空调系统及其除霜控制方法

摘要

本发明公开了一种空调系统，包括室内换热器、室外换热器、压缩机和四通换向阀：压缩机包括储液罐，压缩机设有排气口和吸气口，储液罐设有回气口，回气口与吸气口连通；四通换向阀具有第一端至第四端，第一端与压缩机的排气口连通，第二端连接室内换热器的进口，第三端连接室外换热器的出口，第四端与回气口连通；空调系统还包括旁通回路，旁通回路连接在压缩机的排气口与室外换热器的进口之间，旁通回路包括控制阀和喷射器。本发明还公开了一种空调系统除霜控制方法。采用本发明的方法除霜，不但不影响制热效果，而且能够稳定室内环境温度，减少四通换向阀换向动作，从而增加了设备的可靠性，提高了用户使用舒适性。

权利要求

1.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括室内换热器、室外换热器、压缩机和四通换向阀：所述压缩机包括储液罐，所述压缩机设有排气口和吸气口，所述储液罐设有回气口，所述回气口与所述吸气口连通；

所述四通换向阀具有第一端至第四端，所述第一端与所述压缩机的排气口连通，所述第二端连接所述室内换热器的进口，所述第三端连接所述室外换热器的出口，所述第四端与所述回气口连通；

所述空调系统还包括旁通回路，所述旁通回路连接在所述压缩机的排气口与所述室外换热器的进口之间，所述旁通回路包括控制阀和喷射器；

所述室内换热器的出口与所述喷射器的低压侧进口之间连接有节流装置。

2.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述控制阀的一端连接所述压缩机的排气口，所述控制阀的另一端与所述喷射器的高压侧进口连接，所述喷射器的低压侧进口连接所述室内换热器的出口，所述喷射器的出口连接所述室外换热器的进口，所述四通换向阀为四通阀，所述控制阀为电磁阀，在制热模式下进入旁通除霜时，所述电磁阀开启。

3.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述节流装置为电子膨胀阀。

4.一种应用于权利要求1至3任一项所述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，所述除霜控制方法包括以下步骤：空调系统进入制热模式并在系统稳定后，检测第一室内蒸发器进口温度以及第一室外冷凝器出口温度；

根据第一预设时间间隔，检测第二室内蒸发器进口温度以及第二室外冷凝器出口温度；

确定所述第一室内蒸发器进口温度与第二室内蒸发器进口温度的第一温度差，以及所述第一室外冷凝器出口温度与第二室外冷凝器出口温度的第二温度差；

根据所述第一温度差和第二温度差对应的判定规则判断是否符合旁通除霜条件，若所述第一温度差和/或所述第二温度差符合旁通除霜条件，控制空调系统进行旁通除霜。

5.如权利要求4所述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，空调系统进行旁通除霜时，开启控制阀，控制室外风机停止运行，并按预设的幅度提高压缩机的运行频率。

6.如权利要求4或5所述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，所述除霜控制方法还包括：根据第二预设时间间隔，检测室内机出风口温度；

当所述室内机出风口温度小于预设温度值时，退出旁通除霜。

7.如权利要求4所述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，所述除霜控制方法还包括：如连续预设次进行旁通除霜的时间间隔小于预设时间，和/或所述第二温度差达到预设温度差值时，控制所述空调系统进行四通阀换向除霜。

说明书

空调系统及其除霜控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及制冷制热技术领域，尤其涉及空调系统及其除霜控制方法。

背景技术

[0002] 热泵型空调不仅可以在夏季制冷，还可以在冬季制热，因而受到用户的广泛欢迎。在制热过程中，由于室外环境温度较低，湿度较大，容易出现结霜情况，如果空调结霜严重，空调系统会自动执行化霜动作，当化霜时间设定过短时，会导致室外机化霜不干净，进而影响制热效果，并且增加了用户的耗电量，降低了能效；而当化霜时间设定过长时，则会使用户使用舒适性大打折扣，还有可能出现化霜时向室内吹冷风的情况，因此，要改变除霜控制方法才能解决此问题。

