空调器除霜控制方法与流程

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空调器除霜控制方法。

背景技术：

空调器作为一种能够调节室内环境温度的设备，其工作原理为：通过制冷剂在在循环管路之间通过高压/低压/气态/液态的状态转换来使室内环境温度降低或者升高，即从室内机的角度来看，空调器处于制冷或者制热工况。在空调器处于制热工况的情形下，空调室外机(蒸发器)的盘管上容易结霜，室外机盘管结霜会导致制冷系统的性能下降，从而影响空调器的制热效果，降低室内环境的舒适性，影响用户体验。因此，在空调器处于制热工况的情形下，需要对空调器的室外机盘管进行及时而有效的除霜。

为解决空调器的结霜问题，现有技术中一般采用制冷除霜(使四通阀换向，逆循环)或者旁通除霜(从压缩机的高压端单独引出回路至空调室外机)的方式对空调室外机进行除霜。其中，采用制冷除霜方式时室内的环境温度会明显地下降，从而降低空调的制热效果，影响室内环境的舒适性，即牺牲了用户体验。采用旁通除霜方式时冷媒会继续进入空调室内机中进行制热，即，可以使空调器仍然维持在制热工况，因此旁通除霜方式近年来得到了广泛的应用。在除霜方式确定的基础上，为了保证室内环境的制热效率不受影响，应当尽可能避免假除霜(满足除霜条件，但由于空气的湿度比较低等原因，此时的机组实际并没有结霜)或者除霜过度(满足继续除霜的条件，但由于空气的温度比较高等原因，此时的机组实际已经完成除霜)的次数。鉴于此，选择合适的除霜时机显得至关重要。目前的除霜方法通常需要引入环境温度，如可以通过设定几个室外环境温度的区间，在每个区间设定一个固定的温差(环境温度与室外机盘管温度的差值)来判断是否使空调器进入除霜模式。但是，这种方式在进入除霜的时机判断上会有误差，往往会出现假除霜或者除霜过度的现象。

因此，本领域需要一种新的除霜控制方法来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了更准确地判断进入除霜的时机，本发明提出了一种空调器除霜控制方法，该除霜控制方法包括下列步骤：在空调器处于制热工况的情形下，检测室外机盘管温度；获取第一预设时间内的所述室外机盘管温度的衰减程度；获取室外机所在位置相对湿度；基于所述室外机所在位置的相对湿度，根据室外机盘管温度的衰减程度，判断是否使空调器进入除霜模式。

在上述空调器除霜控制方法的优选实施方式中，所述衰减程度是所述室外机盘管温度在所述第一预设时间内的衰减值。

在上述空调器除霜控制方法的优选实施方式中，“基于所述室外机所在位置的相对湿度，根据室外机盘管温度的衰减程度，判断是否使空调器进入除霜模式”的步骤具体包括：判断所述室外机所在位置的相对湿度是否大于预设湿度阈值，在所述室外机所在位置的相对湿度大于所述预设湿度阈值的情形下，如果所述室外机盘管温度在所述第一预设时间内的衰减值大于第一设定阈值，则使所述空调器进入除霜模式，否则，不进入除霜模式；在所述室外机所在位置的相对湿度不大于所述预设湿度阈值的情形下，如果所述室外机盘管温度在所述第一预设时间内的衰减值大于第二设定阈值，则使所述空调器进入除霜模式，否则，不进入除霜模式。

在上述空调器除霜控制方法的优选实施方式中，所述预设湿度阈值为60％-80％内的任意值

在上述空调器除霜控制方法的优选实施方式中，所述第一预设时间为10-20秒范围内的任意值。

在上述空调器除霜控制方法的优选实施方式中，所述预设湿度阈值为70％，所述第一预设时间为15秒，并且/或者所述第一设定阈值为1摄氏度，所述第二设定阈值为1.5摄氏度。

在上述空调器除霜控制方法的优选实施方式中，所述除霜控制方法还包括判断是否退出除霜模式的步骤，该步骤包括：在所述空调器进入除霜模式之后，比较所述室外机盘管温度与第三设定阈值；根据比较结果，判断是否退出除霜模式。

在上述空调器除霜控制方法的优选实施方式中，“根据比较结果，判断是否退出除霜模式”的步骤进一步包括：在所述室外机盘管温度大于所述第三设定阈值的情形下，判断该状态的持续时间是否大于第二预设时间，如果该状态的持续时间大于所述第二预设时间，则使所述空调器退出除霜模式；如果该状态的持续时间不大于所述第二预设时间，则使所述空调器维持所述除霜工况。

在上述空调器除霜控制方法的优选实施方式中，所述第三设定阈值为6-10摄氏度范围内的任意值；并且/或者所述第二预设时间为30-60秒范围内的任意值。

在上述空调器除霜控制方法的优选实施方式中，所述除霜模式为通过导通旁通支路的方式对室外机盘管进行除霜的旁通除霜模式；并且/或者“获取室外机所在位置的相对湿度”的步骤具体包括获取室外机出风口处的相对湿度。

