CN114110929A - 一种空调的除霜控制方法及使用其的空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调的除霜控制方法及使用其的空调器。所述空调包括室内换热器和室外换热器，在所述室内换热器和所述室外换热器之间连接有主冷媒管路和旁通冷媒管路，所述方法包括：空调由制热模式进入热气分流除霜模式后保持空调继续制热；检测所述室外换热器的盘管温度；根据所述盘管温度对经所述室内换热器换热后的冷媒进行分流，将分流后的冷媒通过所述主冷媒管路输送至所述室外换热器的盘管前端，并通过所述旁通冷媒管路输送至所述室外换热器的盘管后端以进行化霜。该方法可继续保持制热模式，通过调控冷媒分配比例，使得室外换热器的盘管两端化霜速度保持同步，减少某端盘管持续干烧的时间，减少了能量的浪费；提高用户体验效果。

Description

一种空调的除霜控制方法及使用其的空调器

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，尤其涉及一种空调的除霜控制方法及使用其的空调器。

背景技术

目前制热工况下，室外机从外界环境吸热，当室外温度低于5℃时，室外换热器表面达到0℃以下，室外换热器出现结霜现象。在形成连续霜层后，增加了换热器的热阻，阻碍了换热器周围空气的流动，加大了压缩机的负担，导致热泵能效性能和效率的下降。所以在霜层达到一定厚度时，需进行除霜。

现有除霜技术手段中，逆循环除霜以及热气除霜得到了广泛使用。在除霜过程中，室内温度降低，影响用户的热舒适。更快的除霜速度，更小的房间温降是提高热舒适性的重要条件。热气除霜过程中室内蒸发器的温度变化小，在除霜结束后可立即送热风，在除霜舒适性上优于逆循环除霜。但是由于冷媒到达换热器前后端时的温度不同，以及霜层厚度的不同，出现除霜不同步的问题，一端霜层融化干净，另一端仍覆盖有较厚霜层，在持续化霜的阶段，一侧盘管干烧，与周围空气对流换热，造成能量的浪费，不节能，仍需要对除霜进行优化。

发明内容

鉴于此，本发明公开了一种空调的除霜控制方法及使用其的空调器，用以至少解决现有空调器除霜时影响用户热舒适体验且除霜效果差的问题。

本发明为实现上述的目标，采用的技术方案是：

本发明第一方面公开了一种空调的除霜控制方法，所述空调包括室内换热器和室外换热器，在所述室内换热器和所述室外换热器之间连接有主冷媒管路和旁通冷媒管路，所述方法包括：

空调由制热模式进入热气分流除霜模式后保持空调继续制热；

检测所述室外换热器的盘管温度；

根据所述盘管温度对经所述室内换热器换热后的冷媒进行分流，将分流后的冷媒通过所述主冷媒管路输送至所述室外换热器的盘管前端，并通过所述旁通冷媒管路输送至所述室外换热器的盘管后端以进行化霜。

进一步可选的，所述空调由制热模式进入除霜模式后保持空调继续制热，包括：

当空调运行在制热模式时，判断空调是否满足进入除霜条件，若判断结果为是，则空调进入所述热气分流除霜模式；

保持空调的压缩机不停机和四通阀不换向，控制空调的内风机以预设转速运行。

进一步可选的，所述检测所述室外换热器的盘管温度包括：

以预设时间间隔t为周期对所述盘管前端的第一温度T_前和盘管后端的第二温度T_后进行检测。

进一步可选的，所述根据所述盘管温度对经所述室内换热器换热后的冷媒进行分流包括：

根据所述盘管前端的第一温度T_前和盘管后端的第二温度T_后，控制经所述室内换热器换热后输送至室外换热器的冷媒分配比例，以将经所述室内换热器换热后输送至所述盘管前端的冷媒分流出一部分直接输送至盘管后端。

进一步可选的，所述根据所述盘管前端的第一温度T_前和盘管后端的第二温度T_后，控制经所述室内换热器换热后输送至室外换热器的冷媒分配比例，包括：

当T_前-T_后≥第一预设温差时，减小分配至盘管前端的冷媒量；

当T_后-T_前≥第一预设温差时，减小分配至盘管后端的冷媒量；

当|T_前-T_后|＜第一预设温差时，保持当前冷媒分配比例不变。

进一步可选的，所述根据所述盘管温度对经所述室内换热器换热后的冷媒进行分流还包括：

在进入所述热气分流除霜模式后，先将接设在室内换热器与盘管前端之间冷媒管路中的主路电子膨胀阀开度调至最大，同时将接设在室内换热器与盘管后端之间冷媒管路中的阀组件开度调至最大。

