空调系统及其抑制结霜控制方法
【专利摘要】本发明公开一种空调系统，涉及空调技术领域。该空调系统包括由依次连接的压缩机、室外换热器、节流装置和室内换热器组成的主管路，还包括冷媒换向装置，该冷媒换向装置使节流装置与室外换热器的第一端或第二端连通，当室外换热器的其中一端与节流装置连通时，另一端与压缩机连通。同时，还公开一种适用于上述空调系统的抑制结霜控制方法。本发明设置有冷媒换向装置，当空调系统制热正向流路结霜到一定条件时，通过冷媒换向装置可切换流经室外换热器的冷媒的流向，从而有效延长了结霜周期，提高了制热舒适性，同时，室外换热器制热流路不单一，有利于流路的优化。
【专利说明】
空调系统及其抑制结霜控制方法
技术领域
[0001] 本发明设及空调技术领域，尤其设及一种空调系统及该空调系统的抑制结霜控制 方法。
【背景技术】
[0002] 在目前的空调系统中，绝大部分是使用一个四通阀来切换制冷和制热模式，制热 模式室外机结霜后的除霜，是影响舒适性的一个重要因素，如何延长室外侧结霜周期、减少 化霜时室内侧溫降是历来制冷行业研究的热点之一。传统的单四通阀空调系统由于制热时 室外侧冷媒只能沿着制冷的冷媒流路反向流动，结霜过程是从局部开始结霜后扩散，且开 始结霜后，结霜速度呈指数加快，于是，在制热模式下频繁进行除霜，会影响室内侧制热效 果，制热舒适性差;另外，传统的单四通阀空调系统本来适用于制冷的反向流路不一定适用 于制热模式，室外换热器制热流路单一，不利于优化流路。
【发明内容】
[0003] 本发明的一个目的是提出一种结构简单，延长结霜周期，提高制热舒适性，有利于 流路优化的空调系统。
[0004] 本发明的另一个目的是提出一种适用于所述空调系统的抑制结霜控制方法，该控 制方法能够抑制结霜过程，有效延长结霜周期，提高制热舒适性。
[0005] 为达此目的，本发明采用W下技术方案：
[0006] -种空调系统，包括由依次连接的压缩机、室外换热器、节流装置和室内换热器组 成的主管路，还包括冷媒换向装置，该冷媒换向装置使节流装置与室外换热器的第一端或 第二端连通，当室外换热器的其中一端与节流装置连通时，另一端与压缩机连通。
[0007] 作为一种空调系统的优选方案，所述冷媒换向装置为第一四通阀，所述第一四通 阀的第一端与节流装置连通，第二端与室外换热器的一端连通，第Ξ端与室外换热器的另 一端连通，第四端与压缩机的吸气端连通。
[000引作为一种空调系统的优选方案，包括第二四通阀，所述第二四通阀的第一端与压 缩机的排气端连通，第二端与室内换热器连通，第Ξ端与第一四通阀的第四端连通，第四端 与压缩机的吸气端连通。
[0009] 作为一种空调系统的优选方案，包括控制装置及分别与控制装置电连接的外环溫 检测装置和设置在室外换热器上的外管溫检测装置，所述控制装置与第一四通阀电连接， 用于接收外环溫检测装置和外管溫检测装置的溫度信号并向第一四通阀发出是否换向指 令。
[0010] 作为一种空调系统的优选方案，所述控制装置包括判断单元、比较单元和控制单 元，所述判断单元用于判断外环溫检测装置检测到的室外环境溫度T外环是否低于设定溫度 T揽；
[0011] 所述比较单元用于将外管溫检测装置检测到的室外换热器外管溫度心借与给定溫 度T?酿进行比较，W及将外管溫检测装置检测到的室外换热器外管溫度1>借和外环溫检测装 置检测到的室外环境溫度T外环之差与给定溫差T溫差进行比较；
[0012] 所述控制单元用于根据判断单元的判断结果和比较单元的比较结果控制第一四 通阀是否换向。
[0013] 作为一种空调系统的优选方案，所述室外换热器的下方设置有接水盘。
[0014] -种适用于如W上所述的空调系统的抑制结霜控制方法，控制装置根据外环溫检 测装置和外管溫检测装置检测到的溫度信号向所述冷媒换向装置发出是否换向指令。
[0015] 作为一种空调系统的抑制结霜控制方法的优选方案，所述控制装置判断外环溫检 测装置检测到的室外环境溫度T外环是否低于设定溫度Ti猎，并将外管溫检测装置检测到的室 外换热器外管溫度借与给定溫度T溫度进行比较，W及将外管溫检测装置检测到的室外换热 器外管溫度1>借和外环溫检测装置检测到的室外环境溫度T外环之差与给定溫差T艦进行比 较，根据W上判断结果和比较结果控制冷媒换向装置是否换向。
