CN100575804C - 控制空调机运行的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制空调机运行的方法，此方法包括：一步骤，在此步骤中，当增加空调机的运转负荷时，如果空调机的输出压缩容量小于相应于运转负荷的压缩容量，并且第一压缩机的运转频率是第一压缩机的最大频率，则运行第二压缩机；和一步骤，在此步骤中，当减小运转负荷时，如果空调机的输出压缩容量大于相应于运转负荷的压缩容量，并且第一压缩机的运转频率是第一压缩机的最小频率，则停止第二压缩机。

Description

控制空调机运行的方法

技术领域

本发明涉及一种空调机，更具体地说，涉及一种控制空调机运行的方法。

背景技术

一般说来，空调机是这样的一种设备，它用于将一定空间中的温度、湿度和气流分布调节到适合于人类活动的状态，在用各种形式的压缩机来蒸发高温高压下的压缩的致冷剂时，利用将环境中的热转变为蒸发热的原理，来冷却室温并除去空气中的灰尘和类似的物质。就致冷剂而言，采用了一种易于在低温下蒸发的液体，通常使用的是氟里昂气。

图1的框图示出了常规的空调机的结构。

如图1所示，常规的空调机包括：控制器10，用于测量室温并输出控制信号，以便根据测量的温度和预设的温度来控制机器的冷却效率；压缩机20，用于根据控制信号来压缩致冷剂；冷凝器30，用于冷凝压缩的致冷剂；膨胀阀40，用于使冷凝了的致冷剂膨胀；蒸发器50，和用于蒸发膨胀了的致冷剂。

现在将要说明常规空调机的工作原理。

首先，控制器10测量室内温度，并根据测量到的室温和用户以前设置的温度来输出控制信号，以便控制冷却效率。

压缩机20包括小容量(capacity)压缩机的第一压缩机21和大容量压缩机的第二压缩机22。第一压缩机21能够根据控制信号来改变压缩容量，从而控制冷却容量；第二压缩机22具有一恒定的压缩容量。第二压缩机22是一恒速压缩机。

根据控制信号有选择地驱动第一和第二压缩机21和22，以便将致冷剂压缩到高温高压。这就是说，压缩机20可按三种模式来操作：只驱动第一压缩机，只驱动第二压缩机和同时驱动第一和第二压缩机，以便改变空调所需的致冷剂的压缩容量。

控制冷却容量的范围随第一和第二压缩机的种类而变化。恒速类型的压缩机具有一恒定的运转速度，因此，它能够通过开/关操作来控制运转频率和室温。变频器(inverter)压缩机控制它的运转速度，因此，通过控制运转频率它能够比较准确地控制室内温度。

例如，如果空调机的压缩容量的总数为100，其中，第一压缩机21是压缩容量为40的变频器压缩机，第二压缩机22是压缩容量为60的恒速压缩机，使用第一和第二压缩机的空调机能够以10、20、30、40、50、60、70、80、90和100的压缩容量比较准确地控制室内温度。

最近，采用了一种使用4个压缩机的空调机。它的运行与图1所示的压缩机相同，并且，这些压缩机的容量可以是20、20、30和300，或者与所使用的压缩机相同。

现在以使用两个压缩机的空调机作为例子来加以说明。

冷凝器30冷凝在压缩机20中被压缩到高温高压的致冷剂；膨胀阀40使冷凝了的致冷剂膨胀。蒸发器50使膨胀了的致冷剂蒸发，吸收它周围的热，并由此与蒸发器50表面接触的空气的温度进行热交换。

常规的具有变频器压缩机和恒速压缩机的空调机通过使用变频器压缩机和恒速压缩机来控制冷却效率，以便能够根据空调的运转负荷来准确地控制冷却效率。

下面将参照附图2A和2B来说明控制具有变频器压缩机和恒速压缩机的空调机的运行的方法。

图2A和2B是根据常规技术来控制具有变频器压缩机和恒速压缩机的空调机的运行的方法的流程图。

如图2A和2B所示，控制具有变频器压缩机和恒速压缩机的常规的空调机的运行的方法包括：步骤(S21)，在步骤(S21)中，确定空调机的运转负荷是否增加了；步骤(S22)，在步骤(S22)中，当运转负荷增加时，变频器压缩机的运转频率降低到变频器压缩机的最低频率，并运行恒速压缩机，然后通过增加变频器压缩机的运转频率来调节空调机的压缩容量，使之等于相应于运转负荷的压缩容量，以便保持预设的温度；和步骤(S23)，在步骤(S23)中，当运转负荷降低时，变频器压缩机的运转频率增加到变频器压缩机的最大频率，并停止恒速压缩机，然后，通过降低变频器压缩机的运转频率来调节空调机的压缩容量，使之等于相应于运转负荷的压缩容量，以便保持预设的温度。

