一种热泵空调系统、换热器及其控制方法技术方案

本发明专利技术实施例提供的热泵空调系统，包括，换热器、第一传感器和第二传感器及空调控制器，第一传感器设置在第一气液分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧，所述第二传感器设置在第一气液分界线相对靠近出口的另一侧且位于预设的能承受的换热器结霜极限位置时的气液分界线即第二气液分界线相对应位置；空调控制器根据所述第一传感器及第二传感器的信号，确定所述换热器的结霜面积是否到达预设的结霜极限位置，并在判断为是后，使所述热泵空调系统进行除霜处理。另外，还公开了一种热泵空调换热器和热泵空调控制方法。本发明专利技术实施例，通过对热泵空调的结霜情况的监控，能有效的启动除霜处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热泵空调系统、换热器及其控制方法,具体应用于热泵空调领域。
技术介绍
目前，通用的热泵空调中，其除霜策略是热泵芯体作为蒸发器运作一段设定的时间(Ts)后，强制进入化霜程序，并没有结霜检测的过程。但是，影响霜形成的因素有很多，诸如环境温度和湿度、蒸发温度、风量、车速等。在实现本专利技术的过程中，在前述的因素的一个或多个因素发生变化的情况下，霜形成的速度均可能不一样，因此在设定时间Ts达到时，由于没有进行检测结霜而直接进入了除霜程序，因此更多的时候可能是：(1)霜很少或根本没有，但已经启动了除霜程序。(2)霜已经很严重，但还未启动进入除霜程序。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种热泵空调系统、换热器及控制方法，以通过检测热泵空调的结霜情况来启动除霜处理。本专利技术实施例的第一方面提供一种热泵空调系统，包括：包括换热器、第一传感器和第二传感器、空调控制器；在制热状态下，所述换热器作为蒸发器使用，所述换热器具有系统配合能承受的换热器结霜极限位置对应的结霜分界线；所述换热器的制冷剂的不同存在状态之间形成有气液分界线，所述气液分界线包括所述换热器在没有结霜状态下的第一气液分界线和与预设的能承受的换热器结霜极限位置对应的第二气液分界线，第二气液分界线对应于换热器的结霜程度达到结霜分界线时制冷剂的气液分界线；所述制冷剂的不同存在状态为气液共存状态和气态；所述换热器包括至少一个进口和一个出口，所述气液共存状态的制冷剂位于第一气液分界线相对靠近制冷剂流动方向的上游侧，所述气态的制冷剂位于第一气液分界线相对靠近出口侧；所述第一传感器和第二传感器设置在所述换热器的不同位置；所述第一传感器设置在第一气液分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧即位于气液共存状态的制冷剂相对应位置，所述第二传感器设置在第一气液分界线相对靠近出口的另一侧且位于预设的能承受的换热器结霜极限位置时的气液分界线即第二气液分界线相对应位置；或者所述第一传感器设置在结霜分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧，所述第二传感器设置在预设的能承受的换热器结霜极限位置时的结霜分界线相对应位置；空调控制器根据所述第一传感器及第二传感器的信号，确定所述换热器的结霜面积是否到达预设的结霜极限位置，并在判断为是后，使所述热泵空调系统进行除霜处理；并在判断为否后，所述热泵空调系统不进行除霜处理。相应的，本专利技术实施例的第二方面提供了一种热泵空调系统的换热器，包括：所述换热器在所述热泵空调系统中可作为蒸发器使用，所述换热器在作为蒸发器使用时具有气液分界线，所述换热器具有系统配合能承受的换热器结霜极限位置对应的结霜分界线；所述气液分界线包括所述换热器在没有结霜状态下的第一气液分界线和与预设的能承受的换热器结霜极限位置对应的第二气液分界线，第二气液分界线对应于换热器的结霜程度达到结霜分界线时制冷剂的气液分界线；所述换热器包括换热器体，所述换热器体包括与空气流动方向相背的背风面，所述换热器还包括设置在所述背风面上的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器设置在所述换热器的不同位置；所述第一传感器、第二传感器为温度传感器，所述第一传感器设置在第一气液分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧即位于气液共存状态的制冷剂相对应位置，所述第二传感器设置在第一气液分界线相对靠近出口的另一侧且位于预设的能承受的换热器结霜极限位置时的气液分界线即第二气液分界线相对应位置；或者所述第一传感器、第二传感器为风速传感器，所述第一传感器设置在预设的能承受的换热器结霜极限位置时的结霜分界线相对应位置，所述第二传感器设置在在结霜分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的下游侧或上游侧。