專利名稱：空調(diào)器以及控制該空調(diào)器的電子膨脹閥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻或加熱室內(nèi)的空氣的空調(diào)器以及控制該空調(diào)器的電子膨脹閥的方法。
背景技術(shù)：
一般而言，空調(diào)器是一種用于冷卻或加熱如居室空間、飯店、辦公室等室內(nèi)空間的設(shè)備。這種空調(diào)器包括一臺(tái)將制冷劑壓縮成高溫高壓的氣體狀態(tài)的壓縮機(jī)、一個(gè)將通過(guò)壓縮機(jī)的制冷劑冷凝成高溫高壓的液體狀態(tài)的冷凝器、一個(gè)將通過(guò)冷凝器的制冷劑減壓成低溫低壓的液體狀態(tài)的膨脹組件、和一個(gè)將通過(guò)膨脹組件的制冷劑蒸發(fā)成低溫低壓的氣體狀態(tài)的蒸發(fā)器。壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹組件和蒸發(fā)器通過(guò)制冷劑管道連接。用微型計(jì)算機(jī)控制這種空調(diào)器的運(yùn)行。
一種熱泵式空調(diào)器還包括如三通閥或四通閥之類的換向閥，該換向閥根據(jù)冷卻/加熱功能改變制冷劑的流動(dòng)方向，由此使空調(diào)器有選擇地按冷卻或加熱模式運(yùn)行。
在空調(diào)器的冷卻模式中，室外熱交換器起冷凝器的作用，室內(nèi)熱交換器起蒸發(fā)器的作用。反之，在空調(diào)器的加熱模式中，室外熱交換器起蒸發(fā)器的作用，室內(nèi)熱交換器起冷凝器的作用。
在冷卻模式中，空調(diào)器使室內(nèi)空氣流過(guò)起蒸發(fā)器作用的室內(nèi)熱交換器，這樣就將冷卻的空氣排放到室內(nèi)。在加熱模式中，空調(diào)器使室內(nèi)的空氣流過(guò)起冷凝器的作用的室內(nèi)熱交換器，這樣就將加熱的空氣排放到室內(nèi)。
目前開(kāi)發(fā)出的空調(diào)器采用變頻式壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)可以根據(jù)室內(nèi)的冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載隨時(shí)改變其制冷劑壓縮容量。因此，可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)對(duì)冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載的變化，使空調(diào)器的冷卻效率或加熱效率達(dá)到最佳。
通常，可以用毛細(xì)管或電子膨脹閥作為膨脹組件。電子膨脹閥主要用作調(diào)節(jié)制冷劑流速的膨脹組件，以便能夠隨時(shí)改變空調(diào)器的冷卻能力或加熱能力。
此時(shí)，可控制電子膨脹閥的開(kāi)度，致使因壓縮機(jī)入口處的制冷劑溫度和蒸發(fā)器中的制冷劑溫度之間的溫差引起的當(dāng)前過(guò)熱度與預(yù)定的目標(biāo)過(guò)熱度相符。
當(dāng)然可以事先在微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)一表格，該表格包括與壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量相一致的目標(biāo)過(guò)熱度。
當(dāng)用戶選擇冷卻模式和加熱模式中的一個(gè)模式并設(shè)定需要的目標(biāo)溫度時(shí)，壓縮機(jī)運(yùn)行，使制冷機(jī)壓縮容量可根據(jù)目標(biāo)溫度和房間溫度之間的溫差確定的冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載隨時(shí)改變。對(duì)當(dāng)前的過(guò)熱度進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量計(jì)算目標(biāo)過(guò)熱度?？刂齐娮优蛎浗M件的開(kāi)度，使當(dāng)前過(guò)熱度與目標(biāo)過(guò)熱度一致，由此使制冷劑的流速得到控制。在這種情況下，制冷劑流過(guò)壓縮機(jī)、冷凝器、電子膨脹閥和蒸發(fā)器，從而使空調(diào)器實(shí)現(xiàn)冷卻功能或加熱功能。
近來(lái)空調(diào)器的尺寸有所增加，所以需要多臺(tái)壓縮機(jī)。在這種情況下，讓一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)有選擇地運(yùn)行，以便隨時(shí)改變運(yùn)行壓縮機(jī)的制冷劑總壓縮容量。因此，必須控制電子膨脹閥的開(kāi)度，使制冷劑的流速隨時(shí)根據(jù)制冷劑總壓縮容量而改變。
此時(shí)，在制冷劑流速即制冷劑循環(huán)量小于制冷劑壓縮容量時(shí)，壓縮機(jī)可能過(guò)熱。在制冷劑流速大于制冷劑壓縮容量時(shí)，液態(tài)制冷劑可能進(jìn)入壓縮機(jī)，從而造成壓縮機(jī)損傷，且限制了空調(diào)器冷卻效率或加熱效率的提高。
當(dāng)空調(diào)器處于冷卻模式時(shí)，如果室外溫度較高，則熱被傳遞到處于室外空氣中的、用作冷凝器的室外熱交換器，由此增加了冷卻負(fù)載。當(dāng)空調(diào)器處于加熱模式時(shí)，如果室外溫度較高，則熱被傳遞到處于室外空氣中的、用作蒸發(fā)器的室外熱交換器，因此在制冷劑流過(guò)室外熱交換器以后，通過(guò)室外熱交換器的制冷劑溫度和進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑溫度相對(duì)提高，使得壓縮機(jī)過(guò)熱。所以，必須根據(jù)室外溫度控制電子膨脹閥的開(kāi)度。
據(jù)此，為了根據(jù)具有多臺(tái)壓縮機(jī)的空調(diào)器的制冷劑總壓縮容量控制電子膨脹閥的開(kāi)度，必須測(cè)量當(dāng)前過(guò)熱度，并且應(yīng)當(dāng)根據(jù)制冷劑總壓縮容量和室外溫度設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度。此外，必須控制電子膨脹閥的開(kāi)度，以便使當(dāng)前過(guò)熱度與目標(biāo)過(guò)熱度一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述問(wèn)題，因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種空調(diào)器，其中，使一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行，以便能根據(jù)室內(nèi)的冷卻或加熱負(fù)載隨時(shí)控制制冷劑總壓縮容量，并控制電子膨脹閥的開(kāi)度，從而調(diào)節(jié)制冷劑的流速，迅速移去冷卻或加熱負(fù)載。
