CN100470157C - 空调及其运行控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种空调，包括：小容量压缩机和大容量压缩机，用于将制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂；阀，用于连接该大容量压缩机的制冷剂通路的吸入口和该大容量压缩机的制冷剂通路的排出通道；以及控制器，用于控制该小容量压缩机、该大容量压缩机和该阀。该控制器通过多个步骤进行控制操作，使小容量压缩机和大容量压缩机都运行以多次重复地执行制冷操作，然后，当室内负载增加、同时仅小容量压缩机被运行来冷却房间时，使大容量压缩机的排出通道的压力与小容量压缩机的吸入口的压力相等，然后大容量压缩机被启动以执行制冷操作，从而以高节电模式进行空调的制冷操作。

Description

空调及其运行控制方法
技术领域
本发明涉及一种空调，并且特别涉及一种用于控制该空调的运行的方法。
背景技术
通常，空调包括：压缩机，用于将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂；冷凝器，用于将在压缩机中被压缩后的高温高压的气态制冷剂转变成中温高压的液态制冷剂；电子膨胀阀，用于将中温高压的液态制冷剂转变成低温低压的液态制冷剂；蒸发器，用于将低温低压的液态制冷剂转变成气态制冷剂；以及四通阀，用于根据制冷模式或制热模式来改变制冷剂的通道。
在空调中，室内热交换器和室外热交换器的功能根据制冷模式或制热模式而改变。在制热模式时，室内热交换器用作冷凝器，室外热交换器用作蒸发器；在制冷模式时，室内热交换器用作蒸发器，室外热交换器用作冷凝器。
近来，空调的输出容量能够根据制冷负载或制热负载、通过使用多个具有不同容量的压缩机而改变，从而能优化制冷和制热效率。
图1示出了根据现有技术的空调的结构。
如图1所示，传统空调包括：第一压缩机11和第二压缩机12，它们具有不同的容量，用于将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂；室外热交换器14，用于使高温高压的气态制冷剂与室外空气热交换，以使该气态制冷剂被冷凝成中温高压的液态制冷剂；室外风扇14A，用于朝室外热交换器吹送空气；电子膨胀阀15，用于将已经经过室外热交换器14的中温高压的液态制冷剂转变成低温低压的液态制冷剂；室内热交换器16，用于使已经经过电子膨胀阀的低温低压的液态制冷剂与室内空气热交换；室内风扇16A，用于朝室内热交换器16吹送空气；以及收集器(accumulator)17，用于从已经经过室内热交换器16的制冷剂中仅提取气态制冷剂，并将该气态制冷剂供应至第一压缩机11和第二压缩机12。
该空调还包括：止回阀11A和12A，用于防止从小容量压缩机11排出的制冷剂流回至大容量压缩机12，或防止从大容量压缩机12排出的制冷剂流回至小容量压缩机11；以及四通阀13，用于通过切换已经通过第一和第二压缩机11和12的制冷剂的通道来设定室内热交换器和室外热交换器的功能。
在冷却房间时，制冷剂从两个压缩机排出，经过止回阀，然后在室外热交换器中被冷凝。冷凝的制冷剂经过电子膨胀阀，并在室内热交换器中被蒸发。之后，蒸发的制冷剂经过共用的收集器然后返回至压缩机。这里，传统空调的运行包括两个阶段。即，在第一阶段，仅第一压缩机11运行，在第二阶段，第一和第二压缩机11和12都运行。也就是说，传统的空调分两阶段运行。
这里，在压缩机停止运行后，当压缩机需要重新运行时，必须平衡吸入口侧的压力和排出通道的压力。然而，在传统空调中，当压缩机停止运行后，由于压缩机内的油和制冷剂，所以排出通道处的压力和吸入口处的压力将不能很快地平衡，而是缓慢地达到相等，从而导致了板式压力(platen pressure)的问题，而且最长需要30分钟吸入口的压力和排出通道的压力才能相等。
