阅读说明：本技术 一种空调系统及其控制方法 (Air conditioning system and control method thereof ) 是由 邵英 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本公开提供一种空调系统及其控制方法,空调系统包括：压缩机、室内换热器、节流装置、第一室外换热器、第一蓄热体、第一支路和第二支路,第一蓄热体与第一室外换热器串联并设置在第一支路上,第一支路包括第一管段和第二管段,第一室外换热器设置于第一管段上,第一蓄热体设置于第二管段上,第二支路并联设置在第二管段上,第二支路上设置有第一阀,第二管段上设置有第二阀,第一蓄热体能够从冷媒管路的外部吸收热量以对第一室外换热器进行化霜。根据本公开有效利用空调系统外部的热量储蓄在第一蓄热体内部以在第一室外换热器需要化霜时来对第一室外换热器进行化霜,有效地解决空调系统分段除霜过程中室内侧供热量降低的问题。(The present disclosure provides an air conditioning system and a control method thereof, the air conditioning system including: the compressor, indoor heat exchanger, throttling arrangement, first outdoor heat exchanger, first heat accumulator, first branch road and second branch road, first heat accumulator and first outdoor heat exchanger series connection are set up on first branch road, first branch road includes first pipeline section and second pipeline section, first outdoor heat exchanger sets up on first pipeline section, first heat accumulator sets up on the second pipeline section, the second branch road parallel connection sets up on the second pipeline section, be provided with first valve on the second branch road, be provided with the second valve on the second pipeline section, first heat accumulator can follow the outside absorption heat of refrigerant pipeline in order to change the frost to first outdoor heat exchanger. According to the outdoor defrosting method, the heat outside the air conditioning system is effectively stored in the first heat accumulator to defrost the first outdoor heat exchanger when the first outdoor heat exchanger needs defrosting, and the problem that the indoor side heat supply amount is reduced in the segmented defrosting process of the air conditioning system is effectively solved.)

具体实施方式

如图1-2所示，本公开提供一种空调系统，其包括：

压缩机1、室内换热器3、节流装置4、第一室外换热器71、第一蓄热体 91、第一支路101和第二支路102，所述第一蓄热体91与所述第一室外换热器 71串联并设置在第一支路101上，所述第一支路101包括第一管段201和第二 管段202，所述第一室外换热器71设置于所述第一管段201上，所述第一蓄热 体91设置于所述第二管段202上，所述第二支路102并联设置在所述第二管 段202上，所述第二支路102上设置有第一阀611，所述第二管段202上设置 有第二阀612，所述第一蓄热体91能够从冷媒管路105的外部吸收热量以对所 述第一室外换热器71进行化霜。

本公开通过在空调系统的冷媒管路上设置与第一室外换热器串联的第一 蓄热体，并且第一蓄热体能够从冷媒管路的外部吸收热量，能够有效地利用空 调系统外部的热量储蓄在第一蓄热体内部以在第一室外换热器需要化霜时来 对第一室外换热器进行化霜，第二支路与第一蓄热体所在的第二管段并联，且 第二支路和第二管段上分别设置第一阀和第二阀，能够对第一蓄热体的接通与 否进行控制，有效地解决空调系统分段除霜过程中室内侧供热量降低的问题。

在一些实施方式中，还包括第二室外换热器72、第二蓄热体92、第三支 路103和第四支路104，所述第二蓄热体92与所述第二室外换热器72串联并 设置在第三支路103上，所述第三支路103与所述第一支路101并联，所述第 三支路103包括第三管段203和第四管段204，所述第二室外换热器72设置于 所述第三管段203上，所述第二蓄热体92设置于所述第四管段204上，所述 第四支路104并联设置在所述第四管段204上，所述第四管段204上设置有第 三阀621，所述第四支路104上设置有第四阀622，所述第二蓄热体92能够从 冷媒管路的外部吸收热量以对所述第二室外换热器72进行化霜。

本公开还通过在空调系统的冷媒管路上设置与第二室外换热器串联的第 二蓄热体，并且第二蓄热体能够从冷媒管路的外部吸收热量，能够有效地利用 空调系统外部的热量储蓄在第二蓄热体内部以在第二室外换热器需要化霜时 来对第二室外换热器进行化霜，第四支路与第二蓄热体所在的第四管段并联， 且第四支路和第四管段上分别设置第四阀和第三阀，能够对第二蓄热体的接通 与否进行控制，有效地解决空调系统分段除霜过程中室内侧供热量降低的问题 有效地利用了空调系统外部的热量，不用再使用压缩机排气的热量，从而能够 有效提高分段化霜过程中对室内侧的供热量，提高室内的舒适度。

