热后温度不会下降过大，有效地保证室内温度不骤降。
辅助加热器4能够让开室内进风口1或者阻挡在空气由室内进风口1进入室内换热器2的路径上。
辅助加热器4可以采用运动结构或者是能够收展的结构，例如辅助加热器可以通过齿轮驱动机构等调节位置，在需要辅助加热器4工作时，将辅助加热器4调整至室内进风口1处，使得室内进风口1进入的空气经过辅助加热器4进行加热，从而使得热空气达到室内换热器2，避免空气对进入到室内换热器2的制冷剂吸收较大热量，影响后续的化霜。当不需要辅助加热器4工作时，可以利用驱动机构将辅助加热器4调整至一侧，从而让开室内进风口1，此时空气进入室内进风口1时，辅助加热器4不会对空气形成阻碍，能够保证空气流畅度，加大空气流量，避免产生空气流动噪音。
辅助加热器4也可以采用柔性材料支撑，从而可以形成收展结构，当需要使用辅助加热器4进行加热时，可以使得辅助加热器4展开，对从室内换热器1进入的空气进行加热，当不需要使用辅助加热器4进行加热时，可以使得辅助加热器4卷起，从而避免辅助加热器4对空气流动形成较大阻力。
优选地，辅助加热器4为网状结构，一方面可以增大空气流经辅助加热器4时与辅助加热器4之间的接触面积，提高加热效率，另一方面能够利用网格结构减小空气流经辅助加热器4时的流动阻力，加大空气流量。
辅助加热器4例如为电加热器，辅助加热器4可以采用PTC材料、电阻丝材料、碳纤维材料或者石墨材料制成。
优选地，辅助加热器4选用钛酸钡BaTiO3陶瓷PTC材料，辅助加热器4位于室内换热器2上方，进风格栅下方，在内机电路板上取电，PTC为正温度系数热敏材料，它具有电阻率随温度升高而增大的特性。由于PTC材料在室温时电阻小,在温度超过临界点时，电阻急剧增大,抑制了加热材料的继续升温，因此可以实现辅助加热器4温度的自发控制。
在其中一个实施例中，空调器还包括过滤网5，过滤网5设置在室内进风口1处，辅助加热器4设置在室内进风口1与过滤网5之间。
在另外一个实施例中，辅助加热器4设置在过滤网5与室内换热器2之间，使得辅助加热器4设置于过滤网5下方，辅助加热器4更靠近室内换热器2。辅助加热器4置于过滤网5下方可保持辅助加热器4洁净，若灰尘积累在辅助加热器4表面，则灰尘会增大换热热阻，影响换热。
辅助加热器4的形状和大小需要与室内进风口1的形状和大小相适配，从而保证经室内进风口1进入的空气能够充分流经辅助加热器4进行加热，避免未加热空气避开辅助加热器4直接达到室内换热器2处，导致室内换热器2内的制冷剂向外换热的问题。
上述的室内风机3例如为贯流风机。
结合参见图5和图6所示，根据本申请的实施例，其中辅助加热器4为电加热器，上述的空调器的除霜控制方法包括：获取空调器的运行模式；当空调器处于除霜模式时，打开电加热器，调节节流阀6的开度；检测室内换热器2的管温，根据室内换热器2的管温调整室内风机3的转速和/或电加热器的功率。
在空调器由制热模式转换为除霜模式时，压缩机7不停机，四通阀9不换向状况下，从压缩机7流出的高温高压制冷剂仍然是首先进入到室内换热器2内，由于室内空气经室内进风口1之后，会首先由电加热器加热到合适的温度，因此到达至室内换热器2处的空气温度与室内换热器2的管温相差较小，室内换热器2内的制冷剂无需向外辐射热量或者仅向室内换热器2外的空气辐射较小热量，之后就从室内换热器2流出，在此过程中，制冷剂的热能损失较小，之后在流经节流阀6时，此时节流阀6可以调至最大开度，基本不对制冷剂进行节流，因此经节流阀6之后到达室外换热器8的制冷剂仍然为高温制冷剂，使得进入室外换热器8的冷媒具有足够的热能化霜，从而保证了压缩机7不停机，四通阀9不换向情况下室外换热器8的有效除霜。
空调器在制热运行时，室外换热器8达到除霜条件，空调退出制热运行模式，压缩机7停机，四通阀9换向，空调转为制冷运行，压缩机7启动，从压缩机7出来的高温冷媒进入室外换热器8放热进行除霜，节流后进入室内换热器2蒸发对室内空气吸热。此时开启辅助加热器4，内机进风空气被辅助加热器4加热，冷媒所吸热量大部分来源于辅助加热器4，即用辅助加热器4产生的热量除霜，因进风空气加热与室内换热器2换热后温度不会下降过大，有效地保证室内温度不骤降。
