四通阀换向控制方法、装置及热泵空调与流程

1.本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及四通阀换向控制方法、装置及热泵空调。


背景技术：

2.目前，热泵型空调的室外机中通常存在四通阀零件，现有技术通过改变系统冷媒循环流路实现制冷模式和制热模式的转换，其中，四通阀在制冷模式中处于掉电状态，在制热模式中处于得电状态(或上电状态)，且，四通阀换向时，滑块两端的压差应大于摩擦力。
3.在实际应用中，由于四通阀在出厂时各参数均已确定，针对不同的空调系统，如果选用同一个四通阀，则可能导致四通阀换向异常，例如四通阀不换向或者换向不到位等，导致系统制热模式运行时出现吹冷风现象，从而给用户带来较差的体验。因此，如何缓解四通阀换向异常是亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供四通阀换向控制方法、装置及热泵空调，以缓解上述四通阀换向异常问题，保证了四通阀和热泵空调的可靠性运行。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种四通阀换向控制方法，应用于热泵空调的控制器，热泵空调还包括与控制器通信连接的压缩机、蒸发器、冷凝器和电子膨胀阀；该方法包括：当监测到热泵空调制热模式运行时，获取温度参数；其中，温度参数包括：室外环境温度、冷凝器的外盘温度和蒸发器的内盘温度；当室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件时，根据外盘温度和内盘温度确定四通阀的换向状态信息；其中，换向状态信息包括换向正常和换向异常；根据换向状态信息对四通阀的换向进行控制。
6.上述四通阀换向控制方法，通过室外环境温度、外盘温度、内盘温度和压缩机的运行时长判定四通阀的换向状态信息，并根据换向状态信息对四通阀的换向进行控制，有效缓解了四通阀换向异常问题，保证了四通阀和热泵空调的可靠性运行。
7.优选地，上述预设条件包括：第一温度阈值、第二温度阈值、第一预设时长和第二预设时长；室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件的步骤，包括：若室外环境温度小于第一温度阈值，且，外盘温度小于第二温度阈值，判断压缩机的运行时长是否达到第一预设时长；如果是，则室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件。
8.优选地，上述室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件的步骤，还包括：若室外环境温度不小于第一温度阈值，判断压缩机的运行时长是否达到第二预设时长；如果是，则室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件。
9.优选地，上述根据外盘温度和内盘温度确定四通阀的换向状态信息的步骤，包括：计算外盘温度和内盘温度之间的温度差值；若温度差值大于第三温度阈值，换向状态信息为换向正常；或者，若温度差值不大于第三温度阈值，换向状态信息为换向异常。
10.优选地，上述根据换向状态信息对四通阀的换向进行控制的步骤，包括：若四通阀
换向异常，调整热泵空调的运行参数，直至换向状态信息为换向正常。
11.优选地，上述调整热泵空调的运行参数的步骤，包括：增大压缩机的运行频率；或者，减少电子膨胀阀的开度。
12.优选地，上述方法还包括：当监测到热泵空调停机或切换为非制热模式时，控制压缩机停机；以及，当停机时长达到第三预设时长时，控制四通阀的线圈掉电。
13.第二方面，本发明实施例还提供一种四通阀换向控制装置，应用于热泵空调的控制器，热泵空调还包括与控制器通信连接的压缩机、蒸发器、冷凝器和电子膨胀阀；该装置包括：获取模块，用于当监测到热泵空调制热模式运行时，获取温度参数；其中，温度参数包括：室外环境温度、冷凝器的外盘温度和蒸发器的内盘温度；确定模式，用于当室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件时，根据外盘温度和内盘温度确定四通阀的换向状态信息；其中，换向状态信息包括换向正常和换向异常；控制模块，用于根据换向状态信息对四通阀的换向进行控制。
14.第三方面，本发明实施例还提供一种热泵空调，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面的方法的步骤。
15.第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面的方法的步骤。
16.本发明实施例带来了以下有益效果：
17.本发明实施例提供了四通阀换向控制方法、装置及热泵空调，通过室外环境温度、外盘温度、内盘温度和压缩机的运行时长判定四通阀的换向状态信息，并根据换向状态信息对四通阀的换向进行控制，有效缓解了四通阀换向异常问题，保证了四通阀和热泵空调的可靠性运行。
18.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
19.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例提供的一种热泵空调的结构示意图；
22.图2为本发明实施例提供的一种四通阀换向控制方法的流程图；
23.图3为本发明实施例提供的另一种四通阀换向控制方法的流程图；
