專利名稱：一種空調(diào)器除霜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣調(diào)節(jié)裝置的控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體來說是一種空調(diào)器除霜裝置。
背景技術(shù)：
空調(diào)器在低溫制熱時，冷凝器會出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，這將影響空調(diào)器的制熱效
果。目前，空調(diào)器的除霜是在制冷狀態(tài)下進(jìn)行的，普遍采用以下兩種除霜方法 其一，是利用四通閥換向的熱泵除霜。除霜時四通閥動作，空調(diào)器由制熱 循環(huán)變?yōu)橹评溲h(huán)，空調(diào)器從系統(tǒng)中吸收熱量提供室外換熱器除霜。由于室內(nèi) 換熱器產(chǎn)生的熱量是負(fù)值，負(fù)熱量的數(shù)量與同樣時間內(nèi)產(chǎn)生的正熱量大致相 當(dāng)。從能量角度講，這種除霜過程的損失相當(dāng)于兩倍的除霜過程，這就需要盡 量縮短熱泵除霜的時間，從而影響除霜效果。
其二，是利用熱氣旁通除霜時。除霜時，高溫排氣經(jīng)旁通閥進(jìn)外側(cè)換熱器 回壓縮機(jī)，從而進(jìn)行除霜。在此過程中，由于系統(tǒng)中僅在旁通電磁閥中產(chǎn)生少 許的壓降，造成高低壓壓差較小，壓縮機(jī)的輸入功率衰減嚴(yán)重；當(dāng)熱蒸氣進(jìn)入 盤管溫度和環(huán)境溫度都較低的換熱器時，換熱效果極好，流出冷凝器時已基本 相變變?yōu)橹评鋭┮后w，其吸氣溫度很低；這兩方面因素共同影響，造成了排氣 溫度衰減得極為嚴(yán)重。當(dāng)霜層較厚時，隨著除霜時間的延續(xù)，排氣溫度會降到 基本不能除霜的程度，使除霜后勁不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于，提供一種空調(diào)器除霜裝置，可實(shí)現(xiàn)更有效除霜。 為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的空調(diào)器除霜裝置，包括 壓縮機(jī)，用于壓縮制冷劑； 四通閥，用于切:換制冷劑的正、反流向；蒸發(fā)器、冷凝器，分別用于與外界交換熱量；
第一管路，連接所述蒸發(fā)器的進(jìn)液口與所述冷凝器的出液口 ； 第二管路，連接所述蒸發(fā)器的回氣口與所述四通閥的第一端口 ； 第三管路，連接所述冷凝器的進(jìn)氣口與所述四通閥的第二端口 ； 第四管路，連接所述壓縮機(jī)的排氣口與所述四通閥的第三端口 ； 第五管路，連接所述壓縮機(jī)的吸氣口與所述四通閥的第四端口； 還包括
旁路管路， 一端與所述第一管路連通，另一端與第四管路連通； 旁通控制閥，設(shè)置于所述旁路管路上，用于開啟/關(guān)閉所述旁路管路； 節(jié)流閥，設(shè)置于所述第一管路上，通過調(diào)整所述節(jié)流閥的開度調(diào)節(jié)所述第 一管路中制冷劑的流量。
優(yōu)選地，所述空調(diào)器除霜裝置還包括
室外測溫裝置、盤管測溫裝置、排氣測溫裝置，分別用于檢測并輸出室外 溫度、盤管溫度、排氣溫度；
控制器，根據(jù)室外溫度、盤管溫度、排氣溫度，按照預(yù)定的控制策略對除 霜過程進(jìn)行控制
若盤管溫度小于或等于除霜進(jìn)入常量且持續(xù)預(yù)設(shè)除霜進(jìn)入時間，輸出節(jié)流 閥最小開度信號、室內(nèi)風(fēng)機(jī)關(guān)閉信號、室外風(fēng)機(jī)關(guān)閉信號及壓縮機(jī)最大頻率信 號，并使壓縮機(jī)最大頻率信號保持預(yù)設(shè)除霜準(zhǔn)備時間；
輸出旁通控制閥開啟信號；
若排氣溫度大于或等于預(yù)設(shè)臨界排氣溫度，輸出四通閥關(guān)閉信號、旁通控 制閥節(jié)流信號；
輸出節(jié)流閥最大開度信號、壓縮機(jī)最大頻率信號；