在一些实施方式中，所述第一蓄热体91设置于所述第一室外换热器71与 所述节流装置4之间的位置，所述第二蓄热体92设置于所述第二室外换热器 72与所述节流装置4之间的位置。本公开通过将第一蓄热体设置于第一室外换 热器与节流装置之间，能够使得在对室内制热时冷媒先流经节流装置节流降压， 冷媒再到达第一蓄热体中被加热，该热量能够用来加热第一室外换热器以对其 进行化霜；通过将第二蓄热体设置于第二室外换热器与节流装置之间，能够使 得在对室内制热时冷媒先流经节流装置节流降压，冷媒再到达第二蓄热体中被 加热，该热量能够用来加热第二室外换热器以对其进行化霜。

在一些实施方式中，所述第一蓄热体91包括第一集热管301和第一相变 蓄热材料302，所述第一相变蓄热材料302设置于所述第一集热管301的内部， 所述第一集热管301能够通过电加热或太阳能的方式吸收热量，所述第二管段 202穿设进入所述第一集热管301的内部。这是本公开的第一蓄热体的优选结 构形式，即第一相变蓄热材料能够吸收电加热或太阳能的方式吸收热量，第一 集热管用于收集热量，并通过第二管段与第一集热管之间的相接而将热量传递 至第二管段中的冷媒中，提高冷媒的热量，以进一步对第一室外换热器进行化 霜，第一相变蓄热材料能够吸收热量发生相变以储蓄更多的热量，提高蓄热能力。

在一些实施方式中，当所述第一集热管301能够通过电加热吸收热量时， 所述空调系统还包括第一电加热部件303，所述第一电加热部件303穿设进入 所述第一集热管301的内部，所述第一电加热部件303的电源304为市电、光 伏电、风电和水电中的至少一种。这是本公开的第一集热管的进一步优选结构 形式，通过第一加热部件穿设进入第一集热管内部以对第一相变材料进行加热， 而第一电加热部件的电源来源于市电、光伏电、风电和水电中的一种，可以为 第一集热管的电加热的热量收集提供不同的多种方式，避免使用压缩机排气的 热量来化霜，有效保证室内的制热量。

在一些实施方式中，所述第二蓄热体92包括第二集热管(未示出)和第 二相变蓄热材料(未示出)，所述第二相变蓄热材料(未示出)设置于所述第 二集热管(未示出)的内部，所述第二集热管(未示出)能够通过电加热或太 阳能的方式吸收热量，所述第四管段204穿设进入所述第二集热管(未示出) 的内部。这是本公开的第二蓄热体的优选结构形式，即第二相变蓄热材料能够 吸收电加热或太阳能的方式吸收热量，第二集热管用于收集热量，并通过第四 管段与第二集热管之间的相接而将热量传递至第四管段中的冷媒中，提高冷媒 的热量，以进一步对第二室外换热器进行化霜，第二相变蓄热材料能够吸收热 量发生相变以储蓄更多的热量，提高蓄热能力。

在一些实施方式中，当所述第二集热管(未示出)能够通过电加热吸收热 量时，所述空调系统还包括第二电加热部件(未示出)，所述第二电加热部件 (未示出)穿设进入所述第二集热管(未示出)的内部，所述第二电加热部件 的电源为市电、光伏电、风电和水电中的至少一种。这是本公开的第二集热管 的进一步优选结构形式，通过第二加热部件穿设进入第二集热管内部以对第二 相变蓄热材料进行加热，而第二电加热部件的电源来源于市电、光伏电、风电 和水电中的一种，可以为第二集热管的电加热的热量收集提供不同的多种方式， 避免使用压缩机排气的热量来化霜，有效保证室内的制热量。

在一些实施方式中，所述第一阀611和所述第二阀612均为电磁阀；所述 第三阀621和所述第四阀622均为电磁阀。这是本公开的第一阀、第二阀、第 三阀和第四阀的优选结构形式，能够实现对相应管路的精确控制。

在一些实施方式中，还包括能够检测室外管温温度的第一温度传感器5、 和能够检测室外环境温度的第二温度传感器8；和/或，还包括四通阀2。本公 开通过第一温度传感器能够检测室外管温温度，通过第二温度传感器能够检测 室外环境温度，以为控制提供条件；四通阀2包括四个端D\E\S\C。

