CN114383215A - 换热器、空调器及空调控制方法 - Google Patents

换热器、空调器及空调控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种换热器、空调器及空调控制方法，换热器包括：沿预定方向依次间隔布置的多个换热流路，各个换热流路均包括M个流入段和N个流出段，各个流入段的出口与各个流出段的入口均连接；其中，0＜M＜N，N个流出段中的至少一个上设置有截止阀。本发明的换热器解决了现有技术中的空调器的室外机的冷凝器在运行时不够节能的的问题。

Description

换热器、空调器及空调控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种换热器、空调器及空调控制方法。
背景技术
随着空调器在生活中的普及，越来越多人开始使用空调来制冷或制热，变频空调应用越来越广，人们对空调器在运行时的舒适性及能耗也越来越关注。
现有技术中的空调器的室外机的冷凝器在不同负荷下的流路都是一样的，当室外机在一些轻负荷下运行时，空调系统中流量降低，如果还是按照原来的流路运行，会使空调系统的压降较大，空调器的功耗较大，运行过程不够节能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种换热器、空调器及空调控制方法，以解决现有技术中的空调器的室外机的冷凝器在运行时不够节能的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种换热器，包括：沿预定方向依次间隔布置的多个换热流路，各个换热流路均包括M个流入段和N个流出段，各个流入段的出口与各个流出段的入口均连接；其中，0＜M＜N，N个流出段中的至少一个上设置有截止阀。
进一步地，换热器包括总流出管路，总流出管路的入口与各个换热流路的各个流出段的出口均连接。
进一步地，多个换热流路包括沿预定方向依次间隔布置的第一换热流路、第二换热流路和第三换热流路；其中，各个换热流路均包括一个流入段和两个流出段，一个流入段的出口与两个流出段的入口均连通，两个流出段中一个上设置有截止阀。
进一步地，换热器包括由多个U型换热管组成的换热管组，各个流入段和各个流出段均包括至少一个U型换热管。
根据本发明的第二方面，提供了一种空调器，包括室内机和室外机，室外机包括上述的换热器。
进一步地，室内机包括壳体和设置在壳体内的风道部件，风道部件包括风机安装腔和安装在风机安装腔内的风机；风道部件还包括分别位于风机安装腔的上、下两侧且与风机安装腔连通的上出风口和下出风口；其中，下出风口和风机安装腔之间设置有下风门，下风门可活动地设置，以使风机安装腔和下出风口之间的路径连通或断开。
进一步地，室内机包括室内温度检测部件，以根据检测结果控制换热器的多个换热流路中的截止阀的打开或关闭；和/或室外机包括室外温度检测部件，以根据检测结果控制换热器的多个换热流路中的截止阀的打开或关闭。
根据本发明的第三方面，提供了一种空调控制方法，适用于上述的空调器，空调控制方法包括：当空调器处于制冷模式时，判断空调器的风道部件中的下风门是否打开；当下风门打开时，检测室外侧的环境温度T2的大小与空调器的压缩机的运行频率F的大小，根据检测结果来控制空调器在运行时的负荷状态，并根据空调器在运行时的负荷状态控制换热器的多个换热流路中的截止阀的打开或关闭；当下风门关闭时，检测室内侧的环境温度T1的大小，根据室内侧的环境温度T1与空调器的预设温度T的差值△T的大小来控制空调器在运行时的负荷状态，并根据空调器在运行时的负荷状态控制换热器的多个换热流路中的截止阀的打开或关闭。
进一步地，负荷状态包括高负荷状态、中负荷状态以及低负荷状态，空调控制方法还包括：当空调器以高负荷状态运行时，控制换热器的第一换热流路、第二换热流路和第三换热流路中的截止阀均打开；当空调器以中负荷状态运行时，换热器的第一换热流路和第三换热流路中的截止阀均打开，换热器的第二换热流路中的截止阀关闭；当空调器以低负荷状态运行时，换热器的第一换热流路、第二换热流路和第三换热流路中的截止阀均关闭。