进一步可选的，所述减小分配至盘管前端的冷媒量包括：控制所述主路电子膨胀阀以预设开度动作幅值执行关小动作，并保持所述阀组件当前开度不变或处于最大开度；

和/或，所述减小分配至盘管后端的冷媒量包括：控制阀组件中的旁路电子膨胀阀以预设开度动作幅值执行关小动作，并保持所述主路电子膨胀阀当前开度不变或处于最大开度。

进一步可选的，所述方法还包括：

判断盘管前端是否满足退出化霜条件，若满足，则停止向盘管前端输送冷媒并将经所述室内换热器换热后的冷媒全部输送至盘管后端；

判断盘管后端是否满足退出化霜条件，若满足，则完全退出所述热气分流除霜模式。

本发明第二方面公开了一种空调器，所述空调器采用上述的除霜控制方法对室外机进行除霜。

进一步可选的，所述空调器包括：

接设在所述室内换热器和所述盘管前端之间的主冷媒管路，其中所述主冷媒管路上设有主路电子膨胀阀；

以及接设在所述室内换热器和所述盘管后端之间的旁通冷媒管路，其中所述旁通冷媒管路上设有阀组件，所述阀组件包括旁路二通阀和旁路电子膨胀阀，所述旁路二通阀和旁路电子膨胀阀沿室内换热器至盘管后端方向上串联设置。

进一步可选的，所述空调器还包括：设置在所述主冷媒管路上的主路二通阀。

进一步可选的，所述空调器还包括：

压缩机；

四通换向阀；

以及设置在所述室内换热器侧的内风机。

有益效果：在空调判断进入除霜之后，压缩机不停机，四通阀不换向，冷媒从压缩机排气口出来后先经过室内换热器，再进行分流，保证了室内换热器的温度一直处于较高的水平，内风机保持预设的转速，除霜期间可向室内供给部分热量；通过检测换热器前后端的管温值，调整气态冷媒在主路及旁通支路的流量，避免前后端化霜速度产生较大差异，出现一端化霜干净，一端仍有较厚霜层的现象。通过调控，使得两端化霜速度保持同步，减少某端盘管持续干烧的时间，减少了能量的浪费。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本发明公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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示出了一实施例的热气分流除霜系统示意图；

图2示出了一实施例的热气分流除霜逻辑图；

图3示出了另一实施例的热气分流除霜系统示意图；

图4示出了另一实施例的热气分流除霜逻辑图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

目前现有除霜技术手段中，逆循环除霜以及热气除霜得到了广泛使用。在除霜过程中，逆循环除霜存在室内温度降低、影响用户的热舒适的问题；热气除霜存在室外换热器前后端除霜不同步，会造成除霜效果差和能量浪费的问题。本发明在除霜过程中，将冷媒从压缩机排气口出来后先经过室内换热器，再进行分流，保证了室内换热器的温度一直处于较高的水平，内风机保持预设的转速，除霜期间可向室内供给部分热量，减小室内温降；在将热气分流之后，通过调节冷媒管路上的电子膨胀阀开度及二通阀的开关，来控制不同支路上的冷媒流量，调控换热器前端及后端的除霜热量分配，减少热量的损失。

为进一步阐述本发明中的技术方案，现结合图1-图4所示，提供了如下具体实施例。

实施例1

在本实施例中提供了一种空调器，如图1、图3所示，该空调器包括：压缩机、室外换热器、室内换热器、四通阀以及设置在所述室内换热器侧的内风机等部件。

其中接设在室内换热器和室外换热器盘管前端之间的主冷媒管路(简称主路)上设有主路电子膨胀阀，在主路电子膨胀阀和室内换热器之间连接有旁通冷媒管路(简称旁路)，该旁通冷媒管路的另一端接设在室外换热器盘管前端和后端之间，旁通冷媒管路(简称旁路)串联设有旁路二通阀和旁路电子膨胀阀。优选，如图3所示，在空调器的主冷媒管路上设置有主路二通阀。主路上设置了主路二通阀。如果室外换热器的盘管前端化霜速度过快，可通过主路二通阀的闭合，断掉其冷媒供应，使得热量集中在后端化霜。