本發(fā)明另一要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)空調(diào)器的電子膨脹閥進(jìn)行控制的方法，其中，控制電子膨脹閥的開(kāi)度，使當(dāng)前過(guò)熱度與根據(jù)運(yùn)行壓縮機(jī)的制冷劑總壓縮容量及根據(jù)冷卻或加熱負(fù)載使一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行期間的室外溫度設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度一致，從而迅速移去冷卻或加熱負(fù)載，提高壓縮機(jī)的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上述目的和其他目的可以通過(guò)提供下述空調(diào)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該空調(diào)器包括多臺(tái)用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)；一個(gè)冷凝制冷劑的冷凝器；一個(gè)使制冷劑膨脹的電子膨脹閥；一個(gè)使制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器；一個(gè)用于改變制冷劑流動(dòng)方向的換向閥；用于連接所述壓縮機(jī)、冷凝器、電子膨脹閥、蒸發(fā)器和換向閥的制冷劑管道；以及一臺(tái)控制空調(diào)器運(yùn)行的微型計(jì)算機(jī)，其中，所述微型計(jì)算機(jī)控制電子膨脹閥的開(kāi)度，使當(dāng)前過(guò)熱度與根據(jù)運(yùn)行的壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量(一臺(tái)或多臺(tái))及一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行情況下的室外溫度設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度一致，從而使制冷劑壓縮容量根據(jù)冷卻或加熱負(fù)載隨時(shí)改變。
優(yōu)選該空調(diào)器還包括一個(gè)安裝在壓縮機(jī)入口處的第一溫度傳感器，該溫度傳感器測(cè)量吸入壓縮機(jī)的制冷劑的溫度；一個(gè)安裝在蒸發(fā)器上的第二溫度傳感器，該溫度傳感器測(cè)量通過(guò)蒸發(fā)器的制冷劑的溫度；以及一個(gè)安裝在室外的第三溫度傳感器，該溫度傳感器測(cè)量室外溫度，其中，微型計(jì)算機(jī)將第一溫度傳感器測(cè)量到的壓縮機(jī)入口處的制冷劑溫度和第二溫度傳感器測(cè)量到的蒸發(fā)器上的制冷劑溫度之間的溫差設(shè)定為當(dāng)前過(guò)熱度，并根據(jù)運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))的制冷劑壓縮容量及第三溫度傳感器測(cè)得的室外溫度設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度。
此外，優(yōu)選所述多臺(tái)壓縮機(jī)包括制冷劑壓縮容量不同的第一和第二壓縮機(jī)，第一壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量可以大于第二壓縮機(jī)的壓縮容量。
根據(jù)冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載，可使第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行或只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行。
優(yōu)選微型計(jì)算機(jī)包括一些用于根據(jù)運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))的制冷劑壓縮容量和室外溫度變化存儲(chǔ)目標(biāo)過(guò)熱度的表格。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種控制空調(diào)器的電子膨脹閥的方法，該方法包括如下步驟(a)使多臺(tái)壓縮機(jī)中的一臺(tái)或多臺(tái)運(yùn)行，從而可根據(jù)冷卻/加熱負(fù)載隨時(shí)改變運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))的制冷劑壓縮容量；(b)根據(jù)運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))的制冷劑壓縮容量及步驟(a)中使一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行情況下的室外溫度計(jì)算當(dāng)前過(guò)熱度并同時(shí)設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度；和(c)控制電子膨脹閥的開(kāi)度，使步驟(b)中計(jì)算出的當(dāng)前過(guò)熱度與目標(biāo)過(guò)熱度一致。
優(yōu)選所述步驟(a)包括確定制冷劑壓縮容量為總制冷劑壓縮容量的x％的第一壓縮機(jī)和制冷劑壓縮容量為總制冷劑壓縮容量的(100-x)％的第二壓縮機(jī)是同時(shí)運(yùn)行還是有選擇地運(yùn)行的步驟。所述步驟(a)還可以包括根據(jù)冷卻或加熱負(fù)載使第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行的步驟，或根據(jù)冷卻或加熱負(fù)載只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行的步驟。
此外，優(yōu)選根據(jù)運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))入口處的制冷劑溫度和蒸發(fā)器中的制冷劑溫度之間的溫差計(jì)算所述步驟(b)中的當(dāng)前過(guò)熱度。
