空調及其運行控制方法
2023-04-23 16:35:31 2
專利名稱：空調及其運行控制方法
技術領域：
本發明涉及一種空調，並且特別涉及一種用於控制該空調的運行的方法。
背景技術：
通常，空調包括壓縮機，用於將低溫低壓的氣態製冷劑壓縮成高溫高壓的氣態製冷劑；冷凝器，用於將在壓縮機中被壓縮後的高溫高壓的氣態製冷劑轉變成中溫高壓的液態製冷劑；電子膨脹閥，用於將中溫高壓的液態製冷劑轉變成低溫低壓的液態製冷劑；蒸發器，用於將低溫低壓的液態製冷劑轉變成氣態製冷劑；以及四通閥，用於根據製冷模式或制熱模式來改變製冷劑的通道。
在空調中，室內熱交換器和室外熱交換器的功能根據製冷模式或制熱模式而改變。在制熱模式時，室內熱交換器用作冷凝器，室外熱交換器用作蒸發器；在製冷模式時，室內熱交換器用作蒸發器，室外熱交換器用作冷凝器。
近來，空調的輸出容量能夠根據製冷負載或制熱負載、通過使用多個具有不同容量的壓縮機而改變，從而能優化製冷和制熱效率。
圖1示出了根據現有技術的空調的結構。
如圖1所示，傳統空調包括第一壓縮機11和第二壓縮機12，它們具有不同的容量，用於將低溫低壓的氣態製冷劑壓縮成高溫高壓的氣態製冷劑；室外熱交換器14，用於使高溫高壓的氣態製冷劑與室外空氣熱交換，以使該氣態製冷劑被冷凝成中溫高壓的液態製冷劑；室外風扇14A，用於朝室外熱交換器吹送空氣；電子膨脹閥15，用於將已經經過室外熱交換器14的中溫高壓的液態製冷劑轉變成低溫低壓的液態製冷劑；室內熱交換器16，用於使已經經過電子膨脹閥的低溫低壓的液態製冷劑與室內空氣熱交換；室內風扇16A，用於朝室內熱交換器16吹送空氣；以及收集器(accumulator)17，用於從已經經過室內熱交換器16的製冷劑中僅提取氣態製冷劑，並將該氣態製冷劑供應至第一壓縮機11和第二壓縮機12。
該空調還包括止回閥11A和12A，用於防止從小容量壓縮機11排出的製冷劑流回至大容量壓縮機12，或防止從大容量壓縮機12排出的製冷劑流回至小容量壓縮機11；以及四通閥13，用於通過切換已經通過第一壓縮機11和第二壓縮機12的製冷劑的通道來設定室內熱交換器和室外熱交換器的功能。
在冷卻房間時，製冷劑從兩個壓縮機排出，經過止回閥，然後在室外熱交換器中被冷凝。冷凝的製冷劑經過電子膨脹閥，並在室內熱交換器中被蒸發。之後，蒸發的製冷劑經過共用的收集器然後返回至壓縮機。這裡，傳統空調的運行包括兩個階段。即，在第一階段，僅第一壓縮機11運行，在第二階段，第一和第二壓縮機11和12都運行。也就是說，傳統的空調分兩階段運行。
這裡，在壓縮機停止運行後，當壓縮機需要重新運行時，必須平衡吸入口側的壓力和排出通道的壓力。然而，在傳統空調中，當壓縮機停止運行後，由於壓縮機內的油和製冷劑，所以排出通道處的壓力和吸入口處的壓力將不能很快地平衡，而是緩慢地達到相等，從而導致了板式壓力(platen pressure)的問題，而且最長需要30分鐘吸入口的壓力和排出通道的壓力才能相等。
因此，在傳統壓縮機和控制壓縮機運行的方法中，在小容量壓縮機運行後，當大容量壓縮機被啟動時，由於大容量壓縮機的殼體中的板式壓力的問題，該大容量壓縮機不能立即被啟動。即，當經過一段時間(最長30分鐘)後，大容量壓縮機的排出通道的壓力與吸入口的壓力相等時，大容量壓縮機被啟動。因此，處理空調的負載的能力降低。
發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種能通過縮短時間來提高負載處理能力的空調，使得在小容量壓縮機正在運行時、大容量壓縮機被啟動運行前，大容量壓縮機的排出通道的壓力與該大容量壓縮機的吸入口的壓力相等。
