CN104807113B - 一种空调室外机除霜判定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蒸汽压缩机制冷空调领域，特别涉及一种空调室外机除霜判定方法。本发明在空调室外机中增加一个用于检测出风口风速的风速仪，空调室外机除霜判定***结合风速的变化情况和室外风冷换热器的管温来判定室外风冷换热器是否结霜，并控制除霜开关的状态进行除霜，提高了***判定除霜的准确性，做到有霜化霜，无霜不化霜，不仅能最大限度地延长化霜周期，减小空调器除霜过程对室内空气温度的影响，而且提高了用户的使用舒适度和空调的制热效果。

Description

一种空调室外机除霜判定方法
技术领域
本发明涉及蒸汽压缩机制冷空调领域，特别涉及一种空调室外机除霜判定方法。
背景技术
一般空调的压缩式制冷***是由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流元件等构成，由管路按照一定顺序连接起来构成封闭***，封闭***中充注适量的冷媒，在压缩机的作用下，制冷剂从压缩机出来经冷凝器、蒸发器和节流结构重新回到压缩机，热量是伴随着冷媒的移动而移动的，实现了从蒸发器吸热向冷凝器放热的制冷过程。
空调***制热的时候，***将热量从室外送到室内，室外机换热器充当蒸发器，若室外空气的温度较低及湿度较高时，空气中的水蒸汽将在室外换热器表面凝结并结霜。室外换热器的结霜加大了室外换热器表面与空气间的传热热阻，增加了气流通过室外换热器时的流动阻力，使得通过室外换热器的空气流量减少，换热效率明显降低，不仅影响室内舒适性，而且造成***能效下降。为了防止这种现象，在室外换热器的着霜量超过了一定量时，需要通过除霜运转来融解室外换热器的霜，使其流下并排出机外。目前，大多数厂家的做法都是固定时间化霜，在环境温度较低的情况下，根据室外换热器管温进行判断是否结霜，但实际在低温工况下，室外换热器不一定会结霜，如果根据管温来判定，就会造成误判，增加化霜次数，而化霜时通常需要将制热循环切换成制冷循环，将压缩机作为热源，使来自压缩机的高温气体制冷剂流入室外换热器中进行化霜，从而导致室内温度大幅度下降，并且室温达到设定温度所需的时间变长，用户使用的舒适性大打折扣。因此，为了提高用户使用舒适性，应尽可能延长化霜周期，减少化霜次数，做到有霜化霜，无霜不化霜，如何准确判定***是否结霜是关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种空调室外机、空调室外机除霜判定***以及方法，解决现有技术化霜次数多、降低用户使用舒适性以及耗能增加的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种空调室外机，包括压缩机1、四通阀、室外风机、室外风冷换热器、第一室外机截止阀、第二室外机截止阀、管温检测装置和风速检测装置，
所述压缩机包括排气口和回气口；
所述四通阀包括排气端口D、冷凝端口C、蒸发器端口E和吸气管端口S，所述排气端口D连接所述压缩机的排气口；
所述室外风冷换热器入口端连接所述四通阀冷凝端口C，出口端连接所述第一室外机截止阀；所述室外风冷换热器上设置有室外风机，所述室外风机出风口处设置有用于采集所述室外风机出风口风速的风速检测装置；
所述第二室外机截止阀连接所述四通阀的蒸发器端口E；
所述管温检测装置设置在所述室外风冷换热器出口端与所述四通阀吸气管端口S之间，用于采集所述室外风冷换热器的管温。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步的，还包括气液分离器，所述气液分离器入口端连接所述四通阀吸气管端口S，出口端连接所述压缩机的回气口。
进一步的，所述室外风冷换热器出口端和所述第一室外机截止阀之间设置有电子节流部件。
进一步的，所述电子节流部件为毛细管、电子膨胀阀或热力膨胀阀。
进一步的，所述风速检测装置为风速仪；所述管温检测装置为温度传感器，所述温度传感器为热敏电阻。
