CN105371542B - 空调***及其除霜方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调***及其除霜方法。该空调***包括室外换热器(10)，室外换热器(10)包括上侧集管(11)、中间集管(12)和下侧集管(13)，当空调***处于除霜状态时，高温制冷剂同时从上侧集管(11)和下侧集管(13)流入室外换热器(10)，并从中间集管(12)流出；或者高温制冷剂从中间集管(12)流入室外换热器(10)，并同时从上侧集管(11)和下侧集管(13)流出。根据本发明的空调***，能够解决现有技术中高温制冷剂不能及时地与换热器霜层进行换热，除霜效率较低，除霜时间较长的问题。

Description

空调***及其除霜方法

技术领域

本发明涉及空调设备领域，具体而言，涉及一种空调***及其除霜方法。

背景技术

热泵在冬季进行低温制热时,当其表面温度低于空气露点温度时,空气中的水蒸气便会凝结，产生凝露。此时温度如果低于0℃时,凝露便以疏松的冰晶体的形式堆积在换热器翅片及扁管表面，而形成霜，甚至会产生结冰现象。换热器结霜后，制冷剂与空气之间的传热热阻会大大增加,进而影响整个热泵空调的制热效果。

目前现有的除霜方式,一般都是空调停机后把四通阀换向到制冷运行状态。首先通过制热运行一定时间检测室外传感器或室内传感器的温度,判断室外机是否需要除霜。当室外机需要除霜时，停机后控制四通阀换向，转到制冷模式,同时室内外的风机停止运行.通过压缩机的排出的高温高压的冷媒进入室外机换热器.与附在室外机换热器上的霜层进行热交换,进而达到除霜的目的。但由于制冷模式的逆运转，室外机的每次除霜都需要通过室内换热器从室内吸取热量,进而又会影响室内的舒适度。因此当除霜时间越长，热泵的制热效果就越差，所以这就需要尽量地缩短除霜所用的时间。

而目前微通道换热器应用于热泵制热时，由于微通道换热器在冷凝水排出的性能上要稍弱于普通的管翅式换热器，因此室外机的结霜周期会变短。另外，为改善排水性能，室外换热器通常以扁管沿竖直方向的方式放置，内部的制冷剂通常从换热器底部沿着扁管向上流动，因此其底部的温度通常较低，霜层也较上部要厚。而现有技术中，微通道换热器在除霜时，由于***逆向运转，压缩机排出的高温高压制冷剂又通常从换热器顶部两端或者底部的某一端进入，导致高温制冷剂不能及时地与换热器霜层进行换热，除霜效率较低，除霜时间较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种空调***及其除霜方法，以解决现有技术中高温制冷剂不能及时地与换热器霜层进行换热，除霜效率较低，除霜时间较长的问题。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种空调***，包括室外换热器，室外换热器包括上侧集管、中间集管和下侧集管，当空调***处于除霜状态时，高温制冷剂同时从上侧集管和下侧集管流入室外换热器，并从中间集管流出；或者高温制冷剂从中间集管流入室外换热器，并同时从上侧集管和下侧集管流出。

进一步地，当高温制冷剂同时从上侧集管和下侧集管流入室外换热器时，高温制冷剂同时从上侧集管和/或下侧集管的两端流入；当高温制冷剂从中间集管流入室外换热器时，高温制冷剂同时从中间集管的两端流入。

进一步地，空调***还包括流量调节装置，当空调***处于除霜状态时，流量调节装置控制高温制冷剂进入上侧集管的流量小于等于进入下侧集管的流量。

进一步地，流量调节装置设置在上侧集管的进口端或和/或下侧集管的进口端；或者流量调节装置设置在上侧集管的出口端和/或下侧集管的出口端。

进一步地，空调***还包括压缩机、四通阀、节流阀、室内换热器和气液分离器，室外换热器的上侧集管连接至四通阀的第一端口，室外换热器的下侧集管连接至节流阀，四通阀的第一端口与节流阀之间的管路上设置有管路控制单元，当空调***处于除霜状态时，管路控制单元控制高温制冷剂同时从上侧集管和下侧集管流入室外换热器，并从中间集管流出；或者控制高温制冷剂从中间集管流入室外换热器，并同时从上侧集管和下侧集管流出。

