CN101469929B - 空调机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调机，该空调机在制冷剂填充工艺中可大幅缩短作业时间的同时，即使发生外界干扰，也可准确地填充最适量制冷剂，且可提高压缩机的可靠性。该空调机具有变排量压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，且形成制冷剂以上述顺序循环的制冷剂循环回路，并且还包括：控制压缩机排出量的压力控制部；控制膨胀阀的膨胀阀控制部；关系存储部；制冷剂理想温度计算部；制冷剂适当填充量判断部。

Description

空调机

技术领域

本发明涉及一种空调机，尤其涉及具有判断填充在制冷剂回路内的制冷剂量是否适当的功能的空调机。

背景技术

对于安装施工时利用配管连接室外机和室内机的分体式空调机而言，通常采用在施工现场填充制冷剂的方法。此时，需要填充最适量的制冷剂。为此，以前采用根据配管容积等计算制冷剂容量而进行填充的方法。

然而，这种填充方法受配管容积随施工现场情况而变化的影响，所以难以准确估计其制冷剂容量，为此日本特开“昭62-158966号”公报中公开了以下发明。即，施工完成后试运行时，进行制冷运行以使蒸发器排出口处的制冷剂的过热度达到预定值，与此同时检测冷凝器排出口处的制冷剂过冷度，由此根据该过冷度值判断填充在制冷剂回路内的制冷剂量是否适当。

然而，这种技术方案由于因室内外温度而使制冷剂填充量发生误差，因此具有难以填充最适量的制冷剂的隐患。日本特开2006-23072号公报所公开的发明对此进行了改进，如公告所示，将压缩机的吸入压力及排出压力控制为一定值，并使过热度(SH)达到正值，由此以上述条件运行的同时填充制冷剂，并检测冷凝器排出口的过冷度(SC)，当SC值达到最适值时，判断为制冷剂填充量达到最适量。

然而，所述日本特开2006-23072号公报所公开的发明也具有以下问题。

问题1，填充制冷剂所需的作业时间长。即，如果欲根据室外机风扇的控制来维持一定的高压，则为了维持一定的室外机的循环状态，虽然也依赖于整体系统的响应特性，但是稳定高压需要10分钟左右的时间，因此该时间成为瓶颈而难以大幅缩短作业时间。

问题2，在过冷度检测中，当发生阵风等而引起室外机周围的气流变化时，由于高压发生变化，因此不能通过控制设置于冷凝器的风扇而维持一定的高压，从而导致制冷剂填充量产生误差。例如，由于阵风使室外机风量发生10％左右的变化时，过冷度发生2度左右的变化，且制冷剂填充量发生6％左右的误差。

问题3，填充制冷剂时，若由于作为制冷剂填充源的制冷剂钢瓶被阳光直射，或者作业人员利用烘干机(drier)等设备加热制冷剂钢瓶，使得制冷剂钢瓶的温度升高且其内部压力升高，则制冷剂流入速度加快且潮湿状态的制冷剂流入到压缩机中。其结果，由于吸入潮湿的制冷剂，降低了压缩机的可靠性。并且，在储液器会滞留液态制冷剂，或者对于低压壳型压缩机而言，由于液态制冷剂滞留在压缩机的机油存储部，因此制冷剂量检测误差变大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明是发明人经过不懈的努力发现以下关系而完成的。即，制冷剂达到最适填充量时，由从压缩机排出的制冷剂排出压力所决定的制冷剂的饱和温度和冷凝器排出口的制冷剂温度之间存在一一对应的可表示为一定数学式的关系(大致呈线性关系)。本发明的主要目的在于提供一种空调机，该空调机在制冷剂填充工艺中可以大幅缩短作业时间的同时，即使发生外界干扰，也可准确地填充最适量制冷剂，并且可提高压缩机的可靠性。

