CN113551305A - 一种具有双换热器的空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷技术领域，公开了一种具有双换热器的空调器及其控制方法，该具有双换热器的空调器包括通过管道依次连接的压缩机、换向装置、室外换热器、第一换热器、第二换热器，所述第二换热器的一端通过管道与所述换向装置连接，所述第一换热器和第二换热器之间的管道上设置有可调节所述管道内的冷媒流量大小的第一节流装置。本发明的空调器能够分别调节两个换热器的制冷量，匹配不同空间的制冷需求，实现方式简单可靠。

Description

一种具有双换热器的空调器及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种具有双换热器的空调器及其控制方法。

背景技术

为了满足大空间的温度调节需要，目前市面上出现了具有多个出风口的空调器，常见的如具有分别连通客厅和餐厅的两个出风口的空调器。具有多个出风口的空调器通常只能向不同的出风口分配同等的制冷量，不能自由调节冷量分配，但由于人群在不同空间(比如餐厅和客厅)活动的时间不同，所需要的冷量也不一致，向两个空间输送相同的冷量这种方式不够精准，容易造成能源浪费。为解决这个问题，部分空调器采用调节分配到不同换热器的冷媒量的方式，但现有的调节方式较为复杂，带来了额外增加的成本，且设置不当容易出现回液等可靠性问题。

因此，如何通过简单可靠的方式精准控制空调器的多个出风口的制冷量，是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有双换热器的空调器及其控制方法，其能够分别调节两个换热器的制冷量，匹配不同空间的制冷需求，实现方式简单可靠。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有双换热器的空调器，其包括通过管道依次连接的压缩机、换向装置、室外换热器、第一换热器、第二换热器，所述第二换热器的一端通过管道与所述换向装置连接，所述第一换热器和第二换热器之间的管道上设置有可调节所述管道内的冷媒流量大小的第一节流装置。

作为优选方案，所述第二换热器与第一节流装置之间设置有第一传感器，所述第二换热器与所述换向装置之间设置有第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器用于检测流经其所对应位置的冷媒的温度。

