CN112082248B - 空调器及其室外机除霜控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种空调器及其室外机除霜控制方法。本发明旨在解决现有空调器的除霜控制方法很难准确判断空调器进入除霜模式的最佳时机的问题。为此，本发明的除霜控制方法包括：获取空调器的单位时间制热负荷的变化率；根据空调器的单位时间制热负荷的变化率，选择性地使空调器进入室外机除霜模式，以使空调器能够在其制热能力出现衰减时再进入室外机除霜模式，以便有效避免空调器在不恰当的时机进入除霜模式而容易导致不必要的电能消耗和制热效果波动的问题，同时还能够有效避免空调器在其制热能力已经出现急剧衰减时才进入除霜模式而导致除霜效果不佳、除霜时间过长的问题，从而有效提升空调器的运行效率。

Description

空调器及其室外机除霜控制方法

技术领域

本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种空调器及其室外机除霜控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对生活环境也提出了越来越高的要求。为了维持舒适的环境温度，空调器已经成为人们生活中必不可少的一种设备。通常地，空调器包括室内机、室外机以及用于连接室内机与室外机的循环回路，空调器中的冷媒通过循环回路在室外机与室内机之间不断换热，从而达到改变室温的效果。以空调器制热运行时为例，室外机的盘管始终处于温度较低的状态，并且室外温度本身就较低；此时，如果室外环境还具有较高湿度，则室外机的盘管就很容易产生结霜现象，结霜现象的产生会严重影响空调器的换热效率，进而影响室内环境的舒适度。因此，在空调器制热运行时，空调器需要时常监测室外机的盘管是否产生结霜现象。同时，还需要注意的是，空调器进入除霜模式的时机也十分重要，如果选取的除霜时机不合适很容易导致空调器的运行效率降低，从而造成不必要的电量损耗。

现有空调器为了准确获取室外盘管的结霜情况往往需要在空调器上增设很多传感器，然后根据这些传感器的测量数据来判断室外机的结霜情况，例如，空调器可以通过测量室外盘管的温度和室外环境的湿度来判断室外机的结霜情况；或者，还有部分空调器直接通过设置摄影装置来获取室外机的结霜情况，这些判断方式往往都需要增设较多电子元件，从而导致空调器的成本急剧增加。此外，这些判断方式往往都是从室外盘管结霜情况的表象来判断空调器进入除霜的时机，而现实中的结霜情况往往都是十分复杂的，例如，室外机在很多情况下都会出现结霜不均匀的现象，因而仅从室外盘管结霜情况的表象来判断空调器进入除霜的时机往往都不够合适，从而很容易导致空调器的运行效率降低等问题。

相应地，本领域需要一种新的空调器及其室外机除霜控制方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有空调器的除霜控制方法很难准确判断空调器进入除霜模式的最佳时机的问题，本发明提供了一种用于空调器的室外机除霜控制方法，所述除霜控制方法包括：获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率；根据所述空调器的单位时间制热负荷的变化率，选择性地使所述空调器进入室外机除霜模式。

在上述用于空调器的室外机除霜控制方法的优选技术方案中，“根据所述空调器的单位时间制热负荷的变化率，选择性地使所述空调器进入室外机除霜模式”的步骤包括：当所述空调器的单位时间制热负荷的变化率小于预设变化率时，则使所述空调器进入室外机除霜模式。

在上述用于空调器的室外机除霜控制方法的优选技术方案中，“根据所述空调器的单位时间制热负荷的变化率，选择性地使所述空调器进入室外机除霜模式”的步骤还包括：当所述空调器的单位时间制热负荷的变化率大于或等于所述预设变化率时，则不使所述空调器进入室外机除霜模式。

在上述用于空调器的室外机除霜控制方法的优选技术方案中，所述预设变化率为零。

在上述用于空调器的室外机除霜控制方法的优选技术方案中，“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤具体包括：获取所述空调器的制热量；根据所述空调器的制热量，确定所述空调器的总制热负荷；根据所述空调器的总制热负荷，确定所述空调器的单位时间制热负荷；根据所述空调器的单位时间制热负荷，确定所述空调器的单位时间制热负荷的变化率。

在上述用于空调器的室外机除霜控制方法的优选技术方案中，“获取所述空调器的制热量”的步骤具体包括：获取所述空调器的制冷量和所述空调器的压缩机的运行功率；根据所述空调器的制冷量和所述空调器的压缩机的运行功率，确定所述空调器的制热量。

