CN117073193A - 空调器的制冷控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空调技术领域,具体涉及一种空调器的制冷控制方法。本申请旨在解决制冷过程中室外换热器换热效果逐渐下降的问题。为此目的,本申请的空调器室外换热器的换热管上设置有多个分支管路,分支管路的入口端与换热管连通,出口端与换热管的出口端连通,每个分支管路上设置有分液器和可调节开度的阀门,分液器能够分离液态冷媒,控制方法包括:制冷模式下,获取每个分支管路的入口端温度以及换热管的出口端温度;计算每个入口端温度与出口端温度之间的差值绝对值;根据差值绝对值所处的范围,确定每个阀门的目标开度;控制每个阀门调节至对应的目标开度。本申请可以实现对室外换热器的换热效果的调节,避免换热效果逐渐下降,提高整机能效。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域,具体涉及一种空调器的制冷控制方法。
背景技术
空调器在制冷过程中,压缩机排出的冷媒首先经过室外换热器与室外空气进行换热,换热后的冷媒经节流元件进行节流后,进入室内换热器与室内空气进行换热,来降低室内温度,换热后的冷媒再次进入压缩机进行压缩,如此循环。
制冷过程中,由于从压缩机排气进入室外换热器的为高温气态冷媒,从室外换热器进口到出口为等焓冷却过程,即冷媒变化过程为:过热气体冷媒→饱和两相冷媒→过冷液态冷媒。其中饱和两相冷媒在室外换热器中占据大部分体积,而气态冷媒相变为液态冷媒过程中,气态冷媒相比液态冷媒的体积是逐渐降低的,因此先冷却为液态的冷媒逐渐占据室外换热器体积,并且与室外传热温差变小,导致室外换热器传热系数降低,阻碍了气态冷媒的继续换热,导致室外换热器的换热效果下降。
相应地,本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述至少一个问题,即为了解决制冷过程中室外换热器换热效果逐渐下降的问题,本申请提供了一种空调器的制冷控制方法,所述空调器包括室外换热器,所述室外换热器的换热管上设置有多个分支管路,所述分支管路的入口端与所述换热管连通,所述分支管路的出口端与所述换热管的出口端连通,每个所述分支管路上设置有分液器和可调节开度的阀门,所述分液器被设置成能够分离液态冷媒,
所述控制方法包括:
制冷模式下,获取每个所述分支管路的入口端温度以及所述换热管的出口端温度;
计算每个所述入口端温度与所述出口端温度之间的差值绝对值;
根据所述差值绝对值所处的范围,确定每个所述阀门的目标开度;
控制每个所述阀门调节至对应的目标开度。
在上述空调器的制冷控制方法的优选技术方案中,所述的根据所述差值绝对值所处的范围,确定每个所述阀门的目标开度的步骤进一步包括:
如果所述差值绝对值大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值,则控制对应的所述阀门调节至预设开度,所述预设开度小于所述阀门全开时的开度。
在上述空调器的制冷控制方法的优选技术方案中,所述的根据所述差值绝对值所处的范围,确定每个所述阀门的目标开度的步骤进一步包括:
如果所述差值绝对值小于等于所述第一预设阈值,则控制对应的所述阀门全开。
在上述空调器的制冷控制方法的优选技术方案中,所述的根据所述差值绝对值所处的范围,确定每个所述阀门的目标开度的步骤进一步包括:
如果所述差值绝对值大于所述第二预设阈值,则控制对应的所述阀门关闭。
在上述空调器的制冷控制方法的优选技术方案中,所述换热管的入口端与出口端之间包括依次连通的换热管段和过冷管段,所述多个分支管路的入口端沿所述换热管段的流向依次设置于所述换热管段,所述多个分支管路的出口端汇流后连通于所述过冷管段的入口端。