进一步的，所述第一室外机截止阀为液侧截止阀；所述第二室外机截止阀为为气侧截止阀。
一种空调室外机除霜判定***，包括所述空调室外机，还包括处理器，所述处理器输入端连接所述管温检测装置和风速检测装置，输出端连接除霜开关，所述处理器用于接收所述管温检测装置采集到的室外风冷换热器的管温T和所述风速检测装置采集到的室外风机出风口的风速，根据管温T与预设管温阈值Ts的大小，以及室外风机出风口的风速变化值与风速变化阈值的大小来判断是否进行除霜处理，并控制除霜开关的状态。
进一步的，所述处理器包括计时单元、采集单元、设定单元和判断单元，
所述计时单元用于计算空调室外机的制热运行时间T1；
所述采集单元用于采集所述管温检测装置发送的室外风冷换热器的管温T、所述风速检测装置发送的室外风机出风口的风速和/或所述室外风机的风机档位；
所述设定单元用于设定室外风冷换热器的管温阈值Ts、室外风机出风口的风速变化阈值C的范围和所述制热运行时间T1；
所述判断单元用于比较室外风冷换热器的管温T和管温阈值Ts的大小、所述室外风机出风口的风速变化值和风速变化阈值C的大小以及所述室外风机的风机档位变化情况，并将判断结果发送给所述除霜开关。
一种空调室外机除霜判定方法，采用所述空调室外机除霜判定***，包括以下步骤：
步骤1，设定风速变化阈值C的范围、室外风冷换热器的管温阈值Ts和制热运行时间T1；
步骤2，室外风机3根据室外环境温度选定合适档位进行制热；
步骤3，管温检测装置6时刻采集室外风冷换热器的管温T，并在制热运行时间T1内，持续判断管温T和预设的管温阈值Ts的大小，若管温T持续T1时间小于管温阈值Ts，且室外风机3的风机档位保持不变，则采集制热运行时间T1开始时的室外风机出口处的风速A、所述制热运行时间T1结束时的室外风机出口处的风速B以及所述T1时间段内所述室外风机3的风机档位；
步骤4，根据所述室外风机3的风机档位，在预设的风速变化阈值C的范围内选择风速变化阈值C，判断风速A与风速B的差值与风速变化阈值C的大小，若风速A和风速B的差值大于风速变化阈值C，则判定空调室外机的室外风冷换热器4已结霜，进入步骤5；若风速A和风速B的差值不大于风速变化阈值C，则判定空调室外机的室外风冷换热器4没有结霜，空调继续运行；
步骤5，开始化霜，直到检测到预设的停止化霜条件，退出化霜，并进入步骤1，如此循环。
进一步的，所述步骤3具体为：
步骤301，每秒采集一次室外风冷换热器的管温T，并判断管温T和预设的管温阈值Ts的大小，若管温T不小于管温阈值Ts，则空调室外机继续正常运行；若管温T小于管温阈值Ts，则记录此时的风机档位为第一风机档位，并采集室外风机出口处的风速记为风速A，进入步骤302；
步骤302，开始计时，每秒采集一次室外风冷换热器的管温T，并在所述T1时间段内，持续判断管温T是否小于管温阈值Ts，若否，则在判断管温T再次小于管温阈值Ts时，重新开始计时；若是，则进入步骤303；
步骤303，在所述T1时间结束时，采集此时风机档位记为第二风机档位，采集室外风机出口处的风速记为风速B，并判断第一风机档位和第二风机档位是否相同，若相同，则计算出风速A和风速B的差值；若不相同，则将所述第二风机档位和风速B分别重新记录为新的第一风机档位和风速A，并重复步骤302。
进一步的，所述管温阈值Ts的取值范围为-13℃≤Ts≤2℃；所述制热运行时间T1的取值范围为40min≤T1≤120min；所述风速变化阈值C的取值范围为0.1m/s≤C≤0.5m/s。
进一步的，所述风机档位包括低风档、中风档和高风档；所述低风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.1m/s≤C＜0.2m/s，所述中风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.2m/s≤C＜0.3m/s，所述高风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.3m/s≤C≤0.4m/s；
