专利名称：空调及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种空调及一种该空调的控制方法。
背景技术：
空调是用于根据它们的用途和目的将室内空气保持在最佳条件下的家用电器。例如，空调在夏天冷却室内空间而在冬天对室内空间供暖。空调还控制室内空间的湿度并使室内空气保持在舒适的洁净条件下。例如空调的使生活舒适和方便用品被广泛使用，因此用户需要具有高能效、改善的性能且便于用户使用的产品。空调分为分体式空调和一体式空调。分体式空调具有彼此分开的室内机和室外机。一体式空调由室外机和室内机一体地结合而成。根据空调的安装结构，又将空调分为壁挂式空调或相框式空调和立式空调。壁挂式空调或相框式空调安装到墙上。超薄型空调构造成竖立在地板上。另外，根据空调的负荷能力，将空调分成单机型空调、中型和大型空调以及多机型空调。单机型空调具有驱动一个室内机的负荷能力并用于面积小的区域，例如家中。中型和大型空调具有很大的负荷能力并用于公司或餐馆。多机型空调具有足以驱动多个室内机的负荷能力。在这些空调当中，分体式空调包括室内机和室外机。室内机安装在室内空间中，以将暖空气或冷空气供应到进行空气调节的空间中。室外机压缩制冷剂并使制冷剂膨胀，使得在室内机中进行充分的热交换操作。同时，就现有技术的用于供暖和制冷的空调而言，当在加热操作中室外空气温度大约在0°C或低于0°C时，例如蓄液式加热器(sump heater)的加热器通常沿储液器的径向盘绕以改善加热性能，从而加热制冷剂。然而，当蓄液槽式加热器应用于储液器时，散失到室外空气中的热量很大，并且将热传递到制冷剂要花很长的时间。而且，由于蓄液槽式加热器的使用寿命短，因此必须经常更换加热器，所以难以确保可靠性。此外，由于加热器提供相同的热量，因此难以对热量进行控制。同时，在用于供暖和制冷的现有技术空调的加热操作中，当室外热交换器的表面结霜时，通过设置在室外热交换器上的温度传感器，变频压缩机变到低频，并且四通阀换向，于是暂时进行制冷循环以清除结霜。然而，在这种情况下，室内热交换器用作蒸发器，并在制冷状态下进行除霜，因此室内温度下降。而且，对空调的操作进行转换，由此将高温制冷剂供应到室外热交换器，因此增加了除霜时间。此外，要求四通阀从加热操作转换到冷却操作，这对四通阀的操作可靠性有不利影响。
发明内容
本发明实施方式提供了一种空调，该空调能够通过改进设置到储液器的加热器的结构来提高供暖和制冷性能的效率。实施方式还提供了一种空调，该空调能够通过在储液器上设置感应加热器并利用所述感应加热器加热制冷剂而在不增加压缩机输出功率的情况下维持供暖性能。本发明实施方式还提供了一种空调，该空调能够在蒸发器的除霜过程中使感应加热器工作，以便向供暖循环的低压侧制冷剂传递更多热量，从而改善除霜性能。本发明实施方式还提供了一种空调及其控制方法，它们能够同时且有效地进行加热和除霜。本发明实施方式还提供了一种空调及其控制方法，它们通过根据室外空气温度和室外热交换器的温度选择性地进行正常加热控制或同时进行加热和除霜的连续加热及除霜操作，而能够改善室内供暖性能和室外热交换器的除霜性能。本发明实施方式还提供了一种空调及其控制方法，它们通过根据室外空气温度和室外热交换器的温度来交替进行普通除霜操作和同时进行加热和除霜的连续加热及除霜操作，而能够在保持室内供暖性能的同时提高室外热交换器的除霜性能。在一个实施方式中，一种空调，所述空调包括压缩机，所述压缩机构造成用于压缩制冷剂；室内热交换器，所述室内热交换器构造成用于使离开所述压缩机的制冷剂进行热交换；室外膨胀装置，所述室外膨胀装置构造成用于使离开所述室内热交换器的制冷剂的压力降低；室外热交换器，所述室外热交换器位于所述室外膨胀装置的出口侧，并用于使所述制冷剂与室外空气进行热交换；储液器，所述储液器构造成用于从离开所述室外热交换器的制冷剂中分离出气态制冷剂；第一旁通回路，所述第一旁通回路构造成用于将来自所述压缩机出口侧的制冷剂引导至所述室外热交换器的入口侧；第一热气阀，所述第一热气阀位于所述第一旁通回路上并用于控制流经所述第一旁通回路的制冷剂的流量；第一感应加热器，所述第一感应加热器位于所述储液器的一侧并用于加热所述储液器中的制冷剂；以及控制器，所述控制器构造成用于控制至少所述第一热气阀和所述第一感应加热器的操作。在另一实施方式中，一种空调，所述空调包括压缩机，所述压缩机构造成用于压缩制冷剂；室内热交换器，所述室内热交换器构造成用于使离开所述压缩机的制冷剂与室内空气进行热交换；室外膨胀装置，所述室外膨胀装置构造成用于使离开所述室内热交换器的制冷剂的压力降低；室外热交换器，所述室外热交换器构造成用于使从所述室外膨胀装置排出的制冷剂与室外空气进行热交换，在预定条件下在所述室外热交换器上进行除霜；第一热气阀，所述第一热气阀构造成用于将来自所述压缩机出口侧的制冷剂引导至所述室外热交换器的入口侧；储液器，所述储液器构造成用于从离开所述室外热交换器的制冷剂中分离出气态制冷剂，并且所述储液器包括位于其一侧的用于加热制冷剂的感应加热器；以及控制器，所述控制器构造成用于根据所述室外热交换器的温度和室外空气温度来控制连续加热及除霜操作，使得室内供暖和所述室外热交换器的除霜同时进行。