一种换热组件、空调系统和控制方法与流程

1.本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种换热组件、空调系统和控制方法。


背景技术：

2.随着生活水平提高，人们对于空调的要求不再满足于简单的制冷与制热，而是有了多种舒适性需求，如控温除湿、制热不干燥等。针对空调的控温除湿功能，主要是通过室内机的换热器实现。具体的，室内机的换热器包括除湿换热器和回热换热器，除湿换热器和回热换热器之间通过节流元件连接。
3.目前市面上空调通常采用如下两种方式实现控温除湿：
4.第一种是将除湿换热器和回热换热器前后布置，制冷模式时，冷媒先经过回热换热器，节流后进入除湿换热器；空气流向则相反，空气先经过除湿换热器，再到回热换热器，通过调节风量、压缩机频率、外风机转速来达到控温除湿的目的。图1示出了除湿换热器和回热换热器前后布置的示意图。然而，对于该种控温除湿方式，在将空调系统切换为制热模式时，高温气态冷媒先经过除湿换热器，再经过回热换热器，此时冷媒流向与空气流向形成顺流，使得空调系统换热温差变小，影响空调系统制热能力与能效。
5.第二种是将除湿换热器和回热换热器上下布置，如图2所示。具体的，除湿换热器在下部分，回热换热器在上部分，部分空气经过除湿换热器，部分空气经过回热换热器，而后再汇合出风。然而，对于该种控温除湿方式，由于冷空气流动方向为向下，热空气流动方向为向上，使得冷热气流自然分离，需借助导风结构才能实现气流出风混合，否则造成上热下冷的现象，用户使用控温除湿时感觉到温度偏低，影响使用舒适性，并且室内机换热器还存在凝露风险。而使用导风结构实现气流出风混合，则会增加空调系统能耗。
6.为此，急需对现有技术中的换热结构进行改进。


技术实现要素：

7.本发明的其中一个目的是提出一种换热组件，解决了现有技术中的换热器结构，在空调系统处于制热模式时的制热能力和能效降低，以及在空调系统处于控温除湿模式时冷热气流自然分离，需要借助导风结构实现气流出风混合的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
8.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
9.本发明的换热组件，包括第一换热器和第二换热器，空调系统处于除湿回热模式时，所述第一换热器为回热换热器，所述第二换热器为除湿换热器，所述第一换热器位于所述第二换热器下方，并使经所述第一换热器加热后的空气与经所述第二换热器除湿后的空气自动混合。
10.根据一个优选实施方式，所述第一换热器和所述第二换热器布置为v型结构，v型结构的夹角位于室内风机的出风口处，并使v型结构的开口方向朝向出风方向。
11.根据一个优选实施方式，所述第一换热器和所述第二换热器满足：60
°
≤α≤120
°
，
其中，α为所述第一换热器和所述第二换热器之间的夹角。
12.根据一个优选实施方式，所述第一换热器和所述第二换热器满足：0＜b≤50mm，其中，b为所述第一换热器端部与所述第二换热器冷凝水出口之间的水平距离。
13.根据一个优选实施方式，所述第一换热器和所述第二换热器中，换热管的管排数量满足：1≤d1≤5，1≤d2≤5，其中，d1为所述第一换热器中换热管管排数量，d2为所述第二换热器中换热管管排数量。
14.根据一个优选实施方式，所述第一换热器和所述第二换热器中，换热管的管排数量满足：d2＜d1。
15.根据一个优选实施方式，所述换热组件的安装位置满足：30
°
≤β≤60
°
，其中，β为所述第一换热器与底盘之间的夹角。
16.根据一个优选实施方式，所述的换热组件还包括第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀设置于所述第一换热器和所述第二换热器之间，并且所述第一电子膨胀阀的两端分别与所述第一换热器和所述第二换热器连接。
17.本发明提供的换热组件至少具有如下有益技术效果：
18.本发明的换热组件，包括第一换热器和第二换热器，空调系统处于除湿回热模式时，第一换热器为回热换热器，第二换热器为除湿换热器，第一换热器位于第二换热器下方，具体的，当空调系统处于除湿回热模式时，第一换热器处于制热状态，第二换热器处于制冷除湿状态时，流经第一换热器的热空气向上流动，流经第二换热器的冷空气向下流动，从而可使经第一换热器加热后的空气与经第二换热器除湿后的空气自动混合。
