空調系統及其抑制結霜控制方法
【專利摘要】本發明公開一種空調系統，涉及空調技術領域。該空調系統包括由依次連接的壓縮機、室外換熱器、節流裝置和室內換熱器組成的主管路，還包括冷媒換向裝置，該冷媒換向裝置使節流裝置與室外換熱器的第一端或第二端連通，當室外換熱器的其中一端與節流裝置連通時，另一端與壓縮機連通。同時，還公開一種適用于上述空調系統的抑制結霜控制方法。本發明設置有冷媒換向裝置，當空調系統制熱正向流路結霜到一定條件時，通過冷媒換向裝置可切換流經室外換熱器的冷媒的流向，從而有效延長了結霜周期，提高了制熱舒適性，同時，室外換熱器制熱流路不單一，有利于流路的優化。
【專利說明】
空調系統及其抑制結霜控制方法
技術領域
[0001] 本發明設及空調技術領域，尤其設及一種空調系統及該空調系統的抑制結霜控制 方法。
【背景技術】
[0002] 在目前的空調系統中，絕大部分是使用一個四通閥來切換制冷和制熱模式，制熱 模式室外機結霜后的除霜，是影響舒適性的一個重要因素，如何延長室外側結霜周期、減少 化霜時室內側溫降是歷來制冷行業研究的熱點之一。傳統的單四通閥空調系統由于制熱時 室外側冷媒只能沿著制冷的冷媒流路反向流動，結霜過程是從局部開始結霜后擴散，且開 始結霜后，結霜速度呈指數加快，于是，在制熱模式下頻繁進行除霜，會影響室內側制熱效 果，制熱舒適性差;另外，傳統的單四通閥空調系統本來適用于制冷的反向流路不一定適用 于制熱模式，室外換熱器制熱流路單一，不利于優化流路。
【發明內容】
[0003] 本發明的一個目的是提出一種結構簡單，延長結霜周期，提高制熱舒適性，有利于 流路優化的空調系統。
[0004] 本發明的另一個目的是提出一種適用于所述空調系統的抑制結霜控制方法，該控 制方法能夠抑制結霜過程，有效延長結霜周期，提高制熱舒適性。
[0005] 為達此目的，本發明采用W下技術方案：
[0006] -種空調系統，包括由依次連接的壓縮機、室外換熱器、節流裝置和室內換熱器組 成的主管路，還包括冷媒換向裝置，該冷媒換向裝置使節流裝置與室外換熱器的第一端或 第二端連通，當室外換熱器的其中一端與節流裝置連通時，另一端與壓縮機連通。
[0007] 作為一種空調系統的優選方案，所述冷媒換向裝置為第一四通閥，所述第一四通 閥的第一端與節流裝置連通，第二端與室外換熱器的一端連通，第Ξ端與室外換熱器的另 一端連通，第四端與壓縮機的吸氣端連通。
[000引作為一種空調系統的優選方案，包括第二四通閥，所述第二四通閥的第一端與壓 縮機的排氣端連通，第二端與室內換熱器連通，第Ξ端與第一四通閥的第四端連通，第四端 與壓縮機的吸氣端連通。
[0009] 作為一種空調系統的優選方案，包括控制裝置及分別與控制裝置電連接的外環溫 檢測裝置和設置在室外換熱器上的外管溫檢測裝置，所述控制裝置與第一四通閥電連接， 用于接收外環溫檢測裝置和外管溫檢測裝置的溫度信號并向第一四通閥發出是否換向指 令。
[0010] 作為一種空調系統的優選方案，所述控制裝置包括判斷單元、比較單元和控制單 元，所述判斷單元用于判斷外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環是否低于設定溫度 T攬；
[0011] 所述比較單元用于將外管溫檢測裝置檢測到的室外換熱器外管溫度心借與給定溫 度T?釀進行比較，W及將外管溫檢測裝置檢測到的室外換熱器外管溫度1>借和外環溫檢測裝 置檢測到的室外環境溫度T外環之差與給定溫差T溫差進行比較；
[0012] 所述控制單元用于根據判斷單元的判斷結果和比較單元的比較結果控制第一四 通閥是否換向。
[0013] 作為一種空調系統的優選方案，所述室外換熱器的下方設置有接水盤。
[0014] -種適用于如W上所述的空調系統的抑制結霜控制方法，控制裝置根據外環溫檢 測裝置和外管溫檢測裝置檢測到的溫度信號向所述冷媒換向裝置發出是否換向指令。
[0015] 作為一種空調系統的抑制結霜控制方法的優選方案，所述控制裝置判斷外環溫檢 測裝置檢測到的室外環境溫度T外環是否低于設定溫度Ti獵，并將外管溫檢測裝置檢測到的室 外換熱器外管溫度借與給定溫度T溫度進行比較，W及將外管溫檢測裝置檢測到的室外換熱 器外管溫度1>借和外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環之差與給定溫差T艦進行比 較，根據W上判斷結果和比較結果控制冷媒換向裝置是否換向。
