一种空调的控制方法、装置及空调与流程

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种空调的控制方法、装置及空调。

背景技术：

目前市场上的定频或变频空调产品，空调在夏季室外温度过高情况下运行时，经压缩机压缩后的冷媒的焓值不能满足换热的焓值要求，导致流入冷凝器的冷媒与室外环境的换热效率降低，因此需要对压缩机进行补气增焓操作；而现有的补气增焓多是采用将室外机冷凝器中换热后的冷媒直接充入压缩机内的方式，其冷媒温度往往不能达到最佳的补气增焓温度要求。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种空调的控制方法、装置及空调，旨在解决空调压缩机焓值不足的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明的第一个方面，提供了一种空调的控制方法，控制方法包括：获取室外温度阈值、散热器温度阈值和补气温度条件，其中，补气温度条件包括流回气液分离器的冷媒在满足补气温度要求时所对应的散热器温度；获取空调所处空间的室外温度；在室外温度不大于室外温度阈值时，获取散热器在设定时间长度内的散热器温度；在散热温度不大于散热器温度阈值时，调节第一节流装置的流量开度，使散热器温度达到冷媒温度条件。

进一步的，补气温度条件，包括：

T_散热器＝Tao+C，

其中，T_散热器为散热器温度，Tao为室外温度，C为调温参数，取值范围为3～6℃。

进一步的，补气温度条件还包括流回气液分离器的冷媒在满足补气温度要求时所对应的压缩机的排气温度；控制方法还包括：获取压缩机的排气温度；根据排气温度和排气温度阈值，调节第一节流装置的流量开度，使排气温度满足补气温度条件。

进一步的，控制方法还包括：在室外温度大于室外温度阈值时，控制开启第一节流装置，使散热器温度不大于散热器温度阈值；或者在散热器温度大于散热器温度阈值时，控制开启第一节流装置，使散热器温度不大于散热器温度阈值。

进一步的，控制方法还包括：获取实时室内温度和用户设定的目标室内温度；根据实时室内温度和目标室内温度的温度差值、第一节流装置的流量开度，确定第二节流装置和第三节流装置的流量开度。

进一步的，室外温度阈值的取值范围为38℃～48℃，散热器温度阈值的取值范围为55℃～65℃。

根据本发明的第二个方面，还提供了一种空调的控制装置，控制装置包括：获取单元，用于获取室外温度阈值、散热器温度阈值和补气温度条件，其中，补气温度条件包括流回气液分离器的冷媒在满足补气温度要求时所对应的散热器温度；以及用于获取第一传感器所空调所处空间的室外温度；以及第二传感器所散热器在设定时间长度内的散热器温度；主控单元，用于在散热温度不大于散热器温度阈值时，调节第一节流装置的流量开度，使散热器温度达到冷媒温度条件。

进一步的，获取单元用于获取补气温度条件，包括：

T_散热器＝Tao+C，

其中，T_散热器为散热器温度，Tao为室外温度，C为调温参数，取值范围为3～6℃。

进一步的，补气温度条件还包括流回气液分离器的冷媒在满足补气温度要求时所对应的压缩机的排气温度；获取单元还用于：获取第四传感器检测得到的压缩机的排气温度；主控单元用于：根据排气温度和排气温度阈值，调节第一节流装置的流量开度，使排气温度满足补气温度条件。

进一步的，主控单元还用于：在室外温度大于室外温度阈值时，控制开启第一节流装置，使散热器温度不大于散热器温度阈值；或者在散热器温度大于散热器温度阈值时，控制开启第一节流装置，使散热器温度不大于散热器温度阈值。

进一步的，获取单元还用于：获取第三传感器所检测的实时室内温度和用户设定的目标室内温度；主控单元还用于：根据实时室内温度和目标室内温度的温度差值、第一节流装置的流量开度，确定第二节流装置和第三节流装置的流量开度。

根据本发明的第三个方面，还提供了一种空调，空调包括具有第一换热器的室内机、具有第二换热器、压缩机和气液分离器的室外机，气液分离器的出气口与压缩机的吸气口相连通，电控件位于室外机中，第一换热器、第二换热器和压缩机通过第一管路和第二管路相连通，用于构成冷媒循环回路，空调还包括冷却组件，冷却组件具有闪发器、第一节流装置和用于为电控件散热的散热器，其中，闪发器连接于第一管路上，散热器通过冷却管路分别与气液分离器的进气口、闪发器连通，第一节流装置设置在气液分离器和散热器之间的冷却管路上，空调具有设置于第二换热器和闪发器之间的第一管路上的第二节流装置、以及设置于第一换热器和闪发器之间的第一管路上的第三节流装置，空调设置有用于检测室外温度的第一传感器、用于检测散热器温度的第二传感器、用于检测室内温度的第三传感器以及用于检测排气温度的第四传感器。