另外，在冷卻或加熱模式中，如果在所述步驟(a)中第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，則優(yōu)選將在所述步驟(b)中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成大于冷卻或加熱模式中如果在所述步驟(a)中只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行時(shí)在步驟(b)中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度。
在冷卻模式中，如果在步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于第一設(shè)計(jì)溫度，則優(yōu)選將在步驟(b)中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成小于冷卻模式中如果室外溫度高于第一設(shè)計(jì)溫度時(shí)在步驟(b)中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度。
優(yōu)選在冷卻模式中，如果第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而且在步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于40℃，則將在步驟(b)時(shí)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定為-2℃，而在冷卻模式中，如果第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而且在步驟(a)時(shí)的室外溫度高于40℃，則可以將在步驟(b)時(shí)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定為-3℃。
此外，在冷卻模式中，如果只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行，而且在步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于40℃，則可以將步驟(b)中的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成0℃，而在冷卻模式中，如果只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行，而且在步驟(a)時(shí)的室外溫度高于40℃，則可以將在步驟(b)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-1℃。
優(yōu)選在加熱模式中，如果在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于第二設(shè)計(jì)溫度，將在所述步驟(b)設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成小于加熱模式中在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度高于第二設(shè)計(jì)溫度時(shí)在所述步驟(b)中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度。所述步驟(b)還可以包括如下步驟在加熱模式中，如果在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于第三設(shè)計(jì)溫度，則使第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，所述第三設(shè)計(jì)溫度低于所述第二設(shè)計(jì)溫度。
更優(yōu)選的是，在加熱模式中，如果第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于-4℃，將所述步驟(b)中的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-1℃，而在加熱模式中，如果第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度高于-4℃而不高于20℃時(shí)，則可以將所述步驟(b)中的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-2℃，在加熱模式中，如果第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度高于20℃時(shí)，則可以將所述步驟(b)中的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-3℃。
此外，在加熱模式中，如果只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于20℃，則可以將所述步驟(b)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成0℃，而在加熱模式中，如果只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度高于20℃，則可以將所述步驟(b)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-1℃。


通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將能更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、特征及其它優(yōu)點(diǎn)。附圖中圖1是本發(fā)明的空調(diào)器的示意圖；圖2是本發(fā)明空調(diào)器的微型計(jì)算機(jī)的方框圖；圖3是本發(fā)明空調(diào)器在冷卻模式時(shí)制冷劑流動(dòng)的示意圖；圖4是本發(fā)明空調(diào)器在加熱模式時(shí)制冷劑流動(dòng)的示意圖；和圖5是用于控制本發(fā)明空調(diào)器的電子膨脹閥的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
如圖1和2所示，本發(fā)明的空調(diào)器包括一個(gè)安裝在室外的室外單元(A)，在冷卻模式時(shí)，該室外單元壓縮、冷凝和膨脹制冷劑；一個(gè)安裝在室內(nèi)的室內(nèi)單元(B)，該室內(nèi)單元通過(guò)制冷劑管道與室外單元(A)相連，從而在冷卻模式時(shí)蒸發(fā)制冷劑；以及一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)(C)，該微型計(jì)算機(jī)控制多臺(tái)壓縮機(jī)的運(yùn)行，并控制室外單元(A)的電子膨脹閥的運(yùn)行。
