CN107289578A - 空调器及其除霜控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调领域，具体涉及一种空调器及其除霜控制方法。本发明旨在解决现有的空调器除霜控制方法存在的不能够在需要除霜的时机获得合理的除霜模式的问题。为此目的，本发明提供的空调器除霜控制方法主要包括如下步骤：获取上一次除霜的运行时长以及除霜完成之后空调器的制热运行时长和压缩机的频率；在所述判断条件1、所述判断条件2以及所述判断条件3均满足的情形下，使所述空调器进入第一除霜模式。本发明的除霜控制方法根据判断条件(1、2、3)确定出的空调器的除霜时机和除霜方式优化了空调器的除霜控制机制。

Description

空调器及其除霜控制方法

技术领域

本发明涉及空调领域，具体涉及一种空调器及其除霜控制方法。

背景技术

空调器(如家用空调器)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，即从空调室内机的角度来看，使空调器处于制冷或者制热循环。在空调器运行在制热循环的情形下，空调室外机作为蒸发器(低压液态的制冷剂在蒸发器内吸热蒸发后变为低压气态)而空调室内机作为冷凝器。当蒸发温度低于外界环境温度条件下的露点温度的时候，空调室外机的盘管便开始结霜，当室外机盘管外壁的霜结到一定的厚度后，空调器的制热能力会越来越低直至恶化。因此为了保证空调器的制热效果，必须对空调室外机进行除霜。

为解决空调器的结霜问题，现有技术中一般采用逆循环除霜(使四通阀换向，在除霜期间使空调室内机作为蒸发器而将空调室外机作为冷凝器，即使空调器运行在制冷循环的停机除霜))或者旁通除霜(从压缩机的高压端引出单独的旁通支路至空调室外机，即使空调器仍然运行在制热循环的不停机除霜)的方式对空调室外机进行除霜。其中，采用逆循环除霜的方式对空调室外机进行除霜时，由于空调器运行在制冷循环，因此室内的环境温度必然会明显地下降，也就是说不可避免地会牺牲用户体验，不过，逆循环除霜的方式具有较高的除霜效率。而采用旁通除霜方式对空调室外机进行除霜时时，只需要将一部分冷媒旁通至空调室外机内即可，即空调器仍然维持在制热工况，因此室内的环境温度不会明显地下降，也就是说在除霜的过程中能够较好地保证用户体验。但是，旁通除霜的方式的除霜效率相对较低，即需要较长的除霜时间，而较长时间的旁通除霜会恶化整个制热循环的效率，因此只适合在结霜不严重的情形下对空调室外机进行除霜。

也就是说，在采用设定的除霜方式的情形下，必然无法回避该种除霜方式本身存在的技术缺陷。作为改进，可以采用两种方式相切换的除霜方式。如公开号为(CN105910237A)的发明专利公开了一种空调器除霜控制方法及装置，该方案采用的即是第一除霜模式(旁通除霜)和第二除霜模式(逆循环除霜)相切换的除霜方式。除霜控制方法是通过结合运行时长和室外换热器的温度两个参数来判断是否进行除霜以及除霜模式的切换。具体而言，当运行时长大于预设时长且室外换热器的温度大于或者等于预设温度时，开启旁通单向阀，以控制空调器进入第一除霜模式进行除霜；当运行时长大于预设时长且室外换热器的温度小于预设温度时，控制空调器切换至制冷模式运行，以进入第二除霜模式进行除霜。并且，预设温度是根据室外环境温度设置，且具体的值与室外环境温度成正比。

但是，上述现有的除霜切换方案存在如下缺陷：在由于外部环境原因或者由于空调运行时间过长、上次化霜不干净等内部原因导致结霜很严重的情形下，利用旁通除霜的方式很难在短时间内化掉结霜。而且由于旁通除霜实际上是缺少蒸发器的循环，因此长时间运行必然会导致吸气温度和排气温度很低，进而导致空调器产生的热量对于继续化霜和制热效率均不能保证，因此当达到某些条件时候要进行逆循环除霜。为了尽可能地避免假除霜(满足除霜条件，但此时的机组实际并没有结霜)以及除霜过度(满足继续除霜的条件，但此时的机组实际已经完成除霜)等现象的出现，选择恰当的除霜时机和合理的除霜方式显得至关重要。相应地，本领域需要一种新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器除霜控制方法存在的不能够在需要除霜的时机获得恰当的除霜模式的问题，本发明提供了一种空调器除霜控制方法，旨在优化空调器的除霜控制机制。该空调器除霜控制方法包括如下步骤：获取上一次除霜完成之后所述空调器处于制热工况的制热运行时长；获取所述空调器上一次除霜的除霜运行时长；获取上一次除霜完成之后所述空调器的压缩机的频率；在判断条件1、判断条件2以及判断条件3均满足的情形下，使所述空调器进入第一除霜模式；其中，所述判断条件1为所述制热运行时长大于第一预设时长，所述判断条件2为所述除霜运行时长小于第二预设时长，所述判断条件3为所述压缩机的频率满足预设条件。

