CN114992780A - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空调系统及其控制方法，包括：压缩机，包括吸入端和排出端；室内换热器，压缩机的排出端与室内换热器的一端相连通；节流装置，室内换热器另一端与节流装置一端相连通；室外换热器，节流装置另一端和压缩机的排出端同时与室外换热器一端相连通，室外换热器另一端与压缩机的吸入端相连通；旁通装置，压缩机的排出端与室外换热器一端的第一管路设有旁通装置；加热装置，室外换热器另一端与压缩机的吸入端的第二管路设有加热装置。本申请引入外部热量缩短外侧化霜时间，保持室内较小温度波动，提升外侧除霜效率；保证压缩机吸气过热度，避免压缩机湿压缩和液击，保证其寿命和可靠性，使其在轻霜区和重霜区都具有较好的适应性。

Description

空调系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及家用空调技术领域，尤其涉及一种空调系统及其控制方法。

背景技术

现有空调系统在制热模式下，因为整机运行室外环境温度处于易结霜区间(温度：-12℃～5℃，相对湿度RH60％以上)时间较长，室外机容易结霜且在化霜期间压缩机停机，容易导致室内温度降低和除霜时间过长等问题。因此需要改善优化化霜期间的室内温降和除霜时间过长问题。

目前部分空调采用热气旁通方法进行除霜，除霜的热量仅来自于压缩机的功耗，压缩机做功产生的热量既要兼顾室内放热，又要兼顾室外冷凝器的除霜，无额外热源供应，因此室外除霜时间较长；并且，在重霜区由于外侧化霜需求热量较大，外侧冷媒液化后存在过冷可能，这就带来压缩机低压侧吸气带液的可靠性问题，从而影响压缩机的整机寿命。

发明内容

为了解决现有旁通除霜仅依靠压缩机自身发热实现的室内供热偏少和室外除霜时间长，重霜区易除霜不净以及压缩机吸气带液的问题，本申请提供了一种空调系统及其控制方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种空调系统，空调系统，其特征在于，包括：压缩机，包括吸入端和排出端；室内换热器，所述压缩机的排出端与所述室内换热器的一端相连通；节流装置，所述室内换热器另一端与所述节流装置一端相连通；室外换热器，所述节流装置另一端和所述压缩机的排出端同时与所述室外换热器一端相连通，所述室外换热器另一端与所述压缩机的吸入端相连通；旁通装置，所述压缩机的排出端与所述室外换热器一端通过第一管路相连通，所述第一管路上设置有所述旁通装置；以及，加热装置，所述室外换热器另一端与所述压缩机的吸入端通过第二管路相连通，所述第二管路上设有所述加热装置。

本申请的一种实施例中，还包括四通阀，所述四通阀包括第一端口、第二端口、第三端口以及第四端口；所述压缩机的排出端同时与所述第一端口和所述旁通装置连通，所述第一端口、所述第四端口、所述室内换热器以及所述节流装置依次连通；所述旁通装置和所述节流装置同时与所述室外换热器连通，所述室外换热器、所述第二端、所述第三端与所述压缩机的吸入端依次连通。

本申请的一种实施例中，所述加热装置包括缠绕在所述第二管路上的电阻丝，或者，所述加热装置包括形成于所述第二管路上的腔体以及设于所述腔体内的电阻丝。

本申请的一种实施例中，所述压缩机、所述室内换热器、所述室外换热器以及所述加热装置均设置有感温包。

本申请的一种实施例中，所述旁通装置和所述节流装置并联后共同接入所述室外换热器。

本申请的一种实施例中，所述旁通装置和所述节流装置均为电子膨胀阀。

本申请的一种实施例中，所述旁通装置和所述节流装置串联后共同接入所述室外换热器。

本申请的一种实施例中，所述旁通装置为电磁阀，所述节流装置为电子膨胀阀。

本申请的一种实施例中，所述旁通装置和所述节流装置分别接入所述室外换热器。

本申请的一种实施例中，所述旁通装置包括两个电子膨胀阀，所述压缩机的排出端同时与两个所述电子膨胀阀连通，两个所述电子膨胀阀分别与所述室外换热器连通，所述节流装置为电子膨胀阀。