或者所述低风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.1m/s≤C＜0.3m/s，所述中风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.3m/s≤C＜0.4m/s，所述高风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.4m/s≤C≤0.5m/s；
或者所述低风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.1m/s≤C＜0.2m/s，所述中风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.2m/s≤C＜0.35m/s，所述高风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.35m/s≤C≤0.5m/s。
本发明的有益效果是：本发明在空调室外机中增加一个用于检测出风口风速的风速仪，空调室外机除霜判定***结合风速的变化情况和室外风冷换热器的管温来判定室外风冷换热器是否结霜，并控制除霜开关的状态进行除霜，提高了***判定除霜的准确性，做到有霜化霜，无霜不化霜，不仅能最大限度地延长化霜周期，减小空调器除霜过程对室内空气温度的影响，而且提高了用户的使用舒适度和空调的制热效果。
附图说明
图1为本发明空调室外机的***结构图；
图2为本发明空调室外机除霜判定***结构图；
图3为本发明空调室外机除霜判定方法的流程图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、压缩机，2、四通阀，3、室外风机，4、室外风冷换热器，5、电子节流部件，6、管温检测装置，7、气液分离器，8、第一室外机截止阀，9、第二室外机截止阀，10、风速检测装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本实施例空调室外机的***结构图，包括压缩机1、四通阀2、室外风机3、室外风冷换热器4、电子节流部件5、气液分离器7、第一室外机截止阀8、第二室外机截止阀9、管温检测装置6和风速检测装置10，本实施例中，第一室外机截止阀8为液侧截止阀，所述第二室外机截止阀为9为气侧截止阀，所述风速检测装置10为风速仪，所述管温检测装置6为温度传感器，所述温度传感器为热敏电阻。本实施例的温度传感器能够为处理器进行是否执行除霜操作的判断提供准确的数据依据，从而保证了***除霜判定的准确性，而热敏电阻具有体积小、灵敏度高、稳定性好、易加工成型等优点，使用热敏电阻作为温度传感器检测室外风冷换热器的管温，能够有效地保证检测结果的准确性。
本实施例中，所述压缩机1包括排气口和回气口，冷媒经过回气口被吸进压缩机1的压缩腔中且在该压缩腔中被压缩，变成高温高压的冷媒气体，再通过压缩机1的排气口排出压缩机1；所述四通阀2包括排气端口D、冷凝端口C、蒸发器端口E和吸气管端口S，所述排气端口D连接所述压缩机1的排气口；所述室外风冷换热器4入口端连接所述四通阀2冷凝端口C，出口端连接所述第一室外机截止阀8；所述室外风冷换热器4上设置有室外风机3，所述室外风机3出风口处设置有用于采集所述室外风机出风口风速的风速仪；所述气液分离器7入口端连接所述四通阀2吸气管端口S，出口端连接所述压缩机1的回气口；所述室外风冷换热器4出口端和所述第一室外机截止阀8之间设置有电子节流部件5；所述第二室外机截止阀9连接所述四通阀2的蒸发器端口E；所述温度传感器设置在所述室外风冷换热器4出口端与所述四通阀2吸气管端口S之间，用于采集所述室外风冷换热器4的管温。本实施例中，所述电子节流部件5为热力膨胀阀，在其他实施例中，所述电子节流部件5还可以为毛细管或电子膨胀阀。毛细管或者电子膨胀阀或者热力膨胀阀均有良好的节流作用，其中，电子膨胀阀和热力膨胀阀的开度可根据需要的过冷度控制，而毛细管的生产成本低、装配简单方便。本实施例中，采用气液分离器可以将气体冷媒与液态冷媒进行分离，防止液态冷媒经压缩机的进气管进入，而引起液态冷媒液击损坏压缩机的现象，从而提高了本空调室外机的工作可靠性。
