专利名称：冰霜检测装置、热泵型空调器及其除霜控制方法
技术领域：
本发明属于制冷技术领域，尤其涉及一种冰霜检测装置、热泵型空调器及其除霜 控制方法。本发明涉及热泵型空调器的除霜方法，具有能够检测室外热交换器上结霜情况， 和能够以加热工作模式，启动除霜操作的方法。
背景技术：
现有技术空调器的除霜控制都是间接采用温度、压力、风速、转速等传感器检测结 霜情况进行除霜控制。在实施过程中，由于系统和环境等因素的影响，实际与理论相差较 大，或是除霜不完全，或是提前除霜，这都降低热泵制热效率。例如，在传统的热泵型空调器中，采用室外热交换器上的温度传感器来判断室外 热交换器上的结霜情况，用设置在室外热交换器上温度传感器启动除霜操作，同时，除霜时 间也是通过检测室外管道温度或通过检测预定时间结束来自动确定。在这种除霜方法中， 经常会出现误除霜的现象，即实际上室外热交换器上并没有霜形成或者有霜除尽后还继续 除霜。为了解决上述问题，很多公司都提出了一些除霜模式，但是都没有很好的解决这个问 题，如中国专利公报上公开的发明专利申请CN1164006A，
公开日1997年11月5日，申请人 是韩国LG电子株式会社，该专利申请公开了一种热泵型空调器的除霜方法，包括用于测 量室内管道温度TE1与自加热操作启动时刻经过ml分钟后的室温度TR1之间的温度差值 TD1的第一温度测量步骤，用于测量室内管道温度TE2与经过m2分钟后的室温度TR2之间 的温度差值TD2的第二温度测量步骤，和用于把第一和第二温度测量步骤中测量的各个温 度与参考值比较和检测结霜的除霜步骤。该发明专利申请通过在加热操作模式下，依靠室 内管道温度传感器和室内温度传感器来启动除霜操作，除霜时间是通过在两个不同的时间 测量得到的两组室内管道温度和室内温度之间分别进行差值之后，再次差值，然后与某一 设定值比较，来确定除霜时间该发明通过设定不同的比较值就会得到不同的设定除霜时间 段，这样就改变了传统除霜方法中的时间一定的问题，使除霜的精确度有所提高，但仍然没 有解决热泵型空调器除霜时间随着室外热交换器上的结霜情况，自动的调配的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冰霜检测装置、热泵型空调器及其除霜控制方法，可 进一步提高对结霜的判断的准确性，能够及时进入和退出除霜运行，提高热泵制热效率。本发明是通过以下技术方案来实现的冰霜检测装置，包括有发光器件和光接收器件，由座体作为支撑部件，所述座体设 置有发光器件安装部、光接收器件安装部和印刷线路板安装部，所述发光器件安装部、光接 收器件安装部和印刷线路板安装部为半封闭的腔体；发光器件和光接收器件通过印刷线路 板(63)固定在座体上相应的腔体中；电信号通过与印刷线路板连接的导线传输。热泵型空调器，包括有控制部件、室外换热器、室外风机、压缩机、四通阀、室内换 热器、室内风机以及节流装置；所述室外换热器、压缩机、四通阀、节流装置、以及室内换热器通过冷媒管道连接形成封闭的循环系统，冷媒在所述循环系统内循环流动；其中，所述热 泵型空调器还包括有安装在循环系统上的冰霜检测装置，所述冰霜检测装置与控制部件电 路连接，并将检测到的光信号转换为电信号传输到控制部件。上述热泵型空调器的除霜控制方法，其中，空调器制热运行tl分钟后，冰霜检测 装置即对循环系统进行检测；当冰霜检测装置检测到循环系统有霜时，空调器转为除霜运 行模式；空调器除霜运行t3分钟后，冰霜检测装置对循环系统进行检测；当冰霜检测装置 检测到循环系统无霜时，空调器转为制热运行模式。上述热泵型空调器的除霜控制方法，其中，当冰霜检测装置检测到循环系统有霜 时，控制部件的单片机通过对管路温度的变化进一步分析，确认有霜，空调器转为除霜运行 模式。