CN112432377A - 空调***及其控制方法、热泵空调 - Google Patents

空调***及其控制方法、热泵空调 Download PDF

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CN112432377A CN202011379673.4A CN202011379673A CN112432377A CN 112432377 A CN112432377 A CN 112432377A CN 202011379673 A CN202011379673 A CN 202011379673A CN 112432377 A CN112432377 A CN 112432377A
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周进
陈培生
安亚洲
于宗伟
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
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Abstract

本发明提供一种空调***及其控制方法、热泵空调。空调***包括压缩机、四通阀、室内换热器、第一室外换热器和第二室外换热器，所述第一管路上第一节流机构，所述第二管路上设置有第二节流机构。本发明提供的空调***及其控制方法、热泵空调，设置两个室外换热器，并通过两个节流机构和两条短接支路，在低温制热运行时，以少量的能力损失为代价抑制室外换热器结霜的发生，实现制热运行的连续性，降低室内侧温度波动，提高用户使用的舒适性；在高温制冷运行时，强化室外侧换热效果，降低冷媒高压压力，进一步提高整机运行的外界环境温度最高上限，从而提高机组运行的适应性。

Description

空调***及其控制方法、热泵空调
技术领域
本发明涉及空气处理设备技术领域，特别是一种空调***及其控制方法、热泵空调。
背景技术
目前的热泵型空调在普遍存在低环境温度进行制热运行时外机出现结霜、在高环境温度进行制冷运行时会出现高压限制开机或者运行保护停机的问题。针对结霜问题目前常用的做法是进行冷媒换向化霜或者热气旁通化霜，无论哪种方式进行化霜都会导致室内温度波动剧烈影响用户使用的舒适性，而针对高环境温度下制冷，现在主要是以开发新型冷媒为主，难度大且经济效益差。
发明内容
为了解决现有技术中热泵型空调存在低温制热结霜和高环境温度制冷出现高压限制开机或停机保护的技术问题，而提供一种能够在低温制热运行时防止结霜同时在高环境温度运行时避免停机保护的空调***及其控制方法、热泵空调。
一种空调***，包括：
压缩机；
四通阀，所述四通阀的D连通口与所述压缩机的排气口连通，所述四通阀的S连通口与所述压缩机的吸气口连通；
室内换热器，所述室内换热器与所述四通阀的E连通口连通；
第一室外换热器，所述第一室外换热器与所述室内换热器通过第一管路连通；
第二室外换热器，所述第二室外换热器与所述第一室外换热器通过第二管路连通，且所述第二室外换热器与所述四通阀的C连通口连通；
所述第一管路上第一节流机构，且所述第一节流机构的第一端和所述第一节流机构的第二端之间设置有第一短接支路；
所述第二管路上设置有第二节流机构，且所述第二节流机构的第一端和所述第一节流机构的第二端之间设置有第二短接支路。
所述空调***还包括第一三通阀，所述第一三通阀的a连通口与所述室内换热器连通，所述第一三通阀的b连通口与所述第一节流机构连通，所述第一三通阀的c连通口与所述第一室外换热器连通，且所述第一三通阀具有a连通口与所述b连通口连通的第一状态和a连通口与c连通口连通的第二状态，所述第一三通阀的c连通口与所述第一室外换热器连通的管路构成所述第一短接支路。
