CN107166639B - 一种空调器除霜控制方法、控制装置以及空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空调器除霜控制方法，包括以下步骤：室外环境温度高于0℃且小于5℃时，空调器工作在制热模式，判定是否满足除霜条件；如果满足所述除霜条件，空调器进入除霜模式，所述除霜模式为控制压缩机的频率为除霜频率，同时控制电子膨胀阀的开度为除霜开度，使得室外热交换器的表面温度维持在0℃；其中所述除霜频率低于所述制热模式时的压缩机实时运行频率，所述除霜开度大于所述制热模式时的电子膨胀阀实时开度；空调器保持除霜模式运行直至判定满足退出条件。同时还公开了一种空调器除霜控制装置和空调器。本发明在除霜时不需要在制热模式和制冷模式之间进行切换，利用空气热量进行除霜，具有能耗低且用户体验好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种空调器除霜控制方法，一种空调器除霜控制装置以及一种空调器。
背景技术
含在空气中的水分与温度低于水三相点的传热面接触时，就会附着在传热面上而形成霜。霜层是冰和空气混合形成的，根据现有技术的研究，在结霜工况下，换热器表面的霜层会增加传热热阻和流动阻力。冬天使用空调器并工作在制热工况时，由于外界的气温很低，如果空气湿度达到一定的程度，空调器室外热交换器的换热表面很容易结霜，进一步严重影响空调的热交换效率以及使用寿命。
现有技术空调除霜的主要控制方法是在霜层的厚度达到一定程度后，通过控制***控制空调器停止制热运行，调整四通阀的工作状态，短时间内使得空调器运行在制冷状态，使得温度较高的制冷剂流过室外换热器，提高室外热交换器的传热面的表面温度，将霜层融化，霜层融化后再重新转换为制热运行。
现有技术的空调器除霜运行，在除霜的过程中，由于空调器短时间运行在制冷模式，室内的送风温度会明显降低，导致设定温度和环境温度之间的偏差增大，增大设备的整体负荷，同时也会一定程度地影响用户的实际体验。
发明内容
本发明提供一种空调器除霜控制方法，用以解决现有技术除霜运行时，空调器需要短时间运行在制冷模式，室内送风温度明显降低的问题。
一种空调器除霜控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
室外环境温度高于0℃且小于5℃时，空调器工作在制热模式，判定是否满足除霜条件；
如果满足所述除霜条件，空调器进入除霜模式，所述除霜模式为控制压缩机的频率为除霜频率，同时控制电子膨胀阀的开度为除霜开度，使得室外热交换器的表面温度维持在0℃；
其中所述除霜频率低于所述制热模式时的压缩机实时运行频率，所述除霜开度大于所述制热模式时的电子膨胀阀实时开度；
空调器保持除霜模式运行直至判定满足退出条件。
为了解决在时间因子作为退出条件时，室外空气热量不足以完全除霜的问题，所述除霜模式还包括控制室外风机的转速为第一除霜转速，室内风机的转速为第二除霜转速，其中所述第一除霜转速大于所述制热模式时的室外风机实时运行转速，所述第二除霜转速小于所述制热模式时的室内风机实时运行转速。
优选的，所述除霜频率为40Hz，所述除霜开度为电子膨胀阀调节至最大开度。
优选的，所述第一除霜转速为室外风机工作在最高转速，所述第二除霜转速为室内风机工作在最低转速。
进一步的，所述除霜条件包括第一除霜条件和第二除霜条件：
所述第一除霜条件为，空调器开机，压缩机按照制热模式工作累计满足第一周期且压缩机首次连续运行满足第一时段，则满足所述第一除霜条件；
满足所述第一除霜条件后，空调器首次按照除霜模式运行；
所述第二除霜条件为，当空调器按照除霜模式运行直至满足退出条件退出后， 空调器按照制热模式工作累计满足第二周期且压缩机连续运行满第一时段，且与首次按照除霜模式运行或上次按照除霜模式运行的时间间隔大于第二时段，则满足第二除霜条件；满足所述第二除霜条件后，空调器再次按照除霜模式运行。
