CN101476791A - 空调系统 - Google Patents

Abstract

在空调系统中，彼此执行不同任务的第一膨胀设备和第二膨胀设备以适用于各任务的不同控制方法来控制，由此改善了系统的性能和稳定性。另外，用于第一膨胀设备的控制方法根据空调系统的操作状态而不同，由此改善了系统的稳定性。另外，通过根据制冷剂的过热度来区分用于调节中间压力的用于第一膨胀设备的控制方法，能够根据空调系统的状态更加迅速精确地调节中间压力，由此改善了系统的稳定性和性能。另外，通过进行控制逐渐地打开第一膨胀设备，从而开度的变化可以根据第一膨胀设备的打开时间而变化，由此改善了系统的稳定性并且实现了用于第一膨胀设备的控制方法的更可靠的切换。

Description

空调系统

技术领域

本发明涉及一种空调系统，并且更具体地涉及一种能够改善系统的性能和稳定性的空调系统。

背景技术

一般来说，空调系统为用于通过对制冷剂进行压缩、冷凝、膨胀和蒸发来对室内空间进行制冷或加热的设备。

空调系统分成包括室外机和与室外机连接的室内机的常规空调和包括室外机和多个与室外机连接的室内机的多联空调。而且，空调系统分成通过仅沿一个方向驱动制冷剂循环来只给室内空间提供冷却空气的制冷空调和通过选择性地并双向地驱动制冷剂循环来给室内空间提供冷或热空气的冷热空调。

空调系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。从压缩机排出的制冷剂在冷凝器中冷凝，然后在膨胀阀中膨胀。膨胀后的制冷剂在蒸发器中蒸发，然后被吸入到压缩机中。在制冷操作或加热操作中，气态制冷剂注入到压缩机中，因此改善了性能。

但是，根据现有技术的空调系统存在的问题在于，系统会变得不稳定，并且如果没有受到正确控制则容易出现压缩机损坏等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空调系统，它能够改善该系统的性能和稳定性。

本发明提供了一种空调系统，包括：冷凝器，其用于冷凝制冷剂；第一膨胀设备，其用于节流通过所述冷凝器的制冷剂；第二膨胀设备，其用于节流通过所述第一膨胀设备的制冷剂；蒸发器，其用于蒸发通过所述第二膨胀设备的制冷剂；压缩机，其用于压缩通过所述蒸发器的制冷剂以及在所述第一膨胀设备和所述第二膨胀设备之间分流之后注入的制冷剂；以及控制单元，其用于检测至少一个操作参数的值并且基于与所检测出的操作参数的值对应的存储设定值确定所述第一膨胀设备的目标开度。

在本发明中，压缩机包括：第一压缩部，其用于压缩通过所述蒸发器的制冷剂；以及第二压缩部，其用于压缩通过所述第一压缩部的制冷剂以及在所述第一膨胀设备和所述第二膨胀设备之间分流之后注入的制冷剂。

在本发明中，控制单元实时地测量制冷剂的过热度，并且基于测量出的过热度改变所述第二膨胀设备的开度，直到测量出的过热度达到预设的过热度。

在本发明中，所述至少一个操作参数为多个操作参数，并且所述多个操作参数独立地改变所述第一膨胀设备的目标开度。

在本发明中，所述控制单元进行控制，使得开度的变化根据所述第一膨胀设备的打开时间而变化，直到所述第一膨胀设备的开度达到目标开度。

在本发明中，所述控制单元执行改变所述第一膨胀设备的开度直到所述第一膨胀设备的开度达到目标开度的改变过程和维持改变后的开度的维持过程。

在本发明中，在至少一些改变过程中，开度的变化被控制成根据打开时间而变化，并且在所述维持过程中，开度维持时间被控制成根据开度变化而变化。

在本发明中，所述控制单元实时地存储所述第一膨胀设备的当前开度，并且如果至少一个操作参数的值落在预设正常操作范围之外，则所述控制单元以用于改变打开量的安全控制方法基于所存储的当前开度控制所述第一膨胀设备。

在本发明中，在所述安全控制方法中，基于所述操作参数的值确定校正开度，并且通过将所述校正开度与所存储的当前开度相结合来控制所述第一膨胀设备的打开量。

在本发明中，如果制冷剂的过热度落在目标过热度的预设范围内，则所述控制单元对所述第一膨胀设备的打开量进行模糊控制。

为了实现本发明的空调系统的上述目的，彼此执行不同任务的第一膨胀设备和第二膨胀设备以适用于各任务的不同控制方法来控制，由此改善了系统的性能和稳定性。

另外，在本发明中，用于第一膨胀设备的控制方法根据空调系统的操作状态而不同，由此改善了系统的稳定性。

另外，在本发明中，通过根据制冷剂的过热度来区分用于调节中间压力的用于第一膨胀设备的控制方法，能够根据空调系统的状态更加迅速精确地调节中间压力，由此改善了系统的稳定性和性能。

另外，在本发明中，通过进行控制逐渐地打开第一膨胀设备，从而开度的变化可以根据第一膨胀设备的打开时间而变化，由此改善了系统的稳定性并且实现了用于第一膨胀设备的控制方法的更可靠的切换。

