一種空調器除霜控制方法、控制裝置以及空調器與流程

2023-08-22 23:22:06 2

本發明涉及空氣調節技術領域，尤其涉及一種空調器除霜控制方法，一種空調器除霜控制裝置以及一種空調器。

背景技術：

含在空氣中的水分與溫度低於水三相點的傳熱面接觸時，就會附著在傳熱面上而形成霜。霜層是冰和空氣混合形成的，根據現有技術的研究，在結霜工況下，換熱器表面的霜層會增加傳熱熱阻和流動阻力。冬天使用空調器並工作在制熱工況時，由於外界的氣溫很低，如果空氣溼度達到一定的程度，空調器室外熱交換器的換熱表面很容易結霜，進一步嚴重影響空調的熱交換效率以及使用壽命。

現有技術空調除霜的主要控制方法是在霜層的厚度達到一定程度後，通過控制系統控制空調器停止制熱運行，調整四通閥的工作狀態，短時間內使得空調器運行在製冷狀態，使得溫度較高的製冷劑流過室外換熱器，提高室外熱交換器的傳熱面的表面溫度，將霜層融化，霜層融化後再重新轉換為制熱運行。

現有技術的空調器除霜運行，在除霜的過程中，由於空調器短時間運行在製冷模式，室內的送風溫度會明顯降低，導致設定溫度和環境溫度之間的偏差增大，增大設備的整體負荷，同時也會一定程度地影響用戶的實際體驗。

技術實現要素：

本發明提供一種空調器除霜控制方法，用以解決現有技術除霜運行時，空調器需要短時間運行在製冷模式，室內送風溫度明顯降低的問題。

一種空調器除霜控制方法，其特徵在於，包括以下步驟：

室外環境溫度高於0℃且小於5℃時，空調器工作在制熱模式，判定是否滿足除霜條件；

如果滿足所述除霜條件，空調器進入除霜模式，所述除霜模式為控制壓縮機的頻率為除霜頻率，同時控制電子膨脹閥的開度為除霜開度，使得室外熱交換器的表面溫度維持在0℃；

其中所述除霜頻率低於所述制熱模式時的壓縮機實時運行頻率，所述除霜開度大於所述制熱模式時的電子膨脹閥實時開度；

空調器保持除霜模式運行直至判定滿足退出條件。

為了解決在時間因子作為退出條件時，室外空氣熱量不足以完全除霜的問題，所述除霜模式還包括控制室外風機的轉速為第一除霜轉速，室內風機的轉速為第二除霜轉速，其中所述第一除霜轉速大於所述制熱模式時的室外風機實時運行轉速，所述第二除霜轉速小於所述制熱模式時的室內風機實時運行轉速。

優選的，所述除霜頻率為40hz，所述除霜開度為電子膨脹閥調節至最大開度。

優選的，所述第一除霜轉速為室外風機工作在最高轉速，所述第二除霜轉速為室內風機工作在最低轉速。

進一步的，所述除霜條件包括第一除霜條件和第二除霜條件：

所述第一除霜條件為，空調器開機，壓縮機按照制熱模式工作累計滿足第一周期且壓縮機首次連續運行滿足第一時段，則滿足所述第一除霜條件；

滿足所述第一除霜條件後，空調器首次按照除霜模式運行；

所述第二除霜條件為，當空調器按照除霜模式運行直至滿足退出條件退出後，空調器按照制熱模式工作累計滿足第二周期且壓縮機連續運行滿第一時段，且與首次按照除霜模式運行或上次按照除霜模式運行的時間間隔大於第二時段，則滿足第二除霜條件；滿足所述第二除霜條件後，空調器再次按照除霜模式運行。

進一步的，所述退出條件包括以下三者的至少之一:

所述室外熱交換器的表面溫度連續第三時段大於第一退出溫度；

或，所述室外熱交換器的表面溫度連續第四時段大於第二退出溫度；

或，空調器按照除霜模式連續運行滿第五時段；

其中第一退出溫度小於第二退出溫度。

優選的，所述除霜模式還包括，控制室外電加熱器保持在運行狀態。

本發明所公開的空調器除霜控制方法，在除霜時不需要在制熱模式和製冷模式之間進行切換，系統壓力可以保持大致穩定，相比於現有技術省去了穩定系統壓力的等待時間，因此縮短了除霜模式佔整個空調運行時間的比重，同時，由於四通閥始終保持一個工作狀態，壓縮機可以持續將空氣中的熱能輸送到室內端，同時利用了環境中的熱量進行除霜，所以節省了能量，同時還杜絕了傳統除霜過程中可能發生的液擊風險。

