CN113776220B - 房间空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种房间空调器及其控制方法，包括第一循环回路、第二循环回路、室内风机和室外风机，第一循环回路和第二循环回路的工质通过热交换器换热；第一循环回路包括连接的第一压缩机、第一四通换向阀、第一室内换热器、第一电子膨胀阀、热交换器的第一通路、第二电子膨胀阀和第一室外换热器；第二循环回路包括连接的第二压缩机、第二四通换向阀、第二室内换热器、第三电子膨胀阀、热交换器的第二通路、第四电子膨胀阀、第二室外换热器；第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀和第四电子膨胀阀分别能全开或节流。可运行降温除湿、梯级加热、加热除湿、室外换热器除霜的模式，实现冷凝过冷或冷凝热回收，使其高效、节能、舒适的运行。

Description

房间空调器及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种房间空调器及其控制方法。

背景技术

空调系统可以提升居住和工作环境的舒适性，目前已经成为人们提高舒适性需求的一个重要选择。

为了进一步提高室内环境的舒适性，需要对室内空气进行除湿，尤其对于夏热冬暖地区来说在夏季、过渡季及冬季时均有对室内除湿的需求。而对于中小型居住与办公的建筑来说，由于空间限制，难以使用基于冷冻水或溶液除湿技术的大型温湿度独立控制空调系统，通常只能采用房间空调器以满足室内温湿度调控需求。现有房间空调器为直膨式房间空调器，采用冷凝除湿的热湿耦合处理方法，利用低于露点温度的低温冷源同时去除室内显热与潜热负荷，但在过渡季或冬季空调器需要运行除湿模式时，室内出现过度制冷，而造成室内舒适性降低，为解决这一问题，常采用电加热方式进行再热，造成冷热抵消，能耗巨大。

在中国专利申请号为202010124780.6的“一种双温房间空调器”专利中提出了具有双蒸发温度的房间空调器，该系统通过冷凝后制冷剂分流，调节不同支路上的节流阀开度，使制冷循环具有双蒸发温度，实现温湿独立调控，该方案虽然能实现温湿度独立控制，但因为高、低蒸发温度制冷剂采用的是同一压缩机构，故压缩机的吸气压力取决于最低蒸发温度对应的蒸发压力，其能效比与采用最低蒸发温度的空调器相同，从而造成空调器制冷时能效比偏低，并且在冬季不能实现除湿加热功能。

在日本文献“冷凍サイクルの動特性と制御”(松岡文雄.冷凍サイクルの動特性と制御-6.冷凍,2003,78(911):52-58.)提出的一种冷却除湿、再热换热器风路串联的制冷循环中，该制冷循环回路在室内机中采用了双电子膨胀阀以及再热器与蒸发器串联结构，除湿时，将部分高压气液制冷剂引入室内机中的再热器，空气经过蒸发器后再经过再热器实现了空气除湿后的再热，避免了再热器再热的能耗增大；但在冬季制热时，如果采用该方法除湿制热，由于蒸发器蒸发吸热与部分冷凝热量抵消，而造成制热量较小，使能效比偏低；并且如果采用四通阀换向制热方式，蒸发器则切换为冷凝器，而无法再起到蒸发吸热的作用，从而失去了除湿功能。

尽管上述技术能部分达到除湿的需求，但在制冷或制热时能效比偏低，并难以同时实现夏季除湿、冬季除湿再热的功能，而不能有效、节能的满足全年长期对室内除湿的需求。

因此，如何解决现有空调器不能有效、节能的满足全年长期对室内除湿的需求的问题，是目前业界亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明提供一种房间空调器及其控制方法，用以解决现有技术中空调器不能有效、节能的满足全年长期对室内除湿的需求的缺陷，利用两个四通阀的换向，将第一循环回路和第二循环回路调节为制冷循环或制热循环，并通过对第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀和第四电子膨胀阀的启闭状态调节，可自由切换梯级降温除湿、梯级加热、加热除湿、除霜的运行模式，第一循环回路和第二循环回路的工质能够在热交换器处换热，实现冷凝过冷或冷凝热回收，使房间空调器能够高效、节能、舒适的运行，满足对空调器的加热、降温、除湿、除湿的多样需求。

本发明提供一种房间空调器，包括第一循环回路、第二循环回路、室内风机和室外风机，所述第一循环回路的工质和所述第二循环回路的工质通过热交换器换热；

所述第一循环回路包括依次连接的第一压缩机、第一四通换向阀、第一室内换热器、第一电子膨胀阀、所述热交换器的第一通路、第二电子膨胀阀和第一室外换热器；

第一四通换向阀的第一接口与所述第一压缩机的排气口相连接，第一四通换向阀的第二接口与所述第一室内换热器相连接，第一四通换向阀的第三接口与所述第一室外换热器相连接，第一四通换向阀的第四接口与所述第一压缩机的进气口相连接，所述第一四通换向阀的第一接口、所述第一四通换向阀的第二接口、所述第一四通换向阀的第三接口和所述第一四通换向阀的第四接口之间能够换向导通；

所述第二循环回路包括依次连接的第二压缩机、第二四通换向阀、第二室内换热器、第三电子膨胀阀、所述热交换器的第二通路、第四电子膨胀阀、第二室外换热器；

第二四通换向阀的第一接口与所述第二压缩机的排气口相连接、第二四通换向阀的第二接口与所述第二室内换热器相连接，第二四通换向阀的第三接口与所述第二室外换热器相连接，第二四通换向阀的第四接口与所述第二压缩机的进气口相连接，所述第二四通换向阀的第一接口、所述第二四通换向阀的第二接口、所述第二四通换向阀的第三接口和所述第二四通换向阀的第四接口之间能够换向导通；