[0016] 作為一種空調系統的抑制結霜控制方法的優選方案，當外環溫檢測裝置檢測到的 室外環境溫度T外環 >設定溫度Ti粧時，若連續t時間外管溫檢測裝置檢測到的室外換熱器外 管溫度1>障《給定溫度Tis度，則控制裝置控制冷媒換向裝置換向。
[0017] 作為一種空調系統的抑制結霜控制方法的優選方案，當外環溫檢現蝶置檢測到的 室外環境溫度T外環 <設定溫度Ti獵時，若連續t時間外管溫檢測裝置檢測到的室外換熱器外管 溫度1>借-外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環 >給定溫差Ts差，則控制裝置控制冷媒 換向裝置換向。
[001引本發明的有益效果為：
[0019] 本發明提出一種空調系統，該空調系統設置有冷媒換向裝置，當空調系統制熱正 向流路結霜到一定條件時，通過冷媒換向裝置可切換流經室外換熱器的冷媒的流向，從而 有效延長了結霜周期，提高了制熱舒適性，同時，室外換熱器制熱流路不單一，有利于流路 的優化。
[0020] 本發明還提出一種適用于所述空調系統的抑制結霜控制方法，控制裝置根據外環 溫檢測裝置和外管溫檢測裝置檢測到的溫度信號向冷媒換向裝置發出換向指令，切換流經 室外換熱器的冷媒的流向，從而有效抑制了結霜過程，延長了結霜周期，提高了制熱舒適 性。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發明【具體實施方式】提供的空調系統的原理圖；
[0022] 圖2是本發明【具體實施方式】提供的空調系統制熱結霜時的制熱量與時間的關系示 意圖。
[0023] 圖中；
[0024] 1、壓縮機;2、室外換熱器;3、節流裝置;4、室內換熱器;5、第一四通閥；6、第二四通 閥。
【具體實施方式】
[0025] 為使本發明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面 將結合附圖對本發明實施方式的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施方式 僅僅是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基于本發明中的實施方式，本領域 技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發明保護的 范圍。
[0026] 在本發明的描述中，需要理解的是，術語"中屯、"、"縱向橫向前"、"后"、 "左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底"、"內"、"外"等指示的方位或位置關系為基于附圖所 示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝 置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護 范圍的限制。
[0027] 為了解決現有的空調系統結霜過快，易進入頻繁化霜，嚴重影響室內制熱舒適性， 室外換熱器制熱流路單一，不利于優化流路的問題，本申請提出一種新型空調系統，如圖1 所示，空調系統包括由依次連接的壓縮機1、室外換熱器2、節流裝置3和室內換熱器4組成的 主管路和冷媒換向裝置，該冷媒換向裝置使節流裝置3與室外換熱器2的第一端或第二端連 通，當室外換熱器2的其中一端與節流裝置3連通時，另一端與壓縮機1連通。
[0028] 作為一種優選的實施方式，該冷媒換向裝置為第一四通閥5,第一四通閥5的第一 端與節流裝置3連通，第二端與室外換熱器2的第一端連通，第Ξ端與室外換熱器2的第二端 連通，第四端與壓縮機1的吸氣端連通。當空調系統為熱累系統，且熱累系統制熱正向流路 結霜到一定條件時，通過冷媒換向裝置切換流經室外換熱器2的冷媒的流向，有效延長了結 霜周期，提高了制熱舒適性，同時，室外換熱器2制熱流路不單一，有利于流路的優化。
[0029] 作為一種更優選的實施方式，空調系統除了包括W上冷凝管路外，還包括第二四 通閥6,第二四通閥6的第一端與壓縮機1的排氣端連通，第二端與室內換熱器4的一端連通， 第Ξ端與第一四通閥5的第四端連通，第四端與壓縮機1的吸氣端連通。當空調系統為制冷 制熱系統，且空調系統制熱正向流路結霜到一定條件時，通過第一四通閥5的換向切換流經 室外換熱器的冷媒的流向，有效延長了結霜周期，提高了制熱舒適性，同時，使制熱時室外 換熱器2可利用制冷相同的流路，室外換熱器2制熱流路不單一，更有利于流路的優化。
