空調裝置及其控制方法與流程
2023-08-05 02:59:41 2
本發明涉及空氣調節技術，特別是涉及一種空調裝置的控制方法及空調裝置。
背景技術：
家用空調器目前屬於普通家庭裡必不可少的家用電器，其依靠夏季製冷帶來涼爽、冬季制熱送去溫暖的特性而深受消費者喜愛。空調器主要依靠壓縮機、冷凝器、節流器、蒸發器四大部件使冷媒的狀態發生改變來實現製冷制熱。
一般情況下，空調在室外環境溫度比較低的時候運行制熱，會因為冷媒溫度低於空氣露點溫度導致室外冷凝器結霜。隨著空調的運行，冷凝器的霜層越來越厚，空調的制熱效果越來越差。這時候往往需要對冷凝器除霜。現有的除霜過程通常是壓縮機先停止，四通換向閥換向之後壓縮機再次啟動，室外風機、室內風機停止，空調運行製冷模式來幫助室外冷凝器除霜。此時大量液態冷媒進入室內蒸發器，同時室內風機停止運行，導致室內蒸發器會結一層厚厚的霜層，從而使得室內溫度得不到維持，下降很快，用戶會感覺到一絲涼意或者冷感。
技術實現要素：
本發明第一方面的一個目的旨在克服現有技術中的至少一個缺陷，提供一種在除霜的同時能夠保持制熱以提高用戶舒適體驗的空調裝置的控制方法。
本發明第一方面的另一個目的是提高空調裝置的除霜效率。
本發明第一方面的又一個目的是在不影響制熱體驗的前提下縮短除霜時間。
本發明第二方面的目的是提供一種空調裝置。
根據本發明的第一方面，本發明提供一種空調裝置的控制方法，所述空調裝置包括室外風機和依次相連以用於形成冷媒主迴路的壓縮機、室內換熱器、節流裝置和室外換熱器，所述壓縮機的冷媒出口與所述室外換熱器之間連接有旁通管路，所述控制方法包括：
當所述空調裝置處於制熱模式時，判斷所述室外換熱器是否滿足除霜條件，若是，則進入制熱除霜模式；
在制熱除霜模式下，促使所述壓縮機排出的部分冷媒依次流經所述室內換熱器、所述節流裝置和所述室外換熱器後返回所述壓縮機，並促使所述壓縮機排出的另一部分冷媒以分支的形式通過所述旁通管路直接流向所述室外換熱器，以利用該另一部分冷媒的熱量對所述室外換熱器進行除霜；
獲取所述室外換熱器所處的室外環境溫度和所述室外換熱器自身的盤管溫度；以及
當所述室外環境溫度與所述盤管溫度的差值大於或者等於預設溫差值時，保持所述室外風機的轉速與制熱模式時的轉速相同；當所述室外環境溫度與所述盤管溫度的差值小於所述預設溫差值時，則停止所述室外風機的運行。
可選地，所述控制方法還包括：
在制熱除霜模式下，將所述節流裝置的開度調節至處於閉閥的臨界狀態。
可選地，所述控制方法還包括：
在制熱除霜模式下，按照預設的幅度降低所述空調裝置的室內風機的轉速，使其低於制熱模式時的轉速。
可選地，所述空調裝置還包括設置於其室內機中的發熱裝置，所述控制方法還包括：
在制熱除霜模式下，啟動所述發熱裝置，以通過所述發熱裝置加熱流經其的空氣，從而提高所述空調裝置的送風溫度。
可選地，所述控制方法還包括：
在制熱除霜模式下，按照預設的幅度提高所述壓縮機的運行頻率，使其高於制熱模式時的運行頻率。
可選地，所述控制方法還包括：
當滿足退出制熱除霜模式的條件時，阻斷所述旁通管路，並將所述壓縮機的運行頻率調節制熱模式時的運行頻率、將所述室外風機的轉速調節至制熱模式時的轉速、將所述節流裝置的開度調節至制熱模式時的開度。
可選地，所述控制方法還包括：
當滿足退出制熱除霜模式的條件時，獲取所述室外換熱器的盤管溫度；以及