作为优选方案，还包括与所述第一传感器和所述第二传感器电连接的控制装置，所述控制装置可控制所述第一节流装置的开度和所述压缩机的目标频率。

作为优选方案，还包括用于感应所述第二换热器的出风位置是否有人的感应装置，所述感应装置与所述控制装置电连接。

作为优选方案，所述第一节流装置采用电子膨胀阀或半封闭式电磁阀。

作为优选方案，所述第一换热器的内侧的设置有第一风轮，所述第二换热器的内侧设置有第二风轮，所述室外换热器的内侧设置有外风轮；

所述室外换热器与所述第一换热器之间的管道上设置有第二节流装置。

为实现相同目的，本发明还提供了一种控制上述任一技术方案中的具有双换热器的空调器工作的方法，其包括步骤：

当所述空调器启动制冷或降温除湿状态时，控制冷媒流经所述第一换热器后，全部流入所述第二换热器；

根据所述第二换热器的换热量，调节流入从所述第一换热器所述第二换热器的冷媒流量。

作为优选方案，所述根据所述第二换热器的换热量，调节从所述第一换热器流入所述第二换热器的冷媒流量的步骤包括：

检测所述第二换热器的两端的冷媒的温度；

用输出端的冷媒温度减去输入端的冷媒温度得到温度差；

设置温差阈值；

判断所述温度差是否大于所述温差阈值，若否则减小经过所述第二换热器的冷媒流量，若是则增大经过所述第二换热器的冷媒流量。

作为优选方案，所述设置温差阈值的步骤包括：

检测第二换热器的出风位置前方是否有人；

若是，则将第一阈值设置为温差阈值；

若否，则将第二阈值设置为温差阈值。

作为优选方案，所述第一阈值的取值范围为0℃～3℃，所述第二阈值的取值范围为4℃～8℃。

作为优选方案，所述检测所述第二换热器的两端的冷媒的温度的步骤之后，还包括步骤：

根据所述第二换热器的输入端的温度，控制所述空调器的压缩机的目标频率。

作为优选方案，还包括步骤：

当所述空调器处于不降温除湿状态时，控制冷媒流入所述第一换热器；

将所述第一换热器流出的冷媒进行节流，再流入所述第二换热器。

相较于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的具有双换热器的空调器，具有通过管道依次连接的压缩机、换向装置、室外换热器、第一换热器、第二换热器，第二换热器的一端通过管道与换向装置连接，管道用于冷媒流通，第一换热器和第二换热器之间的管道上设置有第一节流装置，第一节流装置可调节第一换热器与第二换热器之间的管道内的冷媒流量大小，空调器制冷或者降温除湿状态下，冷媒先流经制冷需求大的换热器，例如将第一换热器的出风位置与制冷需求大的空间联通，将第二换热器的出风位置与制冷需求小的空间连通，冷媒从第一换热器流向第二换热器。初始状态时先将第一节流装置打开，使经过第一换热器的冷媒流量与经过第二换热器的冷媒流量相等，由于与第二换热器连通的空间制冷需求小，因而该处温度可以下降更快，当该处空间温度下降到接近第二换热器中的冷媒的温度时，第二换热器与外界空间的换热量减小，而第一换热器与其所连通空间的换热量仍然较大，此时可以通过调节第一节流装置的开度以减少从第一换热器流入所述第二换热器的冷媒，以使第一换热器中的冷媒蒸发量大于第二换热器中的冷媒蒸发量，实现按需分配冷媒，以满足第一换热器和第二换热器不同的制冷量需求，避免冷媒平均分配造成第二换热器中的冷媒不能充分利用，实现方式简单可靠。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种具有双换热器的空调器的连接示意图；

图2是本发明实施例提供的内风轮及换热器的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的空调器处于制热状态下的冷媒流动示意图；

图4是本发明实施例提供的空调器处于制冷或除湿状态下的冷媒流动示意图；

图5是本发明实施例提供的一种控制具有双换热器的空调器工作的方法的示意图。

其中，10、管道；20、压缩机；21、换向装置；30、室外换热器；31、外风轮；40、第一换热器；41、第一风轮；50、第二换热器；51、第二风轮；52、第一传感器；53、第二传感器；60、第一节流装置；70、第二节流装置；80、控制装置；90、感应装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参见图1和图2所示，示意性地示出了本发明的具有双换热器的空调器，包括通过管道10依次连接的压缩机20、换向装置21、室外换热器30、第一换热器40、第二换热器50，所述第二换热器50的一端通过管道10与所述换向装置21连接，所述第一换热器40和第二换热器50之间的管道10上设置有第一节流装置60，第一节流装置60可调节第换热器和第二换热器50之间的管道10内的冷媒流量大小。其中，所述管道10用于冷媒(制冷剂)流通，所述第一换热器40和第二换热器50的出风位置分别连通不同的空间。在本实施例中，所述第一换热器40的出风位置连通制冷量需求较大的空间，所述第二换热器50的出风位置连通制冷量需求较小的空间，如图3所示，当空调器处于制热状态时，冷媒的流动方向为压缩机20-换向装置21-第二换热器50-第一节流装置60-第一换热器40-室外换热器30-换向装置21-压缩机20。如图4所示，当空调器处于制冷或者除湿状态时，冷媒的流动方向为压缩机20-换向装置21-室外换热器30-第一换热器40-第一节流装置60-第二换热器50-换向装置21-压缩机20。