附图说明

包括用来进一步理解本发明并且结合在本申请中并构成其一部分的附图显示出本发明的实施方式，并且与说明书一起用来说明本发明的原理。在这些附图中：

图1的视图显示出根据本发明第一实施方式的空调的结构；

图2为框图，显示出空调的控制流程；

图3显示出在空调的加热操作中的制冷剂流动；

图4显示出在空调的制冷操作中的制冷剂流动；

图5为顺序图，显示出控制如图1所示的空调的第一和第二膨胀阀的方法；

图6为顺序图，显示出在根据本发明第一实施方式的空调处于加热操作模式下时用于第一膨胀阀的控制方法；

图7为顺序图，显示出在根据本发明第四实施方式的空调处于加热操作模式下时用于第一膨胀阀的控制方法；

图8为顺序图，显示出在根据本发明第五实施方式的空调处于加热操作模式下时用于第一膨胀阀的控制方法；

图9为顺序图，显示出在根据本发明第六实施方式的空调处于加热操作模式下时用于第一膨胀阀的控制方法；

图10的图表示出根据本发明第六实施方式的开度随第一膨胀阀的打开时间的变化；

图11为顺序图，显示出在根据本发明第七实施方式的空调处于制冷操作模式中时用于第一膨胀阀的第一控制方法；以及

图12的图表示出根据本发明第七实施方式的开度随第一膨胀阀的打开时间的变化。

具体实施方式

空调系统包括只是用于进行制冷操作的普通住宅制冷空调、只是用于进行加热操作的加热空调、用于进行制冷和加热操作的热泵式空调以及用于制冷和加热多个室内空间的多联空调。下面，将对作为空调系统的一个示例的热泵式空调(下面称为“空调”)进行详细说明。

下面将参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1的视图显示出根据本发明第一实施方式的空调100的结构。图2为框图，显示出空调100的控制流程。

参照图1和2，空调100包括压缩机110、室内热交换器120、室外热交换器130、第一膨胀阀141、第二膨胀阀142、分相器150和四通阀160。室内热交换器120在制冷操作中用作蒸发器并且在加热操作中用作冷凝器。压缩机110将所导入的低温低压制冷剂压缩成高温高压制冷剂。压缩机110包括第一压缩部111和第二压缩部112。第一压缩部111压缩从蒸发器导入的制冷剂，而第二压缩部112混合与压缩来自第一压缩部111的制冷剂以及通过在蒸发器和冷凝器之间分流而注入的制冷剂。但是，本发明不限于此，并且压缩机110可以具有多于三层的多层结构。

四通阀160为用于在制冷和加热时切换制冷剂流动的流动路径切换阀，并且在制冷时将在压缩机110中压缩的制冷剂引导到室外热交换器130，而在加热时将在压缩机110中压缩的制冷剂引导到室内热交换器120。四通阀160和压缩机110通过第一连接管171连接。压缩机出口温度传感器181和排出压力传感器182设置在第一连接管171上以便测量出从压缩机110排出的制冷剂的排出温度和压力。室内热交换器120设置在房间内，并且通过第二连接管172与四通阀160连接。

分相器150将所导入的制冷剂分成气态制冷剂和液态制冷剂，将液态制冷剂送给蒸发器、并将气态制冷剂送给第二压缩部112。分相器150的第一连接部151和室内热交换器120通过第三连接管173连接。第一连接部151在制冷操作中用作液态制冷剂排出管，而在加热操作中用作制冷剂入口管。

第一膨胀阀141设置在第三连接管173上，并在制冷操作中用作节流从分相器150导入的液态制冷剂的第二膨胀设备，而在加热操作中用作节流从室内热交换器120导入的液态制冷剂的第一膨胀设备。

室外热交换器130设置在室外，并且通过第四连接管174与分相器150的第二连接部152连接。第二连接管152在制冷操作中用作制冷剂入口管，而在加热操作中用作液态制冷剂排出管。

第二膨胀阀142设置在第四连接管174上，并且在制冷操作中用作节流从热交换器130导入的液态制冷剂的第一膨胀设备，并且在加热操作中用作节流从分相器150导入的液态制冷剂的第二膨胀设备。

室外热交换器130通过第五连接管175与四通阀160连接。还有，四通阀160和压缩机110的入口管通过第六连接管176连接。用于测量压缩机110的入口侧温度的压缩机入口温度传感器184设置在第六连接管176上。

第二压缩部112通过注入管180与分相器150的第三连接部153连接。第三连接管153在制冷和加热操作中用作气态制冷剂排出管。注入阀143设置在注入管180上。注入阀143控制从分相器150注入到第二压缩部112的制冷剂的量和压力。在注入管180接通时，分相器150中的气态制冷剂通过注入管180导入到第二压缩部112中。用于测量所注入的制冷剂温度的注入温度传感器183设置在注入管180上。

第一和第二膨胀阀141和142以及注入阀143的开度由用于控制空调操作的控制单元200控制。

图3显示出在空调的加热操作中的制冷剂流动。

参照图3，从压缩机110排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀160导入到室内热交换器120中。在室内热交换器120中，气态制冷剂通过与室内空气的热交换而冷凝。冷凝的制冷剂在第一膨胀阀141中节流，然后导入到分相器150中。由分相器150分离出的液态制冷剂再次在第二膨胀阀142中节流，然后导入到室外热交换器130中。在室外热交换器130中的制冷剂通过与环境空气进行热交换而蒸发，并且将蒸发后的制冷剂导入到第一压缩部111中。

如果在加热操作期间要求执行气体注入，则控制单元200将注入阀143打开。随着注入阀143的打开，通过注入管180将从分相器150分离出的气态制冷剂注入到第二压缩部112中。在第二压缩部112中，注入的制冷剂和来自第一压缩部111的制冷剂混合然后被压缩。在第二压缩部112中压缩的制冷剂再次循环到四通阀160。

图4显示出在空调的制冷操作中的制冷剂流动。

参照图4，从压缩机110排出的高温高压气态制冷剂通过四通阀160导入到室外热交换器130中。在室外热交换器130中，气态制冷剂通过与室外气体进行热交换而冷凝。在第二膨胀阀142中节流冷凝的制冷剂，然后导入到分相器150中。由分相器150分离出的液态制冷剂在第一膨胀阀141中被再次节流，然后导入到室内热交换器120中。在室内热交换器120中的制冷剂通过与环境空气进行热交换而蒸发，然后将蒸发后的制冷剂导入到第一压缩部111中。

