CN113864929A - 一种空调系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空调系统及其控制方法，空调系统包括：压缩机、室外第一换热器、室外第二换热器、室外第三换热器和室内换热器，空调系统中包括第一沸点制冷剂和第二沸点制冷剂，第一沸点制冷剂的沸点＜第二沸点制冷剂的沸点，室外第一换热器的一端能够连通至压缩机的排气端或吸气端、另一端能够连通至室外第二换热器的一端和/或室外第三换热器的一端；室外第二换热器的另一端与室外第三换热器的另一端混合后能与室内换热器的一端连通，室内换热器的另一端能够连通至压缩机的吸气端或排气端。根据本发明主体冷凝器不结霜或缓解结霜速度，通过2个辅助换热器的轮流工作，使得系统在稳定制热的同时还能实现除霜、化霜，提高室内环境的舒适性。

Description

一种空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种空调系统及其控制方法。
背景技术
非共沸工质应用于空调系统中时，从系统循环的角度来看，非共沸混合工质由于其在换热过程中存在温度滑移，以及温焓非线性关系，使得其在换热过程中可逼近Lorenz循环，以提高循环效率。
由于现有技术中的常规空调系统制热运行，存在室外机结霜和化霜时停机影响室内环境舒适性的问题；非共沸工质应用于冷暖机系统，而不能兼顾制冷、制热工况均高效运行的问题等技术问题，因此本发明研究设计出一种空调系统及其控制方法。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的常规空调系统制热运行，存在室外机结霜和化霜时停机影响室内环境舒适性的缺陷，从而提供一种空调系统及其控制方法。
为了解决上述问题，本发明提供一种空调系统，其包括：
压缩机、室外第一换热器、室外第二换热器、室外第三换热器、室内换热器和第一节流装置，且所述空调系统中包括第一沸点制冷剂和第二沸点制冷剂，所述第一沸点制冷剂的沸点＜所述第二沸点制冷剂的沸点，所述室外第一换热器的一端能够连通至所述压缩机的排气端或吸气端、另一端能够连通至所述室外第二换热器的一端和/或所述室外第三换热器的一端；
所述室外第二换热器的另一端与所述室外第三换热器的另一端连通后能再与所述第一节流装置的一端连通，所述第一节流装置的另一端与所述室内换热器的一端连通，所述室内换热器的另一端能够选择性地连通至所述压缩机的吸气端或排气端。
在一些实施方式中，所述室外第一换热器的一端通过第一管路能够选择性地连通至所述压缩机的排气端或吸气端、另一端通过第二管路连通至所述室外第二换热器的一端和/或所述室外第三换热器的一端，所述室外第二换热器与所述室外第三换热器并联。
在一些实施方式中，所述室外第二换热器位于第三管路上，所述室外第三换热器位于第四管路上，所述第三管路与所述第四管路并联，所述第三管路的一端与所述第四管路的一端连通后与所述第二管路连通，所述第三管路的另一端与所述第四管路的另一端连通后能够与所述室内换热器的一端连通。
在一些实施方式中，所述第三管路上设置有第一控制阀，所述第四管路上设置有第二控制阀。
在一些实施方式中，还包括第五管路、第六管路和第七管路，所述第三管路与所述第四管路汇合后通过第五管路连通至所述节流装置的一端，所述节流装置的另一端通过第六管路连通至所述室内换热器的一端，所述室内换热器的另一端通过第七管路连通至所述压缩机的吸气端或排气端。
在一些实施方式中，还包括四通阀，所述四通阀包括E端、S端、C端和D端，所述E端与所述第七管路连通，所述S端与所述压缩机的吸气端连通，所述C端与所述第一管路连通，所述D端与所述压缩机的排气端连通，所述四通阀的第一连通状态为：所述E端与所述S端连通，同时所述C端与所述D端连通，此时室内运行在制冷状态，所述四通阀的第二连通状态为：所述E端与所述D端连通，同时所述S端与所述C端连通，此时室内运行在制热状态；所述四通阀能在所述第一连通状态与所述第二连通状态之间切换。
在一些实施方式中，还包括第一风机，所述第一风机能驱动室外的气流部分流经所述室外第一换热器，部分气流流经所述室外第二换热器，部分气流流经所述室外第三换热器；
还包括第二风机，所述第二风机能驱动室内的气流流经所述室内换热器。
在一些实施方式中，所述第六管路上设置有第三控制阀，所述第七管路上设置有第六控制阀，所述空调系统还包括第八管路和第九管路，所述第八管路的一端连通至所述第六管路上且位于所述第三控制阀与所述节流装置之间的位置、另一端连接至所述第七管路上且位于所述第六控制阀与所述室内换热器之间的位置，所述第九管路的一端连通至所述第六管路上且位于所述室内换热器与所述第三控制阀之间的位置、另一端连接至所述第七管路上且位于所述第六控制阀与所述四通阀之间的位置，所述第八管路上设置有第四控制阀，所述第九管路上设置有第五控制阀；所述第七管路相对于所述第六管路靠近所述第二风机设置，所述第九管路相对于所述第八管路远离所述第二风机设置。
本发明还提供一种如前任一项所述的空调系统的控制方法，其包括：
检测步骤，检测空调系统的运行模式以及室外环境的温度Tout、和制热模式下室外第二换热器或所述室外第三换热器的冷媒进口温度Tin；
判断步骤，判断Tout与第一预设值T1之间的关系，判断Tin与第二预设值T2和第三预设值T3之间的关系；其中T2＞T3；
控制步骤，当还包括第一控制阀和第二控制阀时：