24.图4为本发明实施例提供的一种四通阀换向控制装置的示意图；
25.图5为本发明实施例提供的另一种热泵空调的结构示意图。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
27.为便于对本实施例进行理解，下面首先对本发明实施例提供的一种四通阀换向控制方法进行详细介绍。其中，执行主体为热泵空调的控制器，此外，如图1所示，热泵空调(如5p柜机)还包括与控制器通信连接的压缩机11、冷凝器12、蒸发器13、节流装置14(包括电子膨胀阀和毛细管等)、气液分离器15和四通阀16，在实际应用中，压缩机11、冷凝器12、蒸发器13、节流装置14和气液分离器15组成循环系统。
28.其中，四通阀16作为热泵空调的零部件，设置在室外机中，包括：e端口、s端口、d端口和c端口，具体地，e端口与蒸发器13连接，s端口与气液分离器15连接，d端口与压缩机11连接，c端口与冷凝器12连接，当热泵空调处于制冷模式运行时，e端口和s端口连接，d端口和c端口连通，整个系统形成制冷循环模式；当热泵空调处于制热模式运行时，e端口和d端口连通，s端口和c端口连通，整个系统形成制热循环模式。因此，四通阀16在换向时，若出现换向异常，如换向不到位，则可能导致系统制热模式运行时出现吹冷风现象，即保证四通阀16换向正常具有重要意义。
29.基于上述热泵空调，本发明实施例提供了一种四通阀换向控制方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：
30.步骤s202，当监测到热泵空调制热模式运行时，获取温度参数；其中，温度参数包括：室外环境温度、冷凝器的外盘温度和蒸发器的内盘温度；
31.具体地，热泵空调还包括与控制器通信连接的采集装置，这里采集装置包括但不仅限于多个温度采集器，当热泵空调处于制热模式运行时，控制器获取采集装置采集的温度参数，包括第一温度采集器采集的室外环境温度t1、第二温度采集器采集的冷凝器的外盘温度t2和第三温度采集器采集的蒸发器的内盘温度t3，优选地，第二温度采集器和第三温度采集器分别为设置在冷凝器的感温包和设置在蒸发器内的感温包。
32.此外，当热泵空调处于非制热模式时，由于四通阀的线圈不通电，四通阀不换向，此时，无需对四通阀进行换向。
33.步骤s204，当室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件时，根据外盘温度和内盘温度确定四通阀的换向状态信息；
34.其中，上述预设条件包括：第一温度阈值x、第二温度阈值y、第一预设时长t1和第二预设时长t2；其中一种室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件的过程如下：若室外环境温度小于第一温度阈值，且，外盘温度小于第二温度阈值，判断压缩机的运行时长是否达到第一预设时长；如果是，即当t1＜x，且，t2＜y，以及压缩机的运行时长t≥t1时，室外环境温度t1、外盘温度t2以及压缩机的运行时长t满足预设条件。其中，第一温度阈值x的取值范围为13℃～15℃，优选为14℃；第二温度阈值y的取值范围为10℃～15℃，优选为13℃；第一预设时长t1的取值范围为30s～50s，优选为40s。
35.另一种室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件的过程如下：若室外环境温度不小于第一温度阈值，判断压缩机的运行时长是否达到第二预设时长；
如果是，即当t1≥x，且，压缩机的运行时长t≥t2时，室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件。其中，第二预设时长t2的取值范围为15s～30s，优选为20s。
36.需要说明的是，在上述判断室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长是否满足预设条件的过程中，当室外环境温度t1比较高(即t1≥x)时，如果热泵空调开机即运行制热模式，则外盘温度t2同室外环境温度t1基本相同，如果是其它模式切换为制热模式，则外盘温度t2也相对较高，这两种情况下外侧液态冷媒较少，从而对四通阀的滑块破坏力较少，因此，当t1≥x时，无需对外盘温度t2进行判断。反之，如果室外环境温度t1比较低(即t1＜x)，此时，通过同时判断外盘温度t2和第二温度阈值y，以防低温下冷媒迁移导致压缩机带液启动破坏四通阀。
37.由于热泵空调在静置时存在冷媒迁移情况，压缩机带液启动时会冲坏四通阀的阀芯(一般为尼龙材料)等，特别地，5p柜机灌注量相对较多，因此，四通阀一般都设计有中间流量，以防止阀芯被冲坏；此外，为了保证热泵空调的整机可靠性，针对不同的工况，即不同范围的室外环境温度t1和外盘温度t2，四通阀延时启动对应的时间不同，即压缩机的运行时长t不同，从而对于不同工况，当满足对应的预设条件时，再根据外盘温度和内盘温度确定四通阀的换向状态信息，保证了不同工况下四通阀换向状态信息确定的精准度，进而提高了四通阀的换向控制精度，进一步保证了热泵空调的可靠性运行。
38.其中，换向状态信息包括换向正常和换向异常；换向正常指四通阀按照对应的模式正确换向，如四通阀换向前，其e端口和s端口连接，d端口和c端口连通；由于热泵空调此时按照制热模式运行，四通阀需换向为e端口和d端口连通，s端口和c端口连通，当换向成功时，此时四通阀的换向状态信息即为换向正常；反之，若四通阀不换向或者换向不到位，此时四通阀的换向状态信息即为换向异常。