本实施例针对上述制冷系统设有热气分流除霜模式。需要说明的是，该热气分流除霜模式为将在室内换热器换热后的热气进行分流控制以对室外换热器进行除霜。当制热运行中系统判断满足进入除霜条件时，进入热气分流除霜，从压缩机排出的高温气态冷媒，先经过室内换热器，使得室内侧换热器的温度与正常制热情况下换热器的温度保持不变，内风机开启有一定的转速，除霜期间仍可向室内提供部分热量。从室内换热器出来后，冷媒分为两路，一路通过主路电子膨胀阀后到达室外侧换热器的前端，一路经过分流支路的二通阀及电子膨胀阀到达室外侧换热器的前后端交汇处，与前端经过换热的冷媒混合后到达后端化霜，最后室外侧冷凝器出来之后返回储液罐中，液态冷媒留在储液罐中，气态冷媒进入压缩机再次被压缩成高温气态冷媒。

实施例2

如图1-图2所示，在本实施例中提供了一种以实施例1空调为例的除霜控制方法，该方法包括：

空调由制热模式进入热气分流除霜模式后保持空调继续制热；

检测所述室外换热器的盘管温度；

根据所述盘管温度对经所述室内换热器换热后的冷媒进行分流，并将分流后的冷媒分别输送至所述室外换热器的盘管前端和盘管后端以进行化霜。

在室外换热器的前端，冷媒温度高，与表面霜层换热温差大，化霜速度快；随着冷媒的流动，到达换热器后端时，冷媒的温度降低，其化霜速度小于前端。在持续一段时间后，前端霜层已经融化，后端还存在一定厚度霜层，须继续除霜。此时前端盘管干烧，与周围空气对流换热，造成能量的损耗。该除霜控制方法是将冷媒进行分流，有一部分冷媒经室内换热器换热后直接进入盘管后端，对盘管后端进行化霜。该方式能够平衡盘管前后端的化霜速度，在保证尽量满足室内制热需求的前提下，提高了室外换热器的除霜速度。

在一些可选的方式中，所述空调由制热模式进入热气分流除霜模式后保持空调继续制热，包括：当空调运行在制热模式时，判断空调是否满足进入除霜条件，若判断结果为是，则空调进入所述热气分流除霜模式；保持空调的压缩机不停机和四通阀不换向，控制空调的内风机以预设转速运行。该方式中可以继续保持对室内进行制热，提高用户体验度。

在一些可选的方式中，所述检测所述室外换热器的盘管温度包括：

以预设时间间隔t为周期对所述盘管前端的第一温度T_前和盘管后端的第二温度T_后进行检测。通过设置时间间隔，周期性的对盘管温度进行检测并判断，在进行除霜时能够及时膨胀阀的开度和/或二通阀的开闭，保证盘管前后端的整体除霜效率。

在一些可选的方式中，所述根据所述盘管温度对经所述室内换热器换热后的冷媒进行分流包括：

根据所述盘管前端的第一温度T_前和盘管后端的第二温度T_后，控制经所述室内换热器换热后输送至室外换热器的冷媒分配比例，以将经所述室内换热器换热后输送至所述盘管前端的冷媒分流出一部分直接输送至盘管后端。

优选地：当T_前-T_后≥第一预设温差时，减小分配至盘管前端的冷媒量；当T_后-T_前≥第一预设温差时，减小分配至盘管后端的冷媒量；当|T_前-T_后|＜第一预设温差时，保持当前冷媒分配比例不变。其中第一预设温差的范围为1℃-3℃，优选，设定为2℃。

在本实施例中，所述根据所述盘管温度对经所述室内换热器换热后的冷媒进行分流还包括：在进入所述热气分流除霜模式后，先将接设在室内换热器与盘管前端之间冷媒管路中的主路电子膨胀阀开度调至最大，同时将接设在室内换热器与盘管后端之间冷媒管路中的阀组件开度调至最大。优选：所述减小分配至盘管前端的冷媒量包括：控制所述主路电子膨胀阀以预设开度动作幅值执行关小动作，并保持所述阀组件当前开度不变或处于最大开度；和/或，所述减小分配至盘管后端的冷媒量包括：控制阀组件中的旁路电子膨胀阀以预设开度动作幅值执行关小动作，并保持所述主路电子膨胀阀当前开度不变或处于最大开度。

