CN115046288B - 一种不停机除霜的控制方法及相应的空调设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种不停机除霜的控制方法及相应的空调设备。该控制方法包括如下步骤：控制电子膨胀阀初始开度为第一开度值，并且控制多个四通阀均处于关闭状态；当满足室外风机为最高档运行，处于制热运转模式，并且低压压力值小于第一预设压力值并持续第一预设时长时，进入交替除霜控制模式；当满足制热以外的运转，或者低压压力值大于第二预设压力值持续第四预设时长，或者低压压力值小于第三预设压力值持续第五预设时长时，退出交替除霜控制模式。本发明通过合理控制旁通用四通阀的切换时机，控制冷凝器中的各回路是走排气管的高温制冷剂还是走分液管的低温制冷剂，从而实现空调设备的室外热交换器不会结霜，室内机持续提供热负荷。

Description

一种不停机除霜的控制方法及相应的空调设备
技术领域
本发明涉及一种空调设备实现不停机除霜的控制方法，同时也涉及相应的空调设备，属于空气调节技术领域。
背景技术
空调设备在制热运转模式中，室外热交换器普遍会结霜。在结霜后会影响热交换效率，所以在检测到室外热交换器结霜后，空调设备需要进入除霜运转模式。
现有技术中，大多数空调设备的除霜运转模式都需要先停止室内机，然后由四通阀进行换向，室外机由制热运转模式转到制冷运转模式进行化霜。一般化霜时间在15分钟左右，即制热运转模式会造成空调设备停止制热15分钟左右。对于有些要求送风恒定的场合，往往会要求禁用空调设备的除霜运转模式。这样会严重影响空调设备的热交换效率和运行寿命。
在专利号为ZL 201710805238.5的中国发明专利中，公开了一种空调器系统以及空调器系统不停机除霜的控制方法。该空调器系统包括压缩机、四通阀、蒸发器、冷凝器和节流单元，所述节流单元连接于所述蒸发器与所述冷凝器之间，所述四通阀具有四个端口，分别为D端、E端、S端和C端，所述四通阀的D端连接于所述压缩机的出口，所述四通阀的S端连接于所述压缩机的入口，所述四通阀的E端连接于所述蒸发器，所述四通阀的C端连接于所述冷凝器；所述四通阀的D端连接有卸荷支路。上述控制方法缩短了压缩机升降频的运行时间，进而缩短了除霜整体时间，以减少对室内温度的波动，提高整体舒适性。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种空调设备实现不停机除霜的控制方法。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种采用上述控制方法的空调设备。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种不停机除霜的控制方法，包括如下步骤：
S1：控制电子膨胀阀初始开度为第一开度值，并且控制多个四通阀均处于关闭状态；
S2：当满足室外风机为最高档运行，处于制热运转模式，并且低压压力值小于第一预设压力值并持续第一预设时长时，进入交替除霜控制模式；
S3：当满足制热以外的运转，或者低压压力值大于第二预设压力值持续第四预设时长，或者低压压力值小于第三预设压力值持续第五预设时长时，退出所述交替除霜控制模式。
其中较优地，所述交替除霜控制模式包括被循环执行的如下步骤：
S21：打开多个四通阀中的任意一个四通阀作为当前四通阀；
S22：调整所述电子膨胀阀的开度，使得实测压缩比保持在目标压缩比区间，并且低压压力值保持在目标压力区间；
S23：获取当前四通阀对应的当前出温传感器的实测温度值，响应于实测温度值大于预设温度值持续第二预设时长；或者，响应于所述当前四通阀持续打开第三预设时长，关闭所述当前四通阀，并且打开下一个四通阀，以该下一个四通阀作为当前四通阀，返回执行步骤S22。
其中较优地，步骤S22具体包括：
当实测压缩比小于所述压缩比区间的下限值时，或者低压压力值大于目标压力区间的上限值时，控制电子膨胀阀的开度减少预设数量的开度单位；
当实测压缩比大于所述压缩比区间的上限值时，或者低压压力值小于目标压力区间的下限值时，控制电子膨胀阀的开度增大预设数量的开度单位。
其中较优地，所述实测压缩比通过如下公式确定：
实测压缩比＝（HP＋0.101MPa）/（LP＋0.101MPa）；
其中，HP表示高压压力值，LP表示低压压力值。