在上述用于空调器的室外机除霜控制方法的优选技术方案中，在所述空调器的压缩机为变频压缩机的情况下，在“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤之前，所述除霜控制方法还包括：获取所述压缩机的频率的变化趋势；根据所述压缩机的频率的变化趋势，选择性地执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤。

在上述用于空调器的室外机除霜控制方法的优选技术方案中，“根据所述压缩机的频率的变化趋势，选择性地执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤”的步骤包括：如果所述压缩机的频率呈上升趋势或趋于不变，则执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤。

在上述用于空调器的室外机除霜控制方法的优选技术方案中，“根据所述压缩机的频率的变化趋势，选择性地执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤”的步骤包括：如果所述压缩机的频率呈下降趋势，则不执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤。

本发明还提供了一种空调器，所述空调器包括控制器，所述控制器能够执行上述任一项优选技术方案中所述的室外机除霜控制方法。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，本发明的除霜控制方法包括：获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率；根据所述空调器的单位时间制热负荷的变化率，选择性地使所述空调器进入室外机除霜模式。本发明的除霜控制方法采用所述空调器的单位时间制热负荷的变化率作为基础参数来判断所述空调器进入室外机除霜模式的时机，以使所述空调器能够在最恰当的时机进入室外机除霜模式，从而有效提升所述空调器的运行效率。一方面，所述空调器在获取单位时间制热负荷的变化率时无需增设其他电子元件，以便有效保证所述空调器的制造成本不会增加；另一方面，所述空调器的单位时间制热负荷的变化率能够有效反映所述空调器的制热能力的衰减情况，即本发明优选在所述空调器的制热能力的衰减程度达到预设衰减程度时才使所述空调器进入室外机除霜模式，以便有效避免所述空调器在不必要进行除霜的情况下进入室外机除霜模式而导致不必要的电能消耗以及不必要的制热效果波动，同时还能够有效避免所述空调器在其制热能力已经出现急剧衰减时才进入除霜模式而导致除霜效果不佳、除霜时间过长等问题，从而有效保证所述空调器始终能够保持良好的运行效率，进而有效提升用户体验。

进一步地，在本发明的优选技术方案中，当所述空调器的单位时间制热负荷的变化率小于所述预设变化率时，即所述空调器的制热能力的衰减程度已经达到预设衰减程度时，则使所述空调器进入室外机除霜模式，以便有效保证所述室外机能够以较快的速度进行除霜，从而有效提高所述空调器的除霜效率，缩短其除霜时间，进而有效保证所述空调器能够在较短时间内再次恢复制热模式。同时，当所述空调器的单位时间制热负荷的变化率大于或等于所述预设变化率时，即所述空调器的制热能力并没有出现急剧下降时，则不使所述空调器进入室外机除霜模式，以便有效保证所述空调器的制热能力，进而有效提升用户的换热体验。优选地，所述预设变化率为零，即当所述空调器的制热能力出现衰减时就使所述空调器进入室外机除霜模式。

进一步地，在本发明的优选技术方案中，本发明的除霜控制方法根据所述空调器的制冷量和所述空调器的压缩机的运行功率来确定所述空调器的制热量，以便在无需增设电子元件的基础上，还能够准确获取所述空调器的制热量。

进一步地，在本发明的优选技术方案中，在所述空调器的压缩机为变频压缩机的情况下，本发明的除霜控制方法还通过获取所述压缩机的频率的变化趋势来选择性地执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤。需要说明的是，对于使用变频压缩机的空调器而言，如果所述室外机出现结霜现象，则所述压缩机的频率必然会呈上升趋势，因此，为了简化判断步骤，本发明还可以先通过所述压缩机的频率的变化趋势来判断所述室外机是否已经出现结霜现象，并在所述室外机出现结霜现象的情况下，再根据所述空调器的单位时间制热负荷的变化率来判断所述空调器进入室外机除霜模式的时机，从而有效提高所述除霜控制方法的执行效率。具体地，如果所述压缩机的频率呈上升趋势或趋于不变，则所述空调器判断所述室外机已经出现结霜现象，此时，执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤，以便继续判断所述空调器进入室外机除霜模式的时机；同时，如果所述压缩机的频率呈下降趋势，则所述空调器判断所述室外机没有出现结霜现象，此时，不执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤，以便有效简化判断步骤。