根据本发明的空调机具有变排量压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，并且形成制冷剂以上述顺序循环的制冷剂循环回路，并且还包括：控制所述压缩机排出量的压力控制部，以使所述蒸发器中的制冷剂的蒸发压力达到预定的一定值；控制所述膨胀阀的膨胀阀控制部，以使当所述蒸发压力设定成所述一定值时，所述蒸发器排出口的制冷剂的过热度达到正值；关系存储部，其存储有由从所述压缩机排出的制冷剂排出压力决定的所述制冷剂的饱和温度和所述冷凝器排出口的制冷剂温度在最适制冷剂填充量下的关系；制冷剂理想温度计算部，其参照所述关系存储部，根据从所述压缩机排出的制冷剂的测定压力来计算制冷剂达到最适填充量时的所述冷凝器排出口的制冷剂温度，即制冷剂理想温度；制冷剂适当填充量判断部，其判断在所述冷凝器排出口测定的制冷剂测定温度是否在所述制冷剂理想温度以下，并且输出其判断结果。

根据如上结构，判断在冷凝器排出口测定的制冷剂测定温度是否在根据压缩机的制冷剂排出压力来计算的当制冷剂达到最适填充量时的制冷剂理想温度以下，由此可以填充最适制冷剂量。并且，由于基于压缩机的制冷剂排出压力进行判断，因此即使因某种外部干扰而使高压发生变化，也可防止制冷剂填充量产生误差。

并且，无需将高压控制为一定值，因此可以省去填充制冷剂时由于根据室外机风扇来控制一定高压而需要花费的时间，由此可以大幅缩短制冷剂填充作业时间。

填充制冷剂时，最好防止由于从作为制冷剂注入源的制冷剂钢瓶填充潮湿的制冷剂而引起的压缩机可靠性降低、制冷剂量检测误差变大的问题。因此，为了将潮湿的制冷剂加热成过热状态，根据本发明的空调机优选地还包括：制冷剂填充端，以用于从制冷剂源向所述制冷剂循环回路填充制冷剂；湿气检测机构，以用于检测吸入到所述压缩机的制冷剂湿气；旁路管，其用于可开闭地旁路掉高压管和低压管，该高压管连接所述压缩机及所述冷凝器，该低压管连接所述蒸发器及所述压缩机；旁路管开闭控制部，当根据所述湿气检测机构在制冷剂填充管填充制冷剂的途中检测出制冷剂的湿气时，用于开放所述旁路管。

若想防止制冷剂以大于预定的填充速度的速度流入，以防止填充潮湿的制冷剂，则优选地将所述制冷剂填充端开口于低压管，同时相对所述低压管所述旁路管的开口部位于与所述制冷剂填充端对置的位置。

作为防止填充潮湿的制冷剂的另一实施例，所述制冷剂填充端开口于低压管，同时制冷剂填充管将单另布置的制冷剂源连接于所述制冷剂填充端上，并且所述制冷剂填充管上连接有旁路管。

为了在制冷剂填充工艺中，可以大幅缩短作业时间的同时，即使发生外界干扰，也可填充最适量的制冷剂，本发明提供一种用于空调机的制冷剂填充系统，所述空调机具有变排量压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，并且形成制冷剂以上述顺序循环的制冷剂循环回路，其特征在于所述制冷剂填充系统包括：控制所述压缩机排出量的压力控制部，以使所述蒸发器中的制冷剂的蒸发压力达到预定的一定值；控制所述膨胀阀的膨胀阀控制部，以使当所述蒸发压力设定为所述一定值时，所述蒸发器排出口的制冷剂的过热度达到正值；关系存储部，其存储有由从所述压缩机排出的制冷剂排出压力决定的所述制冷剂的饱和温度和所述冷凝器排出口的制冷剂温度在最适制冷剂填充量下的关系；制冷剂理想温度计算部，其参照所述关系存储部，根据从所述压缩机排出的制冷剂的测定压力来计算制冷剂达到最适填充量时的所述冷凝器排出口的制冷剂温度，即制冷剂理想温度；制冷剂适当填充量判断部，其判断在所述冷凝器排出口测定的测定制冷剂温度是否在所述制冷剂理想温度以下，并且输出其判断结果。