现在详细说明控制具有变频器压缩机和恒速压缩机的常规的空调机的运行的方法。

具有变频器压缩机和恒速压缩机的常规的空调机确定它的运转负荷是否增加了(步骤S21)。这就是说，空调机通过比较它所输出的压缩容量和相应于运转负荷的压缩容量来确定它的运转负荷是否增加了。

当运转负荷增加时，变频器压缩机的运转频率降低到变频器压缩机的最低频率并运行恒速压缩机，然后，通过增加变频器压缩机的运转频率，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量(步骤S22)。

这就是说，当增加变频器压缩机的运转负荷时，比较空调机的压缩容量和相应于变频器压缩机的运转负荷的压缩容量(步骤S22-2)，同时增加变频器压缩机的运转频率(步骤S22-1)。在此，当空调机的压缩容量变为等于相应于变频器压缩机的运转负荷的压缩容量时，则保持已经增加到预定量的运转频率。

然而，如果空调机的输出压缩容量与相应于变频器压缩机的运转负荷的压缩容量有所不同，就要确定变频器压缩机的运转频率是否是变频器压缩机的最大频率(步骤S22-3)。如果变频器压缩机的运转频率是最大频率，就将变频器压缩机的运转频率降低到最小频率(步骤S22-4)，然后，运行(接通)恒速压缩机(步骤S22-5)。

在将变频器压缩机的运转频率降低到最小频率之后，在运行恒速压缩机的情况下，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量，并同时将变频器压缩机的运转频率增加某量级(步骤S23)。这就是说，在运行恒速压缩机之后，在将变频器压缩机的运转频率增加某量级的同时(步骤S23-1)，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量(步骤S23-2)。

与此同时，在降低运转负荷时，将变频器压缩机的运转频率增加到变频器压缩机的最大频率，并停止恒速压缩机，然后，通过降低变频器压缩机的运转频率来调节空调机的输出压缩容量，并使之等于相应于运转负荷的压缩容量(步骤S24)。

这就是说，在降低运转负荷时，在将变频器压缩机的运转频率降低某量级(步骤S24-1)的同时，比较空调机的输出压缩容量和相应于运转负荷的压缩容量(步骤S24-2)。如果两个所比较的压缩容量相等，则保持已经增加了某量级的运转频率。

然而，如果空调机的输出压缩容量和相应于变频器压缩机的运转负荷的压缩容量不同，就要确定变频器压缩机的运转频率是否是最低频率(步骤S24-3)。如果变频器压缩机的运转频率是最低频率，则将变频器压缩机的运转频率提高到最高频率(步骤S24-4)。此后，停止(关闭)恒速压缩机(步骤S24-5)。

在将变频器压缩机的运转频率提高到最大频率之后，在停止恒速压缩机的情况下，通过将变频器压缩机的运转频率提高某量级，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量(步骤S25)。在停止恒速压缩机之后，通过将变频器压缩机的运转频率降低某量级(步骤S25-1)，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量(步骤S25-2)。

在此，变频器压缩机的压缩容量及恒速压缩机的输出压缩容量的总和，也就是改变空调机的输出压缩容量使之等于相应于运转负荷的压缩容量的能力，称之为运转负荷的适应能力(coping capability)。相应地，理想的是，空调机的输出压缩容量和相应于运转负荷的压缩容量之间的关系具有y＝x的图线形式。

然而，根据常规的技术，用于控制具有变频器压缩机及恒速压缩机的空调机的运行的方法具有如下一些问题。

这就是，在从变频器压缩机转换到恒速压缩机的过程中，即在将变频器压缩机的运转频率降低到初始频率后，在运行恒速压缩机时，或者是在将变频器压缩机的运转频率提高到最大频率之后，在停止恒速压缩机时，运转负荷的压缩容量发生改变，从而致使空调机的压缩容量不能相应地改变为相应于运转负荷的压缩容量。因此，运转负荷的适应能力下降了，从而会使室内的清凉感(令人适宜的气氛)有所降级。