进一步地，四通阀的第一端口同时连接至上侧集管的两端以及下侧集管的两端，四通阀的第一端口连接至下侧集管的管路上设置有控制该管路通断的第一控制阀，中间集管的两端通过两个管路连接至节流阀，中间集管的第一端与节流阀之间的管路上设置有控制该管路通断的第二控制阀，中间集管的第二端与节流阀之间的管路上设置有控制该管路通断的第四控制阀，下侧集管与节流阀之间的管路上设置有控制该管路通断的第三控制阀，管路控制单元包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀。

进一步地，四通阀的第一端口连通至上侧集管和下侧集管的两端的共用管路上设置有控制该管路通断的第三控制阀，四通阀的第一端口连通至中间集管的第一端的管路上设置有控制该管路通断的第二控制阀，四通阀的第一端口连通至中间集管的第二端的管路上设置有控制该管路通断的第四控制阀，上侧集管和下侧集管之间的连通管路上设置有控制该管路通断的第一控制阀，管路控制单元包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀。

进一步地，中间集管距上侧集管的距离大于等于中间集管距下侧集管的距离。根据本发明的另一方面，提供了一种空调***的除霜方法，包括：步骤S1，使空调***进入除霜模式；步骤S2，控制高温制冷剂同时从室外换热器的上侧集管和下侧集管流入后从中间集管流出。

根据本发明的再一方面，提供了一种空调***的除霜方法，包括：步骤S1，使空调***进入除霜模式；步骤S2，控制高温制冷剂从室外换热器的中间集管流入后同时从上侧集管和下侧集管流出。

本发明的空调***在工作时，当空调***处于除霜状态时，高温制冷剂同时从上侧集管和下侧集管流入室外换热器，并从中间集管流出；或者高温制冷剂从中间集管流入室外换热器，并同时从上侧集管和下侧集管流出。如此一来，就可以通过高温制冷剂同时对室外换热器的上部和下部进行除霜处理，缩短了高温制冷剂的流动路程，提高了高温制冷剂到达室外换热器的顶部和底部的速率，同时使中间集管距上侧集管的距离大于等于中间集管距下侧集管的距离，可以使霜层较厚的室外换热器下部更快与高温制冷剂进行换热，进一步优化除霜效率，降低除霜时间。

附图说明

图1示意性示出了根据本发明的第一实施例的空调***的控制原理图；

图2示意性示出了根据本发明的第二实施例的空调***的控制原理图。

图中附图标记：10、室外换热器；20、压缩机；30、四通阀；40、节流阀；50、室内换热器；60、气液分离器；70、管路控制单元；11、上侧集管；12、中间集管；13、下侧集管；71、第一控制阀；72、第二控制阀；73、第三控制阀；74、第四控制阀。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参考图1和图2所示，根据本发明的实施例，空调***包括室外换热器10，室外换热器10包括上侧集管11、中间集管12和下侧集管13。当空调***处于除霜状态时，高温制冷剂同时从上侧集管11和下侧集管13流入室外换热器10，并从中间集管12流出；或者高温制冷剂从中间集管12流入室外换热器10，并同时从上侧集管11和下侧集管13流出。优选地，中间集管12距上侧集管11的距离于等于中间集管12距下侧集管13的距离。

该空调***在工作时，当空调***处于除霜状态时，高温制冷剂同时从上侧集管11和下侧集管13流入室外换热器10，并从中间集管12流出；或者高温制冷剂从中间集管12流入室外换热器10，并同时从上侧集管11和下侧集管13流出。如此一来，就可以通过高温制冷剂同时对室外换热器10的上部和下部进行除霜处理，缩短了高温制冷剂的流动路程，提高了高温制冷剂到达室外换热器10的顶部和底部的速率，同时使中间集管12距上侧集管11的距离大于等于中间集管12距下侧集管13的距离，可以使霜层较厚的室外换热器10下部更快与高温制冷剂进行换热，进一步优化除霜效率，降低除霜时间。

在进行除霜处理时，高温制冷剂可以从上侧集管11和下侧集管13的一端或者同时从两端进入室外换热器10，然后从中间集管12的一端或者同时从两端流出；或者是从中间集管的一端或同时从两端进入室外换热器10，然后从上侧集管11和下侧集管13的一端或者同时从两端流出。