若盤管溫度大于或等于預(yù)設(shè)除霜退出常量，輸出壓縮機(jī)緩沖頻率點(diǎn)信號、 四通閥開啟信號、室內(nèi)風(fēng)機(jī)開啟信號、室外風(fēng)機(jī)開啟信號及節(jié)流閥正常開度信優(yōu)選地，所述盤管測溫裝置安裝于盤管中部，用以測量盤管中點(diǎn)溫度。
優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)除霜進(jìn)入時間為1~2分鐘。 優(yōu)選地，所述旁通控制閥為電》茲閥。 優(yōu)選地，所述節(jié)流閥為電子膨脹閥。
優(yōu)選地，還包括毛細(xì)管，設(shè)置于所述第一管路上，用于對所述第一管路中 的制冷劑節(jié)流降壓。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)合了熱泵除霜和熱旁通除霜的各自特點(diǎn)，不僅 可減少單獨(dú)進(jìn)行熱泵除霜而造成的能量損失，也可以避免單獨(dú)進(jìn)行熱氣旁通所 造成的排氣溫度衰減過大致使除霜后勁不足的缺點(diǎn)。進(jìn)一步地，旁通閥的利用 進(jìn)一步減小除霜過程中的功率損耗；同時，冷凝器內(nèi)部的高溫排氣對管路的正 反兩方面的沖擊使整個冷凝器的除霜效果極為增強(qiáng)，也促使了化霜時間的縮 短。更進(jìn)一步地，設(shè)置控制器，通過檢測排氣溫度等參數(shù)，自動控制兩種除霜 時間，除霜效率較高，可實(shí)現(xiàn)最有效除霜。


圖l是本發(fā)明空調(diào)除霜裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1所示空調(diào)除霜裝置在旁路除霜過程中制冷循環(huán)的壓焓圖； 圖3是本發(fā)明空調(diào)除霜裝置第二實(shí)施例的方框圖； 圖4是圖3所示空調(diào)除霜裝置的控制流程圖； 圖5是圖3所示空調(diào)除霜裝置的時序控制圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例進(jìn)行說明。
請參見圖l,該圖是本發(fā)明空調(diào)除霜裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖示 空調(diào)器除霜裝置，包括
壓縮才幾1 ，用于壓縮制冷劑；第一管路Pl. 第二管路P2，
第三管路P3:
第四管路P4， 第五管路P5: 旁路管路P6，
四通閥2 ，用于切換制冷劑的正、反流向； 蒸發(fā)器6、冷凝器3，分別用于與外界交換熱量；
所述壓縮機(jī)l、四通閥2、蒸發(fā)器6、冷凝器3之間通過管路連接，各管 路具體為
,連接蒸發(fā)器6的進(jìn)液口與冷凝器3的出液口 :，連接蒸發(fā)器6的回氣口與四通閥2的第一端口 ,，連4妻冷凝器3的進(jìn)氣口與四通閥2的第二端口 .,連^妄壓縮機(jī)1的排氣口與四通閥2的第三端口 ;，連接壓縮機(jī)1的吸氣口與四通閥2的第四端口 >， 一端與第一管路P1連通，另一端與第四管路P4連通； 旁通控制閥7，設(shè)置于旁路管路P6上，用于開啟/關(guān)閉旁路管路P6; 節(jié)流閥5,設(shè)置于第一管路P1上，通過調(diào)整節(jié)流閥的開度調(diào)節(jié)第一管路 Pl中制冷劑的流量。
優(yōu)選地，旁通控制閥7為電磁閥，便于實(shí)現(xiàn)自動控制；節(jié)流閥5為電子膨 脹閥，節(jié)流精度高。如圖l所示，第一管路P1上設(shè)置毛細(xì)管4，可用于對第 一管路P1中的制冷劑節(jié)流降壓。
下面對上述空調(diào)除霜裝置的工作原理進(jìn)行說明。 第一階段除霜旁路除霜