上述热泵型空调器的除霜控制方法，其中，当冰霜检测装置检测到循环系统无霜 时，控制部件的单片机通过对管路温度的变化进一步分析，确认霜已经化完，空调器转为制 热运行模式。本发明的有益效果如下本发明的热泵型空调器，由于包括有安装在循环系统上的冰霜检测装置，所述冰 霜检测装置包括有发光器件和光接收器件，所述冰霜检测装置与控制部件电路连接，并将 检测到的光信号转换为电信号传输到控制部件。冰霜检测装置的工作原理是利用冰霜作 为光束通道的障碍物，通过对光束的遮挡、折射，改变光的强度，使光接收器件输出信号发 生变化。该装置可应用在制冷器具的除霜控制、冰霜容积控制等方面。应用时装在需要检 测冰霜的位置。通过冰霜检测装置检测，或通过管路温度传感器和冰霜检测装置双重检测。 本发明的热泵型空调器的除霜控制方法，使用冰霜检测装置对循环系统进行检测，有效的 设定热泵型空调器进入和退出除霜模式的条件。能准确判断结霜与否，进行有效除霜，提高 了空调器热泵制热效率。同时，使热泵型空调器除霜时间随着室外热交换器上的结霜情况， 自动的调配，防止误除霜现象的发生。
图14是本发明冰霜检测装置立体结构示意图。附图标记说明1、压缩机，2、四通阀，3、室外换热器，4、节流装置，5、室内换热器，6、冰霜检测装 置，7、温度传感器，8、结霜体，9、光束，61、发光器件，62、光接收器件，63、印刷线路板，64、导 线，65、座体，66、网罩，67、固定夹，621、透光孔，651、发光器件安装部，652、光接收器件安装 部，653、印刷线路板安装部，654、安装面，81、冰霜。
具体实施例方式本发明公开一种热泵型空调器，如图5、6、7，包括有控制部件、室外换热器3、室外 风机、压缩机1、四通阀2、室内换热器5、室内风机以及节流装置4 ；所述室外换热器3、压缩 机1、四通阀2、节流装置4、以及室内换热器5通过冷媒管道连接形成封闭的循环系统，冷媒 在所述循环系统内循环流动；其中，所述热泵型空调器还包括有安装在循环系统上的冰霜 检测装置6，所述冰霜检测装置6包括有发光器件61和光接收器件62，所述冰霜检测装置 6与所述控制部件电路连接，并将检测到的光信号转换为电信号传输到所述控制部件。如图7、8、10、11、12、13、14，所述冰霜检测装置6由座体65作为支撑部件，所述座 体65设置有发光器件安装部651、光接收器件安装部652和印刷线路板安装部653，所述发 光器件安装部651、光接收器件安装部652和印刷线路板安装部653为半封闭的腔体；发光 器件61和光接收器件62通过印刷线路板63固定在座体65上相应的腔体中；电信号通过 与印刷线路板63连接的导线64传输。所述光接收器件62朝向发光器件61的一面为光接收面，所述座体65靠近光接收 面处的壁面设置有透光孔621 ；所述冰霜检测装置6还包括有防尘保护的网罩66和固定夹 67，网罩66位于座体65外，扣在所述发光器件安装部651和光接收器件安装部652之间位 置；固定夹67呈旋转90°的“U”形，卡紧在所述发光器件安装部651和光接收器件安装部 652下方的凹陷部位。如图9所示，座体65也可以采用透明材质，在座体65外侧、光接收器 件62朝向发光器件61的一面设有遮光部件10，遮光部件上设有透光孔621。所述网罩66呈盖状，并设置有多个网孔，位于所述座体65的正面。在所述座体65的背面，位于发光器件61、光接收器件62之间设置有结霜体的安装 空间，所述座体65设置有结霜体8的安装面654。所述冰霜检测装置6另一种方式为利用光电开关D301F31A，所述光电开关呈U型。