CN211876410U - 一种空调机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种空调机，属于热交换设备技术领域。它解决了现有技术设计在制热时由于室外换热器结霜不得不停止制热而进入除霜模式，以致影响用户使用舒适性等问题。本空调机包括由冷媒总管依次连接的压缩机、四通阀、位于室内的室外换热子系统和室外节流件、位于室内的室内换热器，四通阀上的四个端口分别与压缩机的进气端和排气端、室外换热子系统和室内换热器连通，室外换热子系统包括设于换热管路组件上的室外主换热器、室外辅助换热器和阀组件等。本空调机的优点在于：可以使除霜时室内继续制热，提高用户舒适，且控制简单。

Description

一种空调机

技术领域

本实用新型属于热交换设备技术领域，尤其是涉及一种空调机。

背景技术

如图1所示空调机通常包括位于室外的室外机和位于室内的室内机，室外机主要包括压缩机101′、四通阀102′和外机换热器105′、外机电子膨胀阀104′，室内机主要包括内机换热器103′、内机电子膨胀阀106′和内机风机，常规空调机制热运行时包含以下过程：压缩机101′(排气)→四通阀102′→内机换热器103′(冷凝换热)→外机电子膨胀阀104′(节流)→外机换热器105′(蒸发吸热)→四通阀102′→压缩机101′(吸气)。

在外界环境温度较低，湿度较大的情况下，空调外机容易结霜甚至结冰，随着结霜的增多，机组换热变差，制热能力降低，因此当结霜达到一定程度时，机组必须进行除霜运转。

如图2所示，除霜常规控制是空调室外机切换成制冷模式，常规空调机在从制热模式转化为除霜模式(此时四通阀102′换向，切换为制冷运转)时包含以下过程：压缩机101′(排气)→四通阀102′→外机换热器103′(冷凝换热)→内机电子膨胀阀106′(节流)→内机换热器103′(蒸发吸热)→四通阀102′→压缩机101′(吸气)。此过程中内机风机停止运转(制冷运行模式下防止内机风机吹冷风)，但由于室内机不再制热，且化霜需要一定的时间，在除霜过程中，室内温度有可能下降很多，波动大，影响舒适性体验。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种解决上述问题的空调机。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本实用新型的空调机，包括由冷媒总管依次连接的压缩机、四通阀、位于室内的室外换热子系统和室外节流件、位于室内的室内换热器，四通阀上的四个端口分别与压缩机的进气端和排气端、室外换热子系统和室内换热器连通，其特征在于，室外换热子系统包括设于换热管路组件上的室外主换热器、室外辅助换热器和阀组件，换热管路组件分别与连接压缩机排气端和四通阀之间的冷媒总管、四通阀上的一端口、室外节流件连通，通过操控阀组件的开闭实现室外主换热器和室外辅助换热器中的一个与压缩机、室外节流件和室内换热器运行制热模式以加热室内的同时，另一个能与处于所述制热模式中的室外换热子系统中的换热器、以及压缩机和室外节流件运行除霜模式以除去其上的霜。

在上述的空调机中，换热管路组件包括设有室外主换热器的第一冷媒分管和设有室外辅助换热器的第二冷媒分管，第一冷媒分管和第二冷媒分管上相邻的两个端口与四通阀连通、相邻的另两个端口与室外节流件的一端连通，和连接第一冷媒分管上位于室外主换热器至相邻于四通阀的端口之间的部位与设于压缩机排气端和四通阀之间的冷媒总管的第一排气分管，和连接第二冷媒分管上位于室外辅助换热器至相邻于四通阀的端口之间的部位与设于压缩机排气端和四通阀之间的冷媒总管的第二排气分管，和连接第一冷媒分管上位于室外主换热器至相邻于室外节流件的端口之间的部位与室外节流件的另一端的第一节流分管，以及连接第二冷媒分管上位于室外辅助换热器至相邻于室外节流件的端口之间的部位与室外节流件的另一端的第二节流分管。

