CN113503625B - 一种空调器的自清洁方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于空调器技术领域，尤其是涉及一种空调器的自清洁方法。第一步通过预处理技术使换热器表面事先形成水膜层，第二步通过速冻技术使换热器表面结霜，最后通过烘干化霜技术剥离换热器表面的污垢、灰尘等从而达到自清洁换热器的目的，其根据房间相对湿度大小，对自清洁第一步时长相应进行调整，以保证析出冷凝水形成水膜层的时间变得更加合理，更经济省电，效果更好，因为并不是相对湿度越大形成水膜层的时间就越短，形成水膜层的时间与相对湿度呈抛物线关系，时长设置为根据相对湿度进行调节既能保证经济性，又能保证效果，并根据空调实际累计使用时长，对自清洁第二步时长进行自适应调整，以保证自清洁效果。

Description

一种空调器的自清洁方法
技术领域
本申请属于空调器技术领域，尤其是涉及一种空调器的自清洁方法。
背景技术
随着国内城市化进程的发展，城市环境平均温度的居高不下，特别是夏天到来以后，各城市内频繁爆发高温预警，各类空调设备成为人们工作生活中必不可少的电气设备，而随着人们对工作环境友好、健康舒适需求的提升，空调器自身的能源消耗，使用时的舒适度都有了进一步需求。目前来空调生产制造技术日趋成熟，但空调器使用一段时间后内部容易积累尘土污垢，导致空调器启动后产生异味、飞尘，同时产生空调器性能下降，能耗增加等问题，因此近些年来，空调领域自清洁技术迅速发展，自清洁功能几乎是主流空调的标配功能。目前大多数自清洁功能均是采用空调器凝水→结霜→化霜浸洗→干燥、高温杀菌的流程实现自清洁，保障健康空气，但是在很多工况下，执行凝水、化霜过程中，换热器表面的湿润度往往难以有效控制和保证，导致凝水化霜流程不匹配，发生自清洁失效，或者积水等等问题，使自清洁效果下降，且一般采用固定流程和时间的自清洁程序，随着空调的累计使用时长的增加，自清洁的效果不断下降，内部污垢不断累积并最终导致自清洁功能失效，或者自清洁仍有污垢残留。
发明内容
本申请的目的在于：提供一种更加科学有效的，能够进行自适应清洁，且能够有效保证凝水过程中的湿润度与自清洁功能需求匹配，既能够缩短时间有能够保证自清洁效果的空调器的自清洁方法及相应自清洁装置。
本方法和装置的自清洁分为两步，第一步通过预处理技术使换热器表面事先形成水膜层，第二步通过速冻技术使换热器表面结霜，最后通过烘干化霜技术剥离换热器表面的污垢、灰尘等从而达到自清洁换热器的目的，其根据房间相对湿度大小，对自清洁第一步时长相应进行调整，以保证析出冷凝水形成水膜层的时间变得更加合理，更经济省电，效果更好，因为并不是相对湿度越大就越容易析出冷凝水，并根据空调实际累计使用时长，对自清洁第二步时长进行自适应调整，以保证自清洁效果。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案。
一种空调器的自清洁方法，采用如下结构及处理步骤：
①使用遥控器或自动指令的方式产生自清洁指令，当空调器接收到自清洁指令后，若空调处于非制冷模式，则自动切换为制冷模式；若处于制冷模式，则继续保持；
②基于温度传感器，获取室内温度t，单位℃；
③基于湿度传感器，获取室内相对湿度f，单位％；
④根据步骤②、③检测到室内温度t，室内相对湿度f，按下式计算出对应室内空气露点温度Td，露点Td计算公式如下所示：
Td＝0.0017×t×f+0.84×t+0.198×f-19.1
式中：t表示室内温度，单位℃；f表示室内湿度，单位％；Td表示露点温度，单位℃；
⑤根据步骤④计算出的露点温度Td，控制蒸发温度比露点温度Td低1-2℃，蒸发温度是指空调器室内机内部换热器盘管的温度，使空气中水蒸气析出在换热器表面形成冷凝水的水膜层，运行时长为y1time以确保换热器表面形成足够的水膜层；