同時還公開了一種空調器除霜控制裝置包括：

第一判定單元，用於在室外環境溫度高於0℃且小於5℃時，判定空調器的運行工況是否滿足除霜條件；

處理單元，用於在空調器的運行工況滿足除霜條件時，控制空調器進入除霜模式，輸出第一控制信號控制壓縮機的頻率為除霜頻率，輸出第二控制信號控制電子膨脹閥的開度為除霜開度，使得室外換熱器的表面溫度降低維持在0℃；其中所述除霜頻率低於制熱模式時的壓縮機實時運行頻率，所述除霜開度大於所述制熱模式時的電子膨脹閥實時開度；

第二判定單元，用於判定空調器的除霜運行工況是否滿足退出條件；

切換單元，用於在空調器的除霜運行工況滿足退出條件時，輸出退出控制信號控制空調器退出除霜模式並按照設定的制熱模式運行。

進一步的，在空調器的制熱運行工況滿足除霜條件時，所述處理單元同時輸出第三控制信號控制室外風機的轉速為第一除霜轉速，控制室內風機的轉速為第二除霜轉速，其中所述第一除霜轉速大於所述制熱模式時的室外風機實時轉速，所述室內風機轉速小於所述制熱模式時的室內風機實時轉速。

本發明所公開的空調器除霜控制裝置具有除霜控制精度高且壓縮機不用停機的優點。

同時公開了一種空調器，包括空調器除霜控制裝置，空調器除霜控制裝置包括：

第一判定單元，用於在室外環境溫度高於0℃且小於5℃時，判定空調器的制熱運行工況是否滿足除霜條件；

處理單元，用於在空調器的運行工況滿足除霜條件時，控制空調器進入除霜模式，輸出第一控制信號控制壓縮機的頻率為除霜頻率，輸出第二控制信號控制電子膨脹閥的開度為除霜開度，使得室外換熱器的表面溫度降低維持在0℃；其中所述除霜頻率低於制熱模式時的壓縮機實時運行頻率，所述除霜開度大於所述制熱模式時的電子膨脹閥實時開度；

第二判定單元，用於判定空調器的運行工況是否滿足退出條件；

切換單元，用於在空調器的除霜運行工況滿足退出條件時，輸出退出控制信號控制空調器退出除霜模式並按照設定的制熱模式運行。

本發明所公開的空調器具有能耗低且用戶體驗好的優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明空調器除霜控制方法實施例一流程圖；

圖2為本發明空調器除霜控制方法實施例二流程圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

當室外溫度低於10℃時，人在室內通常會啟動空調器並使得空調器工作在制熱模式以提高室內溫度。空調器工作在制熱模式時，室外熱交換器的表面溫度要低於室外的露點溫度，室外空氣中的水分會凝結在室外熱交換器的表面。經過實驗發現，當室外的環境溫度小於5℃時，室外熱交換器的表面開始出現結霜現象，而且以室外環境溫度高於0℃且小於5℃更為嚴重。當室外的環境溫度小於0℃時，空氣中的水分會減少，凝結在室外熱交換器表面的霜層的成長會變得緩慢甚至停滯。本發明所公開的第一實施例旨在當室外環境溫度高於0℃且小於5℃時，在保持壓縮機工作的前提下解決這一問題。

具體來說，參見圖1所示，本實施例所提供的空調器除霜控制方法包括以下步驟：

當室外環境溫度高於0℃且小於5℃時，根據用戶設定，空調器工作在制熱模式，空調器的控制器開始判定是否滿足除霜條件。當空調器剛開機時，室溫與設定溫度相差很大，制熱模式優選控制壓縮機高頻運行並保證壓縮機在一段時間內沒有頻繁啟停，空調器通過這種方式使得室溫快速地到達設定值，減少不舒適感。按照制熱模式工作一段時間後，室外熱交換器的表面出現霜層，當霜層增加到一定厚度時，換熱量便迅速下降，對應的機組的蒸發壓力和蒸發溫度都要開始加速下降，在室外盤管壓力和溫度下降的同時，室內盤管的溫度和壓力也要開始下降。為了減少霜層對盤管的溫度和壓力的影響，在本實施例中，優選選用兩個時間因子作為控制除霜模式開始的條件，即壓縮機按照制熱模式的累計工作時間以及壓縮機首次連續運行時間。當壓縮機按照制熱模式累計工作時間滿足第一周期，且壓縮機首次連續運行時間滿足第一時段時，則判定為空調器滿足第一除霜條件開始除霜。第一周期的時長可以設定為30分鐘至60分鐘，第一時段優選設置為1分鐘，具體的時間長短可以根據空調器的能力、型號進行調整，在此不做進一步的限定。