因此，在传统压缩机和控制压缩机运行的方法中，在小容量压缩机运行后，当大容量压缩机被启动时，由于大容量压缩机的壳体中的板式压力的问题，该大容量压缩机不能立即被启动。即，当经过一段时间(最长30分钟)后，大容量压缩机的排出通道的压力与吸入口的压力相等时，大容量压缩机被启动。因此，处理空调的负载的能力降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能通过缩短时间来提高负载处理能力的空调，使得在小容量压缩机正在运行时、大容量压缩机被启动运行前，大容量压缩机的排出通道的压力与该大容量压缩机的吸入口的压力相等。
本发明的另一目的在于提供一种用于控制空调运行的方法，其中小容量压缩机和大容量压缩机都运行以多次重复地执行制冷操作，然后，当室内负载增加、同时仅小容量压缩机被运行来冷却房间时，使大容量压缩机的排出通道的压力与小容量压缩机的吸入口的压力相等，然后启动大容量压缩机以执行制冷操作，从而以高节电模式进行空调的制冷操作。
为了实现这些和其它优点，根据本发明目的，正如在此广义地描述和实施的那样，本发明提供了一种空调，包括：小容量压缩机和大容量压缩机，用于将制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂；阀，用于连接该大容量压缩机的制冷剂通路的吸入口和该大容量压缩机的制冷剂通路的排出通道；以及控制器，用于控制该小容量压缩机、该大容量压缩机和该阀；其中该控制器通过下述步骤执行控制操作：第一步骤，其中在制冷操作的情况下，小容量压缩机和大容量压缩机被启动，然后，当由被启动的该小容量压缩机和该大容量压缩机改变的室温值小于通过从使用者设定的期望温度减去预定第一温度获得的值时，该小容量压缩机和该大容量压缩机停止；第二步骤，其中在该小容量压缩机和该大容量压缩机停止的状态下，当该室温值大于通过将预定第二温度加上该期望温度获得的值时，返回第一步骤；第三步骤，其中重复执行该第一步骤和该第二步骤预定次数；第四步骤，其中仅该小容量压缩机受控制来满足下述关系：(期望温度-预定第一温度)≤室温≤(期望温度+预定第二温度)；第五步骤，其中当该室温值大于通过将预定第三温度加上该期望温度获得的值时，该阀持续运行一段时间然后停止；以及第六步骤，其中该大容量压缩机被启动。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种控制空调的运行的方法，包括：第一步骤，其中在制冷操作的情况下，小容量压缩机和大容量压缩机被启动，然后，当由被启动的该小容量压缩机和该大容量压缩机改变的室温值小于通过从使用者设定的期望温度减去预定第一温度获得的值时，该小容量压缩机和该大容量压缩机停止；第二步骤，其中在该小容量压缩机和该大容量压缩机停止的状态下，当该室温值大于通过将预定第二温度加上该期望温度获得的值时，返回第一步骤；第三步骤，其中重复执行该第一步骤和该第二步骤预定次数；第四步骤，其中仅该小容量压缩机受控制来满足下述关系：(期望温度-预定第一温度)≤室温≤(期望温度+预定第二温度)；第五步骤，其中当该室温值大于通过将预定第三温度加上该期望温度获得的值时，阀持续运行一段时间然后停止；以及第六步骤，其中该大容量压缩机被启动。
结合附图对本发明的下面详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征、方案和优点将变得更明显。
为进一步理解本发明而包含并入的、构成本说明书一部分的附图，图解本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
图1显示了根据现有技术的空调的结构。
图2是显示根据现有技术的空调的小容量压缩机和大容量压缩机的启动与压力之间的关系的曲线图。
图3是根据本发明的空调的方框图。