为了在制冷剂填充工艺中，可以大幅缩短作业时间的同时，即使发生外界干扰，也可填充最适量制冷剂，本发明提供一种用于空调机的制冷剂填充方法，所述空调机具有变排量压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，并且形成制冷剂以上述顺序循环的制冷剂循环回路，其特征在于包括步骤：控制所述压缩机排出量的压力控制步骤，以使从所述蒸发器排出的制冷剂的蒸发压力达到预定的一定值；控制所述膨胀阀的膨胀阀控制步骤，以使当所述蒸发压力设定为所述一定值时，所述蒸发器排出口的制冷剂的过热度达到正值；制冷剂理想温度计算步骤，存储由从所述压缩机排出的制冷剂排出压力决定的所述制冷剂的饱和温度和所述冷凝器排出口的制冷剂温度在最适制冷剂填充量下的关系，并且基于所述存储的关系根据从所述压缩机排出的制冷剂的测定压力来计算制冷剂达到最适填充量时的所述冷凝器排出口的制冷剂温度，即制冷剂理想温度；制冷剂适当填充量判断步骤，判断在所述冷凝器排出口测定的制冷剂测定温度是否在所述制冷剂理想温度以下，并且输出其判断结果。

如此，根据本发明，在制冷剂填充工艺中，可以大幅缩短填充时间的同时，无需维持一定的高压，因此即使因外部干扰而引起高压的变化，也可以对制冷剂以最适填充量进行填充。具体来讲，在短配管空调机中，可以省去用于控制高压以使其保持一定值的等待时间，因此与现有技术相比可以缩短20％左右的作业时间。

附图说明

图1为根据本发明实施例的空调机的概要回路图；

图2为根据本发明实施例的空调机的局部放大图；

图3为根据本发明实施例的空调机的功能框图；

图4为表示填充最适量制冷剂时根据制冷剂排出压力所决定的制冷剂饱和温度和冷凝器排出口的制冷剂温度关系的曲线图；

图5为表示根据本发明实施例的空调机的制冷剂填充动作和控制动作的流程图；

图6为根据本发明另一实施例的空调机的局部放大图；

图7为根据本发明又一实施例的空调机的回路图。

主要符号说明：100为空调机，1为压缩机，2为冷凝器，3为膨胀阀，4为蒸发器，L1为高压管，L2为低压管，L3为旁路管，L4为制冷剂填充管，C1为压力控制部，C2为膨胀阀控制部，C4为关系存储部，C5为制冷剂理想温度计算部，C6为制冷剂适当填充量判断部。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明根据本发明的实施例。

如图1所示，根据本发明实施例的空调机100具有变排量压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3、蒸发器4，并且形成制冷剂以上述顺序循环的制冷剂循环回路。并且，本实施例中在连接所述压缩机1及所述冷凝器2的高压管L1上设置机油分离器5，而在连接所述蒸发器4和所述压缩机1的低压管L2上设置储液器6和制冷剂填充端PL4。并且，所述低压管L2与所述压缩机1及所述机油分离器5之间的高压管L1通过在中途设有电磁阀10的旁路管L3相连接。该旁路管L3是为了在所述高压管L1和所述低压管L2之间调节高低压而用于分流热气体的配管。

以下，对各部分进行详细说明。

众所周之，所述压缩机1是用于压缩并排出吸入的气态制冷剂的装置，在此可以使用旋转式、活塞式压缩机等各种压缩机。

所述冷凝器2对所述从压缩机1排出的气态制冷剂进行冷凝并使制冷剂保持高压状态，以使该制冷剂变成过冷状态。所述冷凝器2外部设有用于促进热交换的风扇21。并且，该冷凝器2排出口的配管上设有温度传感器8。

所述膨胀阀3为用于节流膨胀从所述冷凝器2排出的液态制冷剂而使其变成低压状态的装置，并且还用于调节流入到所述蒸发器4的液态制冷剂量。

所述蒸发器4为在对液态制冷剂维持低压的状态下进行蒸发而使其变成过热状态的装置。

所述机油分离器5用于分离从所述压缩机1排出的制冷剂中所含的机油。并且，被分离的机油通过连接该机油分离器5和所述低压管L2的机油补偿管OL和所述低压管L2而补偿到所述压缩机1。该机油分离器5的下游设有用于检测所排出制冷剂的压力的压力传感器7，且机油补偿管OL的中途设有机油补偿管电磁阀OV。

