CN116105296A - 换热器、空调器及其控制方法、控制器和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种换热器、空调器及其控制方法、控制器和存储介质；其中，换热器包括：第一换热组件、第二换热组件和第三换热组件；气液分离器包括输入口、气相出口和液相出口，气相出口通过第一节流装置与第二换热组件连接，液相出口与第二换热组件连接；第一四通阀中的第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口分别与第一换热组件、第三换热组件、输入口和第二换热组件连接；单向阀的入口连接第二换热组件，单向阀的出口连接第一换热组件。本申请实施例能改善由于凝结液体与蒸发气体过多而导致换热器性能下降的现象，且还能在不同换热模式下实现流路数目的变换，能保障换热器运行在高效稳定的状态，从而提升空调器性能。

Description

换热器、空调器及其控制方法、控制器和存储介质

技术领域

本发明涉及热泵及空调技术领域，尤其涉及一种换热器、空调器及其控制方法、控制器和存储介质。

背景技术

目前，对于热泵及空调系统，室外机在制冷模式和制热模式下分别为冷凝器和蒸发器。在冷凝过程中，凝结的液体在管壁上形成液膜，成为冷凝传热过程的热阻并带来流动阻力。在蒸发过程中，蒸发的气相制冷剂过多会导致蒸发传热恶化，并增大蒸发器流动阻力。因此，现有的换热器在极大程度上限制了空调器的性能。另外，在制冷模式、制热模式以及不同的频率下换热器的最佳流路数目是不相同的，但现有换热器通常无法做到根据实际运行情况的不同来改变换热器流路数目。

相关技术中，利用分液冷凝技术与气体旁通蒸发技术来改善由于凝结液体与蒸发气体过多而导致换热器性能下降的现象，但因为分液冷凝技术与气体旁通蒸发技术中的气液分离器入口与出口所需连接的管路不同，所以目前这两种技术只能单独应用，无法同时集成到同一台室外机或室内机中。同时，现有采用相分离技术的换热器的特异性较强，无法在制冷与制热两种模式下实现流路数目变化。此外，当换热器在不同负荷工作时，在不控制气相冷媒和液相冷媒的流量的情况下，容易出现蒸发器出口过热度不足或者冷凝器出口过冷度不足等情况，影响换热器性能。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种换热器、空调器及其控制方法、控制器和存储介质，能够改善由于凝结液体与蒸发气体过多而导致换热器性能下降的现象，且还能够在不同换热模式下实现流路数目的变换，此外还能保障换热器运行在高效稳定的状态，从而提升空调器性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种换热器，包括：

第一换热组件、第二换热组件和第三换热组件；

气液分离器，包括输入口、气相出口和液相出口，其中，所述气相出口通过第一节流装置与所述第二换热组件连接，所述液相出口与所述第二换热组件连接；

第一四通阀，所述第一四通阀中的第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口分别与所述第一换热组件、所述第三换热组件、所述输入口和所述第二换热组件连接；

单向阀，所述单向阀的入口连接所述第二换热组件，所述单向阀的出口连接所述第一换热组件。

根据本申请的一些实施例，所述第一四通阀还通过第一连通管连接至压缩机的排气口或者与所述排气口连接的高压管路，以及通过第二连通管连接至压缩机的吸气口或者与所述吸气口连接的低压管路。

根据本申请的一些实施例，包括如下至少之一：

所述第一换热组件的流路分支数量大于所述第二换热组件的流路分支数量；

所述第二换热组件的流路分支数量大于所述第三换热组件的流路分支数量。

根据本申请的一些实施例，包括：

所述第二换热组件和所述第三换热组件的U管数为所述第一换热组件的U管数的0.2至0.55倍；所述第三换热组件的U管数为所述第一换热组件和所述第二换热组件的U管数的0.05至0.3倍。

根据本申请的一些实施例，所述第一节流装置为如下之一：电子膨胀阀、毛细管。

第二方面，本发明实施例提供了一种空调器，包括如上述第一方面所述的换热器。

第三方面，本发明实施例提供了一种空调器的控制方法，应用于如上述第二方面所述的空调器，所述空调器中的换热器包括第一节流装置和第一四通阀，所述第一四通阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一节流装置为第一膨胀阀，所述方法包括：

获取所述空调器的换热模式；

根据所述换热模式，控制所述第一四通阀的导通状态和所述第一膨胀阀的开度。

根据本申请的一些实施例，所述换热模式包括制热模式，所述根据所述换热模式，控制所述第一四通阀的导通状态和所述第一膨胀阀的开度，包括：

当所述空调器运行于制热模式，控制所述第一四通阀中所述第一阀口至所述第四阀口的通路、所述第二阀口至所述第三阀口的通路导通；

获取压缩机的目标运行频率，根据所述目标运行频率确定所述第一膨胀阀的初始开度；

间隔第一预设时间获取所述换热器的蒸发过热度，根据所述蒸发过热度得到所述第一膨胀阀的目标开度；其中，所述蒸发过热度由所述换热器处的第一温度值减去所述压缩机吸气口处的第二温度值得到。

