專利名稱：空調(diào)機及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)的空調(diào)機及其控制方法，尤其涉及能夠?qū)?br> 制冷制熱運行時噴射的制冷劑量調(diào)節(jié)為最適量的空調(diào)機及其控制方法。
背景技術(shù)：
通常，熱量從高溫側(cè)自然傳遞到低溫側(cè)，但是若要將熱量從低溫側(cè)傳遞到高溫側(cè)，則需要從外部施加某種作用。這就是熱泵原理。熱泵空調(diào)機通過可逆地利用由制冷劑的壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)構(gòu)成的制冷循環(huán)系統(tǒng)中所循環(huán)的熱量的運輸機制(mechanism)來進行制冷或制熱運行，并且還具有用于壓縮制冷劑的壓縮機。 最近，為了提高這種熱泵空調(diào)機的制冷能力及制熱能力，正在引入向壓縮機(具體為壓縮室)噴射氣態(tài)制冷劑的蒸汽噴射(Vapor Injection)壓縮系統(tǒng)。蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)通過由室內(nèi)熱交換器和室外熱交換器之間的配管分支而形成的分支配管連接到設(shè)在壓縮機的噴射端，在該分支配管上設(shè)置用于膨脹制冷劑的噴射用膨脹閥和用于使膨脹的制冷劑進行熱交換的過冷卻熱交換器(以下稱為過冷卻器)，據(jù)此對分流的制冷劑減壓膨脹后進行熱交換，進而使過熱的氣態(tài)制冷劑噴射到壓縮機的噴射端。據(jù)此，克服了根據(jù)吸入到壓縮機的制冷劑密度和壓縮室體積而被限制的制冷劑吸入量的受限性，由此提高壓縮機的壓縮能力，從而增加可循環(huán)的制冷劑量而提高制冷及制熱運行性能。 然而，這種蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)當(dāng)制熱運行時所噴射的制冷劑的過熱度較高時，會導(dǎo)致壓縮機過熱及系統(tǒng)效率低下，而過熱度較低時，液態(tài)制冷劑會流入到壓縮機而對壓縮機引起不利。并且，制冷運行時制冷劑的過冷度較高的情況下，在長配管內(nèi)發(fā)生壓力損失，據(jù)此制冷劑循環(huán)量減少而降低制冷性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種具有蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)的空調(diào)機中配備用于檢測過熱度及過冷度的傳感器來將制冷運行及制熱運行時噴射出的制冷劑量調(diào)節(jié)為最適量的空調(diào)機及其控制方法。 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)機包括壓縮機；對從所述壓縮機排出的制冷劑進行熱交換以冷凝該制冷劑的室內(nèi)熱交換器；通過配管連接于所述壓縮機并對從所述室內(nèi)熱交換器接收的制冷劑進行熱交換以蒸發(fā)該制冷劑的室外熱交換器；分流從所述室內(nèi)熱交換器輸送的制冷劑后對其進行減壓膨脹的噴射用膨脹閥；使所述膨脹的制冷劑與所述冷凝的制冷劑進行熱交換而噴射到所述壓縮機的過冷卻器；檢測所述噴射的制冷劑的過熱度并根據(jù)所述檢測出的制冷劑的過熱度來調(diào)節(jié)所述噴射用膨脹閥的開度而控制所述噴射的制冷劑的量的控制部。 所述噴射用膨脹閥設(shè)置在從所述室內(nèi)熱交換器及所述室外熱交換器之間分支出的配管上，并且對所述分流的制冷劑減壓膨脹后向所述過冷卻器傳輸。 并且，根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)機還包括用于檢測所述過冷卻器的入口溫度及出
5口溫度的檢測部，所述控制部通過從所述過冷卻器的出口溫度減去所述過冷卻器的入口溫度的值來檢測所述制冷劑的過熱度。其中，所述入口溫度為所述膨脹的制冷劑流入的所述過冷卻器的入口的溫度，所述出口溫度為所述噴射的制冷劑流出的所述過冷卻器的出口的溫度。 所述控制部將所述檢測出的過熱度與預(yù)先設(shè)定的第一及第二過熱度進行比較而增大或減小所述噴射用膨脹閥的開度，以使所述制冷劑的過熱度維持所述第一及第二過熱度之間的值。 所述過冷卻器為雙管熱交換器。 