空调系统化霜的控制方法、控制装置、控制器及空调系统

摘要

本发明提供一种空调系统化霜的控制方法、控制装置、控制器及空调系统，空调系统包括由压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器依次连接组成的冷媒回路，还包括与第二换热器换热的水换热系统，控制方法包括：根据空调系统的第二换热器处于放热状态，获取水换热系统的当前进出水温差；根据当前进出水温差以及所述水换热系统的水流量计算水换热器的当前换热能量；根据当前换热能量与压缩机的当前运行频率的当前比值位于预设比值的阈值范围外，控制空调系统的第一换热器进入化霜模式。本发明根据第二换热器与水换热系统之间的当前换热能量与压缩机的当前运行频率的当前比值控制对第一换热器进行化霜操作，减少空调系统提前或滞后执行化霜操作。

说明书

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种空调系统化霜的控制方法、控制装置、控制器及空调系统。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

随着生活水平的提高，人们对空调器的期望不再仅限于室内温度的调节，还关注调节过程的舒适性。空调器在制热模式中的除霜程序对空调器的舒适性影响较大，如果除霜程序控制不当，可能造成空调系统频繁除霜或者不除霜，影响用户的使用体验。随着国家煤改电的推进，制热模式下除霜程序的准确控制显得更加重要。

目前空调系统的除霜主要根据室外换热器的温度进行控制，该控制方式通过设置合适的除霜进入温度及除霜退出温度可对空调系统的结霜和除霜进行较好的控制。这种除霜方式需要根据不同的环境湿度条件做好区分，不同的环境湿度条件下的除霜的进入方法不同，且不同的环境湿度条件都对应一个较大的控制区间，针对该控制区间的进入除霜条件不一定适合该控制区间的所有情况，空调系统的除霜也不够智能。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有空调系统执行化霜操作的时机不合理的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种空调系统化霜的控制方法，空调系统包括由压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器依次连接组成的冷媒回路，空调系统还包括与第二换热器热换热的水换热系统，控制方法包括：根据空调系统的第二换热器处于放热状态，获取水换热系统的当前进出水温差；根据当前进出水温差以及水换热系统的水流量计算水换热器的当前换热能量；根据当前换热能量与压缩机的当前运行频率的当前比值位于预设比值的阈值范围外，控制空调系统的第一换热器进入化霜模式。

本发明根据第二换热器与水换热系统之间的当前换热能量与压缩机的当前运行频率的比值确定是否对第一换热器进行化霜操作，以此减少空调系统出现提前或滞后对第一换热器执行化霜操作的现象。

另外，根据本发明上述空调系统化霜的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，根据当前换热能量与压缩机的当前运行频率的当前比值位于预设比值的阈值范围外，控制空调系统的第一换热器进入化霜模式包括：根据当前比值小于预设比值与预设系数的乘积，控制第一换热器进入化霜模式，预设系数小于1。

根据本发明的一个实施例，控制方法包括：根据当前比大于预设比值，确定当前比值替换预设比值。

根据本发明的一个实施例，水换热系统包括水泵，根据当前进出水温差以及水换热系统的水流量计算水换热器的当前换热能量包括：根据水泵为定速水泵，通过当前进出水温差与水换热系统的设定水流量的乘积确定当前换热能量。

根据本发明的一个实施例，水换热系统包括水泵，根据当前进出水温差以及水换热系统的水流量计算水换热器的当前换热能量包括：根据水泵为变频水泵，通过当前进出水温差与水换热系统的当前水流量的乘积确定当前换热能量。

本发明的第二方面还提供了一种空调系统化霜的控制装置，空调系统包括由压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器依次连接组成的冷媒回路，空调系统还包括与第二换热器换热的水换热系统，控制装置用于执行本发明第一方面的空调系统化霜的控制方法，控制装置包括：获取模块，用于根据空调系统的第二换热器处于放热状态，获取水换热系统的当前进出水温差；计算模块，用于根据当前进出水温差以及水换热系统的水流量计算水换热器的当前换热能量；控制模块，用于根据当前换热能量与压缩机的当前运行频率的当前比值位于预设比值的阈值范围外，控制空调系统的第一换热器进入化霜模式。

