CN115183404B - 空调***的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空调技术领域，具体提供一种空调***及其控制方法，旨在解决现有空调***在制热模式下，冷媒流量较大时产生较大压降，容易损坏室外换热器的问题。为此目的，本发明的空调***包括依次连接在主回路中的第一室外换热器、气液分离器、第二室外换热器、节流阀、室内换热器和压缩机，其特征在于，空调***还包括：控制阀组件，其设置在第一支路上，第一支路连通气液分离器的气体出口和第一室外换热器远离气液分离器的一端，控制阀组件用于控制流过第一支路的冷媒流量；第一控制阀，其设置在第二支路上，第二支路旁通于第二室外换热器，第一控制阀用于控制流过第二支路的冷媒流量。其既保证了室外换热器的换热性能，又不会损坏室外换热器。

Description

空调***的控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体提供一种空调***及其控制方法。
背景技术
随着人们水平的提高，空调逐步成为了必不可少的家用电器。空调在低温环境制热时，室外机作为蒸发器工作时蒸发温度过低，极易导致换热器结霜，影响整个空调***的正常运行。另一方面，由于风扇的布置或结构等问题，很多换热器存在风场不均的问题；风场不均的室外换热器，更容易出现结霜问题。
为了改善换热器的换热性能，中国专利(CN113970126A)公开了空调器、空调器的控制方法及存储介质，其将室外换热器分为两个，并在两个换热器中间增设了气液分离器。在制热模式下，制冷剂先流经第二换热器，多余气态冷媒通过气液分离器直接旁通到压缩机吸气口，以减少其对换热器面积的浪费，以期达到提高换热效果的目的。
但是，这种换热器设计适合于***冷媒流量较小的***，当***冷媒流量较大时，制热模式所有制冷剂全部先流经的换热器将产生较大的压降，导致冷媒温度很高，可能会导致该换热器完全报废。
因此，亟需一种空调***及其控制方法来解决上述技术问题。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有空调***在制热模式下，冷媒流量较大时产生较大压降，容易损坏室外换热器的问题。
在第一方面，本发明提供一种空调***，空调***包括依次连接在主回路中的第一室外换热器、气液分离器、第二室外换热器、节流阀、室内换热器和压缩机，其特征在于，所述空调***还包括：
控制阀组件，其设置在第一支路上，所述第一支路连通所述气液分离器的气体出口和所述第一室外换热器远离所述气液分离器的一端，所述控制阀组件用于控制流过所述第一支路的冷媒流量；
第一控制阀，其设置在第二支路上，所述第二支路旁通于所述第二室外换热器，所述第一控制阀用于控制流过所述第二支路的冷媒流量。
在上述空调***的具体实施方式中，所述控制阀组件包括串联在所述第一支路中的单向阀和第二控制阀，所述单向阀设置成仅允许冷媒从所述气液分离器的气体出口流向所述第一室外换热器远离所述气液分离器的一端，所述第二控制阀用于控制流过所述第一支路的冷媒流量。
在上述空调***的具体实施方式中，所述控制阀组件仅包括第二控制阀，所述第二控制阀用于控制流过所述第一支路的冷媒流量。
在上述空调***的具体实施方式中，所述空调***还包括设置在第三支路上的第三控制阀，所述第三支路连通所述第一室外换热器靠近所述气液分离器的一端和所述第二室外换热器靠近所述气液分离器的一端，所述第三控制阀用于控制流过所述第三支路的冷媒流量。
在上述空调***的具体实施方式中，所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第三控制阀均为电动球阀。
在第二方面，本发明提供一种用于如上所述的空调***的控制方法，所述控制方法包括下列步骤：
在制热模式下，打开所述第一控制阀和所述第二控制阀。
在上述空调***的控制方法的具体实施方式中，所述控制方法还包括：
在制热模式下，根据所述空调***的当前运行工况对所述第一控制阀和所述第二控制阀的开度进行调节。