并且，根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的空調(diào)機包括壓縮機；對從所述壓縮機排出的制冷劑進行熱交換以冷凝該制冷劑的室外熱交換器；通過配管連接于所述壓縮機并對從所述室外熱交換器接收的制冷劑進行熱交換以蒸發(fā)該制冷劑的室內(nèi)熱交換器；分流從所述室外熱交換器輸送的制冷劑后對其進行減壓膨脹的噴射用膨脹閥；使所述膨脹的制冷劑與所述冷凝的制冷劑進行熱交換而噴射到所述壓縮機的過冷卻器；檢測所述室外熱交換器的出口的過冷度并根據(jù)所述檢測出的過冷度來調(diào)節(jié)所述噴射用膨脹閥的開度而控制所述噴射的制冷劑的量的控制部。 所述噴射用膨脹閥設(shè)置在從所述室內(nèi)熱交換器及所述室外熱交換器之間分支出的配管上，并且對所述分流的制冷劑減壓膨脹后傳送到所述過冷卻器。 并且，根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的空調(diào)機還包括用于檢測所述從壓縮機排出的制冷劑的壓力的壓力傳感器和用于檢測所述室外熱交換器的出口溫度的溫度傳感器。所述控制部計算對應(yīng)于所述壓力傳感器檢測出的制冷劑的壓力的飽和溫度，并且通過從所述計算出的高壓的飽和溫度減去所述室外熱交換器的出口溫度的值來檢測所述制冷劑的過冷度。
所述溫度傳感器設(shè)置在連接所述過冷卻器和所述室內(nèi)熱交換器的配管上，并且用于檢測在所述過冷卻器中進行熱交換而被過冷卻的制冷劑的溫度。 所述控制部將所述檢測出的過冷度與目標(biāo)過冷度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果增大或減小所述噴射用膨脹閥的開度。 并且，根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的空調(diào)機還包括用于迂回所述噴射的制冷劑的噴射用迂回閥。所述噴射用迂回閥設(shè)置在從所述過冷卻器和用于接收所述噴射的制冷劑的所述壓縮機的噴射端之間分支出的配管上，并且用于將所述噴射的制冷劑傳送到所述壓縮機的吸入口。 所述過冷卻器為雙管熱交換器。 并且，根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)機的控制方法包括步驟通過室內(nèi)熱交換器對從壓縮機排出的制冷劑進行熱交換而冷凝該制冷劑；通過噴射用膨脹閥對所述冷凝的制冷劑的一部分進行減壓膨脹；通過過冷卻器對所述膨脹的制冷劑進行熱交換而噴射到所述壓縮機；檢測所述噴射的制冷劑的過熱度；根據(jù)所述檢測出的制冷劑的過熱度調(diào)節(jié)所述噴射用膨脹閥的開度，以控制所述噴射的制冷劑的量。 所述檢測制冷劑的過熱度的步驟是檢測作為所述過冷卻器的入口溫度的所述膨脹的制冷劑的溫度；檢測作為所述過冷卻器的出口溫度的所述通過過冷卻器熱交換后被過熱的制冷劑的溫度；從所述過冷卻器的出口溫度減去所述過冷卻器的入口溫度的值來檢測所述制冷劑的過熱度。
所述控制噴射的制冷劑的量的步驟是將所述檢測出的制冷劑的過熱度與預(yù)先設(shè) 定的第一及第二過熱度進行比較而增大或減小所述噴射用膨脹閥的開度，以使所述制冷劑 的過熱度維持所述第一及第二過熱度之間的值。 另外，根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的空調(diào)機的控制方法包括步驟通過室外熱交換 器對從壓縮機排出的制冷劑進行熱交換而冷凝該制冷劑；通過噴射用膨脹閥對所述冷凝的 制冷劑的一部分進行減壓膨脹；通過過冷卻器對所述膨脹的制冷劑進行熱交換而噴射到所 述壓縮機；檢測所述室外熱交換器的出口的過冷度；根據(jù)所述檢測出的過冷度調(diào)節(jié)所述噴 射用膨脹閥的開度，以控制所述噴射的制冷劑的量。
所述檢測過冷度的步驟是檢測所述壓縮機的出口側(cè)的高壓的制冷劑的壓力；檢
測作為所述室外熱交換器的出口溫度的通過所述過冷卻器熱交換后被過冷卻的制冷劑的
溫度；計算對應(yīng)于所述檢測出的制冷劑的壓力的高壓的飽和溫度，通過從所述計算出的高
壓的飽和溫度減去所述室外熱交換器的出口溫度的值來檢測所述過冷度。 所述控制噴射的制冷劑的量的步驟是將所述檢測出的過冷度與目標(biāo)過冷度進行
比較而增大或減小所述噴射用膨脹閥的開度，以使所述檢測出的過冷度維持所述目標(biāo)過冷度。 并且，根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的空調(diào)機的控制方法還包括迂回所述噴射的制冷 劑的步驟。所述迂回噴射的制冷劑的步驟是通過設(shè)置在從所述過冷卻器和用于接收所述噴 射的制冷劑的所述壓縮機的噴射端之間分支出的配管上的噴射用迂回閥將所述噴射的制 冷劑傳送到所述壓縮機的吸入口 。 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在具有蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)的空調(diào)機中配備用于 檢測過熱度及過冷度的傳感器，由此制冷運行時控制冷凝器出口側(cè)的過冷度，而制熱運行 時控制所噴射的制冷劑的過熱度，以使在制冷運行及制熱運行時噴射最適的制冷劑量，從 而在任何制冷制熱運行條件下均能確保系統(tǒng)的可靠性。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的具有蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)的空調(diào)機的構(gòu)成圖；
