專利名稱：：一種帶輔助制熱裝置的空調(diào)器及其輔助制熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及空調(diào)器領(lǐng)域，特別是當(dāng)采用平行流換熱器來做室外機(jī)換熱器時(shí)，空調(diào)器的輔助制熱控制方法及其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
背景技術(shù)：
：目前在用的房間空調(diào)器的室外換熱器大多是采用銅管翅片式換熱器，這種換熱器的缺點(diǎn)是銅的消耗比較大，同時(shí)換熱效率比較低；優(yōu)點(diǎn)是便于換熱器表面冷凝水的排水能力，除霜效果明顯。平行流換熱器是全鋁結(jié)構(gòu)，具有成本低，換熱效率高，空調(diào)系統(tǒng)制冷劑充注量少等優(yōu)點(diǎn)；平行流換熱器作為室外機(jī)換熱器，在空調(diào)制熱運(yùn)行時(shí)，由于本身的結(jié)構(gòu)，換熱器表面的冷凝水很難被排掉，空調(diào)系統(tǒng)很容易結(jié)霜，而且又具有很難除霜干凈等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)使空調(diào)系統(tǒng)需要頻繁除霜，空調(diào)不能有效制熱甚至不能制熱，所以這些缺點(diǎn)使平行流換熱器很難作為換熱器應(yīng)用于房間空調(diào)器上。中國專利CN2540593公開了一種輔助制熱中央空調(diào)，它主要在熱泵的回水管或出水管上聯(lián)接有一個(gè)輔助電加熱裝置。使其能夠在氣溫較低的冬季能夠?qū)岜弥茻崃康牟蛔氵M(jìn)行有效的補(bǔ)充。雖然，利用輔助電加熱的方法也可以解決上述的問題，但是，我們需要尋求一種更新的替換技術(shù)，以達(dá)到更加節(jié)能和智能化控制的目的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，通過優(yōu)化采用平行流換熱器的空調(diào)器結(jié)構(gòu)和控制方法，提供一種具有輔助制熱的功能同時(shí)又不容易結(jié)霜的家用空調(diào)及其輔助制熱控制方法，保證空調(diào)制熱運(yùn)行的穩(wěn)定性，并提高制熱效率。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是一種帶輔助制熱裝置的空調(diào)器，所述空調(diào)器包括:中央控制單元、壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器、室外換熱器、配置在壓縮機(jī)與室外和室內(nèi)熱交換器之間切換制冷劑路徑的四通閥，以及連接在壓縮機(jī)的輸出端與室內(nèi)換熱器的輸入端之間的電磁閥，其特征在于:所述輔助制熱裝置包括溫度傳感器，用以檢測壓縮機(jī)的排氣溫度和室外平行流換熱器的表面溫度；比較器，用以將所檢測的壓縮機(jī)排氣溫度以及室外平行流換熱器表面溫度與設(shè)定溫度作比較，產(chǎn)生并輸出比較信號；以及閥門控制器，用以在信號滿足時(shí)控制電磁閥開啟，實(shí)現(xiàn)輔助制熱;在信號不滿足時(shí)，控制電磁閥關(guān)閉。實(shí)現(xiàn)上述空調(diào)器的輔助制熱控制方法，其特征在于空調(diào)器中預(yù)設(shè)有設(shè)定溫度T1、T2、T3，其中TKT3〈T2，在空調(diào)器進(jìn)入制熱運(yùn)行模式子程序時(shí)，它包括下述步驟A.比較溫度傳感器所檢測的換熱器溫度TA與設(shè)定溫度Tl，當(dāng)TA>T1時(shí)，空調(diào)器運(yùn)行正常制熱模式；B.