在另一实施方式中，一种空调，所述空调包括压缩机，所述压缩机构造成用于压缩制冷剂；室内热交换器，所述室内热交换器构造成用于使离开所述压缩机的制冷剂与室内空气进行热交换；室外膨胀装置，所述室外膨胀装置构造成用于使离开所述室内热交换器的制冷剂的压力降低；室外热交换器，所述室外热交换器构造成用于使从所述室外膨胀装置排出的制冷剂与室外空气进行热交换，在预定条件下在所述室外热交换器上进行除霜；第一热气阀，所述第一热气阀构造成用于将来自所述压缩机出口侧的制冷剂引导至所述室外热交换器的入口侧；储液器，所述储液器构造成用于从离开所述室外热交换器的制冷剂中分离出气态制冷剂，并且所述储液器包括位于其一侧、用于加热制冷剂的感应加热器；以及控制器，所述控制器构造成用于控制连续加热及除霜操作和普通除霜操作，使得所述连续加热及除霜操作和所述普通除霜操作交替进行，所述连续加热及除霜操作适于同时进行所述室外热交换器的除霜和室内供暖，所述普通除霜操作适于进行所述室外热交换器的除霜。在另一实施方式中，一种空调的控制方法，所述方法包括进行用于加热室内空间的正常加热操作；在进行所述正常加热操作时，根据第一室外空气温度和室外热交换器的温度判断是否进行除霜操作；在开始除霜操作时，根据预定条件判断是否进行连续加热及除霜操作；以及在所述连续加热及除霜操作中，根据所述室外热交换器的温度和除霜操作时段其中之一判断是否结束所述操作。
在附图和下面的描述中给出了一个或多个实施方式的具体细节。从这些附图和描述以及权利要求中，其它特征将显而易见。图1是示出根据实施方式的空调的供暖循环的示意图。图2是示出根据图1的实施方式的储液器和感应加热器的示意图。图3是示出根据图1的实施方式的空调的示意性框图。图4是示出根据图1的实施方式的空调的控制方法的流程图。图5是示出根据实施方式的空调的循环的示意图。图6是示出根据图5实施方式的空调的示意性框图。图7是示出根据图5实施方式的空调的控制顺序的流程图。图8和图9是示出根据图5实施方式的空调的控制方法的流程图。
具体实施例方式现在将详细参照本发明的实施方式，这些实施方式的示例在附图中图示。然而本发明可以以不同的形式实施，并且不应该将本发明构想成限于在此提出的实施方式。而是， 给出这些实施方式，以使本发明清楚且完整，并将本发明的范围充分告知给所属领域的普通技术人员。图1是示出根据实施方式的空调1的供暖循环的示意图。参照图1，空调1包括压缩机10、室内热交换器21、室内风扇22、室外膨胀装置30、 室外热交换器41以及室外风扇42。压缩机10将制冷剂压缩至高温高压。室内热交换器 21引入压缩的制冷剂以便与室内空气进行热交换。室内风扇22将经过热交换的热空气排放到室内空间。室外膨胀装置30使经过热交换的制冷剂膨胀到低压。室外热交换器41使膨胀的制冷剂与室外空气进行热交换。室外风扇42将经过热交换的冷空气排放到室外空间。具体地，在通过空调1进行供暖循环的情况下，将冷凝器应用于室内热交换器21， 用以将经压缩机10压缩的制冷剂冷凝到较低的温度，同时蒸发器应用于室外热交换器41， 用以将由于压力降低而成为液相的制冷剂通过室外膨胀装置30而蒸发。就此而言，在供暖循环中流通的制冷剂在流经室外膨胀装置30之前具有高的压力，而在流经室外膨胀装置30之后具有低的压力。以下，流经室外膨胀装置30之前的制冷剂称为高压制冷剂，而流经室外膨胀装置30之后的制冷剂称为低压制冷剂。此外，在压缩机10的出口侧设置有第二旁通回路60以将离开压缩机10的制冷剂弓I导至压缩机10的入口侧，并且在第二旁通回路60上设置有第二热气阀61以控制被弓I导的制冷剂的量。第二旁通回路60可以连接到储液器50的入口侧或出口侧，储液器50将在后面描述。具体地，第二热气阀61将离开压缩机10的一部分制冷剂引导至压缩机10的入口侧，以增大在压缩机10的入口处的制冷剂的蒸发温度和蒸发压力，从而减小要输入给压缩机10的输入功率。另外，制冷剂被引导通过第二热气阀61，从而消除了压缩机10的容量与室内热交换器21的容量之间的不平衡。另外，在压缩机10的出口侧设置有第一旁通回路70以将制冷剂引导至室外热交换器41的入口侧，并且在第一旁通回路70上设置有第一热气阀71以控制被引导的制冷剂的量。具体地，第一热气阀71将离开压缩机10的具有高温和高压的制冷剂引导至室外热交换器41，以便进行室外热交换器41的除霜过程。同时，在空调1的供暖循环中当第一热气阀71和第二热气阀61都开启时，第一热气阀71和第二热气阀61分别如上所述地引导制冷剂，使得加热过程和除霜过程同时进行。 以下，这种操作类型称为连续加热及除霜型。另外，在室内热交换器21的出口侧设置有接收器80，以暂时接收制冷剂并从制冷剂中分离液态制冷剂。另外，在接收器80的出口侧设置有第三旁通回路90以将制冷剂引导至压缩机10 的入口侧。在第三旁通回路90上设置有液体注入阀91以控制流量，使得离开接收器80的液态制冷剂被引入到压缩机10中。当压缩机10的出口侧的制冷剂温度达到或高于临界值时，液体注入阀91即刻将液态制冷剂引导到压缩机10中，以控制压缩机10的出口侧的制冷剂温度。