本发明的控制方法通过控制电控元件与流经散热器的气态冷媒换热，以实现对电控元件的换热降温，同时也可以根据预设的补气温度调节节流装置的流量开度，从而使换热后的该部分冷媒能够满足压缩机补气增焓的温度要求，提升了空调整体的性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明控制方法的流程图一；

图2为本发明控制方法的流程图二；

图3为本发明空调的整体结构示意图；

图4为本发明空调中冷媒循环的压焓图；

图5为本发明空调中冷媒循环的温熵图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言，由于其与实施例公开的方法部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

如图1和图2所示，本发明提供了一种空调的控制方法，控制方法包括：

S101、获取室外温度阈值、散热器温度阈值和补气温度条件，其中，所述补气温度条件包括流回气液分离器的冷媒在满足补气温度要求时所对应的散热器温度。

由于电控元件设置于室外机中，受室外环境温度以及自身发热量的影响，本发明所设定的室外温度阈值与电控元件安全工作的温度相关，实施例中，室外温度阈值取值为40℃，即以40℃作为判断电控元件是否可以安全运行的温度阈值；而散热器温度阈值的温度选定上限则根据电控元件的安全工作温度确定，以使与电控元件进行换热的散热器的温度不大于电控元件的安全工作温度，进而保证电控元件自身温度不大于其安全工作温度。

由于流经冷却管路的冷媒是流回压缩机进行补气增焓，因此在调节第一节流装置以控制冷媒补气温度的同时，也应使散热器温度达到补气温度条件，以避免第一节流装置开度过小所导致的散热器温度升高、影响对电控元件降温的问题。

S102、获取空调所处空间的室外温度，实施例中，室外温度是通过设置于室外机上的第一传感器检测得到；

S103、在室外温度不大于室外温度阈值时，获取散热器在设定时间长度内的散热器温度；

实施例中，室外温度是通过设置于散热器上的第二传感器检测得到，设定的时间长度可以根据实际检测需要确定，例如，3分钟、5分钟等，以降低温度瞬时变化或短时间变化所产生的干扰影响；

S104、在所述散热温度不大于散热器温度阈值时，调节第一节流装置的流量开度，使散热器温度达到冷媒温度条件。

实施例中，在第一节流装置开启后，冷媒沿冷却管路流动，并在散热器处于电控元件进行换热，从而可以降低电控元件的温度，第二传感器检测得到的散热器温度能够反映电控元件的实际温度情况，在散热器温度不大于散热器温度阈值时，则电控元件的温度也是处于安全工作的温度范围内。同时，上述步骤S103中，在室外温度不大于室外温度阈值时，室外机与室外环境的换热量受室外温度影响较小，为进一步提高室外机的第二换热器与外界环境的换热量，本发明的控制方法将流经冷却管路的冷媒输送至压缩机内进行补气增焓，提高压缩机对冷媒的压缩比，使室外机换热器中的冷媒能够满足热交换的温度及焓值需求，增强了室外机换热器与室外环境的换热效率，提高了空调整机的使用性能。

在本发明的一个实施例中，控制方法的步骤还包括：

在室外温度大于室外温度阈值时，室外环境的热量会经由室外机传导至散热器和电控元件处，导致电控元件自身温度的升高，因此需要控制开启第一节流装置，直至散热器温度不大于散热器温度阈值。

例如，可以通过调高第一节流装置的流量开度，增大流经散热器的冷媒流量，以实现对电控元件的降温散热；也可以根据室外温度与室外温度阈值之间的差值确定第一节流装置的流量开度，以使冷媒流量能够满足散热冷媒量的需求。

另外，在散热器温度大于散热器温度阈值时，也可以控制开启第一节流装置，增大散热器对电控元件的换热量，使散热器温度不大于散热器温度阈值。

在一些实施例中，本发明获取补气温度条件的步骤包括：根据室外温度，确定补气温度条件，补气温度条件为：

T_散热器＝Tao+C，

其中，T_散热器为散热器温度，Tao为室外温度，C为调温参数，取值范围为3～6℃。本发明的补气温度条件中，散热器温度高于室外温度，可以减少由于散热器温度低于室外温度所导致的散热器表面凝露的问题；同时，该散热器温度也处于散热器温度阈值之下，不会干扰电控元件的散热降温。