y1time根据室内相对湿度f大小进行计算确定，具体计算公式如下：
Figure BDA0003156474360000021
其中y1time单位为min，f表示相对湿度，单位为％，其中f取值范围为[20，90]，小于或等于20时取为20，大于或等于90时取为90。
⑥当换热器表面形成足够的水膜层后，迅速将蒸发温度进一步拉低，控制蒸发温度为-30～-15℃，使换热器表面的水膜层迅速冻结为霜，运行时长为y2time；
运行时长y2time，根据空调器累计运行时长a进行计算确定，其计算公式如下：
Figure BDA0003156474360000022
其中y2time单位为min，a单位为h，当a达到1600h后进行清零重新计时；
⑦当运行时长y2time达到后，对压缩机进行降频，控制空调器切换为制热模式，对室内换热器进行升温化霜，通过化霜产生的冷膨胀力剥离污垢、灰尘等实现室内换热器自清洁；
⑧化霜结束后退出自清洁功能，恢复原有模式或执行其他模式。
对前述基于在换热器表面形成水膜的自清洁方法的进一步改进和优化还包括，所述湿度传感器和温度传感器设置于空调器室内机上。
对前述基于在换热器表面形成水膜的自清洁方法的进一步改进和优化还包括，控制蒸发温度的具体措施是通过调节压缩机频率，或调节室内风机转速，或调节电子膨胀阀开度，三者同时调节或者其中两者同时调节；调节关系为：压缩机频率越高，蒸发温度越低；室内风机转速越低，蒸发温度越低；电子膨胀阀开度越小，蒸发温度越低。
对前述基于在换热器表面形成水膜的自清洁方法的进一步改进和优化还包括，所述步骤⑦中，化霜持续时间不小于3min。
对前述基于在换热器表面形成水膜的自清洁方法的进一步改进和优化还包括，所述步骤⑥中，当空调器累计运行时长a未达到1600h但距离上次自清洁时间已超过设定周期Ta时也进行清零重新计时。
对前述基于在换热器表面形成水膜的自清洁方法的进一步改进和优化还包括，所述Ta是指0.5～1年。
其有益效果在于：
1.通过预处理技术使换热器表面事先形成水膜层(为更好的自清洁做好准备工作)，然后通过速冻技术使换热器表面结霜，最后通过烘干化霜技术剥离换热器表面的污垢、灰尘等从而达到自清洁换热器的目的。
2.根据房间相对湿度大小，对自清洁第一步时长相应调整，析出冷凝水形成水膜层的时间变得更加合理，更经济省电，效果更好。
3.根据空调实际累计使用时长，对自清洁第二步时长相应调整，增强自清洁效果。
附图说明
图1是空调器的自清洁方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请作详细说明。
本申请的一种空调器的自清洁方法，主要用于实现对各类空调设备自清洁过程的自适应控制，亦可以根据环境温度、湿度以及设备使用时长等，灵活调节自适应清洁过程中凝水和除霜过程中的参数，以保证自清洁开始前蒸发器表面湿润度符合要求，同时具有足够但不会过长的自清洁时间，进而提高自清洁效率、降低自清洁耗时，提高空调器性能，同时有节能省电功效。
具体而言，本申请的空调器的自清洁方法采用如下结构及处理步骤：
①使用遥控器或自动指令的方式产生自清洁指令，当空调器接收到自清洁指令后，若空调处于非制冷模式，则自动切换为制冷模式；若处于制冷模式，则继续保持；
②基于温度传感器，获取室内温度t，单位℃；
③基于湿度传感器，获取室内相对湿度f，单位％；
④根据步骤②、③检测到室内温度t，室内相对湿度f，计算出对应室内空气露点温度Td，露点Td计算公式如下所示：
Td＝0.0017×t×f+0.84×t+0.198×f-19.1
式中：t表示室内温度，单位℃；f表示室内湿度，单位％；Td表示露点温度，单位℃；