需要说明，这里排气口与排气端口D相连应当作广义理解，即可以并非是直接相连，例如在本发明的一个实施例中，排气口与排气端口D之间还设有油分离器(图未示出)，也就是说，压缩机1的排气口是通过油分离器与四通阀2的排气端口D间接相连的。其中，油分离器已为现有技术，因此这里就不进行详细描述。
当空调室外机制热运行时，冷媒在压缩机1中被压缩后，经压缩机1的排气口进入四通阀2，此时四通阀2的DE导通，压缩后的冷媒从四通阀的蒸发器端口E排出后经过第二室外机截止阀9，即气侧截止阀流出后经室内机热换器(图中未示出)冷凝后从第一室外机截止阀8，即液侧截止阀回到电子节流部件5，并通过电子节流部件5节流成低压液态冷媒进入室外风冷换热器3进行换热，蒸发后的低压气态冷媒在进入四通阀2，此时四通阀2的CS导通，低压气态冷媒从四通阀2的吸气管端口S进入气液分离器7，并经气液分离器7分离后进入压缩机1的回气口，完成一次制热循环。
如图2所示，为本发明实施例的一种空调室外机除霜判定***，包括附图1中的空调室外机和处理器，所述处理器输入端连接所述管温检测装置6和风速检测装置10，输出端连接除霜开关，所述处理器用于接收所述管温检测装置6采集到的室外风冷换热器的管温T和所述风速检测装置10采集到的室外风机出风口的风速，根据管温T与预设管温阈值Ts的大小，以及室外风机出风口的风速变化值与风速变化阈值的大小来判断是否进行除霜处理，并控制除霜开关的状态。
本实施例中，所述处理器包括计时单元、采集单元、设定单元和判断单元，所述计时单元用于计算空调室外机的制热运行时间T1；所述采集单元用于采集所述管温检测装置6发送的室外风冷换热器的管温T、所述风速检测装置10发送的室外风机出风口的风速和/或所述室外风机3的风机档位；所述设定单元用于设定室外风冷换热器的管温阈值Ts、室外风机出风口的风速变化阈值C的范围、和所述制热运行时间T1；所述判断单元用于比较室外风冷换热器的管温T和管温阈值Ts的大小、所述室外风机出风口的风速变化值和风速变化阈值C的大小以及所述室外风机3的风机档位变化情况，并将判断结果发送给所述除霜开关。
如图3所示，为本发明实施例的一种空调室外机除霜判定方法，采用上述的空调室外机除霜判定***，包括以下步骤：
步骤1，设定室外风冷换热器的管温阈值Ts为0℃、制热运行时间T1为40min、风速变化阈值C范围为0.1m/s≤C≤0.5m/s；
步骤2，室外风机3根据室外环境温度选定高风档位进行制热；
步骤301，每秒采集一次室外风冷换热器的管温T，并判断管温T与预先设定的管温阈值Ts的大小；若管温T不小于0℃，则空调室外机继续正常运行；若管温T小于0℃，则记录此时的高风档位为第一风机档位，并采集室外风机出口处的风速记为风速A，进入步骤302；
步骤302，开始计时，每秒采集一次室外风冷换热器的管温T，并判断管温T是否在40min内持续小于0℃，若否，则在判断管温T再次小于0℃时，重新开始计时；若是，则进入步骤303；
步骤303，采集40min结束时的室外风机档位记为第二风机档位，室外风机出口处的风速记为风速B，并判断第一风机档位和第二风机档位是否相同，若相同，则计算出风速A和风速B的差值，本实施例中，第一风机档位和第二风机档位均为高风档位；若不相同，则将所述第二风机档位和风速B分别重新记录为新的第一风机档位和风速A，并重复步骤302；
步骤4，根据所述室外风机3的高风档位，选择风速变化阈值C为0.45m/s，判断风速A与风速B的差值与0.45m/s的大小，若风速A和风速B的差值大于0.45m/s，则判定空调室外机的室外风冷换热器4已结霜，进入步骤5；若风速A和风速B的差值不大于0.45m/s，则判定空调室外机的室外风冷换热器4没有结霜，空调继续运行；
步骤5，开始化霜，直到检测到室外风冷换热器管温T大于等于15℃，退出化霜。本实施例中，预设的停止化霜条件为室外风冷换热器管温T大于等于15℃。