可选的，补气温度条件还包括流回气液分离器的冷媒在满足补气温度要求时所对应的压缩机的排气温度；为了使压缩机的排气温度能够满足室外机换热器的冷媒温度要求，本发明的控制方法的步骤还包括：

获取压缩机的排气温度，实施例中，排气温度是通过设置于压缩机排气口位置处的第四传感器检测得到；

根据排气温度和排气温度阈值，调节第一节流装置的流量开度，使排气温度满足补气温度条件。例如，压缩机补气增焓的目的是降低其排气温度，因此本发明排气温度阈值为一温度上限值，在压缩机的排气温度处于该温度上限值之下时，冷媒的温度能够满足室外机换热器的换热需求；因此本发明调节第一节流装置的流量开度，使得上述的散热器温度和排气温度均能满足对应的补气温度条件，以提升空调的运行效率。

在本发明的一个实施例中，控制方法还包括：

获取实时室内温度和用户设定的目标室内温度；

实施例中，实时室内温度是由设施空调设置于室内机上的第三传感器检测得到；目标室内温度为用户通过遥控器或显示面板对空调室内机运行所设定的目标室内温度；

根据实时室内温度和目标室内温度的温度差值、第一节流装置的流量开度，确定第二节流装置和第三节流装置的流量开度。

实施例中，由于第一节流装置可视为与第三节流装置所在的第一管路并联连接，因此，流经第二节流装置的冷媒流量为流经第一节流装置和第三节流装置的冷媒流量之和，因此可以通过实时室内温度和目标室内温度的温度差值确定需要流向室内机第一换热器的冷媒流量，此冷媒流量与第三节流节流装置的流量开度相适配；之后，第二节流装置的冷媒流量可由第一节流装置的冷媒流量和第三节流装置的冷媒流量相加得到，进而根据第二节流装置的冷媒流量确定其流量开度。

在本发明的一个实施例中，室外温度阈值的取值范围为38℃～48℃，室外温度阈值的具体取值可以根据空调用户所在的地域、气候、季节等因素预先确定。

在本发明的一个实施例中，散热器温度阈值的取值范围为55℃～65℃，散热器温度阈值的具体取值则根据电控元件的类型、材料以及额定的安全工作温度等因素确定。

本发明还提供了一种空调的控制装置，该控制装置采用上述实施例中所公开的控制方法对空调的电控元件进行散热降温控制，控制装置包括：

获取单元，用于获取室外温度阈值、散热器温度阈值和补气温度条件，其中，补气温度条件包括流回气液分离器的冷媒在满足补气温度要求时所对应的散热器温度；以及

用于获取第一传感器所检测的空调所处空间的室外温度；以及第二传感器所检测的散热器在设定时间长度内的散热器温度；

主控单元，用于在散热温度不大于散热器温度阈值时，调节第一节流装置的流量开度，使散热器温度达到冷媒温度条件。

在一些实施例中，获取单元用于获取补气温度条件，包括：根据室外温度，确定补气温度条件，补气温度条件为：

T_散热器＝Tao+C，

其中，T_散热器为散热器温度，Tao为室外温度，C为调温参数，取值范围为3～6℃。

在一些实施例中，补气温度条件还包括流回气液分离器的冷媒在满足补气温度要求时所对应的压缩机的排气温度；获取单元还用于：获取第四传感器检测得到的压缩机的排气温度；主控单元用于：根据排气温度和排气温度阈值，调节第一节流装置的流量开度，使排气温度满足补气温度条件。

在一些实施例中，主控单元还用于：在室外温度大于室外温度阈值时，控制开启第一节流装置，直至散热器温度不大于散热器温度阈值。

在一些实施例中，获取单元还用于：获取第三传感器所检测的实时室内温度和用户设定的目标室内温度；主控单元还用于：根据实时室内温度和目标室内温度的温度差值、第一节流装置的流量开度，确定第二节流装置和第三节流装置的流量开度。

上述实施例中的控制方法和控制装置所应用的空调结构如图3所示，该空调系统包括室内机和室外机，其中，室内机包括与室内环境进行换热的第一换热器1，室外机包括与室外环境进行换热的第二换热器2、用于为冷媒提供循环动力的压缩机3，电脑板、单片机等电控件设置于室外机中，第一换热器1、第二换热器2和压缩机3通过第一管路4和第二管路5相连通，用于构成常规的冷媒循环回路，实施例中，空调系统在夏季运行制冷模式时，与室外环境换热后的冷媒从第二换热器2内流出，经由第一管路4流入至第一换热器1，同时，与室内环境换热后的冷媒从第一换热器1流出，经由第二管路5流入至第二换热器2，通过该冷媒循环过程，可实现空调系统对室内环境的制冷降温功能。同理，在冬季运行制热模式时，冷媒在第一换热器1和第二换热器2之间沿与制冷模式相反的方向流动。可实现空调系统对室内环境的制热升温功能。