圖2為示出圖1中制熱運行時的制冷劑流向的構(gòu)成圖；
圖3為示出圖1中制冷運行時的制冷劑流向的構(gòu)成圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的具有蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)的空調(diào)機的控制構(gòu)成圖；
圖5為用于說明根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)機的制熱運行時的控制方法的工作流 程圖； 圖6為用于說明根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)機的制冷運行時的控制方法的工作流 程圖。 主要符號說明10為壓縮機，13為噴射端，30為室內(nèi)熱交換器，70為室外熱交換 器，80為噴射用膨脹閥，90為過冷卻器，100為噴射用迂回閥，112為分支配管，114為迂回配 管，120為壓力傳感器，121、 122、 123為第一至第三溫度傳感器，124為控制部。
具體實施例方式
以下，參照附圖來詳細說明根據(jù)本發(fā)明的實施例。
7
圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的具有蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)的空調(diào)機的構(gòu)成圖。 在圖1中，根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)機具備包括壓縮機10、四通閥20、室內(nèi)熱交
換器30、室內(nèi)膨脹閥40、室外膨脹閥50、止回閥60及室外熱交換器70的基本構(gòu)成；包括噴
射用膨脹閥80、過冷卻器90及噴射用迂回閥100的蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)。 壓縮機10具有兩個吸入口 11、13和一個排出口 12，兩個吸入口 11、13由連接于
低壓的壓縮室的低壓吸入口 ll(以下稱為吸入口 )和連接于中壓的壓縮室的中壓吸入口
13(以下稱為噴射端)構(gòu)成。因此，壓縮機10將吸入到吸入口 11的低溫低壓的氣態(tài)制冷劑
壓縮成高溫高壓的氣體狀態(tài)后通過排出口 12排出，在這種壓縮過程中，為了克服根據(jù)從吸
入口 11所吸入的制冷劑的密度和壓縮室體積而被限制的制冷劑吸入量的受限性，而向噴
射端13噴射氣態(tài)的制冷劑。 四通閥20具有通過壓縮機10的吸入口 ll和排出口 12而分別向室內(nèi)熱交換器30 和室外熱交換器70進行連接的兩個獨立的通路21、23，并且根據(jù)用戶選擇的制冷運行或制 熱運行模式進行換向操作，以變更制冷劑流向。 室內(nèi)熱交換器30設(shè)置在室內(nèi)側(cè)，在制冷運行模式下充當(dāng)將低溫低壓的液態(tài)制冷
劑蒸發(fā)成氣態(tài)的蒸發(fā)器，并且在制熱運行模式下充當(dāng)將高溫高壓的氣態(tài)制冷劑冷凝成常溫
高壓的液態(tài)的冷凝器，據(jù)此起到應(yīng)對制冷劑的焓值變化而與周圍空氣進行熱交換的作用。 室內(nèi)膨脹閥40設(shè)置在室內(nèi)側(cè)，并且是在制冷運行時將經(jīng)過室外熱交換器70冷凝
后所輸送的常溫高壓的液態(tài)制冷劑膨脹減壓成低溫低壓的混合有液相和氣相的兩相制冷
劑的電子膨脹閥(EEV-Electronic Expansion Valve)，在制熱運行時調(diào)節(jié)成最大開度，以
避免發(fā)生壓力損失。 室外膨脹閥50設(shè)置在室外側(cè)，并且為在制熱運行時將經(jīng)過室內(nèi)熱交換器30冷凝 后所輸送的常溫高壓的液態(tài)制冷劑膨脹減壓成低溫低壓的混合有液相和氣相的兩相制冷 劑的電子膨脹閥，在制冷運行時閉合，而在制熱運行時開啟。 止回閥60與室外膨脹閥50并列連接，并且止回閥60為只允許制冷劑向一個方向