如果在制冷操作期间没有注入气体的要求，则控制单元200将注入阀143关闭，因此防止来自分相器150的气态制冷剂注入到第二压缩部112中。但是，本发明不限于此，并且在制冷操作中，来自分相器150的气态制冷剂也可以注入到第二压缩部112中。

图5为顺序图，显示出控制如图1所示的空调的第一和第二膨胀阀的方法。

下面将参照图5对控制根据本发明第一实施方式的空调的方法进行说明。

如果用户驱动空调100以便冷却和加热室内空间，则控制单元200检测驱动指令。

在检测到驱动指令时，控制单元200初始化第一和第二膨胀阀141和142以及注入阀143(S1)。

也就是说，控制单元200将第一和第二膨胀阀141和142完全打开，并且关闭注入阀143。通过关闭注入阀143，可以防止液态制冷剂在驱动初始阶段导入到压缩机110中。

一旦完成了第一和第二膨胀阀和注入阀143的初始化，则控制单元200调节过热度，使得空调100的制冷剂可以达到预设的目标过热度。另外，调节制冷剂使之达到预设的中间压力。

在此，过热度为在吸入到压缩机110中的制冷剂的温度和相对于蒸发器的蒸发压力的饱和温度之间的差。可以通过安装在蒸发器中的传感器和安装在压缩机的入口侧处的压缩机入口温度传感器184来测量过热度。作为安装在蒸发器中的传感器，在加热时采用安装在室外热交换器130中的室外热交换器传感器186，而在加热时使用安装在室内热交换器120中的室内热交换传感器185。

中间压力为在分相器150中的压力。通过将中间压力调节为达到预设的中间压力，可以降低压缩机110所需的工作，因此提高了效率。可以通过调节从冷凝器提供给分相器150的制冷剂量来调节中间压力。可以从通过安装在注入管180中的注入温度传感器183测量出的温度来计算出中间压力。

控制单元200调节设在分相器150和蒸发器之间的阀的打开量以便调节过热度。还有，控制单元200调节设在冷凝器和分相器150之间的阀的打开量以便调节中间压力。

控制单元200以不同的控制方法控制用于调节制冷剂的中间压力的阀和用于调节制冷剂的过热度的阀。换句话说，控制单元200以第一控制方法控制阀的开度以便调节中间压力，并且以与第一控制方法不同的第二控制方法控制阀的打开量以便调节制冷剂的过热度等。

参照图5，控制单元200检查空调100处于加热操作模式或处于制冷操作模式，并且在第一和第二方法之间选择控制第一膨胀阀141和第二膨胀阀142的方法(S2)。

首先，下面将对在空调100处于加热操作模式中时控制第一和第二膨胀阀141和142的方法进行说明。

如果空调100处于加热操作模式中，则控制单元200以第一控制方法控制第一膨胀阀141，并且以第二控制方法控制第二膨胀阀142(S3)。

如果空调100处于加热操作模式，则第一膨胀阀141节流在室内热交换器120中冷凝之后导入到分相器150中的制冷剂。这时，可以通过调节第一膨胀阀141的打开量来使得在分相器150中的压力达到预设的中间压力。因此，控制单元200以第一控制方法控制第一膨胀阀141。

另外，第二膨胀阀142节流来自分相器150并且导入到室外热交换器130中的制冷剂。可以通过调节第二膨胀阀142的打开量来调节制冷剂的过热度。因此，控制单元200以第二控制方法控制第二膨胀阀142。

图6为顺序图，显示出在如图1所示的空调处于加热操作模式中时用于第一膨胀阀的第一控制方法。

参照图6，在第一控制方法(S10)中，在第一膨胀阀141的初始化完成时(S1)，检测至少一个操作参数的值(S11)，并且计算出与所检测到的操作参数的值对应的存储设定值(S12)。根据该设定值来确定阀的目标开度(S13)。第一膨胀阀141的目标开度根据该设定值确定。操作参数可包括制冷剂注入到第二压缩部112中的气体注入的操作性、压缩机110的频率、空调100的室内温度、室外温度、室内和室外温度之间的差、压缩机110的排出压力、压缩机110的排出温度等。预先设定用于操作参数的设定值并且按照表格的格式存储在控制单元200中。可以根据气体注入的操作性来不同地设定用于压缩机110的频率的设定值。

操作参数的设定值独立地改变目标开度。获得目标开度的后续方法如下：

目标开度＝F(A1，A2，A3，A4，A5，...)

其中A1～A5为操作参数的值。F(A1，A2，A3，A4，A5，...)可以由下面的公式表示。

在一个示例中，可以通过将与操作参数值对应的设定值彼此相乘来获得目标开度，并且可以采用下面的公式：

F(A1，A2，A3，A4，A5，...)＝C＊f(A1)＊f(A2)＊f(A3)＊f(A4)＊f(A5)＊...，

其中C为比例常数，并且f(A1)，f(A2)...为用于A1，A2...的设定值。

由于这些操作参数独立地改变第一膨胀阀141的目标开度，所以容易获得用于每个操作参数的设定值，并且容易进行控制。

如上所述，一旦确定了第一膨胀阀141的开度，则控制单元200增大或减小打开量，直到第一膨胀阀141的开度达到目标开度(S14)。

因此，制冷剂的中间压力可以更迅速地达到预设中间压力。

同时，第二控制方法为测量制冷剂的过热度直到制冷剂的过热度达到目标过热度、并且根据所测量的过热度来控制阀打开量的方法。可以通过安装在室外热交换器130——其在加热操作中用作蒸发器——中的室外热交换器传感器186和压缩机室内温度传感器184来测量制冷剂的过热度。基于测量出的过热度和预设的目标过热度之间的差别以及该差别的变化在控制单元200中存储有模糊表，并且从该模糊表确定第二膨胀阀142的打开量。