在一些可选的方式中，该除霜控制方法还包括：

判断盘管前端是否满足退出化霜条件，若满足，则停止向盘管前端输送冷媒并将经所述室内换热器换热后的冷媒全部输送至盘管后端；

判断盘管后端是否满足退出化霜条件，若满足，则完全退出所述热气分流除霜模式。

基于对空调器结构的改进，在本实施例中还进一步对空调器除霜时的热气分流除霜流程和除霜过程做了进一步说明。

热气分流除霜流程：在系统判断满足进入除霜条件时，进入热气分流除霜，从压缩机排出的高温气态冷媒，先经过室内换热器，使得室内侧换热器的温度与正常制热情况下换热器的温度保持不变，内风机开启有一定的转速，除霜期间仍可向室内提供部分热量。从室内换热器出来后，冷媒分为两路，其中：一路通过主路的主路电子膨胀阀后到达室外侧换热器的盘管前端；另一路经过旁路的旁路二通阀及旁路电子膨胀阀到达室外侧换热器的盘管后端，优选该旁路的出口接设在盘管前后端的交汇处，先与盘管前端经过换热的冷媒混合后到达盘管后端化霜，最后室外侧换热器出来之后返回储液罐中，液态冷媒留在储液罐中，气态冷媒进入压缩机再次被压缩成高温气态冷媒。

除霜过程：在除霜初始阶段，室外侧换热器的盘管前端和盘管后端都被霜层覆盖，两端都需要大量热量来进行化霜。为提供最大的除霜热量，控制旁路二通阀开启，旁路电子膨胀阀保持最大开度，主路的主路电子膨胀阀保持最大开度。经过主路的主路电子膨胀阀的高温冷媒，进入换热器的前端后，加热盘管及翅片与外部霜层进行热量交换，霜层吸收热量开始融化，冷媒冷凝放热后温度降低，进入换热器的盘管后端，与来自于旁路的高温冷媒混合。此时冷媒的温度相对升高，同时冷媒流量增加，进入盘管后端融化霜层。在此阶段无需盘管前端、盘管后端的冷媒流量进行分配，按照最大除霜热量供给。随着除霜的进行，由于盘管前端、盘管后端结霜厚度不同，热量供给不同等原因，可能出现前后端霜层融化速度不同的现象。此时，需要对盘管前端、盘管后端的冷媒量的大小进行调控，避免盘管出现干烧，与周围空气对流换热，造成能量的无用损耗。

室外换热器的盘管前端、盘管后端分别布置有感温包，除霜过程中，盘管前端的管温与盘管后端的管温的大小在一定程度上反映了化霜速度以及霜层厚度的情况。若T_前＞T_后，则说明换热器前端化霜速度快，当前霜层厚度较小，若T_前＜T_后，则后端化霜速度快，剩余霜层厚度较小。

因此，当T_前-T_后≥2℃时，减小主路电子膨胀阀的开度，减少进入前端的冷媒量，此时后端冷媒量得到一定增加，提升后端化霜速度；当T_后-T_前≥2℃时，保持旁路二通阀开启，减小旁路电子膨胀阀开度，主路保持电子膨胀阀在最大开度，减少后端能量供给，保持前后端化霜速度均衡。

以上控制中，电子膨胀阀开度动作幅值为Δp，取值范围∈(50p,100p)；每次动作后，经过t时间后，t可取15s～20s，检测前后端管温，直到管温差值≤2℃，保持当前开度。在除霜过程中，持续监测前后端管温的变化，根据管温控制两路阀的动作，持续调控流路流量。

当室外侧换热器前后两端管温都达到除霜退出温度时，结束化霜，恢复正常制热。

需要说明的是，在主路上设置主路二通阀时，其化霜过程与上述过程类似，但室外换热器的化霜退出有所不同，如图3-图4所示，如果前端换热器化霜速度过快，可通过主路二通阀的闭合，断掉其冷媒供应，使得热量集中在后端化霜。优选：判断盘管前端是否满足退出化霜条件，若满足，则停止向盘管前端输送冷媒并将经所述室内换热器换热后的冷媒全部输送至盘管后端；判断盘管后端是否满足退出化霜条件，若满足，则完全退出所述热气分流除霜模式。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (11)