當(dāng)?shù)谝淮握舭l(fā)器溫TA《設(shè)定溫度Tl時(shí)，空調(diào)器執(zhí)行除霜運(yùn)行；C.當(dāng)再一次蒸發(fā)器溫TA《設(shè)定溫度Tl時(shí)，比較溫度傳感器所檢測的壓縮機(jī)排氣溫度TB與設(shè)定溫度T2,當(dāng)TB<T2時(shí)，空調(diào)器執(zhí)行除霜運(yùn)行；D.當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度TB》設(shè)定溫度T2，電磁閥開啟，輔助制熱運(yùn)行開始；E.比較壓縮機(jī)排氣溫度TB是否大于設(shè)定溫度T3，當(dāng)TB〈T3時(shí)，空調(diào)器執(zhí)行除霜運(yùn)行；當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度TB》設(shè)定溫度T3時(shí)，進(jìn)入下一步驟；F.比較溫度傳感器所檢測的換熱器溫度TA與設(shè)定溫度Tl，當(dāng)TA>T1時(shí)，電磁閥關(guān)閉，輔助制熱運(yùn)行結(jié)束，空調(diào)器回到正常制熱模式；當(dāng)TA《Tl時(shí)，回到步驟D。作為上述方法的進(jìn)--步改進(jìn)，所述步驟A之前還包括以下步驟設(shè)定壓縮機(jī)制熱運(yùn)行時(shí)間TM1和壓縮機(jī)輔助制熱運(yùn)行時(shí)間TF1;比較計(jì)時(shí)器檢測的壓縮機(jī)實(shí)際制熱運(yùn)行時(shí)間TM與設(shè)定時(shí)間TM1，當(dāng)TM<TM1，空調(diào)器運(yùn)行正常制熱模式；當(dāng)TM》TM1，空調(diào)器進(jìn)入步驟A。作為上述方法的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟E和F之間還包括以下步驟比較計(jì)時(shí)器檢測的壓縮機(jī)實(shí)際輔助制熱運(yùn)行時(shí)間TF與設(shè)定時(shí)間TF1,當(dāng)TF>TF1，空調(diào)器執(zhí)行除霜運(yùn)行；當(dāng)TF《TF1,空調(diào)器進(jìn)入步驟F。本發(fā)明所提供的具有輔助制熱功能的空調(diào)器以及輔助制熱運(yùn)行的控制方法，由于在整個(gè)輔助制熱過程中，空調(diào)器本身的制熱程序不會(huì)被中斷，同時(shí)又能在需要的時(shí)候及時(shí)除霜，因此可以減少壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)，能保持空調(diào)制熱效果以及制熱運(yùn)行的穩(wěn)定性，節(jié)約能源。圖1是帶輔助制熱裝置的制冷系統(tǒng)示意圖；圖2是帶輔助裝置的空調(diào)器的制熱運(yùn)行示意圖；圖3是帶輔助裝置的空調(diào)器在制熱運(yùn)行時(shí)的輔助制熱示意圖；圖4是輔助制熱控制流程圖，因一頁紙無法放入，故分為圖4a和圖4b兩頁。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。本實(shí)施例中首先需要對傳統(tǒng)的房間空調(diào)器系統(tǒng)改進(jìn)。改進(jìn)后的房間空調(diào)器系統(tǒng)如圖l所示。該房間空調(diào)器系統(tǒng)圖主要包括壓縮機(jī)l、四通閥2、電磁閥3、室外平行流換熱器4、傳感器5、毛細(xì)管6、室內(nèi)換熱器7、壓縮機(jī)排氣溫度傳感器8等部件組成。另外，空調(diào)器系統(tǒng)中還包括中央控制單元、計(jì)時(shí)器、比較器以及閥門控制器，計(jì)時(shí)器、比較器以及閥門控制器固化在中央控制單元中?？