CN112032855B - 空调室外机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了空调室外机包括机壳；换热器；风机；控制单元，其用于获取和判断除霜主条件和除霜辅助条件；其中，所述控制单元用于获取所述风机的基准功率曲线K₀值和实时功率曲线K_n值作为除霜辅助条件；所述控制单元用于在所述空调室外机首次除霜后获取基准功率曲线并计算所述基准功率曲线K₀值。本发明采用风机功率曲线变化趋势对比的判定方式，考虑了风机不同转速下换热器结霜前后功率变化敏感程度不一致的问题；将基准功率曲线的K₀值设置在空调室外机除霜后进行采集获取，避免了空调室外机因外界环境中的积雪或部分结霜对后续结霜判定的造成的较大误差；另一方面，对基准功率曲线K₀值获取时间进行判断，保证了基准功率曲线的有效性。

Description

空调室外机

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及空调室外机。

背景技术

在空调制热工况下，空调室外机经常由于换热器结霜影响制热效果，为了消除换热器上的结霜就要对换热器进行除霜。

现有技术对于除霜条件的判断上，基本都通过室外换热器的温度来决定除霜的条件。但是由于室外机的安装环境以及冷媒量充注量不同或冷媒充注量偏差较大，即使是同一个机型的室外机在除霜的温度条件上依然不同。这会导致部分室外机换热器没有结霜却满足了除霜条件，进行了除霜；也会产生换热器已经结霜却未进行除霜。进行错误的除霜或者不进行除霜，都会对制热效果产生很大的影响，并且浪费电能。

因此，需要设计一种空调室外机具有辅助判断除霜的功能，解决现有技术中除霜不精准的问题。

发明内容

为解决上述现有技术中问题，本发明提供了空调室外机，减弱外界环境对除霜精度的影响，无需增加其他器件即可极大地提高空调室外机除霜判定精度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

空调室外机，包括：

机壳；

换热器，其设于所述机壳内；

风机，其设于所述机壳内，用于实现所述换热器与流动空气的热交换；

控制单元，其用于获取和判断除霜主条件和除霜辅助条件；

其中，所述控制单元用于获取所述风机的基准功率曲线K₀值和实时功率曲线K_n值作为除霜辅助条件；所述控制单元用于在所述空调室外机首次除霜后获取基准功率曲线并计算所述基准功率曲线K₀值；其中K₀值为基准功率曲线的斜率，K_n值为实时功率曲线的斜率。

在本发明的一些实施例中，所述控制单元用于在判断除霜主条件后判断制热累计时间T是否满足T₁<T<T₂；若该制热累计时间T满足T₁<T<T₂，则所述空调室外机进行除霜，否则所述控制单元判断除霜辅助条件；其中T₁ 和T₂为制热累计时间范围的端点值。

在本发明的一些实施例中，所述控制单元用于计算基准功率曲线K₀值和实时功率曲线K_n值的差值ΔK，并判断ΔK是否大于标准值F，若ΔK>F，则所述空调室外机进行除霜，否则所述空调室外机不进行除霜。

在本发明的一些实施例中，所述控制单元用于在所述空调室外机除霜后获取基准功率曲线并判断获取时间T_n是否大于T₃，若T_n>T₃，则将已获取的基准功率曲线和获取时间T_n清零后重新获取，否则计算所述基准功率曲线K₀值；其中T₃为获取时间T_n的阈值。

在本发明的一些实施例中，所述控制单元用于在所述空调室外机安装调试阶段获取检测功率曲线，并将其与若干个未结霜初始功率曲线进行比较后，选取功率曲线N计算标准值F，其中功率曲线N为若干个未结霜初始功率曲线中的任一个。

在本发明的一些实施例中，所述控制单元用于计算所述检测功率曲线与若干个未结霜初始功率曲线的均方差。

在本发明的一些实施例中，所述标准值F的计算公式为F=ΔK(n)+e，其中，ΔK(n)为所述功率曲线N的斜率与其相同遮挡状态下的结霜初始功率曲线斜率的差值；修正值e为所述功率曲线N与所述检测功率曲线的均方差。