此處，室外單元(A)包括第一和第二壓縮機(jī)2和4、一個(gè)室外熱交換器6、一臺(tái)室外風(fēng)扇6a、一個(gè)電子膨脹閥8、一個(gè)油分離單元14和將這些構(gòu)件連接起來(lái)的制冷劑管道，管道上設(shè)有多個(gè)止回閥2a和4a。室內(nèi)單元(B)包括一個(gè)室內(nèi)熱交換器10和一臺(tái)室內(nèi)風(fēng)扇10a。
更具體地說(shuō)，將出口管路o和o’分別連接到第一和第二壓縮機(jī)2和4的端部的一端。為了防止制冷劑回流到第一和第二壓縮機(jī)2和4中，將第一和第二止回閥2a和4a裝在出口管路o和o’上。將連接管道c與出口管路o和o’相連，使通過(guò)兩根出口管路o和o’流出的制冷劑在此匯集在一起，然后在進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)循環(huán)期間將制冷劑引向冷凝器、膨脹組件和蒸發(fā)器。
從連接管道c的端部分支出入口管路i和i’，并將所述入口管路與第一和第二壓縮機(jī)2和4相連，以便將制冷劑引向第一和第二壓縮機(jī)2和4。將油分離單元14設(shè)置在連接管道c與入口管路i和i’之間，該油分離單元將與制冷劑一起從第一和第二壓縮機(jī)2和4排出的油從制冷劑中分離出來(lái)，以便將分離出的油供給第一和第二壓縮機(jī)2和4，并防止制冷劑進(jìn)入第一和第二壓縮機(jī)2和4。
此處，將一個(gè)用于有選擇地控制制冷劑流動(dòng)方向的換向閥12設(shè)置在與第一和第二止回閥2a和4a的端部相連的連接管道c上。換向閥12可以使經(jīng)第一和第二壓縮機(jī)2和4壓縮的制冷劑朝室外熱交換器6流動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)冷卻循環(huán)，或使制冷劑流向室內(nèi)熱交換器10，從而實(shí)現(xiàn)加熱循環(huán)。
第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4分別具有不同的制冷劑壓縮容量，使第一壓縮機(jī)2的制冷劑壓縮容量為空調(diào)器的總制冷劑壓縮容量的x％，使第二壓縮機(jī)4的制冷劑壓縮容量為空調(diào)器的總制冷劑壓縮容量的(100-x)％。第一壓縮機(jī)2的制冷劑壓縮容量大于第二壓縮機(jī)4的制冷劑壓縮容量?？筛鶕?jù)需要移去的冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載使第一和第二壓縮機(jī)2和4同時(shí)運(yùn)行或有選擇地運(yùn)行。
電子膨脹閥8調(diào)節(jié)制冷劑通過(guò)其的通路的開(kāi)度，由此控制循環(huán)流過(guò)空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑的流速?？筛鶕?jù)冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載控制電子膨脹閥8的開(kāi)度。
將室外風(fēng)扇6a裝在室外熱交換器6的一側(cè)附近，將室內(nèi)風(fēng)扇10a裝在室內(nèi)熱交換器10的一側(cè)附近。因此，室外風(fēng)扇6a和室內(nèi)風(fēng)扇10a的轉(zhuǎn)速可隨加熱負(fù)載或冷卻負(fù)載的變化而改變，由此分別控制室外空氣和室內(nèi)空氣的送風(fēng)量。
空調(diào)器的微型計(jì)算機(jī)(c)控制第一和第二壓縮機(jī)2和4的運(yùn)行、電子膨脹閥8的開(kāi)度及室內(nèi)風(fēng)扇10a和室外風(fēng)扇6a的轉(zhuǎn)速。具體地說(shuō)，該空調(diào)器的微型計(jì)算機(jī)(c)控制第一和第二壓縮機(jī)2和4、電子膨脹閥8及室外風(fēng)扇6a和室內(nèi)風(fēng)扇10a的運(yùn)行，使當(dāng)前過(guò)熱度達(dá)到目標(biāo)過(guò)熱度。
此時(shí)，所述空調(diào)器包括一個(gè)裝在第一和第二壓縮機(jī)2和4的入口管路i和i’上的第一溫度傳感器22，該溫度傳感器用于測(cè)量吸入運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))中的制冷劑的溫度，以便測(cè)量當(dāng)前過(guò)熱度；一個(gè)安裝在室內(nèi)熱交換器10或室外熱交換器6的制冷劑管道上的第二溫度傳感器24，在冷卻或加熱模式中，該溫度傳感器測(cè)量通過(guò)起蒸發(fā)器作用的所述熱交換器的制冷劑的溫度；以及一個(gè)安裝在室外對(duì)室外溫度進(jìn)行測(cè)量的第三溫度傳感器26。
微型計(jì)算機(jī)(c)利用第一溫度傳感器22測(cè)量的第一和第二壓縮機(jī)2和4的入口管路i和i’中的制冷劑溫度和第二溫度傳感器24測(cè)量的蒸發(fā)器中的制冷劑溫度之間的溫差計(jì)算當(dāng)前過(guò)熱度。然后，微型計(jì)算機(jī)(c)根據(jù)運(yùn)行的多臺(tái)壓縮機(jī)的制冷劑總壓縮容量和第三溫度傳感器26測(cè)得的室外溫度設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度。
微型計(jì)算機(jī)(c)根據(jù)制冷劑壓縮容量和室外溫度存儲(chǔ)一個(gè)包括目標(biāo)過(guò)熱度的表格。
更具體地說(shuō)，從下面的表格1和2中得到目標(biāo)過(guò)熱度。表格1和2中包括制冷劑壓縮容量為x％的第一壓縮機(jī)和制冷劑壓縮容量為(100-x)％的第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)根據(jù)室外溫度設(shè)計(jì)的目標(biāo)過(guò)熱度，或者只有第二壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)根據(jù)室外溫度設(shè)計(jì)的目標(biāo)過(guò)熱度。
冷卻模式
加熱模式