在上述空调器的制冷控制方法的优选技术方案中,所述室外换热器还包括多个第一单向管路,所述第一单向管路的第一端与所述分支管路的入口端连通,所述第一单向管路的第二端与所述分支管路的出口端连通,所述第一单向管路上设置有第一单向阀,所述第一单向阀被设置成冷媒由所述第一单向管路的第一端向第二端流动时截断。
在上述空调器的制冷控制方法的优选技术方案中,所述室外换热器还包括多个第二单向管路,所述第二单向管路的第一端与所述换热管段连通,所述第二单向管路的第二端与所述换热管段的入口端连通,每个所述第二单向管路上设置有第二单向阀,所述第二单向阀被设置成由所述第二单向管路的第一端向第二端流动时导通。
在上述空调器的制冷控制方法的优选技术方案中,所述第一单向阀和所述第二单向阀沿竖直方向设置。
在上述空调器的制冷控制方法的优选技术方案中,所述换热管包括换热管段、汇流管段和过冷管段,所述换热管段设置有多个且多个所述换热管段之间并联连接,换热管段的出口端与所述汇流管段的入口端连通,所述汇流管段的出口端与所述过冷管段的入口端连通,每个所述换热管段上设置有一个所述分支管路,多个所述分支管路的出口端与所述过冷管段的出口端连通。
在上述空调器的制冷控制方法的优选技术方案中,每个所述分支管路上设置有一个第三单向阀,所述第三单向阀被设置成冷媒由所述分支管路的入口端向出口端流动时导通。
通过在室外换热器上设置多个分支管路,并在分支管路上设置分液器和开度可调节的阀门,然后再制冷模式下,基于分支管路的入口端温度以及换热管的出口端温度的温差绝对值来控制每个阀门的开度,本申请可以实现对室外换热器的换热效果的调节,将相变的液态冷媒通过分支管路及时引出,余下的气态冷媒继续参与换热,提高换热器的换热效果,避免换热效果逐渐下降,提高整机能效。
附图说明
下面参照附图来描述本申请。附图中:
图1为本申请的空调器的第一种实施方式的系统图(制冷);
图2为本申请的空调器的第一种实施方式的系统图(制热);
图3为本申请的分液器的结构图;
图4为本申请的分液器在换热管上的设置图;
图5为本申请的空调器的第二种实施方式的系统图(制冷);
图6为本申请的空调器的第二种实施方式的系统图(制热);
图7为本申请的空调器的制冷控制方法的流程图。
附图标记列表
1、压缩机;2、四通阀;3、室外换热器;311、换热管段;312、过冷管段;313、汇流管段;32、分支管路;331、第一单向管路;332、第二单向管路;34、分液器;341、柱状本体;342、孔道;35、阀门;361、第一单向阀;362、第二单向阀;363、第三单向阀;37、总进管;38、总出管;4、节流元件;5、室内换热器。
具体实施方式
下面参照附图来描述本申请的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理,并非旨在限制本申请的保护范围。例如,尽管下文详细描述了本申请方法的详细步骤,但是,在不偏离本申请的基本原理的前提下,本领域技术人员可以对下述步骤进行组合、拆分及调换顺序,如此修改后的技术方案并没有改变本申请的基本构思,因此也落入本申请的保护范围之内。
需要说明的是,在本申请的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外,本申请的描述中,“多个”指的是至少两个。
此外,还需要说明的是,在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
首先参照图1至图4,对本申请的空调器的第一种实施方式进行介绍。
如图1和图2所示,为了解决制冷过程中室外换热器换热效果逐渐下降的问题,本申请提供了一种空调器,空调器包括压缩机1、四通阀2、室外换热器3、节流元件4和室内换热器5。上述部件通过冷媒管连接,形成冷媒循环。上述部件之间的具体连接方式为本领域的常规技术手段,本申请不再赘述。特别地,室外换热器3的换热管上设置有多个分支管路32,分支管路32的入口端与换热管连通,分支管路32的出口端与换热管的出口端连通。每个分支管路32上还设置有分液器34和可调节开度的阀门35,分液器34被设置成能够分离液态冷媒。