根据本发明的一个实施例，控制模块还用于根据当前比值小于预设比值与预设系数的乘积，控制第一换热器进入化霜模式，

预设系数小于1。

根据本发明的一个实施例，控制装置还包括确定模块，用于根据当前比值大于预设比值，确定当前比值替换预设比值。

根据本发明的一个实施例，确定模块还用于根据水泵为定速水泵，通过当前进出水温差与水换热系统的设定水流量的乘积确定当前换热能量。

根据本发明的一个实施例，确定模块还用于根据水泵为变频水泵，通过当前进出水温差与水换热系统的当前水流量的乘积确定当前换热能量。

本发明的第三方面还提供了一种控制器，控制器包括计算机可读存储介质和根据本发明第二方面的空调系统化霜的控制装置，计算机可读存储介质中存储有指令，当空调系统化霜的控制装置执行指令时实现根据本发明第一方面的空调系统化霜的控制方法。

本发明的第四方面还提供了一种空调系统，空调系统包括冷媒回路、水换热系统和控制器，冷媒回路由压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器依次连接组成，冷媒回路处还设置有环境温度传感器；水换热系统包括水换热器、末端换热器和水泵，水换热器与第二换热器热接触并与末端换热器连接，第二换热器通过水换热器与末端换热器进行热交换，水换热器的进水口处设置有进水温度传感器和流量计，水换热器的出水口处设置有出水温度传感器，水泵设置于水换热系统的管路中；控制器，控制器与压缩机、进水温度传感器、出水温度传感器、环境温度传感器和流量计电连接，控制器为根据本发明第三方面的控制器。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明一个实施例的空调系统的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的控制器的结构框图；

图3为本发明一个实施例的空调系统化霜的控制方法的流程图；

图4为本发明另一个实施例的空调系统化霜的控制方法的流程图；

图5为本发明一个实施例的空调系统化霜的控制装置的结构框图。

其中，附图标记如下：

100、空调系统；101、四通阀；102、冷媒管；

10、压缩机；

20、控制器；210、计算机可读存储介质；220、控制装置；

30、第一换热器；

40、节流装置；

50、第二换热器；

60、水换热器；61、进水温度传感器；62、出水温度传感器；

70、末端换热器；

500、控制装置；510、获取模块；520、计算模块；530、控制模块；540、确定模块。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，本发明空调系统化霜的控制方法不仅仅局限应用于中央空调，还适用于其他类型的多联机系统，这种调整属于本发明空调系统化霜的控制方法的保护范围。

如图1和图2所示，为了清楚描述本发明空调系统100化霜的控制方法、控制装置500、控制器20及空调系统100，下面首先通过本发明第四方面提供的空调系统100进行详细阐述，根据本发明第四方面的实施例，空调系统100包括室外机、室内机和控制器20，室外机包括冷媒回路和水换热器60，冷媒回路由压缩机10、第一换热器50、节流装置和第二换热器50依次连接组成，水换热器60与第二换热器50热接触，室内机包括末端换热器70，水换热器60与第二换热器50热接触并与末端换热器70连接，第二换热器50通过水换热器60与末端换热器70进行热交换，水换热器60和末端换热器70组成水换热系统，水换热系统的管路中还设置有水泵，控制器20与压缩机10电连接，控制器20为根据本发明第三方面的控制器20。

在本实施例中，空调系统100可以为中央空调等多联机系统，多联机系统包括一个室外机以及并联于室外机的水换热器60上的一个或者多个室内机，室外机与室内机通过第二换热器50和水换热器60进行热交换，以此达到对室内进行制冷或制热的目的，空调系统100还包括设置于压缩机10的出口处的四通阀101以及连通空调系统100内各个部件的冷媒管102。

进一步地，冷媒回路处还设置有环境温度传感器，水换热器60的进水口处设置有进水温度传感器61和流量计，水换热器60的出水口处设置有出水温度传感器62，控制器20与压缩机10、进水温度传感器61、出水温度传感器62、环境温度传感器和流量计电连接，控制器20用于接收环境温度传感器监测到的环境温度、进水温度传感器61监测到的进水温度、出水温度传感器62监测到的出水温度，并根据进水温度和出水温度计算水换热系统的当前进出水温差，然后根据当前进出水温差和流量计检测到的水换热系统的水流量计算水换热器60的当前换热能量，并根据当前换热能量与压缩机10的当前运行频率的当前比值确定空调系统100是否进入化霜模式。具体地，本实施例的控制器20包括计算机可读存储介质210和控制装置220，计算机可读存储介质210中存储有指令，当控制装置220执行指令时能够实现空调系统100的控制方法。

