CN109163426B - 基于容积切换的空调控制方法、系统及空调设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于容积切换的空调控制方法、系统及空调设备，其中，控制方法包括：获取空调的工作模式信息；判断制热模式下的空调是否要进入化霜模式，如果是，则先关闭设在压缩机(1)的变容口(1A)与换向阀(11)之间的通断阀，再使换向阀(11)切换至化霜模式；在空调进入化霜模式后，判断化霜模式是否结束，如果是，则先使换向阀(11)切换至制热模式，再接通通断阀。此种控制方法可避免化霜过程对变容口压力带来影响，之前封闭的高压气体可使变容口在短时间内达到正常制热模式所需要的变容压力条件，以保证压缩机在工作模式切换时稳定运行而不受系统压差波动的影响，提高系统运行可靠性。

Description

基于容积切换的空调控制方法、系统及空调设备

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种基于容积切换的空调控制方法、系统及空调设备。

背景技术

基于大小缸容积切换的多联机与普通多联机相比，其压缩机采用大小缸设计，且大缸可以卸载，在中高负荷下压缩机双缸运行，低负荷下压缩机单缸运行。通过高、低压电磁阀改变压缩机变容口压力进行单双缸切换，高压电磁阀开启时变容口通高压，压缩机双缸运行，低压电磁阀开启时变容口通低压，压缩机单缸运行。

在实际使用过程中发现，当机组在双缸制热模式运行时，进入化霜模式以及化霜模式结束后，系统压差有较大波动，影响双缸运行可靠性。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于容积切换的空调控制方法、系统及空调设备，能够提高空调系统的运行稳定性。

根据本发明的一方面，提出一种基于容积切换的空调控制方法，包括：

获取空调的工作模式信息；

判断制热模式下的空调是否要进入化霜模式，如果是，则先关闭设在压缩机变容口与换向阀之间的通断阀，再使换向阀切换至化霜模式；

在空调进入化霜模式后，判断化霜模式是否结束，如果是，则先使换向阀切换至制热模式，再接通通断阀。

进一步地，压缩机处于至少两个缸同时运行的状态时，被控通断阀为高压通断阀。

进一步地，在空调要进入化霜模式的情况下，关闭通断阀后，延迟第一预设时间再使换向阀切换至化霜模式。

进一步地，在化霜模式结束要进入制热模式的情况下，使换向阀切换至制热模式后，延迟第二预设时间再接通通断阀。

进一步地，在化霜模式结束需要进入制热模式的情况下，使换向阀切换至制热模式后，当获得压缩机排气口和吸气口的压差达到预设压力值再接通通断阀。

根据本发明的另一方面，提出一种基于容积切换的空调控制系统，包括：

模式获取单元，用于获取空调的工作模式信息；

模式判断单元，用于判断制热模式下的空调是否要进入化霜模式，或者化霜模式是否结束；和

控制单元，用于在制热模式下的空调要进入化霜模式时先关闭设在压缩机变容口与换向阀之间通断阀，再使换向阀切换至化霜模式；并在化霜模式结束后先使换向阀切换至制热模式，再接通通断阀。

进一步地，压缩机处于至少两个缸同时运行的状态时，被控通断阀为高压通断阀。

进一步地，还包括延时单元，用于在空调要进入化霜模式的情况下，关闭通断阀后，延迟第一预设时间再使换向阀切换至化霜模式；和/或在化霜模式结束要进入制热模式的情况下，使换向阀切换至制热模式后，延迟第二预设时间再接通通断阀。

