CN101504177B - 空调装置和用于确定空调装置的制冷剂含量的方法 - Google Patents

Abstract

一种空调装置和用于确定空调装置的制冷剂含量的方法，其中空调装置的制冷剂含量确定方法包括：（a）以第一运行模式运行所述空调装置；（b）将所述空调装置改变为第二运行模式；（c）检测所述空调装置的第二运行变量；以及（d）通过使用预先存储的模糊数据来确定所述空调装置中充入的制冷剂含量是否恰当，所述模糊数据与所检测的第二运行变量有关。在所述空调装置的制冷剂含量确定方法中，当请求执行制冷剂含量确定模式时，可以自动地确定空调装置中的制冷剂含量是否恰当。因此，用户可以很容易地检查空调装置中充入的制冷剂是过量还是不足。

Description

空调装置和用于确定空调装置的制冷剂含量的方法

技术领域

本发明涉及一种空调装置和一种用于确定空调装置的制冷剂含量的方法，并且具体地涉及一种空调装置和一种用以准确地确定空调装置中的制冷剂含量是否恰当的空调装置制冷剂含量确定方法。

背景技术

对于复式空调装置，如果在复式空调装置中流动的制冷剂多于或者少于固定含量，则系统性能降级，并且更糟糕的是，所述复式空调装置还可能损坏。在相关领域中，在空调装置的特定位置安装压力表（或压力计），以基于压力表检测的制冷剂压力来确定制冷剂含量的过量和欠量。然而，只有空调装置的专业人员或者技术人员才能够通过使用这样的方法来确定制冷剂的过量和欠量，因而对于一般用户而言使用该方法并不方便。此外，即使是技术人员，除了间接地确定制冷剂的过量和欠量之外，也别无选择，这降低了制冷剂过量和欠量的确定结果的可靠性。因此在多数情况下，要完全去除空调装置中的制冷剂，然后再向空调装置充入新的制冷剂。这样不必要地向空调装置充入新的制冷剂会花费大量时间并且造成高昂成本。此外，针对确定制冷剂过量和欠量的过程以及重新充入制冷剂的过程，还应当停止空调装置的运行，这也给用户带来不便。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种用于确定空调装置的制冷剂含量的空调装置和方法，其能够准确地确定空调装置中的制冷剂含量是否恰当。

为了实现上述目的，提供一种用于确定空调装置的制冷剂含量的方法，该方法包括：接收用于执行制冷剂含量确定模式的请求，其中所述制冷剂含量确定模式用以确定空调装置中充入的制冷剂的含量是否恰当；在以第一运行模式运行空调装置时，如果确定制冷剂含量确定模式可以开始，则将空调装置改变成第二运行模式以稳定空调装置；以及当空调装置得以稳定时，确定空调装置中充入的制冷剂的含量是否恰当。

第一运行模式可以是用于以鼓风模式运行空调装置的模式。在鼓风模式中运行空调装置之后，如果在满足预设条件的状态下室内温度和室外温度分别在预设温度范围内，则可以确定制冷剂含量确定模式可以开始。

空调装置可以是包括多个室内单元的复式空调装置，第二运行模式可以是全房间冷却运行模式或全房间加热运行模式，其中在全房间冷却运行模式中运行多个室内单元以便进行冷却，在全房间加热运行模式中运行多个室内单元以便进行加热。

在稳定空调装置时，如果空调装置的多个运行变量在预设范围内，则可以确定空调装置已经稳定。

可以基于空调装置的所述多个运行变量来确定制冷剂的含量是否恰当。在这一情况下，可以通过使用预先存储的模糊数据来确定制冷剂的含量是否恰当，所述模糊数据与多个运行变量有关。

用于确定空调装置的制冷剂含量的方法还可以包括：可视地显示所充入的制冷剂的含量是否恰当。

在空调装置和用于确定空调装置的制冷剂含量的方法中，当请求执行制冷剂含量确定模式时，可以自动地确定空调装置中的制冷剂含量是否恰当。因此，用户可以很容易地检查空调装置中充入的制冷剂是充足还是不足。