进一步的，所述退出条件包括以下三者的至少之一 :
所述室外热交换器的表面温度连续第三时段大于第一退出温度；
或，所述室外热交换器的表面温度连续第四时段大于第二退出温度；
或，空调器按照除霜模式连续运行满第五时段；
其中第一退出温度小于第二退出温度。
优选的，所述除霜模式还包括，控制室外电加热器保持在运行状态。
本发明所公开的空调器除霜控制方法，在除霜时不需要在制热模式和制冷模式之间进行切换，***压力可以保持大致稳定，相比于现有技术省去了稳定***压力的等待时间，因此缩短了除霜模式占整个空调运行时间的比重，同时，由于四通阀始终保持一个工作状态，压缩机可以持续将空气中的热能输送到室内端，同时利用了环境中的热量进行除霜，所以节省了能量，同时还杜绝了传统除霜过程中可能发生的液击风险。
同时还公开了一种空调器除霜控制装置包括：
第一判定单元，用于在室外环境温度高于0℃且小于5℃时，判定空调器的运行工况是否满足除霜条件；
处理单元，用于在空调器的运行工况满足除霜条件时，控制空调器进入除霜模式，输出第一控制信号控制压缩机的频率为除霜频率，输出第二控制信号控制电子膨胀阀的开度为除霜开度，使得室外换热器的表面温度降低维持在0℃；其中所述除霜频率低于制热模式时的压缩机实时运行频率，所述除霜开度大于所述制热模式时的电子膨胀阀实时开度；
第二判定单元，用于判定空调器的除霜运行工况是否满足退出条件；
切换单元，用于在空调器的除霜运行工况满足退出条件时，输出退出控制信号控制空调器退出除霜模式并按照设定的制热模式运行。
进一步的，在空调器的制热运行工况满足除霜条件时，所述处理单元同时输出第三控制信号控制室外风机的转速为第一除霜转速，控制室内风机的转速为第二除霜转速，其中所述第一除霜转速大于所述制热模式时的室外风机实时转速，所述室内风机转速小于所述制热模式时的室内风机实时转速。
本发明所公开的空调器除霜控制装置具有除霜控制精度高且压缩机不用停机的优点。
同时公开了一种空调器，包括空调器除霜控制装置，空调器除霜控制装置包括：
第一判定单元，用于在室外环境温度高于0℃且小于5℃时，判定空调器的制热运行工况是否满足除霜条件；
处理单元，用于在空调器的运行工况满足除霜条件时，控制空调器进入除霜模式，输出第一控制信号控制压缩机的频率为除霜频率，输出第二控制信号控制电子膨胀阀的开度为除霜开度，使得室外换热器的表面温度降低维持在0℃；其中所述除霜频率低于制热模式时的压缩机实时运行频率，所述除霜开度大于所述制热模式时的电子膨胀阀实时开度；
第二判定单元，用于判定空调器的运行工况是否满足退出条件；
切换单元，用于在空调器的除霜运行工况满足退出条件时，输出退出控制信号控制空调器退出除霜模式并按照设定的制热模式运行。
本发明所公开的空调器具有能耗低且用户体验好的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明空调器除霜控制方法实施例一流程图；
图2为本发明空调器除霜控制方法实施例二流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
当室外温度低于10℃时，人在室内通常会启动空调器并使得空调器工作在制热模式以提高室内温度。空调器工作在制热模式时，室外热交换器的表面温度要低于室外的露点温度，室外空气中的水分会凝结在室外热交换器的表面。经过实验发现，当室外的环境温度小于5℃时，室外热交换器的表面开始出现结霜现象，而且以室外环境温度高于0℃且小于5℃更为严重。当室外的环境温度小于0℃时，空气中的水分会减少，凝结在室外热交换器表面的霜层的成长会变得缓慢甚至停滞。本发明所公开的第一实施例旨在当室外环境温度高于0℃且小于5℃时，在保持压缩机工作的前提下解决这一问题。
具体来说，参见图1所示，本实施例所提供的空调器除霜控制方法包括以下步骤：