第二方面，本申请实施例提供一种空调系统的控制方法，包括以下步骤：

获取室外换热器的温度T1并比较室外换热器的温度T1与设定温度T0；

若T1≥T0，控制所述旁通装置接通，所述加热装置和所述节流装置均关闭，所述空调系统运行制热模式；

若T1＜T0，控制所述旁通装置、所述加热装置和所述节流装置均接通，所述空调系统同时运行制热模式和除霜模式。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的空调系统及其控制方法，在空调系统上采用旁通装置结合加热装置的系统和方法，引入外部热量可以实现缩短外侧化霜时间，保持室内较小温度波动，提升外侧除霜效率，保证压缩机吸气过热度，避免压缩机湿压缩和液击，保证压缩机寿命和整机可靠性，并且可以保证在轻霜区和重霜区都具有较好的适应性，拓展热气旁通化霜技术的使用范围，使其适用于家用空调系统。综上，本申请实施例实现在空调系统化霜期间实现额外的热量补充，满足室内热量供应的同时实现室外除霜的目的，解决现有旁通除霜仅依靠压缩机自身发热实现的室内供热偏少和室外除霜时间长，重霜区易除霜不净以及压缩机吸气带液的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请第一实施例提供的一种空调系统的结构示意图；

图2为本申请第二实施例提供的一种空调系统的结构示意图；

图3为本申请第三实施例提供的一种空调系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种空调系统的压焓图；

图5为本申请第四实施例提供的一种空调系统的控制方法的流程图。

附图标记：

1、压缩机；11、排出端；111、排气感温包；12、吸入端；2、四通阀；21、第一端口；22、第二端口；23、第三端口；24、第四端口；3、室外换热器；31、室外环境感温包；32、室外换热器管路感温包；41、节流装置；42、旁通装置；5、加热装置；51、第一加热感温包；52、第二加热感温包；6、风机；7、室内换热器；71、室内环境感温包；72、室内换热器管路感温包；8、第一管路；9、第二管路。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

第一实施例

如图1所示，本申请实施例提供了一种空调系统，包括：压缩机1，包括吸入端12和排出端11；室内换热器7，所述压缩机1的排出端11与所述室内换热器7的一端相连通；节流装置41，所述室内换热器7另一端与所述节流装置41一端相连通；室外换热器3，所述节流装置41另一端和所述压缩机1的排出端11同时与所述室外换热器3一端相连通，所述室外换热器3另一端与所述压缩机1的吸入端12相连通；旁通装置42，所述压缩机1的排出端11与所述室外换热器3一端通过第一管路8相连通，所述第一管路8上设置有所述旁通装置42；以及，加热装置5，所述室外换热器3另一端与所述压缩机1的吸入端12通过第二管路相连通，所述第二管路上设有所述加热装置5。

本申请实施例提供的空调系统及其控制方法，在空调系统上采用旁通装置42结合加热装置5的系统和方法，引入外部热量可以实现缩短外侧化霜时间，保持室内较小温度波动，提升外侧除霜效率，保证压缩机1吸气过热度，避免压缩机1湿压缩和液击，保证压缩机1寿命和整机可靠性，并且可以保证在轻霜区和重霜区都具有较好的适应性，拓展热气旁通化霜技术的使用范围，使其适用于家用空调系统。综上，本申请实施例实现在空调系统化霜期间实现额外的热量补充，满足室内热量供应的同时实现室外除霜的目的，解决现有旁通除霜仅依靠压缩机1自身发热实现的室内供热偏少和室外除霜时间长，重霜区易除霜不净以及压缩机1吸气带液的问题。

本实施例中，为了便于空调系统不同状态的切换，还包括四通阀2，所述四通阀2包括第一端口21、第二端口22、第三端口23以及第四端口24；所述压缩机1的排出端11同时与所述第一端口21和所述旁通装置42连通，所述第一端口21、所述第四端口24、所述室内换热器7以及所述节流装置41依次连通；所述旁通装置42和所述节流装置41同时与所述室外换热器3连通，所述室外换热器3、所述第二端、所述第三端与所述压缩机1的吸入端12依次连通。

在一些实施例中，所述加热装置5包括缠绕在所述第二管路上的电阻丝，或者，所述加热装置5包括形成于所述第二管路上的腔体以及设于所述腔体内的电阻丝。

为了便于感应温度，控制空调系统内冷媒流过的温度，所述压缩机1、所述室内换热器7、所述室外换热器3以及所述加热装置5均设置有感温包。具体地，压缩机1的排出端11设有排气感温包111，室内换热器7的外侧设有室内环境感温包71，室内换热器7与节流装置41之间的管路设有室内换热器7管路感温包，室外换热器3的外侧设有室外环境感温包31，室外换热器3与加热装置5之间的管路设有室外换热器3管路感温包，加热装置5内设有第一加热感温包51和第二加热感温包52。

