CN100510562C - 多空调系统及其同时致冷和致热操作的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种多空调系统的同时致冷和致热操作的控制方法，所述多空调系统包括与一个室外单元并联连接的多个室内单元。所述控制方法包括如下步骤：分别设定致冷和致热基准区域，以根据室外温度决定所述多空调系统的主操作模式；测量室外温度，以根据室外温度选择所述致冷和致热基准区域；对被设定为致冷操作或致热操作的各室内单元的容量求和，以计算致冷和致热比率；以及确定与所述致冷和致热比率相应的致冷和致热基准区域的部分，以决定所述多空调系统的主操作模式。

Description

多空调系统及其同时致冷和致热操作的控制方法

本申请要求2004.10.2向韩国工业产权局提交的韩国专利申请No.2004-78564的利益，本文将其公开内容引为参考文献。

技术领域

本发明涉及多空调系统及其同时致冷和致热操作的控制方法，具体地说，涉及一种能够同时在与一室外单元相连的一部分室内单元中实行制冷操作并在另一部分室内单元中实行致热操作的多空调系统及其同时致冷和致热操作的控制方法。

背景技术

一般地说，多空调系统包括：一个室外单元；与该室外单元并联连接的多个室内单元；具有多个高压气阀和低压气阀的支路单元，用以控制引入室内单元的制冷剂流速；以及连接在室外单元与支路单元各阀门之间的高压气管和低压气管；日本未审专利公开No.1993-099525记载了它的一种举例。

通常的多空调系统能够根据致热比率(或致冷比率)实行致冷操作、致热操作、主致冷操作和主致热操作。如图1所示，当致热比率为0％时(即一个或多个运行中的室内单元按致冷模式工作时)，实行致冷操作；当致热比率为100％时(即一个或多个运行中的室内单元按致热模式工作时)，实行致热操作；当致热比率大于0％而小于50％时(即一个或多个被设定为致冷工作的室内单元的容量大于被设定为致热工作的室内单元的容量时)，实行主致冷操作；以及当致热比率大于或等于50％而小于100％时(即一个或多个被设定为致冷工作的室内单元的容量小于或等于被设定为致热工作的室内单元的容量时)，实行主致热操作。致热比率的意思是实行致热操作的室内单元的容量与运行中的室内单元总容量之比。

当多空调系统按主致热模式或主致冷模式工作时，与一个或多个被设定为致热工作的室内单元相连的一个或多个高压气阀被打开，而与一个或多个被设定为致热工作的室内单元相连的一个或多个低压气阀被关闭。另外，与一个或多个被设定为致冷工作的室内单元相连的一个或多个高压气阀被关闭，而与一个或多个被设定为致冷工作的室内单元相连的一个或多个低压气阀被打开。结果，将高温气态制冷剂引入一个或多个被设定为致热工作的室内单元中，并将低温气态制冷剂引入一个或多个被设定为致冷工作的室内单元中，从而在多个室内单元中分别实行致冷操作和致热操作。

然而，在采用上述结构的常规多空调系统中，根据致热比率来决定主致冷抑或主致热操作，因此，有些情况下就可能设定不适当的主操作模式。

譬如，在致热比率为53％的情况下，实行主致热操作，而与室外温度无关。如果这时的室外温度较高，会使室外单元的室外热交换器温度升高，因而该室外热交换器的压力就会增大得较高。相反，会使通过四通阀与该室外热交换器相连的各室内单元的室内热交换器温度增高，因而，使实行致冷操作的各室内单元的致冷效率降低。

随着室外热交换器温度的增大得较高，压缩机的排放压力也增大。为此原因，必须使压缩机的压缩容量被减小，以保护该压缩机。但如果使压缩机的压缩容量减小，则使实行致热操作的一个或多个室内单元的致热效率以及实行致冷操作的一个或多个室内单元的致冷效率降低。