當(dāng)盤管溫度和室外環(huán)境溫度達(dá)到進(jìn)入除霜條件時，變頻壓縮機(jī)1要升至最 高頻率，在此頻率下運(yùn)行l(wèi) 2分鐘左右，其目的是提高壓縮機(jī)的排氣溫度， 增大除霜能力，這為除霜準(zhǔn)備階段。其后進(jìn)入旁通除霜階段，旁通控制閥7 打開。由于系統(tǒng)中毛細(xì)管和電子膨脹閥的阻力遠(yuǎn)大于旁通電磁閥的阻力，故工 作時制冷劑幾乎全部被旁通至室外換熱器即冷凝器3中進(jìn)行融霜；當(dāng)排氣溫度 降到一定的溫度時(此溫度點(diǎn)應(yīng)根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果而定， 一般在40°C 左右)，四通閥2動作，旁通關(guān)閉，第一階段除霜結(jié)束。請參見圖2 ，該圖是圖1所示空調(diào)除霜裝置在旁路除霜過程中制冷循環(huán)的壓 焓圖。除霜階段制冷劑在系統(tǒng)中的狀態(tài)變化如圖2所示，其流路為
al，-a2-a3-a4-al-al-a1，，即壓縮才幾l乂人氣液分離器中吸入飽和蒸汽al，壓縮至排 氣狀態(tài)a2;經(jīng)過旁通電磁閥降壓節(jié)流至a3;進(jìn)入冷凝器3即室外換熱器內(nèi)，與 換熱器內(nèi)部的兩相制冷劑a5混合成狀態(tài)a4;在壓縮機(jī)l連續(xù)的抽吸過程中，兩 相制冷劑a4沿?fù)Q熱器盤管內(nèi)部通道將熱量排至霜層，進(jìn)一步冷凝成狀態(tài)al,并 克服盤管阻力返回壓縮機(jī)l吸氣管前端的氣液分離器中;被分離的液體al儲存 在氣液分離器中,氣體al，再次進(jìn)入壓縮機(jī)l中，壓縮成高溫蒸氣。
本階段除霜是在制熱狀態(tài)下進(jìn)行的，從冷凝器3的外表面觀察，其化霜是 從冷凝器3的下部開始的，即排氣流路的進(jìn)口是冷凝器3的出液管，出口是冷 凝器3的進(jìn)氣管。這樣更有利于冷凝器3底部的化霜。另外，旁通控制閥7 的開啟使高低壓差減小，可以節(jié)省四通閥2換向時因要通過降頻才可換向的時 間。
第二階段除霜熱泵除霜
當(dāng)四通閥2動作，旁通控制閥7開啟后，開始進(jìn)入第二階段除霜，即反循 環(huán)除霜，又稱熱泵除霜。此時，室內(nèi)外風(fēng)機(jī)關(guān)閉，為了使更為有效的化霜，需 要提高系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑的有效流量，保持電子膨脹閥全開。當(dāng)檢測到符合可以 退出除霜的條件時，首先要降低壓縮機(jī)l的運(yùn)行頻率，來降低此時系統(tǒng)的高低 壓差來使四通閥換向，換向后第二階段除霜結(jié)束，即系統(tǒng)開始正常的制熱運(yùn)行。
本階段是在制冷狀態(tài)下進(jìn)行的，從冷凝器3的外表面觀察，其化霜是從冷 凝器3的上部開始的，即排氣流路的進(jìn)口是冷凝器3的進(jìn)氣管，出口是冷凝器 3的出液管。這樣更有利于冷凝器3上部的化霜。
綜合兩個階段的化霜過程，高溫排氣從冷凝器3的下流路和上流路分別進(jìn) 入，造成冷凝器3受到熱蒸汽的雙向沖擊，從而更有效地加強(qiáng)除霜的效果，縮 短了除霜時間。請參見圖3，該圖是本發(fā)明空調(diào)除霜裝置第二實(shí)施例的方框圖。除圖l所
示部件外，還包括
室外測溫裝置8、盤管測溫裝置9、排氣測溫裝置10,可分別為溫度傳感 器，用于檢測并輸出室外溫度、盤管溫度、排氣溫度；其中，盤管測溫裝置9 安裝于盤管中部，用以測量盤管中點(diǎn)溫度，保證測溫準(zhǔn)確。
控制器11,根據(jù)室外溫度、盤管溫度、排氣溫度，按照預(yù)定的控制策略 對除霜過程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高效除霜。
由此，通過增加測溫裝置及控制器11后，空調(diào)除霜裝置可輕易實(shí)現(xiàn)自動 控制，下面對其控制過程詳細(xì)說明。
請參見圖4，該圖是圖3所示空調(diào)除霜裝置的控制流程圖。具體包括以下 步驟
SIO、判斷盤管溫度是否小于或等于除霜進(jìn)入常量且持續(xù)預(yù)設(shè)除霜進(jìn)入時 間(如1~2分鐘)，
若是，進(jìn)入步驟S20。
S20、輸出節(jié)流闊最小開度信號、室內(nèi)風(fēng)機(jī)關(guān)閉信號、室外風(fēng)機(jī)關(guān)閉信號 及壓縮機(jī)最大頻率信號，并使壓縮機(jī)最大頻率信號保持預(yù)設(shè)除霜準(zhǔn)備時間。 以上為除霜準(zhǔn)備階段，結(jié)束后，進(jìn)入除霜第一階段。 S30、輸出旁通控制閥開啟信號。
