專利名稱：一種空調(diào)器除霜裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及空氣調(diào)節(jié)裝置的控制系統(tǒng)領域，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)生的熱量是負值，負熱量的數(shù)量與同樣時間內(nèi)產(chǎn)生的正熱量大致相 當。從能量角度講，這種除霜過程的損失相當于兩倍的除霜過程，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)旁通閥進外側(cè)換熱器 回壓縮機，從而進行除霜。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，壓縮機的輸入功率衰減嚴重；當熱蒸氣進入 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 溫度衰減得極為嚴重。當霜層較厚時，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，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氣口與所述四通閥的第二端口 ； 第四管路，連接所述壓縮機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，設置于所述旁路管路上，用于開啟/關閉所述旁路管路； 節(jié)流閥，設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，按照預定的控制策略對除 霜過程進行控制
若盤管溫度小于或等于除霜進入常量且持續(xù)預設除霜進入時間，輸出節(jié)流 閥最小開度信號、室內(nèi)風機關閉信號、室外風機關閉信號及壓縮機最大頻率信 號，并使壓縮機最大頻率信號保持預設除霜準備時間；
輸出旁通控制閥開啟信號；
若排氣溫度大于或等于預設臨界排氣溫度，輸出四通閥關閉信號、旁通控 制閥節(jié)流信號；
輸出節(jié)流閥最大開度信號、壓縮機最大頻率信號；
若盤管溫度大于或等于預設除霜退出常量，輸出壓縮機緩沖頻率點信號、 四通閥開啟信號、室內(nèi)風機開啟信號、室外風機開啟信號及節(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，用以測量盤管中點溫度。
優(yōu)選地，所述預設除霜進入時間為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，還包括毛細管，設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，不僅 可減少單獨進行熱泵除霜而造成的能量損失，也可以避免單獨進行熱氣旁通所 造成的排氣溫度衰減過大致使除霜后勁不足的缺點。進一步地，旁通閥的利用 進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，也促使了化霜時間的縮 短。更進一步地，設置控制器，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，可實現(xiàn)最有效除霜。


圖l是本發(fā)明空調(diào)除霜裝置第一實施例的結(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。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施例進行說明。
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的進氣口與四通閥2的第二端口 .,連^妄壓縮機1的排氣口與四通閥2的第三端口 ;，連接壓縮機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，設置于旁路管路P6上，用于開啟/關閉旁路管路P6; 節(jié)流閥5,設置于第一管路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上設置毛細管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行說明。 第一階段除霜旁路除霜
當盤管溫度和室外環(huán)境溫度達到進入除霜條件時，變頻壓縮機1要升至最 高頻率，在此頻率下運行l(wèi) 2分鐘左右，其目的是提高壓縮機的排氣溫度， 增大除霜能力，這為除霜準備階段。其后進入旁通除霜階段，旁通控制閥7 打開。由于系統(tǒng)中毛細管和電子膨脹閥的阻力遠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中進行融霜；當排氣溫度 降到一定的溫度時(此溫度點應根據(jù)實際系統(tǒng)的試驗結(jié)果而定， 一般在40°C 左右)，四通閥2動作，旁通關閉，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l連續(xù)的抽吸過程中，兩 相制冷劑a4沿換熱器盤管內(nèi)部通道將熱量排至霜層，進一步冷凝成狀態(tài)al,并 克服盤管阻力返回壓縮機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，再次進入壓縮機l中，壓縮成高溫蒸氣。
本階段除霜是在制熱狀態(tài)下進行的，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，即排氣流路的進口是冷凝器3的出液管，出口是冷 凝器3的進氣管。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
當四通閥2動作，旁通控制閥7開啟后，開始進入第二階段除霜，即反循 環(huán)除霜，又稱熱泵除霜。此時，室內(nèi)外風機關閉，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。當檢測到符合可以 退出除霜的條件時，首先要降低壓縮機l的運行頻率，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)開始正常的制熱運行。
本階段是在制冷狀態(tài)下進行的，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，即排氣流路的進口是冷凝器3的進氣管，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 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，用以測量盤管中點溫度，保證測溫準確。