流動的逆止閥，在制冷運行時經(jīng)過室外熱交換器70冷凝后所輸送的液態(tài)制冷劑允許通過，
在制熱運行時經(jīng)過室內(nèi)熱交換器30冷凝后所輸送的液態(tài)制冷劑不允許通過。據(jù)此，制冷運
行時通過室外熱交換器70的制冷劑經(jīng)過止回閥60而流向室內(nèi)熱交換器30，而制熱運行時
通過室內(nèi)熱交換器30的制冷劑經(jīng)過室外膨脹閥50而流向室外熱交換器70。 室外熱交換器70設(shè)置在室外側(cè)，并且與室內(nèi)交換器30相反，在制冷運行時充當(dāng)冷
凝器而在制熱運行時充當(dāng)蒸發(fā)器，據(jù)此起到與周邊空氣進行熱交換的作用。 噴射用膨脹閥80設(shè)置在從室內(nèi)熱交換器30和室外熱交換器70之間的主配管111
分支的配管112，并且為電子膨脹閥，其對從室內(nèi)熱交換器30和室外熱交換器70中的某一
側(cè)所輸送的液相制冷劑的一部分進行分流后減壓膨脹，然后為了噴射而將該制冷劑向過冷
卻器90排出。 過冷卻器90連接于設(shè)置噴射用膨脹閥80的分支配管112和主配管lll，并且為雙 管熱交換器，以用于使從室內(nèi)熱交換器30和室外熱交換器70中的某一側(cè)所輸送的液相制 冷劑與在噴射用膨脹閥80中膨脹的制冷劑進行熱交換，然后將過熱的氣態(tài)制冷劑通過噴 射用排出配管113傳送到壓縮機10的噴射端13或吸入口 11。 噴射用迂回閥100設(shè)置在從噴射用排出配管113分支的迂回配管114，以用于從過冷卻器90輸出的噴射用制冷劑迂回到壓縮機10的吸入口 11。據(jù)此，在噴射用迂回閥100 閉合的狀態(tài)下從過冷卻器90輸出的噴射用制冷劑流入到壓縮機10的噴射端13，而在噴射 用迂回閥100開啟的狀態(tài)下，由于噴射端13的壓力高于一般的吸入口 11，因此從過冷卻器 90輸出的噴射用制冷劑不會流入到壓縮機10的噴射端13而全部向壓縮機10的吸入口 11 旁路掉。 并且，本發(fā)明實施例的空調(diào)機為了提高室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)的熱交換能力，在室內(nèi)熱 交換器30設(shè)有室內(nèi)風(fēng)扇31，在室外熱交換器70設(shè)有室外風(fēng)扇71。室內(nèi)風(fēng)扇31促進在室 內(nèi)熱交換器30內(nèi)流動的制冷劑和空氣之間的熱交換，同時產(chǎn)生室內(nèi)所需的冷風(fēng)或熱風(fēng)，室 外風(fēng)扇71促進在室外熱交換器70內(nèi)流動的制冷劑和空氣之間的熱交換，而起到催促作用。
并且，在壓縮機10的排出口 12側(cè)設(shè)有用于檢測從壓縮機IO排出的制冷劑的高壓 側(cè)壓力的壓力傳感器120，在過冷卻器90的入口 91側(cè)設(shè)有用于檢測經(jīng)過噴射用膨脹閥80 膨脹后流入到過冷卻器90的制冷劑的溫度的第一溫度傳感器121，過冷卻器90的出口 92 側(cè)設(shè)有用于檢測在過冷卻器90中經(jīng)過熱交換后從過冷卻器90流出的噴射用制冷劑的溫度 的第二溫度傳感器122，在過冷卻器90和室內(nèi)熱交換器30之間的主配管111側(cè)設(shè)有用于檢 測制冷運行時從室外熱交換器70通過過冷卻器90后流向室內(nèi)熱交換器30的制冷劑的溫 度的第三溫度傳感器123。第三溫度傳感器123為用于評價根據(jù)噴射量而變化的過冷度的 過冷度檢測用溫度傳感器。 這種本發(fā)明實施例的空調(diào)機根據(jù)用戶選擇的制冷運行或制熱運行使四通閥20換 向，由此改變制冷劑流向。 圖2為示出圖1中制熱運行時的制冷劑流向的構(gòu)成圖，圖3為示出圖1中制冷運 行時的制冷劑流向的構(gòu)成圖。 圖2中，制冷劑以壓縮機10 —四通閥20 —室內(nèi)熱交換器30 —室內(nèi)膨脹閥40 — 過冷卻器90 —室外膨脹閥50 —室外熱交換器70 —四通閥20 —壓縮機10的順序循環(huán)，據(jù) 此形成制熱運行的制冷循環(huán)系統(tǒng)。 圖3中，制冷劑以壓縮機10 —四通閥20 —室外熱交換器70 —止回閥60 —過冷 卻器90 —室內(nèi)膨脹閥40 —室內(nèi)熱交換器30 —四通閥20 —壓縮機10的順序循環(huán)，據(jù)此形 成制冷運行的制冷循環(huán)系統(tǒng)。 圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的具有蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)的空調(diào)機的控制構(gòu)成圖。