在上述的空调机中，阀组件包括设于第一冷媒分管上位于室外主换热器至相邻于室外节流件的端口之间的部位上的第一开闭阀，和设于第二冷媒分管上位于室外辅助换热器至相邻于室外节流件的端口之间的部位上的第二开闭阀，和设于第二冷媒分管上位于室外辅助换热器至相邻于四通阀的端口之间的部位上的第三开闭阀，和设于第一节流分管上的第四开闭阀，第一节流分管上的与第一冷媒分管连接的一端设于该第一冷媒分管上位于室外主换热器和第一开闭阀之间的部位上，和设于第一排气分管上的第五开闭阀，和设于第一冷媒分管上位于室外主换热器至相邻于四通阀的端口之间的部位上的第六开闭阀，第一排气分管上的与第一冷媒分管连接的一端设于该第一冷媒分管上位于室外主换热器和第六开闭阀之间的部位上，和设于第二排气分管上的第七开闭阀，第二排气分管上的与第二冷媒分管连接的一端设于该第二冷媒分管上位于室外辅助换热器和第三开闭阀之间的部位上。

在上述的空调机中，阀组件还包括设于第二节流分管上的只允许其内的冷媒向其上的相邻于室外节流件的端口方向流动的第一单向阀，第二节流分管上的与第二冷媒分管连接的一端设于该第二冷媒分管上位于室外辅助换热器和第二开闭阀之间的部位上。

在上述的空调机中，阀组件还包括设于第一节流分管上的只允许其内的冷媒向其上的相邻于室外节流件的端口方向流动的第二单向阀。

在上述的空调机中，第二单向阀设于于第一节流分管上的位于第四开闭阀至相邻于室外节流件的端口之间的部位上。

与现有技术相比，本空调机的优点在于：

1、通过在现有的空调机中增加的室外辅助换热器，该室外辅助换热器与室外主换热器配合，以使室外主换热器外表面结的霜得以除去，与此同时，该增加的室外辅助与室内换热器配合，以使室内的室内换热器仍可继续制热，以提高用户使用舒适性；

2、通过设于室外换热子系统中的换热管路组件上的阀组件的操控实现室外主换热器和室外辅助换热器中的一个进入除霜模式，以除去其外表侧的霜，另一个处于制热模式，以使室内处于制热状态，而在单独制热模式下，又可以使室外主换热器和室外辅助换热器中的一个处于停运状态，结构简单，便于控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1提供了现有的空调机在制热模式下的工作原理图。

图2提供了现有的空调机在化霜模式下的工作原理图。

图3提供了本空调机处于制热模式下室外主换热器处于运行状态、室外辅助换热器处于停运状态时的工作原理图。

图4提供了本空调机处于制热模式下室外主换热器处于停运状态、室外辅助换热器处于运行状态时的工作原理图。

图5提供了本空调机在室外主换热器处于化霜模式下同时实现制热的工作原理图。

图6提供了本空调机在室外辅助换热器处于化霜模式下同时实现制热的工作原理图。

图中，冷媒总管a、压缩机101′、四通阀102′、内机换热器103′、外机电子膨胀阀104′、外机换热器105′、内机电子膨胀阀106′、截止阀107′、压缩机101、四通阀102、室内换热器103、室外节流件104、室外主换热器105、内机电子膨胀阀106、截止阀107、室外辅助换热器108、第一冷媒分管201、第二冷媒分管202、第一排气分管203、第二排气分管204、第一节流分管205、第二节流分管206、第一开闭阀301、第二开闭阀302、第三开闭阀303、第四开闭阀304、第五开闭阀305、第六开闭阀306、第七开闭阀307、第一单向阀308、第二单向阀309。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