进一步地，室内换热器7和室外换热器3均设置风机6，风机6用于换热器作为冷凝器放热的过程中，将换热器内的热气流吹到空气中。

具体的，所述旁通装置42和所述节流装置41并联后共同接入所述室外换热器3。所述旁通装置42和所述节流装置41均为电子膨胀阀。两个电子膨胀阀可以更好地实现对除霜和制热过程中的冷媒流量的控制。

其工作过程为：

在正常制热过程中，旁通装置42所在的第一管路8是断开的，请结合图1所示，正常制热工作过程为：压缩机1的排出端11排出高温高压气体到四通阀2的第一端口21中，由四通阀2的第四端口24流出的排气进入室内换热器7内(制热时实际作为冷凝器，冷凝器向室内放出热量)。经过散热冷凝后高温高压气体变为低温高压气液混合态或是液体，在经过电子膨胀阀A进行节流，节流后的低温低压气液混合冷媒流入室外换热器3(制热时实际作为蒸发器，蒸发器用于吸取室外热量)。经过室外换热器3吸热蒸发后变为低温低压的气态冷媒。在经过加热装置5(本空调系统中暂定为电加热模块)后通过四通阀2的第二端口22进入四通阀2，后经过四通阀2的第三端口23被压缩机1的吸入端12吸入。经过压缩机1的压缩做功，将低温低压的气态冷媒压缩为高温高压的气态冷媒在通过排气口排出。此为的制热运行状态，此时的第一管路8的电子膨胀阀B无冷媒流过(非化霜期间处于关闭状态，此支路为闭合断开状态)，第二管路的加热装置5不工作(无通电加热)，进可供冷媒通过。

当室外换热器3的外侧结霜达到一定状态，需要进行除霜，在除霜的过程中，还需要同时进行制热，因此此时的原有流路工作状态同上，区别在于，第一管路8的电子膨胀阀B有冷媒通过，第二管路的加热装置5开始工作，具体为：压缩机1的排出端11排出高温高压过热气体，一部分流进四通阀2的第一端口21，通过第二端口22排出后经过室内换热器7(蒸发器)后再经过电子膨胀阀A，另一部分直接流进电子膨胀阀B。流经电子膨胀阀A和电子膨胀阀B的冷媒在室外换热器3(冷凝器)的一端混合流入室外换热器3(冷凝器)中。此时由于一部分冷媒为排气的高温高压过热气体，经电子膨胀阀B降压为中压高温气体，另一部分为经过室内换热器7(蒸发器)换热后的高压低温液体。混合后的冷媒状态为中压饱和气液混合状态(此时干度X较大)，在室外换热器3(冷凝器)中通过相变换热使得冷凝器表面的霜层融化，此时室外换热器3(冷凝器)中的冷媒转换为低温低压气液饱和态冷媒或液态冷媒或过冷液态冷媒(此状态视霜层厚度而定)。流入加热装置5，加热装置5启动，对流进的液态冷媒进行加热，使得液态冷媒吸热蒸发的同时具有一定的过热度。再流入四通阀2的第二端口22，从四通阀2的第三端口23被压缩机1的吸入端12吸入，进入下一个循环。在制热除霜期间持续此流程直到退出除霜，退出除霜后电子膨胀阀B关闭，加热装置5延时后关闭。

请参考图4所示，正常制冷循环流程为：1-1’-2-3-4-5-6-1，制热时通过四通阀2换向，室内换热器7和室外换热器3功能互换实现制热，热气旁通除霜过程为：状态点2降压至状态点7和状态点9混合后，边为状态点8的状态，在被压缩机1抽吸转换为状态10。然后参与正常的制热化霜流程。

第二实施例

如图2所示，本申请实施例提供了一种空调系统，与第一实施例的空调系统相同，区别在于，所述旁通装置42和所述节流装置41串联后共同接入所述室外换热器3。所述旁通装置42为电磁阀，所述节流装置41为电子膨胀阀。工作时，空调系统仅保留一个电子膨胀阀，除霜的旁通装置42通过电磁阀控制通断。