图4A和图4B是根据本发明的用于控制空调运行的方法的流程图。
图5是显示根据本发明的用于控制空调运行的方法中的室温波形的曲线图。
具体实施方式
本发明的空调能通过缩短时间来提高负载处理能力，使得在小容量压缩机正在运行时、大容量压缩机被启动运行前，大容量压缩机的排出通道的压力与该大容量压缩机的吸入口的压力相等，并且在本发明的用于控制空调运行的方法中，小容量压缩机和大容量压缩机都运行以多次重复地执行制冷操作，然后，当室内负载增加、同时仅小容量压缩机被运行来冷却房间时，使大容量压缩机的排出通道的压力与小容量压缩机的吸入口的压力相等，然后大容量压缩机被启动以执行制冷操作，从而以高节电模式进行空调的制冷操作，下面将参考图3至图5描述根据本发明的优选实施例的空调和用于控制空调运行的方法。
图3是根据本发明的空调的方框图。
如图3所示，根据本发明的空调包括：小容量压缩机31和大容量压缩机32，用于将制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂；第一止回阀33和第二止回阀34，分别安装于该小容量压缩机和该大容量压缩机的制冷剂通路的排出通道；连接至该第一止回阀和第二止回阀的室内热交换器35；连接至该室内热交换器的室外热交换器36；连接至该室外热交换器的收集器37；阀，用于连接压缩机的制冷剂通路的吸入口和排出通道，其中该压缩机是在小容量压缩机和大容量压缩机中的具有较大压缩容量的压缩机；以及用于控制该阀的控制器(未示出)。
下面将参照图4A和图4B描述根据本发明的用于控制空调运行的方法。
如图4A和图4B所示，用于控制空调运行的方法，包括：第一步骤，其中在制冷操作情况下，小容量压缩机和大容量压缩机被启动，然后，当由被启动的小容量压缩机和大容量压缩机改变的室温值小于通过从使用者设定的期望温度减去预定第一温度获得的值时，该小容量压缩机和该大容量压缩机停止；第二步骤，其中在该小容量压缩机和该大容量压缩机停止的状态下，当室温值大于通过将预定第二温度加上该期望温度获得的值时，返回第一步骤；第三步骤，其中重复执行该第一步骤和该第二步骤预定次数；第四步骤，其中仅该小容量压缩机受控制来满足下述关系(期望温度-预定第一温度)≤室温≤(期望温度+预定第二温度)；第五步骤，其中当室温值大于通过将预定第三温度加上该期望温度获得的值时，阀持续运行一段时间，然后停止；以及第六步骤，其中该大容量压缩机被启动。
下面将详细描述空调的运行。本发明的空调分两阶段运行。
首先，当使用者选择制冷操作时，小容量压缩机31压缩气态制冷剂。被压缩的制冷剂在通过第一止回阀33后流入室内热交换器35。
当小容量压缩机31运行时，如果期望大容量压缩机32运行，则在使大容量压缩机32运行之前使阀38持续运行一段时间。当室内负载增加时，大容量压缩机32运行。换言之，室温仅由小容量压缩机31控制，然后，当室温逐渐上升到比使用者设定的期望温度高出预定温度时，然后大容量压缩机32被启动。使阀38持续运行一段时间的原因是为了使制冷剂流入的大容量压缩机32的吸入口的压力和排出制冷剂的大容量压缩机32的排出通道的压力相等。阀38运行的时间优选为如实验所得的1分30秒。
如果空调的两个压缩机具有相同的压缩容量，则阀能安装在两个压缩机的任一侧。
在经过小容量压缩机31和大容量压缩机32之后，制冷剂流经第一止回阀33和第二止回阀34，然后通过制冷剂通路到达室外热交换器36。然后，制冷剂从室外热交换器36被引入收集器37，随后到达小容量压缩机31或到达大容量压缩机32。通过上述过程进行制冷或制热。
下面将参考图5描述用于控制空调运行的方法。
图5是显示根据本发明的用于控制空调运行的方法中的室温波形的曲线图。
如图5所示，当使用者选择制冷操作且空调开始运行时，控制器(未示出)启动小容量压缩机31和大容量压缩机32，以在空调运行之前降低室温，即为了解决室内负载(步骤S401)。