19.可见，本发明的换热组件，空调系统处于制热模式时，高温气态冷媒先经过第二换热器，再经过第一换热器，而空气流向为部分空气经过第二换热器，部分空气经过第一换热器，冷媒流向与部分空气流向形成顺流，与部分空气形成逆流，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器前后布置的结构，空调系统换热温差提高，从而可提高空调系统制热能力与能效；另一方面，本发明的换热组件，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器上下布置的结构，无需导风结构即可实现气流的自然混合，因而不会增加空调系统能耗，也不会造成上热下冷的现象，用户使用控温除湿功能时舒适性不受影响，并且还可避免室内机换热器凝露。
20.即本发明的换热组件，解决了现有技术中的换热器结构，在空调系统处于制热模式时的制热能力和能效降低，以及在空调系统处于控温除湿模式时冷热气流自然分离，需要借助导风结构实现气流出风混合的技术问题。
21.本发明的第二个目的是提出一种空调系统。
22.本发明的空调系统，包括室外机组件和室内换热组件，其中，所述室内换热组件为本发明中任一项技术方案所述的换热组件，所述室外机组件与所述室内换热组件连接并形成冷媒回路。
23.根据一个优选实施方式，所述的空调系统还包括第一控制阀和第二控制阀，其中，所述第一控制阀与第一换热器连接，并且所述第一控制阀还与所述室外机组件中的压缩机连接；所述第二控制阀与第二换热器连接，并且所述第二控制阀还与所述室外机组件中的第二电子膨胀阀连接。
24.本发明提供的空调系统至少具有如下有益技术效果：
25.本发明的空调系统，室内换热组件为本发明中任一项技术方案的换热组件，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器前后布置的结构，空调系统换热温差提高，从而可提高空调系统制热能力与能效；另一方面，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器上下布置的结构，本发明的空调系统无需导风结构即可实现气流的自然混合，因而不会增加空调系统能耗，也不会造成上热下冷的现象，用户使用控温除湿功能时舒适性不受影响，并且还可避免室内机换热器凝露。
26.本发明的第三个目的是提出一种空调系统的控制方法。
27.本发明中任一项技术方案所述的空调系统的控制方法，包括如下步骤：
28.获取所述空调系统的工作模式，
29.控制第一电子膨胀阀、第一控制阀、第二控制阀和第二电子膨胀阀的工作状态，并使第一换热器和第二换热器同时处于制热状态或制冷状态，或使所述第一换热器和所述第二换热器分别处于制热状态或制冷状态。
30.根据一个优选实施方式，所述空调系统处于制冷模式时，控制所述第一电子膨胀阀处于关闭状态，控制所述第一控制阀和所述第二控制阀处于开启状态，控制所述第二电子膨胀阀处于节流状态，并使所述第一换热器和所述第二换热器彼此并联，且所述第一换热器和所述第二换热器均处于制冷状态。
31.根据一个优选实施方式，所述空调系统处于制热模式时，控制所述第一电子膨胀阀处于全开状态，控制所述第一控制阀和所述第二控制阀处于关闭状态，控制所述第二电子膨胀阀处于节流状态，并使所述第一换热器和所述第二换热器彼此串联，且所述第一换热器和所述第二换热器均处于制热状态。
32.根据一个优选实施方式，所述空调系统处于除湿回热模式时，控制所述第一电子膨胀阀处于节流状态，控制所述第一控制阀和所述第二控制阀处于关闭状态，控制所述第二电子膨胀阀处于全开状态，并使所述第一换热器和所述第二换热器彼此串联，且所述第一换热器处于制热状态，所述第二换热器处于制冷状态。
33.本发明提供的空调系统的控制方法至少具有如下有益技术效果：
34.本发明中任一项技术方案的空调系统的控制方法，通过控制第一电子膨胀阀、第一控制阀、第二控制阀和第二电子膨胀阀的工作状态，可使空调系统运行制冷模式、制热模式和除湿回热模式，并且当空调系统处于除湿回热模式时，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器前后布置的结构，空调系统换热温差提高，从而可提高空调系统制热能力与能效；另一方面，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器上下布置的结构，无需导风结构即可实现气流的自然混合，因而不会增加空调系统能耗，也不会造成上热下冷的现象，用户使用控温除湿功能时舒适性不受影响，并且还可避免室内机换热器凝露。
附图说明
35.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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是现有技术中换热器的一个优选实施方式示意图；
37.图2是现有技术中换热器的另一个优选实施方式示意图；
