CN104567149B - 低温蓄热辅助除霜空调和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供低温蓄热辅助除霜空调，包括室内换热器、室外换热器、四通阀、蓄热装置、第一截止阀、第二截止阀、第一传感器、第二传感器和除霜流路控制阀；该蓄热装置包括第一管口和第二管口，该第二管口通过该第一截止阀连接该室外换热器与该第二截止阀之间，该第一管口设有该第二传感器，还分别连接该第二截止阀与该室内换热器之间、通过该除霜流路控制阀连接该四通阀的第四管与该室内换热器之间，该第一传感器设在该蓄热装置的内部。本发明可以提高空调室外机的除霜能力，减少除霜运行时间，提高空调系统的整体制热量。

Description

低温蓄热辅助除霜空调和控制方法

技术领域

本发明涉及空调除霜领域，尤其涉及一种低温蓄热辅助除霜空调和控制方法。

背景技术

在日常空调制热过程中，当室外环境湿度大，气温过低时，空气中的水分就会在空调室外机上凝结，堵塞换热通路，最终导致空调室外机丧失换热能力，因此空调室外机在运行一段时间就必须进入除霜模式对空调室外机进行除霜。

一般空调除霜是通过转换空调室内机的换热模式实现的，即通过将空调室内机转换为制冷模式，从室内吸收热量来提供给空调室外机除霜。由于国际规定除霜时间占用制热运行时间不能超过20%，除霜运行的时间一般不超过15min。在部分湿度大的地区，空调室外机容易积霜，或者室外下雪的天气下，在初期除霜的时候，有时会出现空调室外机积霜无法除干净，导致后续制热运行，积霜积累结冰的现象，从而导致空调室外机换热失效，严重影响正常运行时的制热效果。而选择制热量大的空调室外机，又过多地增大了工程成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温蓄热辅助除霜空调，可以有效地利用返回冷媒的余热进行除霜。

本发明的另一目的在于提供一种控制方法实现上述除霜空调制热除霜的最优化控制。

相应的一种低温蓄热辅助除霜空调，包括室内换热器、室外换热器、四通阀、蓄热装置、第一截止阀、第二截止阀、第一传感器、第二传感器和除霜流路控制阀；

所述四通阀的第一管顺序连接压缩机、气液分离器、四通阀的第三管，所述室外换热器连接所述四通阀的第二管，还顺序连接所述第二截止阀、室内换热器、四通阀的第四管，所述蓄热装置包括第一管口和第二管口，所述第二管口通过所述第一截止阀连接在所述室外换热器与所述第二截止阀之间，所述第一管口处设有所述第二传感器，所述第一管口还分别连接在所述第二截止阀与所述室内换热器之间、且所述第一管口通过所述除霜流路控制阀连接在所述四通阀的第四管与所述室内换热器之间，所述第一传感器设在所述蓄热装置的内部；