该冰霜检测装置6的工作原理是如图8、9，利用冰霜81作为光束通道的障碍物， 通过对光束的遮挡、折射，改变光的强度，使光接收器件输出信号发生变化。该装置可应用 在制冷器具的除霜控制、冰霜容积控制等方面。应用时装在需要检测冰霜的位置。本发明的热泵型空调器，冰霜检测装置装在室外换热器上或节流装置4以及配管 的管路上容易结霜的位置，安装面紧贴着换热器、管路的表面；在制冷系统的管路上还设置 有温度传感器7。例如实施例一如图5，该冰霜检测装置6用该装置在空调器自动除霜的控制，将其装在制冷系统 节流器出口的管路上，安装面紧贴着管表面。当发光器件、光接收器件之间有霜形成并输出对应信号时，空调器通过控制器控制进入除霜运行状态。进入除霜运行后，当发光器件、光 接收器件之间的冰霜熔化并输出对应信号时，结束除霜运行。实施例二 如图6，该冰霜检测装置6用该装置在空调器自动除霜的控制，将其装在室外换热 器3的管路上，安装面紧贴着管表面。当发光器件、光接收器件之间有霜形成并输出对应信 号时，空调器通过控制器控制进入除霜运行状态。进入除霜运行后，当发光器件、光接收器 件之间的冰霜熔化并输出对应信号时，结束除霜运行。如实施例一或实施例二所述热泵型空调器的除霜控制方法，如图1、3，其中，空调 器制热运行tl分钟后，冰霜检测装置即对循环系统进行检测；当冰霜检测装置检测到循环 系统有霜时，空调器转为除霜运行模式；空调器除霜运行t3分钟后，冰霜检测装置对循环 系统进行检测；当冰霜检测装置检测到循环系统无霜时，空调器转为制热运行模式。热泵型空调器的除霜控制方法，具体包括步骤一除霜控制模式开始；步骤二 控制部件判断化霜运行标记是否=1，如是，进入步骤三，如否，进入步骤 八；步骤三冰霜检测装置检测是否已经完成化霜，如是，进入步骤五，如否，进入步骤 四；步骤四退出除霜控制模式，到步骤一；步骤五控制部件判断延时2min时间是否已到，如是，进入步骤六，如否，进入步 骤四；步骤六热泵型空调器的四通阀开启、室外风机启动，室内风机正常启动，进入步 骤七；步骤七化霜标记清零，进入步骤十四；步骤八控制部件判断是否满足压缩机最小运行时间，如是，进入步骤十，如否，进 入步骤九；步骤九退出除霜控制模式，到步骤一；步骤十控制部件判断是否满足累计运行时间，如是，进入步骤十一，如否，进入步 骤九；步骤十一冰霜检测装置检测是否有霜，如是，进入步骤十二，如否，进入步骤九；步骤十二热泵型空调器的四通阀停止、室外风机停止，室内风机停止，进入热泵 除霜过程，进入步骤十三；步骤十三控制部件设定化霜运行标记=1，进入步骤十四；步骤十四退出除霜控制模式，到步骤一。控制方式一通过单片机对信号进行处理控制，在热泵制热运行一定时间后，冰霜 检测装置连续一定时间检测到结霜并输出对应信号，空调器进入除霜运行。进入除霜运行 后，当冰霜检测装置检测到无霜并输出对应信号时，延时一定时间后结束除霜运行。上述热泵型空调器的除霜控制方法，如图2、4，其中，当冰霜检测装置检测到循环 系统有霜时，控制部件的单片机通过对管路温度的变化进一步分析，确认有霜，空调器转为 除霜运行模式。
上述热泵型空调器的除霜控制方法，如图2、4，其中，当冰霜检测装置检测到循环 系统无霜时，控制部件的单片机通过对管路温度的变化进一步分析，确认霜已经化完，空调 器转为制热运行模式。所述管路温度指循环系统任意一处的温度，特别指蒸发器的温度。控制方式二通过单片机对信号进行处理控制，在热泵制热运行一定时间后，冰霜 检测装置连续一定时间检测到结霜并输出对应信号，且温度传感器连续一定时间检测到管 路温度低于设定值时，空调器进入除霜运行。进入除霜运行后，当冰霜检测装置检测到无霜 并输出对应信号时，延时一定时间，温度传感器连续一定时间检测到管路温度高于设定值 时后结束除霜运行。