在上述空调***的控制方法的具体实施方式中，所述空调***还包括设置在第三支路上的第三控制阀，所述第三支路连通所述第一室外换热器靠近所述气液分离器的一端和所述第二室外换热器靠近所述气液分离器的一端，所述第三控制阀用于控制流过所述第三支路的冷媒流量，
所述控制方法还包括：
在制热模式下，关闭所述第三控制阀。
在第三方面，本发明提供一种用于如上所述的空调***的控制方法，所述控制方法包括下列步骤：
在制冷模式下，关闭所述第一控制阀和所述第二控制阀。
在上述空调***的控制方法的具体实施方式中，所述空调***还包括设置在第三支路上的第三控制阀，所述第三支路连通所述第一室外换热器靠近所述气液分离器的一端和所述第二室外换热器靠近所述气液分离器的一端，所述第三控制阀用于控制流过所述第三支路的冷媒流量，
所述控制方法还包括：
在制冷模式下，打开所述第三控制阀。
在采用上述技术方案的情况下，本发明的空调***在制热模式时，部分冷媒从第二室外换热器流入，经第二换热器换热后流向气液分离器，另一部分冷媒经第一控制阀流入气液分离器，气液分离器分离出的气相冷媒经控制阀组件流出，气液分离器分离出的液相冷媒经第一室外换热器换热后流出。
第一控制阀对节流后的冷媒进行分流，减少了进入第二室外换热器的冷媒量，可以避免进入第二室外换热器内的冷媒流量过大，极大地降低了第二室外换热器的压降，既保证了第二室外换热器的换热性能，又不会损坏第二室外换热器。由于经过气液分离器的分离，且气相冷媒经过控制阀组件流出，可以避免第一室外换热器的冷媒量过大，同时也极大地降低了第一室外换热器的压降。既保证了第一室外换热器的换热性能，又不会损坏第一室外换热器。综上，该空调***既保证了室外换热器的换热性能，又不会损坏室外换热器。
附图说明
下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
图1是本发明实施例一提供的空调***的结构示意图一；
图2是本发明实施例一提供的空调***的结构示意图二；
图3是本发明实施例一提供的空调***的结构示意图三；
图4是本发明实施例一提供的空调***的结构示意图四；
图5是本发明实施例二提供的空调***的结构示意图一；
图6是本发明实施例二提供的空调***的结构示意图二；
图7是本发明实施例二提供的空调***的结构示意图三；
图8是本发明实施例二提供的空调***的结构示意图四。
附图标记列表：
1、第一室外换热器；2、气液分离器；3、第二室外换热器；4、控制阀组件；41、单向阀；42、第二控制阀；5、第一控制阀；6、压缩机；7、室内换热器；8、节流阀；9、第三控制阀。
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”、“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。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”和“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为解决现有空调***在制热模式下，冷媒流量较大时产生较大压降，容易损坏室外换热器的问题。
图1是本发明实施例一提供的空调***的结构示意图一，箭头所指示的方向为制热模式下冷媒的流向；图2是本发明实施例一提供的空调***的结构示意图二，箭头所指示的方向为制冷模式下冷媒的流向。
如图1和2所示，本实施例公开了一种空调***，其包括依次连接在主回路中的第一室外换热器1、气液分离器2、第二室外换热器3、节流阀8、室内换热器7及压缩机6。
该空调***还包括控制阀组件4及第一控制阀5，其中控制阀组件4设置在第一支路上，第一支路连通气液分离器2的气体出口和第一室外换热器1远离气液分离器2的一端，即第一支路连通气液分离器2的气体出口和第一室外换热器1连接于压缩机6的一端。具体地，控制阀组件4包括单向阀41和第二控制阀42，单向阀41和第二控制阀42串联在第一支路上，单向阀41设置成仅允许冷媒从气液分离器2气体出口直接流至压缩机6吸气口。第二控制阀42用于控制流过第一支路的冷媒流量，第二控制阀42靠近气液分离器2设置。第二控制阀42具体为电动球阀，在其它实施例中，本领域技术人员根据需要也可以将第二控制阀42选为电磁阀等。