圖4中，根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)機還包括具有微型計算機及相關(guān)電路而用于控 制空調(diào)機的各構(gòu)成要素的控制部124、用于輸入用戶所選擇的運行模式(制冷或制熱運行) 的輸入部125。 控制部124當(dāng)用戶選擇制冷或制熱運行模式時，根據(jù)所選擇的運行模式調(diào)節(jié)四通 閥20而如圖2及圖3所示變更制冷劑流向，并且根據(jù)制冷或制熱運行模式利用壓力傳感器 120和第一至第三溫度傳感器121、122、123的檢測值來調(diào)節(jié)噴射用膨脹閥80的開度，以使 噴射的制冷劑量調(diào)節(jié)為最適量。 具體來講，在制冷運行時，控制部124計算對應(yīng)于通過壓力傳感器120檢測出的壓 縮機10的排出壓力的飽和溫度，并利用計算出的高壓的飽和溫度和通過第三溫度傳感器 123檢測出的冷凝器出口溫度(即，從室外熱交換器通過過冷卻器后流向室內(nèi)熱交換器30 的制冷劑的溫度)檢測冷凝器出口的過冷度。過冷度根據(jù)在過冷卻器中90進行熱交換而噴射的制冷劑的量而變化，因此為了使檢測出的過冷度維持2(TC左右，增大或減小噴射用 膨脹閥80的開度。 并且，在制熱運行時，控制部124利用通過第一溫度傳感器121檢測出的過冷卻器 90的入口溫度(即，經(jīng)過噴射用膨脹閥膨脹后流入到過冷卻器的制冷劑的溫度)和通過第 二溫度傳感器122檢測出的過冷卻器90的出口溫度(即，在過冷卻器中經(jīng)過熱交換后被過 熱的制冷劑的溫度)來檢測噴射的制冷劑的過熱度。為了使噴射的制冷劑的過熱度維持在 (TC 5t:，增大或減小噴射用膨脹閥80的開度。 在本發(fā)明實施例中，控制部124設(shè)置為一個，以此整體控制室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)的構(gòu)
成要素，但是本發(fā)明不限于此，也可以單另設(shè)置分別能夠單獨控制室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)的控制
部124，以此通過各控制部124之間的相互通信而整體控制室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)的構(gòu)成要素。 以下，說明如上結(jié)構(gòu)的空調(diào)機的控制方法的工作過程及作用效果。 圖5為用于說明根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)機的制熱運行時的控制方法的工作流程圖。 圖5中，當(dāng)用戶通過輸入部125選擇所需的運行模式(制冷或制熱運行)時，被選 擇的運行信息輸入到控制部124。 據(jù)此，控制部124判斷是否為制熱運行(200)，若為制熱運行，則如圖2所示切換四 通閥20而變更制冷劑流向后，便開始制熱運行(202)，并且為了進行制熱運行，啟動壓縮機 10(204)。 根據(jù)壓縮機10的運行從壓縮機10排出的高溫高壓的制冷劑在室內(nèi)熱交換器30 中與室內(nèi)側(cè)空氣進行熱交換而冷凝成高壓的液相制冷劑，冷凝成高壓的液相制冷劑通過主 配管lll流入到室外側(cè)。此時，將室內(nèi)膨脹閥40調(diào)節(jié)成最大開度，以防止發(fā)生壓力損失。
流入到室外側(cè)的高壓的液相制冷劑在過冷卻器90中與用于噴射的制冷劑進行熱 交換后被過冷卻，噴射用膨脹閥80對從主配管111分流的液相制冷劑減壓膨脹后向過冷卻 器90排出。 此時，流入過冷卻器90的制冷劑的溫度，即被膨脹而噴射到過冷卻器90的入口溫 度Tl是通過設(shè)置在過冷卻器90的入口側(cè)的第一溫度傳感器121來檢測，而在過冷卻器90 中進行熱交換后流出的制冷劑的溫度，即被過熱而從過冷卻器90流出的出口溫度T2是通 過設(shè)置在過冷卻器90的出口側(cè)的第二溫度傳感器122來檢測(206)。 噴射到過冷卻器90的制冷劑從液相減壓而膨脹成兩相狀態(tài)，因此第一溫度傳感 器121所檢測的過冷卻器90的入口溫度Tl為對應(yīng)于被膨脹的制冷劑的壓力的飽和溫度。 因此，若在過冷卻器90沒有發(fā)生壓力損失或處于適當(dāng)水平，則第二溫度傳感器122所檢測 的過冷卻器90的出口溫度T2為在與過冷卻器90的入口溫度Tl相同的壓力條件下被過熱 的制冷劑的溫度，所以噴射到過冷卻器90的制冷劑的過熱度H能夠以從過冷卻器90的出 口溫度T2減去過冷卻器90的入口溫度Tl的值來檢測(208)。 