所述第一电子膨胀阀、所述第二电子膨胀阀、所述第三电子膨胀阀和所述第四电子膨胀阀分别能够在全开状态或节流状态切换；

室内风机，用于驱动室内空气依次流过所述第二室内换热器和所述第一室内换热器；

室外风机，用于驱动室外空气依次流过所述第一室外换热器和所述第二室外换热器。

根据本发明提供的一种房间空调器，所述第一压缩机和所述第二压缩机设置在同一壳体内、且所述第一压缩机和所述第二压缩机由同一个电机驱动。

根据本发明提供的一种房间空调器，所述热交换器为外部设置有保温层的板式换热器和外部设置有保温层的套管式换热器中的任意一种。

根据本发明提供的一种房间空调器，还包括供所述第一循环回路的工质、所述第二循环回路的工质和室外空气两两独立换热的三介质换热器，所述第一室外换热器和所述第二室外换热器为所述三介质换热器的两个换热管路。

本发明还提供一种房间空调器的控制方法，基于上述任意一项所述的房间空调器，包括：

当所述第一循环回路和所述第二循环回路均为制冷循环时，控制所述第一电子膨胀阀处于节流状态，所述第二电子膨胀阀处于全开状态，所述第三电子膨胀阀处于全开状态，所述第四电子膨胀阀处于节流状态，控制所述室内风机和所述室外风机均开启，以使所述房间空调器运行梯级降温除湿模式；

当所述第一循环回路为制热循环，所述第二循环回路为制冷循环时，控制所述第一电子膨胀阀处于节流状态，所述第二电子膨胀阀处于全开状态，所述第三电子膨胀阀处于节流状态，所述第四电子膨胀阀处于全开状态，控制所述室内风机和所述室外风机均开启，以使所述房间空调器运行除湿再热模式；其中，

当所述第一循环回路为制冷循环时，控制所述第一四通换向阀的第一接口与所述第一四通换向阀的第三接口、所述第一四通换向阀的第二接口和所述第一四通换向阀的第四接口导通；

当所述第二循环回路为制冷循环时，控制所述第二四通换向阀的第一接口与所述第二四通换向阀的第三接口、所述第二四通换向阀的第二接口和所述第二四通换向阀的第四接口导通；

当所述第一循环回路为制热循环时，控制所述第一四通换向阀的第一接口和所述第一四通换向阀的第二接口、所述第一四通换向阀的第三接口和所述第一四通换向阀的第四接口导通。

根据本发明提供的一种房间空调器的控制方法，还包括：

当所述第一循环回路和所述第二循环回路均为制热循环时，控制所述第一电子膨胀阀处于全开状态，所述第二电子膨胀阀处于节流状态，所述第三电子膨胀阀处于节流状态，所述第四电子膨胀阀处于全开状态，控制所述室内风机和所述室外风机均开启，以使所述房间空调器运行梯级加热模式；其中，

当所述第二循环回路为制热循环时，控制所述第二四通换向阀的第一接口和所述第二四通换向阀的第二接口、所述第二四通换向阀的第三接口和所述第二四通换向阀的第四接口导通。

根据本发明提供的一种房间空调器的控制方法，还包括：

当所述第一循环回路为制冷循环，所述第二循环回路为制热循环时，控制所述第一电子膨胀阀处于全开状态，所述第二电子膨胀阀处于节流状态，所述第三电子膨胀阀处于全开状态，所述第四电子膨胀阀处于节流状态，控制所述室内风机开启，所述室外风机关闭，以使所述房间空调器运行第一室外换热器除霜模式；其中，

当所述第二循环回路为制热循环时，控制所述第二四通换向阀的第一接口和所述第二四通换向阀的第二接口、所述第二四通换向阀的第三接口和所述第二四通换向阀的第四接口导通。

根据本发明提供的一种房间空调器的控制方法，还包括：

当所述第一循环回路为制热循环，所述第二循环回路为制冷循环时，控制所述第一电子膨胀阀处于全开状态，所述第二电子膨胀阀处于节流状态，所述第三电子膨胀阀处于全开状态，所述第四电子膨胀阀处于节流状态，控制所述室内风机开启，所述室外风机关闭以使所述房间空调器运行第二室外换热器除霜模式。

根据本发明提供的一种房间空调器的控制方法，所述房间空调器运行梯级降温除湿模式时，所述第一循环回路的工质的蒸发温度和冷凝温度分别低于所述第二循环回路工质的蒸发温度和冷凝温度。

根据本发明提供的一种房间空调器的控制方法，所述房间空调器运行梯级加热模式时，所述第一循环回路的工质的蒸发温度和冷凝温度分别高于所述第二循环回路工质的蒸发温度和冷凝温度。

本发明提供的房间空调器及其控制方法，通过两个四通阀的换向，将第一循环回路和第二循环回路调节为制热循环或制冷循环，第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀和第四电子膨胀阀分别能够在全开状态或节流状态切换、以使第一循环回路和第二循环回路的工质能够在热交换器处换热，实现冷凝过冷或冷凝热回收，使房间空调器可以运行梯级降温除湿、梯级加热、除湿再热、除霜的模式，并保证系统整体制冷量和功耗不变的同时提高冷量品位；并能够保证总制热量不变，提高低温级循环回路工质的蒸发温度，在室外温度较低时，避免低温级循环回路从室外大量取热造成性能降低、结霜等问题；无需利用低能效的电加热再热，在保证除湿效果的同时，减小了冷热量的抵消，降低了空调器的能耗；使房间空调器能够高效、节能、舒适的运行，满足对空调器的加热、降温、除湿、除霜的多样需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。

