一种热泵系统和空调以及空调化霜控制方法与流程

1.本发明涉及化霜领域，特别地，涉及一种热泵系统和空调以及空调化霜控制方法。


背景技术：

2.随着生活水平提升，变频热泵空调将更广泛的应用于人民生活，在寒冷冬季空调系统制热运行时，室外换热器会结霜导致换热性能下降。目前化霜时采用换向化霜，传统换热器均为一体的，当换热器体积较大时，各部位的温度差异较大，若以室外换热器温度较高部位的温度为依据判断是否退出化霜，则导致室外换热器温度较低区域化霜不干净，室外换热器温度较低区域的霜不断积累影响机组换热；若以室外换热器温度较低区域的温度为依据判断是否退出化霜，则导致室外换热器温度较高区域化霜结束后仍有冷媒流过进行化霜，造成资源浪费。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种热泵系统和空调以及空调化霜控制方法，以解决传统换热器均为一体的，化霜过程中冷凝水是不断往下流，导致室外换热器上部温度高，下部温度低。若以室外换热器上部温度为依据判断是否退出化霜，则导致室外换热器下部化霜不干净，室外换热器下部上的霜不断积累影响机组换热；若以室外换热器下部温度为依据判断是否退出化霜，则导致室外换热器上部化霜后仍会化霜，造成资源浪费的问题。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.第一方面，提供一种热泵系统，包括压缩机、四通阀、室内换热器、电子膨胀阀和室外换热器，所述室外换热器上设置有多段相互独立的冷媒管路，所述压缩机的排气口连接所述四通阀的第一接口，所述压缩机的回气口连接所述四通阀的第二接口，所述四通阀的第三接口连接所述室内换热器，所述室内换热器与所述电子膨胀阀连接；
6.每段所述冷媒管路的一端连接所述电子膨胀阀，另一端连接所述四通阀的第四接口；
7.所述室外换热器设置有用于检测所述室外换热器上每段所述冷媒管路所在位置的管温的感温装置；
8.每段所述冷媒管路设置有用于控制冷媒是否流过所述室外换热器的阀门。
9.进一步地，所述室外换热器为一个，不同所述冷媒管路设置于所述室外换热器的不同位置。
10.进一步地，所述室外换热器与所述冷媒管路数量相同，每个室外换热器上设置一段冷媒管路。
11.进一步地，每段冷媒管路在所述室外换热器水平设置；任意两段冷媒管路在所述室外换热器呈上下设置。
12.进一步地，任意两段冷媒管路的宽度相同，所述宽度为所述室外换热器上所述冷
媒管路所在位置的竖直方向的高度。
13.进一步地，还包括：室外风机，当所述室外风机驱动空气从下向上与所述室外换热器进行热交换时，位于下方的冷媒管路的宽度大于位于上方的冷媒管路的宽度，所述宽度为所述室外换热器上所述冷媒管路所在位置的竖直方向的高度。
14.进一步地，当所述室外风机驱动所述空气从上向下与所述室外换热器进行热交换时，位于上方的冷媒管路的宽度大于位于下方的冷媒管路的宽度。
15.进一步地，当任一冷媒管路对应的所述感温装置检测到所述室外换热器上所述冷媒管路所在位置的管温小于第一预设温度值时，所述冷媒管路对应的阀门关闭。
16.进一步地，当所有冷媒管路对应的阀门都关闭后，所述四通阀切换状态以使所述热泵系统进入逆向化霜模式，同时所有冷媒管路对应的阀门打开。
17.进一步地，当热泵系统进行逆向化霜模式时，若任一所述冷媒管路对应的所述感温装置检测到所述室外换热器上所述冷媒管路所在位置的管温大于第二预设温度值时，所述冷媒管路对应的阀门再次关闭，所述第二预设温度值大于所述第一预设温度值。
18.进一步地，当所有冷媒管路对应的阀门都再次关闭后，所述四通阀切换状态以使所述热泵系统进入制热模式，同时所有冷媒管路对应的阀门再次打开。
19.进一步地，还包括：控制器；所述控制器分别与所述四通阀、所述阀门和所述感温装置电连接。
20.第二方面，提供一种空调，包括第一方面技术方案中任一项所述的热泵系统。
21.第三方面，提供一种空调化霜控制方法，应用于第二方面技术方案所述的空调，所述方法包括以下步骤：