下面通过本发明第一方面的一种空调系统100的控制方法详细介绍计算机可读存储介质210中存储的指令。

如图1、图2和图3所示，根据本发明第一方面的实施例，本发明的第一方面提供了一种空调系统100的控制方法，控制方法包括：S310，根据空调系统100的第二换热器50处于放热状态，获取水换热系统的当前进出水温差；

S320，根据当前进出水温差以及水换热系统的水流量计算水换热器60的当前换热能量；S330，根据当前换热能量与压缩机10的当前运行频率的比值位于预设比值的阈值范围外，控制空调系统100的第一换热器50进入化霜模式。

在本实施例中，根据第二换热器50与水换热系统之间的当前换热能量与压缩机10的当前运行频率的当前比值确定是否对第一换热器50进行化霜操作，以此减少空调系统100出现提前或滞后对第一换热器50执行化霜操作的现象。具体地，从化霜的根本原因来说，是因为室外的第一换热器50结霜影响了空调系统100对第二换热器50的制热效果，需要对第一换热器50化霜以恢复第二换热器50的制热效果，因此，可以通过空调系统100对第二换热器50的制热能力的衰减程度来确定第一换热器50的化霜程度，而空调系统100的制热能力又会直接影响第二换热器50与水换热系统的换热能量，因此，可以根据第二换热器50与水换热系统的换热能量的衰减程度来控制空调系统100是否进入化霜程序。

进一步地，本实施例的控制方法是根据水换热系统的当前换热能量与压缩机10的当前运行频率的当前比值控制空调系统100执行化霜操作，加入压缩机10的当前运行频率主要是为了消除压缩机10的当前运行频率对当前换热能量的影响，即，当前换热能量与当前运行频率的当前比值相当于单位运行频率下换热能量的一个当量，在当前换热能量与当前运行频率的比值衰减到位于预设比值的阈值范围外时控制空调系统100执行化霜程序。由于换热能量反应的是第二换热器50的制热能力，因此本实施的控制方法相当于是根据空调系统100的制热效果衰减程度来控制空调系统100的化霜操作，如果当前换热能量与当前运行频率的当前比值未衰减或衰减量很少，则说明空调系统100的制热效果无衰减或者衰减很少，此时，空调系统100的第二换热器50继续处于放热状态，不执行化霜程序。另一方面，如果空调系统100出现严重结霜的情况时，必然会引起空调系统100的制热效果衰减，当前换热能量与当前运行频率的比值也必然衰减，因此，通过设置预设比值的阈值范围，本实施例的控制方法可以准确控制空调系统100进入除霜程序的时机。由上可见，本实施例空调系统100化霜的控制方法是根据换热效果或者说空调系统100的制热效果来判定的，更贴近空调系统100的实际使用情况，因此，本实施例的控制方法可以更准确和更智能的控制空调系统100执行化霜操作。

继续参阅图1、图2和图3，根据本发明的一个实施例，步骤S330包括：根据当前比值小于预设比值与预设系数的乘积，控制第一换热器50进入化霜模式，根据当前比值的最大值确定预设比值，预设系数小于1，预设比值和预设系数根据环境温度传感器检测到的空调系统的环境温度以及水换热器60的进水温度确定，具体数值在此不进行详细阐述。