附图说明

图1是本发明的除霜控制方法的主要步骤流程图；

图2是空调器的制热量在预设时间段的曲线图；

图3是空调器的总制热负荷在预设时间段的曲线图；

图4是空调器的单位时间制热负荷在预设时间段的曲线图；

图5是本发明的除霜控制方法的优选实施例的步骤流程图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管本申请中按照特定顺序描述了本发明的方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。此外，还需要说明的是，本发明中所述的空调器既可以是一托一的空调器，也可以是多联机空调机组，这种应用对象的改变并不偏离本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。

基于背景技术中提出的现有空调器的除霜控制方法很难准确判断空调器进入除霜模式的时机的问题，本发明提供了一种除霜控制方法，所述除霜控制方法采用所述空调器的单位时间制热负荷的变化率作为基础参数来判断所述空调器进入室外机除霜模式的时机，以使所述空调器能够在最恰当的时机进入室外机除霜模式，从而有效提升所述空调器的运行效率。

具体地，本发明的空调器包括室外机以及与所述室外机相连的室内机，所述室外机与所述室内机之间设置有冷媒循环系统，从而实现换热功能；需要说明的是，技术人员可以根据实际使用需求自行设定所述室内机和所述室外机的具体数量。所述空调器还包括控制器，所述控制器能够获取所述空调器的运行参数，并且所述控制器还能够控制所述空调器的运行状态，例如使所述空调器进入不同运行模式等。本领域技术人员能够理解的是，本发明不对所述控制器的具体结构和型号作任何限制，并且所述控制器可以是所述空调器原有的控制器，也可以是为执行本发明的除霜控制方法单独设置的控制器，技术人员可以根据实际使用需求自行设定所述控制器的结构和型号。

首先参阅图1，该图是本发明的除霜控制方法的主要步骤流程图。如图1所示，基于上述实施例中所述的空调器，本发明的除霜控制方法主要包括下列步骤：

S1：获取空调器的单位时间制热负荷的变化率；

S2：根据空调器的单位时间制热负荷的变化率，选择性地使空调器进入室外机除霜模式。

进一步地，在步骤S1中，所述控制器能够获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率，以便将所述空调器的单位时间制热负荷的变化率作为基础参数；需要说明的是，本发明不对所述控制器获取单位时间制热负荷的变化率的方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定其获取方式，例如，技术人员可以通过自行设定计算式来计算所述空调器的单位时间制热负荷的变化率，也可以通过在坐标系中建立单位时间制热负荷和时间的曲线图，再获取曲线图上对应点的切线斜率来得到单位时间制热负荷的变化率，这种具体获取方式的改变均不偏离本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。

进一步地，在步骤S2中，所述控制器能够根据所述空调器的单位时间制热负荷的变化率选择性地使所述空调器进入室外机除霜模式。需要说明的是，本发明不对控制所述空调器进入室外机除霜模式的具体判断条件作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，例如，将判断条件设定成当所述空调器的单位时间制热负荷的变化率小于预设变化率时，则使所述空调器进入室外机除霜模式；或者还可以将判断条件设定成当所述空调器的单位时间制热负荷的变化率满足某关系式时，则使所述空调器进入室外机除霜模式；这种具体判断条件的改变并不偏离本发明的基本原理，只要所述除霜控制方法采用所述空调器的单位时间制热负荷的变化率作为基础参数就属于本发明的保护范围。

下面参阅图2至5，其中，图2是空调器的制热量在预设时间段的曲线图；图3是空调器的总制热负荷在预设时间段的曲线图；图4是空调器的单位时间制热负荷在预设时间段的曲线图；图5是本发明的除霜控制方法的优选实施例的步骤流程图。如图5所示，基于上述实施例中所述的空调器，本发明的除霜控制方法的优选实施例具体包括下列步骤：

