CN115342482A - 一种除霜控制方法及空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种除霜控制方法及空调器，包括以下步骤：在制热运行时长达到累计运行时长t0时，允许进入除霜模式；根据除霜温度Tdef和环境温度T环识别结霜程度；结霜程度为一级时，采用热气旁通除霜；结霜程度为二级时，采用蓄热除霜；结霜程度为三级时，采用换向除霜。通过设置热气旁通支路和除霜支路，保证在结霜程度不严重时，利用热气旁通及压缩机热量进行除霜，实现除霜不换向，空调器能够持续制热，在满足除霜需求的前提下，最大限度提升使用舒适性，减少能源浪费；同时设置多种除霜方式，保证空调***运行可靠性。

Description

一种除霜控制方法及空调器
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种除霜控制方法及空调器。
背景技术
空调器在冬季运行制热时，因蒸发温度低，当低于露点温度且低于0℃时，长时间运行，室外换热器将会结霜，影响换热器效率，因此当检测结霜时需要及时除霜。现有空调在除霜运行时，四通阀换向，室外机高温高压冷媒进室外机放热除霜，再经过节流，到室内机蒸发吸热；除霜期间室内机管温最低可达-30℃，为避免冷风吹人，保证舒适性，除霜期间室内风机处于关闭状态。因此，除霜过程房间波动大，极大影响冬季空调使用舒适型。
现有技术中公开了一种空调除霜控制方法，包括：当满足除霜条件时，切入运行不停机除霜模式，不停机除霜模式的运行包括：冷媒主回路继续运行制热循环，且除霜旁通支路被利用从冷媒主回路引入除霜冷媒进入室外换热器中，使室外换热器除霜；获取不停机除霜模式运行下的运行参数；根据运行参数判断不停机除霜模式运行是否发生异常；当判断出发生异常时，将空调除霜切入运行逆向除霜模式，逆向除霜模式的运行包括：冷媒主回路运行制冷循环，且除霜旁通支路不被利用。该现有技术虽然能够在一定程度上保证空调运行的可靠性，但是不能根据结霜程度进行模式的除霜，在结霜较厚和少量结霜时采用相同的除霜方式，易影响用户使用舒适性。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种除霜控制方法及空调器，以解决现有技术中除霜导致室内房间波动较大、影响用户使用舒适性的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种除霜控制方法，包括以下步骤：
在制热运行时长达到累计运行时长t0时，允许进入除霜模式；
根据除霜温度Tdef和环境温度T环识别结霜程度；
结霜程度为一级时，采用热气旁通除霜；结霜程度为二级时，采用蓄热除霜；结霜程度为三级时，采用换向除霜。保证在结霜程度不严重时，利用热气旁通及压缩机热量(浪费热量)进行除霜，实现除霜不换向，空调器能够持续制热，在满足除霜需求的前提下，最大限度提升使用舒适性，减少能源浪费；同时设置多种除霜方式，保证空调***运行可靠性。
进一步的，在Tdef＜0，且T环-b＜Tdef≤T环-a时，采用热气旁通除霜；
在Tdef＜0，且T环-c＜Tdef≤T环-b时，采用蓄热除霜；
在Tdef＜0，且Tdef＜T环-c时，采用换向除霜。
进一步的，所述热气旁通除霜包括如下步骤：调小室外主电子膨胀阀开度k，打开热气旁通电磁阀。使得压缩机排气后通过热气旁通支路的高压冷媒与室外机主电子膨胀阀节流后的冷媒汇合，提高低压压力及冷媒蒸发温度。
进一步的，所述室外主电子膨胀阀开度k为最大开度的20％～40％。
进一步的，根据室外换热器的实际过热度SH实际控制室外主电子膨胀阀开度的调小量△P，控制SH实际＞SH目标，以确保压缩机不回液，即流过室外换热器的冷媒全部蒸发完成；在实际过热度SH实际＜SH目标时，根据SH实际和SH目标调节室外主电子膨胀阀开度调小量△P。
进一步的，控制室外换热器入口温度＞e℃，当室外换热器入口温度＜e，则根据室外换热器入口温度调节室外主电子膨胀阀开度调小量△P。以减少室外主电子膨胀阀流量，提高热气旁通支路流量，利于融霜。