除上述常规的冷媒循环回路外，本发明的空调系统还包括冷却管组，用于解决电控件工作时温度过高的问题。

具体的，冷却管组主要包括冷却组件和冷却管路9两部分，其中，冷却组件主要包括：

闪发器6，闪发器6连接于第一管路4上，可以将流经第一管路4的部分液态冷媒蒸发为气态冷媒，并将气态冷媒输送至冷却管路9中，从而利用气态冷媒作为冷却管路9后续冷却过程中的换热介质；

第一节流装置801，设置于第一管路4上，用于调节气态冷媒在冷却管路9中的流量，以及调节于电控件换热后的冷媒的压力及温度等，以使流入压缩机3的冷媒能够符合压缩机3补气增焓的需要；

散热器7，散热器7连接在冷却管路9上且邻近电控件设置，由于电控件大多设置在电控盒等半封闭容器中，因此散热器7可以作为气态冷媒与电控件周围空气的换热载体，通过对电控元件的周围空气进行降温，进而可以将电控件自身的温度控制在安全工作温度以下。散热器7的具体结构及类型可以根据室外机的结构确定，实施例中冷却管路9上设置的散热器7类型为平流换热器，平流换热器具有换热率高、空间占用小等优点，适用于结构紧凑的空调室外机结构。

用于为电控件散热降温的冷媒在冷却管组中的流动顺序为：第一管路4→闪发器6→散热器7→气液分离器10→压缩机3，第一节流装置801可以根据需要设置在闪发器6和压缩机3之间的冷却管路9上。

常规空调系统的补气增焓结构中，多是直接将冷媒管路中的冷媒输送至压缩机3中，这一过程中，冷媒的温度和压力等参数不会有太大变化，而在本发明的空调系统中，流经散热器7的气态冷媒的温度升高、压力增大，因此降低压缩机3后续对冷媒的压缩效率，为解决这一问题，在本发明的一个实施例中，空调系统还包括第二节流装置802和第三节流装置803，其中，第二节流装置802设置于第二换热器2和闪发器6之间的第一管路4上，第三节流装置803设置于第一换热器1和闪发器6之间的第一管路4上，相比于常规补气增焓的空调结构，空调系统设置第二节流装置802和第三节流装置803的优点在于：以空调运行制冷模式为例，液态冷媒在由室外机的第二换热器2流入闪发器6之前，设置在第二换热器2和闪发器6之间的第二节流装置802可以先一步对冷媒进行节流，降低冷媒的压力，便于闪发器6将液态冷媒蒸发为气态冷媒，同时，由于冷媒的温度更低，所以也可以增加冷媒在散热器7处的换热量，在本发明一实施例中，通过调节第一节流装置801和第二节流装置802的开度，从而可以调节冷媒在冷却管路9中的流量，可以使从第一节流装置801流向压缩机3的冷媒的温度和压力，相比于从第二换热器2流向第二节流装置802的冷媒的温度和压力更低。

由于部分液态冷媒在闪发器6处以气态冷媒的形式流入冷却管路9中，为了保证流入室内机的第一换热器1的温度及压力符合实际的室内换热需求，设置在第一换热器1和闪发器6之间的第三节流装置803可以起到节流膨胀阀的作用，用于调节流出闪发器6的冷媒的温度和压力等参数。

上述实施例是以空调在夏季高温工况下运行制冷模式为例，同理，在冬季低温工况下，室外低温条件会影响室外机与室外环境的换热量，为保证空调系统运行制热模式时的制热量，同样需要对压缩机3执行补气增焓操作，而在空调运行制热模式时，冷媒在空调管路中的流向与制冷模式相反，此时，设置在第一换热器1和闪发器6之间的第三节流装置803可以起到第二节流装置802在制冷工况下的节流作用，先一步调节流入闪发器6的冷媒的温度和压力等参数，而第二节流装置802则起到截止膨胀阀的作用，用于调节从闪发器6流出、流入室外机的第二换热器2的冷媒的温度和压力等参数。为实现上述两种工况下的冷媒调节过程，本发明所采用的第二节流装置802和第三节流装置803为双向节流装置。

空调系统的室外机还包括用于储存及向压缩机3输送冷媒的气液分离器10，压缩机3至少包括一级压缩部和二级压缩部，其中，一级压缩部用于对气液分离器10所流入的冷媒进行一级压缩，二级压缩部用于对冷媒进行二级压缩，使压缩机3输出的冷媒能够满足室外机第二换热器2对外换热所需求的温度和压力。