基于上述技术特征的具有双换热器的空调器，当空调处于制热状态，打开第二节流装置70，冷媒按照压缩机20-换向装置21-第二换热器50-第一节流装置60-第一换热器40-室外换热器30-换向装置21-压缩机20的方向循环，第一换热器40和第二换热器50正常换热。当空调处于制冷或者降温除湿状态，初始状态时先将第一节流装置60打开，使经过第一换热器40的冷媒流量与经过第二换热器50的冷媒流量相等，由于与第二换热器50连通的空间制冷需求小，因而该处空间温度可以下降更快，当该处空间温度下降到接近第二换热器50中的冷媒的温度时，第二换热器50与外界空间的换热量减小，而第一换热器40与其所连通空间的换热量仍然较大，此时可以通过调节第一节流装置60以减少从所述第一换热器40流入所述第二换热器50的冷媒，以使第一换热器40中的冷媒蒸发量大于第二换热器50中的冷媒蒸发量，满足第一换热器40和第二换热器50不同的制冷量需求，实现按需分配冷媒，避免冷媒平均分配造成第二换热器50中的冷媒不能充分利用，实现方式简单可靠。

优选地，所述第一节流装置60与第二换热器50之间设置有第一传感器52，所述第二换热器50与所述换向装置21之间设置有第二传感器53，所述第一传感器52和所述第二传感器53用于检测流经其所对应位置的冷媒的温度，具体地，在制冷或者降温除湿状态下，所述第一传感器52和所述第二传感器53的位置分别靠近所述第二换热器50的冷媒入口端和出口端，所述第一传感器52用于检测流入所述第二换热器50的冷媒温度，所述第二传感器53用于检测从所述第二换热器50流出的冷媒温度。

这样，空调处于制冷或者降温除湿状态时，所述第一传感器52和第二传感器53分别检测第二换热器50两端的冷媒的温度，第一传感器52检测到的是冷媒进入第二换热器50前的温度T1，第二传感器53检测到的是冷媒流过第二换热器50后的温度T2，冷媒在第二换热器50中与外界空间空气进行换热后温度升高，因此E＝T2-T1与第二换热器50的换热量正相关。当E的值较大，说明第二换热器50的换热量较大，也即第二换热器50所连通空间的温度较高，制冷需求较大，这时需保持第一节流装置60打开，确保第二换热器50的冷媒蒸发量。反之，当E的值较小，说明第二换热器50的换热量较小，也即第二换热器50连通的空间温度较低，制冷需求较小，这时如果仍向第二换热器50通入大量冷媒，则会使冷媒利用效率不高，因此需要调节第一节流装置60，减小通入第二换热器50的冷媒流量，使得第二换热器50的冷媒蒸发量与其制冷量达到平衡，实现冷媒的精准调配，避免造成浪费。

进一步优选地，所述空调器还设有控制装置80，所述控制装置80与所述第一传感器52和所述第二传感器53电连接，所述控制装置80可以计算第二传感器53检测到的温度T2与第一传感器52检测到的温度T1的差值E，并根据E的大小控制所述第一节流装置60的开度，实现自动控制冷媒调节。所述控制装置80还可以根据第一传感器52检测到的温度T1控制所述压缩机20的目标频率，当T1接近空调器设置的目标温度时，可以认为外部空间的温度也接近目标温度，从而可以控制所述压缩机20降低工作频率，以节省功耗；反之，则控制所述压缩机20升高工作频率，以满足调温需要。

更进一步地，所述空调器还设有感应装置90，所述感应装置90用于感应所述第二换热器50的出风位置是否有人，所述感应装置90与所述控制装置80电连接。若感应装置90感应到第二换热器50的出风位置有人，为了提高用户的舒适感，需要将与第二换热器50连通的外部空间温度降低到较低(接近于第一换热器40连通的外部空间的目标温度)，即E的值需要达到较低时才能减小所述第一节流装置60的开度。若感应装置90感应到第二换热器50的出风位置没有人，则与第二换热器50连通的外部空间温度可以不必降至太低(可高于第一换热器40连通的外部空间的目标温度)，即在E的值相对较大时就可以减小所述第一节流装置60的开度。需要说明的是，设定第二换热器50的出风位置有人或无人的模式，还可以通过手动设置等其他方式设置，不限于通过感应装置90检测这种方式实现。

作为优选的实施方式，所述第一节流装置60采用电子膨胀阀或半封闭式电磁阀，电子膨胀阀可由所述控制装置80产生的电信号，控制施加于电子膨胀阀上的电压或电流，进而达到调节第一节流装置60供液量的目的。半封闭电磁阀具有关闭节流和打开不节流两种状态。