图1是本发明提供的房间空调器的原理示意图；

图2是本发明提供的房间空调器运行梯级降温除湿模式时的原理示意图；

图3是本发明提供的房间空调器运行梯级加热模式时的原理示意图；

图4是本发明提供的房间空调器运行除湿再热模式时的原理示意图；

图5是本发明提供的房间空调器运行第一室外换热器除霜模式时的原理示意图；

图6是本发明提供的房间空调器运行第二室外换热器除霜模式时的原理示意图。

附图标记：

11：第一压缩机； 21：第二压缩机； 12：第一室内换热器；

13：第一室外换热器； 14：第一电子膨胀阀； 15：第二电子膨胀阀；

16：第一四通换向阀； 16d：第一四通换向阀 16e：第一四通换向阀

的第一接口； 的第二接口；

16c：第一四通换向阀 16s：第一四通换向阀 22：第二室内换热器；

的第三接口； 的第四接口；

23：第二室外换热器； 24：第三电子膨胀阀； 25：第四电子膨胀阀；

26：第二四通换向阀； 26d：第二四通换向阀 26e：第二四通换向阀

的第一接口； 的第二接口；

26c：第二四通换向阀 26s：第二四通换向阀 3：热交换器；

的第三接口； 的第四接口；

4：室内风机； 5：室外风机； A：室外机；

B：室内机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图6描述本发明的房间空调器，包括第一循环回路和第二循环回路，第一循环回路的工质和第二循环回路的工质通过热交换器换热，能够实现冷凝过冷或冷凝热回收。

第一循环回路包括依次连接的第一压缩机11、第一四通换向阀16、第一室内换热器12、第一电子膨胀阀14、热交换器3的第一通路、第二电子膨胀阀15、第一室外换热器13。

其中，第一四通换向阀的第一接口16d与第一压缩机11的排气口相连接，第一四通换向阀的第二接口16e与第一室内换热器12相连接，第一四通换向阀的第三接口16c与第一室外换热器13相连接，第一四通换向阀的第四接口16s与第一压缩机11的进气口相连接，并且第一四通换向阀的第一接口16d、第一四通换向阀的第二接口16e、第一四通换向阀的第三接口16c和第一四通换向阀的第四接口16s之间能够换向导通。

当第一四通换向阀的第一接口16d与第一四通换向阀的第二接口16e导通，第一四通换向阀的第三接口16c与第一四通换向阀的第四接口16s导通时，第一循环回路为制热循环。

当第一四通换向阀的第一接口16d与第一四通换向阀的第三接口16c导通，第一四通换向阀的第二接口16e与第一四通换向阀的第四接口16s导通时，第一循环回路为制冷循环。

第二循环回路包括依次连接的第二压缩机21、第二四通换向阀26、第二室内换热器22、第三电子膨胀阀24、热交换器3的第二通路、第四电子膨胀阀25、第二室外换热器23。

其中，第二四通换向阀的第一接口26d与第二压缩机21的排气口相连接，第二四通换向阀的第二接口26e与第二室内换热器22相连接，第二四通换向阀的第三接口26c与第二室外换热器23相连接，第二四通换向阀的第四接口26s与第二压缩机21的进气口相连接，并且第二四通换向阀的第一接口26d、第二四通换向阀的第二接口26e、第二四通换向阀的第三接口26c和第二四通换向阀的第四接口26s之间能够换向导通。

当第二四通换向阀的第一接口26d与第二四通换向阀的第二接口26e导通，第二四通换向阀的第三接口26c与第二四通换向阀的第四接口26s导通时，第二循环回路为制热循环。

当第二四通换向阀的第一接口26d与第二四通换向阀的第三接口26c导通，第二四通换向阀的第二接口26e与第二四通换向阀的第四接口26s导通时，第二循环回路为制冷循环。

并且，第一电子膨胀阀14、第二电子膨胀阀15、第三电子膨胀阀24和第四电子膨胀阀25分别能够在全开状态或节流状态切换。这里，节流状态指的是电子膨胀阀非全开的状态。

具体地，当第一循环回路和第二循环回路均为制冷循环时，并使第一电子膨胀阀14处于节流状态，第二电子膨胀阀15处于全开状态，第三电子膨胀阀24处于全开状态，第四电子膨胀阀25处于节流状态，第二循环回路中的工质受第四电子膨胀阀25的节流作用降压降温，进入热交换器3内后部分蒸发吸热，从而使第一循环回路中的工质在热交换器3处冷凝放热，实现冷凝过冷，提高第一循环回路的工质在第一室内换热器12处的冷量，使冷量用于室内除湿；第二循环回路的部分冷量用于第一循环回路工质冷凝过冷，剩余部分冷量用于室内降温，使该房间空调器运行降温除湿的模式，以实现夏季的室内除湿，并能够保证系统整体制冷量和功耗不变的同时提高冷量品位。

需要说明的是，第一循环回路的工质在热交换器3处冷凝放热，能够使进入第一电子膨胀阀14的第一循环回路中的工质温度降低，减少在节流时或节流后产生的闪发气体，提高第一循环回路的制冷效率。

