空调系统及其除霜控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种空调系统，包括室内换热器、室外换热器、压缩机和四通换向阀：压缩机包括储液罐，压缩机设有排气口和吸气口，储液罐设有回气口，回气口与吸气口连通；四通换向阀具有第一端至第四端，第一端与压缩机的排气口连通，第二端连接室内换热器的进口，第三端连接室外换热器的出口，第四端与回气口连通；空调系统还包括旁通回路，旁通回路连接在压缩机的排气口与室外换热器的进口之间，旁通回路包括控制阀和喷射器。本发明还公开了一种空调系统除霜控制方法。采用本发明的方法除霜，不但不影响制热效果，而且能够稳定室内环境温度，减少四通换向阀换向动作，从而增加了设备的可靠性，提高了用户使用舒适性。
【专利说明】
空调系统及其除霜控制方法
技术领域
[0001] 本发明设及制冷制热技术领域，尤其设及空调系统及其除霜控制方法。
【背景技术】
[0002] 热累型空调不仅可W在夏季制冷，还可W在冬季制热，因而受到用户的广泛欢迎。 在制热过程中，由于室外环境溫度较低，湿度较大，容易出现结霜情况，如果空调结霜严重， 空调系统会自动执行化霜动作，当化霜时间设定过短时，会导致室外机化霜不干净，进而影 响制热效果，并且增加了用户的耗电量，降低了能效;而当化霜时间设定过长时，则会使用 户使用舒适性大打折扣，还有可能出现化霜时向室内吹冷风的情况，因此，要改变除霜控制 方法才能解决此问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的在于提出一种空调系统及其除霜控制方法，旨在不影响制热效 果的同时提高用户使用舒适性。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供一种空调系统，所述空调系统包括室内换热器、室外 换热器、压缩机和四通换向阀：
[0005] 所述压缩机包括储液罐，所述压缩机设有排气口和吸气口，所述储液罐设有回气 口，所述回气口与所述吸气口连通；
[0006] 所述四通换向阀具有第一端至第四端，所述第一端与所述压缩机的排气口连通， 所述第二端连接所述室内换热器的进口，所述第Ξ端连接所述室外换热器的出口，所述第 四端与所述回气口连通；
[0007] 所述空调系统还包括旁通回路，所述旁通回路连接在所述压缩机的排气口与所述 室外换热器的进口之间，所述旁通回路包括控制阀和喷射器。
[000引优选地，所述控制阀的一端连接所述压缩机的排气口，所述控制阀的另一端与所 述喷射器的高压侧进口连接，所述喷射器的低压侧进口连接所述室内换热器的出口，所述 喷射器的出口连接所述室外换热器的进口。
[0009] 优选地，所述室内换热器的出口与所述喷射器的低压侧进口之间连接有节流装 置。
[0010] 优选地，所述控制阀为电磁阀，在制热模式下进入旁通除霜时，所述电磁阀开启。
[001。 优选地，所述四通换向阀为四通阀。
[0012] 优选地，所述节流装置为电子膨胀阀。
[0013] 此外，为实现上述目的，本发明还提供一种应用于上述空调系统的除霜控制方法， 所述除霜控制方法包括W下步骤：
[0014] 空调系统进入制热模式并在系统稳定后，检测室外机冷凝器出口溫度W及室外环 境溫度；
[0015] 确定所述室外环境溫度所处的预设溫度区间，并根据所处的预设溫度区间进入对 应的旁通除霜判定模式；
[0016] 根据所述旁通除霜判定模式的判定规则判断是否符合旁通除霜条件，若是，控制 空调系统进行旁通除霜。
[0017] 优选地，空调系统进行旁通除霜时，开启控制阀，控制室外风机停止运行，并按预 设的幅度提高压缩机的运行频率。
[0018] 优选地，所述除霜控制方法还包括：
[0019] 空调系统进行旁通除霜预设时间后退出旁通除霜，关闭控制阀。
[0020] 优选地，所述除霜控制方法还包括：
[0021] 如连续预设次进行旁通除霜的时间间隔小于预设时间，控制所述空调系统进行四 通阀换向除霜。