作为优选方案，所述第一换热器40的内侧的设置有第一风轮41，所述第二换热器50的内侧设置有第二风轮51，第一风轮41和第二风轮51工作时产生的风由空调器内机壳体内向外吹出，第一风轮41/第二风轮51打开时，可以加快第一换热器40/第二换热器50的换热效率，当所述第一换热器40/第二换热器50不需要送风时，关闭所述第一风轮41/第二风轮51。所述室外换热器30的内侧设置有外风轮31，外风轮31工作时产生的风由空调器外机壳体内向外吹出，室外换热器30工作时外风轮31启动，加快热量交换，室外换热器30不工作时关闭外风轮31。所述室外换热器30与所述第一换热器40之间的管道10上设置有第二节流装置70，用以调节所述管道10的整体冷媒流量，以满足不同状态工作需要。

请参见图5所示，示意性地示出了本发明的一种控制上述实施例中的具有双换热器的空调器工作的方法，所述空调器具有第一换热器40和第二换热器50，第一换热器40和第二换热器50分别连通不同的空间，包括步骤：

S1、当所述空调器启动制冷或降温除湿状态时，控制冷媒流经所述第一换热器40后，全部流入所述第二换热器50；

S2、根据所述第二换热器50的换热量，调节从所述第一换热器40流入所述第二换热器50的冷媒流量。

对应到前文所述的具有双换热器的空调器，在本实施例中，第二换热器50连通的空间是制冷需求相对较小的空间，在刚启动制冷或降温除湿状态时，先使第一换热器40和第二换热器50中的冷媒蒸发量相同，第一换热器40和第二换热器50同时开始制冷，第二换热器50所连通空间的制冷量较小，更容易达到目标温度，监测第二换热器50的换热量，当第二换热器50的换热量较小时，不再需要与第一换热器40等量的冷媒蒸发量，即可减少从所述第一换热器40流入所述第二换热器50的冷媒流量，使更多冷媒蒸发量集中在第一换热器40，以满足第一换热器40和第二换热器50不同的制冷量需求，避免冷媒平均分配造成第二换热器50中的冷媒不能充分利用。在本实施例中，调节从所述第一换热器40流入所述第二换热器50的冷媒流量可以通过调节所述第一节流装置60的开度实现。

可以理解的是，空调器工作时，还应当包括步骤：S0、启动空调器。

优选地，所述步骤S2包括：

S21、检测所述第二换热器50的两端的冷媒的温度；

S22、用输出端的冷媒温度减去输入端的冷媒温度得到温度差E；

S23、设置温差阈值A；

S24、判断所述温度差E是否大于所述温差阈值A，若否则减小经过所述第二换热器50的冷媒流量，若是则增大经过所述第二换热器50的冷媒流量。

第二换热器50的输入端的冷媒温度即为T1，第二换热器50的输出端的冷媒的温度即为T2，T2减去T1得到温度差E，E与第二换热器50的换热量正相关，当E小于A时，说明第二换热器50的换热量较小，对冷媒需求量较小，需要减小经过所述第二换热器50的冷媒流量；当E大于A时，说明第二换热器50的换热量较大，对冷媒需求量较大，需要增大经过所述第二换热器50的冷媒蒸发量。需要说明的是，温差阈值A可以是一个确定的数值，也可以是一个数值范围。当A为数值范围时，E＜A表示E小于A所代表的数值范围的最小值，E＞A代表E大于A所代表的数值范围的最大值。

作为优选的实施方式，所述步骤S23包括步骤：

S231、检测第二换热器50的出风位置前方是否有人；

S232、若是，则将第一阈值设置为温差阈值A；

S233、若否，则将第二阈值设置为温差阈值A。

第一阈值小于第二阈值，第二换热器50的出风位置前方有人时，为了提高用户的舒适感，第二换热器50的换热量较大，温差阈值A需要设置一个较小的值。第二换热器50的出风位置前方没有人时，为了将制冷量集中于第一换热器40，提高冷媒利用率，将第二换热器50的换热量控制在较小的范围即可，温差阈值A需要设置一个较大的值。