当空调运行在制冷模式下：控制所述第一控制阀和所述第二控制阀均打开；当空调运行在制热模式下：且当Tout≥T1时且Tin≥T2时，控制所述第一控制阀和所述第二控制阀均打开；且当Tout≥T1时且持续t1时间内Tin＜T3时、或者当Tout＜T1时且连续t1时间内Tin＜T2时，控制所述第一控制阀和所述第二控制阀中的其中一个打开，另一个关闭，其中t1为第一预设时间。
在一些实施方式中，所述控制步骤中，当空调运行在制热模式下，且当Tout≥T1时且连续t1时间内Tin＜T3时、或者当Tout＜T1时且连续t1时间内Tin＜T2时，控制所述第一控制阀打开，所述第二控制阀关闭，持续t2时间后，t2为第二预设时间；
所述检测步骤，还能检测所述室外第二换热器的进风压力和出风压力；
所述判断步骤，还能判断所述室外第二换热器的进风压力和出风压力之间的第一压差是否大于等于第一预设压力差值；
所述控制步骤，还能当所述第一压差大于等于所述第一预设压力差值时，控制所述第一控制阀关闭，控制所述第二控制阀打开；当所述第一压差小于所述第一预设压力差值时，维持所述第一控制阀打开，维持所述第二控制阀关闭。
在一些实施方式中，所述控制步骤，还能当所述第一压差大于等于所述第一预设压力差值，且控制所述第一控制阀关闭，控制所述第二控制阀打开时，控制对所述室外第二换热器加热化霜。
在一些实施方式中，所述控制步骤中，当空调运行在制热模式下，且当Tout≥T1时且连续t1时间内Tin＜T3时、或者当Tout＜T1时且连续t1时间内Tin＜T2时，控制所述第一控制阀关闭，所述第二控制阀打开，持续t2时间后，t2为第二预设时间；
所述检测步骤，还能检测所述室外第三换热器的进风压力和出风压力；
所述判断步骤，还能判断所述室外第三换热器的进风压力和出风压力之间的第二压差是否大于等于第二预设压力差值；
所述控制步骤，还能当所述第二压差大于等于所述第二预设压力差值时，控制所述第一控制阀打开，控制所述第二控制阀关闭；当所述第二压差小于所述第二预设压力差值时，维持所述第一控制阀关闭，维持所述第二控制阀打开。
在一些实施方式中，所述控制步骤，还能当所述第二压差大于等于所述第二预设压力差值，且控制所述第一控制阀打开，控制所述第二控制阀关闭时，控制对所述室外第三换热器加热化霜。
在一些实施方式中，T3＜T2＜T1；当空调系统还包括四通阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀和第六控制阀时：
所述控制步骤，还能当空调运行在制热模式下：且当Tout＜T4时，控制所述第一控制阀和所述第二控制阀均打开，且控制所述四通阀换向并切换到制冷模式以对所述室外第一换热器、所述室外第二换热器和所述室外第二换热器中的至少一个制热化霜，其中T4＜T3。
在一些实施方式中，当空调系统还包括四通阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀和第六控制阀时：所述控制步骤，还能当所述空调运行在制冷模式下时，控制所述第三控制阀打开和所述第六控制阀均打开，控制所述第四控制阀和所述第五控制阀均关闭；当所述空调运行在制热模式下时，控制所述第三控制阀和所述第六控制阀均关闭，控制所述第四控制阀和所述第五控制阀均打开。
本发明提供的一种空调系统及其控制方法具有如下有益效果：
1.本发明本系统采用非共沸工质，充分利用非共沸工质的温度滑移特性，同时将室外换热器分为三部分(一个主换热器和两个辅助换热器，主换热器与辅助换热器在迎风面积上串联布置，两个辅助换热器在流动方向上并联布置)，牺牲一小部分的换热面积，使得主体换热面积不结霜。制热运行时制冷剂从一个辅助换热器的一端进入，低沸点制冷剂首先在辅助换热器中蒸发，其表面温度低容易结霜，但由于温度滑移效应，制冷剂在辅助换热器内换热过程中温度逐渐升高，使得主体冷凝器不结霜或缓解结霜速度。一个辅助换热器化霜时，另一个辅助换热器工作，通过2个辅助换热器的轮流工作，使得系统在稳定制热的同时还能实现除霜、化霜功能，提高室内环境的舒适性。
2.本发明还通过在室内换热器的进出口分别设置四个二通阀和对应的切换管路，使得系统在制冷和制热工况下均能实现逆流换热，均有良好的换热效率，减少换热过程的不可逆损失。
附图说明
图1为本发明主实施例非共沸工质系统循环示意图(制冷模式)；
图2为本发明主实施例非共沸工质系统循环示意图(一般制热模式)；
图3为本发明主实施例非共沸工质系统循环示意图(低温制热模式)；
图4为本发明主实施例非共沸工质系统循环示意图(低温制热模式且同时迎风21a化霜)；
图5为本发明替代实施例一制冷模式循环示意图(制冷模式)；
图6为本发明替代实施例一制热模式循环示意图(一般制热模式)；
图7为本发明替代实施例一制冷模式循环示意图(低温制热模式)；
图8为本发明替代实施例一制热模式循环示意图(低温制热模式且同时迎风21a化霜)。
附图标记表示为：
10、压缩机；21、室外第一换热器；21a、室外第二换热器；21b、室外第三换热器；31、节流装置；41、室内换热器；51、四通阀；E、E端；S、S端；C、C端；D、D端；61、第一风机；62、第二风机；71、第一控制阀；72、第二控制阀；73、第三控制阀；74、第四控制阀；75、第五控制阀；76、第六控制阀；
101、第一管路；102、第二管路；103、第三管路；104、第四管路；105、第五管路；106、第六管路；107、第七管路；108、第八管路；109、第九管路。