第一控制阀5设置在第二支路上，具体地，第二支路旁通于第二室外换热器3，即第二支路的两端分别连通于第二室外换热器3的两端。第一电磁阀用于控制流过第二支路的冷媒流量。第一控制阀5具体为电动球阀，在其它实施例中，本领域技术人员根据需要也可以将第一控制阀5选为电磁阀等。
该空调***的控制方法包括：在制热模式下，打开第一控制阀5和第二控制阀42；并且/或者，在制冷模式下，关闭第一控制阀5和第二控制阀42。
如图1所示，制热模式下，第一控制阀5和第二控制阀42均打开，压缩机6出来的高温高压气相冷媒，经过室内换热器7冷凝放热，再经过节流阀8节流为低温低压的气液两相态。节流阀8出来的冷媒，一部分进入第二室外换热器3，在第二室外换热器3处蒸发，以气液两相状态进入气液分离器2；另一部分进入第二支路经第一控制阀5进入气液分离器2。气液分离器2将两相制冷剂气液分离，气相冷媒经过气液分离器2的气体出口进入第一支路，经第二控制阀42和单向阀直接流至压缩机6吸气口，液相冷媒流至第一室外换热器1继续蒸发成过热气体通至压缩机6吸气口。
节流后的气液两相制冷剂，先流经第二室外换热器3蒸发，然后经过气液分离器2进行分离，蒸发得到的气相冷媒经第一支路直接通至压缩机6吸气口，不继续在第一换热器中换热，节约了第一换热器的换热面积，提高了室外换热器整体换热效率。蒸发温度能够得到显著提高，结霜性能改善明显。
再者，通过调节第二控制阀42的开度，来调控气液分离的速率，以免造成气液分离速度过快，气相冷媒流失过多，低压压力太低的状况发生。
第一控制阀5可以对第二室外换热器3进行旁通分流，具体开度根据冷媒流量来确定。空调***冷媒流量越大时，第一控制阀5的开度越大。第一控制阀5对节流后的冷媒进行分流，减少了进入第二室外换热器3的冷媒量，可以避免进入第二室外换热器3内的冷媒流量过大，极大地降低了第二室外换热器3的压降，既保证了室外换热器的换热性能，又不会损坏第二室外换热器3。通过调节第一控制阀5和第二控制阀42的开度调控不同流路的冷媒流量，能够控制换热器的蒸发温度，进一步提升室外换热器的换热性能。由于该换热器具备了变蒸发温度的调节能力，极大地扩展了换热器各环境工况的工作温度范围，抗结霜能力得到提高，换热能力全面提升。
如图2所示，制冷模式下，第一控制阀5和第二控制阀42关闭，压缩机6出来的高温高压气相冷媒，经过第一室外换热器1进行冷凝换热变为气液两相冷媒，然后进入气液分离器2，气液两相冷媒继续进入第二室外换热器3进行冷凝换热。过冷的液相冷媒经过节流阀8，再流入室内换热器7蒸发制冷，最后再流回压缩机6。虽然没有对冷媒旁通分流会导致室外换热器压降稍大，但由于此时室外换热器里的制冷剂状态为冷凝换热，压降对性能影响较小。而且，不进行旁通分流可以保证节流阀8前的过冷度。
图3是本发明实施例一提供的空调***的结构示意图三，箭头所指示的方向为制热模式下冷媒的流向；图4是本发明实施例一提供的空调***的结构示意图四，箭头所指示的方向为制冷模式下冷媒的流向。
如图3和4所示，作为优选，本实施例中的空调***还包括第三控制阀9，其设置在第三支路上，第三支路连通第一室外换热器1靠近气液分离器2的一端和第二室外换热器3靠近气液分离器2的一端，第三控制阀9用于控制流过第三支路的冷媒流量。第三控制阀9具体为电动球阀，在其它实施例中，本领域技术人员根据需要也可以将第一控制阀5选为电磁阀等。
该空调***的控制方法包括：如图3所示，在制热模式下，第一控制阀5和第二控制阀42均打开，第三控制阀9关闭。压缩机6出来的高温高压气相冷媒，经过室内换热器7冷凝放热，再经过节流阀8节流为低温低压的气液两相态。节流阀8出来的冷媒，一部分进入第二室外换热器3，在第二室外换热器3处蒸发，以气液两相状态进入气液分离器2。另一部分经通过第二支路，经第一控制阀5进入气液分离器2，气液分离器2将两相制冷剂气液分离，气相冷媒经过气液分离器2的气体出口进入第一支路，经第二控制阀42和单向阀直接流至压缩机6吸气口，液相冷媒流至第一室外换热器1继续蒸发成过热气体通至压缩机6吸气口。