优选地，在本实施例中，当高温制冷剂同时从上侧集管11和下侧集管13流入室外换热器10时，高温制冷剂同时从上侧集管11和/或下侧集管13的两端流入；当高温制冷剂从中间集管12流入室外换热器10时，高温制冷剂同时从中间集管12的两端流入。高温制冷剂同时从上侧集管11和/或下侧集管13的两端同时流入室外换热器10，或者是从中间集管12的两端同时流入室外换热器10，可以使高温制冷剂更均匀地分布到室外换热器10的换热管中，提高室外换热器10的换热效率。

优选地，室外换热器10的中间集管12距上侧集管11的距离小于等于中间集管12距下侧集管13的距离，由于一般情况下，室外换热器10的底部结霜情况要比上部较为严重，因此通过减小中间集管12与下侧集管13的距离，能够提高室外换热器10底部的化霜效率，使得整个空调***的除霜效果更佳。

优选地，空调***还包括流量调节装置，当空调***处于除霜状态时，流量调节装置控制高温制冷剂进入上侧集管11的流量小于等于进入下侧集管13的流量。由于一般情况下，室外换热器10的底部结霜情况要比上部较为严重，因此通过调节高温制冷剂进入上侧集管11或下侧集管13流量的方式，能够提高室外换热器10底部的化霜效率，使得整个空调***的除霜效果更佳。

该流量调节装置可以设置在上侧集管11的出口端或下侧集管13的进口端，也可以同时设置在上侧集管11的进口端和下侧集管13的进口端或者同时设置在上侧集管11的出口端和下侧集管13的出口端，只要能够对进入上侧集管11或下侧集管13的流量进行调节，使得高温制冷剂进入上侧集管11的流量小于等于进入下侧集管13的流量即可。

在本实施例中，空调***还包括压缩机20、四通阀30、节流阀40、室内换热器50和气液分离器60，室外换热器10的上侧集管11连接至四通阀30的第一端口，室外换热器10的下侧集管13连接至节流阀40，四通阀30的第一端口与节流阀40之间的管路上设置有管路控制单元70，当空调***处于除霜状态时，管路控制单元70控制高温制冷剂同时从上侧集管11和下侧集管13流入室外换热器10，并从中间集管12流出；或者控制高温制冷剂从中间集管12流入室外换热器10，并同时从上侧集管11和下侧集管13流出。

结合参见图1所示，根据本发明的第一实施例，四通阀30的第一端口同时连接至上侧集管11的两端以及下侧集管13的两端，四通阀30的第一端口连接至下侧集管13的管路上设置有控制该管路通断的第一控制阀71，中间集管12的两端通过两个管路连接至节流阀40，中间集管12的第一端与节流阀40之间的管路上设置有控制该管路通断的第二控制阀72，中间集管12的第二端与节流阀40之间的管路上设置有控制该管路通断的第四控制阀74，下侧集管13与节流阀40之间的管路上设置有控制该管路通断的第三控制阀73，第一控制阀71、第二控制阀72、第三控制阀73和第四控制阀74构成管路控制单元70。优选地，第一控制阀71为流量调节阀，可以同时作为流量调节装置使用，来调节进入下侧集管13的高温制冷剂的流量，使得进入下侧集管13的高温制冷剂的流量大于等于进入上侧集管11的高温制冷剂的流量。

当然，在本实施例中，也可以在上侧集管11的入口端设置流量调节阀，或者是在下侧集管13的入口端单独设置流量调节阀，还可以同时在上侧集管11的入口端的下侧集管13的入口端设置流量调节阀，专门调节进入上侧集管11和下侧集管13的流量。

结合参见图2所示，根据本发明的第二实施例，四通阀30的第一端口连通至上侧集管11和下侧集管13的两端的共用管路上设置有控制该管路通断的第三控制阀73，四通阀30的第一端口连通至中间集管12的第一端的管路上设置有控制该管路通断的第二控制阀72，四通阀30的第一端口连通至中间集管12的第二端的管路上设置有控制该管路通断的第四控制阀74，上侧集管11和下侧集管13之间的连通管路上设置有控制该管路通断的第一控制阀71，第一控制阀71、第二控制阀72、第三控制阀73和第四控制阀74构成管路控制单元70。优选地，第一控制阀71为流量调节阀，可以同时作为流量调节装置使用，来调节进入下侧集管13的高温制冷剂的流量，使得进入下侧集管13的高温制冷剂的流量大于等于进入上侧集管11的高温制冷剂的流量。

