一种空调系统化霜的控制装置、控制方法及空调系统与流程

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空调系统化霜的控制装置、控制方法及空调系统。

背景技术：

现有技术中的空气源热泵系统结霜化霜问题是影响空调低温制热量和制热效果的关键技术问题之一，除霜过程对空调的制热性能、噪音、舒适性、可靠性等影响显著。在室外环境温度低于5℃，空调易结霜，性能迅速衰减，导致换热器制热量下降，供热量不足。现有常规空调普遍采用逆向循环除霜，即除霜过程中，空调制冷模式运行，室内外风机关闭，蒸发器内管温度迅速下降至-30℃以下，从室内吸收大量的热量，使房间内温度迅速降低6～8℃，再次启动需要较长的防冷风的时间，温升速度较慢，严重影响用户使用舒适度。常规除霜压缩机开停4次并四通阀换向2次，存在较大的噪音波动问题，同时压缩机短时间内开启直接将润滑油窜出压缩机油室，非常容易造成压缩机缺油和润滑不良问题。

现有技术中的空气源热泵系统存在化霜之后再次启动制热需要较长的防冷风的时间、温升速度较慢、严重影响用户使用舒适度，频繁的压缩机停机、四通阀换向会带来能量损失和可靠性问题，且还会存在较大的噪音波动问题、容易造成压缩机缺油和润滑不良等技术问题，因此本发明研究设计出一种空调系统化霜的控制装置、控制方法及空调系统。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空调系统化霜过程舒适度较差的缺陷，从而提供一种空调系统化霜的控制装置、控制方法以及空调系统。

本发明提供一种空调系统化霜的控制装置，其中，

空调系统包括压缩机、室内换热器、室外换热器和节流装置，其中，所述控制装置包括：

判断单元，用于判断所述室外换热器是否达到需要化霜的程度；

执行单元，根据判断单元的判断结果控制所述节流装置进行动作以在需要化霜时进行化霜。

优选地，还包括检测单元，用于检测所述空调系统的运行状态参数，并且将检测结果传输至判断单元；

判断单元，将检测出的所述运行状态参数与控制逻辑中进入化霜的条件参数相比较，进而判断室外换热器是否达到需要化霜的程度。

优选地，若所述运行状态参数达到了控制逻辑中进入化霜的条件，则判断其需要进行化霜；

若所述运行状态参数未达到控制逻辑中进入化霜的条件，则判断其不需进行化霜。

优选地，所述执行单元根据判断单元的判断结果对所述节流装置进行控制：

当需要进行化霜时，控制所述节流装置完全导通或取消节流；

当不需要进行化霜时，调节所述节流装置至正常运行状态。

优选地，所述节流装置为电子膨胀阀，所述电子膨胀阀完全导通或取消节流的状态通过将所述电子膨胀阀的开度调到最大来实现。

优选地，所述空调系统还包括设置在所述室内换热器上的室内风机以及设置在所述室外换热器上的室外风机，其中，

所述执行单元还能够在化霜时控制所述室内风机或所述室外风机动作。

优选地，控制所述室内风机或所述室外风机动作包括：将所述室内风机和所述室外风机中的至少一个的开度调小或是关闭。

本发明还提供一种空调系统化霜的控制方法，其使用前述的空调系统化霜的控制装置，对空调系统的化霜过程进行控制，其包括：

判断步骤，用于判断所述室外换热器是否达到需要化霜的程度；

执行步骤，根据判断步骤的判断结果控制所述节流装置进行动作以在需要化霜时进行化霜。

优选地，还包括检测步骤，检测所述空调系统的运行状态参数，并且将检测结果传输至判断步骤；判断步骤，将检测出的所述运行状态参数与控制逻辑中进入化霜的条件参数相比较，进而判断室外换热器是否达到需要化霜的程度。

