CN106958926A - 空调器及其除霜控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空调技术领域，旨在解决现有空调在除霜时无法根据外界温度条件以及空调室外机上的霜层厚度而选择最优除霜模式的问题。为此，本发明提供一种空调器及其除霜控制方法，该方法包括以下步骤：比较室外环境温度和第一预设温度；若室外环境温度大于或等于第一预设温度，则控制空调器旁通除霜；若室外环境温度小于第一预设温度，则判断空调室外机上的霜层厚度是否满足预设条件；若霜层厚度满足预设条件，则控制空调器旁通除霜；若霜层厚度不满足预设条件，则控制空调器制冷除霜。本发明能够在室外环境温度较高或较低，或空调室外机上的霜层较厚或较薄的情况下，均能够采用最佳的除霜模式，保证了室内环境的舒适性，提高了空调的制热效果。

Description

空调器及其除霜控制方法
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空调器及其除霜控制方法。
背景技术
空调器作为一种能够调节室内环境温度的设备，其工作原理为：通过制冷剂在循环管路之间通过高压/低压/气态/液态的状态转换来使得室内环境温度降低或者升高，即从室内机的角度来看，空调器处于制冷或者制热工况。在制热工况下，空调器的室外机(蒸发器)的外盘管上容易结霜，外盘管结霜会导致制冷***的性能下降，从而影响空调器的制热效果，降低了室内环境的舒适性，影响用户体验。因此，在空调器处于制热工况的情形下，需要对空调器进行及时而有效的除霜。
为解决空调器的结霜问题，公开号为CN103486783A的发明专利公开了一种“空调器***及其化霜控制方法”。具体而言，上述专利的控制方法是在空调满足化霜条件时，先进行旁通化霜，再根据旁通化霜的次数以及温度条件决定是否进行空调四通阀切向化霜(即制冷循环化霜)，从而实现通过旁通化霜和制冷模式化霜的切换来达到除霜的目的。但是，上述的控制方法无法在化霜开始时根据外界温度条件以及空调室外机上的霜层厚度选择最优的除霜模式，如果室外机上的霜层较厚，则通过旁通化霜无法将霜层清除干净。而且，旁通化霜的化霜效率往往较低，因此需要的化霜时间较长，需要消耗较多的电能，不利于节约能源。此外，如果室外机上的霜层较薄，旁通化霜还会出现频繁化霜或者假化霜的问题。
因此，本领域需要一种新的空调器的除霜控制方法来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的空调在除霜时无法根据外界温度条件以及空调室外机上的霜层厚度来选择最优除霜模式的问题，本发明提供了一种空调器的除霜控制方法，该除霜控制方法包括以下步骤：在空调器满足除霜条件时，比较室外环境温度和第一预设温度；若室外环境温度大于或等于第一预设温度，则控制空调器执行旁通除霜模式；若室外环境温度小于第一预设温度，则判断霜层厚度是否满足预设条件；若霜层厚度满足预设条件，则控制空调器执行旁通除霜模式；若霜层厚度不满足预设条件，则控制空调器执行制冷除霜模式。
在上述除霜控制方法的优选技术方案中，预设条件包括判断室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值是否小于或等于第二预设温度；如果室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值小于或等于第二预设温度，则霜层厚度满足预设条件；如果室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值大于第二预设温度，则霜层厚度不满足预设条件。
在上述除霜控制方法的优选技术方案中，上述除霜控制方法还包括在空调器执行旁通除霜模式期间，判断室外机盘管温度是否大于或等于室外环境空气的露点温度，以及室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度的持续时间是否达到第一预设时间；如果室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度并且持续时间达到第一预设时间，则控制空调器退出旁通除霜模式；如果室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度，或者室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度但持续时间未达到第一预设时间，则控制空调器持续旁通除霜模式。
在上述除霜控制方法的优选技术方案中，上述除霜控制方法还包括：在空调器执行制冷除霜模式期间，判断霜层厚度是否满足预设条件；如果霜层厚度满足预设条件，则控制空调器切换为旁通除霜模式；如果霜层厚度不满足预设条件，则控制空调器持续制冷除霜模式。