空调运行制冷模式时,压缩机1排出的高温高压气态冷媒首先进入室外换热器3中,进入室外换热器3中的气态冷媒与空气进行热交换而逐渐相变为气液混合态冷媒,气液混合态冷媒在流经阀门35打开的分支管时,液态冷媒通过分液器34并进入分液器34后的冷媒管中,气态冷媒则继续沿室外换热器3的主管路流动,最终通过分液器34的液态冷媒与气态冷媒继续流动所相变的液态冷媒在换热管出口端汇流,一并进入节流元件4中进行节流,然后流入室内换热器5。
下面进一步参见图1至图4,对本申请的空调器的一种优选实施方式进行介绍。
如图1和图2所示,一种优选实施方式中,空调器包括压缩机1、四通阀2、室外换热器3、节流元件4和室内换热器5。上述部件通过冷媒管连通形成冷媒循环。其中,室外换热器3包括换热管,换热管为一进一出设置,具体地,换热管的入口端与出口端之间包括换热管段311和过冷管段312,换热管段311的一端(图1所示上端)具有一个冷媒入口,另一端与过冷管段312的一端连通,过冷管段312的另一端(图1所示下端)具有一个冷媒出口,总进管37与冷媒入口连通,总出管38与冷媒出口连通。换热管段311的两端之间设置有三个分支管路32,每个分支管路32的入口端(图1所示左端)均连通在换热管段311上,三个分支管路32的出口端(图1所示右端)汇流后,再与过冷管段312的入口端连通。每个分支管路32上设置有一个分液器34和一个开度可调节的阀门35,分液器34的具体结构后文将详细介绍。优选地,阀门35为电子膨胀阀或开度可调的电控阀。
室外换热器3还包括多个第一单向管路331,第一单向管路331与分支管路32并联连接,即第一单向管路331的第一端(图1所示左端)与分支管路32的入口端连通,第一单向管路331的第二端(图1所示右端)与分支管路32的出口端连通。第一单向管路331上设置有第一单向阀361,第一单向阀361被设置成冷媒由第一单向管路331的第一端向第二端流动时截断。优选地,第一单向阀361沿竖直方向设置,冷媒由第一单向阀361底部向顶部流动时第一单向阀361导通,反之则关断。
室外换热器3还包括多个第二单向管路332,第二单向管路332连通在总进管37与换热管段311之间,即第二单向管路332的第一端(图1所示右端)与换热管段311连通,第二单向管路332的第二端(图1所示左端)与总进管37连通。每个第二单向管路332上设置有第二单向阀362,第二单向阀362被设置成由第二单向管路332的第一端向第二端流动时导通。优选地,第二单向阀362沿竖直方向设置,冷媒由第二单向阀362底部向顶部流动时第二单向阀362导通,反之则关断。
本领域技术人员可以理解的是,上述空调器的具体实施方式仅仅为示例性地,其并非旨在于限制本申请的保护范围,在不偏离本申请原理的前提下,本领域技术人员可以对上述空调器的结构进行调整,以便本申请适用于更加具体的应用场景。
举例而言,虽然上述室外换热器3的换热管是结合一进一出换热器为例进行介绍的,但是换热管的具体结构形式并非唯一,本领域技术人员也可以将本申请应用于其他换热管,如一进多出、多进一出或多进多出等。
再如,虽然上述室外换热器3是结合设置有三个分支管路32为例进行说明的,但是分支管路32的数量并非是限制性地,本领域技术人员可以对其调整,如室外换热器3最少可以设置一个分支管路32,或者设置两个、四个或更多的分支管路32。
再如,虽然上述实施方式中是结合三个分支管路32的出口端先汇流后再与过冷管段312连通进行介绍的,但是这种设置方式并非一成不变,本领域技术人员可以灵活调整分支管路32的汇流方式,如三个分支管路32的出口端同时与过冷管段312的入口端汇流,或者三个分支管路32的出口端汇流后直接与过冷管段312的出口端连通。