本發明的另一目的在於提供一種用於控制空調運行的方法，其中小容量壓縮機和大容量壓縮機都運行以多次重複地執行製冷操作，然後，當室內負載增加、同時僅小容量壓縮機被運行來冷卻房間時，使大容量壓縮機的排出通道的壓力與小容量壓縮機的吸入口的壓力相等，然後啟動大容量壓縮機以執行製冷操作，從而以高節電模式進行空調的製冷操作。
為了實現這些和其它優點，根據本發明目的，正如在此廣義地描述和實施的那樣，本發明提供了一種空調，包括小容量壓縮機和大容量壓縮機，用於將製冷劑壓縮成高溫高壓的氣態製冷劑；閥，用於連接該大容量壓縮機的製冷劑通路的吸入口和該大容量壓縮機的製冷劑通路的排出通道；以及控制器，用於控制該小容量壓縮機、該大容量壓縮機和該閥。
為了實現上述目的，本發明還提供了一種控制空調的運行的方法，包括第一步驟，其中在製冷操作的情況下，小容量壓縮機和大容量壓縮機被啟動，然後，當由該啟動的小容量壓縮機和大容量壓縮機改變的室溫值小於通過從使用者設定的期望溫度減去預定第一溫度獲得的值時，該小容量壓縮機和該大容量壓縮機停止；第二步驟，其中在該小容量壓縮機和該大容量壓縮機停止的狀態下，當該室溫值大於通過將預定第二溫度加上該期望溫度獲得的值時，返回第一步驟；第三步驟，其中重複執行該第一步驟和該第二步驟預定次數；第四步驟，其中僅該小容量壓縮機受控制來滿足下述關係(期望溫度-預定第一溫度)≤室溫≤(期望溫度-預定第二溫度)；第五步驟，其中當該室溫值大於通過將預定第三溫度加上該期望溫度獲得的值時，閥持續運行一段時間然後停止；以及第六步驟，其中該大容量壓縮機被啟動。
結合附圖對本發明的下面詳細描述中，本發明的上述和其他目的、特徵、方案和優點將變得更明顯。
為進一步理解本發明而包含併入的、構成本說明書一部分的附圖，圖解本發明的實施例，並與說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1顯示了根據現有技術的空調的結構。
圖2是顯示根據現有技術的空調的小容量壓縮機和大容量壓縮機的啟動與壓力之間的關係的曲線圖。
圖3是根據本發明的空調的方框圖。
圖4A和圖4B是根據本發明的用於控制空調運行的方法的流程圖。
圖5是顯示根據本發明的用於控制空調運行的方法中的室溫波形的曲線圖。
具體實施例方式
本發明的空調能通過縮短時間來提高負載處理能力，使得在小容量壓縮機正在運行時、大容量壓縮機被啟動運行前，大容量壓縮機的排出通道的壓力與該大容量壓縮機的吸入口的壓力相等，並且在本發明的用於控制空調運行的方法中，小容量壓縮機和大容量壓縮機都運行以多次重複地執行製冷操作，然後，當室內負載增加、同時僅小容量壓縮機被運行來冷卻房間時，使大容量壓縮機的排出通道的壓力與小容量壓縮機的吸入口的壓力相等，然後大容量壓縮機被啟動以執行製冷操作，從而以高節電模式進行空調的製冷操作，下面將參考圖3至圖5描述根據本發明的優選實施例的空調和用於控制空調運行的方法。
圖3是根據本發明的空調的方框圖。
如圖3所示，根據本發明的空調包括小容量壓縮機31和大容量壓縮機32，用於將製冷劑壓縮成高溫高壓的氣態製冷劑；第一止回閥33和第二止回閥34，分別安裝於該小容量壓縮機和該大容量壓縮機的製冷劑通路的排出通道；連接至該第一止回閥和第二止回閥的室內熱交換器35；連接至該室內熱交換器的室外熱交換器36；連接至該室外熱交換器的收集器37；閥，用於連接壓縮機的製冷劑通路的吸入口和排出通道，其中該壓縮機是在小容量壓縮機和大容量壓縮機中的具有較大壓縮容量的壓縮機；以及用於控制該閥的控制器(未示出)。
下面將參照圖4A和圖4B描述根據本發明的用於控制空調運行的方法。