进一步地，根据室内侧的环境温度T1与空调器的预设温度T的差值△T来控制空调器在运行时的负荷状态的方法包括：当△T≥4℃时，控制空调器以高负荷状态运行；当4℃＞△T≥2℃时，控制空调器以中负荷状态运行；当△T＜2℃，控制空调器以低负荷状态运行。
应用本发明的技术方案，本发明的换热器包括沿预定方向依次间隔布置的多个换热流路，各个换热流路均包括M个流入段和N个流出段，各个流入段的出口与各个流出段的入口均连接；其中，0＜M＜N，N个流出段中的至少一个上设置有截止阀，以通过截止阀的开闭来控制相应的流出段的通断，以根据室内、外的环境温度、空调器的压缩机的运行频率以及室外机运行时的负荷状态等来对换热器的各个换热流路的截止阀的开闭进行合理地控制，从而调整换热器中的冷媒的流程，达到使空调器节能运行的效果，提升用户使用的舒适性，解决了现有技术中的空调器的室外机的冷凝器在运行时不够节能的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的换热器的实施例的结构示意图；
图2示出了图1所示的换热器在A处的局部放大图；
图3示出了根据本发明的空调器的风道部件的实施例的结构示意图；
图4示出了根据本发明的空调控制方法的实施例的流程图；
图5示出了图4所示的空调控制方法中各个截止阀在不同负荷状态下的开关状态统计表；以及
图6示出了图4所示的空调控制方法中当下风门打开时的负荷分区计算方法统计表。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、第一换热流路；11、第一流入段；12、第一流出段；13、第一截止阀；2、第二换热流路；21、第二流入段；22、第二流出段；23、第二截止阀；3、第三换热流路；31、第三流入段；32、第三流出段；33、第三截止阀；4、总流出管路；
100、换热器；101、流入段；102、流出段；103、截止阀；104、U型换热管；
10、风道部件；20、风机；30、上出风口；40、下出风口；50、下风门。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互个合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1和图2所示，本发明提供了一种换热器100，包括：沿预定方向依次间隔布置的多个换热流路，各个换热流路均包括M个流入段101和N个流出段102，各个流入段101的出口与各个流出段102的入口均连接；其中，0＜M＜N，N个流出段102中的至少一个上设置有截止阀103。
本发明的换热器包括沿预定方向依次间隔布置的多个换热流路，各个换热流路均包括M个流入段101和N个流出段102，各个流入段101的出口与各个流出段102的入口均连接；其中，0＜M＜N，N个流出段102中的至少一个上设置有截止阀103，以通过截止阀103的开闭来控制相应的流出段102的通断，以根据室内、外的环境温度、空调器的压缩机的运行频率以及室外机运行时的负荷状态等来对换热器的各个换热流路的截止阀103的开闭进行合理地控制，从而调整换热器中的冷媒的流程，达到使空调器节能运行的效果，提升用户使用的舒适性，解决了现有技术中的空调器的室外机的冷凝器在运行时不够节能的问题。
优选地，截止阀103设置在相应的流出段102的入口处。
如图1所示，换热器包括总流出管路4，总流出管路4的入口与各个换热流路的各个流出段102的出口均连接，从各个流出段102的出口处流出的冷媒均经过总流出管路4后流出。
如图1所示，多个换热流路包括沿预定方向依次间隔布置的第一换热流路1、第二换热流路2和第三换热流路3；其中，各个换热流路均包括一个流入段101和两个流出段102，这一个流入段101的出口与这两个流出段102的入口均连通，两个流出段102中一个上设置有截止阀103，以使换热器形成三进六出的换热结构。