需要理解的是，在除霜的时候，可以通过电磁阀实现除霜与否的控制，并通过电子膨胀阀进行冷媒的流量控制，实现制热和除霜的可调节性，使用更为灵活。

第三实施例

如图3所示，本申请实施例提供了一种空调系统，与第一实施例的空调系统相同，区别在于，所述旁通装置42和所述节流装置41分别接入所述室外换热器3。所述旁通装置42包括两个电子膨胀阀，所述压缩机1的排出端11同时与两个所述电子膨胀阀连通，两个所述电子膨胀阀分别与所述室外换热器3连通，所述节流装置41为电子膨胀阀。

需要指出的是，所述节流装置41为电子膨胀阀A，所述旁通装置42包括并连的电子膨胀阀B和电子膨胀阀C，室外换热器3包括两个支路，电子膨胀阀A同时与两个支路连通，电子膨胀阀B和电子膨胀阀C分别与两个支路连通，可以控制两个支路同时除霜或者单独一个除霜或者其中一个除霜。

本领域技术人员需要知晓的是，根据室外换热器3的支路数量不同，可以设置不同数量的电子膨胀阀，实现不同支路的除霜控制，在此就不做限定。

第四实施例

如图5所示，在第一实施例、第二实施例以及第三实施例中任一个的基础上，本申请实施例提供一种空调系统的控制方法，包括以下步骤：

S001、获取室外换热器3的温度T1并比较室外换热器3的温度T1与设定温度T0；

S002、若T1≥T0，控制所述旁通装置42接通，所述加热装置5和所述节流装置41均关闭，所述空调系统运行制热模式；

S003、若T1＜T0，控制所述旁通装置42、所述加热装置5和所述节流装置41均接通，所述空调系统同时运行制热模式和除霜模式。

所述空调系统运行除霜模式，具体为：所述压缩机1的排出端11、所述室内换热器7、所述节流装置41、所述室外换热器3、所述加热装置5以及所述压缩机1的吸入端12顺次连通。

所述空调系统同时运行制热模式和除霜模式，具体为：所述压缩机1的排出端11同时与所述室内换热器7和所述旁通装置42连通，所述室内节流器与所述节流装置41相连通，所述旁通装置42和所述节流装置41均与所述室外换热器3、所述加热装置5以及所述压缩机1的吸入端12顺次连通。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种空调系统，其特征在于，包括：

压缩机，包括吸入端和排出端；

室内换热器，所述压缩机的排出端与所述室内换热器的一端相连通；

节流装置，所述室内换热器另一端与所述节流装置一端相连通；

室外换热器，所述节流装置另一端和所述压缩机的排出端同时与所述室外换热器一端相连通，所述室外换热器另一端与所述压缩机的吸入端相连通；

旁通装置，所述压缩机的排出端与所述室外换热器一端通过第一管路相连通，所述第一管路上设置有所述旁通装置；以及，

加热装置，所述室外换热器另一端与所述压缩机的吸入端通过第二管路相连通，所述第二管路上设有所述加热装置。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括四通阀，所述四通阀包括第一端口、第二端口、第三端口以及第四端口；

所述压缩机的排出端同时与所述第一端口和所述旁通装置连通，所述第一端口、所述第四端口、所述室内换热器以及所述节流装置依次连通；所述旁通装置和所述节流装置同时与所述室外换热器连通，所述室外换热器、所述第二端、所述第三端与所述压缩机的吸入端依次连通。

3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述加热装置包括缠绕在所述第二管路上的电阻丝，或者，所述加热装置包括形成于所述第二管路上的腔体以及设于所述腔体内的电阻丝。

4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述压缩机、所述室内换热器、所述室外换热器以及所述加热装置均设置有感温包。

5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述旁通装置和所述节流装置并联后共同接入所述室外换热器。

6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述旁通装置和所述节流装置均为电子膨胀阀。

7.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述旁通装置和所述节流装置串联后共同接入所述室外换热器。

8.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于，所述旁通装置为电磁阀，所述节流装置为电子膨胀阀。

9.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述旁通装置和所述节流装置分别接入所述室外换热器。

10.根据权利要求9所述的空调系统，其特征在于，所述旁通装置包括两个电子膨胀阀，所述压缩机的排出端同时与两个所述电子膨胀阀连通，两个所述电子膨胀阀分别与所述室外换热器连通，所述节流装置为电子膨胀阀。

11.一种空调系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取室外换热器的温度T1并比较室外换热器的温度T1与设定温度T0；

若T1≥T0，控制所述旁通装置接通，所述加热装置和所述节流装置均关闭，所述空调系统运行制热模式；

若T1＜T0，控制所述旁通装置、所述加热装置和所述节流装置均接通，所述空调系统同时运行制热模式和除霜模式。

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