当第一循环回路为制热循环，第二循环回路为制冷循环时，并使第一电子膨胀阀14处于节流状态，第二电子膨胀阀15处于全开状态，第三电子膨胀阀24处于节流状态，第四电子膨胀阀25处于全开状态，第一循环回路中的工质受第一电子膨胀阀14的节流作用降压降温，进入热交换器3内后部分蒸发吸热，从而使第二循环回路中的工质在热交换器3内冷凝放热，实现对第二循环回路的工质的冷凝过冷，使第二循环回路的部分冷凝热量用于供第一循环回路的蒸发器吸热，实现了冷凝热的回收，第二室内换热器22为第二循环回路的蒸发器，用于吸收室内空气的除湿潜热量；第一室内换热器12为第一循环回路的冷凝器，用于向室内空气释放热量，能够对经过第二室内换热器22的室内空气加热，从而使房间空调器运行除湿再热模式，以能够实现冬季的室内除湿，并且在保证除湿的同时，减小冷热量抵消，降低了空调器的能耗。

如此设置，本房间空调器利用两个四通阀的换向，将第一循环回路和第二循环回路调节为制冷循环或制热循环，并通过对第一电子膨胀阀14、第二电子膨胀阀15、第三电子膨胀阀24和第四电子膨胀阀25的启闭状态调节，可自由切换降温除湿、梯级加热、加热除湿和除霜的运行模式，使房间空调器能够高效、节能、舒适的运行，满足对空调器的加热、降温、除湿、除霜的多样需求；相比于现有空调器，本房间空调器在夏季与冬季分别实现了室内空气的制冷除湿，并在过渡季与湿度较高的冬季通过冷凝热回收实现除湿再热，显著改善了全年高湿夏热冬暖地区的室内舒适性，并大幅度降低空调器的运行能耗。

本实施例中，该房间空调器还包括室内风机4和室外风机5，室内风机4用于驱动室内空气依次流过第二室内换热器22和第一室内换热器12；室外风机5用于驱动室外空气依次流过第一室外换热器13和第二室外换热器23。这样，便于实现梯级降温和梯级加热。

具体地，第一室内换热器12和第二室内换热器22并排设置，室内风机4位于第一室内换热器12的外侧，即第一室内换热器12位于室内风机4与第二室内换热器22之间，这样，室内风机4启动时，室内空气受室内风机4的吸力作用，先经过第二室内换热器22，再经过第一室内换热器12后进入室内风机4内、并被室内风机4排出。

第一室外换热器13和第二室外换热器23并排设置，室外风机5位于第二室外换热器23的外侧，即第二室外换热器23位于室外风机5与第二室外换热器23之间，这样，室外风机5启动时，室外空气受室外风机5的吸力作用，先经过第一室外换热器13，再经过第二室外换热器23后进入室外风机5内、并被室外风机5排出。

本实施例中，第一压缩机11和第二压缩机21设置在同一壳体内，并且第一压缩机11和第二压缩机21由同一个电机驱动，以利于减小本房间空调器的体积，降低能效。

本实施例中，热交换器3可以为外部设置有保温层的板式换热器，也可以为外部设置有保温层的套管式换热器，以使第一循环回路和第二循环回路在热交换器3处进行热量交换，可实现冷凝过冷或冷凝热回收。

本实施例中，本房间空调器可以包括三介质换热器，第一室外换热器13和第二室外换热器23可以为三介质换热器的两个换热管路，三介质换热器可以使第一循环回路的工质、第二循环回路的工质和室外空气两两独立换热。

在其他实施例中，第一室外换热器13和第二室外换热器23也可以为普通的换热器。

这里，不对第一室外换热器13和第二室外换热器14的结构作具体限定，只需能够实现第一循环回路的工质、第二循环回路的工质和室外空气两两独立换热即可。

本实施例中，第一室内换热器12、第二室内换热器22和室内风机4组成室内机B，第一压缩机11、第二压缩机21、换热器、第一四通换向阀16、第二四通换向阀26、第一电子膨胀阀14、第二电子膨胀阀15、第三电子膨胀阀24、第四电子膨胀阀25、第一室外换热器13和第二室外换热器23组成室外机A，室外机A和室内机B之间通过液体管和气体管相连接形成房间空调器。

本具体实施方式提供了一种房间空调器的控制方法，基于上述任意一项实施例所述的房间空调器，包括：

当第一循环回路和第二循环回路均为制冷循环时，控制第一电子膨胀阀14处于节流状态，第二电子膨胀阀15处于全开状态，第三电子膨胀阀24处于全开状态，第四电子膨胀阀25处于节流状态，并控制室内风机4和室外风机5均开启，使房间空调器运行梯级降温除湿模式；

当第一循环回路为制热循环，第二循环回路为制冷循环时，控制第一电子膨胀阀14处于节流状态，第二电子膨胀阀15处于全开状态，第三电子膨胀阀24处于节流状态，第四电子膨胀阀25处于全开状态，并控制室内风机4和室外风机5均开启，使房间空调器运行除湿再热模式。