进一步地，所述第一阈值的取值范围为0℃～3℃，所述第二阈值的取值范围为4℃～8℃。这样，第二换热器50的出风位置前方有人的情况下，E＞3℃时，增大经过第二换热器50的冷媒蒸发量(通过控制第一节流装置60加大开度实现，如冷媒蒸发量已达最大则保持)，使得第二换热器50可以产生较大冷量，满足制冷需求，E逐渐减小；在E减小到0时，减小经过第二换热器50的冷媒蒸发量(通过控制第一节流装置60减小开度实现)，避免过多的冷媒低效使用，使E逐渐增大；当E从0℃增大到3℃时，增大经过第二换热器50的冷媒蒸发量，从而使得E长时间保持在0℃到3℃之间。经过大量试验表明，将E控制在该范围内，即可满足用户体验，又能够充分利用冷媒，同时还可以保证冷媒完全蒸发，不会因过度节流造成回液。

第二换热器50的出风位置前方没有人的情况下，当E＜4℃时，第一换热器40正常制冷，减小经过所述第二换热器50的冷媒蒸发量，使第二换热器50中的冷媒得到充分利用，避免第二换热器50的大冷媒流量造成利用不充分；当E＞8℃时，增大经过所述第二换热器50的冷媒蒸发量，提高第二换热器50的制冷量，以使第二换热器50所连通的空间温度不至于过高，从而使得E长时间保持在4℃到8℃之间，确保第二换热器50连通的空间温度维持在合适的范围，同时提高冷媒的使用效率。

优选地，所述步骤S21后，还包括步骤：

S25、根据所述第二换热器50的输入端的温度，控制所述空调器的压缩机20的目标频率。

即根据T1的大小，来判定为外部空间的温度是否接近目标温度，若接近了则控制减小空调器的压缩机20的功率，反之则提高功率。

优选地，该方法还包括步骤：

S31、当所述空调器处于不降温除湿状态时，控制冷媒流入所述第一换热器40；

S32、将所述第一换热器40流出的冷媒进行节流，再流入所述第二换热器50。

对应上述的具有双换热器的空调器的具体结构，在不降温除湿状态时，外风轮31和室外换热器30不工作，冷媒在室外换热器30不进行换热，第二节流装置70开度调节到最大，冷媒通过室外换热器30、第二节流装置70进入第一换热器40，在第一换热器40中进行冷凝，冷凝后的冷媒经过第一节流装置60进行节流，节流后冷媒的温度会降低，温度降低的冷媒进入第二换热器50，在第二换热器50中蒸发吸热，使得空气中的水分冷凝，达到对外界空间除湿的目的，之后冷媒再回到压缩机20。由于冷媒在第一换热器40冷凝放热，在第二换热器50蒸发吸热，与整个室内空间的热交换达到平衡，从而实现不降温除湿的效果。

综上所述，本发明的具有双换热器的空调器及其控制方法，该空调器具有通过管道10依次连接的压缩机20、换向装置21、室外换热器30、第一换热器40、第二换热器50，第二换热器50的一端通过管道10与换向装置21连接，第一换热器40和第二换热器50之间的管道10上设置有第一节流装置60，空调器制冷或者降温除湿状态下，冷媒从第一换热器40流向第二换热器50，初始状态时先将第一节流装置60打开，使经过第一换热器40的冷媒流量与经过第二换热器50的冷媒流量相等，与第二换热器50连通的空间温度下降到接近第二换热器50中的冷媒的温度时，第二换热器50与外界空间的换热量减小，而第一换热器40与其所连通空间的换热量仍然较大，此时可以通过调节第一节流装置60以减少流入所述第二换热器50的冷媒，以使第一换热器40中的冷媒蒸发量大于第二换热器50中的冷媒蒸发量，实现按需分配冷媒，以满足第一换热器40和第二换热器50不同的制冷量需求，避免冷媒平均分配造成第二换热器50中的冷媒不能充分利用，实现方式简单可靠。另外，不降温除湿状态下，冷媒通过室外换热器30、第二节流装置70进入第一换热器40，在第一换热器40中进行冷凝后的冷媒经过第一节流装置60进行节流，节流后冷媒的温度会降低，在第二换热器50中蒸发吸热，达到对外界空间除湿的目的，冷媒在第一换热器40冷凝放热，在第二换热器50蒸发吸热，与整个室内空间的热交换达到平衡，可以实现不降温除湿的效果，具有较高的推广应用价值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种具有双换热器的空调器，其特征在于，包括通过管道依次连接的压缩机、换向装置、室外换热器、第一换热器、第二换热器，所述第二换热器的一端通过管道与所述换向装置连接，所述第一换热器和第二换热器之间的管道上设置有可调节所述管道内的冷媒流量大小的第一节流装置。