再如,虽然上述实施方式中是结合每个分支管路32上设置有一个第一单向管路331进行介绍的,但是第一单向管路331的设置并非必须,本领域技术人员可以基于具体需求进行调整。另外,第一单向阀361的设置也并非必须竖直,在能够实现相关功能的前提下,本领域技术人员可以选择器设置方向。
再如,虽然上述实施方式中是结合设置有三个第二单向管路332进行介绍的,但是第二单向管路332的设置并非必须,本领域技术人员可以基于具体需求选择第二单向管路332的设置与否。而且,第二单向管路332的数量本领域技术人员也可以进行调整,如最少设置一个,或者设置两个、四个或者更多。第二单向阀362的设置也并非必须竖直,本领域技术人员同样可以对其设置方向进行调整,以便本申请适用于更加具体的应用场景。
再如,虽然图中示出了阀门35和分液器34的具体位置关系,但这并非只在于限制本申请的保护范围,在不偏离本申请原理的前提下,本领域技术人员可以根据需要调整分液器34和阀门35的位置,如可以将分液器34设置在阀门35上游等。
接下来参见图3,在一种具体实施方式中,分液器34包括柱状本体341,柱状本体341优选的为圆柱体,圆柱体的两个端面之间形成有多个孔道342,多个孔道342沿圆柱体的轴向平行延伸设置,且贯穿圆柱体的两端。其中,柱状本体341的长度(即附图3中的尺寸H)为2~10mm中的任意值。更优选地,柱状本体341的长度为2~6mm中的任意值。圆柱体的外径(即附图3中的尺寸D)为4~10mm中的任意值。孔道342为圆孔,圆孔的直径(即附图3中的尺寸d)为0.2~0.5mm中的任意值。相邻的孔道342之间的中心距(即附图3中的尺寸L)为中的0.3~0.8mm中的任意值。
参阅图4,本申请的分液器34优选地设置于分支管路32的U型管段上,分液器34沿竖直方向设置,且分液器34的上端连通于第一分支管路32。
申请人经研究发现,由于同等压力条件下,气态分子体积是液态的10倍左右,再加上上述孔道342的直径只有0.2~0.5mm设置方式,使得气液两相冷媒经过分液器34时,液态冷媒可以通过,但气态冷媒则无法通过。
如此,在高温高压气态冷媒进入室外换热器3后,气态冷媒与空气进行热交换而逐渐相变为气液混合态冷媒,气液混合态冷媒在经过分支管路32时,液态冷媒通过分液器34并进入分液器34后的冷媒管中,气态冷媒则继续沿换热管的主管路流动,从而实现对气液两相冷媒中液态冷媒的分流。
发明人经研究发现,在其他条件相同的情况下,孔道342的长度在2~6mm之间时,此长度范围内的分液器34具有较高的分液效率,同时具有不错的分液能力,长度短于2mm在工程中不利于安装且强度难以保证。而分液器34的长于6mm,不仅会徒增分液通道的体积、重量和压降,而且还会对分液效果产生较大的影响。
发明人还发现,在满足能够将分液器34安装在换热器管路上的前提下,将圆柱体的外径、孔道342的直径、相邻孔道342之间的中心距以上述范围进行设置时,可以取得较好的分液效果,并有效提升换热器的换热效果,提升空调的能效。
而通过将分液器34设置在U型管段上,不仅方便对室外换热器3进行改造,而且改造难度小。通过将分液器34沿竖直方向设置,可以进一步利用重力作用加速液态冷媒的分流,进一步提高分液效果。
当然,上述分液器34的具体实施方式并非唯一,在不偏离本申请原理的前提下,本领域技术人员可以对上述分液器34进行调整,只要设置的分液器34能够对液态冷媒进行分流即可。
举例而言,虽然上述分液器34的柱状本体341是结合圆柱为例进行说明的,但是这仅仅是较为优选的实施方式,分液器34的柱状本体341的具体形状并非唯一,本领域技术人员可以基于需求进行调整,如分液器34的柱状本体341还可以为矩形柱状或椭圆形柱状等。