⑤根据步骤④计算出的露点温度Td，控制蒸发温度比露点温度Td低1-2℃，蒸发温度是指空调器室内机内部换热器盘管的温度，基于本步骤，通过提前控制控制蒸发温度，实现提高空气中水蒸气析出在换热器表面形成冷凝水的效率，降低流程耗时以及能耗的目的，为保证水膜层的有效覆盖，保持运行时长为y1time以确保换热器表面形成足够的水膜层；y1time根据室内相对湿度f大小进行计算确定，具体计算公式如下：
Figure BDA0003156474360000041
其中y1time单位为min，f表示相对湿度，单位为％，其中f取值范围为[20，90]，小于或等于20时取为20，大于或等于90时取为90。
大多数传统方案中采用固定或单一的蒸发温度以及运行时长的模式，其凝水效率和结果受到环境相对湿度以及环境温度的影响，难以保证在不同湿度和温度下均具有良好的凝水效果，普适性较差，基于本申请的控制方案在测试过程中，通过提前控制蒸发温度并采用y1time运行时长，能够保证在不同的相对湿度环境下，换热器表面的水膜层覆盖面积均不低于90％，在日常环境下，其凝水形成水膜的有效性接近100％；
⑥当换热器表面形成足够的水膜层后，迅速将蒸发温度进一步拉低，控制蒸发温度为-30～-15℃，使换热器表面的水膜层迅速冻结为霜，运行时长为y2time；
运行时长y2time，根据空调器累计运行时长a进行计算确定，其计算公式如下：
Figure BDA0003156474360000042
其中y2time单位为min，a单位为h，当a达到1600h后进行清零重新计时；
在实际测试和使用过程中，我们发现随着空调器使用时长的增加，一些顽固以及难以清除的污垢杂质会慢慢累积在换热器表面，这些污垢杂志随着时间的累积会越来越难以清除，应当根据空调器的使用时长采用更加灵活适应的增加冻结时间以保证其能够有效剥离，基于大量实际测试和统计，采用前述y2time的冻结时间既能够有效保证除杂效果，又能够随使用时长进行自适应调整，在空调器生命周期的前期保证能够迅速完成自清洁，在空调器使用一段时间后也能够保证有效清除顽固杂质污垢，实现成本和使用性能的协调。
⑦当运行时长y2time达到后，对压缩机进行降频，控制空调器切换为制热模式，对室内换热器进行升温化霜，通过化霜产生的冷膨胀力剥离污垢、灰尘等实现室内换热器自清洁；
⑧化霜结束后退出自清洁功能，恢复原有模式或执行其他模式。
对前述基于在换热器表面形成水膜的自清洁方法的进一步改进和优化还包括，所述湿度传感器和温度传感器设置于空调器室内机上。
在具体实施过程中，控制蒸发温度的具体措施是通过调节压缩机频率，或调节室内风机转速，或调节电子膨胀阀开度，三者同时调节或者其中两者同时调节；调节关系为：压缩机频率越高，蒸发温度越低；室内风机转速越低，蒸发温度越低；电子膨胀阀开度越小，蒸发温度越低。
进一步的，为了保证足够的剥离有效，在所述步骤⑦中，化霜持续时间应不小于3min。
在实际使用过程中，由于部分空调器可能长期闲置并在表面及内部积攒灰尘污垢，因此在所述步骤⑥中，当空调器累计运行时长a未达到1600h但距离上次自清洁时间已超过设定周期Ta时按照a＝1600计算y2time并执行至少一次后再清零，一般情况下，优选Ta是指0.5～1年。
为更好地进行检测和验证，在具体实施过程中，基于前述技术方案，基于同种A型壁挂式1.5匹号设备，型号KFR-35GW/HL81；在采用相同硬件和测试条件的情况下，在实验室内分别采用其原有的自清洁技术方案以及本申请中的技术方案进行自清洁测试和统计，测试结果如表1所示：
表1不同自清洁方案的效果
Figure BDA0003156474360000051
1、上述测试基于实验条件下模拟测试得到；