具体实施方式
主实施例，如图1-8所示，本发明提供一种空调系统，其包括：
压缩机10、室外第一换热器21、室外第二换热器21a、室外第三换热器21b、室内换热器41和第一节流装置31，且所述空调系统中包括第一沸点制冷剂和第二沸点制冷剂，所述第一沸点制冷剂的沸点＜所述第二沸点制冷剂的沸点，所述室外第一换热器21的一端能够连通至所述压缩机10的排气端或吸气端、另一端能够连通至所述室外第二换热器21a的一端和/或所述室外第三换热器21b的一端；
所述室外第二换热器21a的另一端与所述室外第三换热器21b的另一端连通后能再与所述第一节流装置31的一端连通，所述第一节流装置31的另一端与所述室内换热器41的一端连通，所述室内换热器41的另一端能够选择性地连通至所述压缩机10的吸气端或排气端。
本发明本系统采用非共沸工质，充分利用非共沸工质的温度滑移特性，同时将室外换热器分为三部分(一个主换热器和两个辅助换热器，主换热器与辅助换热器在迎风面积上串联布置，两个辅助换热器在流动方向上并联布置)，牺牲一小部分的换热面积，使得主体换热面积不结霜。制热运行时制冷剂从一个辅助换热器的一端进入，低沸点制冷剂首先在辅助换热器中蒸发，其表面温度低容易结霜，但由于温度滑移效应，制冷剂在辅助换热器内换热过程中温度逐渐升高，使得主体冷凝器不结霜或缓解结霜速度。一个辅助换热器化霜时，另一个辅助换热器工作，通过2个辅助换热器的轮流工作，使得系统在稳定制热的同时还能实现除霜、化霜功能，提高室内环境的舒适性。
1.本发明区别于常规制冷系统，本提案采用大滑移温度的非共沸制冷剂，其滑移温度大于5℃，小于进出风温差；解决常规空调系统制热运行，室外机结霜、化霜时停机影响室内环境舒适性的问题；
2.本发明改善空调系统在制热运行结霜而导致系统性能下降、室内环境舒适度下降的问题，解决非共沸工质应用于冷暖机系统，而不能兼顾制冷、制热工况均高效运行的问题。
3.本发明改善非共沸工质在换热器内的换热性能，充分利用非共沸工质的温度滑移特性，使换热过程逼近Lorenz循环，减小换热温差，减少换热过程的不可逆损失，提高换热效率。
如图1所示的空调系统，包括压缩机10，室外第一换热器21、室外第二换热器21a、室外第三换热器21b，节流装置31，室内换热器41，四通阀51，第一风机61、第二风机62，第一控制阀71、第二控制阀72，均优选二通阀等。
本系统循环采用的是非共沸制冷剂，其标准沸点存在一定的差异，因此在换热过程中会呈现与纯工质(或近共沸工质)不同的换热特性。在蒸发过程中，非共沸制冷剂的蒸发温度逐渐升高，而外界的换热流体(空气或水)的温度逐渐降低；同理在冷凝过程中，非共沸制冷剂的温度逐渐降低，而换热流体(空气或水)的温度逐渐升高，因此为了充分利用非共沸工质上述的滑移特性，非共沸工质的换热过程最好是逆流换热，同时将其应用于制热化霜的场景中，对抑制换热器结霜而导致系统性能下降有显著的效果。
在一些实施方式中，所述室外第一换热器21的一端通过第一管路101能够选择性地连通至所述压缩机10的排气端或吸气端、另一端通过第二管路102连通至所述室外第二换热器21a的一端和/或所述室外第三换热器21b的一端，所述室外第二换热器21a与所述室外第三换热器21b并联。这是本发明的室外第一换热器、室外第二换热器和室外第三换热器之间的优选布置形式，形成室外第一换热器与室外第二和/或第三换热器之间串联，且室外第二换热器和室外第三换热器之间并联的连接方式，能够通过牺牲一小部分的换热面积来实现除霜化霜。制热运行时，室外有3个换热器且均作为蒸发器。非共沸工质由于温度滑移特性，在蒸发器内换热时温度是逐渐升高的，因此可以使得制冷剂在小换热器内的蒸发温度低于室外工况的露点温度，使得室外小换热器结霜，由于温度滑移特性，使得从室外第二换热器21a出来的制冷剂的温度高于露点温度，随后制冷剂进入室外第一换热器21进行换热，由于在其中换热的制冷剂的温度高于露点温度，且低于室外干球温度，因此室外第一换热器不会结霜。当室外第二换热器21a的霜层结到一定程度时，使得室外第三换热器21b代替室外第二换热器21a工作。从而实现轮流结霜、化霜而不停机。
在一些实施方式中，所述室外第二换热器21a位于第三管路103上，所述室外第三换热器21b位于第四管路104上，所述第三管路103与所述第四管路104并联，所述第三管路103的一端与所述第四管路104的一端连通后与所述第二管路102连通，所述第三管路103的另一端与所述第四管路104的另一端连通后能够与所述室内换热器41的一端连通。
本发明通过第一管路能够在制冷模式下将压缩机排气导出至室外第一换热器21中以进行冷凝放热，第一管路还能在制热模式下将室外第一换热器中出来的制冷剂导回至压缩机吸气端，第二管路能够在制热模式下用于将第三管路和第四管路来的制冷剂混合后导入至室外第一换热器中，第三管路和第四管路分别用于将室外第二换热器和室外第三换热器进行并联，从而根据不同的工况情况选择开启两个换热器还是只开启一个换热器，以实现化霜的效果。
在一些实施方式中，所述第三管路103上设置有第一控制阀71，所述第四管路104上设置有第二控制阀72。通过在与室外第二换热器连通的第三管路上设置的第一控制阀和与室外第三换热器连通的第四管路上设置的第二控制阀，能够分别对室外第二换热器和室外第三换热器进行控制接通与否；能够根据不同的工况情况选择开启两个换热器还是只开启一个换热器，以实现化霜的效果。