控制器11,根據(jù)室外溫度、盤管溫度、排氣溫度，按照預定的控制策略 對除霜過程進行控制，實現(xiàn)高效除霜。
由此，通過增加測溫裝置及控制器11后，空調(diào)除霜裝置可輕易實現(xiàn)自動 控制，下面對其控制過程詳細說明。
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入常量且持續(xù)預設除霜進入時 間(如1~2分鐘)，
若是，進入步驟S20。
S20、輸出節(jié)流闊最小開度信號、室內(nèi)風機關閉信號、室外風機關閉信號 及壓縮機最大頻率信號，并使壓縮機最大頻率信號保持預設除霜準備時間。 以上為除霜準備階段，結(jié)束后，進入除霜第一階段。 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，以進行旁路除霜。 S40、判斷排氣溫度是否大于或等于預設臨界排氣溫度，
若是，進入步驟S50。 S50、輸出四通閥關閉信號、旁通控制閥節(jié)流信號。
由此，^吏得輸出四通閥、旁通控制閥關閉，進入除霜第二階段，此時應進 一步執(zhí)行以下步驟
S60、輸出節(jié)流閥最大開度信號、壓縮機最大頻率信號。S70、判斷盤管溫度是否大于或等于預設除霜退出常量，
若是，進入步驟S80。 S80、輸出壓縮機緩沖頻率點信號、四通閥開啟信號、室內(nèi)風機開啟信號、 室外風機開啟信號及節(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 關參數(shù)為
Tw、 Tws——在焓差實驗室內(nèi)，設定外環(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—一除霜進入常量(單位°C); b——除霜準備時間(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(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，依具體試驗而定。
如圖1所示，在制熱模式下，壓縮機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管4節(jié)流后流入冷凝器3, 最后經(jīng)四通閥2回壓縮機1。此時，旁通控制閥7為關閉狀態(tài)。
除霜準備階段由室外環(huán)境溫度和盤管中點溫度來判定符合進入化霜的條 件，則當T盤溫《a且檢測到的盤管溫度同時滿足2min時進入除霜準備階段， 電子膨脹閥開至最小，室內(nèi)、室外風機全關，壓縮機頻率升至最大且保持b秒。
第一階段除霜準備階段結(jié)束后，熱旁通控制閥7開啟，當檢測到T排氣 二c。C時，四通閥2斷電，旁通控制閥7關閉，熱旁通除霜階段結(jié)束，除霜時間 tl。
第二階段除霜當旁通控制閥7關閉，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。當檢測到盤管中點溫度滿足退出除 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)外風機開 啟，電子膨脹闊恢復正常。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，減少 了單獨進行熱泵除霜而造成的能量損失，也可避免單獨進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。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，也促使了化霜時間的縮短。
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應 視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。 對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可 以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種空調(diào)器除霜裝置，包括壓縮機，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氣口與所述四通閥的第二端口；第四管路，連接所述壓縮機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，設置于所述旁路管路上，用于開啟/關閉所述旁路管路；節(jié)流閥，設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，按照預定的控制策略對 除霜過程進行控制若盤管溫度小于或等于除霜進入常量且持續(xù)預設除霜進入時間，輸出節(jié) 流閥最小開度信號、室內(nèi)風機關閉信號、室外風機關閉信號及壓縮機最大頻 率信號，并使壓縮機最大頻率信號保持預設除霜準備時間；輸出旁通控制閥開啟信號；若排氣溫度大于或等于預設臨界排氣溫度，輸出四通閥關閉信號、旁通控制閥節(jié)流信號；輸出節(jié)流閥最大開度信號、壓縮機最大頻率信號；若盤管溫度大于或等于預設除霜退出常量，輸出壓縮機緩沖頻率點信號、 四通閥開啟信號、室內(nèi)風機開啟信號、室外風機開啟信號及節(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，所述預設除霜進 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，還包括毛細管， 設置于所述第 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、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，連接冷凝器的進氣口與四通閥的第二端口；第四管路，連接壓縮機的排氣口與四通閥的第三端口；第五管路，連接壓縮機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，設置于旁路管路上，用于開啟/關閉旁路管路；節(jié)流閥，設置于第一管路上，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，可實現(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