下面結(jié)合表1描述空調(diào)器在冷卻模式時(shí)設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度的方法。當(dāng)根據(jù)冷卻負(fù)載使第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4同時(shí)運(yùn)行時(shí)，如果室外溫度(T)不高于40℃，則將目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-2℃。另一方面，如果室外溫度(T)高于40℃，則將目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-3℃。
也就是說(shuō)，在冷卻模式中，當(dāng)室外溫度(T)較高時(shí)，熱量從室外空氣中傳遞到起冷凝器作用的室外熱交換器6，使實(shí)際冷卻負(fù)載增加。于是，為了提高制冷劑的流速以便迅速移去所增加的冷卻負(fù)載，將目標(biāo)過(guò)熱度調(diào)節(jié)到比較高。
如果冷卻負(fù)載減少，于是只有第二壓縮機(jī)4運(yùn)行，則將目標(biāo)過(guò)熱度調(diào)節(jié)到比第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4同時(shí)運(yùn)行時(shí)的過(guò)熱度高2℃。
也就是說(shuō)，如果只有第二壓縮機(jī)4運(yùn)行，制冷劑壓縮容量比第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4同時(shí)運(yùn)行時(shí)的制冷劑壓縮容量小，因此，可以使只有第二壓縮機(jī)4運(yùn)行時(shí)的目標(biāo)過(guò)熱度減小，從而使流速正比于較小制冷劑壓縮容量而減小。
另一方面，結(jié)合表2描述空調(diào)器在加熱模式時(shí)設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度的方法。當(dāng)根據(jù)加熱負(fù)載使第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4同時(shí)運(yùn)行時(shí)，如果室外溫度(T)不高于-4℃，則將目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-1℃。如果室外溫度(T)高于-4℃而不高于20℃，則將目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-2℃。另外，如果室外溫度(T)高于20℃，則將目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-3℃。
也就是說(shuō)，在加熱模式中，當(dāng)室外溫度(T)較高時(shí)，熱量從室外空氣中傳遞到起蒸發(fā)器作用的室外熱交換器6，使通過(guò)室外熱交換器6的制冷劑的溫度略有提高。這樣，在制冷劑通過(guò)室外熱交換器6以后，進(jìn)入第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4的制冷劑的溫度也提高。因此，為了防止第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4過(guò)熱，就將目標(biāo)過(guò)熱度調(diào)節(jié)到比較高的值，使制冷劑流速增加。
如果加熱負(fù)載減少，于是只有第二壓縮機(jī)4運(yùn)行，則將目標(biāo)過(guò)熱度調(diào)節(jié)到比第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4同時(shí)運(yùn)行時(shí)的過(guò)熱度高2℃。
也就是說(shuō)，如果只有第二壓縮機(jī)4運(yùn)行，制冷劑壓縮容量比第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4同時(shí)運(yùn)行時(shí)制冷劑壓縮容量小，因此，可以使只有第二壓縮機(jī)4運(yùn)行的目標(biāo)過(guò)熱度減小，從而使流速與較小制冷劑壓縮容量成比例地減小。
如果只有第二壓縮機(jī)4運(yùn)行，則在室外溫度(T)不高于-4℃時(shí)，起蒸發(fā)器作用的室外熱交換器6可能因?yàn)檩^小制冷劑壓縮容量和低的室外溫度而結(jié)霜。在這種情況下，由于為了加熱已結(jié)霜的室外熱交換器6而使空調(diào)器按除霜模式運(yùn)行，所以不需要設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度。
下面結(jié)合圖3至5詳細(xì)描述控制上述空調(diào)器運(yùn)行的方法。
首先，用戶選擇冷卻模式或加熱模式，并設(shè)定需要的目標(biāo)溫度。然后，根據(jù)室內(nèi)應(yīng)當(dāng)移去的冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載使第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4運(yùn)行(S1和S2)。
此處，用戶如果選擇冷卻模式，則室外熱交換器6起冷凝器的作用，室內(nèi)熱交換器10起蒸發(fā)器的作用。換向閥12將從第一壓縮機(jī)2和第二壓縮機(jī)4排出的制冷劑引向室外熱交換器6，制冷劑按順序循環(huán)流過(guò)第一和第二壓縮機(jī)2和4、室外熱交換器6、電子膨脹閥8和室內(nèi)熱交換器10。
另一方面，在用戶選擇加熱模式的情況下，室外熱交換器6起蒸發(fā)器的作用，室內(nèi)熱交換器10起冷凝器的作用。換向閥12將從第一和第二壓縮機(jī)2和4排出的制冷劑引導(dǎo)到室內(nèi)熱交換器10，制冷劑按順序循環(huán)流過(guò)第一和第二壓縮機(jī)2和4、室內(nèi)熱交換器10、電子膨脹閥8和室外熱交換器6。
此時(shí)，冷卻或加熱負(fù)載可根據(jù)室溫和用戶設(shè)定的目標(biāo)溫度之間的溫差確定。為了迅速移去冷卻或加熱負(fù)載，開(kāi)始時(shí)使第一和第二壓縮機(jī)2和4同時(shí)運(yùn)行。但是，在第一和第二壓縮機(jī)2和4同時(shí)運(yùn)行而移去了部分冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載以后，可以只使第二壓縮機(jī)4運(yùn)行。
第二，在第一和第二壓縮機(jī)2和4中的一臺(tái)或兩者運(yùn)行的情況下，計(jì)算當(dāng)前過(guò)熱度(S3)。