当室外环境温度高于0℃且小于5℃时，根据用户设定，空调器工作在制热模式，空调器的控制器开始判定是否满足除霜条件。当空调器刚开机时，室温与设定温度相差很大，制热模式优选控制压缩机高频运行并保证压缩机在一段时间内没有频繁启停，空调器通过这种方式使得室温快速地到达设定值，减少不舒适感。按照制热模式工作一段时间后，室外热交换器的表面出现霜层，当霜层增加到一定厚度时，换热量便迅速下降，对应的机组的蒸发压力和蒸发温度都要开始加速下降，在室外盘管压力和温度下降的同时，室内盘管的温度和压力也要开始下降。为了减少霜层对盘管的温度和压力的影响，在本实施例中，优选选用两个时间因子作为控制除霜模式开始的条件，即压缩机按照制热模式的累计工作时间以及压缩机首次连续运行时间。当压缩机按照制热模式累计工作时间满足第一周期，且压缩机首次连续运行时间满足第一时段时，则判定为空调器满足第一除霜条件开始除霜。第一周期的时长可以设定为30分钟至60分钟，第一时段优选设置为1分钟，具体的时间长短可以根据空调器的能力、型号进行调整，在此不做进一步的限定。
进入除霜模式后，首先控制压缩机的频率为除霜频率，同时控制电子膨胀阀的开度为除霜开度，其中除霜频率低于制热模式时的压缩机实时运行频率，除霜开度大于制热模式时的电子膨胀阀实时开度，提高制冷剂的流量，从而使得室外热交换器的表面温度在很短的时间内达到0℃，使得传热面的温度等于或高于水的相变温度点，阻碍霜层的成长。同时由于此时室外温度高于0℃，室外热交换器表面的霜层与空气进行热交换，吸收空气中的热能，室外热交换器表面的霜层开始融化，在化霜后期，室外热交换器的温度和压力则会加速开始上升。为了使得室外热交换器的表面温度在很短的时间内达到0℃，优选在除霜模式中，将压缩机的除霜频率降低至40Hz左右，同时使得电子膨胀阀的除霜开度为最大开度。
在整个除霜模式的过程中，空调器持续判断是否满足退出条件，当满足退出条件时，则退出除霜模式，同时恢复制热模运行。但是为了保持在除霜模式时，压缩机可以平稳的工作，通常优选在按照除霜模式工作2分钟后才开始判定。在本实施例中，退出条件可以设置有多种，第一种以时间因子和温度因子的配合参数作为退出条件，通常为室外热交换器的表面温度连续第三时段大于第一退出温度，或者室外热交换器的表面温度连续第四时段大于第二退出温度。优选的第三时段为60s,第四时段为20s,第一退出温度小于第二退出温度。不难理解，第一退出温度和第二退出温度均高于0℃。第二种为采用时间因子作为退出条件，优选为当空调器按照除霜模式连续运行满第五时段，第五时段优选为9分钟。第一退出温度，第二退出温度，第三时段、第四时段和第五时段均可以根据不同机型进行调整。
当空调器从首次除霜模式退出后，空调器持续判定是否满足再次进入除霜模式的控制条件，即第二除霜条件。当空调器按照制热模式工作累计满足第二周期，压缩机连续运行满足第一时段，且与首次按照除霜模式运行的时间间隔大于第二时段时，则满足第二除霜条件，空调器再次进入除霜模式运行。利用时间作为进入除霜模式的控制条件，控制方式更为清晰，可以有效地防止霜层的迅速增长。当空调器再次从除霜模式退出后，则按照第二除霜条件继续进行判定。其中第一时段优选为1分钟。
当空调器进入除霜模式时，退出条件可能仅为时间因子，则有可能出现室外空气中的热量在退出条件约定的时间长度内不足以完全除霜的情况。对于这种情况，参见图2所示，优选在进入除霜模式时，控制室外风机工作在第一除霜转速，第一除霜转速高于制热模式时的室外风机实时运转速度，优选为最大转速，通过空气的流动量提高热交换的效率。另一种更为优选的方式是，在室外机中设置电加热装置，进入除霜模式并控制室外风机工作在第一除霜转速的同时，控制电加热装置开始工作，加速除霜过程。同时，在除霜模式时，由于压缩机降频运行，为保证用户的体验，在室内端，控制室内风机的转速为第二除霜转速，第二除霜转速小于制热模式时的室内风机实时运行转速，优选为最低转速，以使得室内端的温度尽量保持退出制热模式时的室内温度，提高用户的实际体验。