由于空气经室内换热器2之后从出风口吹出时，温度仍然能够满足室内需求，因此不会降低室内温度，能够有效提高用户的使用体验。
检测室内换热器2的管温，根据室内换热器2的管温调整室内风机3的转速和/或电加热器的功率的步骤之前还包括：获取设定的除霜时长；判断当前除霜时长是否大于设定的除霜时长；若当前除霜时长大于设定的除霜时长，则进入检测室内换热器2的管温的步骤。
设定的化霜时长t1用于判断化霜时长是否过长，若化霜时长过长则需采取措施，保证除霜期间室内温度波动稳定，通过判断室内换热器2的管温来选择需要采取的措施，内管温高时室内风机3的转速降低，减少制冷剂对室内的换热，保证进入室外换热器8的冷媒有充足的热能化霜；内管温低时电加热器功率升高，加热进风空气至更高温度，减少室内换热器对进风空气的放热，升高电辅热功率保证出风温度不下降维持室内温度。
检测室内换热器2的管温，根据室内换热器2的管温调整室内风机3的转速和/或电加热器的功率的步骤包括：当检测到室内换热器2的管温T2≤TN≤T1时，控制室内风机3的转速降至R1。
检测室内换热器2的管温，根据室内换热器2的管温调整室内风机3的转速和/或电加热器的功率的步骤还包括：当检测到室内换热器2的管温T3≤TN＜T2时，控制室内风机3的转速降至R2，其中R1＞R2。
检测室内换热器2的管温，根据室内换热器2的管温调整室内风机3的转速和/或电加热器的功率的步骤还包括：当检测到室内换热器2的管温T4≤TN＜T3时，控制电加热器的功率升为W1。
检测室内换热器2的管温，根据室内换热器2的管温调整室内风机3的转速和/或电加热器的功率的步骤还包括：当检测到室内换热器2的管温T5≤TN＜T4时，控制电加热器的功率升为W2，其中W1＜W2。
检测室内换热器2的管温，根据室内换热器2的管温调整室内风机3的转速和/或电加热器的功率的步骤还包括：当检测到室内换热器2的管温TN＜T5时，控制电加热器的功率升为W3，其中W2＜W3。
在本实施例中，优先对室内风机3进行减速，而后才对电加热器功率进行调节，主要是考虑到节能方面，本申请的上述实施例中制冷剂并不从室内吸热，室内换热器2周侧的空气温度可能会略低于目标室内温度，此时降低室内风机3的转速能够避免将室内换热器2周侧较低温度的空气吹向用户所在区域，因此不会给用户带来骤冷的感觉，不会影响用户使用体验，而且更加节能。
检测室内换热器2的管温，根据室内换热器2的管温调整室内风机3的转速和/或电加热器的功率的步骤包括：当检测到室内换热器2的管温TN≤T6时，降低内风机转速的同时，升高电辅热功率。
例如，若化霜时长大于t1，内管温降低至k，则室内风机3转速降低至z的同时电加热器功率升高至g；设置多个内管温一一对应室内风机3的转速和电加热器的功率。
在其他的实施例中，也可以在检测到室内换热器2的管温达到预设条件时，仅对室内风机3进行一次降速，之后就直接进入到调节电加热器功率的步骤。
控制方法还包括：检测空调器是否处于室内换热器2自清洁模式；当空调器处于室内换热器2自清洁模式时，检测室内换热器2是否进入烘干阶段；当室内换热器2进入烘干阶段，打开电加热器，对进风空气进行加热，利用加热后的空气烘干室内换热器2。
在室内换热器2自清洁最后的烘干阶段，可开启室内进风口1处的电加热器对进风空气加热，利用加热后的热空气更快速烘干室内换热器2，有效抑制室内换热器2霉变。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种空调器，其特征在于，包括室内进风口(1)、室内换热器(2)、室内风机(3)和辅助加热器(4)，所述辅助加热器(4)位于所述室内进风口(1)与所述室内换热器(2)之间，且所述辅助加热器(4)罩设在所述室内换热器(2)外，所述空调器处于除霜模式时，所述辅助加热器(4)用于对经进风口进入室内换热器(2)的空气进行加热；所述空调器还用于获取空调器的运行模式；当空调器处于除霜模式时，打开电加热器；检测室内换热器(2)的管温，根据室内换热器(2)的管温调整室内风机(3)的转速和/或电加热器的功率；