39.具体地，根据外盘温度和内盘温度确定四通阀的换向状态信息：首先，计算外盘温度和内盘温度之间的温度差值，即δt＝t3-t2；然后，判断温度差值δt是否大于第三温度阈值a，若温度差值大于第三温度阈值，即δt＞a，换向状态信息为换向正常，即此时四通阀中e端口和d端口连通，s端口和c端口连通；若温度差值不大于第三温度阈值，即δt≤a，换向状态信息为换向异常，如未换向或换向不到位等。
40.综上，通过室外环境温度、外盘温度、内盘温度和压缩机的运行时长判定四通阀的换向状态信息，以保证四通阀和热泵空调运行的可靠性；同时，与常规的根据压力判断四通阀的换向是否正常相比，提高了四通阀换向状态信息的精准度。
41.步骤s206，根据换向状态信息对四通阀的换向进行控制。
42.具体地，当换向状态信息为换向正常时，控制器控制四通阀按照换向后的状态运行；反之，当换向状态信息为换向异常时，控制器还调整热泵空调的运行参数，如增大压缩机的运行频率；或者，减少电子膨胀阀的开度，直至换向状态信息为换向正常，从而保证了四通阀换向到位，进而保证了四通阀和热泵空调的可靠性运行。
43.本发明实施例提供的四通阀换向控制方法，通过室外环境温度、外盘温度、内盘温度和压缩机的运行时长判定四通阀的换向状态信息，并根据换向状态信息对四通阀的换向进行控制，有效缓解了四通阀换向异常问题，保证了四通阀和热泵空调的可靠性运行。
44.进一步，上述方法还包括：当监测到热泵空调停机或切换为非制热模式时，控制压缩机停机；以及，当停机时长达到第三预设时长时，控制四通阀的线圈掉电。具体地，当控制
器监测到热泵空调从制热模式切换为非制热模式或者停机时，控制压缩机停止运行，并当停机时长达到第三预设时长t3(取值范围为1min～3min，优选为2min)时，控制四通阀的线圈掉电，并控制四通阀的滑块滑至制冷模式，即四通阀中从e端口和d端口连通，s端口和c端口连通的模式切换为e端口和s端口连接，d端口和c端口连通的模式，从而避免了四通阀换向不到位，热泵空调制热运行时吹冷风的情况，保证了用户的舒适度。
45.为了便于理解，这里举例说明。如图3所示，包括以下步骤：
46.步骤s302，判断运行模式是否为制热模式；即判断热泵空调的运行模式是否为制热模式；如果否，则执行步骤s304，如果是，则执行步骤s306；
47.步骤s304，四通阀线圈不得电，四通阀不换向；即当热泵空调处于非制热模式运行时，无需对四通阀进行换向；
48.步骤s306，获取室外环境温度t1、外盘温度t2和内盘温度t3；并在第一工况下执行步骤s308～s316，在第二工况下执行步骤s318～s326；
49.步骤s308，t1＜x，且，t2＜y，以及压缩机的运行时长t≥t1；即当室外环境温度t1低于第一温度阈值x，外盘温度t2小于第二温度阈值y时，当压缩机运行时长t达到第一预设时长t1时，室外环境温度t1、外盘温度t2以及压缩机的运行时长t满足预设条件。
50.步骤s310，判断t3-t2＞a，即判断外盘温度t2和内盘温度t3之间的温度差值是否大于第三温度阈值a，如果否，则执行步骤s312，如果是，则执行步骤s316；
51.步骤s312，四通阀换向异常；
52.步骤s314，增大压缩机的运行频率；或者，减少电子膨胀阀的开度；即当换向异常时，通过增大压缩机的运行频率或减少电子膨胀阀的开度，直至换向正常；
53.步骤s316，四通阀换向正常；即此时e端口和d端口连通，s端口和c端口连通；
54.步骤s318，t1≥x，且，压缩机的运行时长t≥t2；这里第二工况可以参考上述实施例，本发明实施例在此不再详细赘述。
55.步骤s320，判断t3-t2＞a，如果否，则执行步骤s322，如果是，则执行步骤s326；
56.步骤s322，四通阀换向异常；
57.步骤s324，增大压缩机的运行频率；或者，减少电子膨胀阀的开度；
58.步骤s326，四通阀换向正常；
59.步骤s328，停机或非制热模式；即当监测到热泵空调停机或切换为非制热模式时，控制压缩机停机；
60.步骤s330，压缩机停机时长达到第三预设时长t3；
61.步骤s332，四通阀线圈掉电，四通阀转为制冷状态；即四通阀中从e端口和d端口连通，s端口和c端口连通的模式切换为e端口和s端口连接，d端口和c端口连通的模式。
62.综上，本发明实施例提供的四通阀换向控制方法，通过室外环境温度、外盘温度、内盘温度和压缩机的运行时长判定四通阀的换向状态信息，并根据换向状态信息对四通阀的换向进行控制，有效缓解了四通阀换向异常问题，保证了四通阀和热泵空调的可靠性运行；同时，还降低了售后故障率；此外，还可以保证四通阀换向到位，避免了换向不到位，热泵空调制热模式运行吹冷风的情形，进而提高了用户的舒适度。
63.对应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种四通阀换向控制装置，应用于热泵空调的控制器，热泵空调还包括与控制器通信连接的压缩机、蒸发器、冷凝器和电子
膨胀阀。如图4所示，该装置包括：获取模块41、确定模式42和控制模块43；其中，各个模块的功能如下：
64.获取模块41，用于当监测到热泵空调制热模式运行时，获取温度参数；其中，温度参数包括：室外环境温度、冷凝器的外盘温度和蒸发器的内盘温度；
65.确定模式42，用于当室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件时，根据外盘温度和内盘温度确定四通阀的换向状态信息；其中，换向状态信息包括换向正常和换向异常；