如图4所示，在制冷模式下，第一控制阀5和第二控制阀42关闭，第三控制阀9打开，第三控制阀9的开度开到最大。第一室外换热器1流出的气液两相的冷媒，进入第三支路，经第三控制阀9流至第二室外换热器3。由于冷媒流经气液分离器2会产生压降，但是经过第三支路几乎不会产生压降，所以从第一室外换热器1流出的冷媒经第三支路流至第二室外换热器3。冷媒不流经气液分离器2减小冷媒的压降，再者，冷媒不再流经气液分离器2，减小对气液分离器2的损耗。
实施例二
图5是本发明实施例二提供的空调***的结构示意图一，箭头所指示的方向为制热模式下冷媒的流向；图6是本发明实施例二提供的空调***的结构示意图二，箭头所指示的方向为制冷模式下冷媒的流向。
如图5和6所示，本实施例中公开了一种空调***，本实施例中空调***的结构与实施例一中空调***的结构基本相同，不同之处在于控制阀组件4的结构。
控制阀组件4仅包括第二控制阀42，第二控制阀42设置在第一支路上，第一支路连通气液分离器2的气体出口和第一室外换热器1远离气液分离器2的一端，即第一支路连通气液分离器2的气体出口和第一室外换热器1靠近压缩机的一端。
该空调***的控制方法包括：如图5所示，制热模式下，第一控制阀5和第二控制阀42均打开，压缩机6出来的高温高压气相冷媒，经过室内换热器7冷凝放热，再经过节流阀8节流为低温低压的气液两相态。节流阀8出来的冷媒，一部分进入第二室外换热器3，在第二室外换热器3处蒸发，以气液两相状态进入气液分离器2；另一部分进入第二支路经第一控制阀5进入气液分离器2。气液分离器2将两相制冷剂气液分离，气相冷媒经过气液分离器2的气体出口进入第一支路，经第二控制阀42流至压缩机6吸气口，液相冷媒流至第一室外换热器1继续蒸发成过热气体通至压缩机6吸气口。
节流后的气液两相制冷剂，先流经第二室外换热器3蒸发，然后经过气液分离器2进行分离，蒸发得到的气相冷媒经第一支路直接通至压缩机6吸气口，不继续在第一换热器中换热，节约了第一换热器的换热面积，提高了室外换热器整体换热效率。蒸发温度能够得到显著提高，结霜性能改善明显。
再者，通过调节第二控制阀42的开度，来调控气液分离的速率，以免造成气液分离速度过快，气相冷媒流失过多，低压压力太低的状况发生。
第一控制阀5可以对第二室外换热器3进行旁通分流，具体开度根据冷媒流量来确定。空调***冷媒流量越大时，第一控制阀5的开度越大。第一控制阀5对节流后的冷媒进行分流，减少了进入第二室外换热器3的冷媒量，可以避免进入第二室外换热器3内的冷媒流量过大，极大地降低了第二室外换热器3的压降，既保证了室外换热器的换热性能，又不会损坏第二室外换热器3。通过调节第一控制阀5和第二控制阀42的开度调控不同流路的冷媒流量，能够控制换热器的蒸发温度，进一步提升室外换热器的换热性能。由于该换热器具备了变蒸发温度的调节能力，极大地扩展了换热器各环境工况的工作温度范围，抗结霜能力得到提高，换热能力全面提升。
如图6所示，制冷模式下，第一控制阀5和第二控制阀42均关闭，压缩机6出来的高温高压气相冷媒，经过第一室外换热器1进行冷凝换热变为气液两相冷媒，然后进入气液分离器2，气液两相冷媒继续进入第二室外换热器3进行冷凝换热。过冷的液相冷媒经过节流阀8，再流入室内换热器7蒸发制冷，最后再流回压缩机6。虽然没有对冷媒旁通分流会导致室外换热器压降稍大，但由于此时室外换热器里的制冷剂状态为冷凝换热，压降对性能影响较小。而且，不进行旁通分流可以保证节流阀8前的过冷度。
图7是本发明实施例二提供的空调***的结构示意图三，箭头所指示的方向为制热模式下冷媒的流向；图8是本发明实施例二提供的空调***的结构示意图四，箭头所指示的方向为制冷模式下冷媒的流向。
如图7和8所示，作为优选，本实施例中的空调***还包括第三控制阀9，其设置在第三支路上，第三支路连通第一室外换热器1靠近气液分离器2的一端和第二室外换热器3靠近气液分离器2的一端，第三控制阀9用于控制流过第三支路的冷媒流量。