在制熱運行中所噴射的制冷劑的量，能夠通過將檢測出的過熱度H調(diào)節(jié)成最適范 圍來調(diào)節(jié)為最適量，并且如果噴射的制冷劑的狀態(tài)為包含有液相或液滴的兩相狀態(tài)的制冷 劑，則會損壞壓縮機10的壓縮室，因此在任何情況下噴射的制冷劑的過熱度都應(yīng)當(dāng)具有 (TC以上的值。 據(jù)此，控制部124判斷檢測出的制冷劑的過熱度H是否為大于等于預(yù)先設(shè)定的第一過熱度HI (約0°C ) (210)，當(dāng)檢測出的制冷劑的過熱度H小于第一過熱度HI時，制冷劑 的過熱度處于較低的狀態(tài)，因此減小噴射用膨脹閥80的開度來減少所噴射的制冷劑量，由 此提高制冷劑的過熱度(212)。 在步驟210的判斷結(jié)果為檢測出的制冷劑的過熱度H大于等于第一過熱度H1時， 控制部124判斷檢測出的制冷劑的過熱度H是否為小于等于預(yù)先設(shè)定的第二過熱度H2 (約 5°C) (212)，當(dāng)檢測出的制冷劑的過熱度H大于第二過熱度H2時，制冷劑的過熱度處于較高 的狀態(tài)，因此增大噴射用膨脹閥80的開度來增加噴射的制冷劑量，由此降低制冷劑的過熱 度(216)。 這是由于如果制冷劑過熱度過高則使噴射出的制冷劑密度降低而降低噴射效果， 因此噴射的制冷劑過熱度應(yīng)當(dāng)具有5t:以下的值。 在步驟214的判斷結(jié)果為檢測出的制冷劑的過熱度H小于等于第二過熱度H2時，
由于制冷劑過熱度H在適當(dāng)范圍，所以維持噴射用膨脹閥80原有的開度(218)。 如此，通過利用第一及第二溫度傳感器121U22檢測過熱度的方式和能夠調(diào)節(jié)所
噴射的制冷劑量的噴射用膨脹閥80，將噴射的制冷劑過熱度維持在0°C 5t:之間的值，從
而在任何制熱條件下均控制為噴射出最適當(dāng)?shù)闹评鋭┝康耐瑫r執(zhí)行制熱運行(220)。 圖6為用于說明根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)機的制冷運行時的控制方法的工作流程圖。 圖6中，當(dāng)用戶通過輸入部125選擇所需的運行模式(制冷或制熱運行)時，被選 擇的運行信息輸入到控制部124。 據(jù)此，控制部124判斷是否為制冷運行(300)，若為制冷運行，則如圖3所示切換四 通閥20而變更制冷劑流向后，便開始制冷運行(302)，并且為了進行制冷運行，啟動壓縮機 10(304)。 根據(jù)壓縮機10的運行從壓縮機10排出的高溫高壓的制冷劑在室外熱交換器70 中與室外側(cè)空氣進行熱交換而冷凝成高壓的液相制冷劑，冷凝成高壓的液相制冷劑通過主 配管111流入到過冷卻器90。 流入到過冷卻器90的高壓的液相制冷劑在過冷卻器90中與用于噴射的制冷劑進 行熱交換后被過冷卻，噴射用膨脹閥80對從主配管111分流的液相制冷劑減壓膨脹后向過 冷卻器90排出。 此時，從壓縮機10排出的高壓側(cè)制冷劑的壓力是通過設(shè)置在壓縮機10的排出口 12側(cè)的壓力傳感器120來檢測，從充當(dāng)冷凝器的室外熱交換器70經(jīng)過過冷卻器90而流入 到室內(nèi)側(cè)的制冷劑的溫度，即冷凝器出口溫度T3是通過設(shè)置在過冷卻器90和室內(nèi)熱交換 器30之間的主配管111上的第三溫度傳感器123來檢測(306)。 制冷運行時，通常相比于直接控制噴射的制冷劑量，更需要利用噴射功能來維持 冷凝器出口的過冷度。因此，控制部124計算對應(yīng)于壓力傳感器120檢測出的壓縮機10的 排出壓力即對應(yīng)于制冷劑的高壓的飽和溫度T4(308)，并且可以從高壓的飽和溫度T4減去 冷凝器出口溫度T3的值來檢測過冷度C(310)。 由于過冷度C根據(jù)過冷卻器90中進行熱交換而噴射的制冷劑的量而變化，因此控 制部124判斷過冷度C是否低于目標(biāo)過冷度Cs (約20°C ) (312)，當(dāng)檢測出的過冷度C低于 目標(biāo)過冷度Cs時，增大噴射用膨脹閥80的開度來增加噴射的制冷劑量，由此增加在過冷卻
11器90中進行熱交換的制冷劑量而相對于當(dāng)前提高過冷度(314)。 在步驟312的判斷結(jié)果為檢測出的過冷度C大于等于目標(biāo)過冷度Cs時，控制部 124判斷檢測出的過冷度C是否為大于目標(biāo)過冷度Cs(約20°C ) (316)，若檢測出的過冷度 C大于目標(biāo)過冷度Cs，則減小噴射用膨脹閥80的開度來減少噴射的制冷劑量，由此減少在 過冷卻器90中進行熱交換的制冷劑量而相對于當(dāng)前降低過冷度(318)。