进一步地，还包括：

压差获取单元，用于在化霜模式结束需要进入制热模式的情况下，使换向阀切换至制热模式后，获得压缩机排气口和吸气口的压差达到预设压力值再接通通断阀。

根据本发明的再一方面，提出一种空调设备，包括：

换向阀，用于对空调的工作模式进行切换；

压缩机，具有变容口，以通过改变压力进行容积切换控制；

通断阀，设在压缩机的变容口与换向阀之间；以及

上述各实施例的基于容积切换的空调控制系统。

进一步地，压缩机具有双缸，通断阀包括高压通断阀和低压通断阀，空调设备还包括低压变容管和高压变容管，

低压变容管上设有低压通断阀，第一端与变容口连通，第二端与换向阀和压缩机的吸气口连通；

高压变容管上设有高压通断阀，第一端与变容口连通，第二端与换向阀和压缩机的排气口连通。

进一步地，压缩机的吸气管和排气管上分别设有低压检测部件和高压检测部件，以便获得压缩机排气口和吸气口的压差。

基于上述技术方案，本发明实施例的基于容积切换的空调控制方法，能够在空调需要从制热模式进入化霜模式时，先关闭设在压缩机变容口与换向阀之间通断阀，以在变容管中封闭一段气体，再使换向阀切换至化霜模式，这时高低压管路段的连通不会对变容口的压力造成影响；在化霜模式结束后，先使换向阀切换至制热模式，再接通通断阀，这样之前封闭的气体可使变容口在短时间内达到正常制热模式所需要的变容压力条件，以保证压缩机在工作模式切换时稳定运行而不受系统压差波动的影响，提高系统运行可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明空调的一个实施例的原理图；

图2为本发明空调控制方法的一个实施例的流程示意图；

图3为本发明空调控制系统的一个实施例的模块组成示意图。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

发明人发现，现有技术中的机组在双缸制热模式运行时，进入化霜以及化霜结束后，四通阀的换向会导致系统压差有较大波动，影响双缸运行可靠性，系统压差是指压缩机排气口和吸气口之间的压差。其原因在于，在通过四通阀换向切换为化霜模式时直接动作，系统之前的高低压管路段会接通，高低压冷媒的混合使系统压差瞬时减小，导致变容口压力出现波动，此后将重新建立起化霜模式下新的高低压管路段。在化霜结束需要重新进入双缸制热模式时，变容口需要通高压，但是由于四通阀换向导致压缩机排气端的压力在段时间内难以达到双缸运行所需的高压条件，因此会影响双缸运行的可靠性和稳定性。

因此，为了保证压缩机运行可靠性，需要减小系统压差波动。按照这一思路，本发明提供了一种基于容积切换的空调控制方法，在一个示意性的实施例中，如图1所示的空调原理图和图2所示的控制方法流程示意图，包括：

步骤101、获取空调的工作模式信息，工作模式包括制热模式和化霜模式；

步骤102、判断制热模式下的空调是否要进入化霜模式，如果是，则执行步骤103；其中，在制热模式下，蒸发器作为室外机3，冷凝器作为室内机2；在化霜模式下，通过换向阀11的切换，使蒸发器作为室内机2，冷凝器作为室外机3。

步骤103、先关闭设在压缩机1的变容口1A与换向阀11之间的通断阀，再使换向阀11切换至化霜模式，变容口1A用于通入压缩机1变容所需的高压或低压气态冷媒，换向阀11可以是四通阀等，通断阀可以是电磁阀等；

步骤104、在空调进入化霜模式后，判断化霜模式是否结束，如果是，则执行步骤105；

步骤105、先使换向阀11切换至制热模式，再接通通断阀，以进入正常的制热模式。

本发明该实施例的控制方法能够在空调需要从制热模式进入化霜模式时，先关闭通断阀再使换向阀11切换至化霜模式，通断阀的关闭可在变容管中封闭一段气体，变容管为与压缩机1的变容口1A连通的管段，此后换向阀11的切换使高低压管路段的连通都不会对变容口1A的压力造成影响。在化霜模式结束后，先使换向阀11切换至制热模式，再接通通断阀，这样可避免化霜过程对变容口1A压力带来影响，之前封闭的气体可使变容口1A在短时间内达到正常制热模式所需要的变容压力条件，以保证压缩机1在工作模式切换时稳定运行而不受系统压差波动的影响，提高系统运行可靠性。

本发明的压缩机1为变频变容压缩机1，具有两个以上的缸，各个缸可以是等容积缸，也可以是容积不完全相同的缸。例如对于双缸压缩机1，两个缸可以是等容积缸或者大小缸。

在一些实施例中，压缩机1具有两个以上的缸，当压缩机1切换至工作容积较大，即处于至少两个缸同时运行的状态时，需要向变容口1A通入高压气体，被控通断阀为高压通断阀7。