當所述盤管溫度小於預設溫度閾值時，控制所述空調裝置的室內風機以低風模式運行；反之，則控制所述室內風機以高風模式運行；其中
所述室內風機在所述低風模式下的轉速小於在所述高風模式下的轉速。
可選地，所述旁通管路中設有截止閥，所述控制方法還包括：
在制熱除霜模式下，打開所述截止閥，以導通所述旁通管路；以及
在制熱模式下，關閉所述截止閥，以阻斷所述旁通管路。
根據本發明的第二方面，本發明還提供一種空調裝置，其包括依次相連以用於形成冷媒主迴路的壓縮機、室內換熱器、節流裝置和室外換熱器，還包括：
旁通管路，直接連通所述壓縮機和所述室外換熱器，且配置成在制熱除霜模式下使得所述壓縮機排出的部分冷媒以分支的形式通過所述旁通管路流入所述室外換熱器，以利用該部分冷媒的熱量對所述室外換熱器進行除霜；
溫度獲取模塊，用於獲取所述空調裝置的室外換熱器所處的室外環境溫度和所述室外換熱器自身的盤管溫度；以及
室外風機，用於驅動室外氣流流動，且配置成在制熱除霜模式中當所述室外環境溫度與所述盤管溫度的差值大於或者等於預設溫差值時受控地保持其轉速與制熱模式時的轉速相同、當所述室外環境溫度與所述盤管溫度的差值小於預設溫差值時受控地停止運行。
可選地，所述旁通管路與所述室外換熱器底部的盤管連通，以在制熱除霜模式下使得冷媒從下往上地流入所述室外換熱器，從而從下往上地對所述室外換熱器進行除霜。
本發明的空調裝置的控制方法通過在制熱除霜模式下促使壓縮機排出的部分冷媒以分支的形式通過旁通管路直接流向室外換熱器，可利用壓縮機排出的溫度較高的冷媒的熱量對室外換熱器進行除霜，除霜效果較好，效率較高。同時，壓縮機排出的另一部分冷媒仍然在冷媒主迴路中流動，從而保持空調裝置的制熱功能，提高了用戶的舒適度體驗。
進一步地，在制熱除霜模式下，本發明還通過對比室外環境溫度與室外換熱器的盤管溫度來確定室外風機的轉速，有利於室外換熱器快速地增壓升溫，從而更好地吸熱化霜，提高了除霜效率。
進一步地，在制熱除霜模式下，本發明還將節流裝置的開度調節至處於閉閥的臨界狀態。這樣既能夠保證室內換熱器的壓力和溫度不至於損失過大，又能夠使進入室外換熱器的冷媒量和溫度大幅度提高，從而在不影響用戶制熱體驗的前提下大大縮短了除霜時間。
根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特徵。
附圖說明
後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中：
圖1是根據本發明一個實施例的空調裝置的示意性結構圖；
圖2是根據本發明一個實施例的空調裝置的控制方法的示意性流程圖；
圖3是根據本發明另一個實施例的空調裝置的控制方法流程圖；
圖4是根據本發明又一個實施例的空調裝置的控制方法流程圖。
具體實施方式
本發明首先提供一種空調裝置，圖1是根據本發明一個實施例的空調裝置的示意性結構圖。參見圖1，空調裝置包括依次相連以用於形成冷媒主迴路的壓縮機10、室內換熱器20、節流裝置30和室外換熱器40。具體地，壓縮機10配置成將其吸入的冷媒壓縮並排出。壓縮機10可吸入低壓冷媒，並對低壓冷媒進行壓縮形成高溫高壓的氣態冷媒，並將氣態冷媒排出。節流裝置30配置成對從室內換熱器20流出的冷媒進行節流降壓。節流裝置30優選為電子膨脹閥。室內換熱器20配置成使其內的冷媒與室內空氣進行熱交換。室外換熱器40配置成使其內的冷媒與室外空氣進行熱交換。室內換熱器20和室外換熱器40均可包括多個換熱盤管，換熱盤管的內部中空，以供冷媒流過其中。壓縮機10、節流裝置30和室外換熱器40可均位於室外機中，室內換熱器20位於室內機中。