所述空调***还包括第二三通阀，所述第二三通阀的a连通口与所述第二室外换热器连通，所述第二三通阀的b连通口与所述第二节流机构连通，所述第二三通阀的c连通口与所述第一室外换热器连通，且所述第二三通阀具有a连通口与所述b连通口连通的第三状态和a连通口与c连通口连通的第四状态，所述第二三通阀的c连通口与所述第一室外换热器连通的管路构成所述第二短接支路。
所述空调***还包括室外风扇，所述室外风扇将气体由所述第一室外换热器吹向所述第二室外换热器。
一种上述的空调***的控制方法，所述空调***所述空调***还包括第一三通阀和第二三通阀，所述第一三通阀的a连通口与所述室内换热器连通，所述第一三通阀的b连通口与所述第一节流机构连通，所述第一三通阀的c连通口与所述第一室外换热器连通，且所述第一三通阀具有a连通口与所述b连通口连通的第一状态和a连通口与c连通口连通的第二状态，所述第一三通阀的c连通口与所述第一室外换热器连通的管路构成所述第一短接支路，所述第二三通阀的a连通口与所述第二室外换热器连通，所述第二三通阀的b连通口与所述第二节流机构连通，所述第二三通阀的c连通口与所述第一室外换热器连通，且所述第二三通阀具有a连通口与所述b连通口连通的第三状态和a连通口与c连通口连通的第四状态，所述第二三通阀的c连通口与所述第一室外换热器连通的管路构成所述第二短接支路，所述控制方法包括：
制热模式，所述四通阀切换至D连通口与E连通口连通，所述第一三通阀切换至第一状态，所述第二三通阀切换至第四状态，所述第一节流机构切换至开启状态，所述第二节流机构切换至关闭状态；
制热防结霜模式，所述四通阀切换至D连通口与E连通口连通，所述第一三通阀切换至第二状态，所述第二三通阀切换至第四状态，所述第一节流机构切换至关闭状态，所述第二节流机构切换至开启状态；
制冷模式，所述四通阀切换至D连通口与C连通口连通，所述第一三通阀切换至第一状态，所述第二三通阀切换至第四状态，所述第一节流机构切换至开启状态，所述第二节流机构切换至关闭状态；
制冷防高压模式，所述四通阀切换至D连通口与C连通口连通，所述第一三通阀切换至第二状态，所述第二三通阀切换至第三状态，所述第一节流机构切换至关闭状态，所述第二节流机构切换至开启状态。
所述控制方法还包括：
设定第一温度预设值Ts和第二温度预设值Td；
获取所述第二室外换热器的蒸发温度T1和空调***所处环境温度T2，分别将T1与Ts、T2与Td进行比较；
当T1＜Ts且T2＜Td时，空调***切换至制热防结霜模式。
所述控制方法还包括：
设定第三温度预设值Tm，并将T2与Tm进行比较；
当T2≥Tm时，空调***由制热防结霜模式切换至制热模式；
其中，Tm-Td＞3℃。
所述第一温度预设值Ts的数值范围为-5℃至-3℃；所述第二温度预设值Td的数值范围为-5℃至0℃；所述第三温度预设值Tm的数值范围为0℃至5℃。
所述控制方法还包括：
设定第一压力值Ps和第四温度预设值Th；
获取空调***的冷凝压力值P1和空调***所处环境温度T2，分别比较P1与Ps、T2与Tm；
当P1＞Ps且T2＞Th时，空调***切换至制冷防高压模式。
所述控制方法还包括：
设定第五温度预设值Tg，将T2与Tg进行比较；
当Tg≤T2时，空调***切换至制冷模式；
其中，Th-Tg＞3℃。
所述第四温度预设值Th的数值范围为48℃至55℃；所述第五温度预设值Tg的数值范围为45℃至48℃。
一种热泵空调，包括上述的空调***。
本发明提供的空调***及其控制方法、热泵空调，设置两个室外换热器，并通过两个节流机构和两条短接支路，在低温制热运行时，以少量的能力损失为代价抑制室外换热器结霜的发生，实现制热运行的连续性，降低室内侧温度波动，提高用户使用的舒适性；在高温制冷运行时，强化室外侧换热效果，降低冷媒高压压力，进一步提高整机运行的外界环境温度最高上限，从而提高机组运行的适应性。
附图说明
图1为本发明提供的空调***及其控制方法、热泵空调的实施例的空调***的结构示意图；
图2为本发明提供的空调***及其控制方法、热泵空调的实施例的空调***处于制热模式的冷媒流向图；
