空调器及其控制方法与流程

本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种空调器及其控制方法。

背景技术：

热泵空调在低温制热时，由于结霜除霜的影响，会造成室内温度波动较大，舒适性不佳的问题。因此，现有技术中采用了多种手段，来降低除霜对室内温度所造成的影响。

在申请号为201210311278.1的中国发明专利中，公开了一种空调器，通过将室内换热器分成两个部分(第一室内换热器、第二室内换热器)，在室外侧需要除霜时，四通阀换向除霜。高温冷媒经室外换热器后，先流经第二室内换热器，在流经膨胀阀，再流经第一室内换热器，使得在除霜的同时，同时向室内侧提供热量。

此种方式，相当于减小了除霜时蒸发器的换热面积(室内侧)，由于室内换热器一部分充当了冷凝器，供给室内热量，则供给室外换热器的除霜热量将不足，会导致除霜时间长，除霜不干净。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种空调器及其控制方法，能够延长空调器的除霜周期，缩短空调器的除霜时间，提高室内舒适性。

为了解决上述问题，本发明提供一种空调器，包括压缩机、室内换热器、节流装置、第一旁通管路和室外换热器，节流装置设置在室内换热器和室外换热器之间的管路上，第一旁通管路的第一端连接至室外换热器，用于向室外换热器输送高温冷媒，第一旁通管路上设置有控制第一旁通管路通断的第一控制阀。

优选地，空调器还包括气液分离器，气液分离器设置在压缩机的回气端。

优选地，空调器还包括四通阀，四通阀的四个接口分别连接至室内换热器、室外换热器、压缩机的排气端和回气端。

优选地，室外换热器包括多排换热管，多排换热管包括靠近进风侧的外排管和远离进风侧的内排管，多排换热管分为多组并联设置的管组，位于同一管组的内排管和外排管通过连接管串联，第一旁通管路连接至连接管。

优选地，第一旁通管路的第二端连接至室内换热器靠近节流装置的一端。

优选地，空调器还包括第二旁通管路，第二旁通管路的第一端连接至室外换热器，第二旁通管路的第二端连接至室内换热器靠近节流装置的一端，第二旁通管路上设置有控制第二旁通管路通断的第二控制阀。

优选地，第一旁通管路的第二端连接至室内换热器远离节流装置的一端。

优选地，空调器还包括第二旁通管路，第二旁通管路的第一端连接至室外换热器，第二旁通管路的第二端连接至室内换热器远离节流装置的一端，第二旁通管路上设置有控制第二旁通管路通断的第二控制阀。