如图3至6所示，本空调机，包括由冷媒总管a依次连接的压缩机101、四通阀102、位于室内的室外换热子系统和室外节流件104(这里的室外节流件104为电磁膨胀阀，当然根据现实情况也可以是别的具有节流作用的部件)、位于室内的室内换热器103，四通阀102上的四个端口分别与压缩机101的进气端和排气端、室外换热子系统和室内换热器103连通，其特征在于，室外换热子系统包括设于换热管路组件上的室外主换热器105、室外辅助换热器108和阀组件，换热管路组件分别与连接压缩机101排气端和四通阀102之间的冷媒总管a、四通阀102上的一端口、室外节流件104连通，通过操控阀组件的开闭实现室外主换热器105和室外辅助换热器108中的一个与压缩机101、室外节流件104和室内换热器103运行制热模式以加热室内的同时，另一个能与处于所述制热模式中的室外换热子系统中的换热器、以及压缩机101和室外节流件104运行除霜模式以除去其上的霜。

作为一个实施例，本换热管路组件包括设有室外主换热器105的第一冷媒分管201和设有室外辅助换热器108的第二冷媒分管202，第一冷媒分管201和第二冷媒分管202上相邻的两个端口与四通阀102连通、相邻的另两个端口与室外节流件104的一端连通，和连接第一冷媒分管201上位于室外主换热器105至相邻于四通阀102的端口之间的部位与设于压缩机101排气端和四通阀102之间的冷媒总管a的第一排气分管203，和连接第二冷媒分管202上位于室外辅助换热器108至相邻于四通阀102的端口之间的部位与设于压缩机101排气端和四通阀102之间的冷媒总管a的第二排气分管204，和连接第一冷媒分管201上位于室外主换热器105至相邻于室外节流件104的端口之间的部位与室外节流件104的另一端的第一节流分管205，以及连接第二冷媒分管202上位于室外辅助换热器108至相邻于室外节流件104的端口之间的部位与室外节流件104的另一端的第二节流分管206。

在本实施例中，阀组件包括设于第一冷媒分管201上位于室外主换热器105至相邻于室外节流件104的端口之间的部位上的第一开闭阀301，和设于第二冷媒分管202上位于室外辅助换热器108至相邻于室外节流件104的端口之间的部位上的第二开闭阀302，和设于第二冷媒分管202上位于室外辅助换热器108至相邻于四通阀102的端口之间的部位上的第三开闭阀303，和设于第一节流分管205上的第四开闭阀304，第一节流分管205上的与第一冷媒分管201连接的一端设于该第一冷媒分管201上位于室外主换热器105和第一开闭阀301之间的部位上，和设于第一排气分管203上的第五开闭阀305，和设于第一冷媒分管201上位于室外主换热器105至相邻于四通阀102的端口之间的部位上的第六开闭阀306，第一排气分管203上的与第一冷媒分管201连接的一端设于该第一冷媒分管201上位于室外主换热器105和第六开闭阀306之间的部位上，和设于第二排气分管204上的第七开闭阀307，第二排气分管204上的与第二冷媒分管202连接的一端设于该第二冷媒分管202上位于室外辅助换热器108和第三开闭阀303之间的部位上。

作为优选，在本实施例中，阀组件还包括设于第二节流分管206上的只允许其内的冷媒向其上的相邻于室外节流件104的端口方向流动的第一单向阀308，该第一单向阀308的设置可有效控制第二节流分管206内的冷媒的流动方向，同时防止外部的位于室内换热器103和室外节流件104之间的冷媒总管a内的冷媒通过第二节流分管206流入设于第二冷媒分管202上的室外辅助换热器108中，第二节流分管206上的与第二冷媒分管202连接的一端设于该第二冷媒分管202上位于室外辅助换热器108和第二开闭阀302之间的部位上。

作为优选，在本实施例中，阀组件还包括设于第一节流分管205上的只允许其内的冷媒向其上的相邻于室外节流件104的端口方向流动的第二单向阀309，且该第二单向阀309设于于第一节流分管205上的位于第四开闭阀304至相邻于室外节流件104的端口之间的部位上。第二单向阀309的设置可有效控制第一节流分管205内的冷媒的流动方向，同时防止外部的位于室内换热器103和室外节流件104之间的冷媒总管a内的冷媒通过第一节流分管205流入设于第一冷媒分管201上的室外主换热器105中。