发明内容

[0003] 本发明的主要目的在于提出一种空调系统及其除霜控制方法，旨在不影响制热效果的同时提高用户使用舒适性。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供一种空调系统，所述空调系统包括室内换热器、室外换热器、压缩机和四通换向阀：

[0005] 所述压缩机包括储液罐，所述压缩机设有排气口和吸气口，所述储液罐设有回气口，所述回气口与所述吸气口连通；

[0006] 所述四通换向阀具有第一端至第四端，所述第一端与所述压缩机的排气口连通，所述第二端连接所述室内换热器的进口，所述第三端连接所述室外换热器的出口，所述第四端与所述回气口连通；

[0007] 所述空调系统还包括旁通回路，所述旁通回路连接在所述压缩机的排气口与所述室外换热器的进口之间，所述旁通回路包括控制阀和喷射器。

[0008] 优选地，所述控制阀的一端连接所述压缩机的排气口，所述控制阀的另一端与所述喷射器的高压侧进口连接，所述喷射器的低压侧进口连接所述室内换热器的出口，所述喷射器的出口连接所述室外换热器的进口。

[0009] 优选地，所述室内换热器的出口与所述喷射器的低压侧进口之间连接有节流装置。

[0010] 优选地，所述控制阀为电磁阀，在制热模式下进入旁通除霜时，所述电磁阀开启。

[0011] 优选地，所述四通换向阀为四通阀。

[0012] 优选地，所述节流装置为电子膨胀阀。

[0013] 此外，为实现上述目的，本发明还提供一种应用于上述空调系统的除霜控制方法，所述除霜控制方法包括以下步骤：

[0014] 空调系统进入制热模式并在系统稳定后，检测第一室内蒸发器进口温度以及第一室外冷凝器出口温度；

[0015] 根据第一预设时间间隔，检测第二室内蒸发器进口温度以及第二室外冷凝器出口温度；

[0016] 确定所述第一室内蒸发器进口温度与第二室内蒸发器进口温度的第一温度差，以及所述第一室外冷凝器出口温度与第二室外冷凝器出口温度的第二温度差；

[0017] 根据所述第一温度差和第二温度差对应的判定规则判断是否符合旁通除霜条件，若所述第一温度差和/或所述第二温度差符合旁通除霜条件，控制空调系统进行旁通除霜。

[0018] 优选地，空调系统进行旁通除霜时，开启控制阀，控制室外风机停止运行，并按预设的幅度提高压缩机的运行频率。

[0019] 优选地，所述除霜控制方法还包括：

[0020] 根据第二预设时间间隔，检测室内机出风口温度；

[0021] 当所述室内机出风口温度小于预设温度值时，退出旁通除霜。

[0022] 优选地，所述除霜控制方法还包括：

[0023] 如连续预设次进行旁通除霜的时间间隔小于预设时间，和/或所述第二温度差达到预设温度差值时，控制所述空调系统进行四通阀换向除霜。

[0024] 本发明通过在压缩机的排气口与室外换热器之间连接一旁通回路，该旁通回路包括控制阀和喷射器；在制热模式下进入旁通除霜时，控制阀开启，制冷剂直接从压缩机经过旁通回路流入室外换热器中，进行除霜。采用此方法除霜，不但不影响制热效果，而且能够稳定室内环境温度，减少四通换向阀换向动作，从而增加了设备的可靠性，提高了用户使用舒适性。