图3为本发明提供的空调***及其控制方法、热泵空调的实施例的空调***处于制热防结霜模式的冷媒流向图；
图4为本发明提供的空调***及其控制方法、热泵空调的实施例的空调***处于制冷模式的冷媒流向图；
图5为本发明提供的空调***及其控制方法、热泵空调的实施例的空调***处于制冷防高压模式的冷媒流向图；
图中：
1、压缩机；2、四通阀；3、室内换热器；4、第一室外换热器；5、第一管路；6、第二室外换热器；7、第二管路；8、第一节流机构；9、第一短接支路；10、第二节流机构；11、第二短接支路；12、第一三通阀；13、第二三通阀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图5所示的空调***，包括：压缩机1；四通阀2，所述四通阀2的D连通口与所述压缩机1的排气口连通，所述四通阀2的S连通口与所述压缩机1的吸气口连通，所述四通阀2具有通电状态和断电状态，在通电状态时，四通阀2的D连通口与C连通口连通且S连通口与E连通口连通，在断电状态时，四通阀2的D连通口与E连通口连通且S连通口与C连通口连通；室内换热器3，所述室内换热器3与所述四通阀2的E连通口连通；第一室外换热器4，所述第一室外换热器4与所述室内换热器3通过第一管路5连通；第二室外换热器6，所述第二室外换热器6与所述第一室外换热器4通过第二管路7连通，且所述第二室外换热器6与所述四通阀2的C连通口连通；所述第一管路5上第一节流机构8，且所述第一节流机构8的第一端和所述第一节流机构8的第二端之间设置有第一短接支路9；所述第二管路7上设置有第二节流机构10，且所述第二节流机构10的第一端和所述第一节流机构8的第二端之间设置有第二短接支路11，其中第一短接支路9和第二短接支路11能够根据需要切换是否连通，当连通时能够将对应的节流机构进行短接，当断开时，对应的节流机构能够进行正常的工作，在低温制热运行时，以少量的能力损失为代价抑制室外换热器结霜的发生，实现制热运行的连续性，降低室内侧温度波动，提高用户使用的舒适性；在高温制冷运行时，强化室外侧换热效果，降低冷媒高压压力，进一步提高整机运行的外界环境温度最高上限，从而提高机组运行的适应性。
所述空调***还包括第一三通阀12，所述第一三通阀12的a连通口与所述室内换热器3连通，所述第一三通阀12的b连通口与所述第一节流机构8连通，所述第一三通阀12的c连通口与所述第一室外换热器4连通，且所述第一三通阀12具有a连通口与所述b连通口连通的第一状态和a连通口与c连通口连通的第二状态，所述第一三通阀12的c连通口与所述第一室外换热器4连通的管路构成所述第一短接支路9，通过第一三通阀12的切换控制冷媒的流向，从而控制第一短接支路9的通断。
所述空调***还包括第二三通阀13，所述第二三通阀13的a连通口与所述第二室外换热器6连通，所述第二三通阀13的b连通口与所述第二节流机构10连通，所述第二三通阀13的c连通口与所述第一室外换热器4连通，且所述第二三通阀13具有a连通口与所述b连通口连通的第三状态和a连通口与c连通口连通的第四状态，所述第二三通阀13的c连通口与所述第一室外换热器4连通的管路构成所述第二短接支路11，通过第二三通阀13的切换控制冷媒的流向，从而控制第二短接支路11的通断。
所述空调***还包括室外风扇，所述室外风扇将气体由所述第一室外换热器4吹向所述第二室外换热器6，在防止结霜时，利用第一室外换热器4的热量防止第二室外换热器6上产生结霜。