比如当一个或多个被设定为致冷操作的室内单元的容量小于或等于各室内单元总容量的约20％，并且致热比率为40％时，实行主致冷操作。如果实行致冷操作的房间内部温度降低，则也使实行致冷操作的一个或多个室内单元的一个或多个室内热交换器的温度降低。结果，就使实行致冷操作的一个或多个室内单元的一个或多个室内热交换器冷凝。为了防止实行致冷操作的一个或多个室内单元的一个或多个室内热交换器冷凝，必须减小压缩机的压缩容量，并因此而会使各室内单元的致热和致冷效率降低。在上述情况下，室外热交换器和被设定致热操作的一个或多个室内单元的容量大于被设定实行致冷操作的一个或多个室内单元的容量。结果，在压缩机输出侧难于形成高压，从而也会使实行致热操作的一个或多个室内单元的致热效率降低。

发明内容

于是，本发明的一个方面是要提供一种多空调系统及其同时致冷和致热操作的控制方法，在实行同时致冷和致热操作时，既能提高致冷效率还能提高致热效率。

按照一个方面，本发明提供一种多空调系统的同时致冷和致热操作的控制方法，所述多空调系统包括与一个室外单元并联连接的多个室内单元，其中，所述控制方法包括如下步骤：分别设定致冷和致热基准区域，以根据室外温度决定所述多空调系统的主操作模式；测量室外温度，以根据室外温度选择所述致冷和致热基准区域；对被设定为致冷操作或致热操作的各室内单元的容量求和，以计算致冷和致热比率；以及确定与所述致冷和致热比率相应的致冷和致热基准区域的部分，以决定所述多空调系统的主操作模式.

在接下去的本说明书中一部分将会述及本发明的其它方面和/或优点，一部分将会从这些说明而愈为显见，或者可以通过实践本发明而被理解。

附图说明

从以下结合附图对实施例的描述，将使本发明的这些和/或其它方面及优点变得愈为清晰和更容易理解，其中：

图1是表示普通多空调系统同时实行致冷和致热操作时的主操作模式示意图；

图2是本发明多空调系统致冷剂流路图；

图3是表示图2所示多空调系统结构的方框图；

图4是表示本发明第一实施例多空调系统同时实行致冷和致热操作时的主操作模式示意图；

图5是说明本发明第一实施例多空调系统的同时致冷和致热操作的流程图；

图6是表示本发明第二实施例多空调系统同时实行致冷和致热操作时的主操作模式示意图；

图7是说明本发明第二实施例多空调系统同时致冷和致热操作的流程图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的优选实施例。下面的实施例用来通过参照附图说明本发明。

图2是本发明一种多空调系统致冷剂流路图。如图2所示，所述多空调系统包括一个室外单元10；第一到第四室内单元20a，20b，20c和20d，它们与室外单元10并联连接；以及致冷模式/致热模式切换单元30，用以在致冷模式和致热模式之间切换每个室内单元20a，20b，20c和20d的工作模式。

所述室外单元10包括：四通阀12，用以控制从压缩机11排放的制冷剂的流动方向；室外热交换器13，与引入室外单元10的室外空气实行热交换；室外电机操纵阀14，用以膨胀制冷剂；以及接收容器15和储液器16，用以使气态制冷剂和液态制冷剂彼此分开。所述室内单元20a，20b，20c和20d经高压气管17、低压气管18和高压液管19与所述室外单元10相连，通过这些管子，将制冷剂提供给各个室内单元20a，20b，20c和20d。

低压气管18连接到室外单元10压缩机11的输入端，室外电机操纵阀14与室外热交换器13串联相连，而高压液管19经接收容器15与室外电机操纵阀14相连。室外电机操纵阀14与用作流速控制阀门的旁通阀41a和止逆阀门41b并联连接，以便在致冷工作期间，使室外热交换器13排放的液态制冷剂通过旁通阀门41a和止逆阀门41b，以及在致热工作期间，随着旁通阀门41a被关闭，而使制冷剂通过室外电机操纵阀14。