进一步的，所述蓄热除霜包括以下步骤：
运行室内机风机档位调至最低档，同时室内机电子膨胀阀开度打到最大开度；减少室内机换热量；同时室外机主电子膨胀阀开度打到最大开度，除霜电磁阀关闭；再打开室外机除霜电子膨胀阀。使得室内机、室外机均处于冷凝侧，室内机冷凝散热用于室内机制热，室外机冷凝侧用于除霜；冷凝后的液态冷媒经过室外机除霜电子膨胀阀节流后，经过盘绕在压缩机周围的盘管，吸收压缩机蓄热材料的热量，蒸发成气态的冷媒，实现冷媒循环；该除霜期间四通阀不换向，室内机实现持续制热。
进一步的，所述换向除霜包括如下步骤：四通阀换向，压缩机排出的高温高压气态冷媒经过四通阀后先流经室外换热器放热，以对室外换热器进行除霜；同时室外机除霜电子膨胀阀开启，冷凝后的液态制冷剂通过蓄热材料及室内机吸热。
进一步的，修正本次除霜进入方式的过程包括：在实际化霜时间t(n-1)小于标准时间t时，则除霜方式选择递减。当上一次除霜时间长，说明结霜较厚，所以需要更长时间除霜。也说明当前结霜厚度判断存一定误差，需要修正，根据温度需按照热气旁通除霜，则转为按照蓄热除霜模式运行；根据温度需按照蓄热除霜的，则转为按换向除霜执行。
相对于现有技术，本发明所述的除霜控制方法具有以下优势：
1)保证在结霜程度不严重时，利用热气旁通及压缩机热量(浪费热量)进行除霜，实现除霜不换向，空调器能够持续制热，最大限度提升使用舒适性，减少能源浪费；同时设置多种除霜方式，保证空调***运行可靠性；
2)根据实际情况自适应修正除霜方式，避免频繁进入除霜，进一步减少换向除霜，提高舒适度。
本发明还提供了一种空调器，包括压缩机、四通阀、室外换热器、室内换热器和室外主电子膨胀阀，还设置有热气旁通支路，所述热气旁通支路一端连接在压缩机排气管上，所述热气旁通支路另一端连接在所述室外换热器与室外主电子膨胀阀之间，在所述室外换热器与压缩机之间还设置有除霜支路，所述除霜支路上设置有室外机除霜电子膨胀阀，用于控制所述除霜支路上的冷媒流量，在所述压缩机的***设置有盘管和包裹压缩机的蓄热材料，流过所述盘管的冷媒能够吸收所述蓄热材料的热量，所述空调器能够执行以上所述的除霜控制方法。
所述空调器与上述除霜控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例所述的制热模式下冷媒流向示意图；
图2为本发明实施例所述的换向除霜模式下冷媒流向示意图。
附图标记说明：
1-压缩机，2-四通阀，3-室外换热器，4-气液分离器，5-油分离器，6-高压传感器，7-低压传感器，8-热气旁通支路，9-热气旁通电磁阀，10-除霜电磁阀，11-室外机除霜电子膨胀阀，12-室外主电子膨胀阀，13-环境温度感温包，14-化霜感温包，15-室外风机，16-除霜支路，101-蓄热材料
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本实施例提供了一种除霜控制方法，包括以下步骤：
S100、根据除霜温度和环境温度识别结霜程度
具体的，为了避免频繁进入除霜影响用户使用舒适性，在保证可靠性前提下，设置累计运行时长t0，在空调器制热运行时长达到累计运行时长t0时，允许空调器进入除霜模式。
满足累计运行时长后，根据除霜温度Tdef与环境温度T环的差值判断结霜程度的步骤具体包括以下过程：
S101、在Tdef＜0，且T环-b＜Tdef≤T环-a时，说明结霜程度为一级，即结霜量较薄；
S102、在Tdef＜0，且T环-c＜Tdef≤T环-b时，说明结霜程度为二级，即结霜量适中；
S103、在Tdef＜0，且Tdef＜T环-c时，说明结霜结霜程度为三级，即结霜量较厚。
其中a、b、c均为常数，可以在空调器出厂前存储在空调器的存储***中。或可以根据使用环境设置。且a＜b＜c，a取值范围3～7，优选值5；b取值范围7～12，优选值9；c取值范围12～15，优选值13；d取值范围5～15，优选值8。优先值取值范围根据产品开发时的参数选取、传感器安装位置等确定，不同场景起数值大小有差异，故选定范围，而设立优选值是为了在不影响舒适性、可靠性等情况下，可接受的最大承载量。