控制器比较由运行的小容量压缩机31和大容量压缩机32改变的室温值和从使用者设定的期望温度减去预定第一温度而获得的值(步骤S402)。
如果室温值小于从期望温度减去预定第一温度而获得的值，则该控制器使小容量压缩机31和大容量压缩机32停止运行(步骤S403)。
如果室温值大于从期望温度减去预定第一温度而获得的值，则该控制器使小容量压缩机31和大容量压缩机32继续运行。该预定第一温度优选为0.5℃。
在小容量压缩机31和大容量压缩机32停止后，该控制器比较增加的室温值和通过将预定第二温度加上期望温度而获得的值(步骤S404)。
如果增加的室温值大于通过将预定第二温度加上期望温度而获得的值，则该控制器再次启动小容量压缩机31和大容量压缩机32(步骤S401)。如果增加的室温值小于通过将预定第二温度加上期望温度而获得的值，则该控制器使小容量压缩机31和大容量压缩机32保持停止状态。
通过重复执行步骤S401至S404一定次数，能解决室内负载。这里，该一定次数优选为两次。
在重复执行步骤S401至S404一定次数之后，如果增加的室温值大于通过将预定第二温度加上期望温度而获得的值，则该小容量压缩机被启动(步骤S405)。这里，预定第二温度优选为0.5℃。
当小容量压缩机正在运行时，比较室温值和通过从期望温度减去预定第一温度而获得的值(步骤S406)。
如果室温值小于通过从期望温度减去预定第一温度而获得的值，则小容量压缩机停止(步骤S407)。反之，小容量压缩机继续运行。
在小容量压缩机停止后，控制器比较室温值和通过将预定第二温度加上期望温度而获得的值(步骤S408)。
如果室温值小于通过将预定第二温度加上期望温度而获得的值，则小容量压缩机31保持在停止阶段。
如果室温值大于通过将预定第二温度加上期望温度而获得的值，则控制器再次启动小容量压缩机31(步骤S409)。
在小容量压缩机31被启动后，比较室温值和通过将预定第三温度加上期望温度而获得的值(步骤S410)。这里，预定第三温度优选为大于预定第一温度和预定第二温度。
如果室温值大于通过将预定第三温度加上期望温度而获得的值，为了使大容量压缩机32的吸入口的压力和大容量压缩机32的排出通道的压力相等，阀38持续运行一段时间然后停止(步骤S411)。
如果室温值小于通过将预定第三温度加上期望温度而获得的值，则小容量压缩机31继续运行。这里，室温值大于通过将预定第三温度加上期望温度而获得的值的原因是：因为当室温仅由小容量压缩机31控制时，可能会发生室温逐渐上升。所述一段时间优选为1分30秒(此为通过实验获得的最佳时间)。
在阀38停止后，大容量压缩机32被启动，以减小增加的室内负载(步骤S412)。
如果根据本发明的空调的两个压缩机具有相同的容量，则可以不管启动顺序运行两个压缩机。
至于制热操作，空调根据同样的控制方法而运行。
如上所述，本发明的空调及用于控制空调运行的方法具有如下优点。
即，由于在小容量压缩机正在运行时、在大容量压缩机被启动之前，为使大容量压缩机的排出通道的压力和大容量压缩机的吸入口的压力相等而花费的时间，能提高负载处理能力。
另外，在小容量压缩机和大容量压缩机都运行来执行制冷操作并且制冷操作被重复执行一定次数后，当仅有小容量压缩机运行来执行制冷操作而室内负载增加时，使大容量压缩机的排出通道的压力和小容量压缩机的吸入口的压力相等，然后启动大容量压缩机来执行制冷操作。因此，空调的制冷操作能以高节电的模式执行。
由于本发明可以在不脱离其精神和必要特征的情况下以多种形式来实现，所以应当理解：上述实施例并不受限于前述的任何细节，除非有另外的规定，而是应当在由权利要求书限定的精神和范围内被广泛地理解。因此，落入权利要求范围之内的所有改变和变化或范围的等同物都趋向于被所附权利要求书所涵盖。

Claims (11)

1.一种空调，包括：
小容量压缩机和大容量压缩机，用于将制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂；