由于系统在化霜结束需要重新进入双缸制热模式时，变容口1A需要通高压，但是由于换向阀11的换向导致压缩机1排气端的压力在段时间内难以达到至少两个缸同时运行所需的高压条件，因此本发明在进入化霜模式时先关闭高压通断阀7可使变容管中封闭一段高压气体，以便在化霜结束后使变容口1A在短时间内达到正常制热模式所需要的变容压力条件。此种使变容口1A保持高压的方式，对于提高双缸或多缸制热运行的可靠性效果尤其明显。

在一些实施例中，在空调要进入化霜模式的情况下，关闭通断阀后，延迟第一预设时间再使换向阀11切换至化霜模式。该实施例在关闭通断阀后，通过延时能够保证通断阀可靠关闭，在双缸或多缸同时运行时，使变容管中封闭一段高压气体，同时控制方便。

在一些实施例中，在化霜模式结束要进入制热模式的情况下，使换向阀11切换至制热模式后，延迟第二预设时间再接通通断阀。

或者在另一些实施例中，在化霜模式结束需要进入制热模式的情况下，使换向阀11切换至制热模式后，当获得压缩机1排气口1C和吸气口1B的压差达到预设压力值再接通通断阀。

该实施例在双缸或多缸同时运行时，当换向阀11切换至制热模式后，通过延时或检测系统压差，可保证压缩机1排气口1C的压力达到正常制热模式所需要的高压值，以使得与压缩机1排气口1C和吸气口1B连通的高低压管中建立起稳定的压差，然后再接通通断阀时，就能使压缩机1排气管中的压力与变容管中的压力保持接近，从而在压缩机1排气管和变容管中的气体混合时减小压力波动，防止变容管中的压力降低，使系统可靠运行。

上述实施例中提到的第一预设时间、第二预设时间和预设压力值可以是定值，也可以根据机组不同的运行场合、机组容量大小等因素变化，不同的运行场合是指不同的运行工况下，系统需要建立的高低压差也不同。

本发明的控制方法主要用于制热模式，在制冷模式下换向阀11不会动作，正常运行过程中不会发生压差骤变的情况，因而此种控制方法不适用于制冷模式。

以双缸制热运行为例，结合图1，给出本发明空调机组的工作原理。

空调设备的主循环回路上设有室内机2、室外机3和压缩机1，图1为空调设备处于化霜模式的状态示意图，此时室内机2为蒸发器，室外机3为冷凝器，压缩机1具有变容口1A、吸气口1B和排气口1C，排气口1C通过油分离器5和换向阀11后与室外机3连通，油分离器5的回油管与压缩机1的吸气口1B连通；吸气口1B通过气液分离器4和换向阀11与室内机2连通。室外机3和室内机2之间的主循环回路上沿冷媒流动方向依次设有第一节流元件17和板式换热器18；变容口1A可通过改变压力进行容积切换控制。

其中，第一节流元件17可以是电子膨胀阀或节流元件，用于将降低气态冷媒冷凝后的压力，在制热模式时起节流作用，制冷模式时全开。板式换热器18的第一进口与第一节流元件17连通，第一出口与室内机2的进液口连通，第二进口与压缩机1的吸气管连通，具体连接在气液分离器4的进气口与换向阀11之间，第二出口通过第二节流元件19引回至板式换热器18的第一进口与第一节流元件17之间的管路上，这样就能使压缩机1吸气口1B的低温低压气态冷媒与经过第一节流元件17后的低压液态冷媒进行热交换，从而提高低压液态冷媒的过冷度，提高系统能效。在板式换热器18的第二出口可设置第二节流元件19，例如电子膨胀阀或节流元件，以通过调节开度控制液态冷媒的过冷度。

在图1所示的化霜模式下，从压缩机1排气口1C排出的高温高压气态冷媒将润滑油分离后进入作为冷凝器的室外机3中进行冷凝换热以实现化霜，润滑油可随低温低压的气态冷媒从吸气口1B返回到压缩机1中。高温高压气态冷媒冷凝换热后形成液态冷媒，经过第一节流元件17降压后进入板式换热器18进行过冷，过冷后的低温低压液态冷媒进入室内机2中进行蒸发换热，蒸发后形成的气态冷媒经过气液分离后进入压缩机1的吸气口1B。