本公开还提供一种如前任一项所述的空调系统的控制方法，其中：

当同时包括第一室外换热器71、第二室外换热器72、第一阀611、第二阀 612、第三阀621和第四阀622时，所述控制方法包括：

检测步骤，检测所述空调系统的运行模式；

控制步骤，当所述空调系统需运行在制冷模式下时，控制所述第二阀612 和所述第三阀621均关闭，控制所述第一阀611和所述第四阀622均打开，且 控制所述压缩机1的吸气与所述室内换热器3连通；当所述空调系统需运行在 制热模式下时，控制所述第二阀612和所述第三阀621均关闭，控制所述第一 阀611和所述第四阀622均打开，且控制所述压缩机1的排气与所述室内换热 器3连通；

当所述第一室外换热器71需要化霜时，控制所述第一阀611关闭，控制 所述第二阀612打开，控制所述第三阀621关闭，控制所述第四阀622打开； 当所述第二室外换热器72需要化霜时，控制所述第一阀611打开，控制所述 第二阀612关闭，控制所述第三阀621打开，控制所述第四阀622关闭；

当所述空调系统需要运行在逆循环除霜模式下时，控制所述第二阀612和 所述第三阀621均关闭，控制所述第一阀611和所述第四阀622均打开，且控 制所述压缩机1的吸气与所述室内换热器3连通。

这是本公开的空调系统的根据不同模式下的不同控制形式，能够根据不同 的情形判断和进行不同的控制方式，实现制冷、制热、分段化霜以及逆循环化 霜。制冷和制热模式下控制第二阀和第三阀关闭，仅第一阀和第四阀打开，保 证冷媒不会流经第一蓄热体和第二蓄热体，两个蓄热体均不工作；

而在第一室外换热器需要化霜时，此时采用分段化霜，第二室外换热器蒸 发吸热以为室内换热器提供热量，则第二阀打开保证冷媒经过第一蓄热体，而 第三阀关闭使得冷媒不经过第二蓄热体，因此冷媒经过第一蓄热体被加热后再 到达第一室外换热器以对其进行加热化霜，而冷媒同时通过第四阀并进入第二 室外换热器，第二室外换热器正常蒸发吸热，从而实现分段化霜的效果，且利 用第一蓄热体吸收的外部的能量来进行化霜，不会造成空调系统的能量减弱， 提高室内侧的热量；

而在第二室外换热器需要化霜时，此时采用分段化霜，第一室外换热器蒸 发吸热以为室内换热器提供热量，则第三阀打开保证冷媒经过第二蓄热体，而 第二阀关闭使得冷媒不经过第一蓄热体，因此冷媒经过第二蓄热体被加热后再 到达第二室外换热器以对其进行加热化霜，而冷媒同时通过第一阀并进入第一 室外换热器，第一室外换热器正常蒸发吸热，从而实现分段化霜的效果，且利 用第二蓄热体吸收的外部的能量来进行化霜，不会造成空调系统的能量减弱， 提高室内侧的热量；

而在室外环境温度和室外管温较低的情况下，此时通过分段式化霜已经无 法有效地除霜了，此时则需开启逆循环除霜方式，即从室内吸热，利用压缩机 逆向循环来为两个室外换热器提供热量，以进行化霜。

本空气调节装置由压缩机1、四通阀2、室外换热器、第一蓄热体91、第 二蓄热体92、节流装置4、室内换热器3，以及多个电磁阀组成。室外换热器 包括两个部分：第一室外换热器71和第二室外换热器72，两个部分并联设置， 每个部分与节流装置之间都设置有蓄热体。

1.制冷运行时，第一阀611和第四阀622保持打开，第二阀612和第三阀 621保持关闭，制冷剂流动方向为：

2.制热运行时，第一阀611和第四阀622保持打开，第二阀612和第三阀 621保持关闭，制冷剂流动方向为：

3.分段除霜时，室外换热器两部分依次除霜。第一室外换热器71除霜、第 二室外换热器72制热运行时，第一阀611和第三阀621保持关闭，第二阀612 和第四阀622保持打开。

冷剂流动方向为：

第一室外换热器71制热运行，第二室外换热器72除霜时，第一阀611和 第三阀621保持打开，第二阀612和第四阀622保持关闭，制冷剂流动方向为：

4.逆循环除霜时，第二阀612、第三阀621关闭，第一阀611和第四阀622 打开，四通阀断电，此时制冷剂流动方向为：

压缩机1-四通阀2--节流装置4-室内换热器3-四通阀2-压缩机1。

在一些实施方式中，所述检测步骤，还能够检测室外环境温度T_环和室外 管温T_管；

判断步骤，判断T_环与T1和T2之间的关系，以及判断T_管与T3、T4和 T5之间的关系，其中T1为第一预设温度，T2为第二预设温度，T3为第三预 设温度，T4为第四预设温度，T5为第五预设温度，T1＞T2，T3＞T4＞T5；