38.图3是本发明中换热组件的一个优选实施方式示意图；
39.图4是本发明中换热组件的尺寸标注示意图；
40.图5是本发明中换热组件的另一个优选实施方式示意图；
41.图6是本发明中空调系统的一个优选实施方式示意图；
42.图7是本发明中空调系统处于制冷模式时的示意图；
43.图8是本发明中空调系统处于制热模式时的示意图；
44.图9是本发明中空调系统处于除湿回热模式时的示意图；
45.图10是本发明中空调系统控制方法的流程图。
46.图中：101、第一换热器；102、第二换热器；103、第一电子膨胀阀；2、室内风机；3、底盘；4、第一控制阀；5、第二控制阀；6、压缩机；7、第二电子膨胀阀；8、四通阀；9、室外换热器；10、室外风机。
具体实施方式
47.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
48.下面结合说明书附图3～10以及实施例1～3对本发明的换热组件、空调系统和控制方法进行详细说明。
49.实施例1
50.本实施例对本发明的换热组件进行详细说明。
51.本实施例的换热组件，包括第一换热器101和第二换热器102，如图3～图5所示。优选的，空调系统处于除湿回热模式时，第一换热器101为回热换热器，第二换热器102为除湿换热器，第一换热器101位于第二换热器102下方，并使经第一换热器101加热后的空气与经第二换热器102除湿后的空气自动混合，如图3～5所示。空调系统处于除湿回热模式时，空气流向如图3中箭头所示。本实施例的换热组件用于室内，第一换热器101也可叫做回热换热器，第二换热器102也可叫做除湿换热器。
52.具体的，当空调系统处于除湿回热模式时，本实施例的换热组件通过如下方式实现空气自动混合：当空调系统处于除湿回热模式时，第一换热器101处于制热状态，第二换热器102处于制冷除湿状态时，由于第一换热器101位于第二换热器102下方，流经第一换热器101的热空气向上流动，流经第二换热器102的冷空气向下流动，从而可使经第一换热器101加热后的空气与经第二换热器102除湿后的空气自动混合，如图3所示。
53.可见，本实施例的换热组件，空调系统处于制热模式时，高温气态冷媒先经过第二换热器102，再经过第一换热器101，而空气流向为部分空气经过第二换热器102，部分空气经过第一换热器101，冷媒流向与部分空气流向形成顺流，与部分空气形成逆流，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器前后布置的结构，空调系统换热温差提高，从而可提高空调系统制热能力与能效；另一方面，本实施例的换热组件，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器上下布置的结构，无需导风结构即可实现气流的自然混合，因而不会增
加空调系统能耗，也不会造成上热下冷的现象，用户使用控温除湿功能时舒适性不受影响，并且还可避免室内机换热器凝露。即本实施例的换热组件，解决了现有技术中的换热器结构，在空调系统处于制热模式时的制热能力和能效降低，以及在空调系统处于控温除湿模式时冷热气流自然分离，需要借助导风结构实现气流出风混合的技术问题。
54.根据一个优选实施方式，第一换热器101和第二换热器102布置为v型结构，如图3～5所示。优选的，v型结构的夹角位于室内风机2的出风口处，并使v型结构的开口方向朝向出风方向，如图3～5所示。本实施例优选技术方案的换热组件，第一换热器101和第二换热器102布置为v型结构，当空调系统处于除湿回热模式时，不仅可提高冷热空气的混合效果，而且还可避免第二换热器102制冷除湿时产生的冷凝水流到第一换热器101，导致除湿后的冷凝水需要重新蒸发的问题。另一方面，室内风机2的出风口与排风管连接，本实施例优选技术方案的换热组件，v型结构的夹角位于室内风机2的出风口处，从而可提高室内风机2的抗静压效果。
55.优选的，第一换热器101和第二换热器102满足：60
°
≤α≤120
°
，其中，α为第一换热器101和第二换热器102之间的夹角。α如图4中的标注所示。本实施例优选技术方案的换热组件，第一换热器101和第二换热器102之间夹角为：60
°
≤α≤120
°
，从而可避免第一换热器101和第二换热器102之间夹角太大，使得第一换热器101和第二换热器102每排换热管的数量变少，为了使第一换热器101的换热效果和第二换热器的除湿效果不受影响，需要增加第一换热器101和第二换热器102的换热管排数，但是换热管排数量不宜过多，一般不超过3排，否者会影响第二换热器102的除湿效果；第一换热器101和第二换热器102之间夹角为：60
°
≤α≤120
°
，还可避免第一换热器101和第二换热器102之间夹角太小，影响冷热空气混合效果的问题。