在本发明的一些实施例中，所述修正值e的取值范围是-ΔK(n)/5≤e≤ΔK(n)/5。

在本发明的一些实施例中，所述控制单元用于存储所述空调室外机在厂内试验阶段的若干遮挡状态下的未结霜初始功率曲线斜率和结霜初始功率曲线斜率的差值。

在本发明的一些实施例中，所述控制单元用于获取所述换热器温度和环境温度作为除霜主条件。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明采用风机功率曲线变化趋势对比的判定方式，考虑了风机不同转速下换热器结霜前后功率变化敏感程度不一致的问题；将基准功率曲线的K₀值设置在空调室外机除霜后进行采集获取，避免了空调室外机因外界环境中的积雪或部分结霜对后续结霜判定的造成的较大误差；另一方面，对基准功率曲线K₀值获取时间进行判断，若获取时间过长，则需要对基准功率曲线进行重新获取，保证了基准功率曲线的有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明空调室外机的结构示意图。

图2为本发明空调室外机的除霜流程图。

图3为本发明除霜辅助条件的获取流程图。

图4为本发明除霜辅助条件的判定流程图。

图5为本发明不同风档下功率的对比图。

附图标记：100-机壳；200-风机。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

术语“第一”、“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请中空气调节器通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。

压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。

膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。

空调器的室外单元是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。

室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。

本发明提供了空调室外机的实施例，参照图1所示，包括：机壳100；

换热器（图中未示出），其设于所述机壳100内；

风机200，其设于所述机壳100内，用于实现所述换热器与流动空气的热交换；

控制单元（图中未示出），其用于获取和判断除霜主条件和除霜辅助条件；

其中，所述控制单元用于获取所述风机的基准功率曲线K₀值和实时功率曲线K_n值作为除霜辅助条件；所述控制单元用于在所述空调室外机除霜后获取基准功率曲线并计算所述基准功率曲线K₀值；其中K₀值为基准功率曲线的斜率，K_n值为实时功率曲线的斜率。

在本发明的一些实施例中，通过换热器温度、环境温度等温度条件获取的除霜判定条件，准确程度较高，用作除霜判定的主条件。在该主条件的基础上增加除霜辅助条件，进一步准确除霜保证空调的制热效果。除霜辅助条件是根据风机功率预测，当换热器结霜时，换热器翅片缝隙减小，导致进风量减少；对风机来说，相同转速下风量减小，则风机做功减少、功率下降，相比未结霜的室外机，其功率曲线必然是一个下降的趋势，当换热器完全被霜堵住，风机输送的风量极小、做功很小，功率下降明显，因此通过风机功率的变化可以对室外机结霜情况作一个判断。

在本发明的一些实施例中，参照图2所示，该图2为所述控制单元实现除霜控制的流程图。在制热运转过程中，实时判断空调室外机是否满足除霜主条件，即换热器温度、环境温度是否符合除霜标准。在判断除霜主条件后判断制热累计时间T是否满足T₁<T<T₂。

具体地是，当空凋室外机满足除霜主条件时，判断制热时间T是否小于T₁，若T<T₁，则进行除霜辅助条件是否已获取的判断，否则所述控制单元控制所述空调室外机进行除霜。当空凋室外机不满足除霜主条件时，判断制热时间T是否大于T₂，若T>T₂，则进行除霜辅助条件是否已获取的判断，否则所述控制单元控制所述空调室外机进行除霜。其中T₁ 和T₂为制热累计时间范围的端点值，T₁为除霜间隔时间过短的时间条件，当制热时间不足T₁，即通过除霜主条件判定为需要除霜时，可能存在误除霜的可能，所以通过除霜辅助条件进一步进行判定。T₂为除霜间隔时间过长的时间条件，当制热时间超过T₂，即通过除霜主条件判定仍不需要除霜时，同样可能存在误除霜的可能，通过除霜辅助条件进一步进行判定。

在本发明的一些实施例中，参照图3所示，对于除霜辅助条件的获取过程，因为功率曲线的计算需要进行一个前后对比，因此需要获取一个基准值，这个基准值就是换热器未结霜时的功率曲线，即基准功率曲线。