在本发明的一个实施例中，闪发器6与第一管路4串联连接，闪发器6的主要结构包括液态冷媒部、与液态冷媒部相连通的气态冷媒部，其中，液态冷媒部具有与第一管路4串联连接的进液口和出液口，以及用于气态冷媒流向气态冷媒部的第一出气口，气态冷媒部还具有连通冷却管路9的第二出气口。

相应的，散热器7具有与气态冷媒部的第二出气口相连通的进口端、与气液分离器10的进气口相连通的出口端。

在本发明的另一实施例中，闪发器6与第一管路4并联连接，闪发器6对应的第一管路4的并联管路段上设置有截止阀，可以通过控制第一节流装置801和截止阀的开启或关闭，以导通或阻塞闪发器6所在的冷媒管路以及对应的并联管路段，例如，可以通过开启并联管路段的截止阀、关闭第一节流装置801，使冷媒不流经冷却管路9，适用于电控件发热量较少、温度保持在安全工作温度以下的情况，也适用于压缩机3无需补气增焓的工况。

同时，对于上述闪发器6的并联连接形式，还可以通过控制第一节流装置801和截止阀的流量开度，调节流入室内机第一换热器1的冷媒量以及用于电控件散热或压缩机3补气增焓的冷媒量，以使空调系统整体维持在最佳的工作状态。

可选的，冷却组件中的第一节流装置801设置于散热器7与压缩机3之间的冷却管路9上，不仅可以调节冷却管路9中的冷媒流速流量，还能够起到膨胀阀的作用，对气态冷媒进行二次节流，以降低冷媒的温度及压力，从而可以提高压缩机3对混合后的冷媒的压缩效率。

在本发明的一个实施例中，空调系统设置有用于检测室内温度的第一传感器，可以根据所检测到的室内温度调节第一节流装置801和第二节流装置802的开度，以满足对室内环境进行换热的冷媒量需求。

如图4和图5所示，以制冷模式为例，冷媒在该空调系统循环流动过程中，其焓值和熵值的变化过程为：气液分离器中处于状态点K的冷媒从吸气口流入压缩机3，经由一级压缩部和二级压缩部被等熵压缩为处于状态点D的冷媒，并从压缩机的排气口排出；压缩机3将处于状态点D的冷媒输入第二换热器2，被室外环境冷却至液态点E；冷媒沿第二换热器2的出口进入第一管路4，通过第二节流装置802等焓节流至状态点F，继而流入闪发器6；从闪发器6的液态冷媒部的出液口流出的冷媒处于状态点G，经第三流装置节流至状态点I，进入第一换热器1进行吸热蒸发后变为状态点J，并从第一换热器的出口排出，然后通过第二管路5返回至气液分离器10，此时冷媒处于状态点A；同时，从闪发器6的气态冷媒部的第二出气口流出气态冷媒处于状态点H，在流经平行流换热器并与电控件换热后变为状态点C，之后冷媒通过第一节流装置801进行降压降温变为状态点B，并与沿第二管路5流动的冷媒混合后形成处于状态点K的冷媒流入气液分离器10中。

在本发明上述的冷媒循环中，为实现降低电控件降温和压缩机3补气增焓两个过程的相互干扰影响，可通过控制第一节流装置801、第二节流装置802和第三节流装置803的流量开度来实现，例如，在上述图示的实施例中，从室外机的第二换热器2流出的冷媒在经过第二节流装置802的节流后，冷媒由状态点E变为F，其过程为等焓节流，冷媒的焓值不变，压力降低，同时熵值增加，温度降低；流经第一节流装置801的冷媒由状态点C变为状态点B，其过程也为等焓节流，冷媒的焓值不变，压力降低，同时熵值增加，温度降低，提高压缩机3对混合后的冷媒进行二次压缩的效率；从闪发器6流向第三节流装置803的冷媒由状态点G变为状态点I，其过程为等焓节流，冷媒的焓值不变，压力降低，同时熵值增加，温度降低，从而提高冷媒进入室内机的第一换热器1后，与室内环境的制冷换热。

在本发明的一个实施例中，空空调设置有用于检测室外温度的第一传感器、用于检测室内温度的第二传感器、用于检测散热器温度的第三传感器以及用于检测排气温度的第四传感器，可以根据所检测到的相关温度参数调节第一节流装置801、第二节流装置802和第三节流装置803，以使空调在不影响室内换热效率的情况下，增加或降低用于对电控件散热的冷媒流量。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。