[0030] 優選的，空調系統包括控制裝置及分別與控制裝置電連接的外環溫檢測裝置和設 置在室外換熱器2上的外管溫檢測裝置，其中，外環溫檢測裝置用來檢測室外環境溫度，外 管溫檢測裝置設置在室外換熱器2的溫度最低處，也可W設置在制冷劑進口處或制冷劑出 口處等位置，能夠快速準確地檢測出室外換熱器2的外管溫度。控制裝置與第一四通閥5電 連接，可接收外環溫檢測裝置和外管溫檢測裝置的溫度信號并向第一四通閥5發出是否換 向指令。
[0031] 進一步的，該控制裝置包括判斷單元、比較單元和控制單元，判斷單元用于判斷外 環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環是否低于設定溫度Ti獵。比較單元用于將外管溫檢 巧蝶置檢測到的室外換熱器2外管溫度1>借與給定溫度T?釀進行比較，W及將外管溫檢測裝 置檢測到的室外換熱器2外管溫度私借和外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環之差與 給定溫差1>臘進行比較。控制單元可根據判斷單元的判斷結果和比較單元的比較結果控制 第一四通閥5是否換向。
[0032] 與傳統的制冷制熱空調系統相比，更優選實施方式中的空調系統增加了第一四通 閥5及其管路，其中，第二四通閥6的控制方式同現有空調系統的控制制冷制熱切換方式相 同，在此不再寶述。
[0033] 本實施方式還提出一種適用于如W上所述的空調系統的抑制結霜控制方法，控制 裝置根據外環溫檢測裝置和外管溫檢測裝置檢測到的溫度信號向所述冷媒換向裝置發出 是否換向指令。
[0034] 該空調系統的抑制結霜控制過程具體如下：
[0035] 在制冷模式下，第一四通閥5-直不得電，空調系統中的冷媒由管路a、b經過室外 換熱器2換熱后再經管路c、d流向室內換熱器4,冷媒流向同普通空調系統，此時，第一四通 閥5無實際作用。
[0036] 在制熱模式下，第一四通閥5-開始不得電，空調系統中的冷媒由管路d、c經過室 外換熱器2換熱后再經管路b、a返回至壓縮機1，在此過程中，當室外換熱器3銅管、翅片溫度 低于空氣的露點溫度且低于設定溫度Ti粧(本實施例優選為0°C)時，銅管、翅片開始結霜，由 空調制冷原理可知，在實際結霜過程中，霜并非是同時在室外換熱器2上的各個位置產生， 而是由局部位置開始(且大多數情況是流程的進口或者出口開始），并沿著流程進行擴散， 由結霜特性可知，當開始結霜后，結霜的速度會呈指數加快。因此在當空調系統正向流路結 霜到W下條件時，第一四通閥5得電進行切換：
[0037] 當外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環>0°C時，若連續t時間外管溫檢測 裝置檢測到的室外換熱器2外管溫度私障《給定溫度T溫度，則進行第一四通閥5的切換。
[0038] 當外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環<0°C時，若連續t時間外管溫檢測裝 置檢測到的室外換熱器2外管溫度1>借-外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環 > 給定 溫差T溫差，則進行第一四通閥5的切換。具體舉例說明如下：
[0039] 第一四通閥5切換借取值參數表
[0040]
[0041 ]在上述表格中，外管溫度1>借的取值誤差優選±2°C。給定溫度T?釀的取值范圍優選 為-5 °C -5°C，取值誤差優選± 2°C。給定溫差了艦的取值范圍優選為0-8°C，取值誤差優選 ±2Γ。
[0042] 經第一四通閥5切換后，空調系統中的冷媒在室外換熱器2側的管路流向為:d-b- c-a，使得切換第一四通閥5前的流路停止結霜或者W較低速度加厚霜層，從反向開始進入 結霜過程，延長了結霜周期，同時降低了制熱量衰減速率，提高了制熱量，提高制熱舒適性。
[0043] 如圖2所示，空調系統制熱過程結霜后制熱量隨時間變化趨勢大致如此，按照普通 空調系統，在T1時刻后，制熱量變化如虛線曲線呈現的趨勢，制熱量急劇下降，在T2時刻進 行除霜，使用本方案的空調系統，在τι時刻進行流路切換后，制熱量變化如實線呈現的趨 勢，制熱量先緩升后緩降，在Τ3時刻進行除霜，結霜周期則延長了Τ3-Τ2的時間。
[0044] 第一四通閥5得電后，進行除霜條件判斷及除霜控制方式同現有空調系統的除霜 方式，在此也不再寶述。