22.获取室外换热器上每段冷媒管路所在位置的管温；
23.在所述空调进入化霜模式时，若任一所述管温大于第二预设温度值，控制所述冷媒管路对应的阀门关闭；
24.当所有冷媒管路对应的阀门关闭时，控制所述四通阀切换状态以使所述空调进入制热模式，同时控制所有冷媒管路对应的阀门打开。
25.进一步地，还包括：
26.在所述空调处于制热模式时，若任一所述管温小于第一预设温度值，控制所述冷媒管路对应的阀门关闭，所述第二预设温度值大于所述第一预设温度值；
27.当所有冷媒管路对应的阀门关闭时，控制所述四通阀切换状态以使所述空调进入逆向化霜模式，同时控制所有冷媒管路对应的阀门打开。
28.有益效果：
29.本技术技术方案提供一种热泵系统和空调以及空调化霜控制方法，热泵系统包括压缩机、四通阀、室内换热器、电子膨胀阀和室外换热器，室外换热器上设置多段相互独立的冷媒管路，这样每段冷媒管路中冷媒的流通互不影响，且每段冷媒管路设置有感温装置和阀门。这样当热泵系统逆向化霜时，根据每段冷媒管路对应的感温装置检测到的管温判断室外换热器上该段冷媒管路所在区域是否化霜完毕，当化霜完毕后控制相应的冷媒管路对应的阀门关闭。本技术方案相当于将传统的整体的室外换热器分为多个区域，每个区域设置一段冷媒管路，不受其他冷媒管路的影响，保证室外换热器每个区域都可以化霜干净，不会影响热泵系统的制热效率；同时还可以保证室外换热器每个区域化霜干净后立刻停止
化霜，避免了能源浪费，而且由于通过四通阀第四接口的冷媒量相同，当一个冷媒管路的阀门关闭后，流向其他冷媒管路的冷媒量增大，加快了化霜效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
31.图1是本发明实施例提供的一种热泵系统结构示意图；
32.图2是本发明实施例提供的一种空调化霜控制方法流程图；
[0033][0034]
1-压缩机，2-四通阀，d-第一接口，s-第二接口，e-第三接口，c-第四接口，3-室内换热器，4-电子膨胀阀，5-室外换热器，51-冷媒管路，6-阀门，7-感温装置，8-气液分离器，9-室外风机。
具体实施方式
[0035]
为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术所保护的范围。
[0036]
第一实施例，参照图1，本发明实施例提供了一种热泵系统，包括压缩机1、四通阀2、室内换热器3、电子膨胀阀4和室外换热器5，室外换热器5上设置有多段相互独立的冷媒管路51，压缩机1的排气口连接四通阀2的第一接口d，压缩机1的回气口连接四通阀2的第二接口s，四通阀2的第三接口e连接室内换热器3，室内换热器3与电子膨胀阀4连接；
[0037]
每段冷媒管路51的一端连接电子膨胀阀4，另一端连接四通阀2的第四接口c；
[0038]
室外换热器5设置有用于检测室外换热器5上每段冷媒管路51所在位置的管温的感温装置7；
[0039]
每段冷媒管路51设置有用于控制冷媒是否流过室外换热器5的阀门6。
[0040]
本发明实施例提供的热泵系统包括压缩机、四通阀、室内换热器、电子膨胀阀和室外换热器，室外换热器上设置多段相互独立的冷媒管路，这样每段冷媒管路中冷媒的流通互不影响，且每段冷媒管路设置有感温装置和阀门。这样当热泵系统逆向化霜时，根据每段冷媒管路对应的感温装置检测到的管温判断室外换热器上该段冷媒管路所在区域是否化霜完毕，当化霜完毕后控制相应的冷媒管路对应的阀门关闭。本技术方案相当于将传统的整体的室外换热器分为多个区域，每个区域设置一段冷媒管路，不受其他冷媒管路的影响，保证室外换热器每个区域都可以化霜干净，不会影响热泵系统的制热效率；同时还可以保证室外换热器每个区域化霜干净后立刻停止化霜，避免了能源浪费，而且由于通过四通阀第四接口的冷媒量相同，当一个冷媒管路的阀门关闭后，流向其他冷媒管路的冷媒量增大，加快了化霜效率。
[0041]
第二实施例，作为对第一实施例的补充说明，本发明提供一种根据具体的热泵系