在一些实施方式中，还包括第五管路105、第六管路106和第七管路107，所述第三管路103与所述第四管路104汇合后通过第五管路105连通至所述节流装置31的一端，所述节流装置31的另一端通过第六管路106连通至所述室内换热器41的一端，所述室内换热器41的另一端通过第七管路107连通至所述压缩机10的吸气端或排气端。这是本发明的进一步优选结构形式，通过第五管路和第六管路能够将室外第二换热器和室外第三换热器与室内换热器进行有效的接通，并且通过节流装置能够对室内外的制冷剂进行节流降压的作用，第七管路能够将室内换热器与压缩机接通，制冷模式时室内换热器与压缩机吸气端连通，制热模式时室内换热器与压缩机排气端接通。
在一些实施方式中，还包括四通阀51，所述四通阀包括E端E、S端S、C端C和D端D，所述E端E与所述第七管路107连通，所述S端S与所述压缩机10的吸气端连通，所述C端C与所述第一管路101连通，所述D端D与所述压缩机10的排气端连通，所述四通阀的第一连通状态为：所述E端E与所述S端S连通，同时所述C端C与所述D端D连通，此时室内运行在制冷状态，所述四通阀的第二连通状态为：所述E端E与所述D端D连通，同时所述S端S与所述C端C连通，此时室内运行在制热状态；所述四通阀51能在所述第一连通状态与所述第二连通状态之间切换。是本发明的进一步优选结构形式，通过四通阀能够将室内换热器、室外第一换热器、压缩机进行连接成一个整体系统，并且能够进行切换以实现制冷模式与制热模式之间的切换控制。
在一些实施方式中，还包括第一风机61，所述第一风机61能驱动室外的气流部分流经所述室外第一换热器21，部分气流流经所述室外第二换热器21a，部分气流流经所述室外第三换热器21b；
还包括第二风机62，所述第二风机62能驱动室内的气流流经所述室内换热器41。
本发明通过第一风机的设置，能够驱动室外气流进入室外第一换热器、室外第二换热器和室外第三换热器中进行换热，通过第二风机的设置，能够驱动室内气流进入室内换热器中进行换热。
在一些实施方式中，所述第六管路106上设置有第三控制阀73，所述第七管路107上设置有第六控制阀76，所述空调系统还包括第八管路108和第九管路109，所述第八管路108的一端连通至所述第六管路106上且位于所述第三控制阀73与所述节流装置31之间的位置、另一端连接至所述第七管路107上且位于所述第六控制阀76与所述室内换热器41之间的位置，所述第九管路109的一端连通至所述第六管路106上且位于所述室内换热器41与所述第三控制阀73之间的位置、另一端连接至所述第七管路107上且位于所述第六控制阀76与所述四通阀51之间的位置，所述第八管路108上设置有第四控制阀74，所述第九管路109上设置有第五控制阀75；所述第七管路107相对于所述第六管路106靠近所述第二风机62设置，所述第九管路109相对于所述第八管路108远离所述第二风机62设置。
本公开通过在室内换热器的进、出口设置第八管路和第九管路，能够通过控制从而使得无论在制冷、制热工况下，均能使得室内侧的换热器逆流换热，减小换热温差，减小换热过程的不可逆损失。
本公开通过在室内换热器的进、出口设置四个控制阀(第三控制阀73、第四控制阀74、第五控制阀75和第六控制阀76)，从而使得无论在制冷、制热工况下，均能使得室内侧的换热器逆流换热，减小换热温差，减小换热过程的不可逆损失。
本发明还提供一种如前任一项所述的空调系统的控制方法，其包括：
检测步骤，检测空调系统的运行模式以及室外环境的温度Tout和室外第二、第三换热器的进口温度Tin，这里的Tin特指在制热工况下室外第二、第三换热器的进口温度；
判断步骤，判断Tout与第一预设值T1之间的关系，判断Tin与第二预设值T2和第三预设值T3之间的关系；其中T2＞T3；
控制步骤，当还包括第一控制阀71和第二控制阀72时：
当空调运行在制冷模式下：控制所述第一控制阀71和所述第二控制阀72均打开；当空调运行在制热模式下：且当Tout≥T1时且Tin≥T2时，控制所述第一控制阀71和所述第二控制阀72均打开；且当Tout≥T1时且持续t1时间内Tin＜T3时、或者当Tout＜T1时且连续t1时间内Tin＜T2时，控制所述第一控制阀71和所述第二控制阀72中的其中一个打开，另一个关闭，其中t1为第一预设时间。
本系统采用非共沸工质，充分利用非共沸工质的温度滑移特性，同时将室外换热器分为三部分(一个主换热器和两个辅助换热器，主换热器与辅助换热器在迎风面积上串联布置，两个辅助换热器在流动方向上并联布置)，牺牲一小部分的换热面积，使得主体换热面积不结霜。制热运行时制冷剂从一个辅助换热器的一端进入，低沸点制冷剂首先在辅助换热器中蒸发，其表面温度低容易结霜，但由于温度滑移效应，制冷剂在辅助换热器内换热过程中温度逐渐升高，使得主体冷凝器不结霜或缓解结霜速度。一个辅助换热器化霜时，另一个辅助换热器工作，通过2个辅助换热器的轮流工作，使得系统在稳定制热的同时还能实现除霜、化霜功能，提高室内环境的舒适性。
一般情况下，对于纯工质制冷剂而言，当蒸发温度低于0℃时，室外换热器容易结霜，且霜层在室外机蒸发器表面越来越厚，换热越来越差，从而起不到很好的制热效果，甚至发生停机。但是对于非共沸工质而言，其存在温度滑移特性，在换热过程中其蒸发温度是逐渐升高的，所以在蒸发器的进口处，其蒸发温度较低，非常容易发生结霜，但是随着蒸发过程的进行，在换热器的后半段，其制冷剂的温度滑移到室外环境的露点温度以上，但是仍小于室外环境的干球温度时，此时在蒸发器的后半段就不容易发生结霜。