优选地，若所述运行状态参数达到了控制逻辑中进入化霜的条件，则判断其需要进行化霜；

若所述运行状态参数未达到控制逻辑中进入化霜的条件，则判断其不需进行化霜。

优选地，所述执行步骤为根据判断单元的判断结果对所述节流装置进行控制：

当需要进行化霜时，控制所述节流装置完全导通或取消节流；

当不需要进行化霜时，调节所述节流装置至正常运行状态。

优选地，所述节流装置为电子膨胀阀，所述电子膨胀阀完全导通或取消节流的状态通过将所述电子膨胀阀的开度调到最大来实现。

优选地，所述空调系统还包括设置在所述室内换热器上的室内风机以及设置在所述室外换热器上的室外风机，其中，

所述执行步骤还包括在化霜时控制所述室内风机或所述室外风机动作的步骤。

优选地，控制所述室内风机或所述室外风机动作的步骤包括：将所述室内风机和所述室外风机中的至少一个的开度调小或是关闭。

本发明还提供一种空调系统，其包括前述的空调系统化霜的控制装置。

本发明提供的一种空调系统化霜的控制装置、控制方法及空调系统具有如下有益效果：

1.通过本发明的空调系统化霜的控制装置、控制方法及空调系统，采用执行单元调节节流装置以对化霜进行控制，取消了原有的通过四通阀换向进行的控制，能够有效防止室内换热器在化霜时进行蒸发吸热而使得室内环境温度降低，提高了室内的环境温度，有效地提高了室内的舒适度；

2.通过本发明的空调系统化霜的控制装置、控制方法及空调系统，使得室内制热过程一直持续，有效地避免化霜之后再次启动制热需要较长的防冷风的时间、避免温升速度较慢的情况；

3.通过本发明的空调系统化霜的控制装置、控制方法及空调系统，采用执行单元调节节流装置以对化霜进行控制，取消了原有的通过四通阀换向进行的控制，防止了压缩机频繁停机和四通阀频繁换向的情况的发生，有效地减少了能量损失，提高了空调系统运行的可靠性；

4.通过本发明的空调系统化霜的控制装置、控制方法及空调系统，能够有效地避免蒸发器中的冷媒在高温-低温-高温之间进行来回切换，避免了频繁地产生热胀冷缩效应，有效地防止了噪音和异响，减少了功耗，提高了运行的可靠性；

5.通过本发明的空调系统化霜的控制装置、控制方法及空调系统，还能够有效地防止压缩机的频繁启停而导致其在短时间内开启、直接将润滑油窜出压缩机油室，而造成压缩机缺油和润滑不良的问题的发生。

附图说明

图1是现有技术中的的空调系统的结构示意图及化霜过程的冷媒流向图；

图2是本发明的空调系统的结构示意图及化霜过程的冷媒流向图。

图中附图标记表示为：

1—压缩机，2—室内换热器，3—室外换热器，4—节流装置，5—室内风机，6—室外风机，7—四通阀，8—储液罐。

具体实施方式

如图2所示，本发明提供一种空调系统化霜的控制装置，其中，

空调系统包括压缩机1、室内换热器2、室外换热器3和节流装置4，其中，所述控制装置包括：

判断单元，用于判断所述室外换热器3是否达到需要化霜的程度；

执行单元，根据判断单元的判断结果控制所述节流装置进行动作以在需要化霜时进行化霜。

1.通过本发明的空调系统化霜的控制装置，采用执行单元调节节流装置以对化霜进行控制，取消了原有的通过四通阀换向进行的控制，能够有效防止室内换热器在化霜时进行蒸发吸热而使得室内环境温度降低，提高了室内的环境温度，有效地提高了室内的舒适度；

2.通过本发明的空调系统化霜的控制装置，使得室内制热过程一直持续，有效地避免化霜之后再次启动制热需要较长的防冷风的时间、避免温升速度较慢的情况；

3.通过本发明的空调系统化霜的控制装置，采用执行单元调节节流装置以对化霜进行控制，取消了原有的通过四通阀换向进行的控制，防止了压缩机频繁停机和四通阀频繁换向的情况的发生，有效地减少了能量损失，提高了空调系统运行的可靠性；