该压缩机1为双缸的变容变频压缩机，通断阀包括高压通断阀7和低压通断阀6，空调设备还包括低压变容管和高压变容管。低压变容管上设有低压通断阀6，第一端与变容口1A连通，第二端与换向阀11和压缩机1的吸气口1B连通；高压变容管上设有高压通断阀7，第一端与变容口1A连通，第二端与换向阀11和压缩机1的排气口1C连通。在单缸运行时，低压通断阀6打开，高压通断阀7关闭；在双缸同时运行时，低压通断阀6关闭，高压通断阀7打开。低压通断阀6和高压通断阀7的设置位置可根据机组具体管路空间结构布置，设置位置最好方便装配和维修。

本发明的控制方法在压缩机双缸运行时尤为重要。在压缩机1双缸制热运行时，判断空调是否要进入化霜模式，如果是则先关闭设高压通断阀7，并延迟第一预设时间，此时低压通断阀6和高压通断阀7均关闭，在变容口1A与低压通断阀6和高压通断阀7之间的变容管中封闭一段高压气体，再使换向阀11切换至化霜模式。在空调进入化霜模式后，判断化霜模式是否结束，如果是则先使换向阀11切换至制热模式，在延迟第二预设时间或者系统压差达到预设压力值后，再接通高压通断阀7，以使系统进入正常的制热模式。需要满足的条件是高压通断阀7打开且保证系统中的高压冷媒气体通入到压缩机1的变容口1A。

由于空调在需要除霜时，由于换向阀11的换向操作，会导致系统在进入和退出化霜模式时吸气管和排气管之间的压差会瞬时减小，这必然会影响到压缩机1双缸运行的稳定性，通过在化霜时先关闭高压通断阀可以维持压缩机1的变容口1A的压力不受系统压差波动的影响。

可选地，压缩机1的吸气管和排气管上分别设有低压检测部件8和高压检测部件9，以便获得压缩机1排气口1C和吸气口1B的压差，从而判断出在化霜结束换向阀11切换至制热模式后高压通断阀7的打开时机。例如，低压检测部件8和高压检测部件9可以使压力传感器等。具体地，低压检测部件8可设在压缩机1吸气口1B与气液分离器4的出气口之间，高压检测部件9可设在油分离器5的出气口与换向阀11之间。当然，检测到的压力值在空调的其它控制中也可能用到。

可选地，在压缩机1的排气管上还可设有高压开关10，具体地，可设在压缩机1的排气口1C与油分离器5之间，当排气侧压力过大时可起到停机保护的作用。

可选地，在压缩机1的回油管上可并联设置回油毛细管13和电磁阀14，电磁阀14在回油模式或者需要降压差时会开启，以保证顺利回油。为了保证回油的洁净程度，减小润滑油中的杂质对压缩机1造成影响，在油分离器5与回油毛细管13和电磁阀14还可设置过滤器12。

可选地，在第一节流元件17的上游和/或板式换热器18第一出口的下游也可设置过滤器12，以滤除冷媒中的杂质，防止杂质对压缩机1的运行造成影响。

可选地，在室外机3的气管和液管上分别设有气管阀门16和液管阀门15，液管阀门15可设在板式换热器18第一出口的下游，而且在液管阀门15与板式换热器18之间还可设置过滤器12。室外机3在安装前，气管阀门16和液管阀门15处于关闭状态，安装完成后打开保证系统回路的接通，需要移动或重新拆装室外机3时再关闭。

在本发明的空调设备中，还包括基于容积切换的空调控制系统，在一些实施例中，包括：模式获取单元10，用于获取空调的工作模式信息；模式判断单元20，用于判断制热模式下的空调是否要进入化霜模式，或者化霜模式是否结束；和控制单元30，用于在制热模式下的空调要进入化霜模式时先关闭设在压缩机1的变容口1A与换向阀11之间通断阀，再使换向阀11切换至化霜模式；并在化霜模式结束后先使换向阀11切换至制热模式，再接通通断阀。

在一些实施例中，压缩机1处于至少两个缸同时运行的状态时，被控通断阀为高压通断阀7。

在一些实施例中，该控制系统还包括延时单元40，用于在空调要进入化霜模式的情况下，关闭通断阀后，延迟第一预设时间再使换向阀11切换至化霜模式；和/或在化霜模式结束要进入制热模式的情况下，使换向阀11切换至制热模式后，延迟第二预设时间再接通通断阀。

在一些实施例中，该控制系统还包括压差获取单元50，用于在化霜模式结束需要进入制热模式的情况下，使换向阀11切换至制热模式后，获得压缩机1排气口1C和吸气口1B的压差达到预设压力值再接通通断阀。