在本发明的技术方案中，基于室外机所在位置的相对湿度，根据室外机盘管温度在预设时间内的衰减程度来判断是否进行除霜。具体而言，发明人经过多年潜心研究发现，在结霜前与结霜后室外机盘管温度会出现一个比较明显的衰减，因此，通过室外机盘管温度的衰减值可以更准确地判断室外机的结霜量，而在此基础上，考虑到相对湿度对空调器结霜的影响，即当室外机所在位置的相对湿度不同时，室外机盘管温度的衰减值对应的室外机结霜量也不同，因此，在加入相对湿度作为判断条件的情况下，可以依据室外机盘管温度的衰减值更准确地判断室外机的结霜程度，从而更准确地选择除霜时机，有效避免假除霜现象。此外，本发明在进行除霜时，选择旁通除霜的方式，这样一来，在旁通除霜的过程中，压缩机不停机，四通阀也不换向，空调器不间断地进行制热，可极大地保证空调器的制热效果，最大程度地减小室内温度的波动。

附图说明

图1是现有空调器的结构示意图；

图2是本发明的空调器除霜控制方法的主要步骤流程图；

图3是本发明一个实施例的空调器的结构示意图；

图4是本发明的空调器除霜控制方法的具体步骤流程图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管本申请中按照特定顺序描述了本发明的方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。

基于背景技术中提出的进入除霜的时机问题，本发明提出了一种空调器的除霜控制方法，旨在使空调器在合适的除霜时机进入除霜模式，避免出现假除霜、除霜过度等现象，从而尽可能地减少甚至避免由于除霜而导致的空调制热效果降低现象。

首先参阅图1，该图是现有空调器的结构示意图。如图1所示，空调器主要包括室外机1、室内机2、压缩机3、四通阀4以及节流装置5。对于本领域技术人员而言，空调器的结构属于熟知技术，在此不再详细描述。

下面参阅图2，本发明的除霜控制方法包括下列步骤：s110，在空调器处于制热工况的情形下，检测室外机盘管温度；s120，获取第一预设时间内的室外机盘管温度的衰减程度；s130，获取室外机所在位置的相对湿度；s140，基于室外机所在位置的相对湿度，根据室外机盘管温度的衰减程度，判断是否使空调器进入除霜模式。

关于相对湿度的说明，相对湿度，表示空气中的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的比值，得数是一个百分比。(也就是指某湿空气中所含水蒸气的质量与同温度下饱和空气中所含水蒸气的质量之比，这个比值用百分数表示)。相对湿度用rh表示。相对湿度的定义是单位体积空气内实际所含的水气密度(用d1表示)和同温度下饱和水气密度(用d2表示)的百分比，即rh(％)＝d1/d2x100％；另一种计算方法是：实际的空气水气压强(用p1表示)和同温度下饱和水气压强(用p2表示)的百分比，即rh(％)＝p1/p2x100％。在本实施例中，可以通过在室外机设置一个湿度传感器(比如设置于室外机出风口处)来获取室外机所在位置的相对湿度。

关于室外机盘管温度的衰减程度的说明，该衰减程度可以理解为室外机盘管的温度在第一预设时间内的衰减值(差值)、衰减比例以及任意能够表征衰减趋势的量。以衰减值为例，假设空调室外机在未结霜的情形下，室外机盘管的温度可以基本维持在相对稳定的温度区间。而一旦室外机盘管上结霜，室外机盘管的温度在第一预设时间内就会出现较大的波动。假设第一预设时间为15秒，室外机盘管温度的衰减值δt可以表示为：δt＝ti-ti+1，其中，室外机盘管温度ti和ti+1的获取间隔为15秒。“衰减程度”还可以用外盘管温度的衰减速度表示，即每隔15秒获取的室外机盘管温度之间的差值再除以15秒，即每秒温度衰减值。

在上述步骤s110-s140中，在判断是否使空调进入除霜模式时，首先判断室外机所在位置的相对湿度，然后依据该相对湿度的值，再判断室外机盘管温度的衰减程度，并根据室外机盘管温度的衰减程度判断是否使空调器进入除霜模式。具体地，随着室外机盘管上的结霜越来越多，外界环境空气与室外机盘管之间的换热能力会明显降低，室外机盘管内的制冷剂不能吸收到足够的热量而蒸发，这一方面会导致压缩机的吸气压力降低，使气态制冷剂的蒸发温度进一步降低，排气压力升高，制冷剂流量下降，最终导致整个制冷系统的性能下降。另一方面，随着室外机盘管与外界环境之间的换热能力骤降，室外机盘管的温度会加速衰减，因此，通过检测室外机盘管的温度在预设时间内的衰减程度，可以更准确地判断室外机盘管的结霜水平。在此基础上，考虑到相对湿度对空调器结霜的影响，即当室外机所在位置的相对湿度不同时，室外机外盘管温度的衰减值对应的室外机的结霜量也不同，因此，加入相对湿度的判断条件，可以依据室外机外盘管温度的衰减值更准确地判断室外机的结霜量。因此，加入相对湿度的判断条件，能够更准确地选择除霜时机。