在上述除霜控制方法的优选技术方案中，在所述判断条件1、所述判断条件2以及所述判断条件3中只有其中一个或者其中两个条件满足的情形下，使所述空调器进入第二除霜模式。

在上述除霜控制方法的优选技术方案中，该方法包括如下步骤：记录使所述空调器进入第二除霜模式的次数和条件；基于进入第二除霜模式的次数和条件，判定是否使所述空调器进入第一除霜模式。

在上述除霜控制方法的优选技术方案中，“基于进入第二除霜模式的次数和所述条件，判定是否使所述空调器进入第一除霜模式”的步骤具体包括：若连续两次使所述空调器进入第二除霜模式的条件为“所述判断条件1、所述判断条件2以及所述判断条件3中的其中两个条件满足”的情形下，使所述空调器进入第一除霜模式。

在上述除霜控制方法的优选技术方案中，“所述压缩机的频率满足预设条件”具体为：所述压缩机的工作频率处于不低于预设频率的时长大于第三预设时长。

在上述除霜控制方法的优选技术方案中，“所述压缩机的频率满足预设条件”具体为：定期采集到的所述压缩机的工作频率平均值不低于预设频率。

在上述除霜控制方法的优选技术方案中，所述第一预设时长为不小于50min的时长，所述第二预设时长为不大于5min的时长。

在上述除霜控制方法的优选技术方案中，所述第一除霜模式为逆循环除霜模式，所述第二除霜模式为旁通除霜模式。

本发明还提供了一种空调器，该空调器包括压缩机、空调室外机、空调室内机、节流机构和四通阀，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，所述节流机构设置于所述空调室外机和所述空调室内机之间，所述四通阀能够通过换向的方式使所述空调器处于制冷循环或者制热循环，其特征在于，所述空调器还包括：旁通支路，其设置于所述压缩机和所述空调室外机之间，且所述旁通支路上设置有旁通单向阀；控制部，其用于：根据获取的上一次除霜完成之后所述空调器处于制热工况的制热运行时长、所述空调器上一次除霜的除霜运行时长以及上一次除霜完成之后所述空调器的压缩机的频率，确定判断条件1、判断条件2以及判断条件3的满足个数，其中，所述判断条件1为所述制热运行时长大于第一预设时长；判断条件2为所述除霜运行时长小于第二预设时长；判断条件3为所述压缩机的频率满足预设条件；在所述判断条件1、所述判断条件2以及所述判断条件3均满足的情形下，使所述空调器进入第一除霜模式；在所述判断条件1、所述判断条件2以及所述判断条件3中只有其中一个或者其中两个条件满足的情形下，使所述空调器进入第二除霜模式。

在上述空调器的优选技术方案中，所述第一除霜模式为逆循环除霜模式，所述第二除霜模式为旁通除霜模式。

本发明的除霜控制方法中，在空调器处于制热循环(非旁通除霜)期间，根据判断条件(1、2、3)确定出空调器的除霜时机和除霜方式，优化了空调器的除霜控制机制，即通过本发明的除霜控制方法能够在恰当的除霜时机确定出合理的除霜方式。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

图1是空调器的结构示意图(在压缩机和空调室外机之间设置旁通支路，可采用逆循环除霜或者旁通除霜)；

图2是本发明的空调器除霜控制方法的流程示意图一；

图3是本发明的空调器除霜控制方法的流程示意图二。

附图标记列表

1、压缩机；2、空调室内机；3、空调室外机；4、四通阀；5、节流阀；6、旁通支路；61、旁通单向阀。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。并且，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”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