以在所述空调工作于制热模式时；

控制所述四通阀的第一管和第四管连通、第二管和第三管连通；

如果所述第一传感器检测温度小于所述第二传感器检测温度，则打开所述第一截止阀，关闭所述第二截止阀、除霜流路控制阀；

如果所述第一传感器检测温度大于所述第二传感器检测温度，则打开所述第二截止阀，关闭所述第一截止阀、除霜流路控制阀。

作为本发明的进一步改进，所述第一截止阀为节流阀。

作为本发明的进一步改进，所述除霜流路控制阀为电磁阀。

作为本发明的进一步改进，所述除霜流路控制阀连接所述室外换热器与所述四通阀之间的通路上还设有除霜流量控制单向阀。

作为本发明的进一步改进，所述室内换热器有若干个，并联组成多联机。

作为本发明的进一步改进，所述蓄热装置的蓄热工质为低温相变储能材料。

作为本发明的进一步改进，通过所述蓄热装置的换热管为翘片管。

相应的一种应用上述低温蓄热辅助除霜空调的控制方法，包括以下步骤：

接收空调工作模式控制信号；

控制所述四通阀的连通方式；

判断所述第一传感器和所述第二传感器的检测温度关系；

控制第一截止阀、第二截止阀、除霜流路控制阀、和/或室内换热器；

当接收到空调制热模式控制信号时；

控制所述四通阀的第一管和第四管连通、第二管和第三管连通；

如果所述第一传感器检测温度小于所述第二传感器检测温度，则打开所述第一截止阀，关闭所述第二截止阀、除霜流路控制阀；

如果所述第一传感器检测温度大于所述第二传感器检测温度，则打开所述第二截止阀，关闭所述第一截止阀、除霜流路控制阀。

作为本发明的进一步改进，包括以下步骤：

接收空调除霜模式控制信号；

控制所述四通阀的第一管和第二管连通、第四管和第三管连通；

如果所述第一传感器检测温度小于所述第二传感器检测温度和预定储热器换热能力常数之和，则打开所述第二截止阀、室内换热器，关闭所述第一截止阀、除霜流路控制阀；

如果所述第一传感器检测温度大于所述第二传感器检测温度和预定储热器换热能力常数之和，则关闭所述第二截止阀、室内换热器，打开所述第一截止阀、除霜流路控制阀。

与现有技术相比，本发明通过在制热运行时，通过传感器判断蓄热装置热量并吸收空调室内机制热后返回冷媒的余热，在除霜运行时，通过传感器判断蓄热装置的蓄热量，给空调室外机进行除霜，可以提高空调室外机的除霜能力，减少除霜运行时间，提高空调系统的整体制热量。

附图说明

图1为本发明一实施方式制热模式示意图。

图2为本发明一实施方式除霜模式示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1所示，本发明的一实施方式。低温蓄热辅助除霜空调包括室内换热器10、压缩机20、气液分离器21、室外换热器22、四通阀23、蓄热装置24、第一截止阀25、第二截止阀26、除霜流路控制电磁阀27、除霜流量控制单向阀28、气管截止阀31和液管截止阀32。除霜流量控制单向阀28的作用是更好地防止制热模式下高温高压冷媒通过除霜流路控制电磁阀27泄露。室内换热器10设有若干个并联在一起形成多联机组。液管截止阀32和气管截止阀31用于室外机和室内机安装时起连接作用，安装完成后处于打开状态。四通阀23的d管连接压缩机20并通过气液分离器21连接四通阀23的s管。室外换热器22连接四通阀23的c管，还顺序连接第二截止阀26、液管截止阀32、室内换热器10。室内换热器10通过气管截止阀31连接四通阀23的e管。蓄热装置24包括第一管口241和第二管口242，第一管口241通过除霜流路控制电磁阀27、除霜流量控制单向阀28连接四通阀23的e管与气管截止阀31之间，第一管口241还连接第二截止阀26与液管截止阀32之间。蓄热装置24的第二管口242通过第一截止阀25连接室外换热器22与第二截止阀26之间。蓄热装置24的蓄热随着使用会逐渐减少，为了能和蓄热能力相适应，第一截止阀25优选地采用节流阀进行调节。

蓄热装置24为换热管的容器，换热管优选地采用翘片管，更好地提高换热效率，蓄热装置24的内部蓄热工质为低温相变储能材料，例如石蜡和脂酸类有机物，也可以为乙二醇、盐水、醋酸钠溶液等蓄热量大的物质。在蓄热过程中，高温冷媒进入蓄热装置24的换热管，对低温蓄热工质进行加热，蓄热工质在储热过程中，相态发生变化，固态变换为液体，储备了大量热量。换热后的冷媒焓值降低，增加了冷媒的换热能力，进入室外换热器22蒸发时会吸收更多的热量，从而提高了室外换热器22的换热效率。

空调处于制热模式时，接收空调制热模式控制信号，控制四通阀23的d管与e管连通，c管与s管连通，除霜流路控制电磁阀27关闭。压缩机20从气液分离器21吸收低压冷媒，压缩成高温高压气态冷媒，经过四通阀23转换，进入四通阀23的e管后，通过气管截止阀31进入室内换热器10进行制热，冷凝的高温高压液态或混合状态冷媒通过液管截止阀32分成两路，一路经过蓄热装置24、第一截止阀25，另外一路经过第二截止阀26，两路接着都经过室外换热器22进行吸热蒸发。蒸发后低压气态冷媒经过四通阀23的转换方向，进入气液分离器22，从而完成制热循环。在蓄热装置24的内部设有第一传感器，在蓄热装置24的第一管口241处设有第二传感器，根据第一传感器的检测温度和第二传感器的检测温度的关系，控制第一截止阀25、第二截止阀26的开关。当第一传感器的检测温度大于第二传感器的检测温度时，关闭第一截止阀25，打开第二截止阀26，使冷媒通过第二截止阀26流通，蓄热装置24不吸热。当第一传感器的检测温度小于第二传感器的检测温度时，打开第一截止阀25，关闭第二截止阀26，使冷媒经过蓄热装置24，对蓄热装置24供热吸热。