如圖4A和圖4B所示，用於控制空調運行的方法，包括第一步驟，其中在製冷操作情況下，小容量壓縮機和大容量壓縮機被啟動，然後，當由被啟動的小容量壓縮機和大容量壓縮機改變的室溫值小於通過從使用者設定的期望溫度減去預定第一溫度獲得的值時，該小容量壓縮機和該大容量壓縮機停止；第二步驟，其中在該小容量壓縮機和該大容量壓縮機停止的狀態下，當室溫值大於通過將預定第二溫度加上該期望溫度獲得的值時，返回第一步驟；第三步驟，其中重複執行該第一步驟和該第二步驟預定次數；第四步驟，其中僅該小容量壓縮機受控制來滿足下述關係(期望溫度-預定第一溫度)≤室溫≤(期望溫度-預定第二溫度)；第五步驟，其中當室溫值大於通過將預定第三溫度加上該期望溫度獲得的值時，閥持續運行一段時間，然後停止；以及第六步驟，其中該大容量壓縮機被啟動。
下面將詳細描述空調的運行。本發明的空調分兩階段運行。
首先，當使用者選擇製冷操作時，小容量壓縮機31壓縮氣態製冷劑。被壓縮的製冷劑在通過第一止回閥33後流入室內熱交換器35。
當小容量壓縮機31運行時，如果期望大容量壓縮機32運行，則在使大容量壓縮機32運行之前使閥38持續運行一段時間。當室內負載增加時，大容量壓縮機32運行。換言之，室溫僅由小容量壓縮機31控制，然後，當室溫逐漸上升到比使用者設定的期望溫度高出預定溫度時，然後大容量壓縮機32被啟動。使閥38持續運行一段時間的原因是為了使製冷劑流入的大容量壓縮機32的吸入口的壓力和排出製冷劑的大容量壓縮機32的排出通道的壓力相等。閥38運行的時間優選為如實驗所得的1分30秒。
如果空調的兩個壓縮機具有相同的壓縮容量，則閥能安裝在兩個壓縮機的任一側。
在經過小容量壓縮機31和大容量壓縮機32之後，製冷劑流經第一止回閥33和第二止回閥34，然後通過製冷劑通路到達室外熱交換器36。然後，製冷劑從室外熱交換器36被引入收集器37，隨後到達小容量壓縮機31或到達大容量壓縮機32。通過上述過程進行製冷或制熱。
下面將參考圖5描述用於控制空調運行的方法。
圖5是顯示根據本發明的用於控制空調運行的方法中的室溫波形的曲線圖。
如圖5所示，當使用者選擇製冷操作且空調開始運行時，控制器(未示出)啟動小容量壓縮機31和大容量壓縮機32，以在空調運行之前降低室溫，即為了解決室內負載(步驟S401)。
控制器比較由運行的小容量壓縮機31和大容量壓縮機32改變的室溫值和從使用者設定的期望溫度減去預定第一溫度而獲得的值(步驟S402)。
如果室溫值小於從期望溫度減去預定第一溫度而獲得的值，則該控制器使小容量壓縮機31和大容量壓縮機32停止運行(步驟S403)。
如果室溫值大於從期望溫度減去預定第一溫度而獲得的值，則該控制器使小容量壓縮機31和大容量壓縮機32繼續運行。該預定第一溫度優選為0.5℃。
在小容量壓縮機31和大容量壓縮機32停止後，該控制器比較增加的室溫值和通過將預定第二溫度加上期望溫度而獲得的值(步驟S404)。
如果增加的室溫值大於通過將預定第二溫度加上期望溫度而獲得的值，則該控制器再次啟動小容量壓縮機31和大容量壓縮機32(步驟S401)。如果增加的室溫值小於通過將預定第二溫度加上期望溫度而獲得的值，則該控制器使小容量壓縮機31和大容量壓縮機32保持停止狀態。
通過重複執行步驟S401至S404一定次數，能解決室內負載。這裡，該一定次數優選為兩次。
在重複執行步驟S401至S404一定次數之後，如果增加的室溫值大於通過將預定第二溫度加上期望溫度而獲得的值，則該小容量壓縮機被啟動(步驟S405)。這裡，預定第二溫度優選為0.5℃。
當小容量壓縮機正在運行時，比較室溫值和通過從期望溫度減去預定第一溫度而獲得的值(步驟S406)。
如果室溫值小於通過從期望溫度減去預定第一溫度而獲得的值，則小容量壓縮機停止(步驟S407)。反之，小容量壓縮機繼續運行。