其中较优地，所述第一开度值为64个开度单位；所述第一预设压力值为0.6MPa；所述第一预设时长为1分钟；所述目标压缩比区间的下限值为2.5，所述目标压缩比区间的上限值为4；所述目标压力区间的下限值为0.6MPa，所述目标压力区间的上限值为0.95MPa；所述预设数量的开度单位为5个开度单位；所述预设温度值为5℃；所述第二预设时长为10秒；所述第三预设时长为3分钟；所述第四预设时长为1分钟；所述第五预设时长为5分钟；所述第二预设压力值为1.1MPa；所述第三预设压力值为0.3MPa。
其中较优地，所述四通阀的数量与所述出温传感器的数量相同，并且一一对应。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种空调设备，包括：
冷凝器，具有多个入口端和多个出口端；
多个出温传感器，分别设置在所述冷凝器的多个出口端；
多个四通阀，与多个所述出温传感器一一对应；
电子膨胀阀，第一端连接每个四通阀的第四接口，第二端连接压缩机排气管；
低压压力传感器，设置在气液分离器入口处，用于检测低压压力值；
高压压力传感器，设置在排气口或油分离器出口位置,用于检测高压压力值；
控制器，与多个所述出温传感器、多个所述四通阀、所述电子膨胀阀和所述低压压力传感器连接，用于执行如上所述的不停机除霜的控制方法。
其中较优地，每个四通阀的第一接口焊接封口，第二接口连接所述冷凝器的入口端，第三接口连接分液管，第四接口与电子膨胀阀的第一端连接，并且多个四通阀的第四接口相互连接。
与现有技术相比较，本发明所提供的空调设备实现不停机除霜的控制方法使用电子膨胀阀控制气旁通结构的供气量，可以保证压缩机的实测压缩比控制在合理范围。另一方面，本发明通过合理控制旁通用四通阀的切换时机，控制冷凝器中的各回路是走排气管的高温制冷剂还是走分液管的低温制冷剂，从而实现空调设备的室外热交换器不会结霜，室内机持续提供热负荷。
附图说明
图1为采用本发明提供的控制方法的空调设备的功能框图；
图2为采用本发明提供的控制方法的空调设备的局部放大框图；
图3为本发明提供的空调设备实现不停机除霜的控制方法流程图。
附图标号说明：
10. 冷凝器；20. 出温传感器；30. 四通阀；40. 电子膨胀阀；50.低压压力传感器；60. 高压压力传感器；70. 分液管；
C. 四通阀的第一接口；E. 四通阀的第二接口；S. 四通阀的第三接口；D. 四通阀的第四接口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。
图1为采用本发明提供的控制方法的空调设备的功能框图；图2为采用本发明提供的控制方法的空调设备的局部放大框图。如图1和图2所示，本发明实施例所提供的空调设备，至少包括：
冷凝器10，具有多个入口端和多个出口端；
多个出温传感器20，分别设置在冷凝器10的多个出口端所在的位置；
多个四通阀30，与多个出温传感器20一一对应。每个四通阀30的第一接口C焊接封口，每个四通阀30的第二接口E连接冷凝器10的相应的入口端，每个四通阀30的第三接口S连接分液管70，每个四通阀30的第四接口D均与电子膨胀阀40的第一端连接，并且多个四通阀的第四接口D相互连接；
电子膨胀阀40，其中的第一端连接每个四通阀30的第四接口D，第二端连接压缩机的排气管；
低压压力传感器50，设置在气液分离器的入口处，用于检测低压压力值（lowpressure，简写为LP）；
高压压力传感器60，设置在排气口或油分离器出口位置，用于检测高压压力值（high pressure，简写为HP）；
控制器，与多个出温传感器20、多个四通阀30、电子膨胀阀40、低压压力传感器50和高压压力传感器60电连接，用于实施本发明实施例所提供的不停机除霜的控制方法。
与现有的空调设备相比，本发明实施例所提供的空调设备主要增加了第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、第四四通阀和第五四通阀，与气旁通结构配合使用的电子膨胀阀，以及第一出温传感器、第二出温传感器、第三出温传感器、第四出温传感器和第五出温传感器。
上述空调设备中的各部件的初始状态说明如下：
电子膨胀阀的初始开度设为64pls，处于微开状态。在本发明的一个实施例中，电子膨胀阀的口径为1.6mm。
第一四通阀至第五四通阀的C口焊接封口，只留E口、S口、D口可以联通。在本发明的一个实施例中，初始状态为E口、S口联通，C口、D口联通。由于C口处于断路状态，所以只有E口、S口联通。
需要说明的是，上述空调设备的其它工艺参数可以参考现有使用R410A制冷剂的空调器。R-410A制冷剂作为当今广泛使用的中高温制冷剂，主要应用于家用空调、中小型商用空调（中小型单元式空调、户式中央空调、多联机）、移动空调、除湿机、冷冻式干燥器、船用制冷设备、工业制冷等制冷设备。