此外，在转换变频器压缩机和恒速压缩机的前后，由于迅速地改变了空调机的负荷，因此不能稳定进行转换。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种控制空调机运行的方法，这种方法能够快速地适应空调机的运转负荷。

本发明的另一个目的是提供一种控制空调机运行的方法，这种方法能够稳定地从变频器压缩机转换到恒速压缩机。

如像在此具体实施和大致描述的那样，为了实现上述的和其它的优点，根据本发明的目的，提出了一种用于控制空调机运行的方法，此方法包括：一步骤，在此步骤中，当增加空调机的运转负荷时，如果空调机的输出压缩容量小于相应于运转负荷压缩容量并且第一压缩机的运转频率是第一压缩机的最大频率，则降低第一压缩机的运转频率，然后，当第一压缩机的运转频率高于第一压缩机的最小频率时，则运行第二压缩机；和一步骤，在此步骤中，当减小空调机的运转负荷时，如果空调机的输出压缩容量大于相应于运转负荷的压缩容量，并且第一压缩机的运转频率是第一压缩机的最小频率，则增加第一压缩机的运转频率，然后，当第一压缩机的运转频率低于第一压缩机的最大频率时，则停止第二压缩机。

通过下面结合附图对本发明进行的详细描述，本发明的上述的和其他方面的目的、特征和优点将会变得更加清楚。

附图说明

所含的附图提供了对本发明的进一步了解并与说明书部分相结合构成了说明书的一部分，用于描述本发明的实施例和解释本发明的原理。

图1的框图示出了根据常规技术的具有变频器压缩机和恒速压缩机的空调机的结构。

图2A和图2B的流程图示出了根据常规技术的控制具有变频器压缩机和恒速压缩机的空调机的运行的方法。

图3A和图3B的流程图示出了根据本发明的控制空调机运行的方法。

图4A-4C的曲线图示出了根据本发明的当增加负荷时空调机的负载适应能力。

图5A-5C的曲线图示出了根据本发明的当减小负荷时空调机的负载适应能力。

具体实施方式

以下将详细说明本发明优选实施例，这些实施例的例子示于附图中。

现在说明根据本发明优选实施例的用于控制空调机运行的方法，该方法能够快速适应空调机的运转负荷，并能通过区分(differentiating)恒速压缩机的运行(开)点和停止(关)点，从变频器压缩机稳定地转换到恒速压缩机。

图3A和图3B的流程图示出了根据本发明的控制空调机运行的方法。此法包括如下两个步骤：一步骤，在此步骤中，当空调机的运转负荷提高时，如果空调机的输出压缩容量小于相应于运转负荷的压缩容量，并且第一压缩机的运转频率是第一压缩机的最大频率，则降低第一压缩机的运转频率，和随后，当第一压缩机的运转频率高于第一压缩机的最小频率时，则运行第二压缩机；和一步骤，在此步骤中，当降低运转负荷时，如果空调机的输出压缩容量大于相应于运转负荷的压缩容量，并且第一压缩机的运转频率是第一压缩机的最小频率，则提高第一压缩机的运转频率，和随后，当第一压缩机的运转频率低于第一压缩机的最大频率时，则运行第二压缩机。

现在将要根据本发明的优选实施例来说明控制空调机运行的方法，其中，第一压缩机是变频器压缩机，第二压缩机是恒速压缩机。

首先，在提高空调机的运转负荷的情况下(步骤S31)，如果空调机的输出压缩容量小于相应于运转负荷的压缩容量，并且第一压缩机的运转频率是第一压缩机的最大频率，则降低第一压缩机的运转频率，和随后，当第一压缩机的运转频率大于第一压缩机的最小频率，则运行(启动)第二压缩机(步骤S32)。

换句话说，当提高空调机的运转负荷的时候，同时提高变频器压缩机的运转频率某量级(1evel)(步骤S32-1)，将增加的变频器压缩机的压缩容量和恒速压缩机的压缩容量之和，即空调机的输出压缩容量，与运转负荷的压缩容量相比较(步骤S32-2)。如果空调机的输出压缩容量等于相应于运转负荷的压缩容量，则保持已增加了某量级的变频器压缩机的运转频率。

然而，如果空调机的输出压缩容量不同于相应于运转负荷的压缩容量，则要确定增加的变频器压缩机的运转频率是否是变频器压缩机的最大频率(步骤S32-2)。如果变频器压缩机的运转频率是变频器压缩机的最大频率，则降低变频器压缩机的运转频率，然后，在变频器压缩机的运转频率变为变频器压缩机的最小频率之前，运行(启动)恒速压缩机(步骤S32-4)。

