CN102748815A - 一种空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空调器，包括制冷剂、压缩机、四通阀、室外、内侧换热器、电子膨胀阀，制冷剂在上述部件形成的回路中流动，压缩机包括高、中、低转速挡启动单元，高转速挡启动单元用于根据第一转速指令控制压缩机在高转速挡启动，中转速挡启动单元用于根据第二转速指令控制压缩机在中转速挡启动，低转速挡启动单元用于根据第三转速指令控制压缩机在低转速挡启动，室外侧换热器包括依次并联的室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器，且压缩机在高转速挡启动时，室外侧主换热器、第一及第二副换热器参与换热，压缩机在中转速挡启动时，室外侧主换热器、第一副换热器参与换热，压缩机在低转速挡启动时，室外侧主换热器参与换热。

Description

一种空调器及其控制方法

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，更具体地说，是涉及一种空调器及其控制方法。

背景技术

现有技术中，通常使用的家用空调器，尤其是定频空调器都面临着不能较好地适应室外环境变化的难题。现有定频空调器运行制冷时，当室内环境温度低于空调器设定的温度，定频空调器压缩机就会停止工作，空调器的制冷量按某特定的环境温度条件设计，因而在环境温度不是很高的夏天、或者是在环境温度较高的冬天，空调器制冷/制热能力相对充足，较容易达到设定的房间温度，导致空调器压缩机开机时间短、停启较为频繁，因而使空调器消耗较大的功率，导致整机的季节能效比降低。

在不改变空调器系统配置的前提下，为了解决空调器压缩机开机时间短、停启较为频繁的难题，也有的空调器生产厂家通过在系统内设置不同长度的毛细管并列的方案，并相应增加环境温度的感温头，当环境温度在不同的温度带范围内时，控制器选择不同的毛细管支路以适应制冷剂的蒸发压力和蒸发温度，从而减轻较宽环境温度带对空调器压缩机运行的不利影响，但是，采用这样的控制手段的效果较为轻微，而且，多种节流方式的制冷系统在生产控制上较为复杂，增加系统焊堵的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，现有空调器在较宽范围的环境温度下，停启较为频繁，消耗较大的功率，导致整机的季节能效比降低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种空调器，包括制冷剂、压缩机、四通阀、室外侧换热器、电子膨胀阀及室内侧换热器，该制冷剂在该压缩机、四通阀、室外侧换热器、电子膨胀阀及室内侧换热器形成的回路中流动，该压缩机包括高转速挡启动单元、中转速挡启动单元及低转速挡启动单元，该高转速挡启动单元用于根据第一转速指令控制压缩机在高转速挡启动，该中转速挡启动单元用于根据第二转速指令控制压缩机在中转速挡启动，该低转速挡启动单元用于根据第三转速指令控制压缩机在低转速挡启动，该室外侧换热器包括依次并联的室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器，当该压缩机在高转速挡启动时，该室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器参与换热，当压缩机在中转速挡启动时，该室外侧主换热器、室外侧第一副换热器参与换热，当压缩机在低转速挡启动时，该室外侧主换热器参与换热。

上述的空调器中，该空调器还包括控制系统，该控制系统用于分别向压缩机的高转速挡启动单元、中转速挡启动单元及低转速挡启动单元对应发出第一转速指令、第二转速指令及第三转速指令，并当发出第一转速指令时，对应控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器均参与换热，当发出第二转速指令时，对应控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器参与换热，当发出第三转速指令时，对应控制室外侧主换热器参与换热。

上述的空调器中，该空调器还包括用于采集室外第一环境温度、第二环境温度及第三环境温度的温度感应装置，该控制系统根据该温度感应装置采集到的第一环境温度、第二环境温度及第三环境温度分别对应产生第一转速指令、第二转速指令及第三转速指令。

上述的空调器中，该室外侧第一副换热器包括根据控制系统的控制实现打开或关闭的第一截止阀和第二截止阀，当第一截止阀和第二截止阀打开时，室外侧第一副换热器参与换热，当第一截止阀和第二截止阀关闭时，室外侧第一副换热器不参与换热；

该室外侧第二副换热器包括根据控制系统的控制实现打开或关闭的第三截止阀和第四截止阀，当第三截止阀和第四截止阀打开时，室外侧第二副换热器参与换热，当第三截止阀和第四截止阀关闭时，室外侧第二副换热器不参与换热。