如上所述，第二膨胀阀142的打开量基于实时测量出的过热度连续地改变，因此可以根据空调100的操作状态更精确地调节制冷剂的过热度。

另一方面，下面将对在空调100处于制冷操作模式中时控制第一和第二膨胀阀141和142的方法进行说明。

如果空调100处于制冷操作模式中，则控制单元200以第二控制方法控制第一膨胀阀141以便调节过热度，并且以第一控制方法控制第二膨胀阀142以便调节中间压力(S4)。

如果空调100处于制冷操作模式，则第一膨胀阀141节流来自分相器150并且导入到室内热交换器120中的制冷剂。因此，可以通过调节第一膨胀阀141的打开量来调节制冷剂的过热度。因此，控制单元200以第二控制方法控制第一膨胀阀141。

当以第二控制方法控制第一膨胀阀141时，第一膨胀阀141的打开量基于实时测量出的过热度连续地改变。因此，能够更加精确地调节制冷剂的过热度。

另外，第二膨胀阀142节流在室外热交换器130中冷凝之后导入到分相器150中的制冷剂。因此，可以通过调节第二膨胀阀142的打开量来使得分相器150中的压力达到预设中间压力。因此，控制单元200以第一控制方法S10控制第二膨胀阀142。

当以第一控制方法(S10)控制第二膨胀阀142时，基于与检测到的操作参数值对应的存储设定值来设定第二膨胀阀142的目标开度。第二膨胀阀142的打开量一次性地减小或增大，直到第二膨胀阀142的开度达到目标开度。因此，能够更加迅速地调节制冷剂的中间压力。

在本发明中，如果空调100处于加热操作模式，则以第一控制方法S10控制第一膨胀阀141，同时，如果空调100处于制冷操作模式，则以第二控制方法控制第一膨胀阀141。相反，如果空调100处于加热操作模式，则以第二控制方法控制第二膨胀阀142，同时，如果空调100处于制冷操作模式，则以第一控制方法S10控制第二膨胀阀142。因此，第一和第二膨胀阀141和142的任务根据空调100的制冷和加热操作模式而不同，且因此控制方法变得不同，由此改善了系统的性能和稳定性。

同时，不管制冷和加热操作模式，都检查是否要求执行气体注入(S5)。

如果存在执行气体注入的要求，则控制单元200打开注入阀143。另一方面，如果不存在执行气体注入的要求，则控制单元200关闭注入阀143(S7)。

可选的，在与第一实施方式不同的第二实施方式中，可以通过以下公式获得目标开度。下面的说明集中于这些与前述实施方式之间的差异。

目标开度＝F(A1，A2，A3，A4，A5，...)

其中A1～A5为操作参数的值。F(A1，A2，A3，A4，A5，...)可以由下面的公式表示。

F(A1，A2，A3，A4，A5，...)＝C1＊f(A1-A1_s)+C2＊(A2-A2_s)+C3＊(A.-A3_s)+...，

其中C1、C2...为比例常数，并且A1_s，A2_s...为用于A1，A2...的参考值，C1＊(A1-A1_s)为用于A1的设定值。

换句话说，可以通过将设定值彼此相加来获得目标开度。在上面的公式中，通过线性地组合设定值来获得目标开度，因此通过每个设定值使得对第一膨胀设备的控制更加容易。

可选的，在与前述实施方式不同的第三实施方式中，可以通过下面的公式来获得目标开度。这里，将对与前述实施方式的差异进行说明。

目标开度＝F(A1，A2，A3，A4，A5，...)

其中A1～A5为操作参数数值。F(A1，A2，A3，A4，A5，...)可以由下面的公式表示。

F(A1，A2，A3，A4，A5，...)＝C1＊f1(A1)+C2＊f2(A2)+C3＊f3(A3)+...，

其中C1、C2...为比例常数。

在上述的公式中，可以通过采用各个常数(f1，f2，f3...)来表示操作参数值的实际特性，因此改善了控制精确度。

下面将对根据本发明第四实施方式的空调的第一和第二膨胀阀的控制方法进行说明。下面的说明集中于与第一实施方式的差别。与第一实施方式相同的附图标记表示相同的构件。

与第一实施方式的差别在于控制单元200根据空调的操作状态以不同的控制方法控制第一膨胀设备。也就是说，控制单元200选择第一控制方法S20和安全控制方法S30中的任一个并控制第一膨胀设备。

如果空调处于加热操作中，则第一膨胀阀141用作调节中间压力的第一膨胀设备，并且第二膨胀阀142用作调节过热度的第二膨胀设备。

图7为顺序图，显示出在根据本发明的第四实施方式的空调处于加热操作模式中时用于第一膨胀阀的控制方法。

参照图7，在第一膨胀阀141的初始化完成时(S1)，控制单元200调节第一膨胀阀141的打开量以便调节中间压力。这时，控制单元200根据空调100的操作状态选择第一控制方法S20和安全控制方法S30中的任一个并控制第一膨胀阀141。也就是说，控制单元200判断空调100是否处于正常操作状态，并且根据结果切换用于第一膨胀阀141的控制方法。如果操作参数的值处于预设的正常操作范围内，则控制单元200判断空调处于正常操作状态中，并且以第一控制方法S20控制第一膨胀阀141。否则，如果操作参数的值落在预设的正常操作范围之外，则用于第一膨胀阀141的控制方法切换到与第一控制方法S20不同的安全控制方法S30。

控制单元200检测操作参数——例如从压缩机110排出的制冷剂的排出温度以及通过在加热操作中用作冷凝器的室内热交换器120的制冷剂的温度。如果操作参数的检测值落在预设的正常范围之外，则控制单元200判断可能存在例如液体压缩的问题，因此控制单元200切换到能够防止液体压缩等的安全控制方法S30。