1.一种空调的除霜控制方法，所述空调包括室内换热器和室外换热器，在所述室内换热器和所述室外换热器之间连接有主冷媒管路和旁通冷媒管路，其特征在于，所述方法包括：

空调由制热模式进入热气分流除霜模式后保持空调继续制热；

检测所述室外换热器的盘管温度；

根据所述盘管温度对经所述室内换热器换热后的冷媒进行分流，将分流后的冷媒通过所述主冷媒管路输送至所述室外换热器的盘管前端，并通过所述旁通冷媒管路输送至所述室外换热器的盘管后端以进行化霜。

2.根据权利要求1所述的空调的除霜控制方法，其特征在于，所述空调由制热模式进入热气分流除霜模式后保持空调继续制热，包括：

当空调运行在制热模式时，判断空调是否满足进入除霜条件，若判断结果为是，则空调进入所述热气分流除霜模式；

在所述热气分流除霜模式中，保持空调的压缩机不停机和四通阀不换向，控制空调的内风机以预设转速运行。

3.根据权利要求1所述的空调的除霜控制方法，其特征在于，所述检测所述室外换热器的盘管温度包括：

以预设时间间隔t为周期对所述盘管前端的第一温度T_前和盘管后端的第二温度T_后进行检测。

4.根据权利要求3所述的空调的除霜控制方法，其特征在于，所述根据所述盘管温度对经所述室内换热器换热后的冷媒进行分流包括：

根据所述盘管前端的第一温度T_前和盘管后端的第二温度T_后控制经所述室内换热器换热后输送至室外换热器的冷媒分配比例，将经所述室内换热器换热后输送至所述盘管前端的冷媒分流出一部分直接输送至盘管后端。

5.根据权利要求4所述的空调的除霜控制方法，其特征在于，所述根据所述盘管前端的第一温度T_前和盘管后端的第二温度T_后，控制经所述室内换热器换热后输送至室外换热器的冷媒分配比例，包括：

当T_前-T_后≥第一预设温差时，减小分配至盘管前端的冷媒量；

当T_后-T_前≥第一预设温差时，减小分配至盘管后端的冷媒量；

当|T_前-T_后|＜第一预设温差时，保持当前冷媒分配比例不变。

6.根据权利要求5所述的空调的除霜控制方法，其特征在于，所述根据所述盘管温度对经所述室内换热器换热后的冷媒进行分流还包括：

在进入所述热气分流除霜模式后，先将接设在室内换热器与盘管前端之间冷媒管路中的主路电子膨胀阀开度调至最大，同时将接设在室内换热器与盘管后端之间冷媒管路中的阀组件开度调至最大。

7.根据权利要求6所述的空调的除霜控制方法，其特征在于，

所述减小分配至盘管前端的冷媒量包括：控制所述主路电子膨胀阀以预设开度动作幅值执行关小动作，并保持所述阀组件当前开度不变或处于最大开度；

和/或，所述减小分配至盘管后端的冷媒量包括：控制阀组件中的旁路电子膨胀阀以预设开度动作幅值执行关小动作，并保持所述主路电子膨胀阀当前开度不变或处于最大开度。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的空调的除霜控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断盘管前端是否满足退出化霜条件，若满足，则停止向盘管前端输送冷媒并将经所述室内换热器换热后的冷媒全部输送至盘管后端；

判断盘管后端是否满足退出化霜条件，若满足，则完全退出所述热气分流除霜模式。

9.一种空调器，其特征在于，所述空调器采用权利要求1-8所述的除霜控制方法对室外机进行除霜。

10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，所述空调器包括：

接设在所述室内换热器和所述盘管前端之间的主冷媒管路，其中所述主冷媒管路上设有主路电子膨胀阀；

以及接设在所述室内换热器和所述盘管后端之间的旁通冷媒管路，其中所述旁通冷媒管路上设有阀组件，所述阀组件包括旁路二通阀和旁路电子膨胀阀，所述旁路二通阀和旁路电子膨胀阀沿室内换热器至盘管后端方向上串联设置。

11.根据权利要求10所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括：设置在所述主冷媒管路上的主路二通阀。

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