本发明利用非共沸工质的上述特性，本发明将室外换热器分为三部分，使得制热运行时，结霜部分仅仅发生在两个辅助换热器的上面，而保证主体换热器不结霜，或者延缓主体换热器结霜，从而使得制热过程仍能正常进行。两个辅助换热器结霜、化霜轮流交替运行，而主体换热器一直正常运行。
1.本发明区别于常规制冷系统，本提案采用大滑移温度的非共沸制冷剂，其滑移温度大于5℃，小于进出风温差；解决常规空调系统制热运行，室外机结霜、化霜时停机影响室内环境舒适性的问题；
2.本发明改善空调系统在制热运行结霜而导致系统性能下降、室内环境舒适度下降的问题，解决非共沸工质应用于冷暖机系统，而不能兼顾制冷、制热工况均高效运行的问题。
3.本发明改善非共沸工质在换热器内的换热性能，充分利用非共沸工质的温度滑移特性，使换热过程逼近Lorenz循环，减小换热温差，减少换热过程的不可逆损失，提高换热效率。
如图1所示的空调系统，包括压缩机10，室外第一换热器21、室外第二换热器21a、室外第三换热器21b，节流装置31，室内换热器41，四通阀51，第一风机61、第二风机62，第一控制阀71、第二控制阀72，均优选二通阀等。
本系统循环采用的是非共沸制冷剂，其标准沸点存在一定的差异，因此在换热过程中会呈现与纯工质(或近共沸工质)不同的换热特性。在蒸发过程中，非共沸制冷剂的蒸发温度逐渐升高，而外界的换热流体(空气或水)的温度逐渐降低；同理在冷凝过程中，非共沸制冷剂的温度逐渐降低，而换热流体(空气或水)的温度逐渐升高，因此为了充分利用非共沸工质上述的滑移特性，非共沸工质的换热过程最好是逆流换热，同时将其应用于制热化霜的场景中，对抑制换热器结霜而导致系统性能下降有显著的效果，其具体的实施方式如下：
1.制冷模式，如图1，第一控制阀71、第二控制阀72均导通。
压缩机10排出的高温高压的制冷剂进入室外第一换热器21，在室外第一换热器21内换热完成后分为两路，分别进入室外第二换热器21a和室外第三换热器21b，随后两路制冷剂混合，混合后的制冷剂经节流装置31节流降压，随后进入室内换热器41，换热完成后通过四通阀51进入压缩机10的吸气口，在压缩机内被压缩成高温高压的状态，从而完成整个制冷循环。
2.制热模式，其分为三种情况，分为一般制热工况、低温制热工况和恶劣工况制热，低温和恶劣制热工况下需要进行除霜化霜。空调的控制系统通过检测室外环境的温度Tout、室外换热器的进口温度Tin，如果检测到Tout＞5℃，Tin＞0℃，则室外换热器不会结霜，系统运行一般制热模式；如果检测到Tout＜5℃，且连续一分钟检测到Tin＜0℃或Tout＞5℃且Tin＜-2℃，则说明室外换热器进口处会结霜。其具体的运行模式如下：
2.1检测装置检测到Tout＞5℃且Tin＞0℃，运行一般制热模式，此时第一控制阀71、第二控制阀72均导通，如图2所示。
压缩机10排出的高温高压的制冷剂通过四通阀的D、E管进入室内换热器41，换热完成后经节流装置31节流降压后，分为两路，分别经过第一控制阀71、第二控制阀72进入室外第二换热器21a和室外第三换热器21b换热，换热完成后两路制冷剂混合，混合后的制冷剂进入室外第一换热器21换热，最后经过四通阀51的C、S管进入压缩机10的吸气口，在压缩机内被压缩成高温高压的状态，从而完成整个制热循环。
2.2检测装置检测到Tout＞5℃且连续一分钟检测到Tin＜-2℃，或者Tout＜5℃且连续一分钟检测到Tin＜0℃时，说明室外的优选换热器进口处易结霜，需运行低温制热模式，首先第一控制阀71导通，第二控制阀72闭合，当用微差压计检测到室外第二换热器21a的进出风压差增大到一定值时，说明此时室外第二换热器21a表面结霜，需对其进行化霜处理，则用室外第三换热器21b替代室外第二换热器21a工作，此时第一控制阀71闭合，第二控制阀72导通，其具体的实时方式如下：
a)首先第一控制阀71导通，第二控制阀72闭合如图3所示：
压缩机10排出的高温高压的制冷剂经四通阀的D、E管进入室内换热器41换热，随后经节流装置31节流降压后，依次经过室外第二换热器21a和室外第一换热器21，换热完成后经四通阀51的C、S管进入压缩机10的吸气口，被压缩后完成整个循环。
在该模式下，由于室外环境的温度较低，室外第二换热器21a的入口温度Tin低于室外环境的露点温度，使得室外第二换热器21a蒸发器易结霜，但是由于非共沸工质的温度滑移特性，制冷剂在室外第二换热器21a内沿程方向上温度逐渐升高，通过前期的换热器匹配保证室外第二换热器21a出口的制冷剂的温度已经大于室外环境的露点温度且小于室外环境的干球温度，因此当制冷剂进入室外第一换热器21换热时，室外第一换热器21不会结霜，从而保证制热过程平稳运行。同时随着换热的不断进行，室外第二换热器21a表面的霜层越来越厚，通过微差压计检测到室外第二换热器21a的进出风差压增大到一定值时，说明此时的霜层较厚，影响换热器的换热性能，需要对室外第二换热器21a进行除霜处理，则需要通过阀门的切换，使得第一控制阀71闭合，第二控制阀72导通，室外第三换热器21b工作。闲置下来的室外第二换热器21a可通过电加热(可有)的方式进行除霜。