本专利技术实施例的第三方面提供了的热泵空调控制方法，包括如下步骤：在换热器上预设气液分界线，所述预设的气液分界线包括没有结霜状态下的第一气液分界线和与系统能承受的结霜极限位置对应的第二气液分界线；所述第一传感器、第二传感器为温度传感器，将第一传感器设置在第一气液分界线相对靠近制冷剂流动方向的上游侧，所述第二传感器设置在第一气液分界线的另一侧且位于所述预设的能承受的结霜极限位置对应的第二气液分界线对应位置；空调控制器根据所述第一传感器及第二传感器的信号，确定结霜面积是否到达预设的结霜极限位置。与现有技术相比，使第一传感器、第二传感器中其中之一设置在系统所能承受的结霜极限位置相对应的位置，并通过这一传感器的变化判断是否需要化霜，这样空调系统可以通过监控结霜情况时，来实现有效除霜。【附图说明】图1是本专利技术实施例热泵空调系统部分模块连接的示意图；图2a-2b是本专利技术实施例中热泵空调系统第一传感器和第二传感器的第一种布置示意图；图3是本专利技术实施例中热泵空调系统中第一传感器和第二传感器第二种布置示意图；图4是本专利技术实施例中热泵空调系统两个传感器与空调控制器第一种连接方式示意图；图5是本专利技术实施例中热泵空调系统两个传感器与空调控制器第二种连接方式示意图；图6是本专利技术热泵空调系统第三种实施例的第一传感器和第二传感器的示意图；图7是本专利技术实施例的一种多流程的换热器气液分界线和法线的分布示意图；图8是本专利技术实施例第二种多流程换热器的气液分界线和法线的分布示意图；图9是本专利技术实施例热泵的一个换热器的示意图；图10是本专利技术方法一种实施例的流程示意图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。需要说明的是，本专利技术实施例中的热泵空调系统既可应用于汽车热泵空调系统中，也可以应用在家用热泵空调系统中。下面以应用在汽车热泵空调系统为例进行说明。参考图1，该图为本专利技术实施例中，热泵空调系统统部分模块连接的示意图。如图1所示，该实施例的汽车空调系统包括第一传感器11、第二传感器12、控制器13及换热器14；在制热状态下，换热器14作为蒸发器使用，在其内部流动的制冷剂的不同存在状态之间形成有气液分界线，气液分界线包括换热器14在没有结霜状态下的第一气液分界线和与预设的能承受的换热器结霜极限位置对应的第二气液分界线，所述制冷剂的不同存在状态为气液共存状态和气态；所述换热器包括至少一个进口和一个出口，所述气液共存状态的制冷剂位于第一气液分界线相对靠近制冷剂流动方向的上游侧，所述气态的制冷剂位于第一气液分界线相对靠近出口侧；需要说明的，热泵空调系统有不同的换热器，本实施例中提到的换热器为室外换热器，换热器可以是单流程换热器或至少两个流程的多流程换热器。可以理解的，车用热泵系统具有多种工作模式，在不同的工作模式换热器的功能有所不同，室外换热器在制热模式时作为蒸发器使用，而在制冷模式时作为冷凝器或冷却器使用。换热器作为蒸发器时，有的区域制冷剂处于气态和液态共存的状态，这个区域温度比较低称为两相区；有的区域制冷剂处于过热的气态，温度相对比较高，这个区域成为过热区。两相区和过热区的分界线，本说明书中定义为“气液分界线”，两相区的温度比过热区的温度相对低一些。气液分界线并不是一成不变的，会随着换热器状态的变化而变化，随着换热器使用时间延长，气液分界线会随着结霜程度的增加，逐步向出口方向移动。第一传感器11和第二传感器12设置在换热器14的不同位置，第一传感器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵空调系统，包括换热器、第一传感器和第二传感器、空调控制器；在制热状态下，所述换热器作为蒸发器使用，所述换热器具有系统配合能承受的换热器结霜极限位置对应的结霜分界线；所述换热器的制冷剂的不同存在状态之间形成有气液分界线，所述气液分界线包括所述换热器在没有结霜状态下的第一气液分界线和与预设的能承受的换热器结霜极限位置对应的第二气液分界线，第二气液分界线对应于换热器的结霜程度达到结霜分界线时制冷剂的气液分界线；所述制冷剂的不同存在状态为气液共存状态和气态；所述换热器包括至少一个进口和一个出口，所述气液共存状态的制冷剂位于第一气液分界线相对靠近制冷剂流动方向的上游侧，所述气态的制冷剂位于第一气液分界线相对靠近出口侧；所述第一传感器和第二传感器设置在所述换热器的不同位置；所述第一传感器设置在第一气液分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧即位于气液共存状态的制冷剂相对应位置，所述第二传感器设置在第一气液分界线相对靠近出口的另一侧且位于预设的能承受的换热器结霜极限位置时的气液分界线即第二气液分界线相对应位置；或者所述第一传感器设置在结霜分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧，所述第二传感器设置在预设的能承受的换热器结霜极限位置时的结霜分界线相对应位置；空调控制器根据所述第一传感器及第二传感器的信号，确定所述换热器的结霜面积是否到达预设的结霜极限位置，并在判断为是后，使所述热泵空调系统进行除霜处理；并在判断为否后，所述热泵空调系统不进行除霜处理。...

