一种热泵喷焓系统及其控制方法、空调器与流程

本发明涉及空调器控制技术领域，尤其涉及一种热泵喷焓系统及其控制方法、空调器。

背景技术：

目前的空调机组为了在低温情况下获得较好的制热效果，通过补气增焓的方法增加热量的输出。但是目前，很多的喷焓控制方法都是通过室外环境温度传感器检测环境温度，以判断是否处于低温状况，如果处于低温制热环境，则控制进行喷焓。

而上述喷焓控制方法的缺点是无法在需要制热量比较大的时候，及时进行喷焓，这使得喷焓作用大打折扣。而且若喷焓温度控制不好，还有可能会导致压缩机逆喷，进而降低喷焓效果。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种热泵喷焓系统及其控制方法、空调器，能够解决现有技术中的喷焓控制方法无法在需要制热量比较大的时候，及时进行喷焓的问题。

第一方面，本发明提供了一种热泵喷焓系统，所述热泵喷焓系统包括：压缩机、四通阀、冷凝器、闪蒸器、蒸发器、第一节流装置、喷焓电磁阀及控制器；

所述压缩机的排气口与所述四通阀的第一接口连接，所述压缩机的吸气口与所述四通阀的第二接口连接，所述蒸发器的第一端与所述四通阀的第三接口连接，所述冷凝器的第一端与所述四通阀的第四接口连接；所述闪蒸器的第一端与所述蒸发器的第二端连接，所述闪蒸器的第二端与所述冷凝器的第二端连接，所述闪蒸器的第三端与所述压缩机的喷焓口连接；所述第一节流装置设置于所述冷凝器与所述闪蒸器之间的连接管路上，所述喷焓电磁阀设置于所述闪蒸器与所述压缩机的连接管路上；

所述控制器，与所述压缩机及所述喷焓电磁阀分别连接，用于在空调器开机且进入制热模式后，获取预设时间段内的压缩机运行频率，并根据所述预设时间段内的压缩机运行频率与预设的压缩机最大运行频率的比较结果，控制喷焓电磁阀的打开或关闭。

可选地，所述热泵喷焓系统还包括：用于检测室外环境温度的外环境温度传感器；

相应地，所述控制器，与所述外环境温度传感器连接，用于接收所述外环境温度传感器检测的室外环境温度，查询得到所述室外环境温度对应的所述预设的压缩机最大运行频率。

可选地，所述控制器，具体用于：

在空调器进入制热模式且运行达第一预设时间段时，获取所述外环境温度传感器检测得到的室外环境温度，并获取当前所述压缩机的第一运行频率；

查询得到所述室外环境温度对应的预设的压缩机最大运行频率，并在运行间隔第二预设时间段时获取所述压缩机的第二运行频率；

若所述第一运行频率等于所述预设的压缩机最大运行频率且所述第一运行频率等于所述第二运行频率，则打开所述喷焓电磁阀；

若所述第一运行频率等于所述预设的压缩机最大运行频率且所述第二运行频率小于所述预设的压缩机最大运行频率，则关闭所述喷焓电磁阀。

可选地，所述热泵喷焓系统还包括：第二节流装置、喷焓温度传感器及闪蒸温度传感器；

所述第二节流装置设置于所述闪蒸器与所述蒸发器之间的连接管路上，所述喷焓温度传感器设置于所述压缩机的喷焓口处，所述闪蒸温度传感器设置于所述喷焓电磁阀与所述闪蒸器之间的连接管路上；

其中，所述控制器与所述第二节流装置、所述喷焓温度传感器及所述闪蒸温度传感器分别连接，用于根据所述喷焓温度传感器检测的第一温度和所述闪蒸温度传感器检测的第二温度调节所述第二节流装置的开度，使得所述第一温度和所述第二温度的差值等于预设阈值，以使喷焓压力大于所述压缩机一级压缩后的压力。

