空調器除霜控制方法與流程

2023-09-18 16:17:30 1

本發明屬於空調技術領域，具體涉及一種空調器除霜控制方法。

背景技術：

空調器作為一種能夠調節室內環境溫度的設備，其工作原理為：通過製冷劑在在循環管路之間通過高壓/低壓/氣態/液態的狀態轉換來使室內環境溫度降低或者升高，即從室內機的角度來看，空調器處於製冷或者制熱工況。在空調器處於制熱工況的情形下，空調室外機(蒸發器)的盤管上容易結霜，室外機盤管結霜會導致製冷系統的性能下降，從而影響空調器的制熱效果，降低室內環境的舒適性，影響用戶體驗。因此，在空調器處於制熱工況的情形下，需要對空調器的室外機盤管進行及時而有效的除霜。

為解決空調器的結霜問題，現有技術中一般採用製冷除霜(使四通閥換向，逆循環)或者旁通除霜(從壓縮機的高壓端單獨引出迴路至空調室外機)的方式對空調室外機進行除霜。其中，採用製冷除霜方式時室內的環境溫度會明顯地下降，從而降低空調的制熱效果，影響室內環境的舒適性，即犧牲了用戶體驗。採用旁通除霜方式時冷媒會繼續進入空調室內機中進行制熱，即，可以使空調器仍然維持在制熱工況，因此旁通除霜方式近年來得到了廣泛的應用。在除霜方式確定的基礎上，為了保證室內環境的制熱效率不受影響，應當儘可能避免假除霜(滿足除霜條件，但由於空氣的溼度比較低等原因，此時的機組實際並沒有結霜)或者除霜過度(滿足繼續除霜的條件，但由於空氣的溫度比較高等原因，此時的機組實際已經完成除霜)的次數。鑑於此，選擇合適的除霜時機顯得至關重要。目前的除霜方法通常需要引入環境參數，如溫度、溼度等。以溫度為例，如可以通過設定幾個室外環境溫度的區間，在每個區間設定一個固定的溫差(環境溫度與室外機盤管溫度的差值)來判斷是否使空調器進入除霜模式。但是，這種方式在進入除霜的時機判斷上會有誤差，往往會出現假除霜或者除霜過度的現象。

因此，本領域需要一種新的除霜控制方法來解決上述問題。

技術實現要素：

為了解決現有技術中的上述問題，即為了更準確地判斷進入除霜的時機，本發明提出了一種空調器除霜控制方法，該除霜控制方法包括下列步驟：在空調器處於制熱工況的情形下，檢測室外機盤管溫度；每隔第一預設時間獲取一次室外機盤管溫度的衰減值；計算獲取的多個所述室外機盤管溫度的衰減值的平均值；根據所述室外機盤管溫度的衰減值的平均值，判斷是否使空調器進入除霜模式。

在上述空調器除霜控制方法的優選實施方式中，「根據所述室外機盤管溫度的衰減值的平均值，判斷是否使空調器進入除霜模式」的步驟具體包括：判斷所述室外機盤管溫度的衰減值的平均值是否大於第一設定閾值；如果所述室外機盤管溫度的衰減值的平均值大於所述第一設定閾值，則使所述空調器進入除霜模式；如果所述室外機盤管溫度的衰減值的平均值不大於所述第一設定閾值，則使所述空調器維持制熱工況，不進入除霜模式。

在上述空調器除霜控制方法的優選實施方式中，所述第一設定閾值為1-3攝氏度範圍內的任意值。

在上述空調器除霜控制方法的優選實施方式中，所述第一預設時間為10-20秒內的任意值。

在上述空調器除霜控制方法的優選實施方式中，所述第一設定閾值為2攝氏度，所述第一預設時間為15秒。

在上述空調器除霜控制方法的優選實施方式中，所述除霜控制方法還包括判斷是否退出除霜模式的步驟，該步驟包括：在所述空調器進入除霜模式之後，比較所述室外機盤管溫度與第二設定閾值；根據比較結果，判斷是否退出除霜模式。

在上述空調器除霜控制方法的優選實施方式中，「根據比較結果，判斷是否退出除霜模式」的步驟進一步包括：在所述室外機盤管溫度大於所述第二設定閾值的情形下，判斷該狀態的持續時間是否大於第二預設時間，如果該狀態的持續時間大於所述第二預設時間，則使所述空調器退出除霜模式；如果該狀態的持續時間不大於所述第二預設時間，則使所述空調器維持所述除霜工況。