一种上述的空调***的控制方法，所述空调***所述空调***还包括第一三通阀12和第二三通阀13，所述第一三通阀12的a连通口与所述室内换热器3连通，所述第一三通阀12的b连通口与所述第一节流机构8连通，所述第一三通阀12的c连通口与所述第一室外换热器4连通，且所述第一三通阀12具有a连通口与所述b连通口连通的第一状态和a连通口与c连通口连通的第二状态，所述第一三通阀12的c连通口与所述第一室外换热器4连通的管路构成所述第一短接支路9，所述第二三通阀13的a连通口与所述第二室外换热器6连通，所述第二三通阀13的b连通口与所述第二节流机构10连通，所述第二三通阀13的c连通口与所述第一室外换热器4连通，且所述第二三通阀13具有a连通口与所述b连通口连通的第三状态和a连通口与c连通口连通的第四状态，所述第二三通阀13的c连通口与所述第一室外换热器4连通的管路构成所述第二短接支路11，所述控制方法包括：
制热模式，所述四通阀2切换至D连通口与E连通口连通，所述第一三通阀12切换至第一状态，所述第二三通阀13切换至第四状态，所述第一节流机构8切换至开启状态，所述第二节流机构10切换至关闭状态，压缩机1的排气依次经过四通阀2的D连通口、E连通口、室内换热器3、第一三通阀12的a连通口、第一三通阀12的b连通口、第一节流机构8、第一室外换热器4、第二三通阀13的c连通口、第二三通阀13的a连通口、第二室外换热器6、四通阀2的C连通口和四通阀2的S连通口回流至压缩机1的吸气口，完成制热循环；
制热防结霜模式，所述四通阀2切换至D连通口与E连通口连通，所述第一三通阀12切换至第二状态，所述第二三通阀13切换至第四状态，所述第一节流机构8切换至关闭状态，所述第二节流机构10切换至开启状态，压缩机1的排气依次经过四通阀2的D连通口、E连通口、室内换热器3、第一三通阀12的a连通口、第一三通阀12的c连通口、第一室外换热器4、第二节流机构10、第二三通阀13的b连通口、第二三通阀13的a连通口、第二室外换热器6、四通阀2的C连通口和四通阀2的S连通口回流至压缩机1的吸气口，完成制热防结霜循环，利用经过室内换热器3且未进行节流的冷媒对第一室外换热器4进行制热，并在风扇的作用下将热风吹至第二室外换热器6处进行防结霜；
制冷模式，所述四通阀2切换至D连通口与C连通口连通，所述第一三通阀12切换至第一状态，所述第二三通阀13切换至第四状态，所述第一节流机构8切换至开启状态，所述第二节流机构10切换至关闭状态，压缩机1的排气依次经过四通阀2的D连通口、C连通口、第二室外换热器6、第二三通阀13的a连通口、第二三通阀13的c连通口、第一室外换热器4、第一节流机构8、第一三通阀12的b连通口、第一三通阀12的a连通口、室内换热器3、四通阀2的E连通口和四通阀2的S连通口后回流至压缩机1的吸气口完成制冷循环；
制冷防高压模式，所述四通阀2切换至D连通口与C连通口连通，所述第一三通阀12切换至第二状态，所述第二三通阀13切换至第三状态，所述第一节流机构8切换至关闭状态，所述第二节流机构10切换至开启状态，压缩机1的排气依次经过四通阀2的D连通口、C连通口、第二室外换热器6、第二三通阀13的a连通口、第二三通阀13的b连通口、第二节流机构10、第一室外换热器4、第一三通阀12的c连通口、第一三通阀12的a连通口、室内换热器3、四通阀2的E连通口和四通阀2的S连通口后回流至压缩机1的吸气口完成制冷防高压循环，先将第二室外换热器6冷凝后的冷媒进行节流，输送到第一室外换热器4中，将吹向第二室外换热器6的高温空气提前冷却，降低第二室外换热器6所处的空间环境温度从而强化冷凝换热，降低高压压力，同时经过第一室外换热器4的冷媒继续流入到室内换热器3进行制冷，从而达到空调机组在环境温度过高时仍能够正常的目的。
所述控制方法还包括：
设定第一温度预设值Ts和第二温度预设值Td；
获取所述第二室外换热器6的蒸发温度T1和空调***所处环境温度T2，分别将T1与Ts、T2与Td进行比较；
当T1＜Ts且T2＜Td时，空调***切换至制热防结霜模式，当空调***处于停机状态时，在空调***启动后直接切换至制热防结霜模式，当空调***处于制热模式时，则空调***由制热模式切换至制热防结霜模式。
所述控制方法还包括：
设定第三温度预设值Tm，并将T2与Tm进行比较；
当T2≥Tm时，空调***由制热防结霜模式切换至制热模式；