此時(shí)，用安裝在第一和第二壓縮機(jī)2和4的入口i和i’處第一溫度傳感器22測(cè)量第一和第二壓縮機(jī)2和4的入口i和i’處的制冷劑溫度(T1)，利用安裝在冷卻模式時(shí)起蒸發(fā)器作用的室內(nèi)熱交換器10上的第二溫度傳感器24測(cè)量蒸發(fā)器中的制冷劑溫度(T2)，以及用安裝在室外熱交換器6上的第三溫度傳感器26測(cè)量蒸發(fā)器中的制冷劑的溫度(T)，所述室外熱交換器在加熱模式時(shí)起蒸發(fā)器的作用。
當(dāng)將第一和第二溫度傳感器22和24測(cè)量的溫度(T1和T2)輸入到微型計(jì)算機(jī)(C)中時(shí)，微型計(jì)算機(jī)(C)計(jì)算第一和第二壓縮機(jī)2和4的入口i和i’中的制冷劑溫度(T1)和蒸發(fā)器中的制冷劑溫度(T2)之間的溫差，由此將得到的溫差看成是當(dāng)前過(guò)熱度。
第三，計(jì)算了當(dāng)前過(guò)熱度以后，測(cè)量室外溫度(T)，然后根據(jù)制冷劑壓縮容量和室外溫度(T)設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度(S4)。
此時(shí)用安裝在室外的第三溫度傳感器26測(cè)量室外溫度(T)。當(dāng)將運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))的制冷劑壓縮容量和室外溫度(T)輸入到微型計(jì)算機(jī)(C)中時(shí)，微型計(jì)算機(jī)(C)根據(jù)事先存儲(chǔ)在該微型計(jì)算機(jī)(C)內(nèi)的表格中的制冷劑壓縮容量和室外溫度(T)求得目標(biāo)過(guò)熱度。
更具體地說(shuō)，制冷劑壓縮容量越大，室外溫度(T)越高，目標(biāo)過(guò)熱度也就越大。
第四，控制電子膨脹閥8的開(kāi)度，使在步驟(S3)計(jì)算出的當(dāng)前過(guò)熱度與在步驟(S4)設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度一致(S5)。
通常，電子膨脹閥8的開(kāi)度為0～510脈沖的值的范圍。如果電子膨脹閥8的開(kāi)度值為0脈沖，則電子膨脹閥8的制冷劑通路關(guān)閉。另外，如果電子膨脹閥8的開(kāi)度值為510脈沖，則電子膨脹閥8的制冷劑通路完全開(kāi)啟。微型計(jì)算機(jī)(C)根據(jù)制冷劑壓縮容量和室外溫度(T)改變電子膨脹閥8的開(kāi)度，由此控制循環(huán)制冷劑的流速，使空調(diào)器迅速應(yīng)對(duì)冷卻或加熱負(fù)載的變化。
微型計(jì)算機(jī)(C)控制第一和第二壓縮機(jī)2和4的運(yùn)行，控制室外和室內(nèi)風(fēng)扇6a和10a的轉(zhuǎn)速，以及控制電子膨脹閥8的開(kāi)度，使當(dāng)前過(guò)熱度與目標(biāo)過(guò)熱度一致。
由于微型計(jì)算機(jī)(C)根據(jù)冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載使第一和第二壓縮機(jī)2和4中的一臺(tái)或兩者運(yùn)行，而且還控制電子膨脹閥8的開(kāi)度，因此當(dāng)前過(guò)熱度與根據(jù)制冷劑壓縮容量和室外溫度設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度一致，微型計(jì)算機(jī)(C)根據(jù)冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載隨時(shí)改變制冷劑壓縮容量，根據(jù)制冷劑壓縮容量和室外溫度調(diào)節(jié)制冷劑的流速，因此，所述空調(diào)器能迅速移去冷卻或加熱負(fù)載。
用于控制本發(fā)明空調(diào)器運(yùn)行的裝置和方法具有如下優(yōu)點(diǎn)
首先，由于本發(fā)明空調(diào)器包括多臺(tái)壓縮機(jī)，其中一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)可根據(jù)冷卻或加熱模式時(shí)的冷卻或加熱負(fù)載運(yùn)行，從而可以隨時(shí)改變運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))的制冷劑總壓縮容量。還由于本發(fā)明空調(diào)器包括一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，該微型計(jì)算機(jī)用于控制電子膨脹閥的開(kāi)度，使當(dāng)前過(guò)熱度與根據(jù)制冷劑壓縮容量和室外溫度設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度一致，因此，所述空調(diào)器可根據(jù)冷卻或加熱負(fù)載隨時(shí)改變制冷劑壓縮容量，而且還可根據(jù)制冷劑壓縮容量和室外溫度控制制冷劑的流速，因此能迅速移去冷卻或加熱負(fù)載。
其次，本發(fā)明的控制空調(diào)器運(yùn)行的方法包括如下步驟在一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行的情況下測(cè)量當(dāng)前過(guò)熱度，使運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))的制冷劑壓縮容量根據(jù)冷卻或加熱負(fù)載隨時(shí)改變；根據(jù)制冷劑壓縮容量和室外溫度計(jì)算目標(biāo)過(guò)熱度；并對(duì)用于調(diào)節(jié)制冷劑流速的電子膨脹閥的開(kāi)度進(jìn)行控制，使當(dāng)前過(guò)熱度與目標(biāo)過(guò)熱度一致，這樣，在制冷劑流速小于制冷劑壓縮容量的情況下，可以防止運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))過(guò)熱，而在制冷劑流速大于冷劑壓縮容量的情況下，可以避免液態(tài)制冷劑進(jìn)入運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))中。因此，可以提高壓縮機(jī)的可靠性。