根据本申请的一些实施例，所述根据所述蒸发过热度得到所述第一膨胀阀的目标开度，包括：

将所述蒸发过热度与至少一个预设温度值进行比较，根据比较结果确定开度调节值；

将所述初始开度加上所述开度调节值得到所述第一膨胀阀的所述目标开度。

根据本申请的一些实施例，所述换热模式还包括制冷模式，所述根据所述换热模式，控制所述第一四通阀的导通状态和所述第一膨胀阀的开度，包括：

当所述空调器运行于制冷模式，控制所述第一四通阀中所述第一阀口至所述第三阀口的通路、所述第四阀口至所述第二阀口的通路导通；

将所述第一膨胀阀的开度调节至最大。

第四方面，本发明实施例提供了一种控制器，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述第三方面所述的空调器的控制方法。

第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上述第三方面所述的空调器的控制方法。

根据本申请实施例的技术方案，至少具有如下有益效果：在制冷模式下，由于单向阀的单向导通作用，制冷剂流入第一换热组件，经过第一换热组件一次冷凝后，经过第一四通阀后流至气液分离器，气液分离器分离得到的气相制冷剂经过第一节流装置后，流向第二换热组件进行二次冷凝，气液分离器分离得到的液相制冷剂与二次冷凝后的制冷剂相汇合后流向第三换热组件进行三次冷凝；在制热模式下，制冷剂经过第三换热组件一次蒸发后，通过第一四通阀后流至气液分离器，气液分离器分离得到的液相制冷剂分别流向第二换热组件和第一换热组件进行二次蒸发，气液分离器分离得到的气相制冷剂经过第一节流装置后，与二次蒸发后的制冷剂相汇合。首先，本申请实施例设计了相分离换热器，可以在制冷与制热模式下分别应用分液冷凝技术与气体旁通蒸发技术，且所用气液分离器进口与出口的制冷剂流向不会因制冷与制热模式切换而改变，有效保证其气液分离效率。其次，本申请实施例能够在制冷模式下应用气液分离器将冷凝液分离出来，可以有效提高冷凝传热系数，而且还能够在制热模式下应用气体旁通蒸发技术，有效减小雾状流区域的面积，从而增大换热器有效换热面积，并降低制冷剂侧阻力损失。而且，本申请实施例所设计的换热器可以实现蒸发/冷凝模式时流路数变化，在流路变化时，可大幅度增加或者减少若干条流路，变化方式多种多样。此外，本申请实施例还能够在不同的换热模式下通过第一节流装置控制气液分离器的气相出口流量，以保障换热器处于高效稳定的运行状态。因此，本申请实施例能够改善由于凝结液体与蒸发气体过多而导致换热器性能下降的现象，且还能够在不同换热模式下实现流路数目的变换，此外还能在不同换热模式下控制气相出口流量，以保障换热器运行在高效稳定的状态。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1是本申请一个实施例提供的用于执行空调器的控制方法的系统架构平台的示意图；

图2是本申请一个实施例提供的换热器的结构示意图；

图3是本申请一个实施例提供的制热模式下的第一四通阀的状态示意图；

图4是本申请一个实施例提供的制冷模式下的第一四通阀的状态示意图；

图5是本申请一个实施例提供的设置有节流装置为毛细管的换热器的结构示意图；

图6是本申请一个实施例提供的不同流路分支数量的换热器的结构示意图；

图7是本申请一个实施例提供的空调器在制冷模式下的制冷剂的流向示意图；

图8是本申请一个实施例提供的空调器在制热模式下的制冷剂的流向示意图；

图9是本申请一个实施例提供的空调器的控制方法的流程图；

图10是本申请另一个实施例提供的空调器的控制方法的流程图；

图11是本申请另一个实施例提供的空调器的控制方法的流程图；

图12是本申请另一个实施例提供的空调器的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请实施例提出一种换热器、空调器及其控制方法、控制器和存储介质，能够改善由于凝结液体与蒸发气体过多而导致换热器性能下降的现象，且还能够在不同换热模式下实现流路数目的变换，此外还能在不同换热模式下控制气相出口流量，以保障换热器运行在高效稳定的状态，从而提升空调器性能。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

如图1所示，图1是本申请一个实施例提供的用于执行空调器的控制方法的系统架构平台的示意图。

本申请实施例的系统架构平台100包括一个或多个处理器110和存储器120，图1中以一个处理器110及一个存储器120为例。

处理器110和存储器120可以通过总线或者其他方式连接，图1中以通过总线连接为例。

存储器120作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器120可选包括相对于处理器110远程设置的存储器120，这些远程存储器可以通过网络连接至该系统架构平台100。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的装置结构并不构成对系统架构平台100的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

在图1所示的系统架构平台100中，处理器110可以用于调用存储器120中储存的空调器的控制程序，从而实现空调器的控制方法。

基于上述系统架构平台100的硬件结构，提出本申请的换热器和空调器的各个实施例。

第一方面，如图2所示，本发明实施例提供了一种换热器，包括：第一换热组件200、第二换热组件300、第三换热组件400、气液分离器500、第一节流装置600、第一四通阀700和单向阀DF1；其中，气液分离器500包括输入口、气相出口510和液相出口520，其中，气相出口510通过第一节流装置600与第二换热组件300连接，液相出口520与第二换热组件300连接；第一四通阀700中的第一阀口A、第二阀口B、第三阀口C和第四阀口D分别与第一换热组件200、第三换热组件400、输入口和第二换热组件300连接；单向阀DF1的入口连接第二换热组件300，单向阀DF1的出口连接第一换热组件200。