在步驟316的判斷結(jié)果為過冷度C不大于目標(biāo)過冷度Cs時，由于過冷度C在適當(dāng) 范圍，所以維持噴射用膨脹閥80原有的開度(320)。 并且，制冷運行時由于無需增加冷凝器側(cè)的制冷劑循環(huán)量，所以通過利用噴射用 迂回閥100將從過冷卻器90流出的制冷劑不直接噴射到壓縮機10的噴射端13而是迂回 到壓縮機10的吸入口 11。例如，噴射用迂回閥100閉合時，從過冷卻器90流出的噴射用制 冷劑流入到壓縮機10的噴射端13，而噴射用迂回閥100開啟時，由于噴射端13的壓力高于 一般的吸入口 11的壓力，因此從過冷卻器90流出的噴射用制冷劑不會流入到壓縮機10的 噴射端13而是全部迂回到壓縮機10的吸入口 11。 因此，控制部124選擇性地開啟噴射用迂回閥100 (322)，因室外溫度較高的超負
荷條件或其他條件而使制冷運行時的高壓較高的情況下，不使用噴射功能而減少冷凝器側(cè)
的制冷劑循環(huán)量的同時利用過冷卻器90能夠順利地運用過冷卻功能。 如此，通過利用壓力傳感器120及第三溫度傳感器123檢測過冷度的方式和能夠
調(diào)節(jié)所噴射的制冷劑量的噴射用膨脹閥80，將冷凝器出口的過冷度維持在目標(biāo)過冷度的
范圍內(nèi)，從而在任何制冷條件下均控制為噴射出最適當(dāng)?shù)闹评鋭┝康耐瑫r執(zhí)行制冷運行
(324)。
權(quán)利要求
一種空調(diào)機，其特征在于包括壓縮機；對從所述壓縮機排出的制冷劑進行熱交換以冷凝該制冷劑的室內(nèi)熱交換器；通過配管連接于所述壓縮機并對從所述室內(nèi)熱交換器接收的制冷劑進行熱交換以蒸發(fā)該制冷劑的室外熱交換器；分流從所述室內(nèi)熱交換器輸送的制冷劑后對其進行減壓膨脹的噴射用膨脹閥；使所述膨脹的制冷劑與所述冷凝的制冷劑進行熱交換而噴射到所述壓縮機的過冷卻器；檢測所述噴射的制冷劑的過熱度并根據(jù)所述檢測出的制冷劑的過熱度來調(diào)節(jié)所述噴射用膨脹閥的開度而控制所述噴射的制冷劑的量的控制部。
2. 如權(quán)利要求1所述的空調(diào)機，其特征在于所述噴射用膨脹閥設(shè)置在從所述室內(nèi)熱交換器及所述室外熱交換器之間分支出的配管上，并且對所述分流的制冷劑減壓膨脹后向所述過冷卻器傳輸。
3. 如權(quán)利要求1所述的空調(diào)機，其特征在于還包括用于檢測所述過冷卻器的入口溫度及出口溫度的檢測部；所述控制部通過從所述過冷卻器的出口溫度減去所述過冷卻器的入口溫度的值來檢測所述制冷劑的過熱度；所述入口溫度為所述膨脹的制冷劑流入的所述過冷卻器的入口的溫度，所述出口溫度為所述噴射的制冷劑流出的所述過冷卻器的出口的溫度。
4. 如權(quán)利要求3所述的空調(diào)機，其特征在于所述控制部將所述檢測出的過熱度與預(yù)先設(shè)定的第一及第二過熱度進行比較而增大或減小所述噴射用膨脹閥的開度，以使所述制冷劑的過熱度維持所述第一及第二過熱度之間的值。
5. 如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的空調(diào)機，其特征在于所述過冷卻器為雙管熱交換器。
6. —種空調(diào)機，其特征在于包括壓縮機；對從所述壓縮機排出的制冷劑進行熱交換以冷凝該制冷劑的室外熱交換器；通過配管連接于所述壓縮機并對從所述室外熱交換器接收的制冷劑進行熱交換以蒸發(fā)該制冷劑的室內(nèi)熱交換器；分流從所述室外熱交換器輸送的制冷劑后對其進行減壓膨脹的噴射用膨脹閥；使所述膨脹的制冷劑與所述冷凝的制冷劑進行熱交換而噴射到所述壓縮機的過冷卻器；檢測所述室外熱交換器的出口的過冷度并根據(jù)所述檢測出的過冷度來調(diào)節(jié)所述噴射用膨脹閥的開度而控制所述噴射的制冷劑的量的控制部。
7. 如權(quán)利要求6所述的空調(diào)機，其特征在于所述噴射用膨脹閥設(shè)置在從所述室內(nèi)熱交換器及所述室外熱交換器之間分支出的配管上，并且對所述分流的制冷劑減壓膨脹后傳送到所述過冷卻器。
8. 如權(quán)利要求6所述的空調(diào)機，其特征在于還包括用于檢測所述從壓縮機排出的制冷劑的壓力的壓力傳感器和用于檢測所述室外熱交換器的出口溫度的溫度傳感器；所述控制部計算對應(yīng)于所述壓力傳感器檢測出的制冷劑的壓力的飽和溫度，并且通過從所述計算出的高壓的飽和溫度減去所述室外熱交換器的出口溫度的值來檢測所述制冷劑的過冷度。
9. 如權(quán)利要求8所述的空調(diào)機，其特征在于所述溫度傳感器設(shè)置在連接所述過冷卻器和所述室內(nèi)熱交換器的配管上，并且用于檢測在所述過冷卻器中進行熱交換而被過冷卻的制冷劑的溫度。
