CN111981641B - 一种空调除霜控制方法及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空调除霜控制方法及空调系统，在除霜开始时先关闭压缩机，当压缩机停机第一时间实现内外机压差减小到四通阀的动作压差要求时再切换四通阀，从而减小了四通阀切换噪音；四通阀切换第二时间后再启动压缩机，这期间能够实现内外机压力平衡，保证压缩机启动时压差不大于压缩机要求的启动压差；启动压缩机之前的时间段内，室外风机持续运转吹出室外换热器上面的液态冷凝水，当启动压缩机同时关闭室外风机，单使用压缩机冷媒热量实施化霜；在除霜结束前的第三时间先关闭室外风机，能够使得高压冷媒提前液化，高压压力迅速降低，内外压差减小，避免了切换时的液击问题，在解决切换噪音、避免了液击情况下缩短了空调系统的除霜周期。

Description

一种空调除霜控制方法及空调系统

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，尤其涉及一种空调除霜控制方法及空调系统。

背景技术

空调在制热运行中，压缩机将低压气态的制冷剂压缩成高压气态的制冷剂蒸汽，进入室内热交换器放热，通过室内热交换器放出来的热量来加热室内空气，高压液态的制冷剂再通过室外换热器与室外空气发生热交换，从室外空气吸收热量而蒸发成为低压其他的制冷剂。

然而，由于室外热交换器周围温度较低，空气中的水蒸气会凝结成霜附着在室外热交换器表面，随着空调器运行时间的增加，室外热交换器上的霜会渐渐加厚，结霜加大了室外热交换器表面与空气间的热传热阻，增加了气流通过室外热交换器时的流动阻力，使得通过室外热交换器的空气流量减少，导致换热效率明显降低，因此空调器需要在制热后实施除霜程序进行化霜。

定速空调内部压缩机电机的转速恒定不变，通过开关压缩机来调节温度。现有定速空调除霜通常采用以下两种方式实施：1、压缩机和室外风机不停机，直接由制热模式切换至除霜模式，以及直接由除霜模式切换至制热模式，这存在四通阀换向期间内外机压差较大的问题，导致切换时室内侧切换噪音太大，以及压力冲击导致室内机抖动的问题；2、制热停止一段时间后，再启动除霜模式，除霜模式结束后一段时间，再启动制热，这种方式虽然在停机阶段缓解了内外机压差的问题，但存在新的问题是：当启动除霜进程时，大量液态的冷媒回液，导致压缩机发生液击现象，且停机除霜总时长太长，降低了用户使用体验。

发明内容

为解决现有技术中的的技术问题，本发明提供一种空调除霜控制方法及空调系统，通过调整除霜结束时四通阀、压缩机、室外风机等部件的启停时序，在解决定速空调除霜时四通阀切换的噪音问题同时，避免了压缩机液击风险，并缩短了除霜停机时长。

本发明采用如下技术方案：

提出一种空调除霜控制方法，应用于空调系统中，所述空调系统包括：室外换热器、室内换热器和室外风机；串联的压缩机和储液器；四通阀，其第一端连接压缩机，第二端连接室内换热器，第三端连接储液器，第四端连接室外换热器；制热状态下，其第一端与第二端相接，第三端与第四端相接；除霜状态下，切换其第一端与第四端相接，第二端与第三端相接；所述方法包括：在接收到除霜指令后关闭所述压缩机并保持所述室外风机运转；在所述压缩机关闭第一时间后切换所述四通阀至除霜状态；在切换所述四通阀至除霜状态第二时间后，启动所述压缩机并关闭所述室外风机，以实现内外机压力平衡，保证压缩机启动时压差不大于压缩机要求的启动压差；在除霜结束前的第三时间启动所述室外风机，使得高压冷媒提前液化，高压压力迅速降低，内外压差减小，避免切换时的液击问题，并在第三时间到达时切换至制热模式。