照{(diào)系統(tǒng)的正常制熱流程是如附圖2所示，壓縮機(jī)1運(yùn)行，排出高溫高壓的氣體制冷劑經(jīng)四通閥2后，再經(jīng)室內(nèi)換熱器7冷凝成中溫高壓的液體制冷劑，再經(jīng)毛細(xì)管6節(jié)流成低溫低壓的液態(tài)制冷劑后，經(jīng)室外平行流換熱器4蒸發(fā)成低溫低壓的氣體制冷，再經(jīng)四通閥2后回到壓縮機(jī)1。從而進(jìn)入新一輪的制熱循環(huán)。空調(diào)系統(tǒng)輔助制熱運(yùn)行的流程是如附圖3所示，壓縮機(jī)1運(yùn)行，排出高溫高壓的氣體制冷劑分成兩部分，第一部分高溫高壓的氣體制冷劑經(jīng)四通閥2后，再經(jīng)室內(nèi)換熱器7冷凝成中溫高壓的液體制冷劑，再經(jīng)毛細(xì)管6節(jié)流成低溫低壓的液態(tài)制冷劑；第二部分高溫高壓的氣體制冷劑經(jīng)開啟的電磁閥3直接與第一部分已變成低溫低壓的液態(tài)制冷劑混和后再進(jìn)入室外平行流換熱器4，從而提高室外平行流換熱器4的蒸發(fā)溫度，經(jīng)過蒸發(fā)成低溫低壓的氣體制冷，再經(jīng)四通閥2后回到壓縮機(jī)。從而進(jìn)入新一輪的制熱循環(huán)。同時(shí)，制熱不被中斷。各種控制參數(shù)的說明及取值如下表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>具體的控制步驟可以如下-如附圖4所示，首先，當(dāng)空調(diào)進(jìn)入制熱運(yùn)行模式控制子程序A，如果壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間TM還不到TM1(20分鐘)，則繼續(xù)執(zhí)行第l步。直到壓縮機(jī)運(yùn)行滿TM1分鐘后，執(zhí)行下一步。在空調(diào)穩(wěn)定運(yùn)行TM1后，如果傳感器5檢測到平行流換熱器溫度TA沒有小于設(shè)定溫度T1((TC)，則繼續(xù)執(zhí)行第2步。當(dāng)TA每隔20秒且連續(xù)3次滿足TA《T1執(zhí)行第3步。步驟3判斷平行流換熱器4表面溫度TA是否是第一次滿足每隔20秒且連續(xù)3次滿足TA《T1。如果是第一次，則執(zhí)行除霜運(yùn)行。如果是第二次滿足每隔20秒且連續(xù)3次滿足TA《T1，則執(zhí)行下一步的控制?；蛘哒f，這步判斷的目的是判斷空調(diào)在連續(xù)運(yùn)行期間，是否是第1次運(yùn)行制熱運(yùn)行模式控制子程序A或第2次以上運(yùn)行制熱運(yùn)行模式控制子程序A，如果是第1次運(yùn)行制熱運(yùn)行模式控制子程序A，在每隔20秒且連續(xù)3次滿足TA《T1，則執(zhí)行除霜運(yùn)行。步驟4是由傳感器8檢測壓縮機(jī)排氣溫度TB如果不能持續(xù)滿足TB》T2(55°C)，就是表明空調(diào)輔助制熱運(yùn)行的效果很差或起不到作用，只能執(zhí)行除霜運(yùn)行。壓縮機(jī)排氣溫度TB如果持續(xù)滿足TB》T2，表明空調(diào)可以執(zhí)行輔助制熱運(yùn)行。步驟5:電磁閥開啟，輔助制熱運(yùn)行開始。在輔助制熱運(yùn)行期間，空調(diào)的正常制熱不被中斷，但制熱效果也會(huì)隨輔助制熱運(yùn)行時(shí)間的增加而減弱。步驟6:由于壓縮機(jī)輔助制熱運(yùn)行期間，壓縮機(jī)的排氣溫度會(huì)不斷降低，當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度太低時(shí)，輔助制熱運(yùn)行將起不到作用。這步控制是實(shí)時(shí)檢測壓縮機(jī)排溫度是否在可以滿足輔助制熱運(yùn)行。