S101：获取压缩机的频率的变化趋势；

S102：判断压缩机的频率是否呈上升趋势或趋于不变；如果是，则执行步骤S103；如果否，则执行步骤S101；

S103：获取空调器的单位时间制热负荷的变化率；

S104：判断空调器的单位时间制热负荷的变化率是否小于零；如果是，则执行步骤S105；如果否，则执行步骤S106；

S105：使空调器进入室外机除霜模式；

S106：使空调器维持当前运行模式。

进一步地，本优选实施例中的空调器包括变频压缩机，当然，这种设置并不是限制性的，所述空调器的压缩机也可以是定频压缩机；但是，当所述空调器的压缩机为定频压缩机时就无需执行步骤S101和步骤S102，直接执行步骤S103即可。本发明不对所述空调器的具体结构作任何限制，技术人员可以根据所述空调器的具体结构对应调整本发明的除霜控制方法的具体步骤。在步骤S101中，所述控制器能够获取所述变频压缩机的频率的变化趋势。具体而言，作为一种实施例，在该步骤中，所述控制器能够获取相邻两个时间点所对应的压缩机的频率来判断所述变频压缩机的频率的变化趋势，所述控制器通过上一个时间点所对应的压缩机的频率和当前时间点所对应的压缩机的频率就可以得出所述变频压缩机的频率的变化趋势；即如果上一个时间点所对应的压缩机的频率大于当前时间点所对应的压缩机的频率，则所述变频压缩机的频率呈下降趋势；如果上一个时间点所对应的压缩机的频率小于当前时间点所对应的压缩机的频率，则所述变频压缩机的频率呈上升趋势；如果上一个时间点所对应的压缩机的频率等于当前时间点所对应的压缩机的频率，则所述变频压缩机的频率趋于不变；当然，相邻两个时间点之间的间隔时间需要足够短。同时，所述控制器还可以通过绘制频率变化曲线，然后通过计算频率变化曲线上与当前时间点所对应的点的切线斜率来确定压缩机的频率的变化趋势。当然，还需要说明的是，本发明不对所述控制器获取变频压缩机的频率的变化趋势的具体方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。

进一步地，在步骤S102中，所述控制器能够判断所述压缩机的频率是否呈上升趋势或趋于不变，以便判断所述室外机是否已经出现结霜现象。如果所述压缩机的频率没有呈上升趋势或趋于不变，即所述压缩机的频率呈下降趋势，则所述控制器判断所述室外机并未出现结霜现象，此时，所述控制器再次执行步骤S101，即所述控制器再次获取所述压缩机的频率的变化趋势，以便实现实时监测。同时，如果所述压缩机的频率呈上升趋势或趋于不变，则所述控制器判断所述室外机已经出现结霜现象，此时，所述控制器执行步骤S103，以便进一步判断所述空调器进入室外机除霜模式的时机。

进一步地，在步骤S103中，所述控制器能够获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率，需要说明的是，本发明不对所述控制器获取单位时间制热负荷的变化率的方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定其获取方式。作为一种实施例，所述多联机空调机组的制冷量Q_C可以用如下计算式进行计算：

其中，T_e为所述空调器的蒸发温度，即所述空调器运行时的低压压力对应的饱和温度，其单位为℃；T_c为所述空调器的冷凝温度，即所述空调器运行时的高压压力对应的饱和温度，其单位为℃；C1、C2……C10均为修正系数，技术人员需要根据不同空调器的结构自行通过实验拟合出C1至C10的具体数值。所述空调器的制热量Q_h可以用如下计算式进行计算：

Q_h＝Q_C+W₁

其中，W₁为所述变频压缩机的运行功率，其单位为W。

所述空调器在某个时间段(即t1至t2)的总制热负荷等于在[t1,t2]内对制热量Q_h进行积分的结果，其可以用如下计算式进行计算：

需要说明的是，所述控制器可以根据实际使用需求自行选定t1和t2的具体值，这种时间段选取的改变并不偏离本发明的基本原理。作为一种优选实施例，在所述空调器的运行过程中，t1可以选定为所述空调器进入室外机除霜模式的时刻，t2可以选定为所述空调器下一次进入室外机除霜模式的时刻；在所述空调器刚开始运行时，t1可以选定为所述空调器开始运行的时刻，t2可以选定为所述空调器第一次进入室外机除霜模式的时刻；当然，这种描述显然是示例性的，技术人员还可以根据实际使用需求自行选定t1和t2的具体值。