具体地，房间空调器运行梯级降温除湿模式时，在第一循环回路中，第一压缩机11的排气依次经过第一四通换向阀的第一接口16d和第一四通换向阀的第三接口16c后进入第一室外换热器13内进行冷凝放热，冷凝放热后经过全开的第二电子膨胀阀15进入热交换器3内吸收第二循环回路工质的蒸发冷量过冷，之后进入第一电子膨胀阀14节流，节流后的工质进入到第一室内换热器12吸收室内热量，然后经过第一四通换向阀的第二接口16e和第一四通换向阀的第四接口16s作为吸气进入到第一压缩机11内；在第二循环回路中，第二压缩机21排气依次经过第二四通换向阀的第一接口26d和第二四通换向阀的第三接口26c后进入第二室外换热器23与第一循环回路中冷凝后的工质进行热交换吸收第一循环回路工质的热量，之后经过全开的第三电子膨胀阀24进入第二室内换热器22吸收室内热量，随后经过第二四通换向阀的第二接口26e和第二四通换向阀的第四接口26s后作为吸气进入第二压缩机21。这样，第一循环回路为冷凝过冷的制冷循环，第一循环回路的冷量用于室内除湿；第二循环回路为制冷循环，第二循环回路的部分冷量用于第一循环回路工质冷凝过冷，剩余部分冷量用于室内降温，使本房间空调器运行梯级降温除湿模式。

需要说明的是，第四电子膨胀阀25节流，能够使第二循环回路的工质成为低温低压的液体，在热交换器3内吸收第一循环回路工质的热量部分蒸发，使第一循环回路的工质实现冷凝过冷。

当室内风机4开启时，室内空气经过第二室内换热器22降温，再经过第一室内换热器12除湿；当室外风机5开启时，室外空气经过冷凝温度更低的第一室外换热器13后，经过冷凝温度更高的第二室外换热器23，第一循环回路提供的蒸发冷量用于处理潜热负荷，第二循环回路提供的蒸发冷量用于处理显热负荷，提升了换热效率，实现了显热负荷与潜热负荷独立处理。

并且，在梯级降温除湿模式下，第一循环回路内的工质的蒸发温度和冷凝温度分别低于第二循环回路内的工质的蒸发温度和冷凝温度。这样，使第一循环回路为低温循环，第二循环回路为高温循环，室内空气需要先经过高蒸发温度的第二室内换热器22降温，再经过低蒸发温度的第一室内换热器12除湿，保证室内空气能够进行梯级降温除湿处理。

房间空调器运行除湿再热模式时，在第一循环回路中，第一压缩机11的排气依次经过第一四通换向阀的第一接口16d和第一四通换向阀的第二接口16e后进入第一室内换热器12冷凝放热，冷凝放热后经第一电子膨胀阀14节流后进入热交换器3吸收第二循环回路工质的冷凝热量后经过全开的第二电子膨胀阀15和第一室外换热器13，随后经过第一四通换向阀的第三接口16c和第一四通换向阀的第四接口16s后作为吸气进入第一压缩机11；在第二循环回路中，第二压缩机21的排气依次经过第二四通换向阀的第一接口26d和第二四通换向阀的第三接口26c后经过第二室外换热器23冷凝放热后，再经过全开的第四电子膨胀阀25后进入热交换器3，向第一循环回路释放冷凝热量后进入第三电子膨胀阀24节流，节流后的工质进入第二室内换热器22吸收热量，随后经过第二四通换向阀的第二接口26e和第二四通换向阀的第四接口26s后作为吸气进入第二压缩机21。这样，第一循环回路为制热循环，热交换器3作为第一循环回路的蒸发器，第一循环回路的工质蒸发所吸收的热量来源于室外空气和第二循环回路工质的冷凝热量，第一循环回路的工质的冷凝热量用于再热除湿后的室内空气；第二循环回路为制冷循环，热交换器3作为第二循环回路的冷凝器，第二循环回路的部分冷凝热量用于供第一循环回路的蒸发器吸热，第二室内换热器22为第二循环回路的蒸发器，用于吸收室内空气的除湿潜热量，从而使房间空调器运行除湿再热模式。

需要说明的是，第一电子膨胀阀14节流，能够使第一循环回路的工质成为低温低压的液体，在热交换器3内吸收第二循环回路工质的热量部分蒸发，使第二循环回路的工质实现冷凝放热。

当室内风机4开启时，室内空气先经过第二室内换热器22除湿，再经过第一室内换热器12再热升温；当室外风机5开启时，调节室外风机5的风速能够调节第一室外换热器13和第二室外换热器23的换热量，以调节回收的冷凝热量；并且，热交换器3分别作为第一循环回路的蒸发器和第二循环回路的冷凝器，实现回收除湿冷凝热并用于再热，而第一循环回路的蒸发吸热量不一定等于第二循环回路的冷凝热量，因此剩余的热量通过第一室外换热器13和第二室外换热器23进行吸收或排出。

其中，当第一循环回路为制冷循环时，控制第一四通换向阀的第一接口16d与第一四通换向阀的第三接口16c、第一四通换向阀的第二接口16e与第一四通换向阀的第四接口16s导通。

当第一循环回路为制热循环时，控制第一四通换向阀的第一接口16d与第一四通换向阀的第二接口16e、第一四通换向阀的第三接口16c与第一四通换向阀的第四接口16s导通。

当第二循环回路为制冷循环时，控制第二四通换向阀的第一接口26d与第二四通换向阀的第三接口26c、第二四通换向阀的第二接口26e与第二四通换向阀的第四接口26s导通。

当第二循环回路为制热循环时，控制第二四通换向阀的第一接口26d与第二四通换向阀的第二接口26e、第二四通换向阀的第三接口26c与第二四通换向阀的第四接口26s导通。

本实施例中，该房间空调器的控制方法还包括：当第一循环回路和第二循环回路均制热循环时，控制第一电子膨胀阀14处于全开状态，第二电子膨胀阀15处于节流状态，第三电子膨胀阀24处于节流状态，第四电子膨胀阀25处于全开状态，控制室内风机4和室外风机5开启，使房间空调器运行梯级加热模式。