实际上，由于恒速压缩机并不是一个理想的压缩机，在运行(启动)恒速压缩机时，它并不立即输出压缩容量，而是需要一些时间。这就是说，恒速压缩机有一个过渡状态。

因此，最好是，在恒速压缩机运行之后，在降低变频器压缩机的运转频率的过渡时，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量。

在恒速压缩机运行之后，通过将已经降低到最低频率的变频器压缩机的运转频率提高某量级，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量(步骤S33)。

这就是说，在恒速压缩机运行之后，要确定变频器压缩机的运转频率是否是最小频率(步骤S33-1)。如果变频器压缩机的运转频率是最小频率，在将变频器压缩机的运转频率提高某量级(步骤S33-2)的同时，将空调机的输出压缩容量与相应于运转负荷的压缩容量进行比较，以便将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量(步骤S33-3)。

与此同时，在减小空调机的运转负荷的情况下(步骤S32)，如果空调机的输出压缩容量大于相应于运转负荷的压缩容量，并且第一压缩机的运转频率是第一压缩机的最小频率，则增加第一压缩机的运转频率，然后，当第一压缩机的运转频率小于第一压缩机的最大频率，则停止(关断)第二压缩机(步骤S34)。

换言之，在减小空调机的运转负荷的情况下，在将变频器压缩机的运转频率提高某量级的同时(步骤S34-1)，将减小了的变频器压缩机的压缩容量和恒速压缩机的压缩容量之和，即空调机的输出压缩容量，与运转负荷的压缩容量相比较(步骤S34-2)。如果空调机的输出压缩容量等于相应于运转负荷的压缩容量，则保持已降低了某量级的变频器压缩机的运转频率。

然而，如果空调机的输出压缩容量不同于相应于运转负荷的压缩容量，则要确定减小的变频器压缩机的运转频率是否是变频器压缩机的最小频率(步骤S34-3)。如果变频器压缩机的运转频率是变频器压缩机的最小频率，则提高变频器压缩机的运转频率，然后，当变频器压缩机的运转频率小于变频器压缩机的最大频率时，则停止(关断)恒速压缩机(步骤S34-4)。

实际上，由于恒速压缩机并不是一个理想的压缩机，当停止(关断)恒速压缩机时，恒速压缩机的输出不是“0”，而是需要一段时间才会变为“0”。这就是说，恒速压缩机有一个过渡状态。

因此，最好是，在停止恒速压缩机之后，当在变频器压缩机的运转频率增加的过渡状态期间，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量。

在停止恒速压缩机之后，通过将已增加到最大频率的变频器压缩机的运转频率提高某些量级，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量(步骤S35)。

这就是说，在恒速压缩机停止之后，则要确定变频器压缩机的运转频率是否是最大频率(步骤S35-1)。如果变频器压缩机的运转频率是最大频率，在将变频器压缩机的运转频率减小某些量级的同时(步骤S35-2)，将空调机的输出压缩容量与相应于运转负荷的压缩容量进行比较，以便将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量(步骤S35-3)。

现在将参照图4A-4C和5A-5C描述根据本发明的用于控制空调机运行的方法的负荷适应能力。

图4A-4C的曲线图示出了根据本发明的当增加负荷时空调机的负载适应能力，图5的曲线图示出了根据本发明的当减小负荷时空调机的负载适应能力。

参照图4A-4C和5A-5C，其阴影部分表示空调机不能适应该负荷，“T”是按常规的技术来运行或停止恒速压缩机的点，“t”按照本发明的方式来运行或停止恒速压缩机的点，虚线表达的部分是按照常规技术画出的一个曲线图，实线表达的部分是按照本发明画出的一个曲线图。

如图4A-4C所示，当相应于运转负荷的压缩容量大于在变频器压缩机的运转频率为最大频率时输出的空调机的压缩容量时，在从变频器压缩机转换成恒速压缩机的过程中存在有一个时间间隔，在此出现了一个空调机不能适应负荷的时间间隔。

如图5A-5C所示，当相应于运转负荷的压缩容量小于在变频器压缩机的运转频率为最小频率时输出的空调机的压缩容量时，在从变频器压缩机转换到恒速压缩机的过程中存在有一个时间间隔，在此出现了一个空调机不能适应负荷的时间间隔。