4.通过本发明的空调系统化霜的控制装置，能够有效地避免蒸发器中的冷媒在高温-低温-高温之间进行来回切换，避免了频繁地产生热胀冷缩效应，有效地防止了噪音和异响，减少了功耗，提高了运行的可靠性；

5.通过本发明的空调系统化霜的控制装置，还能够有效地防止压缩机的频繁启停而导致其在短时间内开启、直接将润滑油窜出压缩机油室，而造成压缩机缺油和润滑不良的问题的发生。

优选地，还包括检测单元，用于检测所述空调系统的运行状态参数(例如包括换热管温、环境温度、温度衰减量、运行时间等参数)，并且将检测结果传输至判断单元；

判断单元，将检测出的所述运行状态参数与控制逻辑中进入化霜的条件参数相比较，进而判断其是否达到需要化霜的程度。

通过还设置检测单元以检测空调系统的运行状态参数(例如包括换热管温、环境温度、温度衰减量、运行时间等参数)的结构形式，能够有效地通过检测系统运行状态参数的方式为判断单元提供判断所需的数据，并且通过检测出的运行状态参数与控制逻辑中进入化霜的条件参数相比，控制逻辑中进入化霜的条件参数可根据系统的性能进行实际设定，这样能够有效控制系统的性能不至于衰减过低、使得在需要进行化霜时能够给出正确和准确的信号以使得系统能够及时地进行化霜，保证其稳定可靠的运行。

优选地，若所述运行状态参数达到了控制逻辑中进入化霜的条件，则判断其需要进行化霜；

若所述运行状态参数未达到控制逻辑中进入化霜的条件，则判断其不需进行化霜。

这是本发明的根据运行状态参数进行判断是否该进行化霜的具体判断方式，运行状态参数达到了控制逻辑中进入化霜的条件时，则判断其需要化霜，能够正确得出需要执行化霜的时间点，保证系统正常化霜，使其安全可靠地运行，所述运行状态参数未达到控制逻辑中进入化霜的条件时，说明结霜程度还不至于影响系统的运行性能和安全性能，则判断其不需进行化霜。

优选地，所述执行单元根据判断单元的判断结果对所述节流装置4进行控制：

当需要进行化霜时，控制所述节流装置4完全导通或取消节流；

当不需要进行化霜时，调节所述节流装置4至正常运行状态。

这是本发明的在需要化霜时控制节流装置动作的具体操作步骤，在需要进行化霜时，控制节流装置完全导通或取消节流，能够使得空调系统冷媒管路上基本无节流降压的影响，高温冷媒先流经室内换热器放热、再直接进入室外换热器进行放热除霜，化霜的冷媒热量主要来自压缩机做功，系统内部管路存在压损，会产生高低压的压差，能够有效地保证在对室外换热器除霜的同时还能保证对室内换热器进行制热作用，保证了室内的舒适度。

优选地，所述节流装置4为电子膨胀阀，所述电子膨胀阀完全导通或取消节流的状态通过将所述电子膨胀阀的开度调到最大来实现。

这是将节流装置完全导通或取消节流的具体实现方式和操作方式，将节流装置的开度调到最大，使得流经节流装置的流体不产生节流的作用，即不再被阻碍，此时流体顺畅地流通，相当于流经一根普通的导通管一样，从而使得节流装置完全导通或取消节流。

优选地，所述空调系统还包括设置在所述室内换热器2上的室内风机5以及设置在所述室外换热器3上的室外风机6，其中，

所述执行单元还能够在化霜时控制所述室内风机5和/或所述室外风机6动作。

通过设置在室内换热器上的室内风机及设置在室外换热器上的室外风机，能够通过室内风机加强室内换热器的换热效果、提高室内换热能力，通过室外风机加强室外换热器的换热效果、提高室外换热能力，化霜时执行单元控制室内风机和/或室外风机动作能够根据化霜时的情况控制室内换热器和/或室外换热器加强散热或减小散热，以提高化霜的效果。