附图说明

[0025] 图1为本发明空调系统的结构示意图；

[0026] 图2为本发明空调系统的除霜控制方法第一实施例的流程示意图；

[0027] 图3为本发明空调系统的除霜控制方法第二实施例的流程示意图；

[0028] 图4为本发明空调系统的除霜控制方法第三实施例的流程示意图。

[0029] 附图标号说明：

[0030]标号 名称 标号 名称
100 室内换热器 101 室内换热器进口
102 室内换热器出口 200 室外换热器
201 室外换热器出口 202 室外换热器进口
300 压缩机 301 排气口
302 吸气口 310 储液罐
311 回气口 400 四通换向阀
401-404 第一端-第四端 500 旁通回路
501 控制阀 502 喷射器
5021 高压侧进口 5022 低压侧进口
5023 喷射器出口 600 节流装置

[0031] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0032] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0033] 本发明提供一种空调系统。

[0034] 参照图1，图1为本发明空调系统的结构示意图。

[0035] 本发明一实施例中，空调系统包括室内换热器100、室外换热器200、压缩机300和四通换向阀400：

[0036] 所述压缩机300包括储液罐310，所述压缩机300设有排气口301和吸气口302，所述储液罐310设有回气口311，所述回气口311与所述吸气口302连通；

[0037] 所述四通换向阀400具有第一端401至第四端404，所述第一端401与所述压缩机300的排气口301连通，所述第二端402连接所述室内换热器100的进口101，所述第三端403连接所述室外换热器200的出口201，所述第四端404与所述回气口311连通。本实施例的四通换向阀400优选为四通阀，当空调系统处于制热模式时，第一端401与第二端402连通，第三端403与第四端404连通；当空调系统处于制冷模式时，第一端401与第三端403连通，第二端402与第四端404连通。当然，本发明不限于此，四通换向阀400也可以形成为其他元件，只要具有第一端401至第四端404且可实现换向即可。

[0038] 所述空调系统还包括旁通回路500，所述旁通回路500连接在所述压缩机300的排气口301与所述室外换热器200之间，所述旁通回路500包括控制阀501和喷射器502；在制热模式下进入旁通除霜时，所述控制阀501开启，制冷剂直接从压缩机300的排气口301经过所述旁通回路500，经喷射器502后由室外换热器200的进口202流入室外换热器200中，进行除霜。本实施例的控制阀501优选为电磁阀。

[0039] 本实施例中，所述喷射器502包括高压侧进口5021、低压侧进口5022和出口5023，所述控制阀501的一端连接所述压缩机300的排气口301，所述控制阀501的另一端与所述喷射器502的高压侧进口5021连接，所述喷射器502的低压侧进口5022连接所述室内换热器100的出口102，所述喷射器502的出口5023连接所述室外换热器200的进口202。

[0040] 进一步地，在所述室内换热器100的出口102与所述喷射器502的低压侧进口5022之间连接有节流装置600。本实施例的节流装置600优选为电子膨胀阀。

[0041] 空调系统处于制热模式时，低温低压的气态制冷剂经过压缩机101后被压缩为高温高压的气态制冷剂，高温高压的气态制冷剂在压缩机101排气口分为两路，一路由旁通回路500经过控制阀501之后进入喷射器502的高压侧进口5021；另一路经过四通换向阀400后通过所述室内换热器100的进口101进入所述室内换热器100，高温高压的气态制冷剂与室内冷空气换热后，室内空气温度升高，制冷剂温度降低，变为高压低温的液态制冷剂，高压低温的液态制冷剂经过节流装置600进行节流后，液态制冷剂变为气液两相制冷剂，气液两相混合制冷剂由所述喷射器502的低压侧进口5022进入喷射器502中，在喷射器502中被高压侧进口5021进入的高温高压的气态制冷剂引射之后，中高温的制冷剂从所述喷射器502的出口5023流出，从所述室外换热器200的进口202进入室外换热器200中，在室外换热器200中进行换热后的制冷剂流回压缩机101的回气口311，继续进行下一次循环的压缩。