可选地，所述控制器，具体用于：

调节所述第二节流装置的开度，使得喷焓过热度满足△t＝＝k×△f；

其中，△t为所述第一温度和所述第二温度的差值，且△t≥0，所述△f为当前室外环境温度对应的压缩机最大运行频率与压缩机最小运行频率的差值，k为补气系数。

可选地，所述第一节流装置及所述第二节流装置均为电子膨胀阀。

可选地，所述热泵喷焓系统还包括：第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器及第四过滤器；

所述第一过滤器设置于所述第一节流装置与所述冷凝器之间的连接管路上，所述第二过滤器设置于所述第一节流装置与所述闪蒸器之间的连接管路上；

所述第三过滤器设置于所述第二节流装置与所述闪蒸器之间的连接管路上，所述第四过滤器设置于所述第二节流装置与所述蒸发器之间的连接管路上。

可选地，所述热泵喷焓系统还包括：气液分离器；

所述气液分离器的第一端与所述压缩机的吸气口连接，所述气液分离器的第二端与所述四通阀的第二接口连接。

第二方面，本发明提供了一种基于上述任意一种热泵喷焓系统的喷焓控制方法，所述方法包括：

在空调器开机且进入制热模式后，获取预设时间段内的压缩机运行频率；

根据所述预设时间段内的压缩机运行频率与预设的压缩机最大运行频率的比较结果，控制喷焓电磁阀的打开或关闭。

可选地，所述根据所述预设时间段内的压缩机运行频率与预设的压缩机最大运行频率的比较结果，控制喷焓电磁阀的打开或关闭，包括：

在空调器进入制热模式且运行达第一预设时间段时，获取所述外环境温度传感器检测得到的室外环境温度，并获取当前所述压缩机的第一运行频率；

查询得到所述室外环境温度对应的预设的压缩机最大运行频率，并在运行间隔第二预设时间段时获取所述压缩机的第二运行频率；

若所述第一运行频率等于所述预设的压缩机最大运行频率且所述第一运行频率等于所述第二运行频率，则打开所述喷焓电磁阀；

若所述第一运行频率等于所述预设的压缩机最大运行频率且所述第二运行频率小于所述预设的压缩机最大运行频率，则关闭所述喷焓电磁阀。

可选地，所述方法还包括：

打开所述喷焓电磁阀后，根据喷焓温度传感器检测的第一温度和闪蒸温度传感器检测的第二温度调节第二节流装置的开度，使得所述第一温度和所述第二温度的差值等于预设阈值，以使喷焓压力大于所述压缩机一级压缩后的压力。

可选地，所述根据喷焓温度传感器检测的第一温度和闪蒸温度传感器检测的第二温度调节第二节流装置的开度，使得所述第一温度和所述第二温度的差值等于预设阈值，包括：

调节所述第二节流装置的开度，使得喷焓过热度满足△t＝＝k×△f；

其中，△t为所述第一温度和所述第二温度的差值，且△t≥0，所述△f为当前室外环境温度对应的压缩机最大运行频率与压缩机最小运行频率的差值，k为补气系数。

第三方面，本发明提供了一种空调器，包括上述任意一种热泵喷焓系统。

由上述技术方案可知，本发明提供一种热泵喷焓系统及其控制方法、空调器，在空调器开机且进入制热模式后，获取预设时间段内的压缩机运行频率；根据所述预设时间段内的压缩机运行频率与预设的压缩机最大运行频率的比较结果，判断空调器的制热能力是否足够，如若在预设时间段内压缩机始终以最大运行频率运行则表明空调的制热能力不足，从而进一步打开所述喷焓电磁阀以补气增焓或者关闭所述喷焓电磁阀，如此，本发明在制热任意时刻下能够根据压缩机运行频率及时判断当前是否需要喷焓，以及时提高制热能力，提高整机的能力和能效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种热泵喷焓系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种热泵喷焓系统的喷焓控制方法的流程示意图；

图3是本发明另一实施例提供的一种热泵喷焓系统的喷焓控制方法的流程示意图；

图4是本发明另一实施例提供的一种热泵喷焓系统的喷焓控制方法的流程示意图；

图1中附图标记说明：1-压缩机，2-四通阀，3-冷凝器，4-外风机，5-第一过滤器，6-第一节流装置，7-第二过滤器，8-闪蒸器，9-第三过滤器，10-第二节流装置，11-第四过滤器，12-内风机，13-蒸发器，14-气液分离器，15-外环境温度传感器，16-闪蒸温度传感器，17-喷焓电磁阀，18-喷焓温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一实施例中的一种热泵喷焓系统的结构示意图，如图1所示，所述热泵喷焓系统包括：压缩机1、四通阀2、冷凝器3、闪蒸器8、蒸发器13、第一节流装置6、喷焓电磁阀17及控制器(图中未示出)。其中，压缩机1具有吸气口、排气口及喷焓口；四通阀2具有第一接口、第二接口、第三接口及第四接口。