当首次制热开机时，由于处于冬季，此时换热器可能存在积雪或者存在部分结霜，此时进行基准值的计算对于后面除霜后再次判定会产生较大误差；因此，选择通过主判定条件首次除霜后进行基准功率曲线的获取。即在首次除霜后才进入图3的流程图进行基准功率曲线的获取。对于基准功率曲线的获取分为两种情况：

一、首次除霜后，直接对不同风档下的功率进行采集，从而形成基准功率曲线，用于判断除霜辅助条件。

二、在制热运行的过程中，继续参照图3所示，在制热开机后，先清空基准功率曲线和获取时间T_n，然后实时判断基准功率曲线是否获取，若已获取则判断获取时间T_n是否大于T₃，当T_n<T₃时，则采用该基准功率曲线进行下一步除霜辅助条件的判断；当T_n>T₃时，则清空基准功率曲线和获取时间T_n后继续采集基准功率曲线。风机功率与环境相关较大，长时间运行时环境会发生改变，所以当功率曲线获取时间超过T₃则进行重新获取，保证基准功率曲线的有效性。

在制热运行过程中，如果未获取基准功率曲线，则判断是否除霜结束，即等待其除霜结束后，控制单元调节不同风档，例如风档A和风档B，获取这两个风档下的功率绘制功率曲线。

参照图3所示，在已获取基准功率曲线的K₀后，判断制热运行是否继续，若继续运行制热，则需要继续判断获取时间T_n是否大于T₃。

关于采用不同风档下的功率，由于空调室外机的安装环境各不相同，相同室外机在不同环境、同风速下，风机功率也会不同。随着使用时间加长，换热器的脏堵情况也会影响室外机风机的功率。因此，在外风机功率预测时不止进行单一转速下功率的比较。在实验室阶段，同一环境下，将换热器进行不同程度的封堵，可以试验获取其不同转速下的功率对比情况，其中如图5所示。系列1的虚线表示换热器封堵程度弱的功率与转速关系，系列2的实线表示封堵程度强的功率与转速关系。对比可见，转速较低时，对功率影响较弱；转速较高时，功率差距开始变大。

因此为了获取较准确的基准功率曲线进行判定除霜辅助条件，取一个略低的转速设为A档，如图5中左侧竖线；取一个较高转速设为B档，如图5中右侧竖线。通过这两个点可以获得一个功率曲线的粗略增长趋势，作为进一步判断功率增减的依据。

在本发明的一些实施例中，参照图4所示，对于除霜辅助条件的判定过程，即对功率曲线进行比较。首先定义功率曲线的增长斜率为K值，K= (P_A-P_B)/(V_A-V_B)，其中，V_A和V_B分别风档A和风档B的转速，为P_A和P_B分别为V_A和V_B的功率。

所述控制单元用于计算基准功率曲线K₀值和实时功率曲线K_n值的差值ΔK，并判断ΔK是否大于标准值F，若ΔK>F，则所述空调室外机进行除霜，否则所述空调室外机不进行除霜。基准功率曲线K₀值由图3所示的流程图得到，在需要进行辅助除霜判定时，控制单元获取实时功率曲线的K_n值。

在本发明的一些实施例中，对于标准值F的设置，所述控制单元用于在所述空调室外机安装调试阶段获取检测功率曲线，并将其与若干个未结霜初始功率曲线进行比较后，选取功率曲线N计算标准值F。具体地是，由于安装环境的不同，为避免环境因素对风机功率的影响，在安装完成的调试阶段会进行标准值F的确定。确定方法如下：

在厂内试验阶段获取某一机型室外机换热器M（3<M<10）种不同程度遮挡情况下的初始功率曲线，同一遮挡程度下选取不同风档下的初始功率组成初始功率曲线。

在不同遮挡情况下，对于结霜与不结霜的初始功率曲线进行ΔK的计算；将未结霜的初始功率曲线及其对应的ΔK预先存到控制单元中，作为标准值F的设定依据。

空调室外机安装后会进行调试运转，在运转阶段获取此时的检测功率曲线；通过检测功率曲线与控制单元中的初始功率曲线作比较，获得标准值F。

具体的比较方法为：选取由低到高4个以上的风机档位获得由各个风档的功率组成的检测功率曲线，将其与不同遮挡程度下，对应相同档位的功率，计算数学均方差E，均方差最小的初始功率曲线作为最相近的功率曲线N。将功率曲线N对应的ΔK做一定程度修正后作为标准值F使用。