在本实施例中，也可以在上侧集管11的出口端设置流量调节阀，或者是在下侧集管13的出口端单独设置流量调节阀，还可以同时在上侧集管11的出口端的下侧集管13的出口端设置流量调节阀，专门调节进入上侧集管11和下侧集管13的流量。

根据本发明的实施例，空调***的除霜方法包括：步骤S1，使空调***进入除霜模式；步骤S2，控制高温制冷剂同时从室外换热器10的上侧集管11和下侧集管13流入后从中间集管12流出。

根据本发明的实施例，空调***的除霜方法包括：步骤S1，使空调***进入除霜模式；步骤S2，控制高温制冷剂从室外换热器10的中间集管12流入后同时从上侧集管11和下侧集管13流出。

上述两种除霜方法中，不管采用哪种方法，均能够使得高温制冷剂同时对室外换热器10的底部和顶部进行除霜处理，因此均能够提高空调***的除霜效率。

下面结合图1来说明本发明第一实施例的空调***的工作过程。

当空调***处于制冷状态时，第一控制阀71、第二控制阀72和第四控制阀74均关闭，第三控制阀73打开，压缩机20的排气经过四通阀30从室外换热器10的上侧集管11进入室外换热器10进行冷凝，流经上部换热扁管以及中间集管12继续下行，通过下部换热扁管，最后从下侧集管13流出室外换热器10时为过冷液态，然后经过第三控制阀73后，再进入节流阀40进行节流，然后进入室内换热器50蒸发，经过气液分离器60回至压缩机20，进入下一循环。

当空调***处于制热状态时，第一控制阀71、第二控制阀72和第四控制阀74均关闭，第三控制阀73打开，压缩机20的排气经过四通阀30从室内换热器50进行冷凝，再流经节流阀40进行节流，转变为气液两相经过第三控制阀73进入室外换热器10的下侧集管13内，然后流经下部换热扁管以及中间集管12继续上行，通过上部换热扁管，最后从上侧集管11流出室外换热器10时为过热气态，流经气液分离器60回至压缩机，进入下一循环。

当空调***处于除霜状态时，第一控制阀71、第二控制阀72和第四控制阀74均打开，第三控制阀73关闭，压缩机20的排气经过四通阀30后，分为两个支路，第一路从上侧集管11进入室外换热器10，经过上部扁管从中间集管12两侧的出口，即分别从第二控制阀72和第四控制阀74流出换热器；由于第三控制阀73关闭，第二路流经第一控制阀71后从下侧集管13进入室外换热器10，上行流经下部扁管，至中间集管12与第一路制冷剂汇合，从中间集管12两侧的出口，即分别从第二控制阀72和第四控制阀74流出室外换热器10；进入节流阀40进行节流后进入室内换热器50蒸发，再流经气液分离器60回至压缩机20，进入下一循环。

上述的过程中，第一控制阀71为流量调节阀，可以根据需要调节进入下侧集管13的高温制冷剂的流量，使得进入下侧集管13的高温制冷剂的流量大于进入上侧集管11的高温制冷剂的流量。

下面结合图2来说明本发明第二实施例的空调***的工作过程。

在第二实施例中，当空调***处于制热状态或者制冷状态时，第三控制阀73打开，第二控制阀72、第一控制阀71和第四控制阀74均关闭，其工作原理与过程均与第一实施例相同，这里不再详述。

当空调***处于除霜状态时，第三控制阀73关闭，第二控制阀72、第一控制阀71和第四控制阀74均打开，压缩机20的排气流经四通阀30后分为两路，分别从第二控制阀72和第四控制阀74进入中间集管12，之后高温制冷剂再分为两路，第一路上行流经上部扁管和上侧集管11，再经过第一控制阀71流动至下侧集管13的出口端；第二路下行流经下部扁管，从下侧集管13流出，与第一路汇合后进入节流阀40进行节流后进入室内换热器50蒸发，再流经气液分离器60回至压缩机20，进入下一循环。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种空调***，其特征在于，包括室外换热器(10)，所述室外换热器(10)包括水平布置的上侧集管(11)、中间集管(12)和下侧集管(13)，当所述空调***处于除霜状态时，高温制冷剂同时从所述上侧集管(11)和所述下侧集管(13)流入所述室外换热器(10)，并从所述中间集管(12)流出；或者所述高温制冷剂从所述中间集管(12)流入所述室外换热器(10)，并同时从所述上侧集管(11)和所述下侧集管(13)流出；所述空调***还包括压缩机(20)、四通阀(30)、节流阀(40)、室内换热器(50)和气液分离器(60)，所述室外换热器(10)的所述上侧集管(11)连接至所述四通阀(30)的第一端口，所述室外换热器(10)的下侧集管(13)连接至所述节流阀(40)，所述四通阀(30)的第一端口与所述节流阀(40)之间的管路上设置有管路控制单元(70)，当所述空调***处于除霜状态时，所述管路控制单元(70)控制高温制冷剂同时从所述上侧集管(11)和所述下侧集管(13)流入所述室外换热器(10)，并从所述中间集管(12)流出；或者控制所述高温制冷剂从所述中间集管(12)流入所述室外换热器(10)，并同时从所述上侧集管(11)和所述下侧集管(13)流出。