所述储液器6将制冷剂分离成气态制冷剂和液态制冷剂，并且只将气态制冷剂补偿到压缩机。该储液器6的下游设有作为制冷剂的湿气检测机构的压力传感器91和温度传感器92。当该温度传感器92所检测的温度低于从压力传感器91检测的压力求出的饱和温度时，判断为潮湿状态。

所述制冷剂填充端PL4在填充制冷剂时连接于制冷剂钢瓶S，如图2的放大图所示，所述制冷剂填充端PL4在所述储液器6的上游与所述旁路管L3的连接端PL3对置。

所述电磁阀10为用于开放及关闭所述旁路管L3的装置。

与此同时，所述空调机100中还设有用于控制所述压缩机1、所述膨胀阀3、所述电磁阀10的控制机构C。

控制机构C至少由CPU、存储部、各种驱动电路等硬件构成，并且根据存储在所述存储部的程序所述CPU或其他部件协同工作，由此发挥多种功能。

并且，本实施例中如图3所示，通过所编写的程序至少可以发挥作为压力控制部C1、膨胀阀控制部C2、电磁阀控制部C3、关系存储部C4、制冷剂理想温度计算部C5、制冷剂适当填充量判断部C6的功能。

以下，对上述各部分进行说明。

所述压力控制部C1控制所述压缩机1的排出量，以使所述蒸发器4的制冷剂蒸发压力达到存储在所述存储部的一定值。

所述膨胀阀控制部C2控制所述膨胀阀3，以使当蒸发压力设定为所述一定值时，蒸发器4排出口的制冷剂过热度SH达到正值。

所述电磁阀控制部C3控制设在所述旁路管L3上的所述电磁阀10的开闭。

所述关系存储部C4存储有在最适制冷剂填充量下从压缩机1排出的制冷剂排出压力决定的饱和温度和冷凝器排出口的制冷剂温度的关系。具体来讲，当制冷剂达到最适填充量时，由从压缩机1排出的制冷剂排出压力决定的制冷剂饱和温度和冷凝器2排出口的制冷剂温度之间的关系如图4中的测定数据例所示，大致呈线性关系。在此，该线性关系中斜率a和截距b在每个空调机中为固定的值，并且a大于1。

所述制冷剂理想温度计算部C5参照所述关系存储部C4，根据从压缩机1排出的制冷剂的测定压力来计算制冷剂达到最适填充量时的冷凝器2排出口的制冷剂温度，即制冷剂理想温度。

制冷剂适当填充量判断部C6判断在冷凝器2排出口测定的制冷剂测定温度是否在所述制冷剂理想温度以下，并且输出其判断结果。

以下，参照图5的流程图说明填充制冷剂时的控制动作。

开始制冷运行，并以一定转速旋转设置在所述冷凝器2的所述风扇21(步骤S1)。

所述膨胀阀控制部C2控制所述膨胀阀3，以使在存储于所述存储部的低压值下从所述蒸发器4排出的制冷剂的过热度达到正值，即气态制冷剂达到过热状态(步骤S2)。

所述压力控制部C1控制所述压缩机1的制冷剂排出量，以使所述蒸发器4中的制冷剂蒸发压力达到并维持存储在所述存储部的低压(步骤S3)。

当维持一定的低压而使所述蒸发器4排出口的制冷剂过热度达到正值时，显示部(未图示)显示可以开始填充制冷剂的信息，作业人员开始填充制冷剂(步骤S4)。

开始制冷剂填充的同时，所述电磁阀控制部C3通过控制所述电磁阀10而开放所述旁路管L3，以使从所述压缩机1排出的高温过热气态制冷剂流向低压管L2(步骤S5)。此时，如图2所示，由于所述旁路管L3的连接端PL3与所述制冷剂填充端PL4对置，因此根据过热气态制冷剂的动压来控制填充的制冷剂流入量。并且，根据过热气态制冷剂的热量而减轻填充的制冷剂的潮湿状态。