在上述除霜控制方法的优选技术方案中，通过控制空调器的旁通阀开启/关闭以使空调器进入/退出旁通除霜模式，并且在进入旁通除霜模式时控制空调器的压缩机升频；在退出旁通除霜模式时控制空调器的压缩机降频。
在上述除霜控制方法的优选技术方案中，通过控制空调器的四通阀换向的方式来使空调器进入/退出制冷除霜模式，并且在进入制冷除霜模式时关闭旁通阀以及控制空调室内机停机；在退出制冷除霜模式时开启旁通阀以及控制空调室内机开机。
在上述除霜控制方法的优选技术方案中，上述的空调器的除霜条件包括：在空调制热循环期间，室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度，且室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度的持续时间达到第二预设时间。
在上述除霜控制方法的优选技术方案中，第一预设温度为0℃。
在上述除霜控制方法的优选技术方案中，第二预设温度为3℃。
在另一方面，本发明提供一种空调器，空调器包括压缩机、空调室外机、空调室内机和四通阀，压缩机、空调室外机和空调室内机依次相连形成闭环，四通阀能够通过换向的方式使空调器处于制冷或者制热工况，空调器还包括：旁通回路，其设置于压缩机和空调室外机之间，且旁通回路上设置有旁通阀；控制部，其能够采用上述中任一项所述的除霜控制方法使旁通阀开启/关闭以及/或者使四通阀换向。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，在空调开始除霜时，通过判断室外环境温度，在室外环境温度大于或等于0℃时直接选择旁通除霜，在室外环境温度小于0℃时进一步判断室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值温度，在该差值温度小于或等于3℃时可以判断此时空调室外机上的霜层较薄，应采用旁通除霜模式，在该差值温度大于3℃时可以判断此时空调室外机上的霜层较厚，采用旁通除霜模式无法彻底地清除霜层，应采用制冷除霜模式。在本发明的控制方法中，通过判断不同的温度条件，可以选择最优的除霜模式，在空调室外机上的霜层较薄时，可以避免出现频繁化霜或者假化霜的问题，在空调室外机上的霜层较厚时，可以通过制冷循环迅速将霜层清除干净。因此，本发明无论是在室外环境温度较高或较低，还是在空调室外机上的霜层较厚或者较薄的情况下，均能够采用最佳的除霜模式，从而保证了室内环境的舒适性，提高了空调的制热效果。
附图说明
图1是本发明的空调器的除霜控制方法的流程图；
图2是本发明的空调器的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
基于背景技术中提出的现有的空调在除霜时无法根据外界温度条件以及空调室外机上的霜层厚度而选择最优除霜模式的问题，本发明提供了一种空调除霜的控制方法，旨在使得空调可以根据室外环境温度以及空调室外机上的霜层厚度来选择最优的除霜模式，从而保证室内环境的舒适性，提高空调的制热效果。
参见图1和图2，图1是本发明的空调器的除霜控制方法的流程图，图2是本发明的空调器的结构示意图。如图2所示，上述空调器包括空调室外机1、空调室内机2、压缩机4和四通阀5，压缩机4、空调室外机1和空调室内机2依次相连形成闭环(即空调的制冷/制热循环回路)，四通阀5能够通过换向的方式使空调器处于制冷或者制热工况，空调器还包括：旁通回路，其设置于压缩机4和空调室外机2之间，且旁通回路上设置有旁通阀3；控制部，其能够使旁通阀3开启/关闭，以及/或者使四通阀5换向。如图1所示，本发明的除霜控制方法包括以下步骤：S1：在空调满足除霜条件时，比较室外环境温度和第一预设温度；S2：若室外环境温度大于或等于第一预设温度，则控制空调执行旁通除霜模式；S3：若室外环境温度小于第一预设温度，则判断空调室外机1上的霜层厚度是否满足预设条件；S4：若空调室外机1上的霜层厚度满足预设条件，则控制空调执行旁通除霜模式(单独引出回路)；S5：若空调室外机1上的霜层厚度不满足预设条件，则控制空调执行制冷除霜模式(逆循环除霜)。
通过第一预设温度的设定，能够初步给出是否执行旁通除霜模式的结论。其中的第一预设温度可以根据实际的情况灵活地调整和设定，只要满足由第一预设温度确定的除霜条件的分界点能够优化除霜控制方法即可。通过霜层厚度的预设条件的设定，能够进一步给出执行旁通除霜模式还是制冷除霜模式的结论。类似地，其中的霜层厚度的预设条件也可以根据实际的情况灵活地调整和设定，只要满足由霜层厚度的预设条件确定的除霜条件的分界点能够优化除霜控制方法即可。