以下举例说明控制方式一和控制方式二 控制方式一例1.冰霜检测装置置于节流装置出口管路上，安装面紧贴着管表面。 温度传感器置于室内换热器的管路上。当冰霜检测装置连续tlmin输出结霜信号，且温度 传感器连续t2min检测到制冷系统管路温度低于TrC时，空调器进入除霜运行。进入除霜 运行后，当冰霜检测装置检测到无霜状态并输出对应信号时，延时t3min结束除霜运行。控制方式一例2冰霜检测装置置于配管管路上容易形成冰霜的位置，安装面紧贴管表面。温度传 感器置于室内换热器的管路上。当冰霜检测装置连续tlmin输出结霜信号，且温度传感器 连续t2min检测到管路温度低于TrC时，空调器进入除霜运行。进入除霜运行后，当冰霜检 测装置检测到无霜状态并输出对应信号时，延时t3min结束除霜运行。控制方式一例3.冰霜检测装置置于室外换热器的管路上，安装面紧贴管表面。当 冰霜检测装置连续tlmin输出结霜信号，且温度传感器连续t2min检测到管路温度低于 Trc时，空调器进入除霜运行。进入除霜运行后，当冰霜检测装置检测到无霜状态并输出对 应信号时，结束除霜运行。控制方式一例4.冰霜检测装置置于室外换热器的管路上，安装面紧贴管表面。当冰霜检测装置连 续tlmin输出结霜信号，空调器进入除霜运行。进入除霜运行后，当冰霜检测装置检测到无 霜状态并输出对应信号时，结束除霜运行。控制方式二例1.冰霜检测装置置于节流装置出口管路上，安装面紧贴着管表面。 温度传感器置于室内换热器的管路上。当冰霜检测装置连续tlmin输出结霜信号，且温度 传感器连续t2min检测到制冷系统管路温度低于TrC时，空调器进入除霜运行。进入除霜 运行后，当冰霜检测装置检测到无霜状态并输出对应信号时，且温度传感器连续t3min检 测到制冷系统管路温度高于T2°C时结束除霜运行。注时间t、温度T视具体机型的制冷系统确定。上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发 明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明的保护范围。
权利要求
冰霜检测装置，其特征在于包括有发光器件(61)和光接收器件(62)，由座体(65)作为支撑部件，所述座体(65)设置有发光器件安装部(651)、光接收器件安装部(652)和印刷线路板安装部(653)，所述发光器件安装部(651)、光接收器件安装部(652)和印刷线路板安装部(653)为半封闭的腔体；发光器件(61)和光接收器件(62)通过印刷线路板(63)固定在座体(65)上相应的腔体中；电信号通过与印刷线路板(63)连接的导线(64)传输。
2.如权利要求1所述的冰霜检测装置，其特征在于所述光接收器件(62)朝向发光 器件(61)的一面为光接收面，所述座体(65)靠近光接收面处的壁面设置有透光孔(621)； 所述冰霜检测装置(6)还包括有防尘保护的网罩(66)和固定夹(67)，网罩(66)位于座 体(65)外，扣在所述发光器件安装部(651)和光接收器件安装部(652)之间位置；固定夹 (67)呈旋转90°的“U”形，卡紧在所述发光器件安装部(651)和光接收器件安装部(652) 下方的凹陷部位。
3.如权利要求2所述的冰霜检测装置，其特征在于所述网罩(66)呈盖状，并设置有 多个网孔，位于所述座体(65)的正面。
4.如权利要求3所述的冰霜检测装置，其特征在于在所述座体(65)的背面，位于发 光器件(61)、光接收器件(62)之间设置有结霜体的安装空间，所述座体(65)设置有结霜体 (8)的安装面(654)。
5.如权利要求4所述的冰霜检测装置，其特征在于所述冰霜检测装置(6)利用光电 开关D301F31A，所述光电开关呈U型。