56.优选的，第一换热器101和第二换热器102满足：0＜b≤50mm，其中，b为第一换热器101端部与第二换热器102冷凝水出口之间的水平距离。第一换热器101端部也即是第一换热器101靠近第二换热器102一侧的端部，第二换热器102冷凝水出口也可以说是第二换热器102的最低处。b如图4中的标注所示。本实施例优选技术方案的换热组件，第一换热器101和第二换热器102满足：0＜b≤50mm，可使第二换热器102制冷除湿时产生的冷凝水流到接水盘中，避免冷凝水流到第一换热器101，导致除湿后的冷凝水需要重新蒸发的问题。
57.优选的，第一换热器101和第二换热器102中，换热管的管排数量满足：1≤d1≤5，1≤d2≤5，其中，d1为第一换热器101中换热管管排数量，d2为第二换热器102中换热管管排数量。本实施例优选技术方案的换热组件，第一换热器101和第二换热器102中，换热管的管排数量满足：1≤d1≤5，1≤d2≤5，可避免换热管的管排数量过多，造成第一换热器101和第二换热器102的换热效果降低，或者是第一换热器101和第二换热器102的体积过大的问题。
58.更优选的，第一换热器101中换热管管排数量与第二换热器102中换热管管排数量可以相同，也可以不同。当第一换热器101中换热管管排数量与第二换热器102中换热管管排数量相同时，第一换热器101中换热管管排数量与第二换热器102中换热管管排数量均为2排，如图3或图4所示。当第一换热器101中换热管管排数量与第二换热器102中换热管管排数量不同时，第一换热器101和第二换热器102中，换热管的管排数量满足：d2＜d1，如图5所示。由于第二换热器102中，位于迎风侧的第一排换热管的除湿效果最好，从靠近迎风侧到远离迎风侧的方向，换热管的除湿效果逐渐衰减，因此，当第一换热器101中换热管管排数
量与第二换热器102中换热管管排数量不同时，第二换热器102中换热管的管排数量小于第一换热器101中换热管的管排数量，可保证换热组件的除湿效果。
59.优选的，换热组件的安装位置满足：30
°
≤β≤60
°
，其中，β为第一换热器101与底盘3之间的夹角。β如图4中的标注所示。本实施例优选技术方案的换热组件，换热组件的安装位置满足：30
°
≤β≤60
°
，可保证第一换热器101和第二换热器102换热的均匀性。具体的，第一换热器101与底盘3之间的夹角过大，将造成第二换热器102的迎风面积变小，使得第二换热器102的换热量小于第一换热器101的换热量，经过第二换热器102的冷媒蒸发不完全，第二换热器102的化热效果变差；同样的，第一换热器101与底盘3之间的夹角过小，将造成第一换热器101的迎风面积变小，使得第一换热器101的换热量小于第二换热器102的换热量，经过第一换热器101的冷媒蒸发不完全，第一换热器101的化热效果变差。
60.根据一个优选实施方式，换热组件还包括第一电子膨胀阀103，第一电子膨胀阀103设置于第一换热器101和第二换热器102之间，并且第一电子膨胀阀103的两端分别与第一换热器101和第二换热器102连接，如图6～图9所示。本实施例优选技术方案的换热组件，第一换热器101和第二换热器102通过第一电子膨胀阀103连接，使得第一换热器101和第二换热器102之间无需物理隔离翅片，从而使得换热组件的结构简单，生产效率提高。
61.实施例2
62.本实施例对本发明的空调系统进行详细说明。
63.本实施例的空调系统，包括室外机组件和室内换热组件。优选的，室内换热组件为实施例1中任一项技术方案的换热组件，室外机组件与室内换热组件连接并形成冷媒回路，如图6～图9所示。本实施例的空调系统为风管机空调器。优选的，室外机组件的机构可与现有技术相同，具体的，室外机组件包括压缩机6、第二电子膨胀阀7、四通阀8、室外换热器9，其中，四通阀8与压缩机6连接，空调系统处于不同模式时，四通阀8用于控制冷媒流向，压缩机6、室外换热器9和第二电子膨胀阀7连接并形成冷媒流路，如图6～图9所示。空调系统还包括室内风机2和室外风机10，室内风机2和室外风机10的结构和作用可与现有技术相同，在此不再赘述。
64.本实施例的空调系统，室内换热组件为实施例1中任一项技术方案的换热组件，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器前后布置的结构，空调系统换热温差提高，从而可提高空调系统制热能力与能效；另一方面，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器上下布置的结构，本实施例的空调系统无需导风结构即可实现气流的自然混合，因而不会增加空调系统能耗，也不会造成上热下冷的现象，用户使用控温除湿功能时舒适性不受影响，并且还可避免室内机换热器凝露。