上述的空调器中，该电子膨胀阀根据控制系统的控制对应以三种开启度调节制冷剂的流量，其中，该三种开启度分别与压缩机的高转速挡、中转速挡及低转速挡相对应。

上述的空调器中，还包括根据控制系统的控制对应以三种转速转动的室外机风扇，其中，该三种转速分别与压缩机的高转速挡、中转速挡及低转速挡相对应。

一种空调器的控制方法，包括：

当高转速挡启动单元接收到第一转速指令时，根据第一转速指令控制压缩机在高转速挡启动，同时，控制系统控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器参与换热；

当中转速挡启动单元接收到第二转速指令时，根据第二转速指令控制压缩机在中转速挡启动，同时，控制系统控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器参与换热；

当低转速挡启动单元接收到第三转速指令时，根据第三转速指令控制压缩机在低转速挡启动，同时，控制系统控制室外侧主换热器参与换热。

上述的空调器的控制方法，在所述步骤之前，还包括步骤：

通过温度感应装置采集室外第一环境温度、第二环境温度及第三环境温度；

当采集到室外第一环境温度，控制系统根据该第一环境温度对应产生并向压缩机的高转速挡启动单元发送第一转速指令；

当采集到室外第二环境温度，控制系统根据该第二环境温度对应产生并向压缩机的中转速挡启动单元发送第二转速指令；

当采集到室外第三环境温度，控制系统根据该第三环境温度对应产生并向压缩机的低转速挡启动单元发送第三转速指令；

上述的空调器的控制方法，控制系统控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器参与换热的步骤具体为：

控制系统控制室外侧第一副换热器的第一截止阀和第二截止阀打开，以及控制室外侧第二副换热器的第三截止阀和第四截止阀打开，使室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器参与换热。

上述的空调器的控制方法，控制系统控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器参与换热的步骤具体为：

控制系统控制室外侧第一副换热器的第一截止阀和第二截止阀打开，以及控制室外侧第二副换热器的第三截止阀和第四截止阀关闭，使室外侧主换热器、室外侧第一副换热器参与换热。

上述的空调器的控制方法，控制系统控制室外侧主换热器参与换热的步骤具体为：

控制系统控制室外侧第一副换热器的第一截止阀和第二截止阀关闭，以及控制室外侧第二副换热器的第三截止阀和第四截止阀关闭，使室外侧主换热器参与换热。

本发明的有益效果是：本发明空调器即使在较宽范围的环境温度下，可根据室外环境温度来调整压缩机的转速，并对应搭配主副换热器以及电子膨胀阀的开度来调节制冷制热量，避免空调器频繁停启，降低功耗，从而达到高效的季节能效比。

附图说明

图1是本发明空调器的系统结构示意图。

具体实施方式

下面，结合说明书附图和具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不构成对本发明的限制：

如图1所示，为本发明空调器的系统结构示意图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明空调器包括制冷剂、压缩机1、四通阀2、室外侧换热器3、电子膨胀阀4、室内侧换热器5及控制系统，其中，压缩机1、四通阀2、室外侧换热器3、电子膨胀阀4及室内侧换热器5在控制系统的控制下，使制冷剂在该压缩机1、四通阀2、室外侧换热器3、电子膨胀阀4及室内侧换热器5形成的回路中流动，以实现空调器的制冷或制热。

本实施例中，该压缩机1包括高转速挡启动单元、中转速挡启动单元及低转速挡启动单元，其中，该高转速挡启动单元用于根据第一转速指令控制压缩机1在高转速挡启动，该中转速挡启动单元用于根据第二转速指令控制压缩机1在中转速挡启动，该低转速挡启动单元用于根据第三转速指令控制压缩机1在低转速挡启动。

具体地，该压缩机1为一种可调速压缩机，其可以有高转速挡、中转速挡及低转速挡这三种转速挡。可通过在压缩机1的运行绕组端设置由电阻值由大到小的第一绕组、第二绕组及第三绕组。高转速挡启动单元连接并控制第一绕组、中转速挡启动单元连接并控制第二绕组，低转速挡启动单元连接并控制第三绕组。高转速挡启动单元对应高转速挡，中转速挡启动单元对应中转速挡，低转速挡启动单元对应低转速挡。优选地，该高转速挡启动单元、中转速挡启动单元及低转速挡启动单元可以是继电器。第一绕组、第二绕组及第三绕组可以是三个独立的绕组，也可以采取在同一绕组上引出的两个不同引线来实现。

本实施例中，该室外侧换热器3包括依次并联的室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12及室外侧第二副换热器13，当该压缩机1在高转速挡启动时，该室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12及室外侧第二副换热器13参与换热，当压缩机1在中转速挡启动时，该室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12参与换热，当压缩机1在低转速挡启动时，该室外侧主换热器11参与换热。