具体地，参照图2和图7，在制冷模式下，由于单向阀DF1的单向导通作用，制冷剂流入第一换热组件200，经过第一换热组件200一次冷凝后，经过第一四通阀700后流至气液分离器500，气液分离器500分离得到的气相制冷剂经过第一节流装置600后，流向第二换热组件300进行二次冷凝，气液分离器500分离得到的液相制冷剂与二次冷凝后的制冷剂相汇合后流向第三换热组件400进行三次冷凝。

另外，参照图2和图8，在制热模式下，制冷剂经过第三换热组件400一次蒸发后，通过第一四通阀700后流至气液分离器500，气液分离器500分离得到的液相制冷剂分别流向第二换热组件300和第一换热组件200进行二次蒸发，气液分离器500分离得到的气相制冷剂经过第一节流装置600后，与二次蒸发后的制冷剂相汇合。

值得注意的是，首先，本申请实施例设计了相分离换热器，可以在制冷与制热模式下分别应用分液冷凝技术与气体旁通蒸发技术，且所用气液分离器进口与出口的制冷剂流向不会因制冷与制热模式切换而改变，有效保证其气液分离效率。其次，本申请实施例能够在制冷模式下应用气液分离器将冷凝液分离出来，可以有效提高冷凝传热系数，而且还能够在制热模式下应用气体旁通蒸发技术，有效减小雾状流区域的面积，从而增大换热器有效换热面积，并降低制冷剂侧阻力损失。而且，本申请实施例所设计的换热器可以实现蒸发/冷凝模式时流路数变化，在流路变化时，可大幅度增加或者减少若干条流路，变化方式多种多样。此外，本申请实施例还能够在不同的换热模式下通过第一节流装置控制气液分离器的气相出口流量，以保障换热器处于高效稳定的运行状态。因此，本申请实施例能够改善由于凝结液体与蒸发气体过多而导致换热器性能下降的现象，且还能够在不同换热模式下实现流路数目的变换，此外还能在不同换热模式下控制气相出口流量，以保障换热器运行在高效稳定的状态。

如图3和图4所示，在一些实施例中，第一四通阀700还包括：阀体710；阀芯720，包括连通隔离件721，阀芯720设置于阀体710中将阀体710分隔为第一腔室711、第二腔室712和第三腔室713，其中连通隔离件721、第一阀口A、第二阀口B、第三阀口C和第四阀口D均设置于第二腔室712中；连通隔离件721用于在第一腔室711与第三腔室713之间的压强差的作用下左右移动，确定第一四通阀700的通路。

在一些实施例中，结合图3、图4和图7，第一四通阀700还包括：先导阀730、第一连通管740、第二连通管750、第三连通管760和第四连通管770；其中，先导阀730通过第一连通管740连接至压缩机910的排气口911以及通过第二连通管750连接至压缩机910的吸气口912；第三连通管760连接在阀体710与先导阀730之间，连通第一腔室711与先导阀730；第四连通管770连接在阀体710与先导阀730之间，连通第三腔室713与先导阀730。

可以理解的是，第一连通管740的一端与先导阀730连接，另一端与压缩机高压侧的排气口911连接；第二连通管750的一端与先导阀730，另一侧与压缩机低压侧的吸气口912连接。

具体地，第四阀口D、第二阀口B和第三阀口C依次并排排列设置。其中，阀芯720包括两个活塞和连接在两个活塞之间的连接件，两个活塞彼此间隔设置将阀体710内部分隔成第一腔室711、第二腔室712和第三腔室713，连接件上设置有连通隔离件721。连通隔离件721朝向远离第二阀口B至第四阀口D的方向凸出形成。

结合图4，在制冷模式下，在第一四通阀700不上电的情况下，先导阀730使得第一连通管740与第四连通管770连通，第二连通管750与第三连通管760连通，从而使得第一腔室711连接至压缩机低压侧、第三腔室713连接至压缩机高压侧，第三腔室713内的压强大于第一腔室711内的压强，在压强差的作用下，使得阀芯720向左移动，连通隔离件721移动至第四阀口D和第二阀口B的上方，使得第四阀口D至第二阀口B的通路、第一阀口A至第三阀口C的通路导通。

另外，结合图3，在制热模式下，在第一四通阀700上电的情况下，切换先导阀730使得第一连通管740与第三连通管760连通、第二连通管750与第四连通管770连通，从而使得第一腔室711连接至压缩机高压侧、第三腔室713连接至压缩机低压侧，第一腔室711的压强大于第三腔室713内的压强，在压强差的作用下，使得阀芯720向右移动，连通隔离件721移动至第二阀口B和第三阀口C的上方，使得第四阀口D至第一阀口A的通路、至第三阀口C的通路导通。