在一些实施方式中，所述控制步骤中，当空调运行在制热模式下，且当Tout≥T1时且连续t1时间内Tin＜T3时、或者当Tout＜T1时且连续t1时间内Tin＜T2时，控制所述第一控制阀71打开，所述第二控制阀72关闭，持续t2时间后，t2为第二预设时间；T3优选为-2℃，T2优选为0℃，T1优选为5℃。
所述检测步骤，还能检测所述室外第二换热器21a的进风压力和出风压力；
所述判断步骤，还能判断所述室外第二换热器21a的进风压力和出风压力之间的第一压差是否大于等于第一预设压力差值；
所述控制步骤，还能当所述第一压差大于等于所述第一预设压力差值时，控制所述第一控制阀71关闭，控制所述第二控制阀72打开；当所述第一压差小于所述第一预设压力差值时，维持所述第一控制阀71打开，维持所述第二控制阀72关闭。
在一些实施方式中，所述控制步骤，还能当所述第一压差大于等于所述预设压力差值，且控制所述第一控制阀71关闭，控制所述第二控制阀72打开时，控制对所述室外第二换热器21a加热化霜。
b)第一控制阀71闭合，第二控制阀72导通，如图4所示：
当室外第二换热器21a的霜层达到一定厚度，并进行化霜处理时，需要切换到该状态下，其具体的运行方式与上述一致。即压缩机10排出的高温高压的制冷剂经四通阀的D、E管进入室内换热器41换热，随后经节流装置31节流降压后，依次经过室外第三换热器21b和室外第一换热器21，换热完成后经四通阀51的C、S管进入压缩机10的吸气口，被压缩后完成整个循环。
当检测到室外第二换热器21a的管壁温Twa≥10℃时，结束化霜。由于迎风侧的室外第二换热器21a化霜处理(电加热)，如果微差压计检测到室外第三换热器21b进出风的压差到一定值，说明室外第三换热器21b的表面已结霜，且已达到一定厚度，需要进行化霜处理，则此时需将第一控制阀71导通，第二控制阀72闭合，对室外第三换热器21b进行化霜处理，如此循环往复，室外第二、第三换热器轮流除霜、化霜。综上，该系统充分利用非共沸工质的温度滑移特性，牺牲一小部分室外换热器面积，保证换热器主体不结霜。通过阀的切换实现室外换热器的轮流除霜、化霜而不停机，从而保证室内的正常供暖。同时充分利用非共沸工质的温度滑移特性，因为非共沸工质在蒸发器内换热过程中，从泡点温度逐渐滑移到露点温度，温度是逐渐升高的，且非共沸工质的滑移温度越大，该现象越明显。因此在北方寒冷干燥的季节，此时室外侧空气的干球温度与露点温度相差较多，该系统可充分发挥优势。从而使得在低温工况，制冷运行时，室外第一换热器21不会结霜，而结霜只会发生在室外第二换热器21a、室外第三换热器21b上，进而通过阀的切换，使得制热运行与除霜、化霜同时进行，提升系统运行的连续性、稳定性与制热环境的舒适性。
在一些实施方式中，所述控制步骤中，当空调运行在制热模式下，且当Tout≥T1时且连续t1时间内Tin＜T3时、或者当Tout＜T1时且连续t1时间内Tin＜T2时，控制所述第一控制阀71关闭，所述第二控制阀72打开，持续t2时间后，t2为第二预设时间；
所述检测步骤，还能检测所述室外第三换热器21b的进风压力和出风压力；
所述判断步骤，还能判断所述室外第三换热器21b的进风压力和出风压力之间的第二压差是否大于等于第二预设压力差值；
所述控制步骤，还能当所述第二压差大于等于所述第二预设压力差值时，控制所述第一控制阀71打开，控制所述第二控制阀72关闭；当所述第二压差小于所述第二预设压力差值时，维持所述第一控制阀71关闭，维持所述第二控制阀72打开。
在一些实施方式中，所述控制步骤，还能当所述压差大于等于所述预设压力差值，且控制所述第一控制阀71打开，控制所述第二控制阀72关闭时，控制对所述室外第三换热器21b加热化霜。
2.3恶劣工况制热
当室外的环境非常恶劣，制热负荷需求大，蒸发温度非常低，已不能通过两个辅助换热器(室外第二换热器21a、室外第三换热器21b)的温度滑移使得室外第一换热器21不结霜，室外第一换热器21表面也开始结霜，严重影响制热性能时，需要对室外所有换热器进行除霜、化霜处理。此时，四通阀31换向(切换到制冷模式)，内外风机停转，第一控制阀71、第二控制阀72导通，系统循环图如图1所示。当该除霜、化霜模式运行8mins且室外换热器翅片管壁温Tw≥10℃时，结束化霜。随后系统再运行制热模式，如图2所示。
在一些实施方式中，T3＜T2＜T1；当空调系统还包括四通阀51时：
所述控制步骤，还能当空调运行在制热模式下：且当Tout＜T4时(表明此时室外的环境非常恶劣，制热负荷需求大，蒸发温度非常低，已不能通过两个辅助换热器的温度滑移使得室外第一换热器21不结霜，室外第一换热器21表面也开始结霜，严重影响制热性能；T4优选如零下-15～-20℃)，控制所述第一控制阀71和所述第二控制阀72均打开，且控制所述四通阀51换向并切换到制冷模式以对所述室外第一换热器21、所述室外第二换热器21a和所述室外第三换热器21b中的至少一个制热化霜，其中T4＜T3。
在一些实施方式中，当空调系统还包括四通阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀和第六控制阀时：
所述控制步骤，还能当所述空调运行在制冷模式下时，控制所述第三控制阀73打开和所述第六控制阀76均打开，控制所述第四控制阀74和所述第五控制阀75均关闭；当所述空调运行在制热模式下时，控制所述第三控制阀73和所述第六控制阀76均关闭，控制所述第四控制阀74和所述第五控制阀75均打开。