在小容量壓縮機停止後，控制器比較室溫值和通過將預定第二溫度加上期望溫度而獲得的值(步驟S408)。
如果室溫值小於通過將預定第二溫度加上期望溫度而獲得的值，則小容量壓縮機31保持在停止階段。
如果室溫值大於通過將預定第二溫度加上期望溫度而獲得的值，則控制器再次啟動小容量壓縮機31(步驟S409)。
在小容量壓縮機31被啟動後，比較室溫值和通過將預定第三溫度加上期望溫度而獲得的值(步驟S410)。這裡，預定第三溫度優選為大於預定第一溫度和預定第二溫度。
如果室溫值大於通過將預定第三溫度加上期望溫度而獲得的值，為了使大容量壓縮機32的吸入口的壓力和大容量壓縮機32的排出通道的壓力相等，閥38持續運行一段時間然後停止(步驟S411)。
如果室溫值小於通過將預定第三溫度加上期望溫度而獲得的值，則小容量壓縮機31繼續運行。這裡，室溫值大於通過將預定第三溫度加上期望溫度而獲得的值的原因是因為當室溫僅由小容量壓縮機31控制時，可能會發生室溫逐漸上升。所述一段時間優選為1分30秒(此為通過實驗獲得的最佳時間)。
在閥38停止後，大容量壓縮機32被啟動，以減小增加的室內負載(步驟S412)。
如果根據本發明的空調的兩個壓縮機具有相同的容量，則可以不管啟動順序運行兩個壓縮機。
至於制熱操作，空調根據同樣的控制方法而運行。
如上所述，本發明的空調及用於控制空調運行的方法具有如下優點。
即，由於在小容量壓縮機正在運行時、在大容量壓縮機被啟動之前，為使大容量壓縮機的排出通道的壓力和大容量壓縮機的吸入口的壓力相等而花費的時間，能提高負載處理能力。
另外，在小容量壓縮機和大容量壓縮機都運行來執行製冷操作並且製冷操作被重複執行一定次數後，當僅有小容量壓縮機運行來執行製冷操作而室內負載增加時，使大容量壓縮機的排出通道的壓力和小容量壓縮機的吸入口的壓力相等，然後啟動大容量壓縮機來執行製冷操作。因此，空調的製冷操作能以高節電的模式執行。
由於本發明可以在不脫離其精神和必要特徵的情況下以多種形式來實現，所以應當理解上述實施例並不受限於前述的任何細節，除非有另外的規定，而是應當在由權利要求書限定的精神和範圍內被廣泛地理解。因此，落入權利要求範圍之內的所有改變和變化或範圍的等同物都趨向於被所附權利要求書所涵蓋。
權利要求
1.一種空調，包括小容量壓縮機和大容量壓縮機，用於將製冷劑壓縮成高溫高壓的氣態製冷劑；閥，用於連接該大容量壓縮機的製冷劑通路的吸入口和該大容量壓縮機的製冷劑通路的排出通道；以及控制器，用於控制該小容量壓縮機、該大容量壓縮機和該閥。
2.根據權利要求1所述的空調，其中當小容量壓縮機正在運行時，該控制器在啟動該大容量壓縮機之前使該閥持續運行一段時間，然後，該控制器使該大容量壓縮機運行。
3.根據權利要求1所述的空調，其中該控制器通過下述步驟執行控制操作第一步驟，其中在製冷操作的情況下，小容量壓縮機和大容量壓縮機被啟動，然後，當由該啟動的小容量壓縮機和大容量壓縮機改變的室溫值小於通過從使用者設定的期望溫度減去預定第一溫度獲得的值時，該小容量壓縮機和該大容量壓縮機停止；第二步驟，其中在該小容量壓縮機和該大容量壓縮機停止的狀態下，當該室溫值大於通過將預定第二溫度加上該期望溫度獲得的值時，返回第一步驟；第三步驟，其中重複執行該第一步驟和該第二步驟預定次數；第四步驟，其中儀該小容量壓縮機受控制來滿足下述關係(期望溫度-預定第一溫度)≤室溫≤(期望溫度-預定第二溫度)；第五步驟，其中當該室溫值大於通過將預定第三溫度加上該期望溫度獲得的值時，該閥持續運行一段時間然後停止；以及第六步驟，其中該大容量壓縮機被啟動。
4.根據權利要求2所述的空調，其中該一段時間是1分30秒。
5.根據權利要求3所述的空調，其中該一段時間是1分30秒。