在第一循环回路中，第一压缩机11的排气依次经过第一四通换向阀的第一接口16d和第一四通换向阀的第二接口16e后进入第一室内换热器12冷凝放热，冷凝放热后的工质经过全开的第一电子膨胀阀14后进入热交换器3，释放部分热量给第二循环回路的工质后经过第二电子膨胀阀15节流，节流后的工质进入第一室外换热器13吸收热量，随后经过第一四通换向阀的第三接口16c和第一四通换向阀的第四接口16s后作为吸气进入第一压缩机11；在第二循环回路中，第二压缩机21的排气经过第二四通换向阀的第一接口26d和第二四通换向阀的第二接口26e后进入第二室内换热器22冷凝放热，冷凝放热后的工质经过第三电子膨胀阀24节流后进入热交换器3，吸收第一循环回路的工质的部分冷凝热量作为热泵循环的蒸发器取热，经过全开的第四电子膨胀阀25，之后再进入第二室外换热器23吸收热量，随后经过第二四通换向阀的第三接口26c和第二四通换向阀的第四接口26s后作为吸气进入第二压缩机21。这样，第一循环回路为制热循环，第一循环回路的工质蒸发所吸收的热量来源于室外空气，第一循环回路的工质的冷凝热量一部分用于室内供热，一部分作为第二循环回路的工质蒸发取热；第二循环回路为制热循环，第二循环回路的吸收的热量一部分来自于室外空气，一部分来自于第一循环回路的工质冷凝热量，第二循环回路的冷凝热量全部用于室内供热，使本房间空调器运行加热模式。

需要说明的是，第三电子膨胀阀24节流，能够使第二循环回路的工质成为低温低压的液体，在热交换器3内吸收第一循环回路工质的热量部分蒸发，使第一循环回路的工质实现冷凝放热。

当室内风机4开启时，室内空气先经过第二室内换热器22升温，再经过第一室内换热器12二次升温，实现梯级加热；室外风机5开启，室外空气先经过蒸发温度更高的第一室外换热器13，再经过蒸发温度更低的第二室外换热器23，使总制热量不变，低蒸发温度循环(第二循环回路)从环境吸热量降低，提升了效率。

并且，在梯级加热模式下，第一循环回路的工质蒸发温度和冷凝温度分别高于第二循环回路的工质的蒸发温度和冷凝温度。这样，第一循环回路为高温循环，第二循环回路为低温循环，保证室内空气能够进行梯级加热处理。

本实施例中，该房间空调器的控制方法还包括：当第一循环回路为制冷循环，第二循环回路为制热循环时，控制第一电子膨胀阀14处于全开状态，第二电子膨胀阀15处于节流状态，第三电子膨胀阀24处于全开状态，第四电子膨胀阀25处于节流状态，控制室内风机4开启，室外风机5关闭，使房间空调器运行第一室外换热器除霜模式。

在第一循环回路中，第一压缩机11的排气依次经过第一四通换向阀的第一接口16d和第一四通换向阀的第三接口16c后进入第一室外换热器13冷凝放热，冷凝放热后的工质经过第二电子膨胀阀15节流后进入热交换器3，吸收第二循环回路的部分冷凝热量后经过全开的第一电子膨胀阀14，进入第一室内换热器12吸收热量，随后经过第一四通换向阀的第二接口16e和第一四通换向阀的第四接口16s后作为吸气进入第一压缩机11；在第二循环回路中，第二压缩机21的排气依次经过第二四通换向阀的第一接口26d和第二四通换向阀的第二接口26e后进入第二室内换热器22冷凝放热，冷凝放热后的工质经过全开的第三电子膨胀阀24后进入热交换器3，被第一循环回路过冷后，经过第四电子膨胀阀25节流，之后再进入第二室外换热器23蒸发吸收热量，随后经过第二四通换向阀的第三接口26c和第二四通换向阀的第四接口26s后作为吸气进入第二压缩机21。这样，第一循环回路的冷凝热量用于除霜，第一循环回路的吸收的热量一部分来自于室内，一部分来自于第二循环回路的冷凝热量，减小了第一循环回路从室内吸取的热量；并且，第二循环回路为制热循环，第二循环回路的蒸发吸收的热量来自于室外空气，冷凝产生的热量一部分作为第一循环回路蒸发所吸的热量，一部分用于室内供热，保证室内不间断供热，使本房间空调器运行第一室外换热器除霜模式。

当室内风机4开启时，室内空气先经过第二室内换热器22加热后，再经过第一室内换热器12，保证室内不间断供热；室外风机5关闭，使第一室外换热器13不会与外界空气进行换热，从而第一室外换热器13的冷凝热量能够用于快速除霜。

本实施例中，该房间空调器还包括：当第一循环回路为制热循环，第二循环回路为制冷循环时，控制第一电子膨胀阀14处于全开状态，第二电子膨胀阀15处于节流状态，第三电子膨胀阀24处于全开状态，第四电子膨胀阀25处于节流状态，控制室内风机4开启，室外风机5关闭，使房间空调器运行第二室外换热器除霜模式。