除霜第一階段開始后，先要將旁通控制閥開啟，以進(jìn)行旁路除霜。 S40、判斷排氣溫度是否大于或等于預(yù)設(shè)臨界排氣溫度，
若是，進(jìn)入步驟S50。 S50、輸出四通閥關(guān)閉信號、旁通控制閥節(jié)流信號。
由此，^吏得輸出四通閥、旁通控制閥關(guān)閉，進(jìn)入除霜第二階段，此時應(yīng)進(jìn) 一步執(zhí)行以下步驟
S60、輸出節(jié)流閥最大開度信號、壓縮機(jī)最大頻率信號。S70、判斷盤管溫度是否大于或等于預(yù)設(shè)除霜退出常量，
若是，進(jìn)入步驟S80。 S80、輸出壓縮機(jī)緩沖頻率點(diǎn)信號、四通閥開啟信號、室內(nèi)風(fēng)機(jī)開啟信號、 室外風(fēng)機(jī)開啟信號及節(jié)流閥正常開度信號。
至此，第二次除霜結(jié)束，即整個除霜過程結(jié)束。
下面以一 臺帶電子膨脹閥的變頻器機(jī)型為例，描述除霜過程中各主要部件 的動作。
請參見圖5，該圖為圖3所示空調(diào)除霜裝置的時序控制圖。其中，涉及有 關(guān)參數(shù)為
Tw、 Tws——在焓差實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，設(shè)定外環(huán)境的干球和濕球溫度； Tn、 Tns——室內(nèi)環(huán)境的干球和濕球溫度為 a—一除霜進(jìn)入常量(單位°C); b——除霜準(zhǔn)備時間(單位s); c一一臨界排氣溫度(單位°C ); d—一除霜退出常量(單位°C ); m——緩沖頻率點(diǎn)(單位HZ); tl_—第一階段除霜時間(單位s); t2—一第二階段除霜時間(單位s)。 上述各參數(shù)的數(shù)值，依具體試驗(yàn)而定。
如圖1所示，在制熱模式下，壓縮機(jī)1排出的高溫高壓氣體經(jīng)四通閥2 換向流入蒸發(fā)器6，再途徑電子膨脹閥和輔助毛細(xì)管4節(jié)流后流入冷凝器3, 最后經(jīng)四通閥2回壓縮機(jī)1。此時，旁通控制閥7為關(guān)閉狀態(tài)。
除霜準(zhǔn)備階段由室外環(huán)境溫度和盤管中點(diǎn)溫度來判定符合進(jìn)入化霜的條 件，則當(dāng)T盤溫《a且檢測到的盤管溫度同時滿足2min時進(jìn)入除霜準(zhǔn)備階段， 電子膨脹閥開至最小，室內(nèi)、室外風(fēng)機(jī)全關(guān)，壓縮機(jī)頻率升至最大且保持b秒。
第一階段除霜準(zhǔn)備階段結(jié)束后，熱旁通控制閥7開啟，當(dāng)檢測到T排氣 二c。C時，四通閥2斷電，旁通控制閥7關(guān)閉，熱旁通除霜階段結(jié)束，除霜時間 tl。
第二階段除霜當(dāng)旁通控制閥7關(guān)閉，四通閥2斷電后，除霜第二階段開 始，此時電子膨脹閥全開，頻率保持最大。當(dāng)檢測到盤管中點(diǎn)溫度滿足退出除 霜的條件時，T盤管〉d。C時，頻率降至mHZ,四通閥2動作，室內(nèi)外風(fēng)機(jī)開 啟，電子膨脹闊恢復(fù)正常。第二次除霜結(jié)束，即整個除霜過程也結(jié)束，計時t2。
本發(fā)明的空調(diào)除霜裝置，結(jié)合了熱泵除霜和熱旁通除霜的各自特點(diǎn)，減少 了單獨(dú)進(jìn)行熱泵除霜而造成的能量損失，也可避免單獨(dú)進(jìn)行熱氣旁通所造成的 排氣溫度衰減過大致使除霜后勁不足的缺點(diǎn)。旁通閥的利用減小了除霜過程中 的功率損耗；同時，而冷凝器內(nèi)部的高溫排氣對管路的正反兩方面的沖擊使整
個冷凝器的除霜效果極為增強(qiáng)，也促使了化霜時間的縮短。