提出一种空调系统，包括：室外换热器、室内换热器和室外风机；串联的压缩机和储液器；四通阀，其第一端连接压缩机，第二端连接室内换热器，第三端连接储液器，第四端连接室外换热器；制热时，切换其第一端与第二端相接，第三端与第四端相接；除霜时，切换其第一端与第四端相接，第二端与第三端相接；还包括：控制器，用于在接收到除霜指令后关闭所述压缩机并保持所述室外风机运转；在所述压缩机关闭第一时间后切换所述四通阀至除霜状态；在切换所述四通阀至除霜状态第二时间后，启动所述压缩机并关闭所述室外风机，以实现内外机压力平衡，保证压缩机启动时压差不大于压缩机要求的启动压差；以及，在除霜结束前的第三时间启动所述室外风机，使得高压冷媒提前液化，高压压力迅速降低，内外压差减小，避免切换时的液击问题，并在第三时间到达时切换至制热模式。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：本发明提出的空调除霜控制方法及空调系统，在除霜开始时先关闭压缩机，以使得内外机高低压差变小，当压缩机停机第一时间，实现内外机压差减小到四通阀的动作压差要求时再切换四通阀，从而减小了四通阀切换噪音，解决了四通阀切换由于内外压差过大导致的室内侧切换噪音问题；四通阀切换第二时间后再启动压缩机，这期间能够实现内外机压力平衡，保证压缩机启动时压差不大于压缩机要求的启动压差；启动压缩机之前的时间段内，室外风机持续运转吹出室外换热器上面的液态冷凝水，当启动压缩机同时关闭室外风机，单使用压缩机冷媒热量实施化霜；本发明中，在除霜结束前的第三时间先启动室外风机，能够使得高压冷媒提前液化，高压压力迅速降低，内外压差减小，避免了切换时的液击问题，且除霜结束后直接切换到制热模式，而非等待一段时候，在解决切换噪音、避免了液击情况下缩短了空调系统的除霜周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明空调系统的架构图；

图2为本发明提出的空调除霜控制方法的流程图；

图3为本发明提出的空调除霜控制时序图。

附图标记：

1-压缩机，2-储液器，3-室内换热器，4-室外换热器，5-四通阀，6-节流器，7-单向阀，8-传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明提出的空调除霜控制方法，应用于如图1所示的空调系统中，该空调系统包括室内换热器3、室外换热器4、室外风机（图中未示出）、串联的压缩机1和储液器2以及四通阀5。

四通阀5的第一端连接压缩机1，第二端室内换热器3，第三端连接储液器2，第四端连接室外换热器4；制热状态下，其第一端与第二端相接，第三端与第四端相接；除霜状态下，切换其第一端与第四端相接，第二端与第三端相接。

基于上述的空调系统，本发明提出的空调除霜方法，运行于空调系统的控制器中，该控制器用于产生控制压缩机1、四通阀5和室外风机的控制指令，使得压缩机1根据控制指令启动或停止，使得四通阀5根据控制指令切换制冷状态、制热状态和除霜状态下的冷媒流路，使得室外风机根据控制指令按照设定转速运行、启动或停止。

具体的，如图2所示，方法包括：

步骤S21:在接收到除霜指令后关闭压缩机并保持室外风机运转。

结合如图3所示的时序图，空调器制热模式结束进入除霜准备期间，压缩机1持续运行，除霜准备期间判断是否真正满足除霜条件，以避免空调系统刚开机时状态不稳定存在短时间达到除霜条件的情况下实施除霜。

除霜准备结束并判断需要进入除霜模式时，控制器发起除霜信号，并控制停止压缩机1，使得空调内外机高低压差变小。

步骤S22：在压缩机关闭第一时间后切换四通阀至除霜状态。

当压缩机停机第一时间a，该第一时间a满足空调系统的室内外压差减小到四通阀5的动作压差要求时，切换四通阀5至除霜状态，也即切换其第一端与第四端相接，第二端与第三端相接。

在内外机压差减小到四通阀5的动作压差要求时切换四通阀5，由于内外机压差比较小，能够减小四通阀5切换时在室内侧的切换噪音，解决了四通阀切换由于内外压差过大导致的室内侧切换噪音问题。这里的四通阀动作压差通常需要满足大于0.2兆帕，优选值0.7兆帕。

步骤S23:在切换四通阀至除霜状态第二时间后，启动压缩机并关闭室外风机。

四通阀5切换第二时间b后再启动压缩机1，这期间能够实现内外机压力平衡，保证压缩机1启动时压差不大于压缩机要求的启动压差。

启动除霜模式后的启动压缩机1之前的时间段内，第一时间a+第二时间b，室外风机持续运转吹出室外换热器4上面的液态冷凝水，当启动压缩机1同时关闭室外风机，单使用压缩机1的冷媒热量实施化霜。

步骤S24：在除霜结束前的第三时间启动室外风机，并在达到第三时间时切换空调系统至制热模式。

本发明中，在除霜结束前的第三时间c先启动室外风机，能够使得高压冷媒提前液化，高压压力迅速降低，内外压差减小，避免了切换时的液击问题，且除霜结束后直接切换到制热模式，而非等待一段时候，在解决切换噪音、避免了液击情况下缩短了空调系统的除霜周期。