當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度持續(xù)TB》T3(50°C)時(shí)，可以保持輔助制熱運(yùn)行，執(zhí)行下一步判斷。當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度TB持續(xù)60秒《T3，則執(zhí)行除霜運(yùn)行。步驟7是控制輔助制熱運(yùn)行時(shí)間，如果空調(diào)系統(tǒng)輔助制熱時(shí)間太長，到后期，制熱效果會(huì)迅速下降，為了避免制熱效果迅速下降，就必須要控制輔助制熱運(yùn)行的時(shí)間。如果制輔助制熱運(yùn)行時(shí)間大于TF1(12分鐘)，則空調(diào)進(jìn)入除霜控制；如果制輔助制熱運(yùn)行時(shí)間小于TF1，則執(zhí)行下一步。當(dāng)然，空調(diào)只在制冷系統(tǒng)缺少制冷劑且在高溫條件下制熱，才可能出如果制輔助制熱運(yùn)行時(shí)間大于TF1。步驟8是在同時(shí)滿足步驟3步驟7時(shí)，才開始判斷。當(dāng)傳感器5檢測到室外平行流換熱器表面溫度TA每隔20秒且連續(xù)3次滿足TA》T1時(shí)，電磁閥關(guān)閉，輔助制熱運(yùn)行結(jié)束。重新進(jìn)入制熱運(yùn)行子程序A，當(dāng)TA每隔20秒且連續(xù)3次不能滿足TA》T1時(shí)，則返回到控制步驟5，并從步驟5開始執(zhí)行新一輪判斷。其中步驟1至步驟2是空調(diào)的正常制熱運(yùn)行?？照{(diào)進(jìn)入制熱運(yùn)行模式控制子程序A，直到壓縮機(jī)運(yùn)行滿TM1分鐘后，執(zhí)行下一步。這步運(yùn)行的目的是使空調(diào)器能穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，使采樣到的參數(shù)穩(wěn)定。另外也避免空調(diào)在制熱運(yùn)行時(shí)的頻繁進(jìn)行除霜運(yùn)行。在空調(diào)穩(wěn)定運(yùn)行TM1后，當(dāng)TA每隔20秒且連續(xù)3次滿足TA《T1執(zhí)行第3步。步驟3至步驟4是判斷空調(diào)系統(tǒng)是否滿足輔助制熱運(yùn)行的條件。第3步判斷平行流換熱器表面溫度TA是否是第一次滿足條件。如果是第一次，則執(zhí)行除霜運(yùn)行。這樣控制的目的是防止空調(diào)在上一次除霜運(yùn)行未干凈時(shí)空調(diào)系統(tǒng)因故而停機(jī)，室外平行流蒸發(fā)的表面霜層沒有融化干凈，空調(diào)就已經(jīng)再次開機(jī)運(yùn)行，而且空調(diào)在運(yùn)行滿TM1分鐘后室外平行流換熱器已結(jié)滿霜。如果是第二次滿足每隔20秒且連續(xù)3次滿足TA《T1，則執(zhí)行第4步的控制。第4步的控制目的是判斷空調(diào)系統(tǒng)能不能輔助制熱運(yùn)行。壓縮機(jī)排氣溫度TB如果不能持續(xù)滿足TB^T2，就是表明空調(diào)輔助制熱運(yùn)行的效果很差或起不到作用，只能執(zhí)行除霜運(yùn)行。當(dāng)然，這種情況可能性很低，只存在空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)或空調(diào)系統(tǒng)在超低溫下制熱時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)。壓縮機(jī)排氣溫度TB如果持續(xù)滿足TB》T2，表明空調(diào)可以執(zhí)行輔助制熱運(yùn)行。步驟5至步驟8是在開始輔助制熱運(yùn)行后，判斷空調(diào)系統(tǒng)是否需要結(jié)束輔助制熱運(yùn)行。步驟5中實(shí)現(xiàn)輔助制熱運(yùn)行的控制操作是通過控制電磁閥來實(shí)現(xiàn)。