其中，Tm-Td＞3℃，避免环境温度小幅度波动而导致空调***在制热模式和制热防结霜模式之间频繁切换。
所述第一温度预设值Ts的数值范围为-5℃至-3℃；所述第二温度预设值Td的数值范围为-5℃至0℃；所述第三温度预设值Tm的数值范围为0℃至5℃。
所述控制方法还包括：
设定第一压力值Ps和第四温度预设值Th；
获取空调***的冷凝压力值P1和空调***所处环境温度T2，分别比较P1与Ps、T2与Tm；
当P1＞Ps且T2＞Th时，空调***切换至制冷防高压模式，在空调***启动后直接切换至制冷防高压模式，当空调***处于制冷模式时，则空调***由制冷模式切换至制冷防高压模式。
所述控制方法还包括：
设定第五温度预设值Tg，将T2与Tg进行比较；
当Tg≤T2时，空调***切换至制冷模式；
其中，Th-Tg＞3℃，避免环境温度小幅度波动而导致空调***在制热模式和制热防结霜模式之间频繁切换，Ps能够根据冷媒类型进行设定，但Ps需要小于空调***的保护压力。
所述第四温度预设值Th的数值范围为48℃至55℃；所述第五温度预设值Tg的数值范围为45℃至48℃。
一种热泵空调，包括上述的空调***。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种空调***，其特征在于：包括：
压缩机(1)；
四通阀(2)，所述四通阀(2)的D连通口与所述压缩机(1)的排气口连通，所述四通阀(2)的S连通口与所述压缩机(1)的吸气口连通；
室内换热器(3)，所述室内换热器(3)与所述四通阀(2)的E连通口连通；
第一室外换热器(4)，所述第一室外换热器(4)与所述室内换热器(3)通过第一管路(5)连通；
第二室外换热器(6)，所述第二室外换热器(6)与所述第一室外换热器(4)通过第二管路(7)连通，且所述第二室外换热器(6)与所述四通阀(2)的C连通口连通；
所述第一管路(5)上第一节流机构(8)，且所述第一节流机构(8)的第一端和所述第一节流机构(8)的第二端之间设置有第一短接支路(9)；
所述第二管路(7)上设置有第二节流机构(10)，且所述第二节流机构(10)的第一端和所述第一节流机构(8)的第二端之间设置有第二短接支路(11)。
2.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于：所述空调***还包括第一三通阀(12)，所述第一三通阀(12)的a连通口与所述室内换热器(3)连通，所述第一三通阀(12)的b连通口与所述第一节流机构(8)连通，所述第一三通阀(12)的c连通口与所述第一室外换热器(4)连通，且所述第一三通阀(12)具有a连通口与所述b连通口连通的第一状态和a连通口与c连通口连通的第二状态，所述第一三通阀(12)的c连通口与所述第一室外换热器(4)连通的管路构成所述第一短接支路(9)。
3.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于：所述空调***还包括第二三通阀(13)，所述第二三通阀(13)的a连通口与所述第二室外换热器(6)连通，所述第二三通阀(13)的b连通口与所述第二节流机构(10)连通，所述第二三通阀(13)的c连通口与所述第一室外换热器(4)连通，且所述第二三通阀(13)具有a连通口与所述b连通口连通的第三状态和a连通口与c连通口连通的第四状态，所述第二三通阀(13)的c连通口与所述第一室外换热器(4)连通的管路构成所述第二短接支路(11)。
4.根据权利要求1所述的空调***，其特征在于：所述空调***还包括室外风扇，所述室外风扇将气体由所述第一室外换热器(4)吹向所述第二室外换热器(6)。