[0045] 在本實施方式中，為了方便室外換熱器2的冷凝水的流出，室外換熱器2的下方設 置有承接冷凝水的接水盤。節流裝置3優選為電子膨脹閥，不僅適用機電一體化的而發展要 求，能夠在低溫環境下準確反映出過熱度的變化，而且節能降耗。
[0046] W上結合【具體實施方式】描述了本發明的技術原理。運些描述只是為了解釋本發明 的原理，而不能W任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域技術 人員不需要付出創造性勞動即可聯想到本發明的其它【具體實施方式】，運些方式都將落入本 發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種空調系統，包括由依次連接的壓縮機（1)、室外換熱器(2)、節流裝置(3)和室內 換熱器(4)組成的主管路，其特征在于，還包括冷媒換向裝置，該冷媒換向裝置使節流裝置 (3)與室外換熱器(2)的第一端或第二端連通，當室外換熱器(2)的其中一端與節流裝置(3) 連通時，另一端與壓縮機(1)連通。2. 根據權利要求1所述的空調系統，其特征在于，所述冷媒換向裝置為第一四通閥（5)， 所述第一四通閥（5)的第一端與節流裝置(3)連通，第二端與室外換熱器(2)的一端連通，第 三端與室外換熱器(2)的另一端連通，第四端與壓縮機(1)的吸氣端連通。3. 根據權利要求2所述的空調系統，其特征在于，包括第二四通閥（6)，所述第二四通閥 (6)的第一端與壓縮機(1)的排氣端連通，第二端與室內換熱器(4)連通，第三端與第一四通 閥（5)的第四端連通，第四端與壓縮機(1)的吸氣端連通。4. 根據權利要求3所述的空調系統，其特征在于，包括控制裝置及分別與控制裝置電連 接的外環溫檢測裝置和設置在室外換熱器(2)上的外管溫檢測裝置，所述控制裝置與第一 四通閥（5)電連接，用于接收外環溫檢測裝置和外管溫檢測裝置的溫度信號并向第一四通 閥（5)發出是否換向指令。5. 根據權利要求4所述的空調系統，其特征在于，所述控制裝置包括判斷單元、比較單 元和控制單元，所述判斷單元用于判斷外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環是否低 于設定溫度Tge; 所述比較單元用于將外管溫檢測裝置檢測到的室外換熱器(2)外管溫度1>隋與給定溫 度?)破進行比較，以及將外管溫檢測裝置檢測到的室外換熱器(2)外管溫度?>?和外環溫檢 測裝置檢測到的室外環境溫度Τ外環之差與給定溫差Ts差進行比較； 所述控制單元用于根據判斷單元的判斷結果和比較單元的比較結果控制第一四通閥 (5)是否換向。6. 根據權利要求1所述的空調系統，其特征在于，所述室外換熱器(2)的下方設置有接 水盤。7. -種適用于如權利要求1至6任一項所述的空調系統的抑制結霜控制方法，其特征在 于，控制裝置根據外環溫檢測裝置和外管溫檢測裝置檢測到的溫度信號向所述冷媒換向裝 置發出是否換向指令。8. 根據權利要求7所述的空調系統的抑制結霜控制方法，其特征在于，所述控制裝置判 斷外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環是否低于設定溫度Ti旋，并將外管溫檢測裝置 檢測到的室外換熱器(2)外管溫度T贈與給定溫度?)破進行比較，以及將外管溫檢測裝置檢 測到的室外換熱器(2)外管溫度?>?和外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環之差與給 定溫差Τ溫差進行比較，根據以上判斷結果和比較結果控制冷媒換向裝置是否換向。9. 根據權利要求8所述的空調系統的抑制結霜控制方法，其特征在于，當外環溫檢測裝 置檢測到的室外環境溫度Τ外環多設定溫度Ti胺時，若連續t時間外管溫檢測裝置檢測到的室 外換熱器(2)外管溫度給定溫度T溫度，則控制裝置控制冷媒換向裝置換向。10. 根據權利要求8所述的空調系統的抑制結霜控制方法，其特征在于，當外環溫檢測 裝置檢測到的室外環境溫度Τ外環〈設定溫度Τ設定時，若連續t時間外管溫檢測裝置檢測到的室 外換熱器(2)外管溫度?>?_外環溫檢測裝置檢測到的室外環境溫度T外環彡給定溫差T驢，則 控制裝置控制冷媒換向裝置換向。
【文檔編號】F25B49/02GK105972851SQ201610334275
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】陳銳東, 鄒云輝, 黃志輝, 林金煌, 羅波, 陳姣, 馮青龍, 廖永富
【申請人】珠海格力電器股份有限公司