另外，在室外热交换器41的出口侧设置有储液器50，以便仅将通过室外热交换器 41蒸发的制冷剂当中的气态制冷剂引入至压缩机10。储液器50可以为近似圆柱状。另外，在储液器50的一侧设置有感应加热器100，以加热储液器50的制冷剂。以下，将参照附图描述感应加热器100。图2是示出根据图1的实施方式的储液器50和感应加热器100的示意图。参照图2，感应加热器100包括线圈120，电流在线圈120中流动从而产生磁场； 以及设置在所述线圈120上侧的用于绝缘的陶瓷板110。一般而言，感应加热器100是以感应电流作为热源的加热器，并且所述感应电流由磁场产生。感应加热器100包括电磁体，高频交流电经过所述电磁体。此外，电磁体包括线圈120，高频电流在线圈120中流动。现在将描述感应加热器100的加热操作。当交流电经过线圈120时，在线圈120上形成方向随时间变化的交流电磁场。磁力线122穿过储液器50的下部。由于电磁感应，感应出涡电流，从而产生预定的热。也就是说，其中有交流电流过的线圈120和陶瓷板110设置在储液器50的下侧。 作为绝缘体的陶瓷板110设置在线圈120的上侧，以防止朝向储液器50的电流。尽管在图2中，示例的感应加热器100设置在储液器50下方，但是感应加热器100 也可以缠绕在储液器50的下部上。在感应加热器100安装在储液器50下侧上的情况下，当将高频电流施加到线圈 120时，磁力线122穿过储液器50的下端50a。于是，在储液器50的下侧上产生感应电流， 从而产生预定的热。 为了使感应加热器100能够加热储液器50，至少储液器50的下端50a必须由抗磁力线122的成分形成，例如铁。对于储液器50，可使用生铁、可锻铸铁、碳钢、合金钢以及铸铁。这里，线圈120设置在储液器50的下侧。这是因为液态制冷剂布置在储液器50 的下部中。因此，通过线圈120产生的热直接传递到液态制冷剂。此时，由于感应电流只加热储液器50本身，所以储液器50中的制冷剂被感应加热。然后，储液器50的液态制冷剂蒸发，从而分离出蒸发的制冷剂51。由于感应加热器100 是通过感应电流而供给热量的加热器，所以具有低热损失和高效率的优点例如，借助于感应加热器100，空调1进行除霜过程达到使室外热交换器41的蒸发温度约为_8°C的程度。与根据现有技术的只进行到使室外热交换器41的蒸发温度约为_1°C这种程度的除霜过程相比，空调1的除霜性能非常好。此外，感应加热器100可以采用逆变式结构，以控制从感应加热器100供应的热量。在这种情况下，能够根据室外温度和除霜所需的热交换器温度来供应不同的热量。现在将描述根据该实施方式的空调1的连续加热及除霜操作。在连续加热及除霜操作的情况下，即在加热操作和除霜操作同时进行的情况下， 第一热气阀71和第二热气阀61都开启。于是，离开压缩机10的制冷剂被引导通过第一旁通回路70和第二旁通回路60。在这种情况下，经第二旁通回路60而被引入到压缩机10的入口中的制冷剂使低温侧的制冷剂的蒸发温度和蒸发压力升高，从而提高压缩机10的效率。
此外，经第一旁通回路70而被引入到室外热交换器41的入口中的制冷剂将预定的热传递给低压侧的制冷剂，从而在室外热交换器41处进行除霜操作。此时，就加热操作而言，当室外温度低时，感应加热器100可工作。也就是说，当室外温度低时，低压侧的制冷剂的蒸发温度降低。此时，压缩机10的输出功率需要增大，使得将室内入口温度保持成与低压侧的制冷剂的降低的温度相对应。然而，当感应加热器100工作时，预定的热量被供应给低压侧的制冷剂，从而减轻压缩机10上的输出负荷。此时，就除霜操作而言，当室外热交换器41即蒸发器覆盖有结霜时，室外热交换器41的性能劣化。此时，第一热气阀71可以开启，从而将结霜从室外热交换器41清除。此时，当感应加热器100工作时，更多的热量被传递给低压侧的制冷剂，从而可改善除霜性能。也就是说，室外热交换器41的制冷剂可以接收来自经第一旁通回路70引入的高温制冷剂的热，还可以接收来自感应加热器100的预定的热。因此，可以在短时间内将更多的热量供应到室外热交换器41用于给蒸发器除霜。现在将描述根据另一实施方式的空调1的供暖循环。在该空调1的加热操作中，感应加热器100可以设置在室外热交换器(蒸发器) 管道、即与室外热交换器41相连的制冷剂管道上。