具体地，该室外侧第一副换热器12包括根据控制系统的控制实现打开或关闭的第一截止阀6和第二截止阀7，当第一截止阀6和第二截止阀7打开时，室外侧第一副换热器12参与换热，当第一截止阀6和第二截止阀7关闭时，室外侧第一副换热器12不参与换热；

该室外侧第二副换热13器包括根据控制系统的控制实现打开或关闭的第三截止阀8和第四截止阀9，当第三截止阀8和第四截止阀9打开时，室外侧第二副换热器13参与换热，当第三截止阀8和第四截止阀9关闭时，室外侧第二副换热器13不参与换热。

本实施例中，该控制系统用于分别向压缩机1的高转速挡启动单元、中转速挡启动单元及低转速挡启动单元对应发出第一转速指令、第二转速指令及第三转速指令，并当发出第一转速指令时，对应控制室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12及室外侧第二副换热器13均参与换热，当发出第二转速指令时，对应控制室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12参与换热，当发出第三转速指令时，对应控制室外侧主换热器11参与换热。需要说明的是，控制系统不能同时分别向压缩机1的高转速挡启动单元、中转速挡启动单元及低转速挡启动单元对应发出第一转速指令、第二转速指令及第三转速指令。

具体地，当该控制系统向压缩机1的高转速挡启动单元发出第一转速指令时，该高转速挡启动单元根据第一转速指令使第一绕组通电工作，使压缩机1在高转速挡启动运行，同时，控制系统控制室外侧第一副换热器12的第一截止阀6和第二截止阀7打开，以及控制室外侧第二副换热器13的第三截止阀8和第四截止阀9打开，使室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12及室外侧第二副换热器13参与换热。

当该控制系统向压缩机1的中转速挡启动单元发出第二转速指令时，该中转速挡启动单元根据第二转速指令使第二绕组通电工作，使压缩机1在中转速挡启动运行，同时，控制系统控制室外侧第一副换热器12的第一截止阀6和第二截止阀7打开，以及控制室外侧第二副换热器13的第三截止阀8和第四截止阀9关闭，使室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12参与换热。

当该控制系统向压缩机1的低转速挡启动单元发出第三转速指令时，该低转速挡启动单元根据第三转速指令使第三绕组通电工作，使压缩机1在低转速挡启动运行，同时，控制系统控制室外侧第一副换热器12的第一截止阀6和第二截止阀7关闭，以及控制室外侧第二副换热器13的第三截止阀8和第四截止阀9关闭，使室外侧主换热器11参与换热。

本实施例中，该空调器还进一步包括用于采集室外第一环境温度、第二环境温度及第三环境温度的温度感应装置10。其中，若空调器运行在制冷模式下，该第一环境温度的范围优选为T≥35℃，该第二环境温度的范围优选为35℃＞T≥30℃, 该第三环境温度的范围优选为30℃＞T≥20℃；若空调器运行在制热模式下，该第一环境温度的范围优选为T≤-7℃，该第二环境温度的范围优选为-7℃＜T≤2℃, 该第三环境温度的范围优选为2℃＜T≤12℃。

具体地，当温度感应装置10采集到第一环境温度时，该控制系统根据该第一环境温度产生第一转速指令，并将该第一转速指令发出给压缩机1的高转速挡启动单元；当温度感应装置10采集到第二环境温度时，该控制系统根据该第二环境温度产生第二转速指令，并将该第二转速指令发出给压缩机1的中转速挡启动单元；当温度感应装置10采集到第三环境温度时，该控制系统根据该第三环境温度产生第三转速指令，并将该第三转速指令发出给压缩机1的低转速挡启动单元。

本实施例中，电子膨胀阀4根据控制系统的控制对应以三种开启度调节制冷剂的流量，其中，该三种开启度分别与压缩机1的高转速挡、中转速挡及低转速挡相对应。具体地，当压缩机1处于高转速挡运行时，压缩机的排量最大，对应地，电子膨胀阀4在控制系统的控制下处于最大开启度；当压缩机1处于中转速挡运行时，压缩机1的排量适中，对应地，电子膨胀阀4在控制系统的控制下处于中等开启度；当压缩机1处于低转速挡运行时，压缩机1的排量最小，对应地，电子膨胀阀4在控制系统的控制下处于最小开启度。