具体地，第一换热流路1包括一个第一流入段11和两个第一流出段12，其中一个第一流出段12的入口处设置有第一截止阀13；第二换热流路2包括一个第二流入段21和两个第二流出段22，其中一个第二流出段22的入口处设置有第二截止阀23；第三换热流路3包括一个第三流入段31和两个第三流出段32，其中一个第三流出段32的入口处设置有第三截止阀33。
如图2所示，换热器为板式换热器，换热器包括由多个U型换热管104组成的换热管组，各个流入段101和各个流出段102均包括至少一个U型换热管104，总流出管路4也包括至少一个U型换热管104。
优选地，各个流入段101均包括一个U型换热管104，各个流出段102均包括至少两个U型换热管104。
本发明提供了一种空调器，包括室内机和室外机，室外机包括上述的换热器。
如图3所示，室内机包括壳体和设置在壳体内的风道部件10，风道部件10包括风机安装腔和安装在风机安装腔内的风机20；风道部件10还包括分别位于风机安装腔的上、下两侧且与风机安装腔连通的上出风口30和下出风口40；其中，下出风口40和风机安装腔之间设置有下风门50，下风门50可活动地设置，以使风机安装腔和下出风口40之间的路径连通或断开，以通过下风门50的运动来控制空调器的出风状态；当下风门50打开时，上出风口30和下出风口40同时出风，此时空调系统的负荷较大；当下风门50关闭时，仅上出风口30出风，此时空调系统的负荷较小。
具体地，室内机包括室内温度检测部件，以用于检测室内侧的环境温度T1，以根据检测结果控制换热器的多个换热流路中的截止阀103的打开或关闭；和/或室外机包括室外温度检测部件，以用于检测室外侧的环境温度T2，以根据检测结果控制换热器的多个换热流路中的截止阀103的打开或关闭。
如图4至图6所示，本发明还提供了一种空调控制方法，适用于上述的空调器，空调控制方法包括：当空调器处于制冷模式时，判断空调器的风道部件10中的下风门50是否打开；当下风门50打开时，检测室外侧的环境温度T2的大小与空调器的压缩机的运行频率F的大小，根据检测结果来控制空调器在运行时的负荷状态，并根据空调器在运行时的负荷状态控制换热器的多个换热流路中的截止阀103的打开或关闭；当下风门50关闭时，检测室内侧的环境温度T1的大小，根据室内侧的环境温度T1与空调器的预设温度T的差值△T的大小来控制空调器在运行时的负荷状态，并根据空调器在运行时的负荷状态控制换热器的多个换热流路中的截止阀103的打开或关闭。
这样，本发明的空调控制方法使得上下出风的空调器在不同环境下使用空调制冷时，能够根据空调器的风道部件10中的下风门50的开闭情况，并结合室外侧的环境温度T2、空调器的压缩机的运行频率F、室内侧的环境温度T1以及空调器的预设温度T来对换热器的多个换热流路中的截止阀103的开闭进行控制，从而提升制冷工况下的换热效率，达到使空调器节能运行的效果。
如图5所示，负荷状态包括高负荷状态、中负荷状态以及低负荷状态，空调控制方法还包括：当空调器以高负荷状态运行时，换热器的第一换热流路1、第二换热流路2和第三换热流路3中的截止阀103(即第一截止阀13、第二截止阀23和第三截止阀33)均打开；当空调器以中负荷状态运行时，换热器的第一换热流路1和第三换热流路3中的截止阀103(即第一截止阀13和第三截止阀33)均打开，换热器的第二换热流路2中的截止阀103(即第二截止阀23)关闭；当空调器以低负荷状态运行时，换热器的第一换热流路1、第二换热流路2和第三换热流路3中的截止阀103(即第一截止阀13、第二截止阀23和第三截止阀33)均关闭。
在高负荷状态时，冷媒流量较大且流速较快，因此需要将三个换热流路中的截止阀全部打开，遗失换热器按照多个分路进行换热，以保证较高的换热效率；在中负荷状态和低负荷状态时，冷媒流量较小且流速较低，无需使用多个分路分流，因此，可通过调整三个换热流路中的截止阀的开闭来减少各个流路中的分路，以降低冷媒流动过程中的压降，从而保证较高的换热效率，以达到使空调器节能运行的目的。