6.根據權利要求3所述的空調，其中該預定第一溫度和該預定第二溫度是0.5℃。
7.根據權利要求3所述的空調，其中該預定第三溫度大於該預定第一溫度和該預定第二溫度。
8.根據權利要求3所述的空調，其中該預定次數是兩次。
9.一種用於控制空調的運行的方法，包括運行小容量壓縮機；當該小容量壓縮機正在運行時，使大容量壓縮機的製冷劑通路的吸入端的壓力和該製冷劑通路的排出端的壓力相等；以及在使上述兩壓力相等後啟動該大容量壓縮機。
10.一種用於控制空調的運行的方法，包括第一步驟，其中在製冷操作的情況下，小容量壓縮機和大容量壓縮機被啟動，然後，當由該啟動的小容量壓縮機和大容量壓縮機改變的室溫值小於通過從使用者設定的期望溫度減去預定第一溫度獲得的值時，該小容量壓縮機和該大容量壓縮機停止；第二步驟，其中在該小容量壓縮機和該大容量壓縮機停止的狀態下，當該室溫值大於通過將預定第二溫度加上該期望溫度獲得的值時，返回第一步驟；第三步驟，其中重複執行該第一步驟和該第二步驟預定次數；第四步驟，其中僅該小容量壓縮機受控制來滿足下述關係(期望溫度-預定第一溫度)≤室溫≤(期望溫度-預定第二溫度)；第五步驟，其中當該室溫值大於通過將預定第三溫度加上該期望溫度獲得的值時，閥持續運行一段時間然後停止；以及第六步驟，其中該大容量壓縮機被啟動。
11.根據權利要求10所述的方法，其中該第四步驟包括一步驟，其中在該小容量壓縮機被啟動後，如果由該啟動的小容量壓縮機改變的室溫值小於通過從該期望溫度減去該預定第一溫度而獲得的值，則該小容量壓縮機被停止；以及一步驟，其中隨著該小容量壓縮機被停止，如果該室溫值小於通過將預定第二溫度加上期望溫度而獲得的值，則該小容量壓縮機被啟動。
12.根據權利要求10所述的方法，其中該一段時間是1分30秒。
13.根據權利要求10所述的方法，其中該預定第一溫度和該預定第二溫度是0.5℃。
14.根據權利要求10所述的方法，其中該預定第三溫度大於該預定第一溫度和該預定第二溫度。
15.根據權利要求10所述的方法，其中該預定次數是兩次。
16.一種空調，包括小容量壓縮機和大容量壓縮機，用於將製冷劑壓縮成高溫高壓的氣態製冷劑；閥，用於連接該大容量壓縮機的製冷劑通路的吸入口和該大容量壓縮機的製冷劑通路的排出通道；以及控制器，用於通過下述步驟來執行控制操作，所述步驟包括第一步驟，其中在制熱操作的情況下，該小容量壓縮機和該大容量壓縮機被啟動，然後，當由該啟動的小容量壓縮機和大容量壓縮機改變的室溫值小於通過從使用者設定的期望溫度減去預定第一溫度獲得的值時，該小容量壓縮機和該大容量壓縮機停止；第二步驟，其中在該小容量壓縮機和該大容量壓縮機停止的狀態下，當該室溫值大於通過將預定第二溫度加上該期望溫度獲得的值時，返回第一步驟；第三步驟，其中重複執行該第一步驟和該第二步驟預定次數；第四步驟，其中僅該小容量壓縮機受控制來滿足下述關係(期望溫度-預定第一溫度)≤室溫≤(期望溫度-預定第二溫度)；第五步驟，其中當該室溫值大於通過將預定第三溫度加上該期望溫度獲得的值時，閥持續運行一段時間然後停止；以及第六步驟，其中該大容量壓縮機被啟動。
全文摘要
一種空調，包括小容量壓縮機和大容量壓縮機，用於將製冷劑壓縮成高溫高壓的氣態製冷劑；閥，用於連接該大容量壓縮機的製冷劑通路的吸入口和該大容量壓縮機的製冷劑通路的排出通道；以及控制器，用於控制該小容量壓縮機、該大容量壓縮機和該閥。
文檔編號F24F11/00GK1737439SQ20051000564
公開日2006年2月22日 申請日期2005年1月24日 優先權日2004年8月20日
發明者黃輪梯, 宋燦豪, 張志永, 樸正宅 申請人:Lg電子株式會社