如图1所示，所述压缩机1的排气口与所述四通阀2的第一接口连接，所述压缩机1的吸气口与所述四通阀2的第二接口连接，所述蒸发器13的第一端与所述四通阀2的第三接口连接，所述冷凝器3的第一端与所述四通阀2的第四接口连接；所述闪蒸器8的第一端与所述蒸发器13的第二端连接，所述闪蒸器8的第二端与所述冷凝器3的第二端连接，所述闪蒸器8的第三端与所述压缩机1的喷焓口连接；所述第一节流装置6设置于所述冷凝器3与所述闪蒸器8之间的连接管路上，所述喷焓电磁阀17设置于所述闪蒸器8与所述压缩机1的连接管路上。

所述控制器，与所述压缩机1及所述喷焓电磁阀17分别连接，用于在空调器开机且进入制热模式后，获取预设时间段内的压缩机运行频率，并根据所述预设时间段内的压缩机运行频率与预设的压缩机最大运行频率的比较结果，控制喷焓电磁阀的打开或关闭。

本实施例中，压缩机1实现冷媒的压缩和提供流动的动力，四通阀2作为制冷制热切换方向的部件，冷凝器3和蒸发器13用于冷媒的换热，外风机4和内风机12用于给空气提供动力源，闪蒸器8为喷焓提供闪蒸蒸汽，喷焓电磁阀17实现冷媒通道的通断。

具体来说，制热时，压缩机1排出高温高压气体冷媒，流经四通阀2，进入蒸发器13，通过内风机12的转动，带动冷却介质空气与管内的高温高压气体冷媒进行换热，冷媒被冷却为中温高压的冷媒，进入到闪蒸器8中，一路主流路经第一节流装置6，此节流装置用来控制机组的能力，再进入到冷凝器3中，外风机4带动室外的热空气与管内低温低压的气液两相冷媒进行换热，冷媒吸热蒸发后，流经四通阀2，再回到压缩机1进行循环；进入到闪蒸器8的一条辅助回路中的冷媒，流经喷焓电磁阀17，进入到压缩机1喷焓口，实现增焓压缩。

进一步地，所述控制器获取预设时间段内的压缩机运行频率，并并根据所述预设时间段内的压缩机运行频率与预设的压缩机最大运行频率的比较结果，判断空调器的制热能力是否足够，如若在预设时间段内压缩机始终以最大运行频率运行则表明空调的制热能力不足，若在预设时间段内压缩机运行频率下降则表明空调器制热能力足够，则进一步地，若不足则打开所述喷焓电磁阀17以补气增焓，或者若足够则关闭所述喷焓电磁阀17。

可理解地，若空调器不处于制热模式，即空调器处于其他模式下，控制喷焓电磁阀17关闭。

由此可见，本实施例在空调器开机且进入制热模式后，获取预设时间段内的压缩机运行频率；根据所述预设时间段内的压缩机运行频率与预设的压缩机最大运行频率的比较结果，判断空调器的制热能力是否足够，如若在预设时间段内压缩机始终以最大运行频率运行则表明空调的制热能力不足，从而进一步打开所述喷焓电磁阀以补气增焓或者关闭所述喷焓电磁阀，如此，本实施例在制热任意时刻下能够根据压缩机运行频率及时判断当前是否需要喷焓，以及时提高制热能力，提高整机的能力和能效。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，所述热泵喷焓系统还包括：用于检测室外环境温度的外环境温度传感器15。