特別地，空調裝置還包括旁通管路50、溫度獲取模塊60和室外風機70。
旁通管路50直接連通壓縮機10和室外換熱器40，且配置成在制熱除霜模式下使得壓縮機10排出的部分冷媒以分支的形式通過旁通管路50流入室外換熱器40，以利用該部分冷媒的熱量對室外換熱器40進行除霜。同時，壓縮機10排出的另一部分冷媒依次流經室內換熱器20、節流裝置30和室外換熱器40後返回壓縮機10。由此可見，本發明可利用壓縮機10排出的溫度較高的冷媒的熱量對室外換熱器40進行除霜，除霜效果較好，效率較高。同時，壓縮機10排出的另一部分冷媒仍然在冷媒主迴路中流動，從而保持了空調裝置的制熱功能，提高了用戶的舒適度體驗。
進一步地，由於僅僅在室外換熱器40需要除霜時才有必要向其提供高溫冷媒，因此本發明的旁通管路50中可設有截止閥51，截止閥51配置成在制熱除霜模式下受控地打開以導通旁通管路50、在制熱模式和製冷模式下受控地關閉以阻斷旁通管路50。截止閥51優選為電磁閥。
溫度獲取模塊60用於獲取室外換熱器40所處的室外環境溫度和室外換熱器40自身的盤管溫度。具體地，溫度獲取模塊60可包括分別用於檢測室外換熱器40所處的室外環境溫度和室外換熱器40自身的盤管溫度的兩個或兩組溫度傳感器。溫度獲取模塊60也可以為感溫包或熱敏電阻。用於檢測室外環境溫度的溫度傳感器或感溫包或熱敏電阻優選設置在室外換熱器的迎風面。
室外風機70用於驅動室外氣流流動，且配置成在制熱除霜模式中當室外環境溫度與盤管溫度的差值大於或者等於預設溫差值時受控地保持其轉速與制熱模式時的轉速相同、當室外環境溫度與盤管溫度的差值小於預設溫差值時受控地停止運行。
本發明對制熱除霜模式下的室外風機70轉速進行上述特別設計的緣由在於：本發明的設計人意識到，當室外環境溫度與盤管溫度的差值大於或者等於預設溫差值時，說明室外環境溫度與盤管溫度之間的差別較大。此時使室外風機70按照制熱模式時的轉速運行更加有利於室外換熱器40吸熱化霜。當室外環境溫度與盤管溫度的差值小於預設溫差值時，說明室外環境溫度與盤管溫度之間相差很小或基本一致。此時如果開啟室外風機，則室外換熱器40的盤管會一直處於散熱狀態而導致溫度上不來。因此，需要停止室外風機70的運行，使室外換熱器40快速地增壓升溫，從而更好地吸熱化霜，提高了除霜效率。
在本發明的一些實施中，旁通管路50與室外換熱器40底部的盤管連通，以在制熱除霜模式下使得冷媒從下往上地流入室外換熱器40，從而從下往上地對室外換熱器40進行除霜，以使除霜更加均勻，且效果更佳。
在本發明的一些實施例中，節流裝置30還配置成在制熱除霜模式下受控地調至閉閥的臨界狀態。
在本發明的一些實施例中，空調裝置還包括用於促使氣流流向室內的室內風機80，其配置成在制熱除霜模式下受控地按照預設的幅度降低其轉速，使其低於制熱模式時的轉速。
在本發明的一些實施例中，空調裝置還包括設置於其室內機中的發熱裝置90，發熱裝置90配置成在制熱除霜模式下受控地啟動，以通過其產生的熱量加熱流經其的空氣，從而提高空調裝置的送風溫度。
在本發明的一些實施例中，壓縮機10配置成在制熱除霜模式下受控地按照預設的幅度提高其運行頻率，使其高於制熱模式時的運行頻率。