再如,柱状本体341的长度、圆柱体的外径、孔道342的直径、孔道342之间的中心距等参数虽然上述实施例中均给出了具体的数值范围,但这仅仅是较为优选的,并非是限制性地,本领域技术人员均可以根据具体应用场景进行调整,这种调整并未偏离本申请的原理。
接下来参见图5和图6,对本申请的空调器的一种可替换实施方式进行介绍。
如图5和图6所示,在一种可替换的实施方式中,换热管为四进一出设置,其具体包括换热管段311、汇流管段313和过冷管段312,换热管段311设置有四个且四个换热管段311之间并联连接,即四个换热管段311的进口端同时与总进管37连通。换热管段311的出口端与汇流管段313的入口端连通,更具体地,每两个换热管段311的出口端汇流后与汇流管段313的一个入口端连通。汇流管段313的出口端与过冷管段312的入口端连通,过冷管段312的出口端与总出管38连通。其中,每个换热管段311上设置有一个分支管路32,换言之分支管路32设置有四个,四个分支管路32的出口端与过冷管段312的出口端一同连通于总出管38。每个分支管路32上设置有一个分液器34和一个开度可调节的阀门35,分液器34的具体结构如上文介绍,阀门35优选地为电子膨胀阀或开度可调的电控阀。每个分支管路32上还设置有一个第三单向阀363,第三单向阀363被设置成冷媒由分支管路32的入口端向出口端流动时导通。
本领域技术人员可以理解,上述可替换实施方式仅仅为示例性地,本领域技术人员可以对其调整,只要该调整不偏离本申请的原理即可。
接下来参照图7,对本申请的空调器的制冷控制方法进行介绍。
如图7所示,与上述空调器相对应地,本申请的制冷控制方法包括:
S101、制冷模式下,获取每个分支管路的入口端温度以及换热管的出口端温度;举例而言,通过在每个分支管路的入口端处设置有一个温度传感器来检测每个分支管路的出口端温度,通过在换热管的出口端设置温度传感器来检测换热管的出口端温度。
S103、计算每个入口端温度与出口端温度之间的差值绝对值。举例而言,使用入口端温度减去出口端温度,然后求绝对值。或者使用出口端温度减去入口端温度,然后求绝对值。
S105、根据差值绝对值所处的范围,确定每个阀门的目标开度。举例而言,差值绝对值反应了每个分支管路前的换热管段的换热效果,在差值绝对值较小时,相对的换热效果较差,反之在差值绝对值较大时,相对的换热效果较好。换热效果较差时,需要打开阀门的开度较大,换热效果较好时,需要打开阀门的开度较小或不打开阀门。
S107、控制每个阀门调节至对应的目标开度。在确定好每个阀门的目标海都后,对每个阀门进行调节。
通过在室外换热器上设置多个分支管路,并在分支管路上设置分液器和开度可调节的阀门,然后再制冷模式下,基于分支管路的入口端温度以及换热管的出口端温度的温差绝对值来控制每个阀门的开度,本申请可以实现对室外换热器的换热效果的调节,将相变的液态冷媒通过分支管路及时引出,余下的气态冷媒继续参与换热,提高换热器的换热效果,避免换热效果逐渐下降,提高整机能效。
发明人研究发现,空调运行制冷模式时,室外换热器作为冷凝器运行,此时沿着冷媒的流动方向,气态冷媒不断液化,液态冷媒越来越多,至室外换热器出口完全转化为液态冷媒。根据流动的连续性原理,沿着冷媒的流动方向,冷媒的质量流量是不变的,而气态冷媒的比容是其液态冷媒的十几倍(以R410A为例,40℃时饱和蒸汽比容为0.01003m3/kg,饱和液体的比容为0.00106m3/kg,气态比容为液态的9.5倍,也就是说液态密度是气态密度的9.5倍),因此液态冷媒的体积极具减小。由于冷媒液化后体积大大缩小,冷媒流速会大大降低。根据冷媒在管内的做紊流流动的换热系数方程,换热系数与冷媒流速的0.8次方成正比,出口端冷媒流速低,则换热系数也相应降低,因此换热效果变差,室外换热器不能达到较佳的换热效果。