在四通阀12与高压液管19之间，设置高压支管42，这是从高压气管17分出的支路。在高压支管42上装有用作通/断阀门的高压支管电磁阀43a，以及止逆阀43b，以防止制冷剂从高压气管17回流。在四通阀12与高压气管17之间，装有另一个止逆阀44，以防止制冷剂回流。在高压液管19上，装有致冷模式/致热模式切换单元管电磁阀24a和24b，用以控制从致冷模式/致热模式切换单元30流到高压液管19的制冷剂的流速。

第一到第四室内单元20a，20b，20c和20d包括：第一到第四室内热交换器21a，21b，21c和21d；第一到第四室内电机操纵阀门22a，22b，22c和22d，它们与第一到第四室内热交换器21a，21b，21c和21d串联连接；以及第一到第四温度传感器37a，37b，37c和37d，它们分别安装在各室内单元20a，20b，20c和20d与致冷模式/致热模式切换单元30之间。

致冷模式/致热模式切换单元30包括：安装在第一到第四高压气体分支管33a，33b，33c和33d上的第一到第四致热阀门31a，31b，31c和31d，它们分别是从高压气管17分支出的；以及安装在第一到第四低压气体分支管34a，34b，34c和34d上的第一到第四致冷阀门32a，32b，32c和32d，它们分别是从低压气管18分支出的。第一组致热和致冷阀门与第一制冷剂管35a相连，被连接到第一室内单元20a。同样，第二到第四组致热和致冷阀门分别与第二到第四制冷剂管35b，35c和35d相连。

当具有上述结构的多空调系统实行主致冷操作时，四通阀12的第一出口12a与该四通阀12的第二出口12b连通，四通阀12的第三出口12c与该四通阀12的第四出口12d连通。与此同时，高压支管42的高压支管电磁阀43a被打开。另外，与实行致冷操作的一个或多个室内单元相连的致冷模式/致热模式切换单元30的一个或多个致热阀门被关闭，而与实行致冷操作的一个或多个室内单元相连的致冷模式/致热模式切换单元30的一个或多个致冷阀门被打开。反之，与实行致冷操作的一个或多个室内单元相连的致冷模式/致热模式切换单元30的一个或多个致热阀门被打开，而与实行致冷操作的一个或多个室内单元相连的致冷模式/致热模式切换单元30的一个或多个致冷阀门被关闭。

于是，由室外热交换器13使从压缩机11排出的一些制冷剂受到浓缩，通过高压液管19，提供给实行致冷操作的各室内单元，然后再由各室内热交换器蒸发，使房间内部致冷。由各室内热交换器经热交换的制冷剂，作为低压气态制冷剂，通过致冷模式/致热模式切换单元30的各致冷阀门和低压气管18，流到压缩机11的入口。

另一方面，从压缩机11排出并通过四通阀12的一些制冷剂，通过高压支管42、高压气管17和致冷模式/致热模式切换单元30的各致热阀门，被提供给实行致热操作的各室内单元，然后再由各室内热交换器受到浓缩，使房间内部致热。已经通过一个或多个室内热交换器的制冷剂被提供给高压液管19，在这里与提供给实行致冷操作的一个或多个室内单元的制冷剂结合，使房间内部致冷，然后再通过低压气管18流到压缩机11。

当所述多空调系统实行主致热操作时，四通阀12的第一出口12a与该四通阀12的第三出口12c连通，四通阀12的第二出口12b与该四通阀12的第四出口12d连通。与此同时，高压支管42的高压支管电磁阀43a被关闭。另外，与实行致热操作的一个或多个室内单元相连的致冷模式/致热模式切换单元30的一个或多个致热阀门被打开，而与实行致冷操作的一个或多个室内单元相连的致冷模式/致热模式切换单元30的一个或多个致冷阀门被关闭。反之，与实行致冷操作的一个或多个室内单元相连的致冷模式/致热模式切换单元30的一个或多个致热阀门被关闭，而与实行致冷操作的一个或多个室内单元相连的致冷模式/致热模式切换单元30的一个或多个致冷阀门被打开。