本發明還提供一種空調裝置的控制方法，用於當空調裝置運行在制熱模式時對其室外換熱器40進行化霜處理。圖2是根據本發明一個實施例的空調裝置的控制方法的示意性流程圖。本發明的控制方法包括：
當空調裝置處於制熱模式時，判斷室外換熱器40是否滿足除霜條件，若是，則進入制熱除霜模式。判斷室外換熱器40是否滿足除霜條件的方式有多種，例如可通過室外環境溫度所處的溫度區間所對應的判定規則來判斷，或者通過本領域技術人員習知的其他方式判斷。
在制熱除霜模式下，促使壓縮機10排出的部分冷媒依次流經室內換熱器20、節流裝置30和室外換熱器40後返回壓縮機10，並促使壓縮機10排出的另一部分冷媒以分支的形式通過旁通管路50直接流向室外換熱器40，以利用該另一部分冷媒的熱量對室外換熱器40進行除霜。由此，實現了制熱的同時對室外換熱器40進行除霜的目的。
獲取室外換熱器40所處的室外環境溫度和室外換熱器40自身的盤管溫度。具體地，室外環境溫度和室外換熱器40自身的盤管溫度的獲取沒有先後順序的限制，且最好是同時獲取兩個溫度，以便準確地比較兩個溫度的大小，進而便於選擇室外風機70的轉速。
當室外環境溫度與上述盤管溫度的差值大於或者等於預設溫差值時，保持室外風機70的轉速與制熱模式時的轉速相同；當室外環境溫度與上述盤管溫度的差值小於預設溫差值時，則停止室外風機70的運轉。具體地，預設溫差值為空調裝置中預先設置好的一個溫度值。不同類型或型號的空調裝置所對應的預設溫差值不同。對於常見的一些空調裝置，預設溫差值通常為2～5℃中的任一溫度值，例如幾種不同類型的空調裝置中的預設溫差值可分別設置為2℃、3℃、4℃、5℃。
如前所述，本發明的控制方法通過對室外風機70轉速的控制，有利於室外換熱器40快速地增壓升溫，從而更好地吸熱化霜，提高了除霜效率。並且，本發明的設計人通過大量的實驗證明，本發明的用於除霜的控制方法能夠保證在除霜時室內溫度的降幅在2℃左右。而現有的除霜方法中，室內溫度的降幅一般都在5℃以上。
具體地，本發明的控制方法可包括以下具體步驟：
步驟s101，當空調裝置處於制熱模式時，判斷室外換熱器40是否滿足除霜條件，若是，則轉步驟s102。
步驟s102，促使壓縮機10排出的另一部分冷媒以分支的形式通過旁通管路50直接流向室外換熱器40，以利用該另一部分冷媒的熱量對室外換熱器40進行除霜。
步驟s103，獲取室外換熱器40所處的室外環境溫度和室外換熱器40自身的盤管溫度。
步驟s104，判斷室外環境溫度與上述盤管溫度的差值大於或者等於預設溫差值；若是，則轉步驟s105；若否，則轉步驟s106。
步驟s105，保持室外風機70的轉速與制熱模式時的轉速相同。
步驟s106，停止室外風機70的運轉。
本領域的技術人員應理解，上述步驟s105和步驟s106是兩個可選的步驟，兩者不會同時出現，更沒有先後順序之分。本發明的一些替代性實施例中，步驟s102和步驟s103可以同時進行。
在本發明的一些實施例中，本發明的控制方法還包括：在制熱除霜模式下，將節流裝置30的開度調節至處於閉閥的臨界狀態。這樣既能夠保證室內換熱器20的壓力和溫度不至於損失過大，又能夠使進入室外換熱器40的冷媒量和溫度大幅度提高，從而在不影響用戶制熱體驗的前提下大大縮短了除霜時間。需要說明的是，本發明中所說的節流裝置30處於閉閥的臨界狀態意指節流裝置30處於即將關閉的狀態，在該狀態下，冷媒能夠通過節流裝置30。例如，在本發明一個實施例中，在制熱除霜模式下可以將節流裝置30的開度調節至5％～10％之間的任一個開度。