图5、图6、图7、图8为本提案的第一替代实施例，其与主实施例的区别在于：在室内换热器41的进出口分别设置两个二通阀，制冷运行时，第三控制阀73、第六控制阀76导通，第四控制阀74和第五控制阀75闭合；制热运行时，第四控制阀74和第五控制阀75均导通，第三控制阀73、第六控制阀76闭合。通过阀的切换，使得在制冷、制热工况下都能充分利用非共沸工质的温度滑移特性，使得室内换热器41一直都是逆流换热，减小换热温差，减少换热过程的不可逆损失，提高换热效率。其他运行方式与主实施例一致。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。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变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种空调系统，其特征在于：包括：
压缩机(10)、室外第一换热器(21)、室外第二换热器(21a)、室外第三换热器(21b)、室内换热器(41)和第一节流装置(31)，且所述空调系统中包括第一沸点制冷剂和第二沸点制冷剂，所述第一沸点制冷剂的沸点＜所述第二沸点制冷剂的沸点，所述室外第一换热器(21)的一端能够连通至所述压缩机(10)的排气端或吸气端、另一端能够连通至所述室外第二换热器(21a)的一端和/或所述室外第三换热器(21b)的一端；
所述室外第二换热器(21a)的另一端与所述室外第三换热器(21b)的另一端连通后能再与所述第一节流装置(31)的一端连通，所述第一节流装置(31)的另一端与所述室内换热器(41)的一端连通，所述室内换热器(41)的另一端能够选择性地连通至所述压缩机(10)的吸气端或排气端。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：
所述室外第一换热器(21)的一端通过第一管路(101)能够选择性地连通至所述压缩机(10)的排气端或吸气端、另一端通过第二管路(102)连通至所述室外第二换热器(21a)的一端和/或所述室外第三换热器(21b)的一端，所述室外第二换热器(21a)与所述室外第三换热器(21b)并联。
3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于：
所述室外第二换热器(21a)位于第三管路(103)上，所述室外第三换热器(21b)位于第四管路(104)上，所述第三管路(103)与所述第四管路(104)并联，所述第三管路(103)的一端与所述第四管路(104)的一端连通后与所述第二管路(102)连通，所述第三管路(103)的另一端与所述第四管路(104)的另一端连通后能够与所述室内换热器(41)的一端连通。
4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于：
所述第三管路(103)上设置有第一控制阀(71)，所述第四管路(104)上设置有第二控制阀(72)。
5.根据权利要求3或4所述的空调系统，其特征在于：
还包括第五管路(105)、第六管路(106)和第七管路(107)，所述第三管路(103)与所述第四管路(104)汇合后通过第五管路(105)连通至所述节流装置(31)的一端，所述节流装置(31)的另一端通过第六管路(106)连通至所述室内换热器(41)的一端，所述室内换热器(41)的另一端通过第七管路(107)连通至所述压缩机(10)的吸气端或排气端。
6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于：
还包括四通阀(51)，所述四通阀包括E端(E)、S端(S)、C端(C)和D端(D)，所述E端(E)与所述第七管路(107)连通，所述S端(S)与所述压缩机(10)的吸气端连通，所述C端(C)与所述第一管路(101)连通，所述D端(D)与所述压缩机(10)的排气端连通，所述四通阀的第一连通状态为：所述E端(E)与所述S端(S)连通，同时所述C端(C)与所述D端(D)连通，此时室内运行在制冷状态，所述四通阀的第二连通状态为：所述E端(E)与所述D端(D)连通，同时所述S端(S)与所述C端(C)连通，此时室内运行在制热状态；所述四通阀(51)能在所述第一连通状态与所述第二连通状态之间切换。
7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于：
还包括第一风机(61)，所述第一风机(61)能驱动室外的气流部分流经所述室外第一换热器(21)，部分气流流经所述室外第二换热器(21a)，部分气流流经所述室外第三换热器(21b)；
还包括第二风机(62)，所述第二风机(62)能驱动室内的气流流经所述室内换热器(41)。
8.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于：