首先参照图1，图1是本发明空调器的结构示意图。如图1所示，空调器主要包括压缩机1、空调室内机2、空调室外机3、四通阀4、节流机构(如节流阀5)和旁通支路6。其中，压缩机1、空调室内机2和空调室外机3依次相连形成闭环。通过四通阀4切换制冷剂在闭环中的流向，可以使空调器处于制冷或者制热循环。在空调器处于制热循环的情形下，通过切换四通阀4的方式使空调器转为制冷循环的情形下，即可实现对空调室外机3的逆循环除霜。节流阀5设置于空调室内机2和空调室外机3之间，主要用于调节制冷剂的流量。旁通支路6被配置于压缩机1的排气口和空调室外机3的进风口之间，且旁通支路6中设置有能够使旁通支路6在导通状态和非导通状态之间切换的旁通单向阀61，在旁通支路6导通的情形下，即可对空调室外机3进行旁通除霜。

此外，空调器还设置有控制部(图中未示出)，本发明中主要描述控制部在除霜方面的功能，即控制部主要用于使空调器在恰当的除霜时机能够获得合理的除霜方式。具体而言，控制部一方面能够根据预设的判定条件，使空调器在空调室外机的室外机盘管需要除霜的情形下使进入除霜模式，在除霜结束之后退出除霜模式。具体而言，根据预设的条件或者条件组合，使旁通支路6的旁通单向阀61导通以进行旁通除霜，或者使四通阀4换向以进行逆循环除霜。其中，判定条件的限定的合理与否，直接决定了除霜控制方法是否能够确定出恰当的除霜时机和合理的除霜方式。而恰当的除霜时机能够保证空调室外机3的室外机盘管在结霜的情形下能够获得及时的除霜策略，从而避免了由于室外机盘管结霜导致的制热效率下降甚至恶化的现象，即保证了空调器的运行可靠性。而合理的除霜方式则能够在除霜可靠性和用户体验之间取得平衡，因此可以在最大程度上优化空调器的使用性能。

在一种具体的实施方式中，控制部主要用于：根据获取的上一次除霜完成之后空调器处于制热工况的制热运行时长、空调器上一次除霜的除霜运行时长以及上一次除霜完成之后空调器的压缩机的频率，确定判断条件1、判断条件2以及判断条件3的满足个数，在判断条件1、判断条件2以及判断条件3均满足的情形下，使空调器进入第一除霜模式。而在判断条件1、判断条件2以及判断条件3中只有其中一个或者其中两个条件满足的情形下，使空调器进入第二除霜模式。其中，判断条件1为制热运行时长大于第一预设时长；判断条件2为除霜运行时长小于第二预设时长；判断条件3为压缩机的频率满足预设条件。

旁通除霜和逆循环除霜相结合的物理意义在于，在空调器处于制热循环期间，在结霜不严重或者不十分严重的情形下，使压缩机的排气(高压端)大部分直接输送到空调室内机(冷凝器)的入口，而少量排气则通过旁通支路6进入空调室外机3，使室外机盘管的结霜可以在较短时间内被及时地化掉。而在由于环境气候以及天气等外部原因以及空调器制热循环运行时间过长以及上次化霜不干净等内部原因导致结霜严重或者非常严重的情形下，利用旁通除霜的方式在短时间内很难或者不能将既存的结霜及时而可靠地化掉。具体而言，旁通除霜本质上是缺少蒸发器的制热循环，因此长时间运行将会导致压缩机的吸气温度和排气温度很低，产生的热量不足以继续进行化霜或者制热，因此当达到设定的上限条件时要进行逆循环除霜，即以舍弃用户体验的方式在短时间内迅速化霜的方式，以换取良性的制热循环。

参照图2，图2是本发明的空调器除霜控制方法的流程示意图一。如图2所示，该方法主要包括如下步骤：

S100、获取上一次除霜完成之后空调器处于制热工况的制热运行时长、空调器上一次除霜的除霜运行时长以及上一次除霜完成之后空调器的压缩机的频率；

S200、根据获取的上述参数确定空调器的工况是否满足以下判断条件：其中，判断条件1为制热运行时长大于第一预设时长，判断条件2为除霜运行时长小于第二预设时长，判断条件3为压缩机的频率满足预设条件；