在一种可能的实施方式中，第一预设温度可以为0℃，即在室外环境温度大于或等于0℃时，可以认为此时室外的环境温度较高，空调直接选择旁通除霜。而在室外环境温度小于0℃时，可以认为此时室外环境温度较低，需要进一步判断空调室外机1上的霜层厚度是否满足预设条件。显然，由于季节的更迭以及天气的变化，上述的第一预设温度不限于0℃，可以根据实际的情况进行调整。
在一种可能的实施方式中，霜层厚度的预设条件的确定方式可以是：判断室外环境空气的露点温度与室外机的外盘管(室外机盘管)温度的差值是否小于或等于第二预设温度；如果室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值小于或等于第二预设温度，则认为霜层厚度满足预设条件；如果室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值大于第二预设温度，则认为霜层厚度不满足预设条件。通过判断不同的温度条件，可以选择最优的除霜模式。经过发明人反复试验、观测和比较，在采用上述判断方式的情形下，尤其是在室外机盘管上的霜层较薄时，通过引入第二预设温度的方式可以有效地避免出现频繁化霜或者假化霜的问题。而在室外机盘管上的霜层较厚时，通过引入第二预设温度的方式可以通过制冷循环除霜的方式迅速将霜层清除干净，并且，与现有的空调先采用旁通除霜再采用制冷循环除霜的除霜方案相比，本发明在霜层较厚的情况下直接采用制冷循环除霜，使得除霜的时间较短，从而更加省电，利于节约能源。当然，第二预设温度可以根据实际的情况灵活地调整和设定，只要满足由第二预设温度确定的除霜条件的分界点能够优化除霜控制方法即可。并且，上述霜层厚度的预设条件也不仅限于上述的判断方式，如除了露点温度和室外机盘管温度，还可以替换为或者加入通过判断室外机盘管温度的衰减速度和/或空气的相对湿度等条件来进行霜层厚度的判断，抑或通过经验直接观察并判断空调室外机1的霜层厚度，又或者通过引入图像采集装置来判断空调室外机1的霜层厚度，在达到一定厚度的情形下进行除霜。
在一种可能的实施方式中，第二预设温度可以为3℃，室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值温度小于或等于3℃时，可以判断此时空调室外机1上的霜层较薄，应采用旁通除霜模式。而在该差值温度大于3℃时可以判断此时空调室外机1上的霜层较厚，采用旁通除霜模式无法彻底清除霜层，应采用制冷除霜模式。同理，由于季节更迭的因素、天气变化的因素或者空调的其它条件因素(例如空调的使用年限、空调中的循环冷媒量等)，上述的第二预设温度不限于3℃，可以根据实际的情况进行调整。
作为一种优选，在空调进入除霜模式之前，上述除霜控制方法还可以包括判断是否满足除霜条件的步骤。优选地，除霜条件可以为：在空调器处于制热工况期间判断室外机盘管温度是否小于室外环境空气的露点温度，以及室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度的持续时间是否达到第二预设时间。如果室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度并且持续时间达到第二预设时间，则空调满足除霜条件，进行前述的S1-S5；如果室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度，或者室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度但持续时间未达到第二预设时间，则空调不满足除霜条件，不进行除霜。其中，第二预设时间可以根据实际的情况灵活地调整和设定，只要满足由第二预设时间确定的除霜条件的分界点能够优化除霜控制方法即可。在本发明的一种具体实施方式中，可以采用Tes＝C*Tao－α来计算外界环境空气的露点温度Tes，其中，Tao为室外环境温度，C为系数，α为常数，系数C和常数α可以通过任何适当的方式获取，例如实验、数学建模等。
在一种可能的实施方式中，上述的第二预设时间可以为2min，即在判断空调是否满足除霜条件时，判断室外机盘管温度小于露点温度的持续时间是否达到2min，当然，上述的第二预设时间不限于2min，可以根据实际的情况进行调整和设定。同时，上述的除霜条件不限于上述判断方式，在实际应用中，还可以采用其他判断方式，例如根据室外机盘管温度衰减的速度进行判断或者根据空气的相对湿度进行判断等，在此不再赘述。
采用本发明的空调器的除霜控制方法时，空调在开机制热模式下运行一段时间后，控制温度传感器检测室外环境温度和室外机盘管温度，并获取室外环境空气的露点温度，再判断室外环境温度是否大于或等于0℃。