然而，在根据本发明的用于控制空调机运行的方法中，空调机快速地适应负荷，从而大大缩短了这个时间间隔(期间)，并提高了清凉感。

此外，在控制具有变频器压缩机和恒速压缩机的空调机的运行的方法中，在从变频器压缩机转换到恒速压缩机的点之前和之后，由于没有负载的快速变化，因而压缩机能够稳定地被转换。

比较起来，对于常规的用于控制具有变频器压缩机和恒速压缩机的空调机的运行的方法而言，由于空调机不能快速地适应负荷，空调机适应负荷的时间间隔就比较长，从而会使空气的清凉感和适宜气氛降级。

此外，由于在转换变频器压缩机和恒速压缩机的点之前和之后，快速地改变了空调机的负荷，因而压缩机不能稳定地被转换。

至此所述，可以看出，根据本发明的用于控制具有变频器压缩机和恒速压缩机的空调机的运行的方法具有如下优点。

这就是说，例如，首先，当将变频器压缩机转换到恒速压缩机以便适应空调机的运转负荷时，当恒速压缩机运行(启动)和停止(关断)时的那些点与在常规技术中的点有所不同，因此，空调机能够快速地适应运转负荷。此外，变频器压缩机能够稳定地转换到恒速压缩机。

本发明不限于上述实施例，在不违背本发明的精神和基本特征的情况下，可以用多种形式来具体实施本发明，还应当了解的是，上述的实施例并不受上述说明的任何细节的限制，在不脱离本发明的权利要求的精神和范围的前提下，可以进行各种变型和修改。

Claims (7)

1.一种用于控制空调机运行的方法，包括：

一步骤，在此步骤中，当增加空调机的运转负荷时，如果空调机的输出压缩容量小于相应于运转负荷压缩容量并且第一压缩机的运转频率是第一压缩机的最大频率，则降低第一压缩机的运转频率，然后，在第一压缩机的运转频率变为第一压缩机的最小频率之前，运行第二压缩机；和

一步骤，在此步骤中，当减小空调机的运转负荷时，如果空调机的输出压缩容量大于相应于运转负荷的压缩容量，并且第一压缩机的运转频率是第一压缩机的最小频率，则增加第一压缩机的运转频率，然后，在第一压缩机的运转频率变为第一压缩机的最大频率之前，停止第二压缩机，

其中第一压缩机是变频器压缩机，第二压缩机是恒速压缩机。

2.如权利要求1的方法，其中当增加运转负荷时，则运行第二压缩机，并在减小第一压缩机的运转频率期间的过渡状态中，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量。

3.如权利要求1的方法，其中在减小运转负荷时，则停止第二压缩机，并在增加第一压缩机的运转频率期间的过渡状态中，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量。

4.如权利要求1的方法，还包括：

一步骤，在此步骤中，当增加运转负荷时，则运行第二压缩机，并将在增加第一压缩机的运转频率时输出的空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量。

5.如权利要求1的方法，还包括：

一步骤，在此步骤中，当减小运转负荷时，则停止第二压缩机，并将在增加第一压缩机的运转频率时输出的空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量。

6.如权利要求1的方法，还包括：

一步骤，在此步骤中，当减小运转负荷时，则停止第二压缩机，并然后在减小第一压缩机的运转频率的同时，将压缩机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量。

7.一种用于控制空调机运行的方法，包括：

一步骤，在此步骤中，当增加空调机的运转负荷时，如果空调机的输出压缩容量小于相应于运转负荷的压缩容量，并且变频器压缩机的运转频率是变频器压缩机的最大频率，则减小变频器压缩机的运转频率，然后，在变频器压缩机的运转频率变为变频器压缩机的最小频率之前，运行恒速压缩机；

一步骤，在此步骤中，当增加运转负荷时，则运行恒速压缩机，并在增加变频器压缩机的运转频率的同时，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量；

一步骤，在此步骤中，当减小运转负荷时，如果空调机的输出压缩容量大于相应于运转负荷的压缩容量，并且变频器压缩机的运转频率是变频器压缩机的最小频率，则增加变频器压缩机的运转频率，然后，在变频器压缩机的运转频率变为变频器压缩机的最大频率之前，停止恒速压缩机；和

一步骤，在此步骤中，当减小运转负荷时，则停止恒速压缩机，并在减小变频器压缩机的运转频率的同时，将空调机的输出压缩容量调节到等于相应于运转负荷的压缩容量。

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