本发明的根据室内侧的环境温度T1与空调器的预设温度T的差值△T(△T＝T1-T)来控制空调器在运行时的负荷状态的方法包括：当△T≥4℃时，控制空调器以高负荷状态运行；当4℃＞△T≥2℃时，控制空调器以中负荷状态运行；当△T＜2℃，控制空调器以低负荷状态运行。
如图6所示，本发明的检测室外侧的环境温度T2的大小与空调器的压缩机的运行频率F的大小，根据检测结果来控制空调器在运行时的负荷状态的方法包括：
当室外侧的环境温度T2≤23℃时，不论压缩机频率F的大小，空调器均以低负荷状态运行。
当室外侧的环境温度T2＞46℃时，不论压缩机频率F的大小，空调器均以高负荷状态运行。
当室外侧的环境温度为23℃＜T2≤28℃，且压缩机频率F＞70Hz时，空调器以中负荷状态运行；当室外侧的环境温度为28℃＜T2≤46℃，且压缩机频率F＞70Hz时，空调器以高负荷状态运行。
当室外侧的环境温度为23℃＜T2≤33℃，且压缩机频率为60Hz≤F＜70Hz时，空调器以中负荷状态运行；当室外侧的环境温度为33℃＜T2≤46℃，且压缩机频率为60Hz≤F＜70Hz时，空调器以高负荷状态运行。
当室外侧的环境温度为23℃＜T2≤38℃，且压缩机频率为50Hz≤F＜60Hz时，空调器以中负荷状态运行；当室外侧的环境温度为38℃＜T2≤46℃，且压缩机频率为50Hz≤F＜60Hz时，空调器以高负荷状态运行。
当室外侧的环境温度为23℃＜T2≤28℃，且压缩机频率为40Hz≤F＜50Hz时，空调器以低负荷状态运行；当室外侧的环境温度为28℃＜T2≤43℃，且压缩机频率为40Hz≤F＜50Hz时，空调器以中负荷状态运行；当室外侧的环境温度为43℃＜T2≤46℃，且压缩机频率为40Hz≤F＜50Hz时，空调器以高负荷状态运行。
当室外侧的环境温度为23℃＜T2≤33℃，且压缩机频率为30Hz≤F＜40Hz时，空调器以低负荷状态运行；当室外侧的环境温度为33℃＜T2≤43℃，且压缩机频率为30Hz≤F＜40Hz时，空调器以中负荷状态运行；当室外侧的环境温度为43℃＜T2≤46℃，且压缩机频率为30Hz≤F＜40Hz时，空调器以高负荷状态运行。
当室外侧的环境温度为23℃＜T2≤38℃，且压缩机频率为20Hz≤F＜30Hz时，空调器以低负荷状态运行；当室外侧的环境温度为38℃＜T2≤46℃，且压缩机频率为20Hz≤F＜30Hz时，空调器以中负荷状态运行。
当室外侧的环境温度为23℃＜T2≤43℃，且压缩机频率F＜20Hz时，空调器以低负荷状态运行；当室外侧的环境温度为43℃＜T2≤46℃，且压缩机频率为F＜20Hz时，空调器以中负荷状态运行。
需要说明的是，以上所有的数值均可根据实验情况进行调整，所有的调节计算均可由控制器自己计算得出。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明的换热器包括沿预定方向依次间隔布置的多个换热流路，各个换热流路均包括M个流入段101和N个流出段102，各个流入段101的出口与各个流出段102的入口均连接；其中，0＜M＜N，N个流出段102中的至少一个上设置有截止阀103，以通过截止阀103的开闭来控制相应的流出段102的通断，以根据室内、外的环境温度、空调器的压缩机的运行频率以及室外机运行时的负荷状态等来对换热器的各个换热流路的截止阀103的开闭进行合理地控制，从而调整换热器中的冷媒的流程，达到使空调器节能运行的效果，提升用户使用的舒适性，解决了现有技术中的空调器的室外机的冷凝器在运行时不够节能的问题。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、个件和/或它们的个合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括：
沿预定方向依次间隔布置的多个换热流路，各个所述换热流路均包括M个流入段(101)和N个流出段(102)，各个所述流入段(101)的出口与各个所述流出段(102)的入口均连接；