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng) 視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。 對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可 以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種空調(diào)器除霜裝置，包括壓縮機(jī)，用于壓縮制冷劑；四通閥，用于切換制冷劑的正、反流向；蒸發(fā)器、冷凝器，分別用于與外界交換熱量；第一管路，連接所述蒸發(fā)器的進(jìn)液口與所述冷凝器的出液口；第二管路，連接所述蒸發(fā)器的回氣口與所述四通閥的第一端口；第三管路，連接所述冷凝器的進(jìn)氣口與所述四通閥的第二端口；第四管路，連接所述壓縮機(jī)的排氣口與所述四通閥的第三端口；第五管路，連接所述壓縮機(jī)的吸氣口與所述四通閥的第四端口；其特征在于，還包括旁路管路，一端與所述第一管路連通，另一端與第四管路連通；旁通控制閥，設(shè)置于所述旁路管路上，用于開啟/關(guān)閉所述旁路管路；節(jié)流閥，設(shè)置于所述第一管路上，通過調(diào)整所述節(jié)流閥的開度調(diào)節(jié)所述第一管路中制冷劑的流量。
2、 如權(quán)利要求1所述的空調(diào)器除霜裝置，其特征在于，還包括 室外測溫裝置、盤管測溫裝置、排氣測溫裝置，分別用于檢測并輸出室外溫度、盤管溫度、排氣溫度；控制器，根據(jù)室外溫度、盤管溫度、排氣溫度，按照預(yù)定的控制策略對 除霜過程進(jìn)行控制若盤管溫度小于或等于除霜進(jìn)入常量且持續(xù)預(yù)設(shè)除霜進(jìn)入時間，輸出節(jié) 流閥最小開度信號、室內(nèi)風(fēng)機(jī)關(guān)閉信號、室外風(fēng)機(jī)關(guān)閉信號及壓縮機(jī)最大頻 率信號，并使壓縮機(jī)最大頻率信號保持預(yù)設(shè)除霜準(zhǔn)備時間；輸出旁通控制閥開啟信號；若排氣溫度大于或等于預(yù)設(shè)臨界排氣溫度，輸出四通閥關(guān)閉信號、旁通控制閥節(jié)流信號；輸出節(jié)流閥最大開度信號、壓縮機(jī)最大頻率信號；若盤管溫度大于或等于預(yù)設(shè)除霜退出常量，輸出壓縮機(jī)緩沖頻率點(diǎn)信號、 四通閥開啟信號、室內(nèi)風(fēng)機(jī)開啟信號、室外風(fēng)機(jī)開啟信號及節(jié)流閥正常開度 信號。
3、 如權(quán)利要求2所述的空調(diào)器除霜裝置，其特征在于，所述盤管測溫裝 置安裝于盤管中部，用以測量盤管中點(diǎn)溫度。
4、 如權(quán)利要求2所述的空調(diào)器除霜裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)除霜進(jìn) 入時間為1 2分4中。
5、 如權(quán)利要求1所述的空調(diào)器除霜裝置，其特征在于，所述旁通控制閥 為電/f茲閥。
6、 如權(quán)利要求1所述的空調(diào)器除霜裝置，其特征在于，所述節(jié)流閥為電 子膨脹岡。
7、 如權(quán)利要求l-6所述的空調(diào)器除霜裝置，其特征在于，還包括毛細(xì)管， 設(shè)置于所述第 一管路上，用于對所述第 一管路中的制冷劑節(jié)流降壓。
全文摘要
本發(fā)明公開一種空調(diào)器除霜裝置，包括壓縮機(jī)、四通閥、蒸發(fā)器和冷凝器，以及第一管路，連接蒸發(fā)器的進(jìn)液口與冷凝器的出液口；第二管路，連接蒸發(fā)器的回氣口與四通閥的第一端口；第三管路，連接冷凝器的進(jìn)氣口與四通閥的第二端口；第四管路，連接壓縮機(jī)的排氣口與四通閥的第三端口；第五管路，連接壓縮機(jī)的吸氣口與四通閥的第四端口；旁路管路，一端與第一管路連通，另一端與第四管路連通；旁通控制閥，設(shè)置于旁路管路上，用于開啟/關(guān)閉旁路管路；節(jié)流閥，設(shè)置于第一管路上，通過調(diào)整節(jié)流閥的開度調(diào)節(jié)第一管路中制冷劑的流量。本發(fā)明結(jié)合了熱泵除霜和熱氣旁通除霜的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)最有效除霜。
文檔編號F25B49/02GK101526288SQ20091013499
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者崔嚴(yán)鵬, 李昌明, 鄭祖義, 金聽祥, 陳華偉 申請人:廣東志高空調(diào)有限公司