所述空调器在某个时间段(即t1至t2)的单位时间制热负荷等于该时间段内的总制热负荷除以该时间段的时长，其可以用如下计算式进行计算：

接着参阅图2至图4，作为一个示例，将t1选定为所述空调器进入室外机除霜模式的时刻，则所述空调器的制热量变化曲线如图2所示，所述空调器的总制热负荷变化曲线如图3所示，所述空调器的单位时间制热负荷如图4所示。由图2可知，在所述空调器制热运行的过程中，所述空调器的制热量从A点开始衰减，而由图3可知，所述空调器的总制热负荷在此时还处于缓慢增长的态势；同时，由图4可知，在所述空调器制热运行的过程中，所述空调器的单位时间制热负荷的变化率就是曲线上各点的切线的斜率，由此可见，所述空调器的单位时间制热负荷量从B点才开始衰减，此时，所述空调器的单位时间制热负荷的变化率为零，从图2和图4的时间轴可知，A点和B点并不是同一时间点，即制热量出现衰减的时间点与单位时间制热负荷出现衰减的时间点并不会出现在同一时间点，而本发明采用的正是单位时间制热负荷开始出现衰减的点作为所述空调器进入室外机除霜模式的时间点，即在单位时间制热负荷变化曲线图上切线斜率为零的点；当然，也可以选取该时间点附近的时间点作为所述空调器进入室外机除霜模式的时间点，即虽然本优选实施例中所选取的预设变化率为零，但是，技术人员显然还可以根据实际使用需求自行设定所述预设变化率的具体值。

进一步地，在获取到所述空调器的单位时间制热负荷的变化率之后，执行步骤S104，即所述控制器能够判断所述空调器的单位时间制热负荷的变化率是否小于零，以便所述控制器能够判断所述空调器的单位时间制热负荷是否开始出现衰减。基于步骤S104的判断结果，如果所述空调器的单位时间制热负荷的变化率大于或等于零，则所述控制器判断所述空调器的单位时间制热负荷还未出现衰减，在此情形下，执行步骤S106，即，所述控制器控制所述空调器继续维持当前运行模式。同时，如果所述空调器的单位时间制热负荷的变化率小于零，则所述控制器判断所述空调器的单位时间制热负荷已经开始出现衰减，此时，执行步骤S105，即，所述控制器控制所述空调器进入室外机除霜模式。需要说明的是，本发明不对所述空调器进入室外机除霜模式时所执行的具体操作进行任何限制，技术人员可以根据所述空调器的实际情况自行设定；例如，所述控制器可以控制所述空调器中的冷媒进行逆循环而达到除霜效果，或者所述控制器也可以通过开启所述室外机中的加热装置而实现除霜功能，这种具体操作的改变并不偏离本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。

最后需要说明的是，上述实施例均是本发明的优选实施方案，并不作为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在实际使用本发明时，可以根据需要适当添加或删减一部分步骤，或者调换不同步骤之间的顺序。这种改变并没有超出本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。

至此，已经结合附图描述了本发明的优选实施方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于空调器的室外机除霜控制方法，其特征在于，所述除霜控制方法包括：

获取所述空调器在t1至t2时间段内的单位时间制热负荷的变化率；

当所述空调器的单位时间制热负荷的变化率小于预设变化率时，则使所述空调器进入室外机除霜模式；

当所述空调器的单位时间制热负荷的变化率大于或等于所述预设变化率时，则不使所述空调器进入室外机除霜模式；

其中，所述预设变化率为零，t1为所述空调器上一次进入室外机除霜模式的时刻，t2为当前时刻；

在所述空调器的压缩机为变频压缩机的情况下，在“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤之前，所述除霜控制方法还包括：

获取所述压缩机的频率的变化趋势；

根据所述压缩机的频率的变化趋势，选择性地执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤；

“根据所述压缩机的频率的变化趋势，选择性地执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤”的步骤包括：

如果所述压缩机的频率呈上升趋势或趋于不变，则执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤。

2.根据权利要求1所述的室外机除霜控制方法，其特征在于，“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤具体包括：

获取所述空调器的制热量；

根据所述空调器的制热量，确定所述空调器的总制热负荷；

根据所述空调器的总制热负荷，确定所述空调器的单位时间制热负荷；

根据所述空调器的单位时间制热负荷，确定所述空调器的单位时间制热负荷的变化率。

3.根据权利要求2所述的室外机除霜控制方法，其特征在于，“获取所述空调器的制热量”的步骤具体包括：

获取所述空调器的制冷量和所述空调器的压缩机的运行功率；

根据所述空调器的制冷量和所述空调器的压缩机的运行功率，确定所述空调器的制热量。

4.根据权利要求1所述的室外机除霜控制方法，其特征在于，“根据所述压缩机的频率的变化趋势，选择性地执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤”的步骤包括：

如果所述压缩机的频率呈下降趋势，则不执行“获取所述空调器的单位时间制热负荷的变化率”的步骤。

5.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括控制器，所述控制器能够执行权利要求1至4中任一项所述的室外机除霜控制方法。

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