此时,通过获取并计算每个分支管路的入口端温度与换热管的出口端温度之间的温差的绝对值,来通过温差的绝对值侧面反应室外换热器在分支管路前的换热管的换热效果,并基于换热效果来控制每个阀门的开度,实现对换热效果的控制。
一种优选技术方案中,根据差值绝对值所处的范围,确定每个阀门的目标开度的步骤进一步包括:
如果差值绝对值大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值,则控制对应的阀门调节至预设开度,预设开度小于阀门全开时的开度。如果差值绝对值小于等于第一预设阈值,则控制对应的阀门全开。如果差值绝对值大于第二预设阈值,则控制对应的阀门关闭。
举例而言,第一预设阈值为2℃,第二预设阈值为3℃,预设开度为阀门最大开度的一半。当某一分支管路对应的差值绝对值小于等于2℃时,证明该分支管路前的换热管段换热效果不佳,此时控制该分支管路上的阀门全开,使得气液两相冷媒在流经该分支管路时,液态冷媒最大程度地流过分液器,而气态冷媒继续沿换热管段流动,气液两相冷媒中的液态冷媒提前分流,减少两相冷媒中液态冷媒的占比,进而保证气态冷媒在该段换热管段的流速,提高室外换热器的整体换热效果。如果某一分支管路对应的差值绝对值大于2℃且小于等于3℃,则证明此时该分支管路前的换热管段的换热效果有所下降,此时控制该分支管路上的阀门开度打开至最大开度的一半,来使两相冷媒中的部分液态冷媒穿过分液器,其余两相冷媒则继续沿换热管段流动,来保证该段换热管段内两相冷媒的流速,从而提高室外换热器的整体换热效果。如果某一分支管路对应的差值绝对值大于3℃,则证明此时该分支管路前的换热管段的换热效果符合要求,此时控制该分支管路上的阀门关闭,保持当前换热状态即可。
通过上述控制方式,可以实现对对气液两相冷媒的逐级分液,实现换热效果的动态调节,最终使得室外换热器的换热效果处于较佳的状态,提高空调器的运行能效。
下面结合图1和图2,对第一种实施方式中空调器的可能运行过程进行介绍。
如图1所示,在制冷模式下,压缩机1吸气口将低温低压气态冷媒吸入,并经过压缩后,由排气口排出,此时的冷媒为高温高压气态。高温高压气态冷媒接下来由室外换热器3的总进管37进入室外换热器3中,并沿换热管段311流动。通过获取每个分支管路32的入口端温度与换热管的出口端温度,并计算二者的差值绝对值,来分别确定并控制每个分支管路32上的阀门35的开度。确定好后,随着冷媒的流动,冷媒与室外空气换热并相变为气液两相冷媒,气液两相冷媒在经过阀门35打开的分支管路32时,液态冷媒穿过分液器34而到达下游的冷媒管中,剩余的气液两相冷媒则继续沿换热管段311流动,继续与空气换热相变。由于室外换热器3的进口压力高于室外换热器3内部压力,再加上第二单向阀362竖向设置时阀芯的重力作用,所以进入冷媒在流动过程中不会通过第二单向管路332回流到总进管37。同理,冷媒也不会经过第一单向管路331回流。气液两相冷媒在流经换热管段311到达过冷管段312后,与三个分支管路32中的液态冷媒汇流,在过冷管段312中继续与室外空气热交换。最终,所有的冷媒均相变为液态冷媒,由过冷管段312的出口进入总出管38,并继续流向节流元件4。
进入节流元件4的冷媒在节流元件4的作用下变为低温低压液态冷媒,液态冷媒进而由室内换热器5的入口进入室内换热器5的换热管中。液态冷媒在室内换热器5流动过程中,与室内空气进行热交换而再次相变为气液两相冷媒,直至由室内换热器5排出时,几乎所有的冷媒均相变为低温低压气态冷媒。低温低压气态冷媒由压缩机1的吸气口再次进入压缩机1,如此完成一个完整的循环。