图3为本发明提供的空调设备实现不停机除霜的控制方法流程图。如图3所示，该不停机除霜的控制方法包括如下步骤：
S1：控制电子膨胀阀初始开度为第一开度值，并且控制多个四通阀均处于关闭状态；
S2：当满足室外风机为最高档运行，处于制热运转模式，并且低压压力值小于第一预设压力值并持续第一预设时长时，进入交替除霜控制模式。
上述三个条件需要同时满足表明：（1）冷凝器处于最高负荷运转，已经没有多余的负荷来提升低压；（2）低压低于一定压力才会结霜，低压高时不会结霜可能性，也就没必要进入交替除霜控制模式。室外风机最高档运行，是指室外风机根据压力控制已经处于最高速运转，没有再提升转速的可能性；制热运转模式才有结霜的可能性，制冷运转模式不会结霜。
在本发明的一个实施例中，上述交替除霜控制模式包括被循环执行的如下步骤：
S21：打开多个四通阀中的任意一个四通阀，作为当前四通阀；
S22：调整电子膨胀阀的开度，使得实测压缩比保持在目标压缩比区间并且低压压力值保持在目标压力区间；
S23：获取当前四通阀对应的出温传感器的实测温度值，响应于实测温度值大于预设温度值持续第二预设时长，或者，响应于当前四通阀持续打开第三预设时长，关闭当前四通阀，并且打开下一个四通阀，以该下一个四通阀作为当前四通阀，返回执行步骤S22；
S3：当满足制热（运转）以外的运转，或者低压压力值大于第二预设压力值持续第四预设时长，或者低压压力值小于第三预设压力值持续第五预设时长时，退出交替除霜控制模式。其中，空调运转分为制热模式、制冷模式、送风模式等，只有制热模式会结霜。
在本发明的一些实施例中，步骤S22具体包括：
当实测压缩比小于压缩比区间的下限值时，或者低压压力值大于目标压力区间的上限值时，控制电子膨胀阀的开度减少预设数量的开度单位；
当实测压缩比大于压缩比区间的上限值时，或者低压压力值小于目标压力区间的下限值时，控制电子膨胀阀的开度增大预设数量的开度单位。
在本发明的一些实施例中，实测压缩比通过如下公式确定：
实测压缩比＝（HP＋0.101MPa）/（LP＋0.101MPa）；
其中，HP表示高压压力值，LP表示低压压力值。
其中较优地，第一开度值为64个开度单位；第一预设压力值为0.6MPa；第一预设时长为1分钟；目标压缩比区间的下限值为2.5，目标压缩比区间的上限值为4；目标压力区间的下限值为0.6MPa，目标压力区间的上限值为0.95MPa；预设数量的开度单位为5个开度单位；预设温度值为5℃；第二预设时长为10秒；第三预设时长为3分钟；第四预设时长为1分钟；第五预设时长为5分钟；第二预设压力值为1.1MPa；第三预设压力值为0.3MPa。
在本发明的一些实施例中，四通阀的数量与出温传感器的数量相同，并且一一对应。
以下，通过具体示例对本发明所提供的不停机除霜的控制方法的具体操作步骤进行详细说明：
S1：通常状态下，电子膨胀阀的初始开度64PLS，第一四通阀至第五四通阀处于OFF状态；其中，预设开度可以是32PLS～64PLS之间调整，32PLS是最小有效开度，64PLS按照经验不会出问题的安全值。
S2：室外风机为最高档运行，处于制热运转模式，并且低压压力传感器的测量值＜0.6MPa持续1分钟时进入交替除霜控制模式；
S3：打开第一四通阀；
具体地，本步骤可以通过控制器打开第一四通阀，控制器一般由单片机或微控制器实现。
S4：通过控制器调整气旁通结构对应的电子膨胀阀的开度，使实测压缩比（压缩机的排气和吸气之间的压缩比）始终在2.5～4之间且低压值在0.6MPa～0.95MPa之间。
具体地说，当实测压缩比＜2.5时或低压值＞0.95MPa时，关闭气旁通结构对应的电子膨胀阀5PLS；当实测压缩比＞4时或低压值小于0.6MPa时，打开气旁通结构对应的电子膨胀阀5PLS；检测时间持续5秒，间隔1分钟，这样做的优点是有利于减少系统波动，提升系统稳定性。间隔1分钟不对压力值进行检测，也不对电子膨胀阀的开度进行变更。在本发明的一个实施例中，可以通过高压压力传感器和低压压力传感器分别检测高压压力值和低压压力值，所使用的控制数据是压缩比。
S5：检测第一出温传感器，当温度值＞5℃持续10秒时，或者第一四通阀持续打开3分钟。关闭第一四通阀，打开第二四通阀，并循环步骤S4的控制。
S6：退出交替除霜控制模式的条件：制热以外的运转或低压值＞1.1MPa持续1分钟或者低压值＜0.3MPa持续5分钟。
与现有技术相比较，本发明所提供的空调设备实现不停机除霜的控制方法使用电子膨胀阀控制气旁通结构的供气量，可以保证压缩机的实测压缩比控制在合理范围。另一方面，本发明通过合理控制旁通用四通阀的切换时机，控制冷凝器中的各回路是走排气管的高温制冷剂还是走分液管的低温制冷剂，从而实现空调设备的室外热交换器不会结霜，室内机持续提供热负荷。