在上述空調器除霜控制方法的優選實施方式中，所述第二設定閾值為6-10攝氏度範圍內的任意值。

在上述空調器除霜控制方法的優選實施方式中，所述第二預設時間為30-60秒範圍內的任意值。

在上述空調器除霜控制方法的優選實施方式中，所述除霜模式為通過導通旁通支路的方式對室外機盤管進行除霜的旁通除霜模式。

在本發明的技術方案中，通過檢測室外機盤管的溫度，根據室外機盤管溫度的衰減值的平均值來判斷是否使空調器進入除霜模式。具體地，發明人多年潛心研究發現，隨著室外機盤管結霜越來越多，室外機盤管的溫度衰減速度會明顯加劇。因此，通過獲取室外機盤管溫度的衰減速度的平均值，可以更準確地判斷室外機盤管的結霜水平，從而更準確地選擇除霜時機，有效避免假除霜現象。此外，與獲取室外機盤管溫度的衰減速度相比，選擇衰減速度的平均值作為判斷標準，可以最大限度地擴展判斷時間窗口，避免瞬時結霜導致的假除霜現象。再者，本發明在進行除霜時，選擇旁通除霜的方式，這樣一來，在旁通除霜的過程中，壓縮機不停機，四通閥也不換向，空調器不間斷地進行制熱，可極大地保證空調器的制熱效果，最大程度地減小室內溫度的波動。

附圖說明

圖1是現有空調器的結構示意圖；

圖2是本發明的空調器除霜控制方法的主要步驟流程圖；

圖3是本發明一個實施例的空調器的結構示意圖；

圖4是本發明的空調器除霜控制方法的具體步驟流程圖。

具體實施方式

下面參照附圖來描述本發明的優選實施方式。本領域技術人員應當理解的是，這些實施方式僅僅用於解釋本發明的技術原理，並非旨在限制本發明的保護範圍。例如，儘管本申請中按照特定順序描述了本發明的方法的各個步驟，但是這些順序並不是限制性的，在不偏離本發明的基本原理的前提下，本領域技術人員可以按照不同的順序來執行所述步驟。

基於背景技術中提出的進入除霜的時機問題，本發明提出了一種空調器的除霜控制方法，旨在使空調器在合適的除霜時機進入除霜模式，避免出現假除霜、除霜過度等現象，從而儘可能地減少甚至避免由於除霜而導致的空調製熱效果降低現象。

首先參閱圖1，該圖是現有空調器的結構示意圖。如圖1所示，空調器主要包括室外機1、室內機2、壓縮機3、四通閥4以及節流裝置5。對於本領域技術人員而言，空調器的結構屬於熟知技術，在此不再詳細描述。

下面參閱圖2，本發明的除霜控制方法包括下列步驟：s110，在空調器處於制熱工況的情形下，檢測室外機盤管溫度；s120，每隔第一預設時間獲取一次室外機盤管溫度的衰減值；s130，計算獲取的多個室外機盤管溫度的衰減值的平均值；s140，根據室外機盤管溫度的衰減值的平均值，判斷是否使空調器進入除霜模式。

在上述步驟s110-s140中，無需檢測室外環境溫度，只需要檢測室外機盤管的溫度，僅根據室外機盤管的溫度在預設時間內的衰減值，具體為室外機盤管溫度的衰減值的平均值來判斷是否對室外機盤管進行除霜。具體而言，發明人多年潛心研究發現，隨著室外機盤管結霜越來越多，室外機盤管的溫度衰減速度會明顯加劇。因此，通過獲取室外機盤管溫度的衰減速度的平均值，可以更準確地判斷室外機盤管的結霜水平，從而更準確地選擇除霜時機，有效避免假除霜現象。此外，與獲取室外機盤管溫度的衰減速度(即預設時間內室外機盤管溫度的衰減值)相比，選擇衰減速度的平均值作為判斷標準，可以最大限度地擴展判斷時間窗口，避免瞬時結霜導致的假除霜現象。本領域技術人員能夠理解的是，僅根據衰減速度來判斷是否進入除霜時，如果空調器在運行過程中由於自身或外界的變化而出現在某一時刻的衰減速度達到進入除霜的時機，而緊接著又再此恢復正常(即這一時刻的衰減速度的變化屬於異常變化)，那麼此時根據這一時刻的衰減速度使空調器進入除霜，會造成假除霜現象。而空調器運行過程中，如果出現多次這種情形，則會造成頻繁除霜。為了避免這一情況，本發明通過室外機盤管溫度的衰減值的平均值來判斷是否對室外機盤管進行除霜，可以最大限度地擴展判斷時間窗口，避免瞬時結霜導致的假除霜現象。