首先，如果操作参数的值落在预设的正常操作范围内，则判断空调100处于正常操作状态中，并且执行第一控制方法S20。

在第一控制方法S20中，检测操作参数的值(S21)，并且计算出与操作参数的检测值对应的存储设定值(S22)。根据该设定值，确定第一膨胀阀的目标开度(S23)。一旦确定出目标开度，则一次性地增大或减小打开量，从而第一膨胀阀141的开度可以达到目标开度(S24)。因此，制冷剂的中间压力可以更加迅速地达到预设的中间压力。

控制单元200在第一控制方法S20的执行期间存储第一膨胀阀141的当前开度(S25)。当从第一控制方法S20切换到安全控制方法S30时，使用在第一控制方法S20中所存储的当前开度。

在第一控制方法S20的执行期间，控制单元20检测操作参数——例如从压缩机110排出的制冷剂的排出温度和通过室内热交换器120的制冷剂的温度——是否落在预设的正常操作范围之外(S26)。如果操作参数——例如从压缩机110排出的制冷剂的排出温度和通过室内热交换器120的制冷剂的温度——落在预设的操作范围之外，则控制单元200从第一控制方法S20切换到安全控制方法S30。

控制单元200测量压缩机110的制冷剂排出温度以便获得从压缩机110排出的制冷剂的排出温度并防止液体压缩。如果测量出的制冷剂排出温度落在预设的正常操作范围之外并且低于预设温度，则控制单元200从第一控制方法S20切换到安全控制方法S30。正常操作范围根据空调的操作条件等预设并存储在控制单元200中。

在第一控制方法S20切换到安全控制方法S30时，在第一控制方法S20的执行期间所存储的当前开度与在安全控制方法S30中的校正开度相结合(S32)。可以根据制冷剂排出温度来确定校正开度(S31)。根据当前开度和校正开度的结合值来控制第一膨胀阀141的打开量(S33)。也就是说，可以通过将校正开度加上当前开度来增大第一膨胀阀141的打开量，或者可以通过从当前的开度中减去校正开度来减小第一膨胀阀141的打开量。

在安全控制方法S30的执行期间，实时存储第一膨胀阀141的当前开度(S34)。因此，在安全控制方法S30的执行期间，在安全控制方法S30的执行期间存储的当前开度与校正开度相结合。

安全控制方法S30为从所存储的当前开度起打开或关闭一个校正开度的方法。也就是说，通过校正开度来逐渐减小第一膨胀阀141的开度、直到压缩机110的制冷剂排出温度高于预设温度。随着第一膨胀阀141的开度减小，制冷剂的量减小，因此可以确保压缩机110的制冷剂排出温度。因此，可以防止压缩机110中的液体压缩。

同时，如果在安全控制方法S30的执行期间压缩机110的制冷剂排出温度返回到正常操作范围，则控制单元200从安全控制方法S30切换到第一控制方法S20以控制第一膨胀阀141的打开量。

如果压缩机110的制冷剂排出温度落在预设正常操作范围内，则控制单元200测量来自室内热交换器120的制冷剂的温度。如果通过室内热交换器120的制冷剂的温度落在预设正常操作范围之外并且低于预设温度，则控制单元200从第一控制方法S20切换到安全控制方法S30。在从第一控制方法S20切换到安全控制方法S30时，在安全控制方法S30中，根据通过室内热交换器120的制冷剂的温度来确定校正开度，并且将校正开度与当前开度相结合。然后，根据其结合值来控制第一膨胀阀141的打开量。之后，实时地存储在安全控制方法S30执行期间的第一膨胀阀141的当前开度，并且将校正开度与在安全控制方法S30执行期间所存储的当前开度相结合。通过校正开度逐渐地增大第一膨胀阀141的开度、直到通过室内热交换器120的制冷剂的温度高于预设温度。通过增大第一膨胀阀141的开度，可以提高室内热交换器120的出口侧的温度。

如果通过室内热交换器的制冷剂的温度返回到高于预设温度的温度，则控制单元200从安全控制方法S30切换到第一控制方法S20以控制第一膨胀阀141的打开量。

另外，如果通过室内热交换器120的制冷剂的温度落在预设的正常操作范围内，则测量压缩机110的排出温度以防止压缩机110的排出温度过分增大。如果压缩机110的排出温度落在正常操作范围之外并且超过预设温度，则控制单元200从第一控制方法S20切换到安全控制方法S30。在安全控制方法S30中，将校正开度与在第一控制方法S20的执行期间所存储的第一膨胀阀141的开度相结合，以控制第一膨胀阀141的打开量。之后，实时存储在安全控制方法S30的执行期间的第一膨胀阀141的当前开度，并且将校正开度与在安全控制方法S30的执行期间所存储的开度相结合。第一膨胀阀141的开度通过校正开度而逐渐增大，直到压缩机110的排出温度低于预设温度。通过增大第一膨胀阀141的开度，可以防止压缩机110的排出温度增大。因此，可以防止压缩机110的损坏。

如果压缩机110的制冷剂排出温度下降至低于预设温度，则控制单元200从安全控制方法S30切换到第一控制方法S20以控制第一膨胀阀141的打开量。

在第一控制方法S20中，与第一膨胀阀141的当前开度无关地设定目标开度，并且一次性地达到目标开度。因此，如果空调处于正常操作状态中，则与以第二控制方法S30控制第一膨胀阀141相比，能够进行更迅速的控制。

另一方面，在安全控制方法S30中，逐渐减小或逐渐增大第一膨胀阀141的开度。因此，如果空调100不处于正常操作状态，则根据操作状态更加精确地控制第一膨胀阀141的打开量，由此使得更容易返回到正常操作状态。