于是，从压缩机11排出的制冷剂通过高压气管17被提供给实行致热操作的各室内单元的一个或多个室内热交换器，由各室内热交换器受到浓缩，使房间内部致热。然后再通过一个或多个膨胀阀门被给到高压液管19。一些被给到高压液管19的制冷剂被提供给实行致冷操作的一个或多个室内单元，由各室内热交换器蒸发，使房间内部致冷；然后通过低压气管18和储液器16流到压缩机11。

另外，其余被给到高压液管19的制冷剂返回室外单元10。具体地说，这种制冷剂通过接收容器15和室外电机操纵阀门14被提供给室外热交换器13，由室外热交换器13受到蒸发，然后通过四通阀12的第三和第四出口12c、12d及储液器16流到压缩机11。

如图3所示，所述室外单元10还包括：室外单元微处理器23，用以控制室外单元10的每个部件；以及室外温度传感器25，用以检测室外空气的温度。

所述第一到第四室内单元20a，20b，20c和20d还包括第一到第四室内单元微处理器36a，36b，36c和36d，分别控制各室内单元的每个部件。

所述致冷模式/致热模式切换单元30还包括致冷模式/致热模式切换单元微处理器38，用以控制第一到第四致冷阀门32a，32b，32c和32d以及第一到第四致热阀门31a，31b，31c和31d。

以下参照图4和5描述本发明第一实施例多空调系统的同时致冷和致热控制方法。

首先，由室外温度传感器25测量室外温度(50)，以在决定主操纵模式时考虑室外温度以及致热比率；然后得到被设定为致冷操作的各室内单元的容量之和以及被设定为致热操作的各室内单元的容量之和，以计算致热比率(52)。

继而，确定室外温度是否高于或等于第一基准温度(54)。最好将所述第一基准温度设定成最小的室外温度，这时的室外热交换器13在主致热模式下升高，用以降低整个系统的致冷和致热效率。虽然可以根据各个系统的不同改变所述第一基准温度，但在所示的本实施例中，有如图4所示那样，将第一基准温度设定为15℃。

如果室外温度低于第一基准温度，则确定致热比率是否小于或等于第二基准值(64)。如果致热比率小于或等于第二基准值，则系统实行主致冷模式工作(66)；如果致热比率大于第二基准值，则系统实行主致热模式工作(68)。虽然可以根据各个系统的不同改变所述第二基准值，但最好有如图4所示那样，将所述第二基准值设定为50％。

如果在操作步骤54时室外温度高于或等于第一基准温度，则确定致热比率是否小于或等于第一基准值(56)。最好将第一基准值设定得高于所述第二基准值。如图4所示，所述第一基准值为55％。如果致热比率小于或等于第一基准值，则系统实行主致冷模式工作(58)；如果致热比率大于第一基准值，则系统实行主致热模式工作(62)。

当有如上述那样室外温度高于或等于第一基准温度时，将致热比率基准值作为临界因子设定成高值，因而，系统实行主致冷模式工作，在这样的条件下，现有技术中的系统实行主致热模式工作(在图4所示的致热比率为50-55％情况下)。因此，当室外温度高时，实行主致热模式工作，以防止所述多空调系统的致冷和致热效率降低。

如果在决定主操作模式之后系统进行工作的同时，实行致热操作的一个或多个室内单元的容量或实行致冷操作的一个或多个室内单元的容量改变，则操作过程50实行重设主操作模式(60)。

虽然可以区分室外温度，以便根据所区分的室外温度设定多个基准值，但在所示的本实施例中，按照室外温度用两个不同的基准值决定主操作模式。在这种情况下，最好预先确定各基准值并存储于微处器中。

以下参照图6和7描述本发明第二优选实施例的多空调系统的同时致冷和致热操作控制方法。

首先，由室外温度传感器25测量室外温度并由第一到第四温度传感器37a，37b，37c和37d测量待设定主操作模式之各个室内单元20a，20b，20c和20d的室内温度(70)；然后得到被设定为致冷操作的各室内单元的容量之和以及被设定为致热操作的各室内单元的容量之和，以计算致热比率(72)。