步驟6是根據(jù)壓縮機(jī)排氣溫度判斷是否需要退出輔助制運(yùn)行。壓縮機(jī)輔助制熱運(yùn)行期間，壓縮機(jī)的排氣溫度會(huì)不斷降低，當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度太低時(shí)，輔助制熱運(yùn)行將起不到作用。這步控制是實(shí)時(shí)檢測壓縮機(jī)排溫度是否在可以滿足輔助制熱運(yùn)行。步驟7是根據(jù)輔助制熱運(yùn)行時(shí)間判斷是否需要退出輔助制運(yùn)行。這步是控制輔助制熱運(yùn)行時(shí)間，如果空調(diào)系統(tǒng)輔助制熱時(shí)間太長，到后期，制熱效果會(huì)迅速下降，為了避免制熱效果迅速下降，就必須要控制輔助制熱運(yùn)行的時(shí)間。步驟8是根據(jù)室外機(jī)換熱器表面溫度判斷是否需要退出輔助制運(yùn)行。步驟8是在同時(shí)滿足步驟3至步驟7時(shí)，才開始判斷。由于除霜運(yùn)行控制的方法有很多，本專利控制方法中提到進(jìn)入除霜運(yùn)行，可以采用常規(guī)的、通用的除霜技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，簡單地講，即是把制熱運(yùn)行換成制冷運(yùn)行并根據(jù)一定條件再恢復(fù)制熱運(yùn)行。由于本專利中不涉及對這種通用技術(shù)的改進(jìn)，故不詳細(xì)介紹。權(quán)利要求1、一種帶輔助制熱裝置的空調(diào)器，所述空調(diào)器包括中央控制單元、壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器、室外換熱器、配置在壓縮機(jī)與室外和室內(nèi)熱交換器之間切換制冷劑路徑的四通閥，以及連接在壓縮機(jī)的輸出端與室內(nèi)換熱器的輸入端之間的電磁閥；其特征在于，所述輔助制熱裝置包括溫度傳感器，用以檢測壓縮機(jī)的排氣溫度和室外平行流換熱器的表面溫度；比較器，用以將所檢測的壓縮機(jī)排氣溫度以及室外平行流換熱器表面溫度與設(shè)定溫度作比較，產(chǎn)生并輸出比較信號；以及閥門控制器，用以在信號滿足時(shí)控制電磁閥開啟，實(shí)現(xiàn)輔助制熱；在信號不滿足時(shí)，控制電磁閥關(guān)閉。2、一種用于權(quán)利要求1所述空調(diào)器的輔助制熱控制方法，其特征在于:空調(diào)器中預(yù)設(shè)有設(shè)定溫度Tl、T2、T3，其中TKT3〈T2，在空調(diào)器進(jìn)入制熱運(yùn)行模式子程序時(shí)，它包括如下步驟A.比較溫度傳感器所檢測的室外平行流換熱器溫度TA與設(shè)定溫度Tl，當(dāng)?shù)谝淮螜z測蒸發(fā)器溫TA《設(shè)定溫度T1時(shí)，空調(diào)器執(zhí)行除霜運(yùn)行；B.當(dāng)再一次檢測蒸發(fā)器溫TA《設(shè)定溫度T1時(shí)，比較溫度傳感器所檢測的壓縮機(jī)排氣溫度TB與設(shè)定溫度T2，當(dāng)TB<T2時(shí)，空調(diào)器執(zhí)行除霜運(yùn)行；C.當(dāng)空調(diào)器的壓縮機(jī)排氣溫度TB》設(shè)定溫度T2，輔助制熱單元啟動(dòng)；D.比較壓縮機(jī)排氣溫度TB是否大于設(shè)定溫度T3，當(dāng)TB〈T3時(shí)，空調(diào)器執(zhí)行除霜運(yùn)行；當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度TB》設(shè)定溫度T3時(shí)，進(jìn)入下一步驟；E.