S200、根据结霜程度选择不同的除霜模式。
S201、结霜较薄时采用热气旁通除霜。热气旁通除霜包括如下步骤：调小室外主电子膨胀阀开度k，打开热气旁通电磁阀，压缩机排气后通过热气旁通支路的高压冷媒与室外机主电子膨胀阀节流后的冷媒汇合。调小室外主电子膨胀阀开度k，减少主流路的冷媒循环量，同时热气旁通电磁阀打开；通过压缩机排气与室外机主电子膨胀阀节流后的冷媒汇合，提高低压压力及冷媒蒸发温度，当蒸发器入口温度＞0℃，霜层开始融化，实现换热器除霜的效果。同时由于四通阀不换向，室内机实现持续制热，不影响室内用户舒适度。
进一步的，室外主电子膨胀阀开度k为最大开度的20％～40％，优选为30％。
进一步的，根据室外换热器的实际过热度SH实际控制室外主电子膨胀阀开度的调小量△P，室外换热器的实际过热度SH实际＝室外换热器出口温度-室外换热器进口温度。
具体地，控制SH实际＞SH目标，以确保压缩机不回液，即流过室外换热器的冷媒全部蒸发完成。在实际过热度SH实际＜SH目标时，根据SH实际和SH目标调节室外主电子膨胀阀开度调小量△P。优选的，SH目标为预设值，在空调器出厂前存储在空调器的存储***中。
控制室外换热器入口温度＞e℃(e＞0)。当室外换热器入口温度＜e，则根据室外换热器入口温度调节室外主电子膨胀阀开度调小量△P，以减少室外主电子膨胀阀流量，提高热气旁通支路流量，利于融霜。优选的，e为预设值，在空调器出厂前存储在空调器的存储***中。
进一步的，当检测到除霜温度Tdef≥d时，说明除霜结束，室外主电子膨胀阀恢复正常控制，热气旁通电磁阀关闭，整机退出除霜。
S202、结霜适中时，采用蓄热除霜。蓄热除霜包括以下步骤：
运行室内机风机档位调至最低档，同时室内机电子膨胀阀开度打到最大开度；减少室内机换热量；同时室外机主电子膨胀阀开度打到最大开度，除霜电磁阀关闭；再打开室外机除霜电子膨胀阀。使得室内机、室外机均处于冷凝侧，室内机冷凝散热用于室内机制热，室外机冷凝侧用于除霜；冷凝后的液态冷媒经过室外机除霜电子膨胀阀节流后，经过盘绕在压缩机周围的盘管，吸收压缩机蓄热材料的热量，蒸发成气态的冷媒，实现冷媒循环；该除霜期间四通阀不换向，室内机实现持续制热。
在此期间，当检测到除霜温度Tdef≥d时，说明除霜结束，室外主电子膨胀阀恢复正常控制，除霜电磁阀开启，除霜电子膨胀阀关闭，整机退出除霜，室内机电子膨胀阀、风机档位恢复正常控制。
S203、结霜较厚时，热气旁通除霜和蓄热除霜已经不能满足除霜需要，此时需采用换向除霜。具体地，换向除霜包括如下步骤：四通阀换向，压缩机排出的高温高压气态冷媒经过四通阀后先流经室外换热器放热，以对室外换热器进行除霜；同时室外机除霜电子膨胀阀开启，冷凝后的液态制冷剂通过蓄热及室内机吸热。加快除霜效果，简短除霜时常。
S300、根据上一次除霜所消耗时间，修正本次除霜进入方式。
具体地，根据分析上一次除霜所消耗时间，修正本次除霜进入方式，当上一次除霜时间长，说明结霜较厚，所以需要更长时间除霜。也说明当前结霜厚度判断存一定误差，需要修正。进一步的，修正方法包括：
S301、结霜程度与环境温度T环、高压压力Pd、蒸发器表面温度Tdef相关，基于此，整机出厂时结合上述影响影子，建立除霜标准时间t＝f(T环、Pd、Tdef)。
实际运行中，检测上次除霜实际时间与标准时间t比较，
当上一次实际化霜时间t(n-1)＞t，则除霜方式选择递增，例：根据温度需按照热气旁通除霜，则转为按照蓄热除霜模式运行；根据温度需按照蓄热除霜的，则转为按换向除霜执行。
当实际化霜时间t(n-1)＜t，则除霜方式选择递减，例：根据温度需按照换向除霜，则转为蓄热除霜按执行；根据温度需按照换热除霜的，则转为热气旁通除霜。
标准时间t取值范围5～10min，优选值8min。
作为本发明实施例的一部分，还提供了一种空调器，包括压缩机1、四通阀2、室外换热器3、室内换热器(图中未示出)和室外主电子膨胀阀12，在室外换热器3的进风侧设置有环境温度感温包13，用于检测获取环境温度。在室外换热器3上还设置有化霜感温包14，用于检测获取除霜温度。优选的，环境温度感温包13设置在靠近室外风机15的位置。