具体地，空调系统100的压缩机10启动后检测空调系统100的运行模式，如果第二换热器50为非放热状态，则不对第一换热器50进行化霜判定。如果第二换热器50为放热状态，则进行本发明实施例的空调系统100的控制方法，首先计算水换热系统的进出水温差△T＝Twout-Twin以及压缩机10的运行频率F(如果是定速压缩机，则不需要检测压缩机的频率)，如果水换热系统使用的是变频水泵，则还需要检测水换热系统的当前水流量Q，将当前比值的最大值写入参数Deta_Tmax＝(Twout-Twin)/F(使用变频水泵的空调系统100还需要乘以当前水流量Q，Cax＝Q*Deta_Tmax/F)，即，如果某时刻计算出的当前比值(Twout-Twin)/F或(Q*(Twout-Twin)/F大于Deta_Tmax或Cax，则把该时刻计算得到的(Twout-Twin)/F或(Q*(Twout-Twin)/F写入Deta_Tmax或Cax，覆盖原来的Deta_Tmax或Cax。空调系统100在控制第二换热器50在放热状态中一直保持水换热系统的进出水温差△T＝Twout-Twin的检测，如果某时刻计算出的当前比值(Twout-Twin)/F或(Q*(Twout-Twin)/F)小于Deta_T*Deta_Tmax或Deta_T*Cax，则空调系统100控制四通阀101换向，空调系统100进入对第一换热器50的化霜模式。其中Deta_T为空调系统100设置的小于1的预设系数。

根据本发明的一个实施例，步骤S320包括：根据水泵为定速水泵，通过当前进出水温差与水换热系统的设定水流量的乘积确定当前换热能量；根据水泵为变频水泵，通过当前进出水温差与水换热系统的当前水流量的乘积确定当前换热能量。

在本实施例中，当前换热能量C＝Cp*Q*△T＝Cp*Q*|Twout-Twin|,其中,Cp为水的比热容，在水换热系统的可运行水温范围内Cp的变化很小，可认为是定值，Q是水换热系统的水流量，Twout和Twin分别为水换热系统的出水温度和进水温度，对于使用变频水泵的空调系统100而言，可以检测出水换热系统的当前水流量，对于使用定速水泵的空调系统100而言，水换热系统的水流量可认为是设定水流量，因此，水换热系统的当前换热能量可用以下参数表征：

使用定速水泵的空调系统100可以表征为|Twout-Twin|；使用变频水泵的空调系统100可以表征为Q*|Twout-Twin|。

因此可通过上述参数的衰减来表示空调系统100的制热能力衰减，从而控制空调系统100准确地进入化霜模式。

为了详细以及完整的阐述本发明第一方面的空调系统100的控制方法，下面通过图4中的步骤进行阐述，同时参考图1所示的空调系统100：

如图4所示，水换热系统使用的是变频水泵，空调系统100的控制方法的具体步骤如下：

空调系统100开机后先判定第二换热器50的运行模式，如果第二换热器50不是放热状态，则不判定第一换热器30进入化霜模式的条件，否则，检测水换热系统的进水温度、出水温度以及压缩机10的当前运行频率，计算当前比值Cax。

假设某空调系统100的第二换热器50在制热工况下运行一段时间后计算出的当前比值的最大值Cmax＝0.065，空调系统100继续运行到某时刻时，Twout＝38.5，Twin＝35.2，Q＝1，F＝60，则此时的Q(Twout-Twin)/F＝(38.5-35.4)/60＝0.0516，加入该运行工况下的衰减系数为Deta_T＝0.8，则此时的0.0516<0.065*0.8＝0.52，空调系统100控制第一换热器50进入化霜模式。

如图5所示，本发明的第二方面还提供了与本发明第一方面的对应的一种空调系统100的控制装置500，控制装置500用于执行本发明第一方面的空调系统100化霜的控制方法，控制装置500包括：获取模块510，用于根据空调系统100的第二换热器50处于放热状态，获取水换热系统的当前进出水温差；计算模块520，用于根据当前进出水温差以及水换热系统的水流量计算水换热器60的当前换热能量；控制模块530，用于根据当前换热能量与压缩机10的当前运行频率的当前比值位于预设比值的阈值范围外，控制空调系统的第一换热器30进入化霜模式。

根据本发明的一个实施例，控制模块530还用于根据当前比值小于预设比值与预设系数的乘积，控制第一换热器30进入化霜模式，预设系数小于1。

根据本发明的一个实施例，控制装置500还包括确定模块540，用于根据当前比值大于预设比值，确定当前比值替换预设比值。

根据本发明的一个实施例，确定模块540还用于根据水泵为定速水泵，通过当前进出水温差以及水换热系统的设定水流量确定当前换热能量。

根据本发明的一个实施例，确定模块540还用于根据水泵为变频水泵，通过当前进出水温差以及水换热系统的当前水流量确定当前换热能量。

以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个计算机可读存储介质210210中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机、芯片等)或控制装置500(如处理器)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质210包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。