优选地，第一旁通管路的第一端设置有多个分支，分支与连接管一一对应连接。

优选地，室外换热器还包括过冷管，节流装置经过冷管与管组连接。

优选地，第一控制阀和第二控制阀为电磁阀，节流装置为电子膨胀阀。

根据本发明的另一方面，提供了一种上述的空调器的控制方法，包括：

获取空调器的当前运行状态；

根据空调器的当前运行状态对第一控制阀进行控制。

优选地，获取空调器的当前运行状态的步骤包括：

获取空调器的运行工况，当空调器处于制热工况时，

获取室外环境温度t外环；

获取室外换热器中间盘管温度t外管。

优选地，空调器的当前运行状态对第一控制阀进行控制的步骤包括：

若检测到t外环≤ta，且连续t1时间检测到t外管≤tb，

控制电子膨胀阀保持当前状态；

控制第一控制阀连通并持续t2时间，然后控制第一控制阀断开并持续t3时间，反复执行该步骤。

优选地，当空调器还包括第二旁通管路时，空调器的当前运行状态对第一控制阀进行控制的步骤包括：

若检测到t外环≤ta，且连续t1时间检测到t外管≤tb，

控制电子膨胀阀保持当前状态；

控制第一控制阀和第二控制阀同时连通并持续t2时间，然后控制第一控制阀和第二控制阀同时断开并持续t3时间，反复执行该步骤。

优选地，当空调器还包括第二旁通管路时，空调器的当前运行状态对第一控制阀进行控制的步骤包括：

若检测到t外环≤ta，且连续t1时间检测到t外管≤tb；

控制第二控制阀保持断开；

控制第一控制阀连通并持续t2时间，控制电子膨胀阀开至最大开度，然后控制第一控制阀断开并持续t3时间，控制电子膨胀阀开至原开度，反复执行该步骤。

优选地，控制方法还包括：

当检测到空调器达到进入除霜条件，则对空调器进行除霜控制。

优选地，获取空调器的当前运行状态的步骤包括：

获取空调器的运行工况，当空调器处于除霜运行状态时；

空调器的当前运行状态对第一控制阀进行控制的步骤包括：

控制第一控制阀连通，控制电子膨胀阀开度开至最大。

优选地，控制方法还包括：

当化霜结束时，控制第一控制阀断开，控制电子膨胀阀开度开至初始开度。

优选地，当空调器还包括第二旁通管路时，获取空调器的当前运行状态的步骤包括：

获取空调器的运行工况，当空调器处于除霜运行状态时；

空调器的当前运行状态对第一控制阀进行控制的步骤包括：

控制第一控制阀和第二控制阀同时连通，控制电子膨胀阀开度开至最小。

优选地，控制方法还包括：

当化霜结束时，控制第一控制阀和第二控制阀同时断开，控制电子膨胀阀开度开至初始开度。

优选地，ta取值范围为0～5℃，tb取值范围为-15～0℃，t1取值范围为0～5min，t2取值范围为0～30min，t3取值范围为0～30s。

本发明提供的空调器，包括压缩机、室内换热器、节流装置、第一旁通管路和室外换热器，节流装置设置在室内换热器和室外换热器之间的管路上，第一旁通管路的第一端连接至室外换热器，用于向室外换热器输送高温冷媒，第一旁通管路上设置有控制第一旁通管路通断的第一控制阀。该空调器在处于低温制热工况下，能够通过第一控制阀控制第一旁通管路向室外换热器输送高温冷媒，可以扰乱室外换热器的结霜条件，在保证正常供热的同时，延长结霜除霜的周期，且可缩短除霜的时间，提升低温制热的舒适性。

附图说明

图1为本发明第一实施例的空调器的结构原理图；

图2为本发明第二实施例的空调器的结构原理图；

图3为本发明第三实施例的空调器的结构原理图；

图4为本发明第四实施例的空调器的结构原理图；

图5为本发明实施例的空调器的控制原理图；

图6为本发明第一实施例的空调器的控制方法流程图；

图7为本发明第二实施例的空调器的控制方法流程图；

图8为本发明实施例的空调器的除霜控制流程图。

附图标记表示为：

1、压缩机；2、室内换热器；3、节流装置；4、第一旁通管路；5、室外换热器；6、第一控制阀；7、气液分离器；8、四通阀；9、内排管；10、外排管；11、连接管；12、第二旁通管路；13、第二控制阀；14、分支；15、过冷管。

具体实施方式

图中的箭头方向为空气流动方向。

结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，空调器包括压缩机1、室内换热器2、节流装置3、第一旁通管路4和室外换热器5，节流装置3设置在室内换热器2和室外换热器5之间的管路上，第一旁通管路4的第一端连接至室外换热器5，用于向室外换热器5输送高温冷媒，第一旁通管路4上设置有控制第一旁通管路4通断的第一控制阀6。

该空调器在处于低温制热工况下，能够通过第一控制阀6控制第一旁通管路4向室外换热器5输送高温冷媒，可以扰乱室外换热器5的结霜条件，在保证正常供热的同时，延长结霜除霜的周期，且可缩短除霜的时间，提升低温制热的舒适性。此处的高温冷媒是相对于室外换热器5而言，是指在制热工况下温度高于室外换热器5内冷媒温度的冷媒，在本实施例中高温冷媒为从压缩机1的排气口或者是室内换热器2的出口端所流出的冷媒。