2.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，当所述高温制冷剂同时从所述上侧集管(11)和所述下侧集管(13)流入所述室外换热器(10)时，所述高温制冷剂同时从所述上侧集管(11)和/或所述下侧集管(13)的两端流入；当所述高温制冷剂从所述中间集管(12)流入所述室外换热器(10)时，所述高温制冷剂同时从所述中间集管(12)的两端流入。

3.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述空调***还包括流量调节装置，当所述空调***处于除霜状态时，所述流量调节装置控制所述高温制冷剂进入所述上侧集管(11)的流量小于等于进入所述下侧集管(13)的流量。

4.根据权利要求3所述的空调***，其特征在于，所述流量调节装置设置在所述上侧集管(11)的进口端或和/或所述下侧集管(13)的进口端；或者所述流量调节装置设置在所述上侧集管(11)的出口端和/或所述下侧集管(13)的出口端。

5.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述四通阀(30)的第一端口同时连接至所述上侧集管(11)的两端以及所述下侧集管(13)的两端，所述四通阀(30)的第一端口连接至所述下侧集管(13)的管路上设置有控制该管路通断的第一控制阀(71)，所述中间集管(12)的两端通过两个管路连接至所述节流阀(40)，所述中间集管(12)的第一端与所述节流阀(40)之间的管路上设置有控制该管路通断的第二控制阀(72)，所述中间集管(12)的第二端与所述节流阀(40)之间的管路上设置有控制该管路通断的第四控制阀(74)，所述下侧集管(13)与所述节流阀(40)之间的管路上设置有控制该管路通断的第三控制阀(73)，所述管路控制单元(70)包括所述第一控制阀(71)、第二控制阀(72)、第三控制阀(73)和第四控制阀(74)。

6.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于，所述四通阀(30)的第一端口连通至所述上侧集管(11)和所述下侧集管(13)的两端的共用管路上设置有控制该管路通断的第三控制阀(73)，所述四通阀(30)的第一端口连通至所述中间集管(12)的第一端的管路上设置有控制该管路通断的第二控制阀(72)，所述四通阀(30)的第一端口连通至所述中间集管(12)的第二端的管路上设置有控制该管路通断的第四控制阀(74)，所述上侧集管(11)和所述下侧集管(13)之间的连通管路上设置有控制该管路通断的第一控制阀(71)，所述管路控制单元(70)包括所述第一控制阀(71)、第二控制阀(72)、第三控制阀(73)和第四控制阀(74)。

7.根据权利要求2所述的空调***，其特征在于，所述中间集管(12)距所述上侧集管(11)的距离大于等于所述中间集管(12)距所述下侧集管(13)的距离。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的空调***的除霜方法，其特征在于，空调***的室外换热器(10)中包括水平布置的上侧集管(11)、中间集管(12)和下侧集管(13)，所述除霜方法包括：

步骤S1，使空调***进入除霜模式；

步骤S2，控制高温制冷剂同时从室外换热器(10)的上侧集管(11)和下侧集管(13)流入后从中间集管(12)流出。

9.一种如权利要求1至7中任一项所述的空调***的除霜方法，其特征在于，空调***的室外换热器(10)中包括水平布置的上侧集管(11)、中间集管(12)和下侧集管(13)，所述除霜方法包括：

步骤S1，使空调***进入除霜模式；

步骤S2，控制高温制冷剂从室外换热器(10)的中间集管(12)流入后同时从上侧集管(11)和下侧集管(13)流出。

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