6.热泵型空调器，包括有控制部件、室外换热器(3)、室外风机、压缩机(1)、四通阀 ⑵、室内换热器(5)、室内风机以及节流装置⑷；所述室外换热器(3)、压缩机⑴、四通阀 (2)、节流装置(4)、以及室内换热器(5)通过冷媒管道连接形成封闭的循环系统，冷媒在所 述循环系统内循环流动；其特征在于所述热泵型空调器还包括有安装在循环系统上的如 权利要求1至5中任何一项所述的冰霜检测装置(6)，所述冰霜检测装置(6)与所述控制部 件电路连接，并将检测到的光信号转换为电信号传输到所述控制部件。
7.控制如权利要求6所述的热泵型空调器进行除霜的方法，其特征在于空调器制热 运行tl分钟后，冰霜检测装置即对循环系统进行检测；当冰霜检测装置检测到循环系统有 霜时，空调器转为除霜运行模式；空调器除霜运行t3分钟后，冰霜检测装置对循环系统进 行检测；当冰霜检测装置检测到循环系统无霜时，空调器转为制热运行模式。
8.如权利要求7所述的热泵型空调器的除霜控制方法，其特征在于具体包括步骤一除霜控制模式开始；步骤二 控制部件判断化霜运行标记是否=1，如是，进入步骤三，如否，进入步骤八；步骤三冰霜检测装置检测是否已经完成化霜，如是，进入步骤五，如否，进入步骤四；步骤四退出除霜控制模式，到步骤一；步骤五控制部件判断延时2min时间是否已到，如是，进入步骤六，如否，进入步骤四；步骤六热泵型空调器的四通阀开启、室外风机启动，室内风机正常启动，进入步骤七；步骤七化霜标记清零，进入步骤十四；步骤八控制部件判断是否满足压缩机最小运行时间，如是，进入步骤十，如否，进入步骤九；步骤九退出除霜控制模式，到步骤一；步骤十控制部件判断是否满足累计运行时间，如是，进入步骤十一，如否，进入步骤九；步骤十一冰霜检测装置检测是否有霜，如是，进入步骤十二，如否，进入步骤九； 步骤十二热泵型空调器的四通阀停止、室外风机停止，室内风机停止，进入热泵除霜 过程，进入步骤十三；步骤十三控制部件设定化霜运行标记=1，进入步骤十四； 步骤十四退出除霜控制模式，到步骤一。
9.如权利要求8所述的热泵型空调器的除霜控制方法，其特征在于当冰霜检测装置 检测到循环系统有霜时，控制部件的单片机通过对管路温度的变化进一步分析，确认有霜， 空调器转为除霜运行模式。
10.如权利要求8所述的热泵型空调器的除霜控制方法，其特征在于当冰霜检测装置 检测到循环系统无霜时，控制部件的单片机通过对管路温度的变化进一步分析，确认霜已 经化完，空调器转为制热运行模式。
11.如权利要求9或10所述的热泵型空调器的除霜控制方法，其特征在于所述管路 温度指循环系统任意一处的温度。
全文摘要
本发明的冰霜检测装置，包括有发光器件和光接收器件；热泵型空调器，包括有安装在循环系统上的冰霜检测装置，所述冰霜检测装置包括有发光器件和光接收器件，所述冰霜检测装置与控制部件电路连接，并将检测到的光信号转换为电信号传输到控制部件。冰霜检测装置利用冰霜作为光束通道的障碍物，通过对光束的遮挡、折射，改变光的强度，使光接收器件输出信号发生变化。可应用在制冷器具的除霜控制、冰霜容积控制等方面。通过冰霜检测装置检测，或通过管路温度传感器和冰霜检测装置双重检测。本发明的热泵型空调器的除霜控制方法，使用冰霜检测装置对循环系统进行检测，能准确判断结霜与否，进行有效除霜，提高了空调器热泵制热效率。
文档编号G01D5/34GK101988839SQ20091004162
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月4日 优先权日2009年8月4日
发明者叶务占, 张辉, 陈志强, 黄昌铎 申请人:珠海格力电器股份有限公司