例如，感应加热器100可以绕室外热交换器管道的外圆周表面缠绕。在这种情况下，室外热交换器管道中的制冷剂被加热，以向进行除霜操作的室外热交换器41提供更多的热量，从而提高除霜效率。可替代地，感应加热器100可以设置到接收器80。同样，感应加热器100可以附连到接收器80的一侧。同样，当预定的热通过感应加热器100供应到接收器80时，就可加热接收器80中的制冷剂。因此，在接收器80中，气态制冷剂和液态制冷剂被容易地彼此分开。图3是示出根据图1的实施方式的空调1的示意性框图。图4是示出根据图1实施方式的空调1的控制方法的流程图。参照图3和图4，空调1包括压缩机10、室内风扇22、室外风扇42、以及室外膨胀装置30。压缩机10压缩制冷剂。室内风扇22设置在室内热交换器21的一侧，以将经过热交换的空气排放到室内空间。室外风扇42设置在室外热交换器41的一侧，以使室外空气流动。室外膨胀装置30将离开室内热交换器21的制冷剂的压力降至预定压力。空调1还包括第二热气阀61和第一热气阀71。第二热气阀61将来自压缩机10 出口侧的制冷剂引导至压缩机10的入口侧。第一热气阀71将来自压缩机10的出口侧的制冷剂引导至室外热交换器41的入口侧。在室外热交换器41的表面设置有室外热交换器温度传感器43，以检测室外热交换器41上的结霜。在设置有多个室外热交换器41的情况下，室外热交换器温度传感器43 也可以设置有多个。在存放室外热交换器41的室外机(未示出)的一侧设置有室外空气温度传感器 44，以感测室外空气的温度。
根据由室外热交换器温度传感器43和室外空气温度传感器44感测到的温度来控制空调1的操作。空调1还包括控制该构造的操作的控制器200。控制器200可根据室外热交换器温度传感器43和室外空气温度传感器44感测到的温度来控制感应加热器100和室外风扇 42的操作。同样，控制器200可控制室内风扇22、第一热气阀71和第二热气阀61、压缩机10 以及室外膨胀装置30的操作。现在将参照图4描述空调1的加热和除霜操作的控制方法。在操作SlO中，空调1通过供暖循环执行正常的加热操作。在这种情况下，在操作Sll中，判断是否执行连续加热及除霜操作，以便同时进行室内供暖和室外热交换器41的除霜。由室外热交换器温度传感器43和室外空气温度传感器44感测室外热交换器41 的表面温度THex和室外空气温度Tair。在操作S 12中，在室外空气温度Tair为0°C或高于0°C的情况下，当室外热交换器41的温度THex低于-7°C时，在操作S15中，执行连续加热及除霜操作以同时进行加热操作和除霜操作。在操作S13中，在室外空气温度Tair为_5°C或低于_5°C的情况下，当室外热交换器41的温度THex低于从室外空气温度Tair减去11°C得到的温度时，在操作S15中，执行连续加热及除霜操作。同时，在操作S14中，在室外空气温度Tair介于_5°C和0°C之间的情况下，当室外热交换器41的温度THex低于从室外空气温度Tair减去8°C得到的温度时， 在操作S15中，执行连续加热及除霜操作。如上所述，进行除霜的室外热交换器41的温度根据室外空气温度而变化，这是因为当室外空气温度降低时，室外热交换器41的蒸发温度也降低。然而，对空调1的控制并不局限于上述条件下的温度值，温度值可根据期望的除霜性能和供暖性能而改变。由控制器200预先确定所述温度值。从操作S12至S14，当连续加热及除霜操作开始时，控制器200使室内风扇22低速运转。在这种情况下，在操作S16中，通过室内热交换器21进行热交换的空气的量将减少。第二热气阀61开启，以将从压缩机10排出的制冷剂引导到压缩机10的入口侧中。在这种情况下，在操作S17中，增大了低压侧制冷剂的蒸发温度和蒸发压力。第一热气阀71开启，以将从压缩机10排出的制冷剂引导到室外热交换器41的入口侧中。在这种情况下，在操作S18中，高温制冷剂被引入到室外热交换器41中，以改善室外热交换器41上的除霜效率。在操作S19中，室外膨胀装置30完全开启，并控制压缩机10的开启/关闭以将压缩机10的排出温度保持在大约60°C。其原因在于，当第一热气阀71和第二热气阀61以及室外膨胀装置30全都开启时，在循环中流通的制冷剂的流量改变，使得压缩机10的排出温度可能发生变化。在操作S20中，当压缩机10的排出温度达到大约60°C时，供应到室内空间的空气的温度可能变成大约35°C。在操作S21中，利用室外空气温度传感器44感测室外空气温度。在操作S12至S14 中的室外空气温度称为第一室外空气温度，而在操作S21中的室外空气温度称为第二室外空气温度。在操作S22中，当第二室外空气温度高于0°C时，在操作S23中，室外风扇42正常工作，而关闭感应加热器100。然而，在操作S22中，第二室外空气温度为0°C或低于0°C，则在操作S24中，关闭室外风扇42，而打开感应加热器100。