本发明上述两个实施例所公开的空调器除霜控制方法，在除霜时不需要在制热模式和制冷模式之间进行切换，***压力可以保持大致稳定，相比于现有技术省去了稳定***压力的等待时间，因此缩短了除霜模式占整个空调运行时间的比重，同时，由于四通阀始终保持一个工作状态，压缩机可以持续将空气中的热能输送到室内端，同时利用了环境中的热量进行除霜，所以节省了能量， 同时还杜绝了传统除霜过程中可能发生的液击风险。
本发明同时公开了一种空调器除霜控制装置，包括:
第一判定单元，用于在室外环境温度高于0℃且小于5℃时，判定空调器的运行工况是否满足除霜条件；
处理单元，用于在空调器的运行工况满足除霜条件时，控制空调器进入除霜模式，输出第一控制信号控制压缩机的频率为除霜频率，输出第二控制信号控制电子膨胀阀的开度为除霜开度，使得室外换热器的表面温度降低维持在0℃；其中所述除霜频率低于制热模式时的压缩机实时运行频率，所述除霜开度大于所述制热模式时的电子膨胀阀实时开度；
第二判定单元，用于判定空调器的除霜运行工况是否满足退出条件；
切换单元，用于在空调器的除霜运行工况满足退出条件时，输出退出控制信号控制空调器退出除霜模式并按照设定的制热模式运行。
其中，除霜频率优选为40Hz,除霜开度优选为电子膨胀阀的最大开度。
为了优化除霜效果，在空调器的制热运行工况满足除霜条件时，所述处理单元同时输出第三控制信号控制室外风机的转速为第一除霜转速，控制室内风机的转速为第二除霜转速，其中所述第一除霜转速大于所述制热模式时的室外风机实时转速，所述室内风机转速小于所述制热模式时的室内风机实时转速。
在本实施例中，优选选用两个时间因子作为控制除霜模式开始的条件，即压缩机按照制热模式的累计工作时间以及压缩机首次连续运行时间。当压缩机按照制热模式累计工作时间满足第一周期，且压缩机首次连续运行时间满足第一时段时，则判定为空调器满足第一除霜条件开始除霜。第一周期的时长可以设定为30分钟至60分钟，第一时段优选设置为1分钟，具体的时间长短可以根据空调器的能力、型号进行调整，在此不做进一步的限定。
在本实施例中，退出条件可以设置有多种，第一种以时间因子和温度因子的配合参数作为退出条件，通常为室外热交换器的表面温度连续第三时段大于第一退出温度，或者室外热交换器的表面温度连续第四时段大于第二退出温度。优选的第三时段为60s,第四时段为20s,第一退出温度小于第二退出温度。不难理解，第一退出温度和第二退出温度均高于0℃。第二种为采用时间因子作为退出条件，优选为当空调器按照除霜模式连续运行满第五时段，第五时段优选为9分钟。第一退出温度，第二退出温度，第三时段、第四时段和第五时段均可以根据不同机型进行调整。
当空调器从首次除霜模式退出后，空调器持续判定是否满足再次进入除霜模式的控制条件，即第二除霜条件。当空调器按照制热模式工作累计满足第二周期，压缩机连续运行满足第一时段，且与首次按照除霜模式运行的时间间隔大于第二时段时，则满足第二除霜条件，空调器再次进入除霜模式运行。利用时间作为进入除霜模式的控制条件，控制方式更为清晰，可以有效地防止霜层的迅速增长。当空调器再次从除霜模式退出后，则按照第二除霜条件继续进行判定。其中第一时段优选为1分钟。
本实施例所公开的空调器除霜控制装置，在除霜时不需要在制热模式和制冷模式之间进行切换，***压力可以保持大致稳定，相比于现有技术省去了稳定***压力的等待时间，因此缩短了除霜模式占整个空调运行时间的比重，同时，由于四通阀始终保持一个工作状态，压缩机可以持续将空气中的热能输送到室内端，同时利用了环境中的热量进行除霜，所以节省了能量， 同时还杜绝了传统除霜过程中可能发生的液击风险。