相应地，所述控制器，与所述外环境温度传感器15连接，用于接收所述外环境温度传感器检测的室外环境温度，查询得到所述室外环境温度对应的所述预设的压缩机最大运行频率。

具体地，所述控制器，具体用于：

在空调器进入制热模式且运行达第一预设时间段时，获取所述外环境温度传感器检测得到的室外环境温度，并获取当前所述压缩机的第一运行频率；

查询得到所述室外环境温度对应的预设的压缩机最大运行频率，并在运行间隔第二预设时间段时获取所述压缩机的第二运行频率；

若所述第一运行频率等于所述预设的压缩机最大运行频率且所述第一运行频率等于所述第二运行频率，则打开所述喷焓电磁阀；

若所述第一运行频率等于所述预设的压缩机最大运行频率且所述第二运行频率小于所述预设的压缩机最大运行频率，则关闭所述喷焓电磁阀。

具体来说，空调器开机后，进入制热模式并达预设时间段t1后，控制器通过外环境温度传感器15检测得到室外环境温度t外环境温度，并记录此时压缩机的运行频率f1；通过查询t外环境温度下对应的预设的压缩机最大运行频率f0；继续运行间隔时间t2后，检测此时压缩机的运行频率f2；比较f0、f1、f2的大小，一般在开机一小段时间内，压缩机运行频率与该环境温度下的预设的最大运行频率f0相等，即f0＝f1；若f0＝f1＝f2，说明系统的制热量不足，需要压缩机长期高频运行制热，此种情况需要提高热量，需要通过喷焓提高制热量，则此时控制喷焓电磁阀17打开；若f2<f0＝f1，说明在制热时，空调器提供热量的速率比较快，室内温度上升明显，无需通过喷焓提高制热量，则此时控制喷焓电磁阀17关闭即可。

由此可见，本实施例中，控制器通过检测一定时间内压缩机的频率是否下降，如果一直以高频运行，说明制热能力不足，如此判断此时系统提供热量的速率是否足够，如果不足够，就需要打开喷焓电磁阀17进行补气增焓。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，所述热泵喷焓系统还包括：第二节流装置10、喷焓温度传感器18及闪蒸温度传感器16。

其中，所述第二节流装置10设置于所述闪蒸器8与所述蒸发器13之间的连接管路上，用于控制喷焓的压力；所述喷焓温度传感器18设置于所述压缩机1的喷焓口处，用于检测一级压缩后冷媒的温度；所述闪蒸温度传感器16设置于所述喷焓电磁阀17与所述闪蒸器8之间的连接管路上，用于检测闪蒸器8气态冷媒出口的温度。

进一步地，所述控制器与所述第二节流装置10、所述喷焓温度传感器18及所述闪蒸温度传感器16分别连接，用于根据所述喷焓温度传感器18检测的第一温度和所述闪蒸温度传感器16检测的第二温度调节所述第二节流装置10的开度，使得所述第一温度和所述第二温度的差值等于预设阈值，以使喷焓压力大于所述压缩机一级压缩后的压力。

具体地，所述控制器，具体用于：

调节所述第二节流装置的开度，使得喷焓过热度满足△t＝＝k×△f；其中，△t为所述第一温度和所述第二温度的差值，且△t≥0，所述△f为当前室外环境温度对应的压缩机最大运行频率与压缩机最小运行频率的差值，k为补气系数。

由此可见，本实施例中，在补气增焓的过程中，通过调节第二节流装置10的开度控制喷焓过热度，使得喷焓压力大于一级压缩后的压力，从而避免压缩机1的逆喷，进而实现了提高整机的能力和能效，为用户提供良好的舒适感。

其中，所述第一节流装置6及所述第二节流装置10均可为电子膨胀阀。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，所述热泵喷焓系统还包括：第一过滤器5、第二过滤器7、第三过滤器9及第四过滤器11。

其中，所述第一过滤器5设置于所述第一节流装置6与所述冷凝器3之间的连接管路上，所述第二过滤器7设置于所述第一节流装置6与所述闪蒸器8之间的连接管路上；所述第三过滤器9设置于所述第二节流装置10与所述闪蒸器8之间的连接管路上，所述第四过滤器11设置于所述第二节流装置10与所述蒸发器13之间的连接管路上。

本实施例中，第一过滤器5、第二过滤器7、第三过滤器9及第四过滤器11为节流装置过滤冷媒中夹带的杂质。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，所述热泵喷焓系统还包括：气液分离器14。