[0022] 本发明通过在压缩机的排气口与室外换热器之间连接一旁通回路，该旁通回路包 括控制阀和喷射器;在制热模式下进入旁通除霜时，控制阀开启，制冷剂直接从压缩机经过 旁通回路流入室外换热器中，进行除霜。采用此方法除霜，不但不影响制热效果，而且能够 稳定室内环境溫度，减少四通换向阀换向动作，从而增加了设备的可靠性，提高了用户使用 舒适性。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明空调系统的结构示意图；
[0024] 图2为本发明空调系统的除霜控制方法第一实施例的流程示意图；
[0025] 图3为本发明空调系统的除霜控制方法第二实施例的流程示意图。
[00%]附图标号说明：
[0027]
[0028] 本发明目的的实现、功能特点及优点
将结合实施例，参照附图做进一步说明。 '
【具体实施方式】
[0029] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0030] 本发明提供一种空调系统。
[0031] 参照图1，图1为本发明空调系统的结构示意图。
[0032] 本发明一实施例中，空调系统包括室内换热器100、室外换热器200、压缩机300和 四通换向阀400:
[0033] 所述压缩机300包括储液罐310，所述压缩机300设有排气口 301和吸气口 302，所述 储液罐310设有回气口 311，所述回气口 311与所述吸气口 302连通；
[0034] 所述四通换向阀400具有第一端401至第四端404，所述第一端401与所述压缩机 300的排气口 301连通，所述第二端402连接所述室内换热器100的进口 101，所述第Ξ端403 连接所述室外换热器200的出口 201，所述第四端404与所述回气口 311连通。本实施例的四 通换向阀400优选为四通阀，当空调系统处于制热模式时，第一端401与第二端402连通，第 Ξ端403与第四端404连通；当空调系统处于制冷模式时，第一端401与第Ξ端403连通，第二 端402与第四端404连通。当然，本发明不限于此，四通换向阀400也可W形成为其他元件，只 要具有第一端401至第四端404且可实现换向即可。
[0035] 所述空调系统还包括旁通回路500,所述旁通回路500连接在所述压缩机300的排 气口 301与所述室外换热器200之间，所述旁通回路500包括控制阀501和喷射器502;在制热 模式下进入旁通除霜时，所述控制阀501开启，制冷剂直接从压缩机300的排气口 301经过所 述旁通回路500,经喷射器502后由室外换热器200的进口 202流入室外换热器200中，进行除 霜。本实施例的控制阀501优选为电磁阀。
[0036] 本实施例中，所述喷射器502包括高压侧进口 5021、低压侧进口 5022和出口 5023， 所述控制阀501的一端连接所述压缩机300的排气口 301，所述控制阀501的另一端与所述喷 射器502的高压侧进口 5021连接，所述喷射器502的低压侧进口 5022连接所述室内换热器 100的出口 102，所述喷射器502的出口 5023连接所述室外换热器200的进口 202。
[0037] 进一步地，在所述室内换热器100的出口 102与所述喷射器502的低压侧进口 5022 之间连接有节流装置600。本实施例的节流装置600优选为电子膨胀阀。
[0038] 空调系统处于制热模式时，低溫低压的气态制冷剂经过压缩机101后被压缩为高 溫高压的气态制冷剂，高溫高压的气态制冷剂在压缩机101排气口分为两路，一路由旁通回 路500经过控制阀501之后进入喷射器502的高压侧进口5021;另一路经过四通换向阀400后 通过所述室内换热器100的进口 101进入所述室内换热器100,高溫高压的气态制冷剂与室 内冷空气换热后，室内空气溫度升高，制冷剂溫度降低，变为高压低溫的液态制冷剂，高压 低溫的液态制冷剂经过节流装置600进行节流后，液态制冷剂变为气液两相制冷剂，气液两 相混合制冷剂由所述喷射器502的低压侧进口5022进入喷射器502中，在喷射器502中被高 压侧进口 5021进入的高溫高压的气态制冷剂引射之后，中高溫的制冷剂从所述喷射器502 的出口 5023流出，从所述室外换热器200的进口 202进入室外换热器200中，在室外换热器 200中进行换热后的制冷剂流回压缩机101的回气口 311，继续进行下一次循环的压缩。