需要说明的是，换热管路组件中的管路数量和位置、以及阀组件中的阀的种类、数量和位置不限于上述案例中的换热管路组件中所描述的管路布置方式和阀组件中的阀布置方式，完全可以根据需要设置成与上述案例不同的管路布置方式和阀布置方式，只需其实现了实现了在室外主换热器105和室外辅助换热器108中的一个与压缩机101、室外节流件104和室内换热器103运行制热模式以加热室内的同时、另一个能与处于所述制热模式中的室外换热子系统中的换热器、以及压缩机101和室外节流件104运行除霜模式以除去其上的霜的目的就可以。

如图3至6所示，一种实现空调机在制热时除霜的控制方式，空调机为上述的任一空调机，所述控制方式包括以下步骤。

步骤100、空调机运行于制热模式下，空调机内的阀组件中的具有开闭功能的开闭阀处于关闭状态。

需要说明的是，通常这里的开闭阀可以但不限为电磁阀。

步骤200、判断室外主换热器105和室外辅助换热器108中是否有一个满足除霜进入条件。

这里的除霜进入条件包括需同时满足条件为外室环境温度T_ao≤预设的外环境温度阈值A，和条件为在制热启动后运行预设的制热时间阈值B后在室外主换热器105或室外辅助换热器108上测得的除霜检测温度T_def≤预设的进入除霜模式温度阈值C，即只有同时满足上述两个条件才能符合除霜进入条件。

需要说明的是这里的外室环境温度由测量外室环境温度的环境温度传感器测定，这里的除霜温度由分别测量室外主换热器105和室外辅助换热器108外表面上的温度的主换热器除霜温度传感器和辅助换热器除霜温度传感器测定。

作为优选，除霜进入条件中的除霜检测温度T_def≤预设的进入除霜模式温度阈值C需满足在自该条件符合后的预设的第一时间段值D内仍一直符合，即在检测得到的除霜检测温度T_def第一次符合小于等于预设的进入除霜模式温度阈值C后，在预设的第一时间段值D内多次检测的除霜检测温度T_def都须符合小于等于预设的进入除霜模式温度阈值C，这样才符合除霜进入条件，否则不符合除霜进入条件。

步骤300、根据满足除霜进入条件的是室外主换热器105、还是室外辅助换热器108来操控阀组件以使上述两个换热器中的满足除霜进入条件的一个处于除霜模式、另一个处于制热模式。

具体地，如图5所示，若当室外主换热器105满足除霜进入条件时，操控阀组件的方式为，只让第二开闭阀302、第三开闭阀303、第四开闭阀304和第五开闭阀305处于打开状态；如图6所示，若当室外辅助换热器108满足除霜进入条件时，操控阀组件的方式为，只让第一开闭阀301、第六开闭阀306和第七开闭阀307处于打开状态。

步骤400、进入除霜模式的室外主换热器105或室外辅助换热器108若满足除霜退出条件，则通过操控阀组件以使室外主换热器105或室外辅助换热器108中的一个处于制热模式，而另一个处于停运状态。

具体地，如图3所示，若进入除霜模式的室外主换热器105满足除霜退出条件时，操控阀组件的方式为，只让第一开闭阀301和第六开闭阀306处于打开状态，以使室外主换热器105处于制热模式，而室外辅助换热器108处于停运状态；如图4所示，若进入除霜模式的室外辅助换热器108满足除霜退出条件时，操控阀组件的方式为，只让第二开闭阀302和第三开闭阀303处于打开状态，以使室外辅助换热器108处于制热模式，而室外主换热器105处于停运状态。

另外地，这里的除霜退出条件包括只需满足条件为除霜时间t_cs达到预设的除霜时间度阈值M和条件为在室外主换热器105或室外辅助换热器108上测得的除霜检测温度T_def≥预设的退出除霜模式温度阈值N中的任一个，即只需满足上述两个条件中的一个就符合除霜退出条件。

作为优选，除霜退出条件中的除霜检测温度T_def≥预设的退出除霜模式温度阈值N需满足在自该条件符合后的预设的第二时间段值K内仍一直符合，即在检测得到的除霜检测温度T_def第一次符合大于等于预设的退出除霜模式温度阈值N后，在预设的第二时间段值K内多次检测的除霜检测温度T_def都须符合大于等于预设的退出除霜模式温度阈值N，这样才符合除霜退出条件，否则不符合除霜退出条件。