维持吸入到压缩机1的气态制冷剂的过热状态的同时(步骤S6)，所述制冷剂适当填充量判断部C6判断所述冷凝器2排出口的温度是否在所述制冷剂理想温度以下(步骤S7)。

对步骤S7详细说明如下。所述制冷剂理想温度计算部C5参照所述关系存储部C4，根据所述压力传感器7检测的所述压缩机1的排出压力来计算制冷剂达到最适填充量时的冷凝器2排出口的制冷剂理想温度。所述制冷剂适当填充量判断部C6判断所述温度传感器8检测的冷凝器2排出口的制冷剂温度是否在所述理想温度以下。

当所述制冷剂适当填充量判断部C6判断为冷凝器2排出口的制冷剂温度大于所述理想温度时，返回到步骤S5，而当判断为冷凝器2排出口的制冷剂温度在理想温度以下时，停止所述压缩机1的运行(步骤S8)。

并且，显示部(未图示)显示完成制冷剂填充的信息(步骤S9)，作业人员关闭所述制冷剂钢瓶S的填充阀(未图示)(步骤S10)。

如此，根据本实施例，由制冷剂适当填充量判断部C6判断冷凝器2排出口的制冷剂温度是否在制冷剂达到最适填充量时的理想温度以下，该理想温度是根据从压缩机1排出的制冷剂压力来求出的，据此可以填充最适制冷剂量。具体来讲，即使高压发生变化，由于制冷剂理想温度计算部C5重新计算出填充了最适制冷剂量时的制冷剂理想温度，由此防止制冷剂填充量产生误差，从而能够填充最适制冷剂量。

并且，除了以一定转速旋转风扇21之外，无需控制高压而使其维持一定值，因此可以省去等待高压变稳定的时间，从而可以大幅缩短制冷剂填充作业的作业时间。

并且，填充制冷剂时通过开放旁路管L3，使高温过热气态制冷剂从压缩机1流向低压管L2，从而可以减轻填充的制冷剂的潮湿状态。并且，由于旁路管L3的连接端PL3与制冷剂填充端PL4在低压管L2上相对置地布置，因此可以直接加热填充的制冷剂，由此可有效地进行除湿。

并且，由于连接端PL3与制冷剂填充端PL4相互对置，因此可以根据从旁路管L3流入的气态制冷剂的动压来限制填充的制冷剂的流量。因此，当制冷剂钢瓶S因某种原因变暖而引起填充的制冷剂流速上升时，也可以防止潮湿的制冷剂流入到压缩机1。

并且，本发明不限定于上述的实施例。附图中表示的部件中与上述实施例相同的部件采用相同的符号。

例如，如图6所示，空调机100中也可以在连接制冷剂填充端PL4与制冷剂钢瓶S的制冷剂填充管L4上连接所述旁路管L3。该制冷剂填充管L4上设有连接部L41，而在该连接部L41上连接所述旁路管L3。根据该连接部L41而使填充的制冷剂因从压缩机1排出的过热气态制冷剂而变暖，由此可以防止潮湿的制冷剂流入到压缩机1。

并且，如图7所示，可以由机油补偿管OL兼作用于分流热气体的旁路管L3，并使制冷剂填充端(未图示)与该机油补偿管OL的连接端(未图示)对置。

并且，也可以在低压管的储液器上游侧单另设置连接端和制冷剂填充端。所述实施例中，虽然制冷剂填充作业的开始和终止由作业人员控制，但是也可以从由作业人员执行向制冷剂填充端连接制冷剂钢瓶的作业后，基于控制机构的信号来自动完成制冷剂填充作业的开始和终止。

也可以使用作为外部装置的制冷剂填充系统，该制冷剂填充系统从空调机获取制冷剂压力或温度而控制空调机使其达到最适填充量，从而填充最适量的制冷剂。

空调机可以为安装施工时利用配管连接室外机和室内机的分体式空调机。若空调机的压缩机中至少一个为变排量压缩机，则可以并列布置压缩机。

此外，本发明在不脱离其要旨范围内可以进行各种变形。

Claims (6)

1.一种空调机，其具有变排量压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，并且形成有制冷剂以上述顺序循环的制冷剂循环回路，其特征在于包括：