在采用本申请的空调器之后，相对于传统的空调器而言，结霜除霜周期可延长3倍，除霜时间可缩短5％，使室内舒适性得到大幅度提升。

通过第一控制阀6控制第一旁通管路4的通断，可以周期性或者不定时的将部分高温冷媒直接通向室外换热器5，提升室外换热器的管温，扰乱结霜的温度条件。

空调器还包括气液分离器7，气液分离器7设置在压缩机1的回气端。在通过第一控制阀6控制第一旁通管路4连通时，高温冷媒会在未经过节流的状况下直接进入到室外换热器5内，对室外换热器进行化霜，完成化霜后的冷媒可能存在较多液态冷媒，通过设置气液分离器7，可以对回流至压缩机1的冷媒进行气液分离，防止液态冷媒进入压缩机的回气端而发生液击现象。

空调器还包括四通阀8，四通阀8的四个接口分别连接至室内换热器2、室外换热器5、压缩机1的排气端和回气端。

室外换热器5包括多排换热管，多排换热管包括靠近进风侧的外排管10和远离进风侧的内排管9，多排换热管分为多组并联设置的管组，位于同一管组的内排管9和外排管10通过连接管11串联，第一旁通管路4连接至连接管11。在本实施例中，室外换热器5包括两排换热器，一排内排管9和一排外排管10，内排管9和外排管10均分成四个管组，每个管组均包括数量相同或者相近的内排管9和外排管10，从而形成四个并联的换热管组。第一旁通管路4连接至内排管9和外排管10连接位置处的连接管11，能够在第一旁通管路4连通时，将高温冷媒分别通向内排管9和外排管10，使内排管9和外排管10同时进行除霜，提高高温冷媒的利用效率，从而达到缩短除霜时间的目的。

室外换热器5还包括过冷管15，节流装置3经过冷管15与管组连接。该过冷管15能够对换热管组进行过冷，从而提高室外换热器5的换热效率。

第一控制阀6和第二控制阀13为电磁阀，节流装置3为电子膨胀阀。

结合参见图1所示，根据本发明的第一实施例，第一旁通管路4的第二端连接至室内换热器2靠近节流装置3的一端。在本实施例中，仅在原系统上增设一个第一旁通管路4和第一控制阀6，其中第一控制阀6与节流装置3并联，第一控制阀的一端与室内换热器2相连接，另一端分成四个分支14，分支14通过三通管与原支路的拐流处连接管11一一对应连接。

结合参见图2所示，根据本发明的第二实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，空调器还包括第二旁通管路12，第二旁通管路12的第一端连接至室外换热器5，第二旁通管路12的第二端连接至室内换热器2靠近节流装置3的一端，第二旁通管路12上设置有控制第二旁通管路12通断的第二控制阀13。在本实施例中，为了便于表述，设定第一控制阀6为电磁阀a，第二控制阀13为电磁阀b。

在本实施例中，在原系统上增设两个电磁阀及分流管路。制热运行时，当电磁阀a和电磁阀b均处于断电状态时，冷媒经压缩机1压缩做功后，经排气口流经室内换热器2换热，再流经电子膨胀阀进行节流降温，再流经室外换热器5换热，最后被压缩机1的吸气口吸入，进入下一次循环流动。当电磁阀a和电磁阀b均处于通电状态时，冷媒经压缩机1压缩做功后，经排气口流经室内换热器2换热后，一部分通过电磁阀a，由分流管路将一部分较高温度的冷媒直接补入内排管9。一部分冷媒经电磁阀b和电子膨胀阀，分流至室外换热器5的外排管10。冷媒在室外换热器5处完成换热后，被压缩机1从吸气口吸入，进行下一次循环流动。