[0042] 在空调器处于制热模式并在系统运行稳定后，检测室内蒸发器进口温度并记录该温度，该温度记为第一室内蒸发器进口温度T1，同时检测室外冷凝器出口温度并记录该温度，该温度记为第一室外冷凝器出口温度T2。然后，按照第一预设时间间隔检测室内蒸发器进口温度以及室外冷凝器出口温度，该第一预设时间间隔可以设置为1分钟，也就是说，每间隔第一预设时间，周期性检测室内蒸发器进口温度以及室外冷凝器出口温度，分别记为第二室内蒸发器进口温度T1′以及第二室外冷凝器出口温度T2′，确定所述第一室内蒸发器进口温度T1与第二室内蒸发器进口温度T1′的第一温度差T1-T1′，以及所述第一室外冷凝器出口温度T2与第二室外冷凝器出口温度T2′的第二温度差T2-T2′根据所述第一温度差T1-T1′和第二温度差T2-T2′对应的判定规则判断是否符合旁通除霜条件，本实施例中，可以设定T1-T1′大于等于设定值，并且连续n次都符合该条件，和/或T2-T2′大于等于设定值，并且连续n次都符合该条件时，判定符合旁通除霜条件，例如，当T1-T1′≥5.0℃，并且连续3此检测都符合此公式，和/或T2-T2′≥4.0℃，并且连续3此检测都符合此公式时，判定符合旁通除霜条件，控制空调系统进行旁通除霜。

[0043] 进入旁通除霜时，开启旁通回路500的控制阀501，控制室外风机停止运行，并按预设的幅度提高压缩机频率，本实施例该预设的幅度可设置为5-10Hz，空调其他零部件还保持原先未化霜的状态，节流装置600的开度保持不变，室内风机转速保持不变；压缩机300中流出的高温高压的气态制冷剂一路由排气口301流入旁通回路500，经过控制阀501，由喷射器502的高压侧进口5021进入喷射器502中，另一路经过四通换向阀400的第一端401和第三端403进入所述室内换热器100，换热后的高压低温的液态制冷剂经过节流装置600节流后由所述喷射器502的低压侧进口5022进入喷射器502中，在喷射器502中被高压侧进口5021进入的高温高压的气态制冷剂引射后流入室外换热器200中，在室外换热器200中换热，从而进行旁通除霜。

[0044] 在进入旁通除霜后，按照第二预设时间间隔，检测室内机出风口温度，该第二预设时间间隔可以设置为1秒钟，也就是说，每间隔第二预设时间，检测室内机出风口温度，该温度记为室内机出风口温度T3，判断T3的大小，当室内机出风口温度T3小于预设温度值时，退出旁通除霜，本实施例的预设温度值可以设定为22℃，当T3＜22℃时，退出旁通除霜，关闭旁通回路500的控制阀501，空调系统正常制热。

[0045] 此外，为了保证空调系统在极端环境运行的可靠性，保证室外换热器的霜层能彻底除干净，如连续预设次进行旁通除霜的时间间隔小于预设时间，和/或所述第二温度差T2-T2′达到预设温度差值时，控制所述空调系统进行四通阀换向除霜。本实施例该预设次数可以设置为3次，预设时间可设置为6分钟，即连续3次进行旁通除霜的时间间隔小于6分钟，则控制所述空调系统进行四通阀换向除霜，当然在本发明的其他实施例中，预设次数和预设时间也可以根据实际情况设置为其他值；和/或，所述预设温度差值可设置为5℃，即当所述第二温度差T2-T2′≥5℃时，控制所述空调系统进行四通阀换向除霜。

[0046] 在四通阀换向除霜时，关闭旁通回路500的控制阀501，控制室外风机停止运行，并按预设的幅度提高压缩机的运行频率，本实施例该预设的幅度可设置为5-10Hz，空调其他零部件还保持原先未化霜的状态，节流装置600的开度保持不变，室内风机转速保持不变；压缩机300中的高温高压的气态制冷剂直接由排气口301流入四通换向阀400的第一端401，并经由第四端404，从室外换热器200的出口201进入室外换热器200中，在室外换热器200中进行换热，从而进行除霜，完成一个制热循环。由于四通换向阀400换向后，压缩机300出口的高温高压气体直接进入室外换热器200，表面霜层会迅速除掉，所以化霜会更干净，更彻底。