在本发明的一些实施例中，所述标准值F的计算公式为F=ΔK(n)+e，其中，ΔK(n)为所述功率曲线N的斜率与其相同遮挡状态下的结霜初始功率曲线斜率的差值；修正值e为所述功率曲线N与所述检测功率曲线的均方差。为防止修正值e过大，设定其取值范围是-ΔK(n)/5≤e≤ΔK(n)/5。

参照图2所示，最后根据除霜辅助条件进行除霜后，继续判断除霜辅助条件是否已获取，若已获取则控制单元进行制热运转，否则控制单元继续获取风机功率曲线，进而计算除霜辅助条件。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.空调室外机，其特征在于，包括：

机壳；

换热器，其设于所述机壳内；

风机，其设于所述机壳内，用于实现所述换热器与流动空气的热交换；

控制单元，其用于获取和判断除霜主条件和除霜辅助条件；

其中，所述控制单元用于获取所述风机的基准功率曲线K₀值和实时功率曲线K_n值作为除霜辅助条件；功率曲线的增长斜率为K值，K= (P_A-P_B)/(V_A-V_B)，其中，V_A和V_B 分别风档A和风档B的转速，为P_A和P_B分别为V_A和V_B的功率；

所述控制单元用于在所述空调室外机首次除霜后获取基准功率曲线并计算所述基准功率曲线K₀值；其中K₀值为基准功率曲线的斜率，K_n值为实时功率曲线的斜率；

所述控制单元用于计算基准功率曲线K₀值和实时功率曲线K_n值的差值ΔK，并判断ΔK是否大于标准值F，若ΔK>F，则所述空调室外机进行除霜，否则所述空调室外机不进行除霜；

所述控制单元用于在所述空调室外机安装调试阶段获取检测功率曲线，并将其与若干个未结霜初始功率曲线进行比较后，选取功率曲线N计算标准值F，其中功率曲线N为若干个未结霜初始功率曲线中的任一个；

所述控制单元用于在判断除霜主条件后判断制热累计时间T是否满足T₁<T<T₂；若该制热累计时间T满足T₁<T<T₂，则所述空调室外机进行除霜，否则所述控制单元判断除霜辅助条件；其中T₁ 和T₂为制热累计时间范围的端点值。

2.根据权利要求1所述的空调室外机，其特征在于，所述控制单元用于在所述空调室外机除霜后获取基准功率曲线并判断获取时间T_n是否大于T₃，若T_n>T₃，则将已获取的基准功率曲线和获取时间T_n清零后重新获取，否则计算所述基准功率曲线K₀值；其中T₃为获取时间T_n的阈值。

3.根据权利要求1所述的空调室外机，其特征在于，所述控制单元用于计算所述检测功率曲线与若干个未结霜初始功率曲线的均方差。

4.根据权利要求1所述的空调室外机，其特征在于，所述标准值F的计算公式为F=ΔK(n)+e，其中，ΔK(n)为所述功率曲线N的斜率与其相同遮挡状态下的结霜初始功率曲线斜率的差值；修正值e为所述功率曲线N与所述检测功率曲线的均方差。

5.根据权利要求4所述的空调室外机，其特征在于，所述修正值e的取值范围是-ΔK(n)/5≤e≤ΔK(n)/5。

6.根据权利要求1所述的空调室外机，其特征在于，所述控制单元用于存储所述空调室外机在厂内试验阶段的若干遮挡状态下的未结霜初始功率曲线斜率和结霜初始功率曲线斜率的差值。

7.根据权利要求1所述的空调室外机，其特征在于，所述控制单元用于获取所述换热器温度和环境温度作为除霜主条件。

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