统，包括压缩机1、四通阀2、室内换热器3、电子膨胀阀4和室外换热器5以及气液分离器8，室外换热器5上设置有多段相互独立的冷媒管路51，压缩机1的排气口连接四通阀2的第一接口d，压缩机1的回气口通过气液分离器8连接四通阀2的第二接口s，四通阀2的第三接口e连接室内换热器3，室内换热器3与电子膨胀阀4连接；
[0042]
每段冷媒管路51的一端连接电子膨胀阀4，另一端连接四通阀2的第四接口c；
[0043]
室外换热器5设置有用于检测室外换热器5管温的感温装置7；具体的感温装置7采用感温包，每段冷媒管路51所在的室外换热器5位置设置至少一个感温包；当设置多个感温包时，根据多个感温包测量的管温综合判断是否开始化霜或结束化霜，示例性的，每段冷媒管路51所在室外换热器5的位置设置三个感温包，三个感温包的平均温度作为判断开始结霜或结束化霜的依据。
[0044]
每段冷媒管路51设置有用于控制冷媒是否流过室外换热器5的阀门6，阀门6采用电磁阀。
[0045]
具体工作过程如下：
[0046]
当任一冷媒管路51对应的感温装置7检测到该冷媒管路51所在位置的室外换热器5的管温小于第一预设温度值时，此时热泵系统处于制热模式，流过室外换热器5的冷媒在室外换热器5中吸热，当管温小于第一预设温度值时，判断室外换热器5上该冷媒管路51所在位置结霜严重，需要开始化霜，此时该冷媒管路51对应的阀门6关闭。第一预设温度值根据实际需要设置。当该冷媒管路51对应阀门6关闭后，冷媒不再流过室外换热器5上该冷媒管路51的位置，室外换热器5上该冷媒管路51所在位置不再继续结霜。当管温小于第一预设温度值时，即使打开阀门6制热效率也非常低，因此关闭阀门6后，能够防止室外换热器5继续结霜。
[0047]
当所有冷媒管路51对应的阀门6都关闭后，四通阀2切换状态以使热泵系统进入逆向化霜模式，同时所有冷媒管路51对应的阀门6打开。此时冷媒管路51中的冷媒室外换热器5的冷媒用于放热，对室外换热器5上冷媒管路51所在位置进行化霜。
[0048]
当热泵系统进行逆向化霜模式时，若任一冷媒管路51对应的感温装置7检测到室外换热器5上相应冷媒管路51所在位置的管温大于第二预设温度值时，该冷媒管路51对应的阀门6再次关闭。第二预设温度值大于第一预设温度值，且第二预设温度值根据实际需要设置。管温大于第二预设温度值时，说明室外换热器5上该冷媒管路51所在位置化霜完毕，因此关闭阀门6后，冷媒不再通过该室外换热器5上该冷媒管路51所在位置。由于压缩机1排气口的冷媒流量一定，当某一冷媒管路51对应的阀门6关闭后，本该流入该冷媒管路51的冷媒会流入其他冷媒管路51，这样会加快室外换热器5其他位置的化霜，化霜时间更短，化霜效率更高。
[0049]
当所有冷媒管路51对应的阀门6都再次关闭后，四通阀2切换状态以使热泵系统进入制热模式，同时所有冷媒管路51对应的阀门6再次打开。当所有冷媒管路51对应的阀门6再次关闭后，说明室外换热器5所有位置都化霜完毕，这时退出化霜模式，控制四通阀2切换状态以使热泵系统进入制热模式，同时打开所有冷媒管路51对应的阀门6，以使制热模式下冷媒正常通过室外换热器5。
[0050]
本发明实施例提供的方案，在保证制热模式下热泵系统能够正常运行时，在室外换热器5上每个冷媒管路51所在位置结霜到一定程度(即管温小于第一预设温度值)时，及
时关闭该冷媒管路51对应的阀门6避免冷媒继续流过该室外换热器5上冷媒管路51所在位置，浪费能源。同时在进入逆向化霜模式时，在室外换热器5上任一冷媒管路51所在位置化霜干净(即管温大于第二预设温度值)时，及时关闭冷媒管路51对应的阀门6避免冷媒继续流过室外换热器5上该冷媒管路51所在位置，浪费能源；同时一些冷媒管路51对应的阀门6关闭后，流入其他冷媒管路51的冷媒量增加，化霜效率加快，化霜时间减少。
[0051]