上面对本发明所提供的不停机除霜的控制方法及相应的空调设备进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (9)

1.一种不停机除霜的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：控制电子膨胀阀初始开度为第一开度值，并且控制多个四通阀均处于关闭状态；
S2：当满足室外风机为最高档运行，处于制热运转模式，并且低压压力值小于第一预设压力值并持续第一预设时长时，进入交替除霜控制模式；
S3：当满足制热以外的运转，或者低压压力值大于第二预设压力值持续第四预设时长，或者低压压力值小于第三预设压力值持续第五预设时长时，退出所述交替除霜控制模式，所述第三预设压力值小于所述第一预设压力值；并且所述第一预设压力值小于所述第二预设压力值，
所述交替除霜控制模式包括被循环执行的如下步骤：
S21：打开多个四通阀中的任意一个四通阀作为当前四通阀；
S22：调整所述电子膨胀阀的开度，使得实测压缩比保持在目标压缩比区间并且低压压力值保持在目标压力区间；
S23：获取当前四通阀对应的当前出温传感器的实测温度值，响应于实测温度值大于预设温度值持续第二预设时长，或者，响应于所述当前四通阀持续打开第三预设时长，关闭所述当前四通阀，并且打开下一个四通阀，以该下一个四通阀作为当前四通阀，返回执行步骤S22。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于步骤S22具体包括：
当实测压缩比小于所述压缩比区间的下限值时，或者低压压力值大于目标压力区间的上限值时，控制电子膨胀阀的开度减少预设数量的开度单位。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于步骤S22具体包括：
当实测压缩比大于所述压缩比区间的上限值时，或者低压压力值小于目标压力区间的下限值时，控制电子膨胀阀的开度增大预设数量的开度单位。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述实测压缩比通过如下公式确定：
实测压缩比＝（HP＋0.101MPa）/（LP＋0.101MPa）；
其中，HP表示高压压力值，LP表示低压压力值。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：
所述第一开度值为64个开度单位；所述第一预设压力值为0.6MPa；所述第一预设时长为1分钟；所述目标压缩比区间的下限值为2.5，所述目标压缩比区间的上限值为4；所述目标压力区间的下限值为0.6MPa，所述目标压力区间的上限值为0.95MPa；所述预设数量的开度单位为5个开度单位；所述预设温度值为5℃；所述第二预设时长为10秒；所述第三预设时长为3分钟；所述第四预设时长为1分钟；所述第五预设时长为5分钟；所述第二预设压力值为1.1MPa；所述第三预设压力值为0.3MPa。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：
所述四通阀的数量与所述出温传感器的数量相同，并且一一对应。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于：
每个四通阀的第一接口（C）焊接封口，第二接口（E）连接冷凝器的入口端，第三接口（S）连接分液管，第四接口（D）与电子膨胀阀连接。
8.一种空调设备，其特征在于包括：
冷凝器，具有多个入口端和多个出口端；
多个出温传感器，分别设置在所述冷凝器的多个出口端；
多个四通阀，与多个所述出温传感器一一对应；
电子膨胀阀，第一端连接每个四通阀的第四接口（D），第二端连接压缩机排气管；
低压压力传感器，设置在气液分离器入口处，用于检测低压压力值；
高压压力传感器，设置在排气口或油分离器出口位置,用于检测高压压力值；
控制器，与多个所述出温传感器、多个所述四通阀、所述电子膨胀阀和所述低压压力传感器连接，用于执行权利要求1～7中任意一项所述不停机除霜的控制方法。
9.如权利要求8所述的空调设备，其特征在于：
每个四通阀的第一接口（C）焊接封口，第二接口（E）连接所述冷凝器的入口端，第三接口（S）连接分液管，第四接口（D）与电子膨胀阀的第一端连接，并且多个四通阀的第四接口（D）相互连接。
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