优选地，控制所述室内风机5或所述室外风机6动作包括：将所述室内风机5和所述室外风机6中的至少一个的开度调小或是关闭。

在执行化霜的时候，为了要保证室外换热器正常化霜，则尽可能地需要将室内风机调小甚至关闭，这样能够减小室内环境对冷媒的吸热量，保证冷媒进入室外换热器中能够进行正常的放热以实现化霜；将室外风机调小甚至是关闭，是为了减小周围空气的流速，以减小与周围环境交换的热量，减小热损失，使大部分的热量用于化霜，加快外机换热器的化霜速度，此时室外换热器内的冷媒热量也较高。进一步优选地，化霜时，内外风机皆停止运转，内外风机停止运转都是为了减小与周围环境的热交换，减小热损失，使大部分的冷媒热量用于化霜。这个控制逻辑是可以改变的，如将两个风机都调至低风挡，或其中一个关闭，另一个调小，或都关闭，作用都是为了减少向周围环境的热量损失。

本发明还提供一种空调系统化霜的控制方法，其使用前述的空调系统化霜的控制装置，对空调系统的化霜过程进行控制，其包括：

判断步骤，用于判断所述室外换热器3是否达到需要化霜的程度；

执行步骤，根据判断步骤的判断结果控制所述节流装置4进行动作以在需要化霜时进行化霜。

1.通过本发明的空调系统化霜的控制方法，通过调节节流装置以对化霜进行控制，取消了原有的通过四通阀换向进行的控制，能够有效防止室内换热器在化霜时进行蒸发吸热而使得室内环境温度降低，提高了室内的环境温度，有效地提高了室内的舒适度；

2.通过本发明的空调系统化霜的控制方法，使得室内制热过程一直持续，有效地避免化霜之后再次启动制热需要较长的防冷风的时间、避免温升速度较慢的情况；

3.通过本发明的空调系统化霜的控制方法，通过调节节流装置以对化霜进行控制，取消了原有的通过四通阀换向进行的控制，防止了压缩机频繁停机和四通阀频繁换向的情况的发生，有效地减少了能量损失，提高了空调系统运行的可靠性；

4.通过本发明的空调系统化霜的控制方法，能够有效地避免蒸发器中的冷媒在高温-低温-高温之间进行来回切换，避免了频繁地产生热胀冷缩效应，有效地防止了噪音和异响，减少了功耗，提高了运行的可靠性；

5.通过本发明的空调系统化霜的控制方法，还能够有效地防止压缩机的频繁启停而导致其在短时间内开启、直接将润滑油窜出压缩机油室，而造成压缩机缺油和润滑不良的问题的发生。

优选地，还包括检测步骤，检测所述空调系统的运行状态参数(例如包括换热管温、环境温度、温度衰减量、运行时间等参数)，并且将检测结果传输至判断步骤；

判断步骤，将检测出的所述运行状态参数与控制逻辑中进入化霜的条件参数相比较，进而判断室外换热器是否达到需要化霜的程度。

通过还包括检测步骤以检测空调系统的运行状态参数(例如包括换热管温、环境温度、温度衰减量、运行时间等参数)的结构形式，能够有效地通过检测系统运行状态参数的方式为判断单元提供判断所需的数据，并且通过运行状态参数与控制逻辑中进入化霜的条件参数相比，控制逻辑中进入化霜的条件参数可根据系统的性能进行实际设定，这样能够有效控制系统的性能不至于衰减过低、使得在需要进行化霜时能够给出正确和准确的信号以使得系统能够及时地进行化霜，保证其稳定可靠的运行。另外还可以通过结霜时间来进行判断是否达到需要化霜的程度。

优选地，若所述运行状态参数达到了控制逻辑中进入化霜的条件，则判断其需要进行化霜；

若所述运行状态参数未达到控制逻辑中进入化霜的条件，则判断其不需进行化霜。

这是本发明的根据运行状态参数进行判断是否该进行化霜的具体判断方式，结运行状态参数达到了控制逻辑中进入化霜的条件时，则判断其需要化霜，能够正确得出需要执行化霜的时间点，保证系统正常化霜，使其安全可靠地运行，所述运行状态参数未达到控制逻辑中进入化霜的条件时，说明结霜程度还不至于影响系统的运行性能和安全性能，则判断其不需进行化霜。