在第一循环回路中，第一压缩机11的排气依次经过第一四通换向阀的第一接口16d和第一四通换向阀的第二接口16e后进入第一室内换热器12冷凝放热，冷凝放热后的工质经过全开的第一电子膨胀阀14后进入热交换器3，被第二循环回路过冷后，经过第二电子膨胀阀15节流，之后再进入第一室外换热器13吸收热量，随后经过第一四通换向阀的第三接口16c和第一四通换向阀的第四接口16s后作为吸气进入第一压缩机11；在第二循环回路中，第二压缩机21的排气依次经过第二四通换向阀的第一接口26d和第二四通换向阀的第三接口26c后进入第二室外换热器23冷凝放热，冷凝放热后的工质经过第四电子膨胀阀25节流后进入热交换器3，吸收第一循环回路的部分冷凝热量后经过全开的第三电子膨胀阀24，进入第二室内换热器22吸收热量，随后经过第二四通换向阀的第二接口26e和第二四通换向阀的第四接口26s后作为吸气进入第二压缩机21。这样，第二循环回路的冷凝热量用于除霜，第二循环回路的吸收的热量一部分来自于室内，一部分来自于第一循环回路的冷凝热量，减小了第二循环回路从室内吸取的热量；并且，第一循环回路为制热循环，第一循环回路的蒸发吸收的热量来自于室外空气，冷凝产生的热量一部分作为第二循环回路蒸发所吸收的热量，一部分用于室内供热，可以保证室内不间断供热，使本房间空调器运行第二室外换热器除霜模式。

当室内风机4开启时，室内空气先经过第二室内换热器22被降温后，再经过第一室内换热器12加热，保证室内不间断供热；室外风机5关闭，使第二室外换热器23不会与外界空气进行换热，从而第二室外换热器23的冷凝热量能够用于快速除霜。

本房间空调器，在梯级降温除湿模式下，蒸发侧提供双蒸发温度冷源，高温冷源处理显热负荷，低温冷源主要处理潜热负荷，与传统热湿耦合空气处理方式相比，保证除湿效果的同时，节约了一部分高品位冷源，提高了空调器的能效比；利用热交换器回收高温级蒸发冷量用于低温级循环冷凝过冷，保证系统整体制冷量和功耗不变的同时提高冷量品位；通过调控两个制冷循环回路的蒸发温度，以适应室内热湿比变化，实现梯级换热，提高系统的整体性能系数；在梯级加热模式下，冷凝侧双冷凝温度热源实现梯级加热，提高换热效率，保证送风舒适度；热交换器3使低温级循环从高温级循环取部分冷凝热量作为蒸发吸热，可提高低温级循环整体的蒸发温度，在室外温度较低时，避免低温级循环从室外大量取热造成性能降低、结霜等问题；在除湿再热模式下，两个室内换热器分别作为两个循环的蒸发器与冷凝器，实现了除湿、加热功能，同时利用热交换器3回收冷凝热用于再热，无需利用低能效的电加热再热，保证除湿效果的同时，减小冷热量抵消，降低了空调器的能耗；在除霜模式下，两个室外换热器分别作为两个循环的蒸发器与冷凝器，化霜过程中室内不间断制热，提高除霜期间的室内热舒适性；空调器利用两个四通阀的换向，可自由切换梯级降温除湿、梯级加热、加热除湿、不间断供热化霜四种运行模式，能够高效、节能、舒适的运行，并满足我国夏热冬暖地区全年的加热、降温、除湿、室外换热器除霜的多样需求。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储工质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种房间空调器，其特征在于，包括第一循环回路、第二循环回路、室内风机和室外风机，所述第一循环回路的工质和所述第二循环回路的工质通过热交换器换热；

所述第一循环回路包括依次连接的第一压缩机、第一四通换向阀、第一室内换热器、第一电子膨胀阀、所述热交换器的第一通路、第二电子膨胀阀和第一室外换热器；

第一四通换向阀的第一接口与所述第一压缩机的排气口相连接、第一四通换向阀的第二接口与所述第一室内换热器相连接，第一四通换向阀的第三接口与第一室外换热器相连接，第一四通换向阀的第四接口与第一压缩机的进气口相连接，所述第一四通换向阀的第一接口、所述第一四通换向阀的第二接口、所述第一四通换向阀的第三接口和所述第一四通换向阀的第四接口之间能够换向导通；

所述第二循环回路包括依次连接的第二压缩机、第二四通换向阀、第二室内换热器、第三电子膨胀阀、所述热交换器的第二通路、第四电子膨胀阀、第二室外换热器；

第二四通换向阀的第一接口与所述第二压缩机的排气口相连接、第二四通换向阀的第二接口与所述第二室内换热器相连接，第二四通换向阀的第三接口与第二室外换热器相连接，第二四通换向阀的第四接口与所述第二压缩机的进气口相连接，所述第二四通换向阀的第一接口、所述第二四通换向阀的第二接口、所述第二四通换向阀的第三接口和所述第二四通换向阀的第四接口之间能够换向导通；

所述第一电子膨胀阀、所述第二电子膨胀阀、所述第三电子膨胀阀和所述第四电子膨胀阀分别能够在全开状态或节流状态切换；

室内风机，用于驱动室内空气依次流过所述第二室内换热器和所述第一室内换热器；

室外风机，用于驱动室外空气依次流过所述第一室外换热器和所述第二室外换热器；

其中，所述第一四通换向阀的第一接口与所述第一四通换向阀的第二接口导通，所述第一四通换向阀的第三接口与所述第一四通换向阀的第四接口导通时，所述第一循环回路为制热循环；