[0039] 在空调器处于制热模式并在系统运行稳定后，检测此时的室外机冷凝器出口溫度 并记录该溫度，该溫度记为第一室外机冷凝器出口溫度T1，同时检测室外环境溫度并记为 室外环境溫度T2;确定室外环境溫度T2所处的预设溫度区间，并根据所处的预设溫度区间 进入对应的旁通除霜判定模式。本实施例所述预设溫度区间可根据溫度值范围进行划分， 并且每个预设溫度区间均对应有旁通除霜判定模式，本实施例优选划分为4个溫度区间，例 如：当T1>0°C时为第一溫度区间，对应第一旁通除霜判定模式；当-7°C《T1<(TC时为第二 溫度区间，对应第二旁通除霜判定模式；当-12°C《TK-7°C时为第Ξ溫度区间，对应第Ξ旁 通除霜判定模式；当TK-12°C时为第四溫度区间，对应第四旁通除霜判定模式。根据室外环 境溫度T2所处的溫度区间选择了旁通除霜判定模式后，根据该旁通除霜判定模式的判定规 则判断是否符合旁通除霜条件，如符合，则控制空调系统进行旁通除霜。
[0040] 进入旁通除霜时，开启旁通回路500的控制阀501，控制室外风机停止运行，并按预 设的幅度提高压缩机频率，本实施例该预设的幅度可设置为5-10化，空调其他零部件还保 持原先未化霜的状态，节流装置600的开度保持不变，室内风机转速保持不变;压缩机300中 流出的高溫高压的气态制冷剂一路由排气口 301流入旁通回路500，经过控制阀501，由喷射 器502的高压侧进口5021进入喷射器502中，另一路经过四通换向阀400的第一端401和第Ξ 端403进入所述室内换热器100,换热后的高压低溫的液态制冷剂经过节流装置600节流后 由所述喷射器502的低压侧进口5022进入喷射器502中，在喷射器502中被高压侧进口5021 进入的高溫高压的气态制冷剂引射后流入室外换热器200中，在室外换热器200中换热，从 而进行旁通除霜。
[0041] 在进入旁通除霜后，还可开启计时器进行计时，在达到预设时间时，关闭控制阀 501，退出旁通除霜，空调系统正常制热，本实施例的预设时间可设置为20秒~30秒。
[0042] 此外，为了保证空调系统在极端环境运行的可靠性，保证室外换热器的霜层能彻 底除干净，如连续预设次进行旁通除霜的时间间隔小于预设时间，控制所述空调系统进行 四通阀换向除霜。本实施例该预设次数可W设置为3次，预设时间可设置为6分钟，即连续3 次进行旁通除霜的时间间隔小于6分钟，则控制所述空调系统进行四通阀换向除霜，当然在 本发明的其他实施例中，预设次数和预设时间也可W根据实际情况设置为其他值。
[0043] 在四通阀换向除霜时，关闭旁通回路500的控制阀501，控制室外风机停止运行，并 按预设的幅度提高压缩机的运行频率，本实施例该预设的幅度可设置为5-10化，空调其他 零部件还保持原先未化霜的状态，节流装置600的开度保持不变，室内风机转速保持不变； 压缩机300中的高溫高压的气态制冷剂直接由排气口流入四通换向阀400的第一端401，并 经由第四端404,从室外换热器200的出口 201进入室外换热器200中，在室外换热器200中进 行换热，从而进行除霜，完成一个制热循环。由于四通换向阀400换向后，压缩机300出口的 高溫高压气体直接进入室外换热器200，表面霜层会迅速除掉，所W化霜会更干净，更彻底。
[0044] 在进入四通阀换向除霜后，还可开启计时器进行计时，在达到预设时间时，关闭控 制阀501，退出四通阀换向除霜，空调系统正常制热，本实施例的预设时间可设置为2分钟~ 3分钟。
[0045] 本发明还提供一种空调系统的除霜控制方法。
[0046] 参照图2,图2为本发明空调系统的除霜控制方法第一实施例的流程示意图。
[0047] 本发明一实施例中，空调系统的除霜控制方法包括：
[0048] 步骤S10,空调系统进入制热模式并在系统稳定后，检测室外机冷凝器出口溫度W 及室外环境溫度；
[0049] 步骤S20,确定所述室外环境溫度所处的预设溫度区间，并根据所处的预设溫度区 间进入对应的旁通除霜判定模式；