优选地，所述执行步骤为根据判断单元的判断结果对所述节流装置4进行控制：

当需要进行化霜时，控制所述节流装置4完全导通或取消节流；

当不需要进行化霜时，调节所述节流装置4至正常运行状态。

这是本发明的在需要化霜时控制节流装置动作的具体操作步骤，在需要进行化霜时，控制节流装置完全导通或取消节流，能够使得空调系统冷媒管路上基本无节流降压的影响，高温冷媒先流经室内换热器放热、再直接进入室外换热器进行放热除霜，化霜的冷媒热量主要来自压缩机做功，系统内部管路存在压损，会产生高低压的压差，能够有效地保证在对室外换热器除霜的同时还能保证对室内换热器进行制热作用，保证了室内的舒适度。

优选地，所述节流装置4为电子膨胀阀，所述电子膨胀阀完全导通或取消节流的状态通过将所述电子膨胀阀的开度调到最大来实现。

这是将节流装置完全导通或取消节流的具体实现方式和操作方式，将节流装置的开度调到最大，使得流经节流装置的流体不产生节流的作用，即不再被阻碍，此时流体顺畅地流通，相当于流经一根普通的导通管一样，从而使得节流装置完全导通或取消节流。

优选地，所述空调系统还包括设置在所述室内换热器2上的室内风机5以及设置在所述室外换热器3上的室外风机6，其中，

所述执行步骤还包括在化霜时控制所述室内风机5或所述室外风机6动作的步骤。

通过设置在室内换热器上的室内风机及设置在室外换热器上的室外风机，能够通过室内风机加强室内换热器的换热效果、提高室内换热能力，通过室外风机加强室外换热器的换热效果、提高室外换热能力，化霜时执行单元控制室内风机和/或室外风机动作能够根据化霜时的情况控制室内换热器和/或室外换热器加强散热或减小散热，以提高化霜的效果。

优选地，控制所述室内风机5或所述室外风机6动作的步骤包括：将所述室内风机5和所述室外风机6中的至少一个的开度调小或是关闭。

在执行化霜的时候，为了要保证室外换热器正常化霜，则尽可能地需要将室内风机调小甚至关闭，这样能够减小室内环境对冷媒的吸热量，保证冷媒进入室外换热器中能够进行正常的放热以实现化霜；将室外风机调小甚至是关闭，也是为了减小周围空气的流速，以减小与周围环境交换的热量，减小热损失，使大部分的热量用于化霜，加快外机换热器的化霜速度，此时室外换热器内的冷媒热量也较高。

本发明还提供一种空调系统，其包括前述的空调系统化霜的控制装置。

1.通过本发明的空调系统，由于其包括前述的空调系统化霜的控制装置，采用执行单元调节节流装置以对化霜进行控制，取消了原有的通过四通阀换向进行的控制，能够有效防止室内换热器在化霜时进行蒸发吸热而使得室内环境温度降低，提高了室内的环境温度，有效地提高了室内的舒适度；

2.通过本发明的空调系统化霜的控制装置，使得室内制热过程一直持续，有效地避免化霜之后再次启动制热需要较长的防冷风的时间、避免温升速度较慢的情况；

3.通过本发明的空调系统化霜的控制装置，采用执行单元调节节流装置以对化霜进行控制，取消了原有的通过四通阀换向进行的控制，防止了压缩机频繁停机和四通阀频繁换向的情况的发生，有效地减少了能量损失，提高了空调系统运行的可靠性；

4.通过本发明的空调系统化霜的控制装置，能够有效地避免蒸发器中的冷媒在高温-低温-高温之间进行来回切换，避免了频繁地产生热胀冷缩效应，有效地防止了噪音和异响，减少了功耗，提高了运行的可靠性；

5.通过本发明的空调系统化霜的控制装置，还能够有效地防止压缩机的频繁启停而导致其在短时间内开启、直接将润滑油窜出压缩机油室，而造成压缩机缺油和润滑不良的问题的发生。