66.控制模块43，用于根据换向状态信息对四通阀的换向进行控制。
67.本发明实施例提供的四通阀换向控制装置，通过室外环境温度、外盘温度、内盘温度和压缩机的运行时长判定四通阀的换向状态信息，并根据换向状态信息对四通阀的换向进行控制，有效缓解了四通阀换向异常问题，保证了四通阀和热泵空调的可靠性运行。
68.优选地，上述预设条件包括：第一温度阈值、第二温度阈值、第一预设时长和第二预设时长；室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件，包括：若室外环境温度小于第一温度阈值，且，外盘温度小于第二温度阈值，判断压缩机的运行时长是否达到第一预设时长；如果是，则室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件。
69.优选地，上述室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件，还包括：若室外环境温度不小于第一温度阈值，判断压缩机的运行时长是否达到第二预设时长；如果是，则室外环境温度、外盘温度以及压缩机的运行时长满足预设条件。
70.优选地，上述根据外盘温度和内盘温度确定四通阀的换向状态信息，包括：计算外盘温度和内盘温度之间的温度差值；若温度差值大于第三温度阈值，换向状态信息为换向正常；或者，若温度差值不大于第三温度阈值，换向状态信息为换向异常。
71.优选地，上述控制模块43还用于：若四通阀换向异常，调整热泵空调的运行参数，直至换向状态信息为换向正常。
72.优选地，上述调整热泵空调的运行参数，包括：增大压缩机的运行频率；或者，减少电子膨胀阀的开度。
73.优选地，上述装置还包括：当监测到热泵空调停机或切换为非制热模式时，控制压缩机停机；以及，当停机时长达到第三预设时长时，控制四通阀的线圈掉电。
74.本发明实施例提供的四通阀换向控制装置，与上述实施例提供的四通阀换向控制方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
75.本发明实施例还提供一种热泵空调，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器执行机器可执行指令以实现上述四通阀换向控制方法。
76.参见图5所示，该热泵空调包括处理器100和存储器101，该存储器101存储有能够被处理器100执行的机器可执行指令，该处理器100执行机器可执行指令以实现上述四通阀换向控制方法。
77.进一步地，图5所示的热泵空调还包括总线102和通信接口103，处理器100、通信接口103和存储器101通过总线102连接。
78.其中，存储器101可能包含高速随机存取存储器(ram，random access memory)，也
可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线102可以是isa(industrial standard architecture，工业标准结构总线)总线、pci(peripheral component interconnect，外设部件互连标准)总线或eisa(enhanced industry standard architecture，扩展工业标准结构)总线等。上述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
79.处理器100可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器100中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器100可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器101，处理器100读取存储器101中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。
80.本实施例还提供一种机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有机器可执行指令，机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述四通阀换向控制方法。
81.本发明实施例所提供的四通阀换向控制方法、装置和热泵空调的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
82.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
83.另外，在本发明实施例的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
84.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所
述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
85.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
86.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。