在一個優選實施方式中，當室外機盤管溫度的衰減值的平均值m＞2攝氏度時，空調器進入除霜模式。

下面對上述步驟s110-s140作進一步詳細描述。

在步驟s110中，可以通過設置在室外機盤管的溫度傳感器實時檢測室外機盤管溫度，也可以通過其他已知的手段獲取室外機盤管溫度，這些都不脫離本發明的保護範圍。

在步驟s120中，優選地，第一預設時間可以為10-20秒範圍內的任意值。例如，可以將第一預設時間設置為10秒、15秒、20秒等，本領域技術人員可以根據實際應用場景選擇適宜的第一預設時間。在本發明的優選實施例中，第一預設時間為15秒，即每隔15秒獲取一次室外機盤管的溫度。那麼，室外機盤管溫度的衰減值δt＝ti-ti+1。

在步驟s130中，基於步驟s120中得到的室外機盤管溫度的衰減值，每一分鐘計算一次室外機盤管溫度的衰減值的平均值。具體地，1分鐘內獲取的室外機盤管溫度的衰減值分別為δt1、δt2、δt3、δt4，其平均值m＝(δt1+δt2+δt3+δt4)/4。

在步驟s140中，根據室外機盤管溫度的衰減值的平均值，判斷是否使空調器進入除霜模式。優選地，判斷室外機盤管溫度的衰減速度的平均值是否大於第一設定閾值，如果室外機盤管溫度的衰減值的平均值大於該第一設定閾值，則使空調器進入除霜模式；如果室外機盤管溫度的衰減值的平均值不大於第一設定閾值，則使空調器維持制熱工況，不進入除霜模式。舉例而言，第一預設時間仍以15秒為例，第一設定閾值為區間可以是1-3攝氏度內的任意值。本實施例中，假定第一設定閾值為2攝氏度，那麼，當m＝(δt1+δt2+δt3+δt4)/4＞2攝氏度時，進入除霜模式。否則，即m不大於2，說明空調器還沒有達到最佳的除霜時機，使空調器維持制熱工況，不進入除霜模式。

綜上所述，本發明通過檢測室外機盤管溫度，根據室外機盤管溫度的衰減速度的平均值，判斷是否使空調器進入除霜模式。與獲取室外機盤管溫度的衰減速度(即預設時間內室外機盤管溫度的衰減值)相比，選擇衰減速度的平均值作為判斷標準，可以最大限度地擴展判斷時間窗口，避免瞬時結霜導致的假除霜現象。也就是說，室外機盤管溫度的衰減速度的平均值可以更準確地判斷室外機的結霜量，因此更準確地選擇除霜時機。此外，還需要說明的是，上文中第一預設時間、第一設定閾值均可以根據實際的應用場景進行設定，也可以由用戶自定義設置。此外，雖然上述實施例中，計算的是一分鐘內室外機盤管的衰減值的平均值，但是在實際應用過程中，可以根據實際應用場景選擇室外機盤管的衰減值的平均值的計算方式，以實現最優除霜時機的選擇。

此外，本發明的控制方法還包括判斷是否退出除霜模式的步驟，該步驟具體包括下列子步驟：步驟一：在空調器進入除霜模式之後，比較室外機盤管溫度與第二設定閾值；步驟二，根據比較結果，判斷是否退出除霜模式。上述步驟一和步驟二的目的在於確定退出除霜的時機。由於除霜過程中，都會或多或少地降低空調的制熱效果，從而影響室內環境的舒適性。因此，選擇合適的時機退出除霜模式，能夠在保證除霜效果的前提下，儘量縮短除霜時間，從而減少對空調製熱效果的影響。

具體而言，第二設定閾值可以為6-10攝氏度範圍內的任意值。在本發明的優選實施例中，第二設定閾值為8攝氏度。在除霜模式下，當檢測到室外機盤管溫度ti＞8攝氏度時，再判斷室外機盤管溫度ti＞8的狀態的持續時間是否達到第二預設時間。第二預設時間可以為30-60秒範圍內的任意值。在本發明的優選實施例中，第二預設時間為40秒，那麼，當室外機盤管溫度ti＞8的狀態持續40秒以上時，則判斷除霜已經完成，此時選擇退出除霜。當室外機盤管溫度ti不大於8，或者室外機盤管溫度ti大於8但是持續時間未超過40秒，均判斷為未完成除霜，此時繼續除霜模式。