同时，控制单元200如此控制第二膨胀阀142的打开量，使得过热度能够达到预设的目标过热度。控制单元200能够通过校正目标过热度来控制第二膨胀阀142的打开量，以便在第二膨胀阀142的初始化之后确保压缩机110的排出温度。也就是说，在第二膨胀阀142的初始化之后，如果压缩机110的排出温度低于预设温度，则控制单元200可以通过将预设的目标过热度校正一个预定值来设定一个新的目标过热度，并且因此能够控制第二膨胀阀142的打开量。因此，在第二膨胀阀142的初始化之后，可以确保压缩机110的排出温度。

之后，如果压缩机110的排出温度高于预设温度，则控制单元200能够控制第二膨胀阀142的打开量以便达到预设的目标过热度。

同时，在制冷操作中，第二膨胀阀142用作调节中间压力的第一膨胀设备，并且第一膨胀阀142用作调节过热度的第二膨胀设备。

因此，在制冷操作中，选择第一控制方法S20和安全控制方法S30中的一个，以根据操作状态控制第二膨胀阀142。也就是说，如果操作参数值落在正常操作范围内，则以第一控制方法S20控制第二膨胀阀142，同时如果操作参数值落在正常操作范围之外，则第一控制方法S20切换到安全控制方法S30以控制第二膨胀阀142的打开量。

换句话说，如果压缩机110的制冷剂排出温度落在正常操作范围之外并且低于预设温度，则第一控制方法S20切换到安全控制方法S30。在安全控制方法S30中，根据制冷剂排出温度来确定校正开度。并且，通过校正开度来逐渐地减小第二膨胀阀142的开度，直到制冷剂排出温度高于预设温度。随着第二膨胀阀142的逐渐关闭，能够确保压缩机110的制冷剂排出温度。

进一步地，用作蒸发器的室内热交换器120的入口侧温度落在正常操作范围之外并且低于预设温度，第一控制方法S20切换到安全控制方法S30。在安全控制方法S30中，根据室内热交换器S30的入口侧温度来确定校正开度。并且，第二膨胀阀142的开度通过校正开度而逐渐增大，直到室内热交换器120的入口侧温度落在正常操作范围内。因此，能够防止室内热交换器120的入口侧处的管线冻住。

进一步地，如果压缩机110的排出温度落在正常操作范围之外并且超过预设温度，则第一控制方法S20切换到安全控制方法S30。在安全控制方法S30中，根据压缩机110的排出温度确定校正开度。并且，第二膨胀阀142的通过随着校正开度逐渐增大，直到压缩机110的排出温度低于预设温度。因此，能够防止压缩机110的排出温度过分增大。

还有，在空调100过载时，通过预定值来校正预设的目标过热度以便设定一个新的目标过热度，并且因此能够控制第一膨胀阀141的打开量。因此，可以应付空调100的过载。

下面将对根据本发明第五实施方式的用于空调的第一和第二膨胀阀的控制方法进行说明。下面的说明集中于与第一实施方式的差别。与第一实施方式相同的附图标记表示相同的构件。

与第一实施方式的差别在于，控制单元200使用多种不同的控制方法来调节中间压力。也就是说，控制单元200通过将制冷剂的过热度与预设的目标过热度范围进行比较来确定用于调节中间压力的第一膨胀设备的控制方法。目标过热度范围为能够通过试验等预设的目标过热度范围，并且在该范围中空调的循环可以是稳定的。控制单元200通过将制冷剂的过热度与目标过热度范围进行比较并因此判断该循环是否稳定来确定控制方法。换句话说，如果制冷剂的过热度落在目标过热度范围之外，则以第一控制方法S10控制第一膨胀设备，而如果制冷剂的过热度落在预设的制冷剂目标过热度范围内，则以从第一控制方法S10切换的模糊控制方法S40控制第一膨胀设备。

首先，如果空调处于加热操作中，则第一膨胀阀141用作调节中间压力的第一膨胀设备，并且第二膨胀阀142用作调节过热度的第二膨胀设备。

图8为顺序图，显示出在根据本发明第五实施方式的空调处于加热操作模式中时第一膨胀阀的控制方法。

参照图8，控制单元200初始化第一膨胀阀141，然后调节第一膨胀阀141的打开量以调节中间压力。此时，控制单元200根据制冷剂的过热度选择第一控制方法S10和模糊控制方法S40中的任一个以控制第一膨胀阀141。

检查制冷剂的过热度是否落在目标过热度范围之外(S41)。如果制冷剂的过热度落在目标过热度范围之外，则控制单元200以第一控制方法S10控制第一膨胀阀141。在第一控制方法S10中，检测操作参数的值(S11)，并且计算与所检测出的操作参数值对应的存储设定值(S12)。根据设定值，确定第一膨胀阀的目标开度(S13)。一旦确定目标开度，则一次性地增加或减小打开量，使得第一膨胀阀141的开度可以达到目标开度(S14，S15)。因此，制冷剂的中间压力可以更迅速地达到预设中间压力。第一控制方法S10的细节与第一实施方式相同，因此在此省略。

同时，如果制冷剂的过热度落在预设的目标过热度范围内，则控制单元200判断空调的循环进入稳定化步骤。因此，控制单元200以模糊控制方法S40控制第一膨胀阀141，以使制冷剂的中间压力更精确地与预设的中间压力匹配。

在控制单元200中，根据操作参数值存储有模糊表。在模糊控制方法S40中，测量操作参数值，并且根据模糊表来对第一膨胀阀141的打开量进行模糊控制。这里，将通过注入管180的压力来示例性地说明操作参数值。第一膨胀阀141的打开量连续地改变，直到注入管180的压力达到预设中间压力。可以通过测量来自于安装在注入管180中的注入温度传感器183的温度并且将所测量的注入温度转换成压力来确保注入管180的压力(S42)。模糊表基于注入温度存储在控制单元200中。根据该模糊表，控制单元200计算出第一膨胀阀141的打开量(S43)，并且改变第一膨胀阀141的打开量(S44)。之后，对第一膨胀阀141的打开量进行反馈控制，直到注入压力达到目标中间压力(S45)。