电磁阀a与电磁阀b均与电子膨胀阀并联，电磁阀a一端与室内换热器2靠近电子膨胀阀的一端相连接(制热时，室内换热器2的出口处)，一端分成四路分支14，各分支14通过三通管与原支路的拐流处相接。电磁阀b一端与室内换热器2的一端相连接(制热时，室内换热器的出口处)，一端分流成四路，其流向与电磁阀断电时，经电子膨胀阀后的冷媒流向一致。上述的空调器不限于单级压缩热泵系统，也适用于双级压缩热泵系统、变容压缩热泵系统。热泵系统的流路也不限于图2中所示流路，可根据热泵空调的性能灵活调整。

结合参见图3所示，根据本发明的第三实施例，第一旁通管路4的第二端连接至室内换热器2远离节流装置3的一端。

在本实施例中，仅在原系统上增设一个第一控制阀6。第一控制阀6与电子膨胀阀并联，第一控制阀6一端与室内换热器2一端相连接(制热时，室内换热器2的入口处)，一端分成四路分支14，各分支14通过三通管与原支路的拐流处相接。

结合参见图4所示，根据本发明的第四实施例，其与第三实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，空调器还包括第二旁通管路12，第二旁通管路12的第一端连接至室外换热器5，第二旁通管路12的第二端连接至室内换热器2远离节流装置3的一端，第二旁通管路12上设置有控制第二旁通管路12通断的第二控制阀13。在本实施例中，为了便于表述，设定第一控制阀6为电磁阀a，第二控制阀13为电磁阀b。

在本实施例中，电磁阀a与电磁阀b均与电子膨胀阀并联，电磁阀a一端与室内换热器2远离电子膨胀阀的一端相连接(制热时，室内换热器2的进口处)，一端分成四路分支14，各分支14通过三通管与原支路的拐流处相接。电磁阀b一端与室内换热器2的一端相连接(制热时，室内换热器2的进口处)，一端分流成四路，其流向与电磁阀断电时，经电子膨胀阀后的冷媒流向一致。

在图中未示出的一个实施例中，其与第四实施例基本相同，不同之处在于，在该实施例中，第二旁通管路12的第二端连接至室内换热器靠近节流装置3的一端。

结合参见图5至图8所示，根据本发明的实施例，一种上述的空调器的控制方法包括：获取空调器的当前运行状态；根据空调器的当前运行状态对第一控制阀6进行控制。

获取空调器的当前运行状态的步骤包括：获取空调器的运行工况，当空调器处于制热工况时，获取室外环境温度t外环；获取室外换热器5中间盘管温度t外管。

空调器的当前运行状态对第一控制阀6进行控制的步骤包括：若检测到t外环≤ta，且连续t1时间检测到t外管≤tb，控制电子膨胀阀保持当前状态；控制第一控制阀6连通并持续t2时间，然后控制第一控制阀6断开并持续t3时间，反复执行该步骤。

当空调器还包括第二旁通管路12时，空调器的当前运行状态对第一控制阀6进行控制的步骤包括：若检测到t外环≤ta，且连续t1时间检测到t外管≤tb，控制电子膨胀阀保持当前状态；控制第一控制阀6和第二控制阀13同时连通并持续t2时间，然后控制第一控制阀6和第二控制阀13同时断开并持续t3时间，反复执行该步骤。

当空调器还包括第二旁通管路12时，空调器的当前运行状态对第一控制阀6进行控制的步骤包括：若检测到t外环≤ta，且连续t1时间检测到t外管≤tb；控制第二控制阀13保持断开；控制第一控制阀6连通并持续t2时间，控制电子膨胀阀开至最大开度，然后控制第一控制阀6断开并持续t3时间，控制电子膨胀阀开至原开度，反复执行该步骤。

控制方法还包括：当检测到空调器达到进入除霜条件，则对空调器进行除霜控制。获取空调器的当前运行状态的步骤包括：获取空调器的运行工况，当空调器处于除霜运行状态时；空调器的当前运行状态对第一控制阀6进行控制的步骤包括：控制第一控制阀6连通，控制电子膨胀阀开度开至最大。