阀，用于连接该大容量压缩机的制冷剂通路的吸入口和该大容量压缩机的制冷剂通路的排出通道；以及
控制器，用于控制该小容量压缩机、该大容量压缩机和该阀，
其中该控制器通过下述步骤执行控制操作：
第一步骤，其中在制冷操作的情况下，小容量压缩机和大容量压缩机被启动，然后，当由被启动的该小容量压缩机和该大容量压缩机改变的室温值小于通过从使用者设定的期望温度减去预定第一温度获得的值时，该小容量压缩机和该大容量压缩机停止；
第二步骤，其中在该小容量压缩机和该大容量压缩机停止的状态下，当该室温值大于通过将预定第二温度加上该期望温度获得的值时，返回第一步骤；
第三步骤，其中重复执行该第一步骤和该第二步骤预定次数；
第四步骤，其中仅该小容量压缩机受控制来满足下述关系：
(期望温度-预定第一温度)≤室温≤(期望温度+预定第二温度)；
第五步骤，其中当该室温值大于通过将预定第三温度加上该期望温度获得的值时，该阀持续运行一段时间然后停止；以及
第六步骤，其中该大容量压缩机被启动。
2.根据权利要求1所述的空调，其中该一段时间是1分30秒。
3.根据权利要求1所述的空调，其中该预定第一温度和该预定第二温度是0.5℃。
4.根据权利要求1所述的空调，其中该预定第三温度大于该预定第一温度和该预定第二温度。
5.根据权利要求1所述的空调，其中该预定次数是两次。
6.一种用于控制空调的运行的方法，包括：
第一步骤，其中在制冷操作的情况下，小容量压缩机和大容量压缩机被启动，然后，当由被启动的该小容量压缩机和该大容量压缩机改变的室温值小于通过从使用者设定的期望温度减去预定第一温度获得的值时，该小容量压缩机和该大容量压缩机停止；
第二步骤，其中在该小容量压缩机和该大容量压缩机停止的状态下，当该室温值大于通过将预定第二温度加上该期望温度获得的值时，返回第一步骤；
第三步骤，其中重复执行该第一步骤和该第二步骤预定次数；
第四步骤，其中仅该小容量压缩机受控制来满足下述关系：
(期望温度-预定第一温度)≤室温≤(期望温度+预定第二温度)；
第五步骤，其中当该室温值大于通过将预定第三温度加上该期望温度获得的值时，阀持续运行一段时间然后停止；以及
第六步骤，其中该大容量压缩机被启动。
7.根据权利要求6所述的方法，其中该一段时间是1分30秒。
8.根据权利要求6所述的方法，其中该预定第一温度和该预定第二温度是0.5℃。
9.根据权利要求6所述的方法，其中该预定第三温度大于该预定第一温度和该预定第二温度。
10.根据权利要求6所述的方法，其中该预定次数是两次。
11.一种空调，包括：
小容量压缩机和大容量压缩机，用于将制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂；
阀，用于连接该大容量压缩机的制冷剂通路的吸入口和该大容量压缩机的制冷剂通路的排出通道；以及
控制器，用于通过下述步骤来执行控制操作，所述步骤包括：
第一步骤，其中在制热操作的情况下，该小容量压缩机和该大容量压缩机被启动，然后，当由被启动的该小容量压缩机和该大容量压缩机改变的室温值大于通过将使用者设定的期望温度加上预定第一温度获得的值时，该小容量压缩机和该大容量压缩机停止；
第二步骤，其中在该小容量压缩机和该大容量压缩机停止的状态下，当该室温值小于通过从该期望温度减去预定第二温度获得的值时，返回第一步骤；
第三步骤，其中重复执行该第一步骤和该第二步骤预定次数；
第四步骤，其中仅该小容量压缩机受控制来满足下述关系：
(期望温度-预定第二温度)≤室温≤(期望温度+预定第一温度)；
第五步骤，其中当该室温值小于通过从该期望温度减去预定第三温度获得的值时，阀持续运行一段时间然后停止；以及
第六步骤，其中该大容量压缩机被启动。
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