本实施例中，管温检测装置6为温度传感器，且温度传感器的采集间隔为1秒，这样不仅可以时刻监测室外风冷换热器的管温T，而且温度传感器通过检测电压和阻值信号，发送到主板控制芯片，转换成温度值的过程几乎不耗能的，不会增加耗能。为了保证换热器的效率以及制热效果，需要合理设置管温阈值Ts和检测风速B时的制热运行时间T1，一般情况下，Ts越低，T1应该越短，本实施例中Ts设定为0℃，T1设定为40min，在其他实施例中，根据实际情况，比如室外风机的档位、环境温度等，Ts可以设定为-13℃、2℃、5℃、0℃以及-13℃～2℃之间的任意值，而T1根据Ts的取值，可以为40min、60min、80min、120min以及40min～120min之间的任意值。
本实施例中，进行比较判断时，风速变化阈值C与风机档位有关，风机档位低，则C值较低；风机档位高，则C值较高。可以预先设定风速变化阈值C的范围，比如上述实施例中设定C值取值范围在0.1m/s～0.5m/s之间，判断单元在判断时，根据采集到的风机档位，在C值范围内选择合适的C值进行判断。
在其他实施例中，还可以预先设定不同风机档位对应的C值范围大小，如下表1、表2、表3所示，为不同风机档位对应的C值范围。判断单元在判断时，根据采集到的风机档位，在下表对应的C值范围内选择合适的C值进行判断。
表1第一种风机档位与风速变化阈值C对应表
风档 C值范围
低风档 0.1m/s≤C＜0.2m/s
中风档 0.2m/s≤C＜0.3m/s
高风档 0.3m/s≤C≤0.4m/s
表2第二种风机档位与风速变化阈值C对应表
风档 C值范围
低风档 0.1m/s≤C＜0.3m/s
中风档 0.3m/s≤C＜0.4m/s
高风档 0.4m/s≤C≤0.5m/s
表3第三种风机档位与风速变化阈值C对应表
本发明在空调室外机中增加一个用于检测出风口风速的风速仪，空调室外机除霜判定***结合风速的变化情况和室外风冷换热器的管温来判定室外风冷换热器是否结霜，并控制除霜开关的状态进行除霜，提高了***判定除霜的准确性，做到有霜化霜，无霜不化霜，不仅能最大限度地延长化霜周期，减小空调器除霜过程对室内空气温度的影响，而且提高了用户的使用舒适度和空调的制热效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空调室外机除霜判定方法，其特征在于，采用空调室外机除霜判定***，所述空调室外机除霜判定***包括空调室外机和处理器，所述处理器输入端连接管温检测装置和风速检测装置，所述处理器输出端连接除霜开关，所述空调室外机除霜判定方法包括以下步骤：
步骤1，所述处理器设定风速变化阈值C的范围、室外风冷换热器的管温阈值Ts和制热运行时间T1；
步骤2，室外风机根据室外环境温度选定合适档位进行制热；
步骤3，管温检测装置时刻采集室外风冷换热器的管温T，并在制热运行时间T1内，所述处理器持续判断管温T和预设的管温阈值Ts的大小，若管温T持续T1时间小于管温阈值Ts，且室外风机的风机档位保持不变，则采集制热运行时间T1开始时的室外风机出口处的风速A、所述制热运行时间T1结束时的室外风机出口处的风速B以及所述T1时间段内所述室外风机的风机档位；
步骤4，根据所述室外风机的风机档位，在预设的风速变化阈值C的范围内选择风速变化阈值C，所述处理器判断风速A与风速B的差值与风速变化阈值C的大小，若风速A和风速B的差值大于风速变化阈值C，则判定空调室外机的室外风冷换热器已结霜，进入步骤5；若风速A和风速B的差值不大于风速变化阈值C，则判定空调室外机的室外风冷换热器没有结霜，空调继续运行；
步骤5，开始化霜，直到检测到预设的停止化霜条件，退出化霜，并进入步骤1，如此循环。
2.根据权利要求1所述的空调室外机除霜判定方法，其特征在于：所述步骤3具体为：
步骤301，每秒采集一次室外风冷换热器的管温T，并判断管温T和预设的管温阈值Ts的大小，若管温T不小于管温阈值Ts，则空调室外机继续正常运行；若管温T小于管温阈值Ts，则记录此时的风机档位为第一风机档位，并采集室外风机出口处的风速记为风速A，进入步骤302；