需要说明的是，影响室外换热器5温度不同的一部分原因是因为在化霜结束后，霜变为冷凝水从室外换热器5从上向下流，在室外换热器5结霜厚度相同时，室外换热器5下方的管温要比上方管温低，因此在室外换热器5较大时，造成室外换热器5上下区域温度不一致。因此为了解决这一技术问题，本发明实施例每段冷媒管路51在室外换热器5上水平设置，这样在竖直方向宽度较窄，室外换热器5水平方向温度分布较一致，竖直方向宽度较小时，上下的温度相差较小，(本发明实施例中水平和竖直方向均是以地面为标准，即水平方向为平行于地面，竖直方向为垂直于地面)；任意两个冷媒管路51呈上下设置。上下设置冷媒管路51，能够使化霜结束时室外换热器5上每段冷媒管路51所在位置的管温在竖直方向基本一致。
[0052]
作为本发明实施例一种可选的实现方式，任意两段冷媒管路51的宽度相同，宽度为室外换热器5上冷媒管路51所在位置的竖直方向的高度，这样便于规模化生产。可以理解的是，冷媒管路51的宽度由在竖直方向上设置的管道数量和分布距离有关，每条管路中冷媒与周围的空气换热，因此只要均匀分布管道，可以使冷媒管路51的宽度增加，而每个冷媒管路51中无论竖直方向上管道数量多少，其均是一条管道，即仅有一个出口和一个入口。虽然图1中每个区域的中冷媒管路51中竖直方向的管道仅有一条，但是在实际中管路数量可以根据实际需要设置。
[0053]
但是在实际使用时，由于室外换热器5处设置有室外风机9，室外风机9驱动空气与室外换热器5换热，加快换热效率，因此室外换热器5最先与空气接触的部位结霜厚度最厚，而相同冷媒的情况下，结霜厚度不同化霜时间不同，因此为了便于不同结霜厚度给予不同冷媒量，本发明实施例中室外风机9驱动空气从下向上或者从上向下。以使室外换热器5在水平方向的结霜厚度整体一致，而室外换热器5上下的结霜厚度不同。
[0054]
而作为本领域常识，室外换热器5面积越大，换热效率越高，化霜时化霜越快，因此，作为本发明实施例另一种可选的实现方式，每个冷媒管路51的宽度与其接触室外风机9驱动的空气的接触顺序相关。因此冷媒管路51的宽度沿风向(室外风机9驱动空气的方向)逐渐减小。
[0055]
具体地，当室外风机9驱动空气从下向上与室外换热器5进行热交换时，位于下方的冷媒管路51的宽度大于位于上方的冷媒管路51的宽度。当室外风机9驱动空气从上向下与室外换热器5进行热交换时，位于上方的冷媒管路51的宽度大于位于下方的冷媒管路51的宽度。
[0056]
这样结霜越厚的室外换热器5区域，在化霜时，冷媒管路51提供的冷媒量也越多，化霜越快。
[0057]
需要说明的是，本发明实施例提供的阀门控制可以采用手动控制，也可以采用控制器控制。若采用控制器控制，则控制器与四通阀2、感温装置7以及阀门6电连接。
[0058]
作为本发明实施例一种可选的实现方式，室外换热器5为一个，不同冷媒管路51设
置于室外换热器5的不同位置。即在传统的室外换热器5上将冷媒管路51设置为多个。这样无需重新设置室外换热器5。
[0059]
作为本发明实施例另一种可选的实现方式，室外换热器5与冷媒管路51数量相同，每个室外换热器5上设置一段冷媒管路51。如图1所示，相当于将传统的大室外换热器设置为多个小室外换热器。
[0060]
本发明实施例提供的具体的热泵系统，室外换热器5上冷媒管路51相互独立，并且每段冷媒管路51设置有对应的感温装置7和阀门6。这样当热泵系统逆向化霜时，根据每段冷媒管路51对应的感温装置7检测到的管温判断其是否化霜完毕，当化霜完毕后控制化霜完毕的冷媒管路51对应的阀门6关闭。本技术方案相当于将传统的整体的室外换热器5分为多个区域，每个区域设置一段冷媒管路51，不受其他冷媒管路51的影响，保证室外换热器5上每段冷媒管路51所在区域都可以化霜干净，不会影响热泵系统的制热效率；同时还可以保证室外换热器5上每段冷媒管路51所在位置化霜干净后立刻停止化霜，避免了能源浪费，而且由于通过四通阀2第四接口c的冷媒量相同，当一个冷媒管路51对应的阀门6关闭后，流向其他冷媒管路51的冷媒量增大，加快了化霜效率。
[0061]