在本发明的一些实施例中，第一时间a的取值范围为30S-90S；第二时间b的取值范围为0S-20S；第三时间c的取值范围为0S-90S。

下面以一个具体的实施例对本发明空调系统实时除霜控制的过程做出详细介绍。

参照图3，空调系统的控制器在制热运行期间发起除霜准备信号，在除霜准备期间，压缩机1持续运行，当判断满足除霜条件时发起除霜信号，并控制压缩机停机。

压缩机1停机后，空调系统室内外压差逐渐减小，当压缩机1停机满足60秒，使得内外机压差减小至满足四通阀5的动作压差时，切换四通阀5至除湿状态，由于满足四通阀5的动作压差，减小了四通阀5切换时的室内侧切换噪音，达到了切换静音的效果。

四通阀5切换至除湿状态20秒后，空调系统实现内外机压力平衡，在保证了压缩机1启动时压差不大于压缩机要求的启动压差时，启动压缩机1运行。

在启动除霜模式后的启动压缩机1之前的60S+20S=80S的时间内，室外风机持续运转，吹出室外换热器4表面的液态冷凝水，当启动压缩机1运行后，关闭室外风机，单使用压缩机1的冷媒热量实施化霜。

在除霜模式持续至结束前的60S时，启动室外风机使得高压冷媒提前液化，高压压力迅速降低，内外压差减小，避免了切换时的液击问题，且除霜结束后直接切换到制热模式，而非等待一段时候，在解决切换噪音、避免了液击情况下缩短了空调系统的除霜周期。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种空调除霜控制方法，应用于空调系统中，所述空调系统包括：

室外换热器、室内换热器和室外风机；

串联的压缩机和储液器；

四通阀，其第一端连接压缩机，第二端连接室内换热器，第三端连接储液器，第四端连接室外换热器；制热状态下，其第一端与第二端相接，第三端与第四端相接；除霜状态下，切换其第一端与第四端相接，第二端与第三端相接；

其特征在于，所述方法包括：

在接收到除霜指令后关闭所述压缩机并保持所述室外风机运转；

在所述压缩机关闭第一时间后切换所述四通阀至除霜状态；

在切换所述四通阀至除霜状态第二时间后，启动所述压缩机，以实现内外机压力平衡，保证压缩机启动时压差不大于压缩机要求的启动压差，并关闭所述室外风机；

在除霜结束前的第三时间启动所述室外风机，使得高压冷媒提前液化，高压压力迅速降低，内外压差减小，避免切换时的液击问题，并在第三时间到达时切换至制热模式。

2.根据权利要求1所述的空调除霜控制方法，其特征在于，设定所述第一时间需要满足以下条件：

在第一时间内，所述空调系统的室内外压差达到四通阀动作压差。

3.根据权利要求2所述的空调除霜控制方法，其特征在于，所述四通阀动作压差为0.7兆帕。

4.根据权利要求1所述的空调除霜控制方法，其特征在于，所述第一时间的取值范围为30S-90S；所述第二时间的取值范围为0S-20S；所述第三时间的取值范围为0S-90S。

5.一种空调系统，包括：

室外换热器、室内换热器和室外风机；

串联的压缩机和储液器；

四通阀，其第一端连接压缩机，第二端连接室内换热器，第三端连接储液器，第四端连接室外换热器；制热时，切换其第一端与第二端相接，第三端与第四端相接；除霜时，切换其第一端与第四端相接，第二端与第三端相接；

其特征在于，还包括：

控制器，用于在接收到除霜指令后关闭所述压缩机并保持所述室外风机运转；在所述压缩机关闭第一时间后切换所述四通阀至除霜状态；在切换所述四通阀至除霜状态第二时间后，启动所述压缩机，以实现内外机压力平衡，保证压缩机启动时压差不大于压缩机要求的启动压差，并关闭所述室外风机；以及，在除霜结束前的第三时间启动所述室外风机，使得高压冷媒提前液化，高压压力迅速降低，内外压差减小，避免切换时的液击问题，并在第三时间到达时切换至制热模式。

6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述控制器还用于：

设定所述第一时间需要满足以下条件：

在第一时间内，所述空调系统的室内外压差达到四通阀动作压差。

7.根据权利要求5所述的空调系统 ，其特征在于，所述四通阀动作压差为0.7兆帕。

8.根据权利要求5所述的空调系统 ，其特征在于，所述第一时间的取值范围为30S-90S；所述第二时间的取值范围为0S-20S；所述第三时间的取值范围为0S-90S。

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