[0047] 在进入四通阀换向除霜后，还可开启计时器进行计时，在达到预设时间时，关闭控制阀501，退出四通阀换向除霜，空调系统正常制热，本实施例的预设时间可设置为2分钟～3分钟。

[0048] 本实施例通过在压缩机300的排气口301与室外换热器200之间连接一旁通回路500，该旁通回路500包括控制阀501和喷射器502；在制热模式下进入旁通除霜时，控制阀
501开启，制冷剂直接从压缩机300经过旁通回路500流入室外换热器200中，进行除霜。采用此方法除霜，不但不影响制热效果，而且能够稳定室内环境温度，减少四通换向阀换向动作，从而增加了设备的可靠性，提高了用户使用舒适性。

[0049] 本发明还提供一种空调系统的除霜控制方法。

[0050] 参照图2，图2为本发明空调系统的除霜控制方法第一实施例的流程示意图。

[0051] 本发明一实施例中，空调系统的除霜控制方法包括：

[0052] 步骤S10，空调系统进入制热模式并在系统稳定后，检测第一室内蒸发器进口温度以及第一室外冷凝器出口温度；

[0053] 步骤S20，根据第一预设时间间隔，检测第二室内蒸发器进口温度以及第二室外冷凝器出口温度；

[0054] 步骤S30，确定所述第一室内蒸发器进口温度与第二室内蒸发器进口温度的第一温度差，以及所述第一室外冷凝器出口温度与第二室外冷凝器出口温度的第二温度差；

[0055] 步骤S40，根据所述第一温度差和第二温度差对应的判定规则判断是否符合旁通除霜条件，若所述第一温度差和/或所述第二温度差符合旁通除霜条件，控制空调系统进行旁通除霜。

[0056] 本实施例中的除霜控制方法应用于上述图1实施例所描述的空调系统。在空调器处于制热模式并在系统运行稳定后，检测室内蒸发器进口温度并记录该温度，该温度记为第一室内蒸发器进口温度T1，同时检测室外冷凝器出口温度并记录该温度，该温度记为第一室外冷凝器出口温度T2。然后，按照第一预设时间间隔检测室内蒸发器进口温度以及室外冷凝器出口温度，该第一预设时间间隔可以设置为1分钟，也就是说，每间隔第一预设时间，周期性检测室内蒸发器进口温度以及室外冷凝器出口温度，分别记为第二室内蒸发器进口温度T1′以及第二室外冷凝器出口温度T2′，确定所述第一室内蒸发器进口温度T1与第二室内蒸发器进口温度T1′的第一温度差T1-T1′，以及所述第一室外冷凝器出口温度T2与第二室外冷凝器出口温度T2′的第二温度差T2-T2′根据所述第一温度差T1-T1′和第二温度差T2-T2′对应的判定规则判断是否符合旁通除霜条件，本实施例中，可以设定T1-T1′大于等于设定值，并且连续n次都符合该条件，和/或T2-T2′大于等于设定值，并且连续n次都符合该条件时，判定符合旁通除霜条件，例如，当T1-T1′≥5.0℃，并且连续3此检测都符合此公式，和/或T2-T2′≥4.0℃，并且连续3此检测都符合此公式时，判定符合旁通除霜条件，控制空调系统进行旁通除霜。

[0057] 进入旁通除霜时，开启旁通回路的控制阀，控制室外风机停止运行，并按预设的幅度提高压缩机频率，本实施例该预设的幅度可设置为5-10Hz，空调其他零部件还保持原先未化霜的状态，节流装置的开度保持不变，室内风机转速保持不变；压缩机中流出的高温高压的气态制冷剂一路由排气口流入旁通回路，经过控制阀，由喷射器的高压侧进口进入喷射器中，另一路经过四通换向阀的第一端和第三端进入所述室内换热器，换热后的高压低温的液态制冷剂经过节流装置节流后由所述喷射器的低压侧进口进入喷射器中，在喷射器中被高压侧进口进入的高温高压的气态制冷剂引射后流入室外换热器中，在室外换热器中换热，从而进行旁通除霜。