可以理解的是，传统的四通阀会将连通管连接在阀体和阀口之间，通过流入四通阀的制冷剂的压力来驱动四通阀切换通路；但在使用传统的四通阀时可能会存在制冷剂带来的压力不足，难以切换四通阀的通路的情况。而本申请实施例通过设置先导阀730，连接至压缩机排气口的第一连通管740、连接至压缩机吸气口的第二连通管750、第三连通管760和第四连通管770，利用压缩机的高压侧和低压侧的压强差来切换第一四通阀700的通路，确保第一四通阀700的通路切换过程顺利。

在一些实施例中，第一换热组件200的流路分支数量大于第二换热组件300的流路分支数量；第二换热组件300的流路分支数量大于第三换热组件400的流路分支数量。其中，第一换热组件200和第二换热组件300为模块化可变流路部分。

在一实施例中，经过仿真及实验数据表明，第二换热组件300和第三换热组件400的U管数为第一换热组件200的U管数的0.2至0.55倍；例如，在本申请实施例中，第二换热组件300和第三换热组件400的U管数可以为第一换热组件200的U管数的0.5倍。

另外，在一实施例中，经过仿真及实验数据表明，第三换热组件400的U管数为第一换热组件200和第二换热组件300的U管数的0.05至0.3倍；例如，在本申请实施例中，第三换热组件400的U管数可以为第一换热组件200和第二换热组件300的U管数的0.1倍。

在一些实施例中，第一节流装置600为如下之一：电子膨胀阀、毛细管。具体地，图2所示，第一节流装置600为电子膨胀阀。通过控制电子膨胀阀的开度可以控制气液分离器500的气相出口流量。

此外，在一些实施例中，如图5和图6所示，换热器还包括第一节流装置600和第二节流装置800，第一节流装置600设置在气液分离器500的气相出口510，第二节流装置800设置在气液分离器500的液相出口520。

在一实施例中，如图5所示，第一节流装置600和第二节流装置800可以为毛细管。需要说明的是，在单一负荷工况下，换热器的流路中可以无需设置电子膨胀阀，采用毛细管代替电子膨胀阀，能够节约成本。

在一实施例中，如图6所示，第一节流装置600和第二节流装置800可以为电子膨胀阀；通过控制第一节流装置600的开度可以控制气液分离器500的气相出口流量；而通过控制第二节流装置800的开度可以控制气液分离器500的液相出口流量；可以理解的是，换热器中的流路变得复杂之后，单管节流效果不好，通过增设第二节流装置800可以增强节流的效果。

可以理解的是，关于上述的毛细管，毛细管是空调器最简单的节流装置，是一根有规定长度的紫铜管，内径一般为0.5毫米至2毫米。其优点是制造方便，价格低廉；缺点是没有调节流量的功能。

另外，可以理解的是，关于上述的电子膨胀阀，其结构可以由检测、控制、执行三部分组成。其优点是流量调节范围大，控制精度高，适用于智能控制，可以适应高效率的制冷剂流量的快速变化，电子膨胀阀可以认为是内径可以变化的智能毛细管。

基于上述的换热器的硬件结构，进一步说明本申请第一方面实施例提供的换热器。

在一些实施例中，参照图2和图6，第一换热组件200和第二换热组件300为模块化可变流路部分，其中，第二换热组件300与单向阀DF1的入口连接，第一换热组件200与单向阀DF1的出口连接。从单向阀DF1的入口到出口的方向是单向阀DF1的导通方向，由于单向阀DF1具有单向导通的性质，第一单向阀DF1能够用于实现可变流路模块。

可以理解的是，结合图7，在制冷模式下，制冷剂会全部流入第一换热组件200，而不会分流进入第二换热组件300；在第一换热组件200的流路分支数量为N的情况下，制冷剂分为N路在第一换热组件200中实现一次冷凝；经过一次冷凝后的制冷剂通过第一四通阀700流入气液分离器500，经过气液分离器500分离得到的气相制冷剂经过第一节流装置600后流向第二换热组件300，在第二换热组件300的流路分支数量为M的情况下，气相制冷剂分为M路在第二换热组件300中进行二次冷凝，气液分离器分离得到的液相制冷剂与二次冷凝后的制冷剂相汇合后流入第三换热组件400，在第三换热组件400的流路分支数量为R的情况下，制冷剂分R路在第三换热组件400中进行三次冷凝。即在制冷模式下，制冷剂流经三个管程，第一管程流路数目为N路，第二管程流路数目为M路，第一管程流路数目为R路。结合图8，在制热模式下，制冷剂分为R路在第三换热组件400中实现一次蒸发后，通过第一四通阀700后流至气液分离器500，气液分离器500分离得到的液相制冷剂分别流向第二换热组件300和第一换热组件200，液相制冷剂分为(M+N)路在第一换热组件200和第二换热组件300中进行二次蒸发，气液分离器500分离得到的气相制冷剂经过第一节流装置600后，与二次蒸发后的制冷剂相汇合。即在制热模式下，制冷剂流经两个管程，第一管程流路数目为R路，第二管程流路数目为(M+N)路。

因此，本申请实施例的换热器中的可变流路模块可以实现蒸发/冷凝模式时流路数变化，即冷凝模式下可变流路模块的流路分支数量N+M，可以变化为蒸发模式下可变流路模块的流路分支数量(N+M)。