所述控制步骤，还当T_环≥T1，且T_管≤T3时，控制所述第一室外换热器 71和所述第二室外换热器72分段化霜且交替化霜；还当T2＜T_环＜T1，且T_管 ≤T4时，控制所述第一室外换热器71和所述第二室外换热器72分段化霜且 交替化霜以及逆循环化霜；还当T_环＜T2，且T_管＜T5时，控制所述第一室外 换热器71和所述第二室外换热器72逆循环化霜。

T1优选为0℃，T2优选为-10℃，T3优选为-2℃，T4优选为-6℃，T5优 选为-14℃。

这是本公开的进一步优选控制方式，根据室外环境温度T_环和室外管温T_管 的大小来对结霜条件的判断，判断是否应该对两个室外换热器进行分段式化霜、 或是采用逆循环化霜，当T_环≥T1，且T_管≤T3时说明这个条件表明霜结的不 太厚，本公开此时控制两个室外换热器分段化霜且交替化霜，能够保证对两个 室外换热器的有效除霜效果；当T2＜T_环＜T1，且T_管≤T4时说明此时结霜较 厚，通过分段化霜无法有效的除净霜层，本公开通过分段化霜后再结合逆循环 化霜来对两个室外换热器进行化霜，能够保证有效的除霜效果；当T_环＜T2， 且T_管＜T5时说明此时结霜非常厚了，通过分段式化霜无法进行有效的化霜了， 此时本公开通过逆循环化霜，能够保证对两个室外换热器的有效除霜效果。

在一些实施方式中，所述检测步骤，还能够在检测所述T_环和所述T_管之前， 检测所述空调系统制热运行的时间t1和检测空调系统累计运行的时间t2；

所述判断步骤，判断t1与t01之间的关系，以及判断t2与t02之间的关系；

所述控制步骤，当t1≥t01或t2≥t02时，开启检测所述T_环和所述T_管， 其中t01为第一预设时间，t02为第二预设时间。t01优选为30分钟，t02优选 为60分钟。

这是本公开在检测判断是否需要化霜之前的前提判断控制手段，即t1≥t01 或t2≥t02才能初步判断系统进入运行的稳定状态，此时再进一步判断是否需 要进行化霜除霜，能够提高检测化霜和控制化霜的精度。

系统制热运行达到连续30分钟或累计运行60分钟后，满足如下条件则进 入分段除霜模式：

①在一些实施方式中，所述控制步骤中，当T_环≥T1和T_管≤T3时，控制 所述第一室外换热器71和所述第二室外换热器72交替化霜，即前一操作步骤 为控制所述第一阀611关闭，控制所述第二阀612打开，控制所述第三阀621 关闭，控制所述第四阀622打开，持续时间t03后，控制所述第一阀611打开， 控制所述第二阀612关闭，控制所述第三阀621打开，控制所述第四阀622关 闭，也持续所述t03后，之后控制所述空调系统转到制热模式，其中t03为第 三预设时间。t01优选为30分钟，t02优选为60分钟，t03优选为2分钟。

这是本公开的分段式化霜的判断和控制方法，T_环≥T1和T_管≤T3时判断 霜层不太厚，通过控制两个室外换热器分段化霜且交替化霜，能够保证对两个 室外换热器的有效除霜效果，t03后更换化霜的换热器，属于定时除霜，也就 是第一室外换热器71除霜t03分钟后再对第二室外换热器72除霜t03分钟， 能够实现交替化霜的效果。

此种情况下的优选方式为T_环≥0，T_管≤-2；第二阀612打开，第一阀611 关闭，运行2分钟后，第一阀611和第三阀621打开，第二阀612和第四阀622 关闭，运行2分钟后，系统转正常制热模式。

②在一些实施方式中，所述控制步骤中，当T6≤T_环＜T1和T_管≤T4时， 其中T2＜T6＜T1，T6优选为-5℃，控制所述第一室外换热器71和所述第二室 外换热器72交替化霜，即在上一时间段内控制所述第一阀611关闭，控制所 述第二阀612打开，控制所述第三阀621关闭，控制所述第四阀622打开，持 续第三预设时间t03后，控制所述第一阀611打开，控制所述第二阀612关闭， 控制所述第三阀621打开，控制所述第四阀622关闭，也持续所述第三预设时 间t03，之后控制所述空调系统转到制热模式；