还设置有热气旁通支路8，热气旁通支路8一端连接在压缩机排气管上，另一端连接在室外换热器3与室外主电子膨胀阀12之间。在压缩机1的***设置有盘管和包裹压缩机的蓄热材料101，流过盘管的冷媒能够吸收蓄热材料101的热量。
进一步的，在热气旁通支路8上还设置有热气旁通电磁阀9，热气旁通电磁阀9用于控制热气旁通支路8的通断。在室外换热器3与四通阀2之间还设置有除霜电磁阀10。在室外换热器3与压缩机之间还设置有除霜支路16，除霜支路16上设置有室外机除霜电子膨胀阀11，用于控制除霜支路16上的冷媒流量。
在本实施例所述的空调器还包括油分离器5和气液分离器4，油分离器5设置在压缩机的排气管上，用于分离冷媒中的润滑油等油相，气液分离器4设置在压缩机的回气管上，用于对回气管中的冷媒进行气液分离，避免对压缩机造成液击。在压缩机的排气管上还设置有高压传感器6，用于检测冷媒的高压压力，在压缩机的回气管上还设置有低压传感器7，用于检测低压压力。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种除霜控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
在制热运行时长达到累计运行时长t0时，允许进入除霜模式；
根据除霜温度Tdef和环境温度T环识别结霜程度；
结霜程度为一级时，需采用热气旁通除霜；结霜程度为二级时，需采用蓄热除霜；结霜程度为三级时，需采用换向除霜；
根据上一次除霜所消耗时间，修正本次除霜进入方式。
2.根据权利要求1所述的除霜控制方法，其特征在于，
在Tdef＜0，且T环-b＜Tdef≤T环-a时，采用热气旁通除霜；
在Tdef＜0，且T环-c＜Tdef≤T环-b时，采用蓄热除霜；
在Tdef＜0，且Tdef＜T环-c时，采用换向除霜。
3.根据权利要求1所述的除霜控制方法，其特征在于，所述热气旁通除霜包括如下步骤：调小室外主电子膨胀阀开度k，打开热气旁通电磁阀。
4.根据权利要求3所述的除霜控制方法，其特征在于，所述室外主电子膨胀阀开度k为最大开度的20％～40％。
5.根据权利要求3所述的除霜控制方法，其特征在于，根据室外换热器的实际过热度SH实际控制室外主电子膨胀阀开度的调小量△P，控制SH实际＞SH目标；在实际过热度SH实际＜SH目标时，根据SH实际和SH目标调节室外主电子膨胀阀开度调小量△P。
6.根据权利要求3所述的除霜控制方法，其特征在于，控制室外换热器入口温度＞e℃，当室外换热器入口温度＜e，则根据室外换热器入口温度调节室外主电子膨胀阀开度调小量△P。
7.根据权利要求1所述的除霜控制方法，其特征在于，所述蓄热除霜包括以下步骤：
运行室内机风机档位调至最低档，同时室内机电子膨胀阀开度打到最大开度；减少室内机换热量；同时室外机主电子膨胀阀开度打到最大开度，除霜电磁阀关闭；再打开室外机除霜电子膨胀阀。
8.根据权利要求1所述的除霜控制方法，其特征在于，所述换向除霜包括如下步骤：四通阀换向，压缩机排出的高温高压气态冷媒经过四通阀后先流经室外换热器放热，以对室外换热器进行除霜；同时室外机除霜电子膨胀阀开启，冷凝后的液态制冷剂通过蓄热材料及室内机吸热。
9.根据权利要求1所述的除霜控制方法，其特征在于，所述修正本次除霜进入方式的过程包括：在实际化霜时间t(n-1)小于标准时间t时，除霜方式选择递减。
10.一种空调器，其特征在于，包括压缩机、四通阀、室外换热器、室内换热器和室外主电子膨胀阀，还设置有热气旁通支路，所述热气旁通支路一端连接在压缩机排气管上，所述热气旁通支路另一端连接在所述室外换热器与室外主电子膨胀阀之间，在所述室外换热器与压缩机之间还设置有除霜支路，所述除霜支路上设置有室外机除霜电子膨胀阀，用于控制所述除霜支路上的冷媒流量，在所述压缩机的***设置有盘管和包裹压缩机的蓄热材料，流过所述盘管的冷媒能够吸收所述蓄热材料的热量，所述空调器能够执行权利要求1至9中任意一项所述的除霜控制方法。
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