控制方法还包括：当化霜结束时，控制第一控制阀6断开，控制电子膨胀阀开度开至初始开度。

当空调器还包括第二旁通管路12时，获取空调器的当前运行状态的步骤包括：获取空调器的运行工况，当空调器处于除霜运行状态时；空调器的当前运行状态对第一控制阀6进行控制的步骤包括：控制第一控制阀6和第二控制阀13同时连通，控制电子膨胀阀开度开至最小。

控制方法还包括：当化霜结束时，控制第一控制阀6和第二控制阀13同时断开，控制电子膨胀阀开度开至初始开度。

ta取值范围为0～5℃，tb取值范围为-15～0℃，t1取值范围为0～5min，t2取值范围为0～30min，t3取值范围为0～30s。

结合参见图1和图3所示，当采用第一实施例和第三实施例的空调器时，在制热工况下，开机制热时，若检测到室外环境温度t外环≤ta，且连续t1时间检测到t外管≤tb，则电磁阀a通电并持续t2时间，然后断电并持续t3时间，然后通电并持续t2时间，在电磁阀a通电时，电子膨胀阀开至最大，当电磁阀a断电时，电子膨胀阀开至原开度，如此反复运行。其余负载保持原运行状态或者原控制模式。若电磁阀a通断电控制期间，检测到系统达到进入除霜条件，则进行除霜控制。

当检测到空调器进入除霜控制时，则控制电磁阀a通电，电子膨胀阀开度开至最大。化霜结束后，电子膨胀阀开至初始开度，电磁阀a断电。

结合参见图2、图4和图6所示，当采用第二实施例和第四实施例的空调器时，制热工况下，开机制热时，若检测到室外环境温度t外环≤ta，且连续t1时间检测到t外管≤tb，则电磁阀a和电磁阀b同时通电并持续t2时间，然后同时断电并持续t3时间，然后同时通电并持续t2时间，如此反复运行。电子膨胀阀开度按原制热逻辑进行控制。其余负载保持原运行状态或者原控制模式。若电磁阀通断电控制期间，若检测到空调器达到进入除霜条件，则进行除霜控制。

当电磁阀a和电磁阀b通电时，高温冷媒一部分经原流路流过室外换热器5，一部分经三通管，与原流路流量汇合后，流经剩余的换热管，而此时流经换热管的冷媒温度要高于电磁阀a和电磁阀b断电时的冷媒温度。此时可适当提升室外换热器5的盘管中间温度，扰乱结霜的条件，达到抑制结霜，延迟结霜除霜周期的目的。

当检测到空调器进入化霜控制时，电磁阀a和电磁阀b同时通电，电子膨胀阀开度开至最小。化霜结束后，电子膨胀阀开至初始开度，电磁阀a和电磁阀b同时断电。

由于电磁阀a和电磁阀b通电时，内侧流路的冷媒温度将比原除霜流路的高，更有利于室外换热器5内侧霜层的融化，从而使室外换热器5的除霜效率提高，缩短除霜的时间。

结合参见图2、图4和图7所示，在另一实施例中，制热工况下，开机制热时，若检测到室外环境温度t外环≤ta，且连续t1时间检测到t外管≤tb，则电磁阀a通电并持续t2时间，电子膨胀阀开至最大开度；然后电磁阀a断电并持续t3时间，电子膨胀阀开至原开度；然后电磁阀a通电并持续t2时间，电子膨胀阀开至最大开度；如此反复运行。电磁阀b始终处于断电状态。其余负载保持原运行状态或者原控制模式。若电磁阀通断电控制期间，检测到系统达到进入除霜条件，则进行除霜控制。

当检测到空调器进入化霜控制时，电磁阀a和电磁阀b同时通电，电子膨胀阀开度开至最小。化霜结束后，电子膨胀阀开至初始开度，电磁阀a和电磁阀b同时断电。

由于电磁阀a和电磁阀b通电时，内侧流路的冷媒温度将比原除霜流路的高，更有利于室外换热器5内侧霜层的融化，从而使室外换热器5的除霜效率提高，缩短除霜的时间。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。