当t1≥t04或t2≥t05，且当T_管≤T7时，T7优选为-10℃，其中t04＞t01， t05＞t02，T5＜T7＜T4，控制系统进入逆循环除霜模式并运行第六预设时间t06， 之后控制所述空调系统转到制热模式，即控制所述第二阀612和所述第三阀 621均关闭，控制所述第一阀611和所述第四阀622均打开，且控制所述压缩 机1的排气与所述室内换热器3连通。

这是本公开的分段式化霜+逆循环化霜的判断和控制方法，T6≤T_环＜T1 和T_管≤T4时判断霜层有点厚，通过控制两个室外换热器分段化霜且交替化霜 以及逆循环化霜的方式，能够保证对两个室外换热器的有效除霜效果，当t1≥ t04或t2≥t05，且当T_管≤T7时说明霜结的有点厚，单独的分段除霜可能除不 干净，因此需要进行逆循环除霜保证除霜干净。

此种情况下的优选方式为：-5≤T_环＜0，T_管≤-6；第二阀612打开，第一 阀611关闭，运行2分钟后，第一阀611和第三阀621打开，第二阀612和第 四阀622关闭，运行2分钟后，系统转正常制热模式；当系统连续运行2小时 或累计运行达到4小时且T_管≤-10，四通阀断电，系统转逆循环除霜模式4分 钟，之后系统转正常制热模式。

③在一些实施方式中，所述控制步骤中，当T2≤T_环＜T6和T_管≤T7时， 其中T2＜T6＜T1，T5＜T7＜T4，控制所述第一室外换热器71和所述第二室 外换热器72交替化霜，即在上一时间段内控制所述第一阀611关闭，控制所 述第二阀612打开，控制所述第三阀621关闭，控制所述第四阀622打开，持 续第七预设时间t07后，控制所述第一阀611打开，控制所述第二阀612关闭， 控制所述第三阀621打开，控制所述第四阀622关闭，也持续所述第三预设时 间t03，之后控制所述空调系统转到制热模式；

当t1≥t04或t2≥t05，且当T_管≤T2时，其中t04＞t01，t05＞t02，控制系 统进入逆循环除霜模式并运行第六预设时间t06，之后控制所述空调系统转到 制热模式，即控制所述第二阀612和所述第三阀621均关闭，控制所述第一阀 611和所述第四阀622均打开，且控制所述压缩机1的排气与所述室内换热器 3连通，其中t07>t06。

这是本公开的分段式化霜+逆循环化霜的判断和控制方法，T2≤T_环＜T6 和T_管≤T7时判断霜层比第②种情况更厚，通过控制两个室外换热器分段化霜 且交替化霜以及逆循环化霜的方式，能够保证对两个室外换热器的有效除霜效 果，当t1≥t04或t2≥t05，且当T_管≤T2时说明霜结的更厚，单独的分段除霜 可能除不干净，因此需要进行逆循环除霜保证除霜干净，且分段除霜的时间t07 比第②种情况的分段除霜的时间t06更长，以提高分段除霜的时间，加强除霜 效果。

此种情况的优选情况为：-10≤T_环＜-5，T_管≤-10；第二阀612打开，第一 阀611关闭，运行3分钟后，第一阀611和第三阀621打开，第二阀612和第 四阀622关闭，运行3分钟后，系统转正常制热模式；当系统连续运行2小时 或累计运行达到4小时且T_管≤-10，四通阀断电，系统转逆循环除霜模式4分 钟，之后系统转正常制热模式；

因为霜结的厚了，需要更长的除霜时间。霜结的比较厚，单独的分段除霜 可能除不干净，因此需要进行逆循环除霜保证除霜干净。逆循环除霜就是在分 段除霜不充分的时候保证除霜效果用的。

④在一些实施方式中，当T_环≤T2和T_管≤T5时，且当t1≥第八预设时间 t08或t2≥第九预设时间t09，t08优选45分钟，t09优选60分钟，控制系统进 入逆循环除霜模式并运行第十预设时间t10。t10优选为6分钟。因此优选地此 时情况为T_环＜-10，T_管≤-14，系统连续运行45分钟或累计运行60分钟，系 统转逆循环除霜模式6分钟；

当T_环＜T2，且T_管＜T5时说明此时结霜非常厚了，通过分段式化霜无法 进行有效的化霜了，此时本公开通过逆循环化霜，能够保证对两个室外换热器 的有效除霜效果。如果结霜条件已经达到这个程度了，说明结霜条件非常恶劣 了，甚至都可能结冰了，分段除霜已经无法除霜了，所以直接用逆循环除霜， 以保证对两个室外换热器的除霜效果。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公 开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开 的保护范围之内。以上所述仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技 术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开技术原理的前提下，还可以做出 若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本公开的保护范围。