下面给出本实现空调机在制热时除霜的控制方式的一个具体案例。

制热除霜时内机继续制热的控制方法如下(备注：阀组件中的所有开闭阀都为电磁阀，默认状态是关闭的)：

满足以下除霜进入条件进入除霜：即同时满足条件外室环境温度T_ao≤20℃(注：外环境温度阈值A一般取19～23，优选值20)，和条件在制热启动32分钟后(注：制热时间阈值B一般取30～35，优选值32)由主换热器除霜温度传感器和辅助换热器除霜温度传感器检测到的室外主换热器105或室外辅助换热器108外侧面上的除霜检测温度T_def≤-6℃(预设的进入除霜模式温度阈值C一般取-7～-5，优选值-6)且需在连续3分钟(预设的第一时间段值D一般取3～5，优选值3)内一直满足除霜检测温度T_def≤-6℃这个条件。

满足以下除霜退出条件退出除霜：当满足除霜时间达到10分钟(预设的除霜时间度阈值M一般取8～10，优选10)，强制退出除霜，或者满足除霜检测温度T_def≥10℃(预设的退出除霜模式温度阈值N一般取9～13，优选10)且需在持续30秒(预设的第二时间段值K内一般取30～60，优选30)内一直满足除霜检测温度T_def≥10℃这个条件。

当室外主换热器105满足除霜进入条件时，阀组件的控制步骤为：

第一步：四通阀102无需换向，第一开闭阀301关闭，第二开闭阀302和第三开闭阀303打开(目的：使从室内换热器103流回的液态冷媒进入室外辅助换热器108)；

第二步:第五开闭阀305打开(压缩机101排气端出来的高温气态冷媒旁通到室外主换热器105，用高温冷媒除霜)，第四开闭阀304同步打开(室外主换热器105冷凝后的液体汇入从室内换热器103过来的液态冷媒，参与系统循环)。

当进入除霜模式的室外主换热器105满足除霜退出条件时，阀组件的控制步骤为：

第一开闭阀301、第六开闭阀306打开，第二开闭阀302、第三开闭阀303、第四开闭阀304和第五开闭阀305关闭(目的：使从室内换热器103流回的液态冷媒进入室外主换热器105，重新进入制热运转)。

当室外辅助换热器108满足除霜条件时，阀组件的控制步骤为：

第一步：第一开闭阀301、第六开闭阀306打开；

第二步：第七开闭阀307打开(压缩机101排气端出来的高温气态冷媒旁通到室外辅助换热器108，用高温冷媒除霜。

当进入除霜模式的室外辅助换热器108满足除霜退出条件时，阀组件的控制步骤为：

只关闭第七开闭阀307，而第一开闭阀301和第六开闭阀306仍处于打开状态。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了冷媒总管a、压缩机101′、四通阀102′、内机换热器103′、外机电子膨胀阀104′、外机换热器105′、内机电子膨胀阀106′、截止阀107′、压缩机101、四通阀102、室内换热器103、室外节流件104、室外主换热器105、内机电子膨胀阀106、截止阀107、室外辅助换热器108、第一冷媒分管201、第二冷媒分管202、第一排气分管203、第二排气分管204、第一节流分管205、第二节流分管206、第一开闭阀301、第二开闭阀302、第三开闭阀303、第四开闭阀304、第五开闭阀305、第六开闭阀306、第七开闭阀307、第一单向阀308、第二单向阀309等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种空调机，包括由冷媒总管(a)依次连接的压缩机(101)、四通阀(102)、位于室内的室外换热子系统和室外节流件(104)、位于室内的室内换热器(103)，所述的四通阀(102)上的四个端口分别与压缩机(101)的进气端和排气端、室外换热子系统和室内换热器(103)连通，其特征在于，所述的室外换热子系统包括设于换热管路组件上的室外主换热器(105)、室外辅助换热器(108)和阀组件，所述的换热管路组件分别与连接压缩机(101)排气端和四通阀(102)之间的冷媒总管(a)、四通阀(102)上的一端口、室外节流件(104)连通，通过操控所述的阀组件的开闭实现室外主换热器(105)和室外辅助换热器(108)中的一个与压缩机(101)、室外节流件(104)和室内换热器(103)运行制热模式以加热室内的同时，另一个能与处于所述制热模式中的室外换热子系统中的换热器、以及压缩机(101)和室外节流件(104)运行除霜模式以除去其上的霜。