本发明同时还公开了一种具有上述空调器除霜控制装置的空调器，空调器除霜控制装置请参见上述实施例的详细描述，在此不再赘述。具有上述器除霜控制装置的空调器可以达到同样的技术效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种空调器除霜控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
室外环境温度高于0℃且小于5℃时，空调器工作在制热模式，判定是否满足除霜条件；
当压缩机按照制热模式累计工作时间满足第一周期，且压缩机首次连续运行时间满足第一时段时，则判定为空调器满足第一除霜条件；
空调器进入除霜模式，所述除霜模式为控制压缩机的频率为除霜频率，同时控制电子膨胀阀的开度为除霜开度，控制室外风机的转速为第一除霜转速，室内风机的转速为第二除霜转速，使得室外热交换器的表面温度维持在0℃；
其中所述除霜频率低于所述制热模式时的压缩机实时运行频率，所述除霜开度大于所述制热模式时的电子膨胀阀实时开度，所述第一除霜转速大于所述制热模式时的室外风机实时运行转速，所述第二除霜转速小于所述制热模式时的室内风机实时运行转速；
空调器保持除霜模式运行直至判定满足退出条件。
2.根据权利要求1所述的空调器除霜控制方法，其特征在于，所述除霜频率为40Hz，所述除霜开度为电子膨胀阀调节至最大开度。
3.根据权利要求2所述的空调器除霜控制方法，其特征在于，所述第一除霜转速为室外风机工作在最高转速，所述第二除霜转速为室内风机工作在最低转速。
4.根据权利要求1至3任一项所述的空调器除霜控制方法，其特征在于，所述除霜条件包括第一除霜条件和第二除霜条件：
所述第一除霜条件为，空调器开机，压缩机按照制热模式工作累计满足第一周期且压缩机首次连续运行满足第一时段，则满足所述第一除霜条件；
满足所述第一除霜条件后，空调器首次按照除霜模式运行；
所述第二除霜条件为，当空调器按照除霜模式运行直至满足退出条件退出后，空调器按照制热模式工作累计满足第二周期且压缩机连续运行满第一时段，且与首次按照除霜模式运行或上次按照除霜模式运行的时间间隔大于第二时段，则满足第二除霜条件；满足所述第二除霜条件后，空调器再次按照除霜模式运行。
5.根据权利要求4所述的空调器除霜控制方法，其特征在于，所述退出条件包括以下三者的至少之一：
所述室外热交换器的表面温度连续第三时段大于第一退出温度；
或，所述室外热交换器的表面温度连续第四时段大于第二退出温度；
或，空调器按照除霜模式连续运行满第五时段；
其中第一退出温度小于第二退出温度。
6.根据权利要求5所述的空调器除霜控制方法，其特征在于，所述除霜模式还包括，控制室外电加热器保持在运行状态。
7.一种空调器除霜控制装置，其特征在于，包括：
第一判定单元，用于在室外环境温度高于0℃且小于5℃时，判定空调器的制热运行工况是否满足除霜条件；当压缩机按照制热模式累计工作时间满足第一周期，且压缩机首次连续运行时间满足第一时段时，则判定为空调器满足第一除霜条件；
处理单元，用于在空调器的运行工况满足除霜条件时，控制空调器进入除霜模式，输出第一控制信号控制压缩机的频率为除霜频率，输出第二控制信号控制电子膨胀阀的开度为除霜开度，输出第三控制信号控制室外风机的转速为第一除霜转速，控制室内风机的转速为第二除霜转速，使得室外换热器的表面温度降低维持在0℃；其中所述除霜频率低于制热模式时的压缩机实时运行频率，所述除霜开度大于所述制热模式时的电子膨胀阀实时开度；所述第一除霜转速大于所述制热模式时的室外风机实时转速，所述室内风机转速小于所述制热模式时的室内风机实时转速；
第二判定单元，用于判定空调器的除霜运行工况是否满足退出条件；
切换单元，用于在空调器的除霜运行工况满足退出条件时，输出退出控制信号控制空调器退出除霜模式并按照设定的制热模式运行。
8.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求7所述的空调器除霜控制装置。
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