[0058] 本实施例通过在压缩机的排气口与室外换热器之间连接一旁通回路，该旁通回路包括控制阀和喷射器；在制热模式下进入旁通除霜时，控制阀开启，制冷剂直接从压缩机经过旁通回路流入室外换热器中，进行除霜。采用此方法除霜，不但不影响制热效果，而且能够稳定室内环境温度，减少四通换向阀换向动作，从而增加了设备的可靠性，提高了用户使用舒适性。

[0059] 参照图3，图3为本发明空调系统的除霜控制方法第二实施例的流程示意图。

[0060] 基于上述实施例，第二实施例中，在步骤S40之后，所述空调系统的除霜控制方法还包括：

[0061] 步骤S50，根据第二预设时间间隔，检测室内机出风口温度；

[0062] 步骤S51，当所述室内机出风口温度小于预设温度值时，退出旁通除霜。

[0063] 在进入旁通除霜后，按照第二预设时间间隔，检测室内机出风口温度，该第二预设时间间隔可以设置为1秒钟，也就是说，每间隔第二预设时间，检测室内机出风口温度，该温度记为室内机出风口温度T3，判断T3的大小，当室内机出风口温度T3小于预设温度值时，退出旁通除霜，本实施例的预设温度值可以设定为22℃，当T3＜22℃时，退出旁通除霜，关闭旁通回路的控制阀，空调系统正常制热。

[0064] 参照图4，图4为本发明空调系统的除霜控制方法第二实施例的流程示意图。

[0065] 基于上述实施例，第二实施例中，在步骤S40之后，所述空调系统的除霜控制方法还包括：

[0066] 步骤S60，如连续预设次进行旁通除霜的时间间隔小于预设时间，和/或所述第二温度差达到预设温度差值时，控制所述空调系统进行四通阀换向除霜。

[0067] 此外，为了保证空调系统在极端环境运行的可靠性，保证室外换热器的霜层能彻底除干净，如连续预设次进行旁通除霜的时间间隔小于预设时间，和/或所述第二温度差T2-T2′达到预设温度差值时，控制所述空调系统进行四通阀换向除霜。本实施例该预设次数可以设置为3次，预设时间可设置为6分钟，即连续3次进行旁通除霜的时间间隔小于6分钟，则控制所述空调系统进行四通阀换向除霜，当然在本发明的其他实施例中，预设次数和预设时间也可以根据实际情况设置为其他值；和/或，所述预设温度差值可设置为5℃，即当所述第二温度差T2-T2′≥5℃时，控制所述空调系统进行四通阀换向除霜。

[0068] 在四通阀换向除霜时，关闭旁通回路的控制阀，控制室外风机停止运行，并按预设的幅度提高压缩机的运行频率，本实施例该预设的幅度可设置为5-10Hz，空调其他零部件还保持原先未化霜的状态，节流装置的开度保持不变，室内风机转速保持不变；压缩机中的高温高压的气态制冷剂直接由排气口流入四通换向阀的第一端，并经由第四端，从室外换热器的出口进入室外换热器中，在室外换热器中进行换热，从而进行除霜，完成一个制热循环。由于四通换向阀换向后，压缩机出口的高温高压气体直接进入室外换热器，表面霜层会迅速除掉，所以化霜会更干净，更彻底。

[0069] 在进入四通阀换向除霜后，还可开启计时器进行计时，在达到预设时间时，关闭控制阀，退出四通阀换向除霜，空调系统正常制热，本实施例的预设时间可设置为2分钟～3分钟。

[0070] 以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。