2、测试环境：室内初始工况30℃/47％，室外恒温恒湿35℃/40.5％、环境粉尘(石英、石棉、游离二氧化硅)浓度10毫克/立方米(工业环境粉尘最高允许浓度)、设定制冷目标温度26℃(面积17m2)；注意：室内工况达到30℃/47％后，室内设备工况机关闭，空调开始给室内降温；
3、积尘区域是指换热器表面积尘厚度不小于0.5mm的区域；
4、模拟等效运行时长基于积尘区域面积占比、积尘厚度以及清除难度进行的等效模拟；
5、制冷速度是指室内温度达到目标温度26℃所需时间；
6、稳定运行后平均功耗指达到目标温度26℃后测试2h计算平均功耗值。
由表1可以发现，相较于测试设备采用的传统自清洁方案，本申请的自清洁方案能够实现更好的异物清除效果，执行本申请中的自清洁方案后，能够更有效的降低空调换热器表面积尘情况，提高设备性能，降低设备能耗。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种空调器的自清洁方法，其特征在于，采用如下结构及处理步骤：
①使用遥控器或自动指令的方式产生自清洁指令，当空调器接收到自清洁指令后，若空调处于非制冷模式，则自动切换为制冷模式；若处于制冷模式，则继续保持；
②基于温度传感器，获取室内温度t，单位℃；
③基于湿度传感器，获取室内相对湿度f，单位％；
④根据步骤②、③检测到室内温度t，室内相对湿度f，计算出对应室内空气露点温度Td，其中Td＝0.0017·t·f+0.84·t+0.198·f-19.1；
式中：t表示室内温度，单位℃；f表示室内湿度，单位％；Td表示露点温度，单位℃；
⑤根据步骤④计算出的露点温度Td，控制蒸发温度比露点温度Td低1-2℃，蒸发温度是指空调器室内机内部换热器盘管的温度，使空气中水蒸气析出在换热器表面形成冷凝水的水膜层，运行时长为y1time以确保换热器表面形成足够的水膜层；
y1time根据室内相对湿度f大小进行计算确定，其中：
Figure FDA0003156474350000011
式中y1time单位为min，f表示相对湿度，单位为％，其中f取值范围为[20，90]，小于或等于20时取为20，大于或等于90时取为90；
⑥当换热器表面形成足够的水膜层后，迅速将蒸发温度进一步拉低，控制蒸发温度为-30℃～-15℃，使换热器表面的水膜层迅速冻结为霜，运行时长为y2time；
运行时长y2time，根据空调器累计运行时长a进行计算确定，其中
Figure FDA0003156474350000012
式中y2time单位为min，a单位为h，当a达到1600h后进行清零重新计时；
⑦当运行时长y2time达到后，对压缩机进行降频，控制空调器切换为制热模式，对室内换热器进行升温化霜，通过化霜产生的冷膨胀力剥离污垢、灰尘等实现室内换热器自清洁；
⑧化霜结束后退出自清洁功能，恢复原有模式或执行其他模式。
2.根据权利要求1所述的一种空调器的自清洁方法，其特征在于，所述湿度传感器和温度传感器设置于空调器室内机上。
3.根据权利要求1所述的一种空调器的自清洁方法，其特征在于，控制蒸发温度的具体措施是通过调节压缩机频率，或调节室内风机转速，或调节电子膨胀阀开度，三者同时调节或者其中两者同时调节；调节关系为：压缩机频率越高，蒸发温度越低；室内风机转速越低，蒸发温度越低；电子膨胀阀开度越小，蒸发温度越低。
4.根据权利要求1所述的一种空调器的自清洁方法，其特征在于，所述步骤⑦中，化霜持续时间不小于3min。
5.根据权利要求1所述的一种空调器的自清洁方法，其特征在于，所述步骤⑥中，当空调器累计运行时长a未达到1600h但距离上次自清洁时间已超过设定周期Ta时按照a＝1600计算y2time并执行至少一次后再清零。
6.根据权利要求5所述的一种空调器的自清洁方法，其特征在于，所述Ta是指0.5～1年。
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