步骤302，开始计时，每秒采集一次室外风冷换热器的管温T，并在所述T1时间段内，持续判断管温T是否小于管温阈值Ts，若否，则在判断管温T再次小于管温阈值Ts时，重新开始计时；若是，则进入步骤303；
步骤303，在所述T1时间结束时，采集此时风机档位记为第二风机档位，采集室外风机出口处的风速记为风速B，并判断第一风机档位和第二风机档位是否相同，若相同，则计算出风速A和风速B的差值；若不相同，则将所述第二风机档位和风速B分别重新记录为新的第一风机档位和风速A，并重复步骤302。
3.根据权利要求1或2所述的空调室外机除霜判定方法，其特征在于：所述管温阈值Ts的取值范围为-13℃≤Ts≤2℃；所述制热运行时间T1的取值范围为40min≤T1≤120min；所述风速变化阈值C的取值范围为0.1m/s≤C≤0.5m/s。
4.根据权利要求3所述的空调室外机除霜判定方法，其特征在于：所述风机档位包括低风档、中风档和高风档；所述低风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.1m/s≤C＜0.2m/s，所述中风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.2m/s≤C＜0.3m/s，所述高风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.3m/s≤C≤0.4m/s；
或者所述低风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.1m/s≤C＜0.3m/s，所述中风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.3m/s≤C＜0.4m/s，所述高风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.4m/s≤C≤0.5m/s；
或者所述低风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.1m/s≤C＜0.2m/s，所述中风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.2m/s≤C＜0.35m/s，所述高风档对应风速变化阈值C的取值范围为0.35m/s≤C≤0.5m/s。
5.根据权利要求4所述的空调室外机除霜判定方法，其特征在于：所述空调室外机包括压缩机(1)、四通阀(2)、室外风机(3)、室外风冷换热器(4)、第一室外机截止阀(8)、第二室外机截止阀(9)、管温检测装置(6)和风速检测装置(10)，
所述压缩机(1)包括排气口和回气口；
所述四通阀(2)包括排气端口D、冷凝端口C、蒸发器端口E和吸气管端口S，所述排气端口D连接所述压缩机(1)的排气口；
所述室外风冷换热器(4)入口端连接所述四通阀(2)冷凝端口C，出口端连接所述第一室外机截止阀(8)；所述室外风冷换热器(4)上设置有室外风机(3)，所述室外风机(3)出风口处设置有用于采集所述室外风机出风口风速的风速检测装置(10)；
所述第二室外机截止阀(9)连接所述四通阀(2)的蒸发器端口E；
所述管温检测装置(6)设置在所述室外风冷换热器(4)出口端与所述四通阀(2)吸气管端口S之间，用于采集所述室外风冷换热器(4)的管温。
6.根据权利要求5所述的空调室外机除霜判定方法，其特征在于：所述空调室外机还包括气液分离器(7)，所述气液分离器(7)入口端连接所述四通阀(2)吸气管端口S，出口端连接所述压缩机(1)的回气口。
7.根据权利要求6所述的空调室外机除霜判定方法，其特征在于：所述室外风冷换热器(4)出口端和所述第一室外机截止阀(8)之间设置有电子节流部件(5)；所述电子节流部件(5)为毛细管、电子膨胀阀或热力膨胀阀。
8.根据权利要求7所述的空调室外机除霜判定方法，其特征在于：所述风速检测装置(10)为风速仪；所述管温检测装置(6)为温度传感器，所述温度传感器为热敏电阻。
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