下面对上述步骤s110-s140作进一步详细描述。

在步骤s110中，可以通过设置在室外机盘管上的温度传感器实时检测室外机盘管温度，也可以通过其他已知的手段获取室外机盘管温度，这些都不脱离本发明的保护范围。

在步骤s120中，第一预设时间可以为10-20秒范围内的任意值。例如，可以将第一预设时间设置为10秒、12秒、15秒等，本领域技术人员可以根据实际应用场景选择适宜的第一预设时间。在本发明的优选实施例中，第一预设时间为15秒，即每隔15秒获取一次室外机盘管的温度。那么，室外机盘管温度在15秒内的衰减程度，即衰减值δt＝ti-ti+1，即，室外机盘管温度ti和ti+1的获取间隔为15秒。

在步骤s130中，通过在室外机上设置湿度传感器来获取室外机所在位置的相对湿度值。相对湿度用hr表示。在本实施例中，将湿度传感器设置于室外机出风口处，获取室外机出风口处的相对湿度，并将该室外机出风口处的相对湿度作为判断除霜时机的一个依据。

在步骤s140中，基于室外机出风口处的相对湿度，根据室外机盘管温度的衰减程度，判断是否使空调器进入除霜模式。举例而言，在hr＞70％的情形下，如果述室外机盘管温度在第一预设时间(以15秒为例)内的衰减值大于第一设定阈值，则使空调器进入除霜模式，否则，不进入除霜模式。优选地，第一设定阈值为1摄氏度。那么，该情形(hr＞70％)下，当室外机盘管温度的衰减值δt＝ti-ti+1＞1摄氏度/15秒时，进入除霜模式。更优选地，当连续两次获取的δt＞1摄氏度时，使空调器进入除霜模式。否则，室外机盘管温度的衰减值δt不大于1摄氏度/15s，则说明空调器还没有达到最佳的除霜时机，使空调器维持当前工况，不进入除霜模式。

在hr≤70％的情形下，如果述室外机盘管温度在第一预设时间(以15秒为例)内的衰减值大于第二设定阈值，则使空调器进入除霜模式，否则，不进入除霜模式。优选地，第二设定阈值为1.5摄氏度。那么，该情形(hr≤70％)下，当室外机盘管温度的衰减值δt＝ti-ti+1＞1.5摄氏度/15秒时，进入除霜模式。更优选地，当连续两次获取的δt＞1摄氏度时，使空调器进入除霜模式。否则，室外机盘管温度的衰减值δt不大于1.5摄氏度/15s，则说明空调器还没有达到最佳的除霜时机，使空调器维持当前工况，不进入除霜模式。

需要说明的是，虽然上述中的第一设定阈值为1，第二设定阈值为1.5，但是本领域技术人员可以根据实际应用场景设定其他合适的阈值，如第一设定阈值设置为0.8摄氏度，第二设定阈值设定为1.3摄氏度等。由于第一设定阈值的设定(hr＞70％时)和第二设定阈值的设定(hr≤70％时)都是依据相对湿度设定的，相对湿度较大时，结霜也相对容易，因此，通常情况下第一设定阈值要小于第二设定阈值，从而实现更准确地判断进入除霜时机的目的。此外，上文中的相对湿度的值也可以根据空调器的具体使用场景来设定。

综上所述，本发明通过检测室外机盘管温度和室外机出风口处的相对湿度，基于该相对湿度，根据室外机盘管温度的在预设时间内的衰减值，判断是否进入除霜模式。由于在结霜前与结霜后室外机盘管的温度会出现一个比较明显的衰减，因此，通过室外机盘管温度的衰减值可以更准确地判断室外机的结霜量，在此基础上，考虑到相对湿度对空调器结霜的影响，因此，加入相对湿度的判断条件，能够更准确地选择除霜时机。此外，还需要说明的是，上文中的第一预设时间、第一设定阈值、第二设定阈值均可以根据实际应用场景进行设定，也可以由用户自定义设置。

此外，本发明的控制方法还包括判断是否退出除霜模式的步骤，该步骤具体包括下列子步骤：步骤一：在空调器进入除霜模式之后，比较室外机盘管温度与第三设定阈值；步骤二，根据比较结果，判断是否退出除霜模式。上述步骤一和步骤二的目的在于确定退出除霜的时机。由于除霜过程中，都会或多或少地降低空调的制热效果，从而影响室内环境的舒适性。因此，选择合适的时机退出除霜模式，能够在保证除霜效果的前提下，尽量缩短除霜时间，从而减少对空调制热效果的影响。