这里，在第二室外空气温度高于0°C的情况下，室外空气有助于对室外热交换器 41除霜，因此室外热交换器41正常工作，以便从室外空气获得除霜能量。此时，在第二室外空气温度为0°C或低于0°C的情况下，室外空气可能对室外热交换器41的除霜效率产生不利影响，因此关闭室外热交换器41，而感应加热器100工作以提供热量用于除霜。在操作S25中，判断是否结束连续加热及除霜操作。在操作S26中，当室外热交换器41的表面温度THex为2°C或高于2°C时，在操作S28中，结束连续加热及除霜操作。然而，当室外热交换器41的表面温度THex低于2°C时，在操作S27中，判断是否已经经过12 分钟的连续加热及除霜时段。在已经经过12分钟的情况下，结束连续加热及除霜操作。在尚未经过12分钟的情况下，再次执行操作S16及其后面的操作。温度2°C和时段12分钟为预定值，它们由控制器200控制。然而，该预定温度和时段可以根据空调的加热和除霜性能改变。当连续加热及除霜操作结束时，在操作S29中，执行对没有除霜的正常加热操作的正常加热控制。尽管未示出，但是当执行正常加热控制时，室内风扇22正常工作，而第一热气阀71和第二热气阀61关闭。另外，以正常方式控制压缩机10、室外膨胀装置30、室外风扇42以及感应加热器 100。如上所述，根据室外空气温度和室外热交换器温度的条件，判断是否执行连续加热及除霜操作。此外，根据室外热交换器的温度和连续加热及除霜操作时段，判断是否结束连续加热及除霜操作。根据以上控制方法，能够同时进行连续加热操作及除霜操作。而且，能够通过感应加热器100的操作提高加热和除霜效率，并且连续加热及除霜操作根据实时变化的多种条件被控制，因此使除霜操作中的能耗最小。另外，也不需要进行空调循环的转换，即不需要从供暖循环转换到制冷循环，因而空调性能的可靠性提高。图5是示出根据实施方式的空调循环的示意图。图6是示出根据图5实施方式的空调1的示意性框图。图7是示出根据图5实施方式的空调1的控制顺序的流程图。图8 和图9是示出根据图5实施方式的空调的控制方法的流程图。参照图5至图9，在压缩机10的一侧设置有四通阀15，以控制制冷剂的流向。除此之外，该循环的构成与图1的实施方式的构成相同。因此，将省略与图1的实施方式的描述中相同的那些部分。具体地，当空调1进行正常供暖循环或连续加热及除霜操作时，制冷剂经过压缩机10之后被引入到室内热交换器21中。
然后，制冷剂经过室外膨胀装置30、室外热交换器41以及四通阀15，然后到达储液器50，并再次进入压缩机10。此时，可进行正常加热控制或连续加热及除霜操作。此时，当空调1执行普通除霜操作时，制冷剂经过压缩机10之后被引入到室外热交换器41中以便进行制冷循环。然后，制冷剂经过室外膨胀装置30、室内热交换器21以及四通阀15，然后到达储液器50，并再次进入压缩机10。在这种情况下，可进行普通除霜操作。如上所述，可以通过关闭/开启四通阀15来控制供暖循环和制冷循环。参照图6，根据该实施方式的空调1包括压缩机10、室内风扇22、室外风扇42以及室外膨胀装置30。压缩机10压缩制冷剂。室内风扇22设置在室内热交换器21的一侧，以将经过热交换的空气排放到室内空间。室外风扇42设置在室外热交换器41的一侧，以使室外空气流动。室外膨胀装置30将离开室内热交换器21的制冷剂的压力降至预定压力。空调1还包括第二热气阀61和第一热气阀71。第二热气阀61将来自压缩机10 出口侧的制冷剂引导至压缩机10的入口侧。第一热气阀71将来自压缩机10出口侧的制冷剂引导至室外热交换器41的入口侧。在室外热交换器41的表面设置有室外热交换器温度传感器43，以检测室外热交换器41上的结霜。在设置有多个室外热交换器41的情况下，室外热交换器温度传感器43 也可以设置有多个。在存放室外热交换器41的室外机(未示出)的一侧设置有室外空气温度传感器 44，以感测室外空气的温度。根据由室外热交换器温度传感器43和室外空气温度传感器44感测到的温度来控制空调1的操作。空调1还包括四通阀15。四通阀15设置在压缩机10的一侧，即在压缩机10的入口侧或出口侧，以控制制冷剂的流向。空调1还包括控制该构造的操作的控制器200。也就是说，可以根据由室外热交换器温度传感器43和室外空气温度传感器44感测到的温度来控制室外风扇42和感应加热器100的操作。同样，控制器200控制室内风扇22、四通阀15、第一热气阀71和第二热气阀61、压缩机10以及室外膨胀装置30的操作。图7是示出根据图5实施方式的空调的控制顺序的流程图。图8是示出根据图5 实施方式的空调1的控制方法的流程图。参照图7和图8，根据该实施方式的空调1可以交替执行正常加热控制、连续加热及除霜操作以及普通除霜操作。正常加热控制用于进行用于室内供暖的供暖循环。连续加热及除霜操作用于在第一热气阀71开启的情况下同时进行室内供暖和除霜操作。普通除霜操作用于在不进行室内供暖的情况下执行制冷循环(逆供暖循环)。具体地，正常加热控制和连续加热及除霜操作可以交替执行。在该过程中，当连续加热及除霜操作已进行预定次数或更多次数时，或者当室外空气温度Tair为预定值或更高时，可执行现有的除霜操作。参照图7，控制空调1，使得当正常加热控制和连续加热及除霜操作分别执行10次时，执行1次普通除霜操作。该过程可重复进行。