控制所述压缩机排出量的压力控制部，以使所述蒸发器中的制冷剂的蒸发压力达到预定的一定值；

控制所述膨胀阀的膨胀阀控制部，以使当所述蒸发压力设定为所述一定值时，所述蒸发器排出口的制冷剂的过热度达到正值；

关系存储部，其存储有由从所述压缩机排出的制冷剂排出压力决定的所述制冷剂的饱和温度和所述冷凝器排出口的制冷剂温度在最适制冷剂填充量下的关系；

制冷剂理想温度计算部，其参照所述关系存储部，根据从所述压缩机排出的制冷剂的测定压力来计算制冷剂达到最适填充量时的所述冷凝器排出口的制冷剂温度，即制冷剂理想温度；

制冷剂适当填充量判断部，其判断在所述冷凝器排出口测定的制冷剂测定温度是否在所述制冷剂理想温度以下，并且输出其判断结果。

2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于还包括：

制冷剂填充端，以用于从制冷剂源向所述制冷剂循环回路填充制冷剂；

湿气检测机构，以用于检测吸入到所述压缩机的制冷剂湿气；

旁路管，其用于可开闭地旁路掉高压管和低压管，该高压管连接所述压缩机及所述冷凝器，该低压管连接所述蒸发器及所述压缩机；

旁路管开闭控制部，当根据所述湿气检测机构在制冷剂填充管填充制冷剂的途中检测出制冷剂的湿气时，用于开放所述旁路管。

3.根据权利要求2所述的空调机，其特征在于所述制冷剂填充端开口于低压管，同时相对所述低压管所述旁路管的开口部位于与所述制冷剂填充端对置的位置。

4.根据权利要求2所述的空调机，其特征在于所述制冷剂填充端开口于低压管，同时制冷剂填充管将单另布置的制冷剂源连接于所述制冷剂填充端上，并且所述制冷剂填充管上连接有所述旁路管。

5.一种用于空调机的制冷剂填充系统，所述空调机具有变排量压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，并且形成有制冷剂以上述顺序循环的制冷剂循环回路，其特征在于包括：

控制所述压缩机排出量的压力控制部，以使所述蒸发器中的制冷剂的蒸发压力达到预定的一定值；

控制所述膨胀阀的膨胀阀控制部，以使当所述蒸发压力设定为所述一定值时，所述蒸发器排出口的制冷剂的过热度达到正值；

关系存储部，其存储有由从所述压缩机排出的制冷剂排出压力决定的所述制冷剂的饱和温度和所述冷凝器排出口的制冷剂温度在最适制冷剂填充量下的关系；

制冷剂理想温度计算部，其参照所述关系存储部，根据从所述压缩机排出的制冷剂的测定压力来计算制冷剂达到最适填充量时的所述冷凝器排出口的制冷剂温度，即制冷剂理想温度；

制冷剂适当填充量判断部，其判断在所述冷凝器排出口测定的制冷剂测定温度是否在所述制冷剂理想温度以下，并且输出其判断结果。

6.一种用于空调机的制冷剂填充方法，所述空调机具有变排量压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，并且形成有制冷剂以上述顺序循环的制冷剂循环回路，其特征在于包括步骤：

控制所述压缩机排出量的压力控制步骤，以使从所述蒸发器排出的制冷剂的蒸发压力达到预定的一定值；

控制所述膨胀阀的膨胀阀控制步骤，以使当所述蒸发压力设定为所述一定值时，所述蒸发器排出口的制冷剂的过热度达到正值；

制冷剂理想温度计算步骤，存储由从所述压缩机排出的制冷剂排出压力决定的所述制冷剂的饱和温度和所述冷凝器排出口的制冷剂温度在最适制冷剂填充量下的关系，并且基于所述存储的关系根据从所述压缩机排出的制冷剂的测定压力来计算制冷剂达到最适填充量时的所述冷凝器排出口的制冷剂温度，即制冷剂理想温度；

制冷剂适当填充量判断步骤，判断在所述冷凝器排出口测定的制冷剂测定温度是否在所述制冷剂理想温度以下，并且输出其判断结果。

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