需要说明的是，对于不同面积或者能力的换热器，可通过可变流路模块与常用过冷段流路组合，使流路分支数量在R+(N+M)与R+N+M两者中变化，实现换热器作为冷凝器时其压力损失较小，需要采用较少的流路分支数量来提高冷媒流速增大换热系数目的；以及当换热器作为蒸发器时，压力损失产生的对数平均温差减小对换热量的影响占主导因素，需要采用较多的流路分支数量来提高换热量的目的。

可以理解的是，可以根据实际的换热需求，设置换热器中第一换热组件200的流路分支数量N、第二换热组件300的流路分支数量M和第三换热组件400的流路分支数量R。

举一示例，关于可变流路模块及相分离换热器形式，参照图2所示，换热器作为冷凝器，整个换热器分为三个部分，上/中/下部分换热器分路数分别为50％、33％和17％，上/中两部分换热器为模块化可变流路部分，其分路数为N/M，为了保证分液冷凝过程中制冷剂流速，通常情况下N>M，下部分换热器可作为冷凝器中的过冷部分。

举一示例，如图6所示，换热器中，第一换热组件200的流路分支数量N为6、第二换热组件300的流路分支数量M为4和第三换热组件400的流路分支数量R为2。则冷凝模式下3管程分别为6+4+2路，蒸发模式下2管程分别为(6+4)+2路，在换热器中实现N+M+R与(N+M)+R的流路分支数量变化。

在一实施例中，图2中采用的换热器为双排换热器。此外，换热器还可以是单排换热器或者是三排换热器。

在一实施例中，本申请实施例设计相分离换热器，可以在制冷与制热模式下分别应用分液冷凝技术与气体旁通蒸发技术，且所用气液分离器进口与出口的制冷剂流向不会因制冷与制热模式切换而改变，从而可以应用更加高效紧凑的气液分离器，如旋流式、过滤式等气液分离器，而不仅限于传统的重力式气液分离器，有效保证其气液分离效率。

本领域技术人员可以理解，上述所描述的结构并不构成对换热器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

基于上述系统架构平台100、换热器的硬件结构，提出本申请的空调器的整体实施例。

如图7和图8所示，第二方面，本申请实施例提供了一种空调器900，包括：压缩机910、第二四通阀920、室外机930、第三膨胀阀EEV3以及如图2所示的换热器。

其中，压缩机910包括排气口911和吸气口912；第二四通阀920的四个阀口分别与排气口911、吸气口912、换热器中的第一换热组件200、室外机930的一端连接；室外机930的另一端与换热器中的第三换热组件400连接。并且，根据本申请的一些实施例，第一四通阀700还通过第一连通管740连接至压缩机910的排气口911或者与排气口911连接的高压管路，以及通过第二连通管750连接至压缩机910的吸气口912或者与吸气口912连接的低压管路。需要说明的是，高压管路可以指的是连接于排气口911与第二四通阀920之间的管路，低压管路可以指的是连接于吸气口912与第二四通阀920之间的管路。

根据本申请第二方面实施例提供的空调器，换热器中的第一节流装置600为第一膨胀阀EEV1。如图7所示，当空调器运行在制冷模式下，高温高压的制冷剂从压缩机排气口911排出，从图示左边进入上部集气管，由于第一单向阀DF1此时不导通，制冷剂只流经上面的第一换热组件200，制冷剂分为三路在第一换热组件200中进行一次冷凝，三路制冷剂汇合后，从第一四通阀700的第一阀口A流至第三阀口C，流入气液分离器500，经过气液分离器500分离得到的气相制冷剂从气相出口流出，经过第一膨胀阀EEV1后进入下部集气管，之后分两路进入第二换热组件300进行二次冷凝，气液分离器500分离得到的液相制冷剂与二次冷凝后的制冷剂相汇合后，合流之后制冷剂为纯液相或气液两相，从第一四通阀700的第四阀口D流至第二阀口B，流入第三换热组件400进行三次冷凝与过冷，三次冷凝后的制冷剂经过第三膨胀阀EVV3节流后再进入室外机(蒸发器)蒸发，最后回到通过第二四通阀920和吸气口912回到压缩机910中。

如图8所示，当空调器运行在制热模式下，室外机为蒸发器模式。经过压缩机压缩后的高温高压的制冷剂进入室外机进行冷凝为高压液态，经过第三膨胀阀EVV3节流后的制冷剂从底部右边进入第三换热组件400中进行部分蒸发，之后制冷剂经第一四通阀700的BC通路进入气液分离器500。经气液分离后的气相制冷剂经第一膨胀阀EEV1后进入笛型管，实现气体旁通蒸发，以降低蒸发器压降并提高换热器性能。经气液分离后的液相制冷剂分为两路，其中一路分两路进入第二换热组件300中蒸发，另外一路制冷剂经第一四通阀700的DA通路，之后分三路(1、2、3路)在第一换热组件200中进行蒸发，蒸发完成后与通过第一单向阀DF1的气相制冷剂汇合，最后经第二四通阀920和吸气口912回到压缩机910中。