参见图2,在制热模式下,控制三个分支管路32上的阀门35处于关闭状态,由压缩机1排出的高温高压冷媒首先进入室内换热器5,与室内空气进行热交换后,相变为液态冷媒,液态冷媒在经过节流元件4的节流后,变为低温低压液态冷媒,并由室外换热器3的出口端进入室外换热器3中,在室外换热器3内,液态冷媒经过过冷管段312后,分为多个流路与室外空气进行热交换,其中部分冷媒经过第二单向管路332和第二单向阀362到达总进管37,部分冷媒经过分支管路32上的第一单向管路331和第一单向阀361到达换热管段311,再经过第二单向管路332或换热管段311到达总进管37。热交换过程中,液态冷媒相变为低温低压气态冷媒,并最终回收至压缩机1中。
由于制热模式下,室外换热器3作为蒸发器使用,冷媒按照与制冷相反的方向流动,随着换热的进行,冷媒由液态变为气态,体积不断加大,在等截面积中,流速将越来越大,流速过高会导致冷媒流动压力损失增大,抵消了一部分换热性能。而低温制热时,换热器作为蒸发器,管内侧为低温低压冷媒,由于受结构限制风量分布不均匀,换热管风量偏小的位置吸收外界热量慢,就会首先结霜,结霜后与外机的传热就会更加变慢,恶性循环,霜就会越结越厚,制热能力就会衰减严重。
因此,室外换热器3作为蒸发器使用时流路不能太长,太长压降就会越大,温度越低,结霜约严重,要尽可能的增加流路,减少压降,使每个流路温度均匀。上述控制方式,使得冷媒在进入室外换热器3后分为多个流路与室外空气进行热交换,可以提高室外换热器3的换热效果,减少结霜,提高整机制热能效。
下面结合图5和图6,对第二种实施方式中空调器的可能运行过程进行介绍。
如图5所示,在制冷模式下,压缩机1吸气口将低温低压气态冷媒吸入,并经过压缩后,由排气口排出,此时的冷媒为高温高压气态。高温高压气态冷媒接下来由室外换热器3的总进管37进入室外换热器3中,并在总进管37内分为四路,分别进入到四个换热管段311中。通过获取每个分支管路32的入口端温度与换热管的出口端温度,并计算二者的差值绝对值,来分别确定并控制每个分支管路32上的阀门35的开度。确定好后,在四个换热管段311中,随着冷媒的流动,冷媒与室外空气换热并相变为气液两相冷媒,气液两相冷媒在经过阀门35打开的分支管路32时,液态冷媒穿过分液器34而到达下游的冷媒管中,剩余的气液两相冷媒则继续沿换热管段311流动,继续与空气换热相变。随后,四个换热段的出口端排出的气液两相冷媒两两汇流后先后进入汇流管段313和过冷管段312,在汇流管段313和过冷管段312中继续与室外空气进行热交换,完全箱变为液态冷媒,然后又过冷管段312的出口端流出。与此同时,由四个分支管路32流出的液态冷媒液与由过冷管段312流出的液态冷媒汇流后进入总出管38,并继续流向节流元件4。
进入节流元件4的冷媒在节流元件4的作用下变为低温低压液态冷媒,液态冷媒进而由室内换热器5的入口进入室内换热器5的换热管中。液态冷媒在室内换热器5流动过程中,与室内空气进行热交换而再次相变为气液两相冷媒,直至由室内换热器5排出时,几乎所有的冷媒均相变为低温低压气态冷媒。低温低压气态冷媒由压缩机1的吸气口再次进入压缩机1,如此完成一个完整的循环。
参见图6,在制热模式下,由压缩机1排出的高温高压冷媒首先进入室内换热器5,与室内空气进行热交换后,相变为液态冷媒,液态冷媒在经过节流元件4的节流后,变为低温低压液态冷媒,并由室外换热器3的出口端进入室外换热器3中,在室外换热器3内,由于四个第三单向阀363的截流,所有的液态冷媒经过冷管段312流入,并流经汇流管段313到达四个换热管段311,流动过程中液态冷媒与室外空气进行热交换,相变为低温低压气态冷媒,气态冷媒经四个换热管段311流出并汇流至总进管37中,然后由总进管37最终回收至压缩机1中。