以上对本发明所提供的一种基于容积切换的空调控制方法、系统及空调设备进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种基于容积切换的空调控制方法，包括：

获取空调的工作模式信息；

判断制热模式下的空调是否要进入化霜模式，如果是，则先关闭设在压缩机(1)的变容口(1A)与换向阀(11)之间的通断阀，再使所述换向阀(11)切换至化霜模式；

在空调进入化霜模式后，判断化霜模式是否结束，其特征在于，如果化霜模式结束，则先使所述换向阀(11)切换至制热模式，再接通所述通断阀。

2.根据权利要求1所述的基于容积切换的空调控制方法，其特征在于，所述压缩机(1)处于至少两个缸同时运行的状态时，被控通断阀为高压通断阀(7)。

3.根据权利要求1所述的基于容积切换的空调控制方法，其特征在于，在空调要进入化霜模式的情况下，关闭所述通断阀后，延迟第一预设时间再使换向阀(11)切换至化霜模式。

4.根据权利要求1所述的基于容积切换的空调控制方法，其特征在于，在化霜模式结束要进入制热模式的情况下，使换向阀(11)切换至制热模式后，延迟第二预设时间再接通所述通断阀。

5.根据权利要求1所述的基于容积切换的空调控制方法，其特征在于，在化霜模式结束需要进入制热模式的情况下，使换向阀(11)切换至制热模式后，当获得所述压缩机(1)的排气口(1C)和吸气口(1B)的压差达到预设压力值再接通所述通断阀。

6.一种基于容积切换的空调控制系统，包括：

模式获取单元(10)，用于获取空调的工作模式信息；

模式判断单元(20)，用于判断制热模式下的空调是否要进入化霜模式，或者化霜模式是否结束；和

控制单元(30)，用于在制热模式下的空调要进入化霜模式时先关闭设在压缩机(1)的变容口(1A)与换向阀(11)之间通断阀，再使所述换向阀(11)切换至化霜模式；其特征在于，所述控制单元(30)还用于在化霜模式结束后先使所述换向阀(11)切换至制热模式，再接通所述通断阀。

7.根据权利要求6所述的基于容积切换的空调控制系统，其特征在于，所述压缩机(1)处于至少两个缸同时运行的状态时，被控通断阀为高压通断阀(7)。

8.根据权利要求6所述的基于容积切换的空调控制系统，其特征在于，还包括：

延时单元(40)，用于在空调要进入化霜模式的情况下，关闭所述通断阀后，延迟第一预设时间再使换向阀(11)切换至化霜模式；和/或在化霜模式结束要进入制热模式的情况下，使换向阀(11)切换至制热模式后，延迟第二预设时间再接通所述通断阀。

9.根据权利要求6所述的基于容积切换的空调控制系统，其特征在于，还包括：

压差获取单元(50)，用于在化霜模式结束需要进入制热模式的情况下，使换向阀(11)切换至制热模式后，获得所述压缩机(1)的排气口(1C)和吸气口(1B)的压差达到预设压力值再接通所述通断阀。

10.一种空调设备，其特征在于，包括：

换向阀(11)，用于对空调的工作模式进行切换；

压缩机(1)，具有变容口(1A)，以通过改变压力进行容积切换控制；

通断阀，设在所述压缩机(1)的变容口(1A)与所述换向阀(11)之间；以及

权利要求6～9任一所述的基于容积切换的空调控制系统。

11.根据权利要求10所述的空调设备，其特征在于，所述压缩机(1)具有双缸，所述通断阀包括高压通断阀(7)和低压通断阀(6)，所述空调设备还包括低压变容管和高压变容管，

所述低压变容管上设有所述低压通断阀(6)，第一端与所述变容口(1A)连通，第二端与所述换向阀(11)和压缩机(1)的吸气口(1B)连通；

所述高压变容管上设有所述高压通断阀(7)，第一端与所述变容口(1A)连通，第二端与所述换向阀(11)和压缩机(1)的排气口(1C)连通。

12.根据权利要求10所述的空调设备，其特征在于，所述压缩机(1)的吸气管和排气管上分别设有低压检测部件(8)和高压检测部件(9)，以便获得所述压缩机(1)的排气口(1C)和吸气口(1B)的压差。