2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，所述的换热管路组件包括设有室外主换热器(105)的第一冷媒分管(201)和设有室外辅助换热器(108)的第二冷媒分管(202)，所述的第一冷媒分管(201)和第二冷媒分管(202)上相邻的两个端口与四通阀(102)连通、相邻的另两个端口与室外节流件(104)的一端连通，和连接第一冷媒分管(201)上位于室外主换热器(105)至相邻于四通阀(102)的端口之间的部位与设于压缩机(101)排气端和四通阀(102)之间的冷媒总管(a)的第一排气分管(203)，和连接第二冷媒分管(202)上位于室外辅助换热器(108)至相邻于四通阀(102)的端口之间的部位与设于压缩机(101)排气端和四通阀(102)之间的冷媒总管(a)的第二排气分管(204)，和连接第一冷媒分管(201)上位于室外主换热器(105)至相邻于室外节流件(104)的端口之间的部位与室外节流件(104)的另一端的第一节流分管(205)，以及连接第二冷媒分管(202)上位于室外辅助换热器(108)至相邻于室外节流件(104)的端口之间的部位与室外节流件(104)的另一端的第二节流分管(206)。

3.根据权利要求2所述的空调机，其特征在于，所述的阀组件包括设于第一冷媒分管(201)上位于室外主换热器(105)至相邻于室外节流件(104)的端口之间的部位上的第一开闭阀(301)，和设于第二冷媒分管(202)上位于室外辅助换热器(108)至相邻于室外节流件(104)的端口之间的部位上的第二开闭阀(302)，和设于第二冷媒分管(202)上位于室外辅助换热器(108)至相邻于四通阀(102)的端口之间的部位上的第三开闭阀(303)，和设于第一节流分管(205)上的第四开闭阀(304)，所述的第一节流分管(205)上的与第一冷媒分管(201)连接的一端设于该第一冷媒分管(201)上位于室外主换热器(105)和第一开闭阀(301)之间的部位上，和设于第一排气分管(203)上的第五开闭阀(305)，和设于第一冷媒分管(201)上位于室外主换热器(105)至相邻于四通阀(102)的端口之间的部位上的第六开闭阀(306)，所述的第一排气分管(203)上的与第一冷媒分管(201)连接的一端设于该第一冷媒分管(201)上位于室外主换热器(105)和第六开闭阀(306)之间的部位上，和设于第二排气分管(204)上的第七开闭阀(307)，所述的第二排气分管(204)上的与第二冷媒分管(202)连接的一端设于该第二冷媒分管(202)上位于室外辅助换热器(108)和第三开闭阀(303)之间的部位上。

4.根据权利要求3所述的空调机，其特征在于，所述的阀组件还包括设于第二节流分管(206)上的只允许其内的冷媒向其上的相邻于室外节流件(104)的端口方向流动的第一单向阀(308)，所述的第二节流分管(206)上的与第二冷媒分管(202)连接的一端设于该第二冷媒分管(202)上位于室外辅助换热器(108)和第二开闭阀(302)之间的部位上。

5.根据权利要求3所述的空调机，其特征在于，所述的阀组件还包括设于第一节流分管(205)上的只允许其内的冷媒向其上的相邻于室外节流件(104)的端口方向流动的第二单向阀(309)。

6.根据权利要求5所述的空调机，其特征在于，所述的第二单向阀(309)设于于第一节流分管(205)上的位于第四开闭阀(304)至相邻于室外节流件(104)的端口之间的部位上。

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