[0016] 作为一种空调系统的抑制结霜控制方法的优选方案，当外环溫检测装置检测到的 室外环境溫度T外环 >设定溫度Ti粧时，若连续t时间外管溫检测装置检测到的室外换热器外 管溫度1>障《给定溫度Tis度，则控制装置控制冷媒换向装置换向。
[0017] 作为一种空调系统的抑制结霜控制方法的优选方案，当外环溫检现蝶置检测到的 室外环境溫度T外环 <设定溫度Ti猎时，若连续t时间外管溫检测装置检测到的室外换热器外管 溫度1>借-外环溫检测装置检测到的室外环境溫度T外环 >给定溫差Ts差，则控制装置控制冷媒 换向装置换向。
[001引本发明的有益效果为：
[0019] 本发明提出一种空调系统，该空调系统设置有冷媒换向装置，当空调系统制热正 向流路结霜到一定条件时，通过冷媒换向装置可切换流经室外换热器的冷媒的流向，从而 有效延长了结霜周期，提高了制热舒适性，同时，室外换热器制热流路不单一，有利于流路 的优化。
[0020] 本发明还提出一种适用于所述空调系统的抑制结霜控制方法，控制装置根据外环 溫检测装置和外管溫检测装置检测到的溫度信号向冷媒换向装置发出换向指令，切换流经 室外换热器的冷媒的流向，从而有效抑制了结霜过程，延长了结霜周期，提高了制热舒适 性。
【附图说明】
[0021 ]图1是本发明【具体实施方式】提供的空调系统的原理图；
[0022] 图2是本发明【具体实施方式】提供的空调系统制热结霜时的制热量与时间的关系示 意图。
[0023] 图中；
[0024] 1、压缩机;2、室外换热器;3、节流装置;4、室内换热器;5、第一四通阀；6、第二四通 阀。
【具体实施方式】
[0025] 为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面 将结合附图对本发明实施方式的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施方式 仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的 范围。
[0026] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中屯、"、"纵向横向前"、"后"、 "左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"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、W特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护 范围的限制。
[0027] 为了解决现有的空调系统结霜过快，易进入频繁化霜，严重影响室内制热舒适性， 室外换热器制热流路单一，不利于优化流路的问题，本申请提出一种新型空调系统，如图1 所示，空调系统包括由依次连接的压缩机1、室外换热器2、节流装置3和室内换热器4组成的 主管路和冷媒换向装置，该冷媒换向装置使节流装置3与室外换热器2的第一端或第二端连 通，当室外换热器2的其中一端与节流装置3连通时，另一端与压缩机1连通。
[0028] 作为一种优选的实施方式，该冷媒换向装置为第一四通阀5,第一四通阀5的第一 端与节流装置3连通，第二端与室外换热器2的第一端连通，第Ξ端与室外换热器2的第二端 连通，第四端与压缩机1的吸气端连通。当空调系统为热累系统，且热累系统制热正向流路 结霜到一定条件时，通过冷媒换向装置切换流经室外换热器2的冷媒的流向，有效延长了结 霜周期，提高了制热舒适性，同时，室外换热器2制热流路不单一，有利于流路的优化。
[0029] 作为一种更优选的实施方式，空调系统除了包括W上冷凝管路外，还包括第二四 通阀6,第二四通阀6的第一端与压缩机1的排气端连通，第二端与室内换热器4的一端连通， 第Ξ端与第一四通阀5的第四端连通，第四端与压缩机1的吸气端连通。当空调系统为制冷 制热系统，且空调系统制热正向流路结霜到一定条件时，通过第一四通阀5的换向切换流经 室外换热器的冷媒的流向，有效延长了结霜周期，提高了制热舒适性，同时，使制热时室外 换热器2可利用制冷相同的流路，室外换热器2制热流路不单一，更有利于流路的优化。