10. 如權(quán)利要求8所述的空調(diào)機，其特征在于所述控制部將所述檢測出的過冷度與目標(biāo)過冷度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果增大或減小所述噴射用膨脹閥的開度。
11. 如權(quán)利要求6所述的空調(diào)機，其特征在于還包括用于迂回所述噴射的制冷劑的噴射用迂回閥；所述噴射用迂回閥設(shè)置在從所述過冷卻器和用于接收所述噴射的制冷劑的所述壓縮機的噴射端之間分支出的配管上，并且用于將所述噴射的制冷劑傳送到所述壓縮機的吸入□。
12 . 如權(quán)利要求6至11中任意一項所述的空調(diào)機，其特征在于所述過冷卻器為雙管熱交換器。
13. —種空調(diào)機的控制方法，其特征在于包括步驟通過室內(nèi)熱交換器對從壓縮機排出的制冷劑進行熱交換而冷凝該制冷劑；通過噴射用膨脹閥對所述冷凝的制冷劑的一部分進行減壓膨脹；通過過冷卻器對所述膨脹的制冷劑進行熱交換而噴射到所述壓縮機；檢測所述噴射的制冷劑的過熱度；根據(jù)所述檢測出的制冷劑的過熱度調(diào)節(jié)所述噴射用膨脹閥的開度，以控制所述噴射的制冷劑的量。
14. 如權(quán)利要求13所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于所述檢測制冷劑的過熱度的步驟是檢測作為所述過冷卻器的入口溫度的所述膨脹的制冷劑的溫度；檢測作為所述過冷卻器的出口溫度的所述通過過冷卻器熱交換后被過熱的制冷劑的溫度；從所述過冷卻器的出口溫度減去所述過冷卻器的入口溫度的值來檢測所述制冷劑的過熱度。
15. 如權(quán)利要求14所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于所述控制噴射的制冷劑的量的步驟是將所述檢測出的制冷劑的過熱度與預(yù)先設(shè)定的第一及第二過熱度進行比較而增大或減小所述噴射用膨脹閥的開度，以使所述制冷劑的過熱度維持所述第一及第二過熱度之間的值。
16. —種空調(diào)機的控制方法，其特征在于包括步驟通過室外熱交換器對從壓縮機排出的制冷劑進行熱交換而冷凝該制冷劑；通過噴射用膨脹閥對所述冷凝的制冷劑的一部分進行減壓膨脹；通過過冷卻器對所述膨脹的制冷劑進行熱交換而噴射到所述壓縮機；檢測所述室外熱交換器的出口的過冷度；根據(jù)所述檢測出的過冷度調(diào)節(jié)所述噴射用膨脹閥的開度，以控制所述噴射的制冷劑的
17. 如權(quán)利要求16所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于所述檢測過冷度的步驟是檢測所述壓縮機的出口側(cè)的高壓的制冷劑的壓力；檢測作為所述室外熱交換器的出口溫度的通過所述過冷卻器熱交換后被過冷卻的制冷劑的溫度；計算對應(yīng)于所述檢測出的制冷劑的壓力的高壓的飽和溫度，通過從所述計算出的高壓的飽和溫度減去所述室外熱交換器的出口溫度的值來檢測所述過冷度。
18. 如權(quán)利要求17所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于所述控制噴射的制冷劑的量的步驟是將所述檢測出的過冷度與目標(biāo)過冷度進行比較而增大或減小所述噴射用膨脹閥的開度，以使所述檢測出的過冷度維持所述目標(biāo)過冷度。
19. 如權(quán)利要求16所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于還包括迂回所述噴射的制冷劑的步驟；所述迂回噴射的制冷劑的步驟是通過設(shè)置在從所述過冷卻器和用于接收所述噴射的制冷劑的所述壓縮機的噴射端之間分支出的配管上的噴射用迂回閥將所述噴射的制冷劑傳送到所述壓縮機的吸入口 。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)的一種空調(diào)機及其控制方法。為此，本發(fā)明在具有蒸汽噴射壓縮系統(tǒng)的空調(diào)機中配備用于檢測過熱度及過冷度的傳感器和能夠調(diào)節(jié)所噴射的制冷劑量的噴射用膨脹閥，由此制冷運行時控制冷凝器出口側(cè)的過冷度，而制熱運行時控制所噴射的制冷劑的過熱度，以使在制冷運行及制熱運行時噴射最適的制冷劑量，從而在任何制冷制熱運行條件下均能確保系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號F25B49/02GK101749805SQ200910203600
公開日2010年6月23日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者李碩浩, 趙日鏞, 鄭東一, 鄭圭夏, 金敬訓(xùn) 申請人:三星電子株式會社