所述第六管路(106)上设置有第三控制阀(73)，所述第七管路(107)上设置有第六控制阀(76)，所述空调系统还包括第八管路(108)和第九管路(109)，所述第八管路(108)的一端连通至所述第六管路(106)上且位于所述第三控制阀(73)与所述节流装置(31)之间的位置、另一端连接至所述第七管路(107)上且位于所述第六控制阀(76)与所述室内换热器(41)之间的位置，所述第九管路(109)的一端连通至所述第六管路(106)上且位于所述室内换热器(41)与所述第三控制阀(73)之间的位置、另一端连接至所述第七管路(107)上且位于所述第六控制阀(76)与所述四通阀(51)之间的位置，所述第八管路(108)上设置有第四控制阀(74)，所述第九管路(109)上设置有第五控制阀(75)；所述第七管路(107)相对于所述第六管路(106)靠近所述第二风机(62)设置，所述第九管路(109)相对于所述第八管路(108)远离所述第二风机(62)设置。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的空调系统的控制方法，其特征在于：包括：
检测步骤，检测空调系统的运行模式以及室外环境的温度Tout、和制热模式下室外第二换热器或所述室外第三换热器的进口温度Tin；
判断步骤，判断Tout与第一预设值T1之间的关系，判断Tin与第二预设值T2和第三预设值T3之间的关系；其中T2＞T3；
控制步骤，当还包括第一控制阀(71)和第二控制阀(72)时：
当空调运行在制冷模式下：控制所述第一控制阀(71)和所述第二控制阀(72)均打开；当空调运行在制热模式下：且当Tout≥T1时且Tin≥T2时，控制所述第一控制阀(71)和所述第二控制阀(72)均打开；且当Tout≥T1时且持续t1时间内Tin＜T3时、或者当Tout＜T1时且连续t1时间内Tin＜T2时，控制所述第一控制阀(71)和所述第二控制阀(72)中的其中一个打开，另一个关闭，其中t1为第一预设时间。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：
所述控制步骤中，当空调运行在制热模式下，且当Tout≥T1时且连续t1时间内Tin＜T3时、或者当Tout＜T1时且连续t1时间内Tin＜T2时，控制所述第一控制阀(71)打开，所述第二控制阀(72)关闭，持续t2时间后，t2为第二预设时间；
所述检测步骤，还能检测所述室外第二换热器(21a)的进风压力和出风压力；
所述判断步骤，还能判断所述室外第二换热器(21a)的进风压力和出风压力之间的第一压差是否大于等于第一预设压力差值；
所述控制步骤，还能当所述第一压差大于等于所述第一预设压力差值时，控制所述第一控制阀(71)关闭，控制所述第二控制阀(72)打开；当所述第一压差小于所述第一预设压力差值时，维持所述第一控制阀(71)打开，维持所述第二控制阀(72)关闭。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于：
所述控制步骤，还能当所述第一压差大于等于所述预设压力差值，且控制所述第一控制阀(71)关闭，控制所述第二控制阀(72)打开时，控制对所述室外第二换热器(21a)加热化霜。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的控制方法，其特征在于：
所述控制步骤中，当空调运行在制热模式下，且当Tout≥T1时且连续t1时间内Tin＜T3时、或者当Tout＜T1时且连续t1时间内Tin＜T2时，控制所述第一控制阀(71)关闭，所述第二控制阀(72)打开，持续t2时间后，t2为第二预设时间；
所述检测步骤，还能检测所述室外第三换热器(21b)的进风压力和出风压力；
所述判断步骤，还能判断所述室外第三换热器(21b)的进风压力和出风压力之间的第二压差是否大于等于第二预设压力差值；
所述控制步骤，还能当所述第二压差大于等于所述第二预设压力差值时，控制所述第一控制阀(71)打开，控制所述第二控制阀(72)关闭；当所述第二压差小于所述第二预设压力差值时，维持所述第一控制阀(71)关闭，维持所述第二控制阀(72)打开。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于：
所述控制步骤，还能当所述压差大于等于所述预设压力差值，且控制所述第一控制阀(71)打开，控制所述第二控制阀(72)关闭时，控制对所述室外第三换热器(21b)加热化霜。
14.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：
T3＜T2＜T1；当空调系统还包括四通阀(51)时：
所述控制步骤，还能当空调运行在制热模式下：且当Tout＜T4时，控制所述第一控制阀(71)和所述第二控制阀(72)均打开，且控制所述四通阀(51)换向并切换到制冷模式以对所述室外第一换热器(21)、所述室外第二换热器(21a)和所述室外第三换热器(21b)中的至少一个制热化霜，其中T4＜T3。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的控制方法，其特征在于：
当空调系统还包括四通阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀和第六控制阀时：
所述控制步骤，还能当所述空调运行在制冷模式下时，控制所述第三控制阀(73)打开和所述第六控制阀(76)均打开，控制所述第四控制阀(74)和所述第五控制阀(75)均关闭；当所述空调运行在制热模式下时，控制所述第三控制阀(73)和所述第六控制阀(76)均关闭，控制所述第四控制阀(74)和所述第五控制阀(75)均打开。
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