雖然為了說(shuō)明而對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式作了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚，在不超出所附的權(quán)利要求書(shū)描述的本發(fā)明的構(gòu)思和保護(hù)范圍的前提下，可以進(jìn)行各種改型，增加和刪除。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)器，該空調(diào)器包括多臺(tái)用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)；一個(gè)用于冷凝制冷劑的冷凝器；一個(gè)使制冷劑膨脹的電子膨脹閥；一個(gè)使制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器；一個(gè)用于改變制冷劑流動(dòng)方向的換向閥；用于連接壓縮機(jī)、冷凝器、電子膨脹閥、蒸發(fā)器和換向閥的制冷劑管道；以及一個(gè)控制空調(diào)器運(yùn)行的微型計(jì)算機(jī)；其中，所述微型計(jì)算機(jī)控制所述電子膨脹閥的開(kāi)度，使當(dāng)前過(guò)熱度與根據(jù)運(yùn)行的壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量及一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行情況下的室外溫度設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度一致，從而可根據(jù)冷卻或加熱負(fù)載隨時(shí)改變制冷劑壓縮容量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)器，該空調(diào)器還包括一個(gè)安裝在所述壓縮機(jī)入口處的第一溫度傳感器，該溫度傳感器測(cè)量吸入壓縮機(jī)的制冷劑的溫度；一個(gè)安裝在所述蒸發(fā)器上的第二溫度傳感器，該溫度傳感器測(cè)量通過(guò)蒸發(fā)器的制冷劑的溫度；以及一個(gè)安裝在室外的第三溫度傳感器，該溫度傳感器測(cè)量室外溫度；其中，所述微型計(jì)算機(jī)將第一溫度傳感器測(cè)量到的壓縮機(jī)入口處的制冷劑溫度和第二溫度傳感器測(cè)量到的蒸發(fā)器中的制冷劑溫度之間的溫差設(shè)定為當(dāng)前過(guò)熱度，并根據(jù)運(yùn)行的壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量及第三溫度傳感器測(cè)得的室外溫度設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)器，其中，所述多臺(tái)壓縮機(jī)包括具有不同的制冷劑壓縮容量的第一和第二壓縮機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空調(diào)器，其中，所述第一壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量大于第二壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空調(diào)器，其中，根據(jù)冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載使所述第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行或只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空調(diào)器，其中，所述微型計(jì)算機(jī)包括一些用于根據(jù)運(yùn)行的壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量和室外溫度變化存儲(chǔ)目標(biāo)過(guò)熱度的表格。
7.一種控制空調(diào)器的電子膨脹閥的方法，該方法包括如下步驟(a)使多臺(tái)壓縮機(jī)中的一臺(tái)或多臺(tái)運(yùn)行，從而可根據(jù)冷卻/加熱負(fù)載隨時(shí)改變所述運(yùn)行的壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量；(b)根據(jù)所述運(yùn)行的壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量及所述步驟(a)中使所述一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行情況下的室外溫度計(jì)算當(dāng)前過(guò)熱度并同時(shí)設(shè)定目標(biāo)過(guò)熱度；和(c)控制電子膨脹閥的開(kāi)度，使所述步驟(b)中計(jì)算出的當(dāng)前過(guò)熱度與目標(biāo)過(guò)熱度一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述步驟(a)包括確定制冷劑壓縮容量為總制冷劑壓縮容量的x％的第一壓縮機(jī)和制冷劑壓縮容量為總制冷劑壓縮容量的(100-x)％的第二壓縮機(jī)是同時(shí)運(yùn)行還是有選擇地運(yùn)行的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述步驟(a)還包括根據(jù)冷卻或加熱負(fù)載使第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行的步驟，或根據(jù)冷卻或加熱負(fù)載只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，根據(jù)運(yùn)行的壓縮機(jī)入口處的制冷劑溫度和蒸發(fā)器中的制冷劑溫度之間的溫差計(jì)算所述步驟(b)中的當(dāng)前過(guò)熱度。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在冷卻或加熱模式中，如果在所述步驟(a)中第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，則將所述步驟(b)中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成大于冷卻或加熱模式中在所述步驟(a)只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行時(shí)在所述步驟(b)中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在冷卻模式中，如果在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于第一設(shè)計(jì)溫度，則將在所述步驟(b)中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成小于冷卻模式中在所述步驟(a)時(shí)室外溫度高于第一設(shè)計(jì)溫度時(shí)在步驟(b)中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在冷卻模式中，如果第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于40℃，則將在所述步驟(b)時(shí)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-2℃，而在冷卻模式中，如果第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度高于40℃，則將在所述步驟(b)時(shí)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-3℃。