若室外环境温度大于或等于0℃时，说明此时室外环境温度较高，空调器直接选择旁通除霜即可，也就是说，此时进入旁通除霜模式即可。在一种具体的实施方式中，对应于图2的结构，控制空调器开启旁通阀3。为保证除霜过程中室内的温度基本保持恒定，可以控制压缩机4升频，在空调除霜持续一段时间后，持续或间隔地控制温度传感器检测室外机盘管温度，判断室外机盘管温度是否大于或等于室外环境空气的露点温度，并判断外盘管温度大于或等于露点温度的持续时间是否达到第一预设时间；如果室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度并且持续时间达到第一预设时间，则控制空调器退出旁通除霜模式，对应于图2的结构，此时应当控制关闭旁通阀3，以及控制压缩机4降频。如果室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度，或者室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度但持续时间未达到第一预设时间，则空调器继续进行旁通除霜模式。上述的第一预设时间可以为1min，即在判断霜层厚度时，判断室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度的持续时间是否达到1min，当然，上述的第一预设时间不限于1min，可以根据实际的情况进行调整和设定，只要满足由第一预设时间确定的除霜条件的分界点能够优化除霜控制方法即可。
若室外环境温度小于0℃时，说明此时室外环境温度较低，需要进一步判断空调室外机1上的霜层厚度，通过判断室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值是否小于或等于3℃来判断空调室外机1上的霜层厚度。
若上述的差值温度小于或等于3℃，则说明空调室外机1上的霜层较薄，通过旁通除霜模式即可进行除霜，此时空调器进入旁通除霜模式，控制空调开启旁通阀3，为保证除霜过程中室内的温度基本保持恒定，控制压缩机4升频。在空调除霜持续一段时间后，控制温度传感器检测室外机盘管温度，判断室外机盘管温度是否大于或等于室外环境空气的露点温度，以及室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度的持续时间是否达到第一预设时间。如果室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度并且持续时间达到第一预设时间，控制空调器退出旁通除霜模式，对应于图2的结构，应当控制关闭旁通阀3，以及控制压缩机4降频。如果室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度，或者室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度但持续时间未达到第一预设时间，则空调器继续进行旁通除霜模式。同理，上述的第一预设时间可以根据实际的情况进行调整和设定。
若上述的差值大于3℃，则说明空调室外机1上的霜层较厚，通过采用旁通除霜模式无法彻底地清除霜层，应采用制冷除霜模式，对应于图2的结构，此时应当控制空调进入制冷除霜模式，控制空调的四通阀5换向(空调由制热模式切换为制冷模式)，并关闭旁通阀3，以及控制空调室内机2停机，从而使得冷媒以逆循环的方式使空调器采用制冷模式除霜。在空调制冷除霜期间，持续或间隔地控制温度传感器检测室外机盘管温度，并判断室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值是否小于或等于3℃；如果室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值小于或等于3℃，控制空调退出制冷除霜模式，对应于图2的结构，应当控制四通阀5换向，并开启旁通阀3(空调由制冷除霜模式切换至旁通除霜模式)，以及控制空调室内机2开启，空调进行旁通除霜模式。如果室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值大于3℃，控制空调器持续进行制冷除霜模式。
在本发明的除霜控制方法中，无论空调器直接进入旁通除霜模式还是空调器由制冷除霜模式切换至旁通除霜模式，为了保证在空调器进行旁通除霜期间室内环境温度不受影响，需要控制压缩机4进行升频操作。在本发明的一种具体实施方式中，可以采用公式f2＝K*f1+b来计算压缩机4升频后的频率，其中，f1为压缩机4升频前的频率—即空调器进入旁通除霜模式之前压缩机4的频率，f2为压缩机4升频后的频率—即空调器在执行旁通除霜模式期间压缩机4的频率，K为外环境温度系数，b为常数，系数K和常数b可以通过任何适当的方式获取，例如实验、数学建模等。