[0030] 优选的，空调系统包括控制装置及分别与控制装置电连接的外环溫检测装置和设 置在室外换热器2上的外管溫检测装置，其中，外环溫检测装置用来检测室外环境溫度，外 管溫检测装置设置在室外换热器2的溫度最低处，也可W设置在制冷剂进口处或制冷剂出 口处等位置，能够快速准确地检测出室外换热器2的外管溫度。控制装置与第一四通阀5电 连接，可接收外环溫检测装置和外管溫检测装置的溫度信号并向第一四通阀5发出是否换 向指令。
[0031] 进一步的，该控制装置包括判断单元、比较单元和控制单元，判断单元用于判断外 环溫检测装置检测到的室外环境溫度T外环是否低于设定溫度Ti猎。比较单元用于将外管溫检 巧蝶置检测到的室外换热器2外管溫度1>借与给定溫度T?酿进行比较，W及将外管溫检测装 置检测到的室外换热器2外管溫度私借和外环溫检测装置检测到的室外环境溫度T外环之差与 给定溫差1>腊进行比较。控制单元可根据判断单元的判断结果和比较单元的比较结果控制 第一四通阀5是否换向。
[0032] 与传统的制冷制热空调系统相比，更优选实施方式中的空调系统增加了第一四通 阀5及其管路，其中，第二四通阀6的控制方式同现有空调系统的控制制冷制热切换方式相 同，在此不再寶述。
[0033] 本实施方式还提出一种适用于如W上所述的空调系统的抑制结霜控制方法，控制 装置根据外环溫检测装置和外管溫检测装置检测到的溫度信号向所述冷媒换向装置发出 是否换向指令。
[0034] 该空调系统的抑制结霜控制过程具体如下：
[0035] 在制冷模式下，第一四通阀5-直不得电，空调系统中的冷媒由管路a、b经过室外 换热器2换热后再经管路c、d流向室内换热器4,冷媒流向同普通空调系统，此时，第一四通 阀5无实际作用。
[0036] 在制热模式下，第一四通阀5-开始不得电，空调系统中的冷媒由管路d、c经过室 外换热器2换热后再经管路b、a返回至压缩机1，在此过程中，当室外换热器3铜管、翅片溫度 低于空气的露点溫度且低于设定溫度Ti粧(本实施例优选为0°C)时，铜管、翅片开始结霜，由 空调制冷原理可知，在实际结霜过程中，霜并非是同时在室外换热器2上的各个位置产生， 而是由局部位置开始(且大多数情况是流程的进口或者出口开始），并沿着流程进行扩散， 由结霜特性可知，当开始结霜后，结霜的速度会呈指数加快。因此在当空调系统正向流路结 霜到W下条件时，第一四通阀5得电进行切换：
[0037] 当外环溫检测装置检测到的室外环境溫度T外环>0°C时，若连续t时间外管溫检测 装置检测到的室外换热器2外管溫度私障《给定溫度T溫度，则进行第一四通阀5的切换。
[0038] 当外环溫检测装置检测到的室外环境溫度T外环<0°C时，若连续t时间外管溫检测装 置检测到的室外换热器2外管溫度1>借-外环溫检测装置检测到的室外环境溫度T外环 > 给定 溫差T溫差，则进行第一四通阀5的切换。具体举例说明如下：
[0039] 第一四通阀5切换借取值参数表
[0040]
[0041 ]在上述表格中，外管溫度1>借的取值误差优选±2°C。给定溫度T?酿的取值范围优选 为-5 °C -5°C，取值误差优选± 2°C。给定溫差了艦的取值范围优选为0-8°C，取值误差优选 ±2Γ。
[0042] 经第一四通阀5切换后，空调系统中的冷媒在室外换热器2侧的管路流向为:d-b- c-a，使得切换第一四通阀5前的流路停止结霜或者W较低速度加厚霜层，从反向开始进入 结霜过程，延长了结霜周期，同时降低了制热量衰减速率，提高了制热量，提高制热舒适性。
[0043] 如图2所示，空调系统制热过程结霜后制热量随时间变化趋势大致如此，按照普通 空调系统，在T1时刻后，制热量变化如虚线曲线呈现的趋势，制热量急剧下降，在T2时刻进 行除霜，使用本方案的空调系统，在τι时刻进行流路切换后，制热量变化如实线呈现的趋 势，制热量先缓升后缓降，在Τ3时刻进行除霜，结霜周期则延长了Τ3-Τ2的时间。
[0044] 第一四通阀5得电后，进行除霜条件判断及除霜控制方式同现有空调系统的除霜 方式，在此也不再寶述。
[0045] 在本实施方式中，为了方便室外换热器2的冷凝水的流出，室外换热器2的下方设 置有承接冷凝水的接水盘。节流装置3优选为电子膨胀阀，不仅适用机电一体化的而发展要 求，能够在低溫环境下准确反映出过热度的变化，而且节能降耗。