比較溫度傳感器所檢測的室外平行流換熱器溫度TA與設(shè)定溫度Tl，當(dāng)TA〉T1時(shí)，電磁閥關(guān)閉，輔助制熱運(yùn)行結(jié)束，空調(diào)器回到正常制熱模式;當(dāng)TA《T1時(shí)，回到步驟D。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)器輔助制熱控制方法，其特征在于，所述步驟A之前還包括以下步驟在空調(diào)器內(nèi)設(shè)定壓縮機(jī)制熱運(yùn)行時(shí)間TM1和壓縮機(jī)輔助制熱運(yùn)行時(shí)間TF1;比較壓縮機(jī)實(shí)際制熱運(yùn)行時(shí)間TM與設(shè)定時(shí)間TM1，當(dāng)TM<TM1，空調(diào)器運(yùn)行正常制熱模式；當(dāng)頂^TM1，空調(diào)器進(jìn)入步驟A。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)器輔助制熱控制方法，其特征在于，所述T1:0。C。5、根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的空調(diào)器輔助制熱控制方法，其特征在于，所述步驟D和E之間還包括以下步驟比較壓縮機(jī)實(shí)際輔助制熱運(yùn)行時(shí)間TF與設(shè)定時(shí)間TF1，當(dāng)TF〉TF1，空調(diào)器執(zhí)行除霜運(yùn)行；當(dāng)TF《TF1，空調(diào)器進(jìn)入步驟E。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)器輔助制熱控制方法，其特征在于，所述步驟A為當(dāng)?shù)谝淮蚊扛?0秒且連續(xù)3次滿足蒸發(fā)器溫TA《設(shè)定溫度Tl時(shí)，空調(diào)器執(zhí)行除霜運(yùn)行。7、根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的空調(diào)器輔助制熱控制方法，其特征在于，所述步驟B為當(dāng)再一次每隔20秒且連續(xù)3次滿足蒸發(fā)器溫TA《設(shè)定溫度Tl時(shí)，比較壓縮機(jī)排氣溫度TB與設(shè)定溫度T2，當(dāng)TB〈T2時(shí)，空調(diào)器執(zhí)行除霜運(yùn)行；當(dāng)TB》T2時(shí)，執(zhí)行下一步。全文摘要本發(fā)明公開了一種帶輔助制熱裝置的空調(diào)器及其輔助制熱方法，該空調(diào)器包括中央控制單元、壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器、室外換熱器、配置在壓縮機(jī)與室外和室內(nèi)熱交換器之間切換制冷劑路徑的四通閥，以及連接在壓縮機(jī)的輸出端與室內(nèi)換熱器的輸入端之間的電磁閥；所述輔助制熱裝置包括溫度傳感器，用以檢測壓縮機(jī)的排氣溫度和室內(nèi)換熱器的表面溫度；比較器，用以將所檢測的壓縮機(jī)排氣溫度以及室內(nèi)換熱器表面溫度與設(shè)定溫度作比較，產(chǎn)生并輸出比較信號；以及閥門控制器，用以在信號滿足時(shí)控制電磁閥開啟，實(shí)現(xiàn)輔助制熱；在信號不滿足時(shí)，控制電磁閥關(guān)閉。這種空調(diào)器可以提高制熱效率，同時(shí)還可以使得空調(diào)系統(tǒng)不容易結(jié)霜以及保證空調(diào)制熱運(yùn)行的穩(wěn)定性。文檔編號F25B13/00GK101603701SQ200810028848公開日2009年12月16日申請日期2008年6月13日優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日發(fā)明者偉招申請人:Tcl集團(tuán)股份有限公司