继而，确定所需要的致冷容量是否小于或等于各室内单元总容量的20％(74)。所需要的致冷容量是被设定为致冷操作的各室内单元容量的总和。如果所需要的致冷容量大于各室内单元总容量的20％，则实行图5的操作过程54。另一方面，如果所需要的致冷容量小于或等于各室内单元总容量的20％，则确定安装一个或多个被设定为致冷操作的室内单元的房间内部温度是否低于或等于第二基准温度(76)。所述第二基准温度是最高的温度，这时实行致冷操作的各室内单元的热交换器13在主致热模式下被凝结。

如果安装一个或多个被设定为致冷操作的室内单元的那些房间内部温度高于第二基准温度，则实行图5的操作过程54。另一方面，如果安装一个或多个被设定为致冷操作的室内单元的那些房间内部温度低于或等于第二基准温度，则确定致热比率是否大于或等于第三基准值(78)。如图6所示，这个第三基准值被设定在低于50％的致热比率内。在所示的实施例中，所述第三基准值为30％。因此，在现有技术中实行主致冷模式操作的区域(30-50％)，不实行主致冷模式而是主致热模式的操作，以防止由于控制避免各室内单元被凝结所致系统的性能下降。

如果实行致热操作或致冷操作的一个或多个室内单元的容量改变而实行主致热模式操作，则实行操作步骤70。虽然可以按照图1所示的常规方法(即只根据致热比率)设定主操作模式，但当不满足操作步骤74、76和78的条件时，则实行图5的操作步骤54。

虽然在同时考虑致冷比率和其它条件的情况下决定所述多空调系统的主操作模式，但在第一和第二实施例中，在同时考虑致热比率和其它条件的情况下决定所述多空调系统的主操作模式。

正如从上面的描述所显然可见的，在同时致冷和致热时考虑室外温度以及致热比率(或致冷比率)的条件下决定所述主操作模式。因此，本发明具有防止在特定的致热比率区域不恰当地设定主操作模式的效果，并因此而避免系统性能变劣。

此外，在实行致冷操作的一个或多个室内单元的容量小于或等于各室内等于总容量的基准比率，以及在实行致冷操作的房间内部温度低于或等于基准温度时，设定较小致热比率基准值，以确定所述主操作模式。因此，本发明具有防止在特定的致热比率区域不恰当地设定主操作模式的效果，并因此而避免系统性能变劣。

虽然已经表示和描述了本发明的几个实施例，但熟悉本领域的人应能理解，可对这些实施例进行改变，而不致脱离本发明的原则和精髓，它的范围被限定在所附各权利要求及它们的等价方式中。

Claims (6)

1.一种多空调系统的同时致冷和致热操作的控制方法，所述多空调系统包括与一个室外单元并联连接的多个室内单元，其中，所述控制方法包括如下步骤：

测量室外温度；

对应于测得的室外温度，设定致冷和致热基准区域，根据所述室外温度改变所述致冷和致热基准区域的大小；

由多个室内单元中每一个所需的致冷操作容量的和以及致热操作容量的和，计算致冷和致热比率；以及

确定与所述致冷和致热比率相应的致冷和致热基准区域的部分，以决定所述多空调系统的主操作模式。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述主操作模式包括主致冷模式和主致热模式。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在致热比率大于致热比率基准值时，所述多空调系统实行主致热模式操作，而在致热比率小于或等于致热比率基准值时，所述多空调系统实行主致冷模式操作。

4.如权利要求3所述的方法，其中，在室外温度高于或等于第一基准温度时，将所述致热比率基准值设定成第一基准值，在室外温度低于所述第一基准温度时，将所述致热比率基准值设定成比第一基准值小的第二基准值。

5.如权利要求1所述的方法，其中，还包括如下步骤：

测量装有多个室内单元的各空间的室内温度；以及

在被一个或多个设定为致冷操作的室内单元的容量小于或等于各室内单元总容量的20％，并且安装一个或多个被设定为致冷操作之室内单元处的空间内的温度低于或等于第二基准温度情况下，在致热比率大于预定的第三基准值时，所述多空调系统实行主致热模式操作。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述第二基准温度是最高温度，在该温度下，被设定为致冷操作的各室内单元的热交换器被冷凝。

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