進入除霜模式後，首先控制壓縮機的頻率為除霜頻率，同時控制電子膨脹閥的開度為除霜開度，其中除霜頻率低於制熱模式時的壓縮機實時運行頻率，除霜開度大於制熱模式時的電子膨脹閥實時開度，提高製冷劑的流量，從而使得室外熱交換器的表面溫度在很短的時間內達到0℃，使得傳熱面的溫度等於或高於水的相變溫度點，阻礙霜層的成長。同時由於此時室外溫度高於0℃，室外熱交換器表面的霜層與空氣進行熱交換，吸收空氣中的熱能，室外熱交換器表面的霜層開始融化，在化霜後期，室外熱交換器的溫度和壓力則會加速開始上升。為了使得室外熱交換器的表面溫度在很短的時間內達到0℃，優選在除霜模式中，將壓縮機的除霜頻率降低至40hz左右，同時使得電子膨脹閥的除霜開度為最大開度。

在整個除霜模式的過程中，空調器持續判斷是否滿足退出條件，當滿足退出條件時，則退出除霜模式，同時恢復制熱模運行。但是為了保持在除霜模式時，壓縮機可以平穩的工作，通常優選在按照除霜模式工作2分鐘後才開始判定。在本實施例中，退出條件可以設置有多種，第一種以時間因子和溫度因子的配合參數作為退出條件，通常為室外熱交換器的表面溫度連續第三時段大於第一退出溫度，或者室外熱交換器的表面溫度連續第四時段大於第二退出溫度。優選的第三時段為60s,第四時段為20s,第一退出溫度小於第二退出溫度。不難理解，第一退出溫度和第二退出溫度均高於0℃。第二種為採用時間因子作為退出條件，優選為當空調器按照除霜模式連續運行滿第五時段，第五時段優選為9分鐘。第一退出溫度，第二退出溫度，第三時段、第四時段和第五時段均可以根據不同機型進行調整。

當空調器從首次除霜模式退出後，空調器持續判定是否滿足再次進入除霜模式的控制條件，即第二除霜條件。當空調器按照制熱模式工作累計滿足第二周期，壓縮機連續運行滿足第一時段，且與首次按照除霜模式運行的時間間隔大於第二時段時，則滿足第二除霜條件，空調器再次進入除霜模式運行。利用時間作為進入除霜模式的控制條件，控制方式更為清晰，可以有效地防止霜層的迅速增長。當空調器再次從除霜模式退出後，則按照第二除霜條件繼續進行判定。其中第一時段優選為1分鐘。

當空調器進入除霜模式時，退出條件可能僅為時間因子，則有可能出現室外空氣中的熱量在退出條件約定的時間長度內不足以完全除霜的情況。對於這種情況，參見圖2所示，優選在進入除霜模式時，控制室外風機工作在第一除霜轉速，第一除霜轉速高於制熱模式時的室外風機實時運轉速度，優選為最大轉速，通過空氣的流動量提高熱交換的效率。另一種更為優選的方式是，在室外機中設置電加熱裝置，進入除霜模式並控制室外風機工作在第一除霜轉速的同時，控制電加熱裝置開始工作，加速除霜過程。同時，在除霜模式時，由於壓縮機降頻運行，為保證用戶的體驗，在室內端，控制室內風機的轉速為第二除霜轉速，第二除霜轉速小於制熱模式時的室內風機實時運行轉速，優選為最低轉速，以使得室內端的溫度儘量保持退出制熱模式時的室內溫度，提高用戶的實際體驗。