其中，所述气液分离器14的第一端与所述压缩机1的吸气口连接，所述气液分离器14的第二端与所述四通阀2的第二接口连接。

本实施例中，气液分离器14用于实现液态和气态冷媒的分离。

图2是本发明一实施例中的基于上述任一实施例中的热泵喷焓系统的喷焓控制方法的流程示意图，如图2所示，所述方法包括如下步骤：

s1：在空调器开机且进入制热模式后，获取预设时间段内的压缩机运行频率。

s2：根据所述预设时间段内的压缩机运行频率与预设的压缩机最大运行频率的比较结果，控制喷焓电磁阀的打开或关闭。

具体来说，若在预设时间段内压缩机始终以最大运行频率运行则表明空调器的制热能力不足，从而打开所述喷焓电磁阀以补气增焓；若在预设时间段内压缩机运行频率下降，则表明空调器提高热量的速率较快，其提供的制热量足够，无需通过喷焓提高制热量，则关闭所述喷焓电磁阀。

本实施例中，在空调器开机且进入制热模式后，获取预设时间段内的压缩机运行频率；根据所述预设时间段内的压缩机运行频率与预设的压缩机最大运行频率的比较结果，判断空调器的制热能力是否足够，如若在预设时间段内压缩机始终以最大运行频率运行则表明空调的制热能力不足，从而进一步打开所述喷焓电磁阀以补气增焓或者关闭所述喷焓电磁阀，如此，本实施例在制热任意时刻下能够根据压缩机运行频率及时判断当前是否需要喷焓，以及时提高制热能力，提高整机的能力和能效。

具体地，在本发明的一个可选实施例中，如图3所示，上述步骤s2，具体包括：

s21：在空调器进入制热模式且运行达第一预设时间段时，获取外环境温度传感器检测得到的室外环境温度，并获取当前的压缩机的第一运行频率f1；

s22：查询得到所述室外环境温度对应的预设的压缩机最大运行频率f0；

s23：继续运行间隔第二预设时间段时获取所述压缩机的第二运行频率f2；

s24：比较f0、f1、f2的大小；

s25：若f0＝f1＝f2，则打开所述喷焓电磁阀；

s26：若f2<f0＝f1，则关闭所述喷焓电磁阀。

具体来说，空调器开机后，进入制热模式并达预设时间段t1后，通过外环境温度传感器15检测得到室外环境温度t外环境温度，并记录此时压缩机的运行频率f1；通过查询t外环境温度下对应的预设的压缩机最大运行频率f0；继续运行间隔时间t2后，检测此时压缩机的运行频率f2；比较f0、f1、f2的大小，一般在开机一小段时间内，压缩机运行频率与该环境温度下的预设的最大运行频率f0相等，即f0＝f1；若f0＝f1＝f2，说明系统的制热量不足，需要压缩机长期高频运行制热，此种情况需要提高热量，需要通过喷焓提高制热量，则此时控制喷焓电磁阀17打开；若f2<f0＝f1，说明在制热时，空调器提供热量的速率比较快，室内温度上升明显，无需通过喷焓提高制热量，则此时控制喷焓电磁阀17关闭即可。

由此可见，本实施例通过检测一定时间内压缩机的频率是否下降，如果一直以高频运行，说明制热能力不足，如此判断此时系统提供热量的速率是否足够，如果不足够，就需要打开喷焓电磁阀进行补气增焓。

进一步地，如图4所示，上述步骤s25之后，所述方法还包括如下步骤：

s27：根据喷焓温度传感器检测的第一温度和闪蒸温度传感器检测的第二温度调节第二节流装置的开度，使得所述第一温度和所述第二温度的差值等于预设阈值，以使喷焓压力大于所述压缩机一级压缩后的压力。

可理解地，本步骤s27之后，再经过一段时间后，返回步骤s22以进行循环。

具体地，所述步骤s27，具体包括：

调节所述第二节流装置的开度，使得喷焓过热度满足△t＝＝k×△f；

其中，△t为所述第一温度和所述第二温度的差值，且△t≥0，所述△f为当前室外环境温度对应的压缩机最大运行频率与压缩机最小运行频率的差值，k为补气系数。k为通过实验的给定值。

由此可见，本实施例中，在补气增焓的过程中，通过调节第二节流装置的开度控制喷焓过热度，使得喷焓压力大于一级压缩后的压力，从而避免压缩机的逆喷，进而实现了提高整机的能力和能效，为用户提供良好的舒适感。

本发明一实施例提供了一种空调器，包括上述任一实施例中的热泵喷焓系统。由于该空调器包括上述任意一种热泵喷焓系统，因而可以解决同样的技术问题，并取得相同的技术效果。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种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、物品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、物品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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。