因此，在制冷模式下，室外机作冷凝器，凝结的液体会在冷凝器壁面形成液膜，液膜将气相制冷剂与壁面隔开，成为冷凝换热过程的热阻，且液膜会随着冷凝过程的进行逐渐变厚，导致热阻逐渐增大，极大地影响了冷凝器性能；应用气液分离器将冷凝液分离出来，可以有效提高冷凝传热系数，另外，通过减小气液分离后管程的分路数，可以保持管内平均流速，进一步强化冷凝传热过程。在制热模式下，室外机作蒸发器，蒸发过程制冷剂的流型随其干度的增大依次为单液相流、泡状流、弹状流、环状流、雾状流和单气相流，在雾状流区域，由于制冷剂干度过大，管内表面液膜被破坏，导致传热恶化，传热系数急剧下降，这极大影响了蒸发器的换热性能；应用气体旁通蒸发技术可有效减小雾状流区域的面积，从而增大换热器有效换热面积，并降低制冷剂侧阻力损失，提升蒸发器综合性能。即是说，本申请实施例提供的空调器能够改善由于凝结液体与蒸发气体过多而导致换热器性能下降的现象，且还能够在不同换热模式下实现流路数目的变换，此外还能在不同换热模式下控制气相出口流量，以保障换热器运行在高效稳定的状态，提升了空调器的性能。

本领域技术人员可以理解，上述所描述的结构并不构成对空调器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

基于上述系统架构平台100和空调器的硬件结构，提出本申请的空调器的控制方法的各个实施例。

第三方面，如图9所示，图9是本申请一个实施例提供的空调器的控制方法的流程图。其中，该控制方法可以应用于第二方面实施例提供的空调器，其中，空调器中的第一节流装置为第一膨胀阀，空调器的控制方法可以包括但不限于有步骤S100和步骤S200。

步骤S100、获取空调器的换热模式；

步骤S200、根据换热模式，控制第一四通阀的导通状态和第一膨胀阀的开度。

本申请实施例通过步骤S100和步骤S200，在空调器启动后，检测获取空调器的换热模式，而后根据换热模式，控制第一四通阀的导通状态和第一膨胀阀的开度。在不同的换热模式下，制冷剂的流向不同，可以通过利用第一四通阀实现制冷模式与制热模式下分液冷凝技术与相分离技术间的转换，并切换高低压毛细管与排气口和吸气口连通，保证第一四通阀的通路切换过程顺利；在不同模式下运行时，通过控制第一膨胀阀的开度在制冷与制热模式下对气液分离器的气相出口流量进行调节，以保障换热器运行在高效稳定的状态，从而提升空调器的性能。即是说，本申请实施例提供的空调器的控制方法能够改善由于凝结液体与蒸发气体过多而导致换热器性能下降的现象，且还能够在不同换热模式下实现流路数目的变换，此外还能在不同换热模式下控制气相出口流量，以保障换热器运行在高效稳定的状态，提升空调器的性能。

可以理解的是，关于上述的换热模式的类型，可以是制冷模式，也可以是制热模式，也可以是除湿模式，本申请实施例对换热模式的类型不作具体限定。

如图10所示，关于上述步骤S200，可以包括但不限于有步骤S310、步骤S320和步骤S330。

步骤S310、当空调器运行于制热模式，控制第一四通阀中第一阀口至第四阀口的通路、第二阀口至第三阀口的通路导通；

步骤S320、获取压缩机的目标运行频率，根据目标运行频率确定第一膨胀阀的初始开度；

步骤S330、间隔第一预设时间获取换热器的蒸发过热度，根据蒸发过热度得到第一膨胀阀的目标开度；其中，蒸发过热度由换热器处的第一温度值减去压缩机吸气口处的第二温度值得到。

通过步骤S310至步骤S330，当空调器运行于制热模式，首先，控制第一四通阀中第一阀口至第四阀口的通路、第二阀口至第三阀口的通路导通；而后获取压缩机的目标运行频率，根据目标运行频率确定第一膨胀阀的初始开度；此时，当空调器运行于制热模式，室外机为蒸发器模式。经过压缩机压缩后的高温高压的制冷剂进入室外机冷凝为高压液态，经过第三膨胀阀EVV3节流后的制冷剂从底部右边进入第三换热组件400中进行一次蒸发，一次蒸发后的制冷剂经第一四通阀的第二阀口B至第三阀口C的通路进入气液分离器。经气液分离后的气相制冷剂经第一膨胀阀EEV1后进入笛型管，实现气体旁通蒸发，以降低蒸发器压降并提高换热器性能。经气液分离后的液相制冷剂分为两路，其中一路进入第二换热组件300，另外一路制冷剂经第一四通阀700的第四阀口至第一阀口的通路，流入第一换热组件200中，制冷剂在第二换热组件300和第一换热组件200中分别进行二次蒸发，二次蒸发后的气相制冷剂汇合，最后经第二四通阀920和吸气口912回到压缩机910中。另外，在此制热过程中，可以由换热器处的第一温度值减去压缩机吸气口处的第二温度值得到蒸发过热度；间隔第一预设时间获取换热器的该蒸发过热度，并根据蒸发过热度得到第一膨胀阀的目标开度。在不同运行负荷状态下，进入气液分离器内气液两相的质量占比不同的情况下，可以通过将第一膨胀阀保持在不同的开度，保障气体旁通蒸发器运行在最佳状态。