【技术特征摘要】
1.一种热泵空调系统，包括换热器、第一传感器和第二传感器、空调控制器；在制热状态下，所述换热器作为蒸发器使用，所述换热器具有系统配合能承受的换热器结霜极限位置对应的结霜分界线；所述换热器的制冷剂的不同存在状态之间形成有气液分界线，所述气液分界线包括所述换热器在没有结霜状态下的第一气液分界线和与预设的能承受的换热器结霜极限位置对应的第二气液分界线，第二气液分界线对应于换热器的结霜程度达到结霜分界线时制冷剂的气液分界线；所述制冷剂的不同存在状态为气液共存状态和气态；所述换热器包括至少一个进口和一个出口，所述气液共存状态的制冷剂位于第一气液分界线相对靠近制冷剂流动方向的上游侧，所述气态的制冷剂位于第一气液分界线相对靠近出口侧；所述第一传感器和第二传感器设置在所述换热器的不同位置；所述第一传感器设置在第一气液分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧即位于气液共存状态的制冷剂相对应位置，所述第二传感器设置在第一气液分界线相对靠近出口的另一侧且位于预设的能承受的换热器结霜极限位置时的气液分界线即第二气液分界线相对应位置；或者所述第一传感器设置在结霜分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧，所述第二传感器设置在预设的能承受的换热器结霜极限位置时的结霜分界线相对应位置；空调控制器根据所述第一传感器及第二传感器的信号，确定所述换热器的结霜面积是否到达预设的结霜极限位置，并在判断为是后，使所述热泵空调系统进行除霜处理；并在判断为否后，所述热泵空调系统不进行除霜处理。2.如权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述换热器为单流程换热器或至少两个流程的多流程换热器，所述第一传感器和第二换热器设置于相对靠近所述出口的流程，所述第一传感器和第二换热器位于所述换热器的相对靠近所述出口的流程的垂直于制冷剂流动方向的长度的中间二分之一范围，所述的第一传感器相对所述第二传感器远离所述换热器的出口的位置，所述第二传感器相对所述第一传感器靠近所述换热器出口的位置。3.如权利要求2所述的热泵空调系统，其特征在于，所述换热器为单流程换热器，所述第一传感器和第二换热器沿所述第一气液分界线或第二气液分界线的同一法线设置，所述法线与所述第一气液分界线或第二气液分界线大致垂直；所述第一传感器和第二换热器位于所述换热器垂直于制冷剂流动方向的长度的中间二分之一范围；两个传感器之间在其所在流程的制冷剂流动方向的距离占该流程制冷剂流动方向的距离的比例在1/4以下。4.如权利要求1-3中任一项所述的热泵空调系统，其特征在于，所述第一传感器和第二传感器为温度传感器，所述第一传感器设置在第一气液分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧，所述第二传感器设置在第二气液分界线相对应位置；所述第一传感器和第二传感器的信号包括所述第一传感器和第二传感器的温度信号，所述空调控制器获取所述第一传感器和第二传感器的温度参数或温度参数相关的电流或电压信号，并根据获取的信号判断所述第一传感器和第二传感器的温度差是否小于预设值，并在判断为是后，判定已经到达结霜的极限位置，启动除霜处理。5.如权利要求1-3中任一项所述的热泵空调系统，其特征在于，所述第一传感器和第二传感器包括热敏电阻，所述的信号包括电压信号；所述第一传感器设置在第一气液分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧，所述第二传感器设置在第二气液分界线相对应位置；所述第一传感器与第二传感器串联设置；所述空调控制器，根据第一传感器和第二传感器的电压信号获得反馈电压和参考电压，所述反馈电压为第一传感器两端的电压，所述参考电压为第一传感器和第二传感器的总电压，判断所述反馈电压和参考电压的比值是否小于预设的比值，并在判断为是后，确定已经达到结霜的极限位置，启动除霜处理。6.如权利要求1-3中任一项所述的热泵空调系统，其特征在于，所述第一传感器和第二传感器包括热敏电阻，所述的信号包括电压信号；所述第一传感器设置在第一气液分界线相对靠近所述换热器的制冷剂流动方向的上游侧，所述第二传感器设置在第二气液分界线相对应位置；所述第一传感器与第二传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：杭州三花研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33