[0046] W上结合【具体实施方式】描述了本发明的技术原理。运些描述只是为了解释本发明 的原理，而不能W任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域技术 人员不需要付出创造性劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】，运些方式都将落入本 发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种空调系统，包括由依次连接的压缩机（1)、室外换热器(2)、节流装置(3)和室内 换热器(4)组成的主管路，其特征在于，还包括冷媒换向装置，该冷媒换向装置使节流装置 (3)与室外换热器(2)的第一端或第二端连通，当室外换热器(2)的其中一端与节流装置(3) 连通时，另一端与压缩机(1)连通。2. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷媒换向装置为第一四通阀（5)， 所述第一四通阀（5)的第一端与节流装置(3)连通，第二端与室外换热器(2)的一端连通，第 三端与室外换热器(2)的另一端连通，第四端与压缩机(1)的吸气端连通。3. 根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，包括第二四通阀（6)，所述第二四通阀 (6)的第一端与压缩机(1)的排气端连通，第二端与室内换热器(4)连通，第三端与第一四通 阀（5)的第四端连通，第四端与压缩机(1)的吸气端连通。4. 根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，包括控制装置及分别与控制装置电连 接的外环温检测装置和设置在室外换热器(2)上的外管温检测装置，所述控制装置与第一 四通阀（5)电连接，用于接收外环温检测装置和外管温检测装置的温度信号并向第一四通 阀（5)发出是否换向指令。5. 根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述控制装置包括判断单元、比较单 元和控制单元，所述判断单元用于判断外环温检测装置检测到的室外环境温度T外环是否低 于设定温度Tge; 所述比较单元用于将外管温检测装置检测到的室外换热器(2)外管温度1>隋与给定温 度?)破进行比较，以及将外管温检测装置检测到的室外换热器(2)外管温度?>?和外环温检 测装置检测到的室外环境温度Τ外环之差与给定温差Ts差进行比较； 所述控制单元用于根据判断单元的判断结果和比较单元的比较结果控制第一四通阀 (5)是否换向。6. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述室外换热器(2)的下方设置有接 水盘。7. -种适用于如权利要求1至6任一项所述的空调系统的抑制结霜控制方法，其特征在 于，控制装置根据外环温检测装置和外管温检测装置检测到的温度信号向所述冷媒换向装 置发出是否换向指令。8. 根据权利要求7所述的空调系统的抑制结霜控制方法，其特征在于，所述控制装置判 断外环温检测装置检测到的室外环境温度T外环是否低于设定温度Ti旋，并将外管温检测装置 检测到的室外换热器(2)外管温度T贈与给定温度?)破进行比较，以及将外管温检测装置检 测到的室外换热器(2)外管温度?>?和外环温检测装置检测到的室外环境温度T外环之差与给 定温差Τ温差进行比较，根据以上判断结果和比较结果控制冷媒换向装置是否换向。9. 根据权利要求8所述的空调系统的抑制结霜控制方法，其特征在于，当外环温检测装 置检测到的室外环境温度Τ外环多设定温度Ti胺时，若连续t时间外管温检测装置检测到的室 外换热器(2)外管温度给定温度T温度，则控制装置控制冷媒换向装置换向。10. 根据权利要求8所述的空调系统的抑制结霜控制方法，其特征在于，当外环温检测 装置检测到的室外环境温度Τ外环〈设定温度Τ设定时，若连续t时间外管温检测装置检测到的室 外换热器(2)外管温度?>?_外环温检测装置检测到的室外环境温度T外环彡给定温差T驢，则 控制装置控制冷媒换向装置换向。
【文档编号】F25B49/02GK105972851SQ201610334275
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】陈锐东, 邹云辉, 黄志辉, 林金煌, 罗波, 陈姣, 冯青龙, 廖永富
【申请人】珠海格力电器股份有限公司