进一步优选地，本发明的空调系统还包括设置在空调管路中的用于将空调在制热模式和制冷模式之间进行切换的四通阀7，四通阀通过切换管路间进行换向对制热和制冷模式间进行切换。本发明的空调系统中，节流装置可选用电子膨胀阀或节流毛细管等其他类的节流元件，都能够起到节流的装置，但电子膨胀阀控制起来较为容易和简便。

下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例

本发明提供的技术方案在于解决常规逆向除霜的诸多问题，采用制热模式下全新除霜技术，在除霜的同时进行连续供热。新除霜技术可适用于电子膨胀阀系统，也可适用毛细管、等其他类的节流装置并带旁通阀的系统。主要方案在除霜时，将系统内部的节流装置“取消”或“旁通”，使系统内部尽量无节流影响，以高温冷媒先流经室内蒸发器，并关闭风机以提高室内蒸发器内的冷媒温度，其后“取消节流”或“旁通”的高温冷媒再直接进入冷凝器进行除霜，提高用户使用舒适度。

本发明解决的如下技术问题

1、解决化霜时频繁的压缩机停机、四通阀换向带来的损失和可靠性问题。

2、解决除霜过程中制冷模式下，蒸发器大量吸收室内环热量，用户使用舒适性差的问题。

3、解决除霜中结构热胀冷缩带来的频繁异响噪音问题。

有益效果：

本发明采用制热模式下除霜，除霜时，电子膨胀阀全开，室内外风机关闭，尽量提高进入室外冷凝器冷媒的焓值，直接由高温冷媒对室外冷凝器进行化霜，化霜后冷媒回到压缩机储液器。同时化霜时高温冷媒首先流经室内机换热器，保证室内换热器的温度一直维持在35℃以上，不会向内环吸收热量，还可通过辐射换热对室内周围环境进行放热，机身周围的人体感受为“热感”，舒适性较好，减少压缩机及四通阀的频繁换向问题，以及内机部分结构的热胀冷缩效应，增加使用寿命，增加系统可靠性，减少异响噪音，可靠性方面可解决压缩机窜油导致油位偏低引起的润滑不良问题。

如图1所示，常规的正常制热运行时的冷媒流向为：压缩机→室内换热器(蒸发器)→节流装置(电子膨胀阀)→室外换热器(冷凝器)。进入常规除霜时，四通阀换向，模式自动转为制冷运行，冷媒流向为：压缩机→室外换热器(冷凝器)→节流装置(电子膨胀阀)→室内换热器(蒸发器)，如图1所示，通过压缩机排出的高温冷媒流经冷凝器，在冷凝器内进行换热除霜，除霜结束后，四通阀再次换向，转回制热模式，进行正常的系统循环供热。在此常规化霜时，其室内换热器的内管温度下降至-30℃以下，向周围空气吸收热量，降低室内温度，且蒸发器内高温-低温-高温冷媒的来回转换，使内机部分结构体受其影响，产生热胀冷缩效应，容易造成结构体产生“咔、咔”的异响噪音。

本发明的可连续制热的化霜方案，如图2所示：在进入化霜时，仍然保持制热状态，室内外风机关闭，电子膨胀阀全开，使其冷媒流向为：压缩机→室内换热器(蒸发器)→室外换热器(冷凝器)→压缩机，化霜的冷媒热量主要来自压缩机做功，系统内部管路存在压损，会产生高低压的压差的。如图2所示，通过压缩机排出的高温冷媒流经冷凝器，在冷凝器内进行换热除霜，除霜结束后，电子膨胀阀复位，恢复正常的制热运行模式。使蒸发器的内管温度保持在35℃以上，可通过辐射换热对周围环境进行放热，舒适性较好，减少压缩机及四通阀的频繁换向问题，以及内机部分结构的热胀冷缩效应，增加使用寿命，增加系统可靠性，减少异响噪音。

新除霜技术可适用于电子膨胀阀系统，也可适用毛细管、等其他类的节流装置并带旁通阀的系统。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。