2.根据权利要求1所述的具有双换热器的空调器，其特征在于，所述第二换热器与第一节流装置之间设置有第一传感器，所述第二换热器与所述换向装置之间设置有第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器用于检测流经其所对应位置的冷媒的温度。

3.根据权利要求2所述的具有双换热器的空调器，其特征在于，还包括与所述第一传感器和所述第二传感器电连接的控制装置，所述控制装置可控制所述第一节流装置的开度和所述压缩机的目标频率。

4.根据权利要求3所述的具有双换热器的空调器，其特征在于，还包括用于感应所述第二换热器的出风位置是否有人的感应装置，所述感应装置与所述控制装置电连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的具有双换热器的空调器，其特征在于，所述第一节流装置采用电子膨胀阀或半封闭式电磁阀。

6.根据权利要求1至4任一项所述的具有双换热器的空调器，其特征在于，所述第一换热器的内侧的设置有第一风轮，所述第二换热器的内侧设置有第二风轮，所述室外换热器的内侧设置有外风轮；

所述室外换热器与所述第一换热器之间的管道上设置有第二节流装置。

7.一种控制如权利要求1至6任一项所述的具有双换热器的空调器工作的方法，所述空调器具有第一换热器和第二换热器，其特征在于，包括步骤：

当所述空调器启动制冷或降温除湿状态时，控制冷媒流经所述第一换热器后，全部流入所述第二换热器；

根据所述第二换热器的换热量，调节流入从所述第一换热器所述第二换热器的冷媒流量。

8.根据权利要求7所述的用于控制具有双换热器的空调器工作的方法，其特征在于，所述根据所述第二换热器的换热量，调节从所述第一换热器流入所述第二换热器的冷媒流量的步骤包括：

检测所述第二换热器的两端的冷媒的温度；

用输出端的冷媒温度减去输入端的冷媒温度得到温度差；

设置温差阈值；

判断所述温度差是否大于所述温差阈值，若否则减小经过所述第二换热器的冷媒流量，若是则增大经过所述第二换热器的冷媒流量。

9.根据权利要求8所述的用于控制具有双换热器的空调器工作的方法，其特征在于，所述设置温差阈值的步骤包括：

检测第二换热器的出风位置前方是否有人；

若是，则将第一阈值设置为温差阈值；

若否，则将第二阈值设置为温差阈值。

10.根据权利要求9所述的用于控制具有双换热器的空调器工作的方法，其特征在于，所述第一阈值的取值范围为0℃～3℃，所述第二阈值的取值范围为4℃～8℃。

11.根据权利要求8所述的用于控制具有双换热器的空调器工作的方法，其特征在于，所述检测所述第二换热器的两端的冷媒的温度的步骤之后，还包括步骤：

根据所述第二换热器的输入端的温度，控制所述空调器的压缩机的目标频率。

12.根据权利要求7至11任一项所述的用于控制具有双换热器的空调器工作的方法，其特征在于，还包括步骤：

当所述空调器处于不降温除湿状态时，控制冷媒流入所述第一换热器；

将所述第一换热器流出的冷媒进行节流，再流入所述第二换热器。

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