其中，0＜M＜N，所述N个流出段(102)中的至少一个上设置有截止阀(103)。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热器包括总流出管路(4)，所述总流出管路(4)的入口与各个所述换热流路的各个所述流出段(102)的出口均连接。
3.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于，
所述多个换热流路包括沿预定方向依次间隔布置的第一换热流路(1)、第二换热流路(2)和第三换热流路(3)；
其中，各个所述换热流路均包括一个流入段(101)和两个流出段(102)，所述一个流入段(101)的出口与所述两个流出段(102)的入口均连通，所述两个流出段(102)中一个上设置有所述截止阀(103)。
4.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于，所述换热器包括由多个U型换热管(104)组成的换热管组，各个所述流入段(101)和各个所述流出段(102)均包括至少一个所述U型换热管(104)。
5.一种空调器，包括室内机和室外机，其特征在于，所述室外机包括权利要求1至4中任一项所述的换热器。
6.根据权利要求5所述的空调器，其特征在于，
所述室内机包括壳体和设置在所述壳体内的风道部件(10)，所述风道部件(10)包括风机安装腔和安装在所述风机安装腔内的风机(20)；
所述风道部件(10)还包括分别位于所述风机安装腔的上、下两侧且与所述风机安装腔连通的上出风口(30)和下出风口(40)；
其中，所述下出风口(40)和所述风机安装腔之间设置有下风门(50)，所述下风门(50)可活动地设置，以使所述风机安装腔和所述下出风口(40)之间的路径连通或断开。
7.根据权利要求6所述的空调器，其特征在于，
所述室内机包括室内温度检测部件，以根据检测结果控制所述换热器的多个换热流路中的截止阀(103)的打开或关闭；和/或
所述室外机包括室外温度检测部件，以根据检测结果控制所述换热器的多个换热流路中的截止阀(103)的打开或关闭。
8.一种空调控制方法，其特征在于，适用于权利要求5或7所述的空调器，所述空调控制方法包括：
当所述空调器处于制冷模式时，判断所述空调器的风道部件(10)中的下风门(50)是否打开；
当所述下风门(50)打开时，检测室外侧的环境温度T2的大小与所述空调器的压缩机的运行频率F的大小，根据检测结果来控制所述空调器在运行时的负荷状态，并根据所述空调器在运行时的负荷状态控制所述换热器的多个换热流路中的截止阀(103)的打开或关闭；
当所述下风门(50)关闭时，检测室内侧的环境温度T1的大小，根据室内侧的环境温度T1与所述空调器的预设温度T的差值△T的大小来控制所述空调器在运行时的负荷状态，并根据所述空调器在运行时的负荷状态控制所述换热器的多个换热流路中的截止阀(103)的打开或关闭。
9.根据权利要求8所述的空调控制方法，其特征在于，所述负荷状态包括高负荷状态、中负荷状态以及低负荷状态，所述空调控制方法还包括：
当所述空调器以所述高负荷状态运行时，控制所述换热器的第一换热流路(1)、第二换热流路(2)和第三换热流路(3)中的截止阀(103)均打开；
当所述空调器以所述中负荷状态运行时，控制所述换热器的第一换热流路(1)和第三换热流路(3)中的截止阀(103)均打开，所述换热器的第二换热流路(2)中的截止阀(103)关闭；
当所述空调器以所述低负荷状态运行时，控制所述换热器的第一换热流路(1)、第二换热流路(2)和第三换热流路(3)中的截止阀(103)均关闭。
10.根据权利要求9所述的空调控制方法，其特征在于，根据室内侧的环境温度T1与所述空调器的预设温度T的差值△T来控制所述空调器在运行时的负荷状态的方法包括：
当△T≥4℃时，控制所述空调器以所述高负荷状态运行；
当4℃＞△T≥2℃时，控制所述空调器以所述中负荷状态运行；
当△T＜2℃，控制所述空调器以所述低负荷状态运行。
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