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，在冷卻模式中，如果只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于40℃，則將所述步驟(b)時(shí)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成0℃，而在冷卻模式中，如果只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度高于40℃，則將所述步驟(b)時(shí)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-1℃。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在加熱模式中，如果在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于第二設(shè)計(jì)溫度，則將在所述步驟(b)設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成小于加熱模式中在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度高于所述第二設(shè)計(jì)溫度時(shí)在所述步驟(b)設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述步驟(b)還包括如下步驟在加熱模式中，如果在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于第三設(shè)計(jì)溫度，則使第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，所述第三設(shè)計(jì)溫度低于所述第二設(shè)計(jì)溫度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，在加熱模式中，如果第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于-4℃，則將所述步驟(b)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-1℃，而在加熱模式中，如果第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度高于-4℃而不高于20℃時(shí)，則將所述步驟(b)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-2℃，以及在加熱模式中，如果第一和第二壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度高于20℃時(shí)，則將所述步驟(b)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-3℃。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，在加熱模式中，如果只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度不高于20℃，則將所述步驟(b)時(shí)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成0℃，而在加熱模式中，如果只選擇第一和第二壓縮機(jī)中的一臺(tái)運(yùn)行，而且在所述步驟(a)時(shí)的室外溫度高于20℃，則將所述步驟(b)的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定成-1℃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種空調(diào)器，其包括多臺(tái)壓縮機(jī)、一個(gè)冷凝器、一個(gè)電子膨脹閥、一個(gè)蒸發(fā)器、一個(gè)換向閥、以及一個(gè)控制空調(diào)器運(yùn)行的微型計(jì)算機(jī)，其中使一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行，從而可根據(jù)冷卻或加熱室內(nèi)空氣時(shí)的冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載隨時(shí)改變運(yùn)行的壓縮機(jī)(一臺(tái)或多臺(tái))的制冷劑壓縮容量。本發(fā)明還公開(kāi)了一種控制空調(diào)器的電子膨脹閥的方法，該方法包括控制電子膨脹閥的開(kāi)度，使當(dāng)前過(guò)熱度與根據(jù)運(yùn)行的壓縮機(jī)的制冷劑壓縮容量及所述一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)行情況下的室外溫度設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度一致，從而可根據(jù)冷卻或加熱負(fù)載隨時(shí)改變制冷劑壓縮容量。該空調(diào)器可以防止液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)，避免壓縮機(jī)過(guò)熱，迅速移去冷卻或加熱負(fù)載，使用戶感到更舒適。
文檔編號(hào)F25B49/02GK1502923SQ20031010273
公開(kāi)日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2003年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月22日
發(fā)明者李元熙, 金哲民, 黃尹提 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社