检测室内换热器(2)的管温，根据室内换热器(2)的管温调整室内风机(3)的转速和/或电加热器的功率的步骤包括：
当检测到室内换热器(2)的管温T2≤TN≤T1时，控制室内风机(3)的转速降至R1；当检测到室内换热器(2)的管温T3≤TN＜T2时，控制室内风机(3)的转速降至R2，其中R1＞R2；当检测到室内换热器(2)的管温T4≤TN＜T3时，控制电加热器的功率升为W1；当检测到室内换热器(2)的管温T5≤TN＜T4时，控制电加热器的功率升为W2，其中W1＜W2；当检测到室内换热器(2)的管温TN＜T5时，控制电加热器的功率升为W3，其中W2＜W3；当检测到室内换热器(2)的管温TN≤T6时，降低内风机转速的同时，升高电辅热功率。
2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述辅助加热器(4)能够让开所述室内进风口(1)或者阻挡在空气由室内进风口(1)进入室内换热器(2)的路径上。
3.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述辅助加热器(4)为网状结构。
4.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述辅助加热器(4)采用PTC材料、电阻丝材料、碳纤维材料或者石墨材料制成。
5.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括过滤网(5)，所述过滤网(5)设置在所述室内进风口(1)处，所述辅助加热器(4)设置在所述室内进风口(1)与所述过滤网(5)之间或者所述辅助加热器(4)设置在所述过滤网(5)与所述室内换热器(2)之间。
6.一种空调器的除霜控制方法，其特征在于，空调器包括室内进风口(1)、室内换热器(2)、室内风机(3)和辅助加热器(4)，所述辅助加热器(4) 位于所述室内进风口(1)与所述室内换热器(2)之间，辅助加热器(4)为电加热器，所述除霜控制方法包括：
获取空调器的运行模式；
当空调器处于除霜模式时，打开电加热器；
检测室内换热器(2)的管温，根据室内换热器(2)的管温调整室内风机(3)的转速和/或电加热器的功率；
检测室内换热器(2)的管温，根据室内换热器(2)的管温调整室内风机(3)的转速和/或电加热器的功率的步骤包括：
当检测到室内换热器(2)的管温T2≤TN≤T1时，控制室内风机(3)的转速降至R1；当检测到室内换热器(2)的管温T3≤TN＜T2时，控制室内风机(3)的转速降至R2，其中R1＞R2；当检测到室内换热器(2)的管温T4≤TN＜T3时，控制电加热器的功率升为W1；当检测到室内换热器(2)的管温T5≤TN＜T4时，控制电加热器的功率升为W2，其中W1＜W2；当检测到室内换热器(2)的管温TN＜T5时，控制电加热器的功率升为W3，其中W2＜W3；当检测到室内换热器(2)的管温TN≤T6时，降低内风机转速的同时，升高电辅热功率。
7.根据权利要求6所述的除霜控制方法，其特征在于，检测室内换热器(2)的管温，根据室内换热器(2)的管温调整室内风机(3)的转速和/或电加热器的功率的步骤之前还包括：
获取设定的除霜时长；
判断当前除霜时长是否大于设定的除霜时长；
若当前除霜时长大于设定的除霜时长，则进入检测室内换热器(2)的管温的步骤。
8.根据权利要求6所述的除霜控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
检测空调器是否处于室内换热器(2)自清洁模式；
当空调器处于室内换热器(2)自清洁模式时，检测室内换热器(2)是否进入烘干阶段；
当室内换热器(2)进入烘干阶段，打开电加热器，对进风空气进行加热，利用加热后的空气烘干室内换热器(2)。
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