需要说明的是,上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述,但是本领域技术人员可以理解,为了实现本实施例的效果,不同的步骤之间不必按照这样的次序执行,其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行,这些简单的变化都在本申请的保护范围之内。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在本申请的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空调器的制冷控制方法,其特征在于,所述空调器包括室外换热器,所述室外换热器的换热管上设置有多个分支管路,所述分支管路的入口端与所述换热管连通,所述分支管路的出口端与所述换热管的出口端连通,每个所述分支管路上设置有分液器和可调节开度的阀门,所述分液器被设置成能够分离液态冷媒,
所述控制方法包括:
制冷模式下,获取每个所述分支管路的入口端温度以及所述换热管的出口端温度;
计算每个所述入口端温度与所述出口端温度之间的差值绝对值;
根据所述差值绝对值所处的范围,确定每个所述阀门的目标开度;
控制每个所述阀门调节至对应的目标开度。
2.根据权利要求1所述的空调器的制冷控制方法,其特征在于,所述的根据所述差值绝对值所处的范围,确定每个所述阀门的目标开度的步骤进一步包括:
如果所述差值绝对值大于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值,则控制对应的所述阀门调节至预设开度,所述预设开度小于所述阀门全开时的开度。
3.根据权利要求2所述的空调器的制冷控制方法,其特征在于,所述的根据所述差值绝对值所处的范围,确定每个所述阀门的目标开度的步骤进一步包括:
如果所述差值绝对值小于等于所述第一预设阈值,则控制对应的所述阀门全开。
4.根据权利要求2所述的空调器的制冷控制方法,其特征在于,所述的根据所述差值绝对值所处的范围,确定每个所述阀门的目标开度的步骤进一步包括:
如果所述差值绝对值大于所述第二预设阈值,则控制对应的所述阀门关闭。
5.根据权利要求1所述的空调器的制冷控制方法,其特征在于,所述换热管的入口端与出口端之间包括依次连通的换热管段和过冷管段,所述多个分支管路的入口端沿所述换热管段的流向依次设置于所述换热管段,所述多个分支管路的出口端汇流后连通于所述过冷管段的入口端。
6.根据权利要求5所述的空调器的制冷控制方法,其特征在于,所述室外换热器还包括多个第一单向管路,所述第一单向管路的第一端与所述分支管路的入口端连通,所述第一单向管路的第二端与所述分支管路的出口端连通,所述第一单向管路上设置有第一单向阀,所述第一单向阀被设置成冷媒由所述第一单向管路的第一端向第二端流动时截断。
7.根据权利要求6所述的空调器的制冷控制方法,其特征在于,所述室外换热器还包括多个第二单向管路,所述第二单向管路的第一端与所述换热管段连通,所述第二单向管路的第二端与所述换热管段的入口端连通,每个所述第二单向管路上设置有第二单向阀,所述第二单向阀被设置成由所述第二单向管路的第一端向第二端流动时导通。
8.根据权利要求7所述的空调器的制冷控制方法,其特征在于,所述第一单向阀和所述第二单向阀沿竖直方向设置。
9.根据权利要求1所述的空调器的制冷控制方法,其特征在于,所述换热管包括换热管段、汇流管段和过冷管段,所述换热管段设置有多个且多个所述换热管段之间并联连接,换热管段的出口端与所述汇流管段的入口端连通,所述汇流管段的出口端与所述过冷管段的入口端连通,每个所述换热管段上设置有一个所述分支管路,多个所述分支管路的出口端与所述过冷管段的出口端连通。
10.根据权利要求9所述的空调器的制冷控制方法,其特征在于,每个所述分支管路上设置有一个第三单向阀,所述第三单向阀被设置成冷媒由所述分支管路的入口端向出口端流动时导通。
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