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连续加热及除霜操作的重复次数并不局限于此，而是可以根据所需要的除霜和加热操作而变化。现在将参照图8详细描述空调1的控制方法。在操作S31中，当空调1工作时，执行供暖循环和用于正常加热操作的正常加热控制。也就是说，控制四通阀15的关闭/开启以执行供暖循环。以正常方式控制压缩机 10、室内风扇22、室外风扇42、室外膨胀装置30以及感应加热器100。关闭第一热气阀71 和第二热气阀61。在操作S32中，判断是否执行除霜操作。具体地，通过室外热交换器温度传感器43和室外空气温度传感器44感测室外热交换器41的表面温度THex和室外空气温度Tair。在操作S33中，在室外空气温度Tair为0°C或高于0°C的情况下，当室外热交换器 41的温度THex低于大约-7°C时，在操作S36中，可以开始除霜操作。在操作S34中，在室外空气温度Tair为_5°C或低于_5°C的情况下，当室外热交换器41的温度THex低于从室外空气温度Tair减去11°C所得到的温度时，在操作S36中，可以执行除霜操作。此时，在操作S35中，在室外空气温度Tair介于大约_5°C和大约0°C之间的情况下，当室外热交换器41的温度THex低于从室外空气温度Tair减去8°C所得到的温度时，在操作S36中，可以执行除霜操作。这里，室外空气温度Tair称为第一室外空气温度。对于根据该实施方式的第一室外空气温度的确定与根据图1实施方式的第一室外空气温度的确定相同。如上所述，用于室外热交换器41除霜的温度根据第一室外空气温度变化，其原因在于，当室外空气温度降低时，室外热交换器41的蒸发温度也降低。然而，对空调1的控制并不局限于在上述条件下的温度值，并且所述温度值可以根据期望的除霜性能和供暖性能而改变。所述温度值由控制器200预先确定。判断是执行连续加热及除霜操作还是执行普通除霜操作。在操作S37中，如上所述，连续加热及除霜操作可以用于同时进行加热操作和除霜操作，而普通除霜操作可以在制冷循环中进行。具体地，在操作S38中，判断连续加热及除霜操作是否已执行10次或更多次。当该操作执行次数少于10次时，在操作S40中，执行连续加热及除霜操作。当该操作已执行 10次或更多次时，在操作S39中，判断室外空气温度Tair是否为-10°C或高于_10°C。当室外空气温度Tair为-10°C或高于-10°C时，在操作S40中，执行连续加热及除霜操作。当室外空气温度Tair低于-10°C时，在操作S44中，执行普通除霜操作。此处，室外空气温度Tair称为第三室外空气温度。连续加热及除霜操作的重复次数(10次)以及第三室外空气温度的参考值 (-IO0C )并不局限于此，而是可以根据需要的供暖性能和除霜性能改变。当考虑供暖性能和除霜性能时，连续加热及除霜操作的重复次数可以大于普通除霜操作的重复次数。现在将描述在连续加热及除霜操作的情况下的控制方法，不过这在附图中没有示出ο控制器200使室内风扇22低速运转。在这种情况下，通过室内热交换器21发生热交换的空气的量将减少。第二热气阀61开启，以将从压缩机10排出的制冷剂引导到压缩机10的入口侧。 在这种情况下，增加了低压侧制冷剂的蒸发温度和蒸发压力。第一热气阀71开启，以将从压缩机10排出的制冷剂引导到室外热交换器41的入口侧。在这种情况下，将高温制冷剂引入到室外热交换器41中，以提高室外热交换器41上的除霜效率。室外膨胀装置30完全开启，并控制压缩机10的开启/关闭以将压缩机10的排出温度保持在大约60°C。当第一热气阀71和第二热气阀61以及室外膨胀装置30全部开启时，在循环中流通的制冷剂的流量变化，从而可控制压缩机10的排出温度。当压缩机10的排出温度达到大约60°C时，供应到室内空间的空气的温度可以变为大约35°C。利用室外空气温度传感器44感测室外空气温度。此处，室外空气温度称为第二室外空气温度，这与根据图1实施方式的第二室外空气温度一样。当第二室外空气温度高于0°C时，室外风扇42正常工作，而感应加热器100关闭。然而，第二室外空气温度为0°C或低于0°C，则关闭室外风扇42，并打开感应加热器 100。此处，在第二室外空气温度高于0°C的情况下，室外空气有助于对室外热交换器 41除霜，因此室外热交换器41正常工作以便从室外空气获得除霜能量。