举一示例，进一步说明步骤S320根据目标运行频率确定第一膨胀阀的初始开度。在制热模式下，设置第一膨胀阀的初始开度：

i)若目标运行频率Fr≤a，则初始开度为第一预设开度值A，并维持第二预设时间t1；其中，a＝b*(Fmax+Fmin)，其中，b的推荐值0.5，取值范围是0.45～0.75；Fmax为压缩机在该系统中制热最大运行频率，Fmin为压缩机在该系统中制热最小运行频率；A的推荐值为50P，取值范围是20P～100P；t1推荐时间为5min，取值范围是2min～15min。

ii)若目标运行频率Fr＞a，则初始开度为第二预设开度值B，并维持第三预设时间t2；B推荐值为80P，取值范围是50P～150P；t2推荐时间为2min，取值范围是1min～15min。

可以理解的是，可以在换热器的第二换热组件的中部设置第一温度传感器T3，也可以在第三换热组件的出口设置第二温度传感器T3B，通过第一温度传感器T3或第二温度传感器T3B获取第一温度值T3；可以在压缩机吸气口处设置第三温度传感器或者低压传感器，可以通过第三温度传感器或者低压传感器获取第二温度值Tx。

另外，可以理解的是，关于上述的第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间，可以是预先设定的，本申请实施例对预设时间间隔的时长不作具体限定。

如图11所示，关于上述步骤S330可以包括但不限于有步骤S410和步骤S420。

步骤S410、将蒸发过热度与至少一个预设温度值进行比较，根据比较结果确定开度调节值；

步骤S420、将初始开度加上开度调节值得到第一膨胀阀的目标开度。

通过步骤S410和步骤S420，可以通过比较蒸发过热度与至少一个预设温度值确定开度调节值，调节第一膨胀阀使其保持在不同的开度，保障气体旁通蒸发器运行在最佳状态。

具体地，每隔第一预设时间tm检测第一温度值T3和第二温度值Tx，用第一温度值T3减去第二温度值Tx得到蒸发过热度ΔT，具体地，ΔT＝T3-Tx。根据蒸发过热度ΔT与预设温度值的比较结果，确定开度调节值，其中，比较结果与开度调节值的对应关系如表1所示。

表1

ΔT＝T3-Tx	ΔEc
		ΔT＜-1.5	+n
-1.5＜ΔT≤-0.5	+m
		-0.5＜ΔT≤0.5	0
0.5＜ΔT≤1.5	-m
		ΔT＞1.5	-n

具体地，至少一个预设温度值包括：-1.5、-0.5、0.5、1.5。根据表1确定开度调节值ΔEc后，将初始开度加上开度调节值即可得到第一膨胀阀的目标开度。

其中第一预设时间tm推荐40s，范围30s～300s；m推荐值4P，范围2～15P；n推荐值8P，范围4～30P。

如图12所示，上述步骤S200可以包括但不限于有步骤S510和步骤S520。

步骤S510、当空调器运行于制冷模式，控制第一四通阀中第一阀口至第三阀口的通路、第四阀口至第二阀口的通路导通；

步骤S520、将第一膨胀阀的开度调节至最大。

通过步骤S510和步骤S520，当空调器运行于制冷模式，首先，控制第一四通阀中第一阀口至第三阀口的通路、第四阀口至第二阀口的通路导通；而后，将第一膨胀阀的开度调节至最大；此时，在空调器中，高温高压的制冷剂从压缩机排气口911排出，由于第一单向阀DF1此时不导通，制冷剂流入第一换热组件200进行一次冷凝，一次冷凝后的制冷剂从第一四通阀700的第一阀口A流至第三阀口C，流入气液分离器500，经过气液分离器500分离得到的气相制冷剂从气相出口流出，经过开度被调节至最大的第一膨胀阀EEV1后进入第二换热组件300进行二次冷凝，气液分离器500分离得到的液相制冷剂与二次冷凝后的制冷剂相汇合后，合流之后制冷剂为纯液相或气液两相，从第一四通阀700的第四阀口D流至第二阀口B，流入第三换热组件400进行三次冷凝与过冷，三次冷凝后的制冷剂经过第三膨胀阀EVV3节流后再进入室外机(蒸发器)蒸发，最后回到通过第二四通阀920和吸气口912回到压缩机910中。在之制冷模式下，保持了换热器内的平均流速，有效提高了冷凝传热系数。

在一实施例中，当空调器制热回油及化霜时，相分离换热器中的第一膨胀阀根据制冷原则控制，其开度设置为0。

基于上述各个实施例的换热器、空调器及其控制方法，本申请实施例还包括但不限于如下技术效果：

1、模块可以用于管翅等形式换热器，也可以是双排、单排等等。

2、可以在单个换热器内实现可变流路、分液冷凝、气体旁通等强化传热技术，且气液分离器的进出口在不同模式下不会互换，从而可以用更加高效的气液分离器，如旋流式、过滤式等气液分离器，而不仅限于重力式气液分离器。