如图2所示，空调处于除霜模式时，接收空调除霜模式控制信号，控制四通阀23的d管与c管连通，e管与s管连通。压缩机20从气液分离器21吸收低压冷媒，压缩成高温高压气态冷媒，经过四通阀23转换，通过四通阀23的c管进入室外换热器22融霜。在除霜过程中，当第一传感器的检测温度大于第二传感器的检测温度与预定值（预定值为与储热器换热能力有关的常数）之和时，认为蓄热装置24蓄热量可以满足除霜的要求，打开第一截止阀25、除霜流路控制电磁阀27，关闭第二截止阀26、室内换热器10，使冷媒通过蓄热装置24流通。当第一传感器的检测温度小于第二传感器的检测温度与预定值之和时，认为蓄热装置24蓄热量不足，难以达到除霜的要求，关闭第一截止阀25、除霜流路控制电磁阀27，打开第二截止阀26，室内换热器10，使冷媒通过第二截止阀26、液管截止阀32进入室内换热器10，从室内吸收部分热量，用于外机融霜。由于冷媒循环过程中，冷媒从蓄热装置24中吸收了热量，增加了除霜时冷媒吸收的热量，从而提高了除霜时的低压压力，和系统冷媒循环量，改善了空调除霜的能力。

综上所述，本发明通过在制热运行时，通过传感器判断蓄热装置热量并吸收空调室内机制热后返回冷媒的余热，在除霜运行时，通过传感器判断蓄热装置的蓄热量，给空调室外机进行除霜，可以提高空调室外机的除霜能力，减少除霜运行时间，提高空调系统的整体制热量。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低温蓄热辅助除霜空调，包括室内换热器、室外换热器、四通阀、蓄热装置；

其特征在于，所述低温蓄热辅助除霜空调还包括第一截止阀、第二截止阀、第一传感器、第二传感器和除霜流路控制阀；

所述四通阀的第一管顺序连接压缩机、气液分离器、四通阀的第三管，所述室外换热器连接所述四通阀的第二管，还顺序连接所述第二截止阀、室内换热器、四通阀的第四管，所述蓄热装置包括第一管口和第二管口，所述第二管口通过所述第一截止阀连接在所述室外换热器与所述第二截止阀之间，所述第一管口处设有所述第二传感器，所述第一管口还分别连接在所述第二截止阀与所述室内换热器之间、且所述第一管口通过所述除霜流路控制阀连接在所述四通阀的第四管与所述室内换热器之间，所述第一传感器设在所述蓄热装置的内部；

以在所述空调工作于制热模式时；

控制所述四通阀的第一管和第四管连通、第二管和第三管连通；

如果所述第一传感器检测温度小于所述第二传感器检测温度，则打开所述第一截止阀，关闭所述第二截止阀、除霜流路控制阀；

如果所述第一传感器检测温度大于所述第二传感器检测温度，则打开所述第二截止阀，关闭所述第一截止阀、除霜流路控制阀。

2.根据权利要求1所述的低温蓄热辅助除霜空调，其特征在于，所述第一截止阀为节流阀。

3.根据权利要求1所述的低温蓄热辅助除霜空调，其特征在于，所述除霜流路控制阀为电磁阀。

4.根据权利要求1所述的低温蓄热辅助除霜空调，其特征在于，所述除霜流路控制阀连接所述室外换热器与所述四通阀之间的通路上还设有除霜流量控制单向阀。

5.根据权利要求1所述的低温蓄热辅助除霜空调，其特征在于，所述室内换热器有若干个，并联组成多联机。

6.根据权利要求1所述的低温蓄热辅助除霜空调，其特征在于，所述蓄热装置的蓄热工质为低温相变储能材料。

7.根据权利要求1所述的低温蓄热辅助除霜空调，其特征在于，通过所述蓄热装置的换热管为翘片管。

8.一种应用权利要求1所述的低温蓄热辅助除霜空调的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收空调工作模式控制信号；

控制所述四通阀的连通方式；

判断所述第一传感器和所述第二传感器的检测温度关系；

控制第一截止阀、第二截止阀、除霜流路控制阀、和/或室内换热器；

当接收到空调制热模式控制信号时；

控制所述四通阀的第一管和第四管连通、第二管和第三管连通；

如果所述第一传感器检测温度小于所述第二传感器检测温度，则打开所述第一截止阀，关闭所述第二截止阀、除霜流路控制阀；

如果所述第一传感器检测温度大于所述第二传感器检测温度，则打开所述第二截止阀，关闭所述第一截止阀、除霜流路控制阀。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收空调除霜模式控制信号；

控制所述四通阀的第一管和第二管连通、第四管和第三管连通；

如果所述第一传感器检测温度小于所述第二传感器检测温度和预定储热器换热能力常数之和，则打开所述第二截止阀、室内换热器，关闭所述第一截止阀、除霜流路控制阀；

如果所述第一传感器检测温度大于所述第二传感器检测温度和预定储热器换热能力常数之和，则关闭所述第二截止阀、室内换热器，打开所述第一截止阀、除霜流路控制阀。