可以看出，采用本发明的除霜控制方法，在空调器执行旁通除霜期间，空调器可以始终处于不停机状态，从而保证在空调旁通除霜时，室内的环境温度基本保持不变，从而保证了室内环境的舒适性，提高了空调的制热效果，即在尽量不牺牲用户体验的前提下，有效地实现了对空调器的除霜。而在空调器执行制冷除霜期间，在尽可能少地牺牲用户体验的前提下，迅速地实现彻底的除霜。规避了由于除霜不彻底或者除霜时间过长导致的空调器的制冷性能恶化的现象，从而保证了空调器的运行可靠性。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调器的除霜控制方法，其特征在于，所述除霜控制方法包括以下步骤：
在空调器满足除霜条件时，比较室外环境温度和第一预设温度；
若室外环境温度大于或等于第一预设温度，则控制空调器执行旁通除霜模式；
若室外环境温度小于第一预设温度，则判断霜层厚度是否满足预设条件；
若霜层厚度满足所述预设条件，则控制空调器执行旁通除霜模式；
若霜层厚度不满足所述预设条件，则控制空调器执行制冷除霜模式。
2.根据权利要求1所述的除霜控制方法，其特征在于，所述预设条件包括：
判断室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值是否小于或等于第二预设温度；
如果室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值小于或等于第二预设温度，则霜层厚度满足所述预设条件；
如果室外环境空气的露点温度与室外机盘管温度的差值大于第二预设温度，则霜层厚度不满足所述预设条件。
3.根据权利要求2所述的除霜控制方法，其特征在于，所述除霜控制方法还包括：
在空调器执行旁通除霜模式期间，判断室外机盘管温度是否大于或等于室外环境空气的露点温度，以及室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度的持续时间是否达到第一预设时间；
如果室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度并且持续时间达到第一预设时间，则控制空调器退出旁通除霜模式；
如果室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度，或者室外机盘管温度大于或等于室外环境空气的露点温度但持续时间未达到第一预设时间，则控制空调器持续旁通除霜模式。
4.根据权利要求2所述的除霜控制方法，其特征在于，所述除霜控制方法还包括：
在空调器执行制冷除霜模式期间，判断霜层厚度是否满足所述预设条件；
如果霜层厚度满足所述预设条件，则控制空调器切换为旁通除霜模式；
如果霜层厚度不满足所述预设条件，则控制空调器持续制冷除霜模式。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的除霜控制方法，其特征在于，通过控制空调器的旁通阀开启/关闭来使空调器进入/退出旁通除霜模式，并且
在进入旁通除霜模式时控制空调器的压缩机升频；
在退出旁通除霜模式时控制空调器的压缩机降频。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的除霜控制方法，其特征在于，通过控制空调器的四通阀换向的方式以使空调器进入/退出制冷除霜模式，并且
在进入制冷除霜模式时关闭旁通阀以及控制空调室内机停机；
在退出制冷除霜模式时开启旁通阀以及控制空调室内机开机。
7.根据权利要求1所述的除霜控制方法，其特征在于，所述空调器的除霜条件包括：
在空调制热循环期间，室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度，且室外机盘管温度小于室外环境空气的露点温度的持续时间达到第二预设时间。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的除霜控制方法，其特征在于，所述第一预设温度为0℃。
9.根据权利要求2至4中任一项所述的除霜控制方法，其特征在于，所述第二预设温度为3℃。
10.一种空调器，所述空调器包括压缩机、空调室外机、空调室内机和四通阀，所述压缩机、所述空调室外机和所述空调室内机依次相连形成闭环，所述四通阀能够通过换向的方式使所述空调器处于制冷或者制热工况，其特征在于，所述空调器还包括：
旁通回路，其设置于所述压缩机和所述空调室外机之间，且所述旁通回路上设置有旁通阀；
控制部，其能够采用权利要求1至9中任一项所述的除霜控制方法使所述旁通阀开启/关闭以及/或者使所述四通阀换向。
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