该空调***的控制方法包括：如图7所示，在制热模式下，第一控制阀5和第二控制阀42均打开，第三控制阀9关闭。压缩机6出来的高温高压气相冷媒，经过室内换热器7冷凝放热，再经过节流阀8节流为低温低压的气液两相态。节流阀8出来的冷媒，一部分进入第二室外换热器3，在第二室外换热器3处蒸发，以气液两相状态进入气液分离器2。另一部分经通过第二支路，经第一控制阀5进入气液分离器2，气液分离器2将两相制冷剂气液分离，气相冷媒经过气液分离器2的气体出口进入第一支路，经第二控制阀42直接流至压缩机6吸气口，液相冷媒流至第一室外换热器1继续蒸发成过热气体通至压缩机6吸气口。
如图8所示，在制冷模式下，第一控制阀5和第二控制阀42均关闭，第三控制阀9打开，且第三控制阀9的开度开到最大。
第一室外换热器1流出的气液两相的冷媒进入第三支路，经第三控制阀9流至第二室外换热器3。由于冷媒流经气液分离器2会产生压降，但是经过第三支路几乎不会产生压降，所以从第一室外换热器1流出的冷媒经第三支路流至第二室外换热器3。冷媒不流经气液分离器2减小冷媒的压降，再者，冷媒不再流经气液分离器2，减小对气液分离器2的损耗。
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 (6)

1.一种空调***的控制方法，其特征在于，所述空调***，包括依次连接在主回路中的第一室外换热器（1）、气液分离器（2）、第二室外换热器（3）、节流阀（8）、室内换热器（7）和压缩机（6），所述空调***还包括：
控制阀组件（4），其设置在第一支路上，所述第一支路连通所述气液分离器（2）的气体出口和所述第一室外换热器（1）远离所述气液分离器（2）的一端，所述控制阀组件（4）用于控制流过所述第一支路的冷媒流量；
第一控制阀（5），其设置在第二支路上，所述第二支路旁通于所述第二室外换热器（3），所述第一控制阀（5）用于控制流过所述第二支路的冷媒流量；
所述控制阀组件（4）包括串联在所述第一支路中的单向阀（41）和第二控制阀（42），所述单向阀（41）设置成仅允许冷媒从所述气液分离器（2）的气体出口流向所述第一室外换热器（1）远离所述气液分离器（2）的一端，所述第二控制阀（42）用于控制流过所述第一支路的冷媒流量；或
所述控制阀组件（4）仅包括第二控制阀（42），所述第二控制阀（42）用于控制流过所述第一支路的冷媒流量；
所述控制方法包括下列步骤：
在制热模式下，打开所述第一控制阀（5）和所述第二控制阀（42）；
在制冷模式下，关闭所述第一控制阀（5）和所述第二控制阀（42）。
2.根据权利要求1所述的空调***的控制方法，其特征在于，所述空调***还包括设置在第三支路上的第三控制阀（9），所述第三支路连通所述第一室外换热器（1）靠近所述气液分离器（2）的一端和所述第二室外换热器（3）靠近所述气液分离器（2）的一端，所述第三控制阀（9）用于控制流过所述第三支路的冷媒流量。
3.根据权利要求2所述的空调***的控制方法，其特征在于，所述第一控制阀（5）、所述第二控制阀（42）和所述第三控制阀（9）均为电动球阀。
4.根据权利要求1所述的空调***的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
在制热模式下，根据所述空调***的当前运行工况对所述第一控制阀（5）和所述第二控制阀（42）的开度进行调节。
5.根据权利要求1或4所述的空调***的控制方法，其特征在于，所述空调***还包括设置在第三支路上的第三控制阀（9），所述第三支路连通所述第一室外换热器（1）靠近所述气液分离器（2）的一端和所述第二室外换热器（3）靠近所述气液分离器（2）的一端，所述第三控制阀（9）用于控制流过所述第三支路的冷媒流量；
所述控制方法还包括：
在制热模式下，关闭所述第三控制阀（9）。
6.根据权利要求1所述的空调***的控制方法，其特征在于，所述空调***还包括设置在第三支路上的第三控制阀（9），所述第三支路连通所述第一室外换热器（1）靠近所述气液分离器（2）的一端和所述第二室外换热器（3）靠近所述气液分离器（2）的一端，所述第三控制阀（9）用于控制流过所述第三支路的冷媒流量；
所述控制方法还包括：
在制冷模式下，打开所述第三控制阀（9）。
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