S300、根据判断条件(1、2、3)的满足情况，使空调仍然处于当前的制热工况(非旁通除霜)不变，或者以合理的除霜模式进行除霜。具体而言，步骤S300具体包括：

S301、在判断条件(1、2、3)均满足的情形下，使空调器进入第一除霜模式；

S302、而在判断条件(1、2、3)中只有其中一个或者其中两个条件(附图中的否的含义)满足的情形下，使空调器进入第二除霜模式。

在本实施例中，第一除霜模式为逆循环除霜模式，第二除霜模式为旁通除霜模式。

可以看出，本发明通过结合3个参数形成的3个判断条件，在3个判断条件均满足的条件下，即可得出结霜严重的结论，因而通过逆循环除霜的方式使空调器得以迅速除霜，即使空调器在切换为制冷循环的状态下进行停机除霜，以便将之前累积的结霜彻底清除干净。而在3个判断条件中只有部分满足的情形下，认为结霜不够严重，因此采用旁通除霜的方式进行除霜，即使空调器在仍然可以制热循环的状态下实现不停机除霜。通过在恰当的除霜时机选择合理的除霜方式，优化了空调器的除霜控制策略。

具体而言，当空调器的当前工况满足判断条件1、判断条件2以及判断条件3中的其中一个时，则判定结霜但是不严重，开启旁通单向阀使旁通支路导通，使空调器进入旁通除霜模式。而当空调器的当前工况满足判断条件(1、2)、(1、3)或者(2、3)时，仍然判定结霜但是不严重，开启旁通单向阀使旁通支路导通，使空调器进入第一除霜模式。但是当连续2个周期使空调器进入旁通除霜模式的条件为满足其中两个判断条件的情形下，判定除霜比较严重，使空调器进行一次逆循环除霜。而当空调器的当前工况同时满足判断条件(1、2、3)时，则判定上周期结霜严重，存在化霜不干净的风险，此时直接通过切换四通阀的方式使空调器进入逆循环除霜模式，即以停机除霜的方式将之前累积的结霜彻底清除干净，以改善空调器的制热性能。

需要说明的是，第一预设时长、第二预设时长以及预设条件可以通过任意合理的方式确定，如基于空调器的历史使用数据、仿真数据或者通过发明人的反复实验和比对来确定。只要确定出的除霜时机和除霜方式优化了空调器的除霜控制策略即可。如第一预设时长优选为不小于50min的时长，第二预设时长优选为不大于5min的时长。在一种具体的实施方式中，第一预设时长为60min，第二预设时长为5min。

参照图3，图3是本发明的空调器除霜控制方法的流程示意图二。如图3所示，本发明的空调器除霜控制方法还可以包括步骤S400，该步骤主要是兼顾空调器的用户体验和制热效率而确定的优先切换策略。步骤S400进一步包括：

S401、记录使空调器进入旁通除霜模式的次数和条件；并基于进入第二除霜模式的次数和条件，判定是否使空调器进入逆循环除霜模式；

S402、确定连续2个周期空调器进入的除霜模式是否均为旁通除霜模式；以及S403、上述连续2个周期使空调器进入旁通除霜模式的条件是否为满足判断条件(1、2、3)中的其中两个；

S404、如果连续2个周期空调器进入的除霜模式均为旁通除霜模式且每次使空调器进入旁通除霜模式的条件均为满足判断条件(1、2、3)中的其中两个的情形，则判定除霜比较严重，此时在下一次需要进入除霜模式时，无论根据前述步骤S100-S300确定的使空调器进入的除霜模式是旁通除霜还是逆循环除霜模式，均使空调器进行一次逆循环除霜。

需要说明的是，尽管图3的示例是以先执行步骤S402后执行步骤S403的顺序来确定是否执行优先切换策略的。显然，将步骤S402和步骤S403的顺序进行调换，或者同时执行步骤S402和步骤S403，也可以确定出是否执行优先切换策略，因此也属于本发明的保护范围。

可以看出，通过这样的强制性设置，可以保证空调器除霜彻底。具体而言，由于旁通除霜的除霜效率较低，在多次旁通除霜对应的空调器的工况均处于接近结霜严重的工况之后，会产生制热效率恶化的现象，此时的制热循环既不能够提供给室内足够的热量，也不足以分配给旁通回路足够的热量，因此应当通过逆循环除霜的方式将霜彻底清除干净，以迅速改善空调器的制热效率。

在一种可能的实施方式中，步骤S400具体为：若连续两次使空调器进入第二除霜模式的条件为判断条件(1、2、3)中的其中两个条件满足的情形下，使空调器进入第一除霜模式。