因此，第一控制方法S10为这样的一种方法，其中确定第一膨胀阀141的目标开度，并且第一膨胀阀141的打开量一次性地打开或增大，直到第一膨胀阀141的当前开度达到目标开度。模糊控制方法S40为根据注入温度或压力逐渐改变第一膨胀阀141的打开量的方法。也就是说，在模糊控制方法40中，与第一控制方法S10相比，精细地调节第一膨胀阀141的打开量。

因此，如果制冷剂的过热度落在目标过热度范围之外，则可以通过使用第一控制方法S10更大程度地调节第一膨胀阀141的打开量。如果制冷剂的过热度落在目标过热度范围内，则通过采用模糊控制方法S40来精细地调节第一膨胀阀141的打开量，由此使得制冷剂的中间压力更精确地与预设的中间压力匹配。

同时，如果空调处于制冷操作模式中，则第二膨胀阀142用作调节中间压力的第一膨胀设备，并且第一膨胀阀141用作调节过热度的第二膨胀阀。

因此，在制冷操作中，选择第一控制方法S10和模糊控制方法S40中的一种以根据操作状态控制第二膨胀阀142。也就是说，如果制冷剂的过热度落在目标过热度范围之外，则以第一控制方法S10控制第二膨胀阀142，同时，如果制冷剂的过热度落在目标过热度范围内，则以模糊控制方法S40控制第二膨胀阀142。

下面将对根据本发明第六实施方式的用于空调的第一和第二膨胀阀的控制方法进行说明。下面的说明集中于与第一实施方式的差别。与第一实施方式相同的附图标记表示相同的构件。

与第一实施方式的差别在于，在用于控制调节中间压力的第一膨胀设备的第一控制方法S50中，控制单元200如此进行控制，使得可以确定第一膨胀设备的目标开度，且然后开度变化可以根据第一膨胀设备的打开时间而变化，直到第一膨胀设备的开度达到目标开度。

首先，如果空调处于加热操作中，则第一膨胀阀141用作调节中间压力的第一膨胀设备，并且第二膨胀阀142用作调节过热度的第二膨胀设备。

图9为顺序图，显示出在根据本发明第六实施方式的空调处于加热操作模式中时用于第一膨胀阀的控制方法。

参照图9，控制单元200以第一控制方法S50控制第一膨胀阀141的打开量以在完成第一膨胀阀141的初始化之后调节中间压力。在第一控制方法S50中，如此地进行控制，从而确定第一膨胀阀141的目标开度、然后开度变化根据第一膨胀阀141的打开时间而变化，直到第一膨胀阀141的开度达到目标开度。

在第一控制方法S50中，检测至少一个操作参数的值(S51)。控制单元200可以通过表格获得用于该操作参数值的设定值(S52)。根据该设定值确定第一膨胀阀的目标开度(S53)。可以通过设定值的组合来获得目标开度。

接着，控制单元200实时检测并且存储第一膨胀阀141的当前开度(S54)。将所存储的当前开度和目标开度相互比较(S55)。如果当前开度和目标开度彼此不同，则根据当前开度和目标开度之间的差别确定开度变化。根据当前开度和目标开度之间的差别来预设开度变化。将开度变化以表格的形式存储在控制单元200中。因此，控制单元200获得在当前开度和目标开度之间的差别，并且从该表格中获得开度变化(S56)。

一旦确定出开度变化，则通过该开度变化来改变第一膨胀阀141的开度(S57)。

控制单元200连续地检测第一膨胀阀141的当前开度(S54)。然后，再次将第一膨胀阀141的当前开度和目标开度相互比较(S55)。如果当前开度和目标开度不同，则计算差别，并且再次根据该差别来确定开度变化(S56)。如果再次确定开度变化，则通过再次确定的开度变化来改变第一膨胀阀的开度(S57)。

重复上述过程，直到第一膨胀阀的当前开度与目标开度一致或者落在误差范围内。

图10的图解示出开度随根据本发明第六实施方式的第一膨胀阀的打开时间的变化。

参照图10，可以将开度变化B1、B2和B3设成与当前开度和目标开度之间的差别成比例。也就是说，因为当前开度和目标开度之间的差别在膨胀阀141打开量控制的初始阶段处较大，所以开度随打开时间的变化增大，因此实现了更为迅速的控制。其后，第一膨胀阀的开度越接近目标开度，则开度随打开时间的变化就变得越小，由此实现了更精确的控制。

因此，在根据本发明第四实施方式的第一控制方法S50中，考虑第一膨胀阀的当前开度来确定开度变化B1、B2和B3，并且多次地控制第一膨胀阀141的打开量，直到第一膨胀阀141的当前开度达到目标开度，因此使得第一膨胀阀141的开度逐渐增大或减小。换句话说，由于制冷剂的量逐渐增大或减小，所以循环可以更加稳定。

同时，如果空调100落在正常操作范围之外，则控制单元200从第一控制方法S50切换到安全控制方法S60以控制第一膨胀阀141。

在安全控制方法S60中，检测操作参数——例如从压缩机110排出的制冷剂的排出温度和通过室内热交换器120的制冷剂的温度——是否落在预设的正常操作范围之外(S61)。

如果操作参数——例如从压缩机110排出的制冷剂的排出温度和通过室内热交换器120的制冷剂的温度——落在预设的正常操作范围之外，则控制单元200从第一控制方法S50切换到安全控制方法S60以控制第一膨胀阀141。