[0050] 步骤S30,根据所述旁通除霜判定模式的判定规则判断是否符合旁通除霜条件，若 是，控制空调系统进行旁通除霜。
[0051] 本实施例中的除霜控制方法应用于上述图1实施例所描述的空调系统。
[0052] 在空调器处于制热模式并在系统运行稳定后，检测此时的室外机冷凝器出口溫度 并记录该溫度，该溫度记为第一室外机冷凝器出口溫度T1，同时检测室外环境溫度并记为 室外环境溫度T2;确定室外环境溫度T2所处的预设溫度区间，并根据所处的预设溫度区间 进入对应的旁通除霜判定模式。本实施例所述预设溫度区间可根据溫度值范围进行划分， 并且每个预设溫度区间均对应有旁通除霜判定模式，本实施例优选划分为4个溫度区间，例 如：当T1>0°C时为第一溫度区间，对应第一旁通除霜判定模式；当-7°C《T1<(TC时为第二 溫度区间，对应第二旁通除霜判定模式；当-12°C《TK-7°C时为第Ξ溫度区间，对应第Ξ旁 通除霜判定模式；当TK-12°C时为第四溫度区间，对应第四旁通除霜判定模式。根据室外环 境溫度T2所处的溫度区间选择了旁通除霜判定模式后，根据该旁通除霜判定模式的判定规 则判断是否符合旁通除霜条件，如符合，则控制空调系统进行旁通除霜。
[0053] 具体地，第一旁通除霜判定模式为:每隔1~2分钟检测一次第二室外机冷凝器出 口溫度，该溫度记为IT，判断T1和IT的溫度差是否满足一定的条件，例如判断Ti-ir >4.0 °C是否成立，如连续Ξ次Tl-lV〉4.0°C均成立，则判定符合旁通除霜条件。
[0054] 第二旁通除霜判定模式为:每隔1~2分钟检测一次第二室外机冷凝器出口溫度， 该溫度记为IV，判断T1和TV的溫度差是否满足一定的条件，例如判断Tl-lV >3.5Γ是否 成立，如连续Ξ次T1-T1/〉3.5°C均成立，则判定符合旁通除霜条件。
[0055] 第Ξ旁通除霜判定模式为:每隔1~2分钟检测一次第二室外机冷凝器出口溫度， 该溫度记为IV，判断T1和TV的溫度差是否满足一定的条件，例如判断Tl-lV >3.(TC是否 成立，如连续Ξ次T1-T1/〉3.0°C均成立，则判定符合旁通除霜条件。
[0056] 第四旁通除霜判定模式为:每隔1~2分钟检测一次第二室外机冷凝器出口溫度， 该溫度记为IV，判断T1和TV的溫度差是否满足一定的条件，例如判断Tl-lV >2.5Γ是否 成立，如连续Ξ次T1-T1/〉2.5°C均成立，则判定符合旁通除霜条件。
[0057] 进入旁通除霜时，开启旁通回路的控制阀，控制室外风机停止运行，并按预设的幅 度提高压缩机频率，本实施例该预设的幅度可设置为5-10化，空调其他零部件还保持原先 未化霜的状态，节流装置的开度保持不变，室内风机转速保持不变;压缩机中流出的高溫高 压的气态制冷剂一路由排气口流入旁通回路，经过控制阀，由喷射器的高压侧进口进入喷 射器中，另一路经过四通换向阀的第一端和第Ξ端进入所述室内换热器，换热后的高压低 溫的液态制冷剂经过节流装置节流后由所述喷射器的低压侧进口进入喷射器中，在喷射器 中被高压侧进口进入的高溫高压的气态制冷剂引射后流入室外换热器中，在室外换热器中 换热，从而进行旁通除霜。
[0058] 在进入旁通除霜后，还可开启计时器进行计时，在达到预设时间时，关闭控制阀， 退出旁通除霜，空调系统正常制热，本实施例的预设时间可设置为20秒~30秒。
[0059] 参照图3,图3为本发明空调系统的除霜控制方法第二实施例的流程示意图。
[0060] 基于上述实施例，第二实施例中，在步骤S30之后，所述空调系统的除霜控制方法 还包括：
[0061] 步骤S40,如连续预设次进行旁通除霜的时间间隔小于预设时间，控制所述空调系 统进行四通阀换向除霜。
[0062] 本第二实施例中，为了保证空调系统在极端环境运行的可靠性，保证室外换热器 的霜层能彻底除干净，如连续预设次进行旁通除霜的时间间隔小于预设时间，控制所述空 调系统进行四通阀换向除霜。本实施例该预设次数可W设置为3次，预设时间可设置为6分 钟，即连续3次进行旁通除霜的时间间隔小于6分钟，则控制所述空调系统进行四通阀换向 除霜，当然在本发明的其他实施例中，预设次数和预设时间也可W根据实际情况设置为其 他值。