所述第一四通换向阀的第一接口与所述第一四通换向阀的第三接口导通，所述第一四通换向阀的第二接口与所述第一四通换向阀的第四接口导通时，所述第一循环回路为制冷循环；

所述第二四通换向阀的第一接口与所述第二四通换向阀的第二接口导通，所述第二四通换向阀的第三接口与所述第二四通换向阀的第四接口导通时，所述第二循环回路为制热循环；

所述第二四通换向阀的第一接口与所述第二四通换向阀的第三接口导通，所述第二四通换向阀的第二接口与所述第二四通换向阀的第四接口导通时，所述第二循环回路为制冷循环；

且，所述第一循环回路和所述第二循环回路均为制冷循环时，所述第一电子膨胀阀处于节流状态，所述第二电子膨胀阀处于全开状态，所述第三电子膨胀阀处于全开状态，所述第四电子膨胀阀处于节流状态；所述第一循环回路的冷量用于室内除湿；所述第二循环回路的部分冷量用于所述第一循环回路冷凝过冷，剩余部分冷量用于室内降温；且第一循环回路内的工质的蒸发温度和冷凝温度分别低于第二循环回路内的工质的蒸发温度和冷凝温度；

所述第一循环回路为制热循环，所述第二循环回路为制冷循环时，所述第一电子膨胀阀处于节流状态，所述第二电子膨胀阀处于全开状态，所述第三电子膨胀阀处于节流状态，所述第四电子膨胀阀处于全开状态；所述第二室内换热器为所述第二循环回路的蒸发器、用于吸收室内空气的除湿潜热量；所述第一室内换热器为所述第一循环回路的冷凝器、用于再热除湿后的室内空气。

2.根据权利要求1所述的房间空调器，其特征在于，所述第一压缩机和所述第二压缩机设置在同一壳体内、且所述第一压缩机和所述第二压缩机由同一个电机驱动。

3.根据权利要求1所述的房间空调器，其特征在于，所述热交换器为外部设置有保温层的板式换热器和外部设置有保温层的套管式换热器中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的房间空调器，其特征在于，还包括供所述第一循环回路的工质、所述第二循环回路的工质和室外空气两两独立换热的三介质换热器，所述第一室外换热器和所述第二室外换热器为所述三介质换热器的两个换热管路。

5.一种房间空调器的控制方法，其特征在于，基于权利要求1-4任意一项所述的房间空调器，包括：

当所述第一循环回路和所述第二循环回路均为制冷循环时，控制所述第一电子膨胀阀处于节流状态，所述第二电子膨胀阀处于全开状态，所述第三电子膨胀阀处于全开状态，所述第四电子膨胀阀处于节流状态，控制所述室内风机和所述室外风机均开启，以使所述房间空调器运行梯级降温除湿模式；

当所述第一循环回路为制热循环，所述第二循环回路为制冷循环时，控制所述第一电子膨胀阀处于节流状态，所述第二电子膨胀阀处于全开状态，所述第三电子膨胀阀处于节流状态，所述第四电子膨胀阀处于全开状态，控制所述室内风机和所述室外风机均开启，以使所述房间空调器运行除湿再热模式；其中，

当所述第一循环回路为制冷循环时，控制所述第一四通换向阀的第一接口与所述第一四通换向阀的第三接口、所述第一四通换向阀的第二接口和所述第一四通换向阀的第四接口导通；

当所述第二循环回路为制冷循环时，控制所述第二四通换向阀的第一接口与所述第二四通换向阀的第三接口、所述第二四通换向阀的第二接口和所述第二四通换向阀的第四接口导通；

当所述第一循环回路为制热循环时，控制所述第一四通换向阀的第一接口和所述第一四通换向阀的第二接口、所述第一四通换向阀的第三接口和所述第一四通换向阀的第四接口导通。

6.根据权利要求5所述的房间空调器的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述第一循环回路和所述第二循环回路均为制热循环时，控制所述第一电子膨胀阀处于全开状态，所述第二电子膨胀阀处于节流状态，所述第三电子膨胀阀处于节流状态，所述第四电子膨胀阀处于全开状态，控制所述室内风机和所述室外风机均开启，以使所述房间空调器运行梯级加热模式；其中，

当所述第二循环回路为制热循环时，控制所述第二四通换向阀的第一接口和所述第二四通换向阀的第二接口、所述第二四通换向阀的第三接口和所述第二四通换向阀的第四接口导通。

7.根据权利要求5所述的房间空调器的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述第一循环回路为制冷循环，所述第二循环回路为制热循环时，控制所述第一电子膨胀阀处于全开状态，所述第二电子膨胀阀处于节流状态，所述第三电子膨胀阀处于全开状态，所述第四电子膨胀阀处于节流状态，控制所述室内风机开启，所述室外风机关闭，以使所述房间空调器运行第一室外换热器除霜模式；其中，

当所述第二循环回路为制热循环时，控制所述第二四通换向阀的第一接口和所述第二四通换向阀的第二接口、所述第二四通换向阀的第三接口和所述第二四通换向阀的第四接口导通。

8.根据权利要求5所述的房间空调器的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述第一循环回路为制热循环，所述第二循环回路为制冷循环时，控制所述第一电子膨胀阀处于全开状态，所述第二电子膨胀阀处于节流状态，所述第三电子膨胀阀处于全开状态，所述第四电子膨胀阀处于节流状态，控制所述室内风机开启，所述室外风机关闭，以使所述房间空调器运行第二室外换热器除霜模式。

9.根据权利要求5所述的房间空调器的控制方法，其特征在于，所述房间空调器运行梯级降温除湿模式时，所述第一循环回路的工质的蒸发温度和冷凝温度分别低于所述第二循环回路工质的蒸发温度和冷凝温度。

10.根据权利要求6所述的房间空调器的控制方法，其特征在于，所述房间空调器运行梯级加热模式时，所述第一循环回路的工质的蒸发温度和冷凝温度分别高于所述第二循环回路工质的蒸发温度和冷凝温度。

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