此时，在第二室外空气温度为0°C或低于0°C的情况下，室外空气可能会对室外热交换器41的除霜效率产生不利影响，因此关闭室外热交换器41，并使感应加热器100工作以提供用于除霜的热量。在操作S41中，判断是否结束连续加热及除霜操作。在操作S42中，当室外热交换器41的表面温度THex为2°C或高于2°C时，在操作S48中，结束连续加热及除霜操作。然而，当室外热交换器41的表面温度THex低于2°C时，在操作S43中，判断是否已经经过12 分钟的连续加热及除霜时段。在已经经过12分钟的情况下，结束连续加热及除霜操作。在尚未经过12分钟的情况下，再次执行连续加热及除霜操作。温度2°C和除霜时段12分钟为预定值，它们由控制器200控制。然而，该预定温度和时段可以根据空调的加热和除霜性能改变。现在将描述在操作S39中当第三室外空气温度低于-10°c时，在操作S44中执行普通除霜操作情况下的控制方法。首先，控制四通阀15的关闭/开启以执行制冷循环。然后，关闭室内风扇22以防止将冷空气引入到室内空间中，同时关闭室外风扇42以防止室外空气对除霜产生不利影响。此外，增大压缩机10的频率，并打开室内膨胀装置(未示出)，而且室外膨胀装置 30完全打开。
在操作S45中，判断是否结束普通除霜操作。具体地，当室外热交换器41的表面温度THex为25°C或高于25°C时，在操作S48 中，结束普通除霜操作。当室外热交换器41的表面温度THex低于25°C时，在操作S47中， 判断是否已经过12分钟的除霜时段。当12分钟的除霜时段已经过去时，在操作S48中，结束普通除霜操作。当除霜时段尚未过去时，可以仍旧执行普通除霜操作。在操作S48中，当结束连续加热及除霜操作或者普通除霜操作时，在操作S49中， 执行用于没有除霜的正常加热操作的正常加热控制。以上过程表明，在正常加热过程中执行一次连续加热及除霜操作或普通除霜操作。总之，根据图1的实施方式，根据预定条件重复控制连续加热及除霜操作和正常加热操作。根据图5的实施方式，在根据图1的实施方式的过程中增加了选择性地控制普通除霜操作的过程。其间，尽管未示出，但是在正常加热过程中，控制四通阀15的关闭/开启来进行供暖循环。另外，以正常方式控制室内风扇22，并关闭第一热气阀71和第二热气阀61。此外， 以正常方式控制压缩机10、室外膨胀装置30、室外风扇42以及感应加热器100。如上所述，根据室外热交换器41的表面温度和除霜时段来控制普通除霜操作，从而清除残留在室外热交换器41表面上的结霜。其原因在于，在加热操作和连续加热及除霜操作中只有很少的热量供应到室外热交换器41用于除霜，因此不可能能进行彻底的除霜。然而，在进行普通除霜操作的情况下，不进行加热，但是能够改善除霜性能。总之，交替地执行能够改善供暖性能的连续加热及除霜操作和能够改善除霜性能的普通除霜操作，从而有效地保持加热和除霜性能。根据所述实施方式，感应加热器设置在储液器的一侧，以减少散失到室外空气的热量并缩短热从感应加热器传递到制冷剂的时间。另外，由于感应加热器本身的使用寿命很长，因而能够确保加热器的可靠性。当将逆变式结构应用于感应加热器时，能够根据室外空气温度来控制热量。另外，在加热过程中，热从感应加热器供应到供暖循环中低压侧的制冷剂，使得能够在不进一步增大压缩机输出功率的情况下提高供暖性能。另外，感应加热器在除霜过程中工作用于清除覆盖蒸发器的结霜，使得更多的热量能够被传递到低压侧的制冷剂。因此，能够改善空调的除霜性能。另外，根据室外空气温度和室外热交换器的温度来选择性地执行正常加热控制或同时进行加热和除霜的连续加热及除霜操作，因此提高了室外热交换器的除霜性能和室内供暖性能。另外，能够同时且有效地进行加热和除霜，并且无需为了室外热交换器的除霜而在供暖循环和制冷循环之间转换，因此也不需要控制四通阀。这样能够提高产品的可靠性。另外，尽管由于在连续加热及除霜操作中利用少量的热进行除霜而使得结霜可能会残留在室外热交换器上，但是通过交替来进行普通除霜操作，就能改善除霜性能。尽管已经参考本发明的大量说明性实施方式描述了上述实施方式，但是应当理解的是，仍能够由本领域普通技术人员做出其它许多修改和改型，这些修改和改型都将落入本发明的精神和范围内。更具体地，能够在本说明书、附图和所附权利要求的范围内就部件和/或主要组合配置的设置方面做出多种改型和修改。除在部件和/或设置方面的改型和修改之外，替代使用对于本领域普通技术人员而言也是显而易见的。
权利要求