3、流路变化时，可大幅度增加或者减少若干条流路，变化方式多种多样，可以实现M+N与(M+N)的流路转变。

4、在单一负荷工况时，无需增加控制阀即可实现可变流路技术、气体旁通蒸发与分液冷凝技术，换热器性能改善明显，控制简单，成本低。

基于上述各个实施例的空调器的控制方法，下面分别提出本申请的控制器和计算机可读存储介质的各个实施例。

另外，本申请的一个实施例提供了一种控制器，该控制器包括：处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。

处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。

需要说明的是，本实施例中的控制器，可以包括如图1所示实施例中的处理器和存储器，两者属于相同的发明构思，因此两者具有相同的实现原理以及有益效果，此处不再详述。

实现上述实施例的空调器的控制方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被处理器执行时，执行上述实施例的空调器的控制方法。

根据本申请实施例的控制器的技术方案，能够改善由于凝结液体与蒸发气体过多而导致换热器性能下降的现象，且还能够在不同换热模式下实现流路数目的变换，此外还能在不同换热模式下控制气相出口流量，以保障换热器运行在高效稳定的状态，从而提升空调器性能。

值得注意的是，由于本申请实施例的控制器能够执行上述任一实施例的空调器的控制方法，因此，本申请实施例的控制器的具体实施方式和技术效果，可以参照上述任一实施例的空调器的控制方法的具体实施方式和技术效果。

此外，本申请的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行上述的空调器的控制方法。示例性地，执行以上描述的图9至图12中的方法步骤。

根据本申请实施例的计算机可读存储介质的技术方案，能够改善由于凝结液体与蒸发气体过多而导致换热器性能下降的现象，且还能够在不同换热模式下实现流路数目的变换，此外还能在不同换热模式下控制气相出口流量，以保障换热器运行在高效稳定的状态，从而提升空调器性能。

值得注意的是，由于本申请实施例的计算机可读存储介质能够执行上述任一实施例的空调器的控制方法，因此，本申请实施例的计算机可读存储介质的具体实施方式和技术效果，可以参照上述任一实施例的空调器的控制方法的具体实施方式和技术效果。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包括计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的共享条件下还可作出种种等同的变形或替换，这些等同的变形或替换均包括在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.一种换热器，其特征在于，包括：

第一换热组件、第二换热组件和第三换热组件；

气液分离器，包括输入口、气相出口和液相出口，其中，所述气相出口通过第一节流装置与所述第二换热组件连接，所述液相出口与所述第二换热组件连接；

第一四通阀，所述第一四通阀中的第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口分别与所述第一换热组件、所述第三换热组件、所述输入口和所述第二换热组件连接；

单向阀，所述单向阀的入口连接所述第二换热组件，所述单向阀的出口连接所述第一换热组件。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第一四通阀还通过第一连通管连接至压缩机的排气口或者与所述排气口连接的高压管路，以及通过第二连通管连接至压缩机的吸气口或者与所述吸气口连接的低压管路。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，包括如下至少之一：

所述第一换热组件的流路分支数量大于所述第二换热组件的流路分支数量；

所述第二换热组件的流路分支数量大于所述第三换热组件的流路分支数量。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，包括：

所述第二换热组件和所述第三换热组件的U管数为所述第一换热组件的U管数的0.2至0.55倍；所述第三换热组件的U管数为所述第一换热组件和所述第二换热组件的U管数的0.05至0.3倍。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第一节流装置为如下之一：电子膨胀阀、毛细管。

6.一种空调器，其特征在于，包括：如权利要求1至5任一项所述的换热器。

7.一种空调器的控制方法，其特征在于，应用于所述权利要求6所述的空调器，所述空调器中的换热器包括第一节流装置和第一四通阀，所述第一四通阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一节流装置为第一膨胀阀，所述方法包括：

获取所述空调器的换热模式；

根据所述换热模式，控制所述第一四通阀的导通状态和所述第一膨胀阀的开度。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述换热模式包括制热模式，所述根据所述换热模式，控制所述第一四通阀的导通状态和所述第一膨胀阀的开度，包括：

当所述空调器运行于制热模式，控制所述第一四通阀中所述第一阀口至所述第四阀口的通路、所述第二阀口至所述第三阀口的通路导通；

获取压缩机的目标运行频率，根据所述目标运行频率确定所述第一膨胀阀的初始开度；

间隔第一预设时间获取所述换热器的蒸发过热度，根据所述蒸发过热度得到所述第一膨胀阀的目标开度；其中，所述蒸发过热度由所述换热器处的第一温度值减去所述压缩机吸气口处的第二温度值得到。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述蒸发过热度得到所述第一膨胀阀的目标开度，包括：

将所述蒸发过热度与至少一个预设温度值进行比较，根据比较结果确定开度调节值；

将所述初始开度加上所述开度调节值得到所述第一膨胀阀的所述目标开度。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述换热模式还包括制冷模式，所述根据所述换热模式，控制所述第一四通阀的导通状态和所述第一膨胀阀的开度，包括：

当所述空调器运行于制冷模式，控制所述第一四通阀中所述第一阀口至所述第三阀口的通路、所述第四阀口至所述第二阀口的通路导通；

将所述第一膨胀阀的开度调节至最大。

11.一种控制器，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求7至10任一项的空调器的控制方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求7至10任一项所述的空调器的控制方法。

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