[0063] 在四通阀换向除霜时，关闭旁通回路的控制阀，控制室外风机停止运行，并按预设 的幅度提高压缩机的运行频率，本实施例该预设的幅度可设置为5-10化，空调其他零部件 还保持原先未化霜的状态，节流装置的开度保持不变，室内风机转速保持不变;压缩机中的 高溫高压的气态制冷剂直接由排气口流入四通换向阀的第一端，并经由第四端，从室外换 热器的出口进入室外换热器中，在室外换热器中进行换热，从而进行除霜，完成一个制热循 环。由于四通换向阀换向后，压缩机出口的高溫高压气体直接进入室外换热器，表面霜层会 迅速除掉，所W化霜会更干净，更彻底。
[0064] 在进入四通阀换向除霜后，还可开启计时器进行计时，在达到预设时间时，关闭控 制阀，退出四通阀换向除霜，空调系统正常制热，本实施例的预设时间可设置为2分钟~3分 钟。
[0065] W上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括室内换热器、室外换热器、压缩机和 四通换向阀： 所述压缩机包括储液罐，所述压缩机设有排气口和吸气口，所述储液罐设有回气口，所 述回气口与所述吸气口连通； 所述四通换向阀具有第一端至第四端，所述第一端与所述压缩机的排气口连通，所述 第二端连接所述室内换热器的进口，所述第三端连接所述室外换热器的出口，所述第四端 与所述回气口连通； 所述空调系统还包括旁通回路，所述旁通回路连接在所述压缩机的排气口与所述室外 换热器的进口之间，所述旁通回路包括控制阀和喷射器。2. 如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述控制阀的一端连接所述压缩机的排 气口，所述控制阀的另一端与所述喷射器的高压侧进口连接，所述喷射器的低压侧进口连 接所述室内换热器的出口，所述喷射器的出口连接所述室外换热器的进口。3. 如权利要求1或2所述的空调系统，其特征在于，所述室内换热器的出口与所述喷射 器的低压侧进口之间连接有节流装置。4. 如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述控制阀为电磁阀，在制热模式下进 入旁通除霜时，所述电磁阀开启。5. 如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述四通换向阀为四通阀。6. 如权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述节流装置为电子膨胀阀。7. -种应用于权利要求1至6任一项所述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，所 述除霜控制方法包括以下步骤： 空调系统进入制热模式并在系统稳定后，检测室外机冷凝器出口温度以及室外环境温 度； 确定所述室外环境温度所处的预设温度区间，并根据所处的预设温度区间进入对应的 芳通除霜判定t旲式； 根据所述旁通除霜判定模式的判定规则判断是否符合旁通除霜条件，若是，控制空调 系统进行旁通除霜。8. 如权利要求7所述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，空调系统进行旁通除霜 时，开启控制阀，控制室外风机停止运行，并按预设的幅度提高压缩机的运行频率。9. 如权利要求7或8所述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，所述除霜控制方法 还包括： 空调系统进行旁通除霜预设时间后退出旁通除霜，关闭控制阀。10. 如权利要求7所述的空调系统的除霜控制方法，其特征在于，所述除霜控制方法还 包括： 如连续预设次进行旁通除霜的时间间隔小于预设时间，控制所述空调系统进行四通阀 换向除霜。
【文档编号】F25B41/06GK105928265SQ201610382707
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】刘博 , 温凤
【申请人】广东美的制冷设备有限公司, 美的集团股份有限公司