本实施例中，该空调器还进一步包括根据控制系统的控制对应以三种转速转动的室外机风扇14，其中，该三种转速分别与压缩机的高转速挡、中转速挡及低转速挡相对应。具体地，当压缩机1处于高转速挡运行时，压缩机1的排量最大，对应地，室外机风扇14在控制系统的控制下处于高风运转，提供最大的风量给室外侧换热器3换热；当压缩机1处于中转速挡运行时，压缩机1的排量适中，对应地，室外机风扇14在控制系统的控制下处于中风运转，提供适中的风量给室外侧换热器换热3；当压缩机1处于低转速挡运行时，压缩机1的排量最小，对应地，室外机风扇14在控制系统的控制下处于低风运转，提供最小的风量给室外侧换热器换热3。

本实施例所述空调器可根据室外环境温度来调整压缩机的转速，并对应搭配主副换热器以及电子膨胀阀的开度来调节制冷制热量，避免空调器频繁启停，降低功耗，从而达到高效的季节能效比。

本实施例还提供一种基于上述空调器的控制方法，该方法包括步骤：

步骤S100，通过温度感应装置10采集室外第一环境温度、第二环境温度及第三环境温度；当采集到室外第一环境温度时，执行步骤S201；当采集到室外第二环境温度时，执行步骤S202；当采集到室外第三环境温度时，执行步骤S203。

其中，若空调器运行在制冷模式下，该第一环境温度的范围优选为T≥35℃，该第二环境温度的范围优选为35℃＞T≥30℃, 该第三环境温度的范围优选为30℃＞T≥20℃；若空调器运行在制热模式下，该第一环境温度的范围优选为T≤-7℃，该第二环境温度的范围优选为-7℃＜T≤2℃, 该第三环境温度的范围优选为2℃＜T≤12℃。

步骤S201，控制系统根据该第一环境温度对应产生并向压缩机1的高转速挡启动单元发送第一转速指令；当高转速挡启动单元接收到第一转速指令时，执行步骤S301。

步骤S202，控制系统根据该第二环境温度对应产生并向压缩机1的中转速挡启动单元发送第二转速指令；当中转速挡启动单元接收到第二转速指令时，执行步骤S302。

步骤S203，控制系统根据该第三环境温度对应产生并向压缩机1的低转速挡启动单元发送第三转速指令；当低转速挡启动单元接收到第三转速指令时，执行步骤S303。

步骤S301，高转速挡启动单元根据第一转速指令控制压缩机1在高转速挡启动，同时，控制系统控制室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12及室外侧第二副换热器13参与换热。

具体地，当压缩机1处于高转速挡运行时，压缩机1的排量最大，空调器的全部制冷剂需在制冷或制热回路中进行换热循环，此时，控制系统控制室外侧第一副换热器12的第一截止阀6和第二截止阀7打开，以及控制室外侧第二副换热器13的第三截止阀8和第四截止阀9打开，使室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12及室外侧第二副换热器13参与换热。对应地，电子膨胀阀4在控制系统的控制下处于最大开启度，室外机风扇14在控制系统的控制下处于高风运转，提供最大的风量给室外侧主换热器、室外侧第一副换热器12及室外侧第二副换热器13换热。

步骤S302，中转速挡启动单元根据第二转速指令控制压缩机1在中转速挡启动，同时，控制系统控制室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12参与换热。

具体地，当压缩机1处于中转速挡运行时，压缩机1的排量适中，空调器的部分制冷剂需在制冷或制热回路中进行换热循环，此时，控制系统控制室外侧第一副换热器12的第一截止阀6和第二截止阀7打开，以及控制室外侧第二副换热器13的第三截止阀8和第四截止阀9关闭，使室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12参与换热。对应地，电子膨胀阀4在控制系统的控制下处于中等开启度，室外机风扇14在控制系统的控制下处于中风运转，提供适中的风量给室外侧主换热器11、室外侧第一副换热器12换热。

步骤S303，低转速挡启动单元根据第三转速指令控制压缩机1在低转速挡启动，同时，控制系统控制室外侧主换热器11参与换热。

具体地，当压缩机1处于低转速挡运行时，压缩机1的排量最低，空调器的少量制冷剂需在制冷或制热回路中进行换热循环，此时，控制系统控制室外侧第一副换热器12的第一截止阀6和第二截止阀7关闭，以及控制室外侧第二副换热器13的第三截止阀8和第四截止阀9关闭，使室外侧主换热器11参与换热。对应地，电子膨胀阀4在控制系统的控制下处于最小开启度，室外机风扇14在控制系统的控制下处于低风运转，提供最小的风量给室外侧主换热器换热11。

本发明空调器的控制方法，可通过室外环境温度来调整压缩机的转速，并对应搭配主副换热器以及电子膨胀阀的开度来调节制冷制热量，避免空调器频繁启停，降低功耗，从而达到高效的季节能效比。