第三实施例，本发明提供一种空调，包括第一实施例或第二实施例提供的热泵系统。
[0062]
本发明实施例提供的空调，包括热泵系统，热泵系统包括压缩机、四通阀、室内换热器、电子膨胀阀和室外换热器，室外换热器上设置多段相互独立的冷媒管路，这样每段冷媒管路中冷媒的流通互不影响，且每段冷媒管路设置有感温装置和阀门。这样当热泵系统逆向化霜时，根据每段冷媒管路对应的感温装置检测到的管温判断室外换热器上该段冷媒管路所在区域是否化霜完毕，当化霜完毕后控制相应的冷媒管路对应的阀门关闭。本技术方案相当于将传统的整体的室外换热器分为多个区域，每个区域设置一段冷媒管路，不受其他冷媒管路的影响，保证室外换热器每个区域都可以化霜干净，不会影响热泵系统的制热效率；同时还可以保证室外换热器每个区域化霜干净后立刻停止化霜，避免了能源浪费，而且由于通过四通阀第四接口的冷媒量相同，当一个冷媒管路的阀门关闭后，流向其他冷媒管路的冷媒量增大，加快了化霜效率。
[0063]
第四实施例，本发明提供一种空调化霜控制方法，应用于第三实施例提供的空调，如图2所示，控制方法包括以下步骤：
[0064]
s11：获取室外换热器上每段冷媒管路所在位置的管温；
[0065]
s12：在空调进入化霜模式时，若任一管温大于第二预设温度值，控制冷媒管路对应的阀门关闭；
[0066]
s13：当所有冷媒管路对应的阀门关闭时，控制四通阀切换状态以使空调进入制热模式，同时控制所有冷媒管路对应的阀门打开。
[0067]
其中，还包括：
[0068]
在空调处于制热模式时，若任一管温小于第一预设温度值，控制冷媒管路对应的阀门关闭，第二预设温度值大于第一预设温度值；
[0069]
当所有冷媒管路对应的阀门关闭时，控制四通阀切换状态以使空调进入逆向化霜模式，同时控制所有冷媒管路对应的阀门打开。
[0070]
本发明实施例提供的空调化霜控制方法，室外换热器上设置多段相互独立的冷媒
管路，这样每段冷媒管路中冷媒的流通互不影响，且每段冷媒管路设置有感温装置和阀门。这样当热泵系统逆向化霜时，根据每段冷媒管路对应的感温装置检测到的管温判断室外换热器上该段冷媒管路所在区域是否化霜完毕，当化霜完毕后控制相应的冷媒管路对应的阀门关闭。本技术方案相当于将传统的整体的室外换热器分为多个区域，每个区域设置一段冷媒管路，不受其他冷媒管路的影响，保证室外换热器每个区域都可以化霜干净，不会影响热泵系统的制热效率；同时还可以保证室外换热器每个区域化霜干净后立刻停止化霜，避免了能源浪费，而且由于通过四通阀第四接口的冷媒量相同，当一个冷媒管路的阀门关闭后，流向其他冷媒管路的冷媒量增大，加快了化霜效率。
[0071]
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
[0072]
需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
[0073]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0074]
应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0075]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0076]
此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0077]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0078]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0079]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例
性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。