设置判断条件3，即“压缩机的频率满足预设条件”的主要机理为：变频压缩机运行在高频段(如70hz以上)期间，空调器的制热回路中的蒸发温度低，容易结霜。因此，只要能避免使压缩机长期处于高频段即可。举例而言，在一种实施方式中，判断条件3为：压缩机的工作频率处于不低于预设频率的时长大于第三预设时长。在另一种实施方式中，判断条件3为：定期(如每隔15s)采集到的压缩机的工作频率的平均值不低于预设频率。

需要说明的是，第三预设时长以及预设频率也可以通过任意合理的方式确定，如基于空调器的历史使用数据、仿真数据或者通过发明人的反复实验和比对来确定。只要确定出的除霜时机和除霜方式优化了空调器的除霜控制策略即可。如预设频率优选为不小于70hz的频率。如在一种具体的实施方式中，同上文的第一预设时长为60min以及第二预设时长为5min相组合，预设频率为70Hz。

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)

1.一种空调器除霜控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

获取上一次除霜完成之后所述空调器处于制热工况的制热运行时长；

获取所述空调器上一次除霜的除霜运行时长；

获取上一次除霜完成之后所述空调器的压缩机的频率；

在判断条件1、判断条件2以及判断条件3均满足的情形下，使所述空调器进入第一除霜模式；

其中，所述判断条件1为所述制热运行时长大于第一预设时长，所述判断条件2为所述除霜运行时长小于第二预设时长，所述判断条件3为所述压缩机的频率满足预设条件。

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，在所述判断条件1、所述判断条件2以及所述判断条件3中只有其中一个或者其中两个条件满足的情形下，使所述空调器进入第二除霜模式。

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，该方法包括如下步骤：

记录使所述空调器进入第二除霜模式的次数和条件；

基于进入第二除霜模式的次数和条件，判定是否使所述空调器进入第一除霜模式。

4.根据权利要求3所述的空调器除霜控制方法，其特征在于，“基于进入第二除霜模式的次数和条件，判定是否使所述空调器进入第一除霜模式”的步骤具体包括：

若连续两次使所述空调器进入第二除霜模式的条件为“所述判断条件1、所述判断条件2以及所述判断条件3中的其中两个条件满足”的情形下，使所述空调器进入第一除霜模式。

5.根据权利要求1所述的空调器除霜控制方法，其特征在于，“所述压缩机的频率满足预设条件”具体为：

所述压缩机的工作频率处于不低于预设频率的时长大于第三预设时长。

6.根据权利要求1所述的空调器除霜控制方法，其特征在于，“所述压缩机的频率满足预设条件”具体为：

定期采集到的所述压缩机的工作频率的平均值不低于预设频率。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的空调器除霜控制方法，所述第一预设时长为不小于50min的时长，所述第二预设时长为不大于5min的时长。

8.根据权利要求1所述的空调器除霜控制方法，其特征在于，所述第一除霜模式为逆循环除霜模式，所述第二除霜模式为旁通除霜模式。

9.一种空调器，包括压缩机、空调室外机、空调室内机、节流机构和四通阀，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，所述节流机构设置于所述空调室外机和所述空调室内机之间，所述四通阀能够通过换向的方式使所述空调器处于制冷循环或者制热循环，其特征在于，所述空调器还包括：

旁通支路，其设置于所述压缩机和所述空调室外机之间，且所述旁通支路上设置有旁通单向阀；

控制部，其用于：

根据获取的上一次除霜完成之后所述空调器处于制热工况的制热运行时长、所述空调器上一次除霜的除霜运行时长以及上一次除霜完成之后所述空调器的压缩机的频率，确定判断条件1、判断条件2以及判断条件3的满足个数，

其中，所述判断条件1为所述制热运行时长大于第一预设时长；判断条件2为所述除霜运行时长小于第二预设时长；判断条件3为所述压缩机的频率满足预设条件；

在所述判断条件1、所述判断条件2以及所述判断条件3均满足的情形下，使所述空调器进入第一除霜模式；

在所述判断条件1、所述判断条件2以及所述判断条件3中只有其中一个或者其中两个条件满足的情形下，使所述空调器进入第二除霜模式。

10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，所述第一除霜模式为逆循环除霜模式，所述第二除霜模式为旁通除霜模式。