Claims (10)

1.一种空调器，包括制冷剂、压缩机、四通阀、室外侧换热器、电子膨胀阀及室内侧换热器，该制冷剂在该压缩机、四通阀、室外侧换热器、电子膨胀阀及室内侧换热器形成的回路中流动，其特征在于，

该压缩机包括高转速挡启动单元、中转速挡启动单元及低转速挡启动单元，该高转速挡启动单元用于根据第一转速指令控制压缩机在高转速挡启动，该中转速挡启动单元用于根据第二转速指令控制压缩机在中转速挡启动，该低转速挡启动单元用于根据第三转速指令控制压缩机在低转速挡启动，

该室外侧换热器包括依次并联的室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器，当该压缩机在高转速挡启动时，该室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器参与换热，当压缩机在中转速挡启动时，该室外侧主换热器、室外侧第一副换热器参与换热，当压缩机在低转速挡启动时，该室外侧主换热器参与换热。

2.如权利要求1所述的空调器，其特征在于：该空调器还包括控制系统，该控制系统用于分别向压缩机的高转速挡启动单元、中转速挡启动单元及低转速挡启动单元对应发出第一转速指令、第二转速指令及第三转速指令，并当发出第一转速指令时，对应控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器均参与换热，当发出第二转速指令时，对应控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器参与换热，当发出第三转速指令时，对应控制室外侧主换热器参与换热。

3.如权利要求2所述的空调器，其特征在于：该空调器还包括用于采集室外第一环境温度、第二环境温度及第三环境温度的温度感应装置，该控制系统根据该温度感应装置采集到的第一环境温度、第二环境温度及第三环境温度分别对应产生第一转速指令、第二转速指令及第三转速指令。

4.如权利要求2所述的空调器，其特征在于：

该室外侧第一副换热器包括根据控制系统的控制实现打开或关闭的第一截止阀和第二截止阀，当第一截止阀和第二截止阀打开时，室外侧第一副换热器参与换热，当第一截止阀和第二截止阀关闭时，室外侧第一副换热器不参与换热；

该室外侧第二副换热器包括根据控制系统的控制实现打开或关闭的第三截止阀和第四截止阀，当第三截止阀和第四截止阀打开时，室外侧第二副换热器参与换热，当第三截止阀和第四截止阀关闭时，室外侧第二副换热器不参与换热。

5.如权利要求2所述的空调器，其特征在于：该电子膨胀阀根据控制系统的控制对应 以三种开启度调节制冷剂的流量，其中，该三种开启度分别与压缩机的高转速挡、中转速挡及低转速挡相对应。

6.如权利要求2所述的空调器，其特征在于：还包括根据控制系统的控制对应以三种转速转动的室外机风扇，其中，该三种转速分别与压缩机的高转速挡、中转速挡及低转速挡相对应。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的空调器的控制方法，其特征在于，包括：

当高转速挡启动单元接收到第一转速指令时，根据第一转速指令控制压缩机在高转速挡启动，同时，控制系统控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器参与换热；

当中转速挡启动单元接收到第二转速指令时，根据第二转速指令控制压缩机在中转速挡启动，同时，控制系统控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器参与换热；

当低转速挡启动单元接收到第三转速指令时，根据第三转速指令控制压缩机在低转速挡启动，同时，控制系统控制室外侧主换热器参与换热。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤之前，还包括步骤：

通过温度感应装置采集室外第一环境温度、第二环境温度及第三环境温度；

当采集到室外第一环境温度，控制系统根据该第一环境温度对应产生并向压缩机的高转速挡启动单元发送第一转速指令；

当采集到室外第二环境温度，控制系统根据该第二环境温度对应产生并向压缩机的中转速挡启动单元发送第二转速指令；

当采集到室外第三环境温度，控制系统根据该第三环境温度对应产生并向压缩机的低转速挡启动单元发送第三转速指令。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，控制系统控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器参与换热的步骤具体为：

控制系统控制室外侧第一副换热器的第一截止阀和第二截止阀打开，以及控制室外侧第二副换热器的第三截止阀和第四截止阀打开，使室外侧主换热器、室外侧第一副换热器及室外侧第二副换热器参与换热。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，控制系统控制室外侧主换热器、室外侧第一副换热器参与换热的步骤具体为：

控制系统控制室外侧第一副换热器的第一截止阀和第二截止阀打开，以及控制室外侧第二副换热器的第三截止阀和第四截止阀关闭，使室外侧主换热器、室外侧第一副换热器参与换热。 

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