具体而言，第三设定阈值可以为6-10摄氏度范围内的任意值。在本发明的优选实施例中，第三设定阈值为8摄氏度。在除霜模式下，当检测到室外机盘管温度ti＞8摄氏度时，再判断室外机盘管温度ti＞8的状态的持续时间是否达到第二预设时间。第二预设时间可以为30-60秒范围内的任意值。在本发明的优选实施例中，第二预设时间为40秒，那么，当室外机盘管温度ti＞8的状态持续40秒以上时，则判断除霜已经完成，此时选择退出除霜。当室外机盘管温度ti不大于8，或者室外机盘管温度ti大于8但是持续时间未超过40秒，均判断为未完成除霜，此时继续除霜模式。

需要说明的是，在上述实施例中，尽管退出除霜的条件为室外机盘管温度大于8摄氏度且持续40秒，本领域技术人员还可以根据实际应用场景将退出除霜的条件设置为上述范围内的其他阈值，只要能够准确判断退出除霜的时机即可。

如上所述，在除霜模式下，通过将检测到的室外机盘管温度与第三设定阈值进行比较，来判断是否退出除霜模式。由于室外机盘管在结霜前后的温差比较大，因此，依据室外机盘管的温度变化能够更加准确地判断除霜是否完成，从而在保证除霜效果的前提下，尽量缩短除霜时间，减少对空调制热效果的影响。此外，还需要说明的是，上文中的第二预设时间、第三设定阈值均可以根据实际应用场景进行设定，也可以由用户自定义设置。

在一个优选的实施方式中，空调器具有旁通支路，除霜模式是通过导通旁通支路的方式对室外机盘管进行除霜的旁通除霜模式。具体地，参照图3，图3是本发明的一个实施例的空调器的结构示意图。如图3所示，在该实施例中，空调器主要包括室外机1、室内机2、压缩机3、四通阀4、以及节流装置5(本实施例中为电子膨胀阀)以及连通压缩机3和室外机1的旁通支路6，旁通支路6上设置有单向旁通阀，如电磁阀61。如果达到除霜条件，则进入旁通除霜模式。如果达到退出除霜条件，则退出旁通除霜模式。下面在图3的基础上，结合图4对本发明的具体操作步骤进行详细说明。

图4示出了本发明的除霜控制方法的一个优选实施方式的具体步骤流程图。如图4所示，在空调器制热运行的状态下，每隔15秒检测室外机盘管温度ti，并计算δt＝ti-ti+1。获取室外机出风口的相对湿度hr，并判断hr是否大于70％。在hr大于70％的情形下，判断δt是否满足条件：δt＞1摄氏度/15秒。如果满足条件，则进入旁通除霜；如果不满足条件，则不进入除霜模式。在hr不大于70％的情形下，判断δt是否满足条件：δt＞1.5摄氏度/15秒。如果满足条件，则进入旁通除霜；如果不满足条件，则不进入除霜模式。

具体而言，当δt满足进入除霜的条件时，空调器发送打开控制指令到电磁阀61，电磁阀61打开，压缩机3排出的高温高压冷媒气体一部分经四通阀4进入室内机2继续制热，另一部分经旁通支路6直接进入室外机1。高温高压的冷媒气体可在较短的时间提高室外机1的机体温度，使结霜融化。这样一来，在旁通除霜过程中，压缩机3不停机，四通阀4也不换向，空调器不间断地进行制热，可极大地保证空调器的制热效果，使得室内温度波动较小。当δt不满足条件时，则不进入除霜模式，直至δt满足条件后再进入除霜模式。

继续参照图4，在除霜过程中，持续检测室外机盘管的温度ti，并实时判断室外机盘管温度ti是否大于8摄氏度，如果是并且维持8摄氏度以上达到40秒，则判断除霜完成，可以选择退出除霜。如果否，则持续进行除霜。退出除霜时，空调器发送关闭控制指令到电磁阀61，电磁阀61关闭，压缩机3排出的高温高压冷媒气体全部经四通阀4进入室内机2制热。

需要说明的是，为了缩短除霜时间，提升除霜效率，在进行旁路除霜时，可以将室外风机关闭，使高温高压的冷媒气体的热量大部分用于化霜。在退出除霜操作时，再将室外风机打开。

上述实施例虽然是以旁通除霜为例进行说明的，但本发明的除霜控制方法并不限于具体的除霜方式，本领域技术人员可以根据空调器的具体结构选择合适的除霜方式，如采用逆循环除霜、逆循环与旁通交替除霜相结合等方式。本发明旨在提供一种能够更准确地判断进入和退出除霜时机的方法。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。