5.一种权利要求1至4中任一项所述的空调***的控制方法，其特征在于：所述空调***所述空调***还包括第一三通阀(12)和第二三通阀(13)，所述第一三通阀(12)的a连通口与所述室内换热器(3)连通，所述第一三通阀(12)的b连通口与所述第一节流机构(8)连通，所述第一三通阀(12)的c连通口与所述第一室外换热器(4)连通，且所述第一三通阀(12)具有a连通口与所述b连通口连通的第一状态和a连通口与c连通口连通的第二状态，所述第一三通阀(12)的c连通口与所述第一室外换热器(4)连通的管路构成所述第一短接支路(9)，所述第二三通阀(13)的a连通口与所述第二室外换热器(6)连通，所述第二三通阀(13)的b连通口与所述第二节流机构(10)连通，所述第二三通阀(13)的c连通口与所述第一室外换热器(4)连通，且所述第二三通阀(13)具有a连通口与所述b连通口连通的第三状态和a连通口与c连通口连通的第四状态，所述第二三通阀(13)的c连通口与所述第一室外换热器(4)连通的管路构成所述第二短接支路(11)，所述控制方法包括：
制热模式，所述四通阀(2)切换至D连通口与E连通口连通，所述第一三通阀(12)切换至第一状态，所述第二三通阀(13)切换至第四状态，所述第一节流机构(8)切换至开启状态，所述第二节流机构(10)切换至关闭状态；
制热防结霜模式，所述四通阀(2)切换至D连通口与E连通口连通，所述第一三通阀(12)切换至第二状态，所述第二三通阀(13)切换至第四状态，所述第一节流机构(8)切换至关闭状态，所述第二节流机构(10)切换至开启状态；
制冷模式，所述四通阀(2)切换至D连通口与C连通口连通，所述第一三通阀(12)切换至第一状态，所述第二三通阀(13)切换至第四状态，所述第一节流机构(8)切换至开启状态，所述第二节流机构(10)切换至关闭状态；
制冷防高压模式，所述四通阀(2)切换至D连通口与C连通口连通，所述第一三通阀(12)切换至第二状态，所述第二三通阀(13)切换至第三状态，所述第一节流机构(8)切换至关闭状态，所述第二节流机构(10)切换至开启状态。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括：
设定第一温度预设值Ts和第二温度预设值Td；
获取所述第二室外换热器(6)的蒸发温度T1和空调***所处环境温度T2，分别将T1与Ts、T2与Td进行比较；
当T1＜Ts且T2＜Td时，空调***切换至制热防结霜模式。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括：
设定第三温度预设值Tm，并将T2与Tm进行比较；
当T2≥Tm时，空调***由制热防结霜模式切换至制热模式；
其中，Tm-Td＞3℃。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述第一温度预设值Ts的数值范围为-5℃至-3℃；所述第二温度预设值Td的数值范围为-5℃至0℃；所述第三温度预设值Tm的数值范围为0℃至5℃。
9.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括：
设定第一压力值Ps和第四温度预设值Th；
获取空调***的冷凝压力值P1和空调***所处环境温度T2，分别比较P1与Ps、T2与Tm；
当P1＞Ps且T2＞Th时，空调***切换至制冷防高压模式。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括：
设定第五温度预设值Tg，将T2与Tg进行比较；
当Tg≤T2时，空调***切换至制冷模式；
其中，Th-Tg＞3℃。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于：所述第四温度预设值Th的数值范围为48℃至55℃；所述第五温度预设值Tg的数值范围为45℃至48℃。
12.一种热泵空调，其特征在于：包括权利要求1至4中任一项所述的空调***。
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