1.一种空调，所述空调包括压缩机，所述压缩机构造成用于压缩制冷剂；室内热交换器，所述室内热交换器构造成用于使离开所述压缩机的制冷剂与室内空气进行热交换；室外膨胀装置，所述室外膨胀装置构造成用于使离开所述室内热交换器的制冷剂的压力降低；室外热交换器，所述室外热交换器构造成用于使从所述室外膨胀装置排出的制冷剂与室外空气进行热交换，在预定条件下在所述室外热交换器上进行除霜；第一热气阀，所述第一热气阀构造成用于将来自所述压缩机出口侧的制冷剂引导至所述室外热交换器的入口侧；储液器，所述储液器构造成用于从离开所述室外热交换器的制冷剂中分离出气态制冷剂，并且所述储液器包括位于其一侧、用于加热制冷剂的感应加热器；以及控制器，所述控制器构造成用于根据所述室外热交换器的温度和室外空气温度来控制连续加热及除霜操作，使得室内供暖和所述室外热交换器的除霜同时进行，其中，当所述室外热交换器的温度值不在预定温度范围中时，可以根据所述连续加热及除霜操作的操作时间来确定所述连续加热及除霜操作是否结束。
2.如权利要求1所述的空调，其中，所述控制器控制所述第一热气阀，使得在所述连续加热及除霜操作中所述第一热气阀开启。
3.如权利要求1所述的空调，还包括第二热气阀，所述第二热气阀构造成用于将来自所述压缩机出口侧的制冷剂引导至所述压缩机的入口侧，其中，所述控制器控制所述第二热气阀，使得在所述连续加热及除霜操作中所述第二热气阀开启。
4.如权利要求1所述的空调，其中，在所述连续加热及除霜操作中，所述控制器根据室外空气温度控制室外机的风扇的操作。
5.如权利要求1所述的空调，其中，在所述连续加热及除霜操作中，所述控制器根据室外空气温度控制所述感应加热器的操作。
6.一种空调，所述空调包括压缩机，所述压缩机构造成用于压缩制冷剂；室内热交换器，所述室内热交换器构造成用于使离开所述压缩机的制冷剂与室内空气进行热交换；室外膨胀装置，所述室外膨胀装置构造成用于使离开所述室内热交换器的制冷剂的压力降低；室外热交换器，所述室外热交换器构造成用于使从所述室外膨胀装置排出的制冷剂与室外空气进行热交换，在预定条件下在所述室外热交换器上进行除霜；第一热气阀，所述第一热气阀构造成用于将来自所述压缩机出口侧的制冷剂引导至所述室外热交换器的入口侧；储液器，所述储液器构造成用于从离开所述室外热交换器的制冷剂中分离出气态制冷剂，并且所述储液器包括位于其一侧、用于加热制冷剂的感应加热器；以及控制器，所述控制器构造成用于控制连续加热及除霜操作和普通除霜操作，使得所述连续加热及除霜操作和所述普通除霜操作交替进行，所述连续加热及除霜操作适于同时进行所述室外热交换器的除霜和室内供暖，所述普通除霜操作适于进行所述室外热交换器的除霜，其中，可以根据所述连续加热及除霜操作的次数来确定在所述连续加热及除霜操作结束后所述普通除霜操作是否开始操作。
7.如权利要求6所述的空调，其中，所述控制器控制成使得在所述普通除霜操作结束后进行正常加热操作。
8.如权利要求7所述的空调，其中，在正常加热操作中，所述控制器根据室外空气温度和所述室外热交换器的温度判断是否进行除霜操作。
9.如权利要求6所述的空调，其中，所述控制器在所述连续加热及除霜操作的次数超过预定次数时根据室外空气温度来判断是否进行普通除霜操作。
10.一种空调的控制方法，所述方法包括进行用于加热室内空间的正常加热操作；在进行所述正常加热操作时，根据第一室外空气温度和室外热交换器的温度判断是否进行除霜操作；在开始除霜操作时，根据预定条件判断是否进行连续加热及除霜操作；以及在所述连续加热及除霜操作中，根据所述室外热交换器的温度和除霜操作时段其中之一判断是否结束所述操作，其中，当所述室外热交换器的温度值不在预定温度范围中时，可以根据所述连续加热及除霜操作的操作时间来确定所述连续加热及除霜操作是否结束。
11.如权利要求10所述的方法，还包括在所述连续加热及除霜操作中检测第二室外空气温度。
12.如权利要求11所述的方法，其中，当所述第二室外空气温度是0°C或低于0°C时，关闭室外机的风扇，并打开感应加热器。
13.如权利要求10所述的方法，还包括当在开始所述除霜操作时判断出不进行所述连续加热及除霜操作时进行普通除霜操作。
14.如权利要求13所述的方法，其中，在所述连续加热及除霜操作的次数是10次或更多次的情况和第三室外空气温度低于-10°C的情况之一的情况下，进行所述普通除霜操作。
15.如权利要求13所述的方法，其中，在所述普通除霜操作中，根据所述室外热交换器的温度和普通除霜操作时段其中之一判断是否结束所述普通除霜操作。
全文摘要
本发明提供了一种空调及其控制方法。所述空调包括压缩机、室内热交换器、室外膨胀装置、室外热交换器、储液器、第一旁通回路、第一热气阀、第一感应加热器以及控制器。所述第一感应加热器设置在所述储液器的一侧以加热在所述储液器中的制冷剂，因此防止热散失到室外空气中，并缩短热从所述感应加热器传递到制冷剂的时间。
文档编号F24F11/00GK102175052SQ20111010693
公开日2011年9月7日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年3月18日
发明者具滋亨, 崔桓钟, 柳秉振, 白承哲, 金永勋, 陈深元 申请人:Lg电子株式会社