65.根据一个优选实施方式，空调系统还包括第一控制阀4和第二控制阀5，如图6～图9所示。优选的，第一控制阀4与第一换热器101连接，并且第一控制阀4还与室外机组件中的压缩机6连接；第二控制阀5与第二换热器102连接，并且第二控制阀5还与室外机组件中的第二电子膨胀阀7连接，如图6～图9所示。本实施例优选技术方案的空调系统还包括第一控制阀4和第二控制阀5，通过控制第一电子膨胀阀103、第一控制阀4、第二控制阀5和第二电子膨胀阀7的工作状态，可使第一换热器101和第二换热器102同时处于制热状态或制冷状态，或使第一换热器101和第二换热器102分别处于制热状态或制冷状态，从而可使空调系统运行制冷模式、制热模式或除湿回热模式。
66.实施例3
67.本实施例对本发明空调系统的控制方法进行详细说明。
68.图10示出了空调系统控制方法的流程图，如图10所示，实施例2中任一项技术方案的空调系统的控制方法，包括如下步骤：
69.获取空调系统的工作模式，
70.控制第一电子膨胀阀103、第一控制阀4、第二控制阀5和第二电子膨胀阀7的工作状态，并使第一换热器101和第二换热器102同时处于制热状态或制冷状态，或使第一换热器101和第二换热器102分别处于制热状态或制冷状态。
71.实施例2中任一项技术方案的空调系统的控制方法，通过控制第一电子膨胀阀103、第一控制阀4、第二控制阀5和第二电子膨胀阀7的工作状态，可使空调系统运行制冷模式、制热模式和除湿回热模式，并且当空调系统处于除湿回热模式时，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器前后布置的结构，空调系统换热温差提高，从而可提高空调系统制热能力与能效；另一方面，相比于现有技术中将除湿换热器和回热换热器上下布置的结构，无需导风结构即可实现气流的自然混合，因而不会增加空调系统能耗，也不会造成上热下冷的现象，用户使用控温除湿功能时舒适性不受影响，还可避免室内机换热器凝露。
72.具体的，如图7所示，空调系统处于制冷模式时，控制第一电子膨胀阀103处于关闭状态，控制第一控制阀4和第二控制阀5处于开启状态，控制第二电子膨胀阀7处于节流状态，并使第一换热器101和第二换热器102彼此并联，且第一换热器101和第二换热器102均处于制冷状态。空调系统处于制冷模式时，第一电子膨胀阀103关闭，第一控制阀4和第二控制阀5开启，控制第二电子膨胀阀7处于节流状态，冷媒经压缩机6流出后经第二电子膨胀阀7节流，再分两路通过第一换热器101和第二换热器102，从而可使第一换热器101和第二换热器102均处于制冷状态，即空调系统运行制冷模式。
73.具体的，如图8所示，空调系统处于制热模式时，控制第一电子膨胀阀103处于全开状态，控制第一控制阀4和第二控制阀5处于关闭状态，控制第二电子膨胀阀7处于节流状态，并使第一换热器101和第二换热器102彼此串联，且第一换热器101和第二换热器102均处于制热状态。空调系统处于制热模式时，第一电子膨胀阀103处于全开状态，第一控制阀4和第二控制阀5关闭，第二电子膨胀阀7处于节流状态，冷媒经四通阀8换向后，经压缩机6流出的冷媒先经过第二换热器102，再经过第一电子膨胀阀103后流经第一换热器101，而后经过第二电子膨胀阀7节流，从而可使第一换热器101和第二换热器102均处于制热状态，即空调系统运行制热模式。
74.具体的，如图9所示，空调系统处于除湿回热模式时，控制第一电子膨胀阀103处于节流状态，控制第一控制阀4和第二控制阀5处于关闭状态，控制第二电子膨胀阀7处于全开状态，并使第一换热器101和第二换热器102彼此串联，且第一换热器101处于制热状态，第二换热器102处于制冷状态。空调系统处于除湿回热模式时，第一电子膨胀阀103处于节流状态，第一控制阀4和第二控制阀5关闭，第二电子膨胀阀7处于全开状态，冷媒经压缩机6流出后经第二电子膨胀阀7，再通过第一换热器101，而后经过第一电子膨胀阀103节流后进入第二换热器102，从而可使第一换热器101处于制热状态，起到回热功能，第二换热器102处于制冷状态，起到降温除湿的功能，即空调系统运行除湿回热模式，同时使空调系统达到除湿不降温或少降温的目的。
75.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
76.在本发明的描述中，还需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
77.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。