需要說明的是，在上述實施例中，儘管退出除霜的條件為室外機盤管溫度大於8攝氏度且持續40秒，本領域技術人員還可以根據實際應用場景將退出除霜的條件設置為上述範圍內的其他閾值，只要能夠準確判斷退出除霜的時機即可。

如上所述，在除霜模式下，通過將檢測到的室外機盤管溫度與第二設定閾值進行比較，來判斷是否退出除霜模式。由於室外機盤管在結霜前後的溫差比較大，因此，依據室外機盤管的溫度變化能夠更加準確地判斷除霜是否完成，從而在保證除霜效果的前提下，儘量縮短除霜時間，減少對空調製熱效果的影響。此外，還需要說明的是，上文中的第二預設時間、第二設定閾值均可以根據實際應用場景進行設定，也可以由用戶自定義設置。

在一個優選的實施方式中，空調器具有旁通支路，除霜模式是通過導通旁通支路的方式對室外機盤管進行除霜的旁通除霜模式。具體地，參照圖3，圖3是本發明的一個實施例的空調器的結構示意圖。如圖3所示，在該實施例中，空調器主要包括室外機1、室內機2、壓縮機3、四通閥4、以及節流裝置5(本實施例中為電子膨脹閥)以及連通壓縮機3和室外機1的旁通支路6，旁通支路6上設置有單向旁通閥，如電磁閥61。如果達到除霜條件，則進入旁通除霜模式。如果達到退出除霜條件，則退出旁通除霜模式。下面在圖3的基礎上，結合圖4對本發明的具體操作步驟進行詳細說明。

圖4示出了本發明的除霜控制方法的一個優選實施方式的詳細流圖示意圖。如圖4所示，在空調器運行制熱狀態下，每隔15秒檢測室外機盤管溫度ti，並計算室外機盤管溫度的衰減值δt＝ti-ti+1，一分鐘內得到室外機盤管的衰減值分別為δt1、δt2、δt3、δt4，計算其平均值m＝(δt1+δt2+δt3+δt4)/4，並判斷m是否大於2。具體地，當m＞2時，空調器發送打開控制指令到電磁閥61，電磁閥61打開，壓縮機3排出的高溫高壓冷媒氣體一部分經四通閥4進入室內機2繼續制熱，另一部分經旁通支路6直接進入室外機1。高溫高壓的冷媒氣體可在較短的時間提高室外機1的機體溫度，使結霜融化。這樣一來，在旁通除霜過程中，壓縮機3不停機，四通閥4也不換向，空調器不間斷地進行制熱，可極大地保證空調器的制熱效果，使得室內溫度波動較小。當m不大於2時，則不進入除霜模式，直至m大於2後再進入除霜模式。關於m值的計算，需要指出的是，儘管上文描述的是通過四個溫度衰減值來計算m，但是這僅僅是示例性的，本領域技術人員可以根據實際應用場景的需要來調整溫度衰減值的個數以及每個溫度衰減值的獲取時間間隔，例如可以每隔10秒獲取6個δt，也可以每隔20秒獲取5個δt，等等。這種調整並不偏離本發明的原理和範圍。

繼續參照圖4，在除霜過程中，持續檢測室外機盤管的溫度ti，並實時判斷室外機盤管溫度ti是否大於8攝氏度，如果是並且維持8攝氏度以上達到40秒，則判斷除霜完成，可以選擇退出除霜。如果否，則持續進行除霜。退出除霜時，空調器發送關閉控制指令到電磁閥61，電磁閥61關閉，壓縮機3排出的高溫高壓冷媒氣體全部經四通閥4進入室內機2制熱。

需要說明的是，為了縮短除霜時間，提升除霜效率，在進行旁路除霜時，可以將室外風機關閉，使高溫高壓的冷媒氣體的熱量大部分用於化霜。在退出除霜操作時，再將室外風機打開。

上述實施例雖然是以旁通除霜為例進行說明的，但本發明的除霜控制方法並不限於具體的除霜方式，本領域技術人員可以根據空調器的具體結構選擇合適的除霜方式，如採用逆循環除霜、逆循環與旁通交替除霜相結合等方式。本發明旨在提供一種能夠更準確地判斷進入和退出除霜時機的方法。

至此，已經結合附圖所示的優選實施方式描述了本發明的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本發明的保護範圍顯然不局限於這些具體實施方式。在不偏離本發明的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特徵作出等同的更改或替換，這些更改或替換之後的技術方案都將落入本發明的保護範圍之內。