在安全控制方法S60中，根据操作参数的值确定出校正开度(S62)，并且将校正开度与存储在第一控制方法S50中的开度结合(S63)以控制第一膨胀阀141的打开量(S64)。其后，在执行安全控制方法S60期间，实时存储第一膨胀阀141的当前开度(S65)，并且将校正开度与在安全控制方法S60的执行期间所存储的当前开度结合来控制第一膨胀阀141的打开量。

因此，如果空调10的操作参数值落在正常操作范围之外，则用于第一膨胀阀141的控制方法切换到另一方法，由此改善了系统的稳定性。

而且，在第一控制方法S50中，检测并存储第一膨胀阀141的当前开度，并逐渐增大或减小第一膨胀阀141的开度，因此使得更易于在第一控制方法141的执行期间切换到另一控制方法。

图11为顺序图，显示出在根据本发明第七实施方式的空调处于制冷操作模式中时用于第一膨胀阀的第一控制方法。下面的说明集中于与第六实施方式的差别。与第六实施方式中的相同的附图标记表示相同的构件。

与第六实施方式的差别在于包括改变过程和维持过程，在改变过程中，控制单元200改变第一膨胀阀141的开度、直到第一膨胀设备的开度达到目标开度，在维持过程中，控制单元200维持住改变后的开度。换句话说，在根据目标开度和当前开度之间的差别确定出开度变化时，通过开度变化来改变开度(S71)。其后，停止控制第一膨胀阀141，并且第一膨胀阀141的开度被维持一个预定的时间(S72)。通过具有用于改变开度的时间并然后维持住该开度，从而在控制第一膨胀阀时可以使得循环更加稳定。

可以多次地执行改变过程S71和维持过程S72，直到第一膨胀阀141的当前开度达到目标开度。

图12的图解示出开度随根据本发明第七实施方式的第一膨胀阀的打开时间的变化。

在一个示例中，参照图12，改变过程S71和维持过程S72中的每一个都执行三次。在多次改变过程中，开度变化C1、C2和C3控制成与打开时间成比例。也就是说，因为当前开度和目标开度之间的差别在膨胀阀141打开量控制的初始阶段处较大，所以开度变化根据打开时间而增大，因此实现了更迅速的控制。之后，随着打开时间的增加及第一膨胀阀的开度更接近目标开度，则开度变化变得越来越小，由此实现了更精确的控制。还有，将在多次维持过程中的开度维持时间T1、T2和T3控制成与打开时间成比例。也就是说，将开度维持时间设定为在第一膨胀阀141打开量的初始阶段处较长。之后，随着打开时间逐渐增大，开度维持时间T1、T2和T3变得较小。而且，开度维持时间T1、T2和T3可以设定为与在改变过程中的开度变化C1、C2和C3成比例。因此，第一膨胀阀141的开度变化越大，则开度维持时间T1、T2和T3越长，由此使得通过对第一膨胀阀141的控制而使该循环更加稳定。

虽然已经参照在这些附图中所示的实施方式对本发明进行了说明，但是这些实施方式仅仅是示例性的，并且本领域内的技术人员将会理解本发明可以有各种改型和等同的其它实施方式。因此，必须根据所附权利要求的技术精神来确定出本发明的真实技术保护范围。

Claims (10)

1.一种空调系统，包括：

冷凝器，其用于冷凝制冷剂；

第一膨胀设备，其用于节流通过所述冷凝器的制冷剂；

第二膨胀设备，用于节流通过所述第一膨胀设备的制冷剂；

蒸发器，其用于蒸发通过所述第二膨胀设备的制冷剂；

压缩机，其用于压缩通过所述蒸发器的制冷剂以及在所述第一膨胀设备和所述第二膨胀设备之间分流之后注入的制冷剂；以及

控制单元，其用于检测至少一个操作参数的值并且基于与所检测出的操作参数的值对应的存储设定值确定所述第一膨胀设备的目标开度。

2.如权利要求1所述的空调系统，其中所述压缩机包括：

第一压缩部，其用于压缩通过所述蒸发器的制冷剂；以及

第二压缩部，其用于压缩通过所述第一压缩部的制冷剂以及在所述第一膨胀设备和所述第二膨胀设备之间分流之后注入的制冷剂。

3.如权利要求1所述的空调系统，其中所述控制单元实时地测量制冷剂的过热度，并且基于测量出的过热度改变所述第二膨胀设备的开度，直到测量出的过热度达到预设的过热度。

4.如权利要求1所述的空调系统，其中所述至少一个操作参数为多个操作参数，并且所述多个操作参数独立地改变所述第一膨胀设备的目标开度。

5.如权利要求1所述的空调系统，其中所述控制单元进行控制，使得开度的变化根据所述第一膨胀设备的打开时间而变化，直到所述第一膨胀设备的开度达到目标开度。

6.如权利要求5所述的空调系统，其中所述控制单元执行改变所述第一膨胀设备的开度直到所述第一膨胀设备的开度达到目标开度的改变过程和维持改变后的开度的维持过程。

7.如权利要求6所述的空调系统，其中在至少一些所述改变过程中，开度的变化控制成根据打开时间而变化，并且在所述维持过程中，开度维持时间控制成根据开度变化而变化。

8.如权利要求1所述的空调系统，其中所述控制单元实时地存储所述第一膨胀设备的当前开度，并且如果至少一个操作参数的值落在预设正常操作范围之外，则所述控制单元以用于改变打开量的安全控制方法基于所存储的当前开度控制所述第一膨胀设备。

9.如权利要求8所述的空调系统，其中在所述安全控制方法中，基于所述操作参数的值确定校正开度，并且通过将所述校正开度与所存储的当前开度相结合来控制所述第一膨胀设备的打开量。

10.如权利要求1所述的空调系统，其中如果制冷剂的过热度落在目标过热度的预设范围内，则所述控制单元对所述第一膨胀设备的打开量进行模糊控制。

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