在本發明的一些實施例中，本發明的控制方法還包括：在制熱除霜模式下，按照預設的幅度降低空調裝置的室內風機80的轉速，使其低於制熱模式時的轉速，以更好地保證用戶的制熱體驗。也就是說，在制熱除霜模式下，室內風機80處於低風模式的運行狀態。在該狀態下，其轉速可控制在600～700轉每分鐘。該步驟可以與步驟s102和/或步驟s103沒有現有順序之分，最好同時進行。
在本發明的一些實施例中，空調裝置還包括設置於其室內機中的發熱裝置90。發熱裝置90可以為ptc發熱體或ptc加熱器。發熱裝置90的功率可以選擇為使得空調裝置在制熱模式下的送風溫度與在制熱除霜模式下的送風溫度之間的差值保持在2℃以內。在這些實施例中，本發明的控制方法還包括：在制熱除霜模式下，啟動發熱裝置90，以通過發熱裝置90加熱流經其的空氣，從而提高空調裝置的送風溫度。該步驟可以與步驟s102和/或步驟s103沒有現有順序之分，最好同時進行。
在本發明的一些實施例中，本發明的控制方法還包括：在制熱除霜模式下，按照預設的幅度提高壓縮機10的運行頻率，使其高於制熱模式時的運行頻率，以更加有利於除霜。該步驟可以與步驟s102和/或步驟s103沒有現有順序之分，最好同時進行。
圖3是根據本發明另一個實施例的空調裝置的控制方法流程圖。在本發明的另一些實施例中，參見圖3，本發明的控制方法還包括：當滿足退出制熱除霜模式的條件時，阻斷旁通管路50，並將壓縮機10的運行頻率調節制熱模式時的運行頻率、將室外風機70的轉速調節至制熱模式時的轉速、將節流裝置30的開度調節至制熱模式時的開度，以防止排氣上升過快，導致室內換熱器20的盤管有過熱負荷。也就是說，室外換熱器40化霜結束後，壓縮機10的運行頻率、室外風機70的轉速以及節流裝置30的開度均恢復至制熱模式時的狀態。同時，旁通管路50被阻斷，以使壓縮機10排出的全部冷媒依次流經室內換熱器20、節流裝置30和室外換熱器40後返回壓縮機10，即全部冷媒均用於空調製熱。
圖4是根據本發明又一個實施例的空調裝置的控制方法流程圖。在本發明的又一些實施例中，參見圖4，本發明的控制方法還包括：當滿足退出制熱除霜模式的條件時，獲取室外換熱器40的盤管溫度；以及當上述盤管溫度小於預設溫度閾值時，控制空調裝置的室內風機80以低風模式運行；反之，則控制室內風機80以高風模式運行。室內風機80在低風模式下的轉速小於在高風模式下的轉速。由此，能夠在保證送風溫度基本不變的前提下快速地恢復制熱模式。
具體地，在低風模式下，室內風機80的轉速可控制在600～700轉每分鐘。在高風模式下，室內風機80的轉速可控制在800～1100轉每分鐘。預設溫度閾值為空調裝置中預先設置好的一個溫度值。不同類型或型號的空調裝置所對應的預設溫差值不同。對於常見的一些空調裝置，預設溫度閾值通常為34～38℃中的任一溫度值，例如幾種不同類型的空調裝置中的預設溫差值可分別設置為34℃、35℃、36℃、37℃、38℃。
在本發明的一些實施例中，旁通管路50中設有截止閥51，在這些實施例中，本發明的控制方法還包括：在制熱除霜模式下，打開截止閥51，以導通旁通管路50；以及在制熱模式下，關閉截止閥51，以阻斷旁通管路50。
至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。