本發明上述兩個實施例所公開的空調器除霜控制方法，在除霜時不需要在制熱模式和製冷模式之間進行切換，系統壓力可以保持大致穩定，相比於現有技術省去了穩定系統壓力的等待時間，因此縮短了除霜模式佔整個空調運行時間的比重，同時，由於四通閥始終保持一個工作狀態，壓縮機可以持續將空氣中的熱能輸送到室內端，同時利用了環境中的熱量進行除霜，所以節省了能量，同時還杜絕了傳統除霜過程中可能發生的液擊風險。

本發明同時公開了一種空調器除霜控制裝置，包括:

第一判定單元，用於在室外環境溫度高於0℃且小於5℃時，判定空調器的運行工況是否滿足除霜條件；

處理單元，用於在空調器的運行工況滿足除霜條件時，控制空調器進入除霜模式，輸出第一控制信號控制壓縮機的頻率為除霜頻率，輸出第二控制信號控制電子膨脹閥的開度為除霜開度，使得室外換熱器的表面溫度降低維持在0℃；其中所述除霜頻率低於制熱模式時的壓縮機實時運行頻率，所述除霜開度大於所述制熱模式時的電子膨脹閥實時開度；

第二判定單元，用於判定空調器的除霜運行工況是否滿足退出條件；

切換單元，用於在空調器的除霜運行工況滿足退出條件時，輸出退出控制信號控制空調器退出除霜模式並按照設定的制熱模式運行。

其中，除霜頻率優選為40hz,除霜開度優選為電子膨脹閥的最大開度。

為了優化除霜效果，在空調器的制熱運行工況滿足除霜條件時，所述處理單元同時輸出第三控制信號控制室外風機的轉速為第一除霜轉速，控制室內風機的轉速為第二除霜轉速，其中所述第一除霜轉速大於所述制熱模式時的室外風機實時轉速，所述室內風機轉速小於所述制熱模式時的室內風機實時轉速。

在本實施例中，優選選用兩個時間因子作為控制除霜模式開始的條件，即壓縮機按照制熱模式的累計工作時間以及壓縮機首次連續運行時間。當壓縮機按照制熱模式累計工作時間滿足第一周期，且壓縮機首次連續運行時間滿足第一時段時，則判定為空調器滿足第一除霜條件開始除霜。第一周期的時長可以設定為30分鐘至60分鐘，第一時段優選設置為1分鐘，具體的時間長短可以根據空調器的能力、型號進行調整，在此不做進一步的限定。

在本實施例中，退出條件可以設置有多種，第一種以時間因子和溫度因子的配合參數作為退出條件，通常為室外熱交換器的表面溫度連續第三時段大於第一退出溫度，或者室外熱交換器的表面溫度連續第四時段大於第二退出溫度。優選的第三時段為60s,第四時段為20s,第一退出溫度小於第二退出溫度。不難理解，第一退出溫度和第二退出溫度均高於0℃。第二種為採用時間因子作為退出條件，優選為當空調器按照除霜模式連續運行滿第五時段，第五時段優選為9分鐘。第一退出溫度，第二退出溫度，第三時段、第四時段和第五時段均可以根據不同機型進行調整。

當空調器從首次除霜模式退出後，空調器持續判定是否滿足再次進入除霜模式的控制條件，即第二除霜條件。當空調器按照制熱模式工作累計滿足第二周期，壓縮機連續運行滿足第一時段，且與首次按照除霜模式運行的時間間隔大於第二時段時，則滿足第二除霜條件，空調器再次進入除霜模式運行。利用時間作為進入除霜模式的控制條件，控制方式更為清晰，可以有效地防止霜層的迅速增長。當空調器再次從除霜模式退出後，則按照第二除霜條件繼續進行判定。其中第一時段優選為1分鐘。

本實施例所公開的空調器除霜控制裝置，在除霜時不需要在制熱模式和製冷模式之間進行切換，系統壓力可以保持大致穩定，相比於現有技術省去了穩定系統壓力的等待時間，因此縮短了除霜模式佔整個空調運行時間的比重，同時，由於四通閥始終保持一個工作狀態，壓縮機可以持續將空氣中的熱能輸送到室內端，同時利用了環境中的熱量進行除霜，所以節省了能量，同時還杜絕了傳統除霜過程中可能發生的液擊風險。

本發明同時還公開了一種具有上述空調器除霜控制裝置的空調器，空調器除霜控制裝置請參見上述實施例的詳細描述，在此不再贅述。具有上述器除霜控制裝置的空調器可以達到同樣的技術效果。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。