此外，由于是在稳定空调装置之后执行制冷剂含量确定模式，所以可以准确地确定制冷剂含量。

附图说明

所包括的附图是为了对本发明有进一步理解，所述附图被并入本说明书中且构成说明书的一部分，所述附图用于图示本发明的实施例并且与说明书一起用以说明本发明的原理。

在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的空调器的配置，所述空调器被用于空调装置的制冷剂含量确定方法。

图2图示了当运行空调器进行冷却时制冷剂的流动。

图3图示了当运行空调器进行加热时制冷剂的流动。

图4是图示了根据本发明一个实施例的空调装置的制冷剂含量确定方法的控制流程的流程图。

图5是示意地示出了如图1中所示空调器的运行变量‘A’的成员函数的曲线图。

图6是示意地示出了如图1中所示空调器的运行变量‘B’的成员函数的曲线图。

具体实施方式

空调装置包括实施冷却运行的一般空调器、实施加热运行的加热器、实施冷却和加热运行的一般热泵型空调器以及冷却/加热多个室内空间的复式空调器。下文将具体描述作为空调装置的一个实施例的复式空调器。

图1示出了根据本发明一个实施例的复式空调器（下文称为‘空调器’）100的配置，所述复式空调器被用于空调器的制冷剂含量确定方法。参照图1，空调器包括室外单元OU和室内单元IU。室外单元OU包括压缩机110、室外热交换器140、室外膨胀阀132、过冷却器180和控制器（未示出）。虽然所示出的空调器100具有单个室外单元OU，但是本发明不限于此，所述空调器100还可以具有多个室外单元OU。

这些室内单元IU分别包括室内热交换器120、室内空气鼓风机125和室内膨胀阀131。室内热交换器120充当用于冷却运行的蒸发器并且充当用于加热运行的冷凝器。室外热交换器140充当用于冷却运行的冷凝器并且充当用于加热运行的蒸发器。

压缩机110将引入的低温低压制冷剂压缩成高温高压制冷剂。压缩机110可以具有多种结构，并且可以利用逆变器型压缩机。流量传感器191、排放温度传感器171和排放压力传感器151安装于压缩机110的排放管161处。抽吸温度传感器175和抽吸压力传感器154安装于压缩机的抽吸管（或引入管（intake pipe））162处，而频率传感器188被安装以测量压缩机110的频率。所示出的室外单元OU具有一个压缩机110，但是本发明并不限于此，而是可以包括多个压缩机。蓄积器（accumulator）187安装于压缩机110处的抽吸管162用以防止流体制冷剂引入到压缩机110中。

四通阀160是用于切换冷却和加热的流动路径的切换阀，所述四通阀160将经由压缩机110压缩的制冷剂引导到室外热交换器140以用于冷却运行，并将经压缩的制冷剂引导到室内热交换器120以用于加热运行。

室内热交换器120设置于相应的室内空间中。为了测量室内空间的温度，安装室内温度传感器176。室内膨胀阀131是用于在实施冷却运行时使引入的制冷剂节流的单元。室内膨胀阀131安装于室内单元IU的室内流入管（inletpipe）163处。可以使用多种类型的室内膨胀阀131，并且为了方便用户，还可以使用电子膨胀阀。室内流入管温度传感器173安装于室内流入管163处。具体而言，多个室内流入管温度传感器173分别安装于室内热交换器120与室内膨胀阀131之间。此外，室内流出管（outlet pipe）温度传感器172和室内压力传感器152安装于室内流出管164处。

室外热交换器140设置于室外空间中。安装室外温度传感器177以测量室外空间的温度。流体管温度传感器174安装于连接室外膨胀阀132和室内单元IU的流体管165处。室外膨胀阀132安装于流体管165处，室外膨胀阀132在实施加热运行时节流所引入的制冷剂。用于允许制冷剂旁路绕过室外膨胀阀132的第一旁路管167安装于连接流体管165和室外热交换器140的流入管166处，而止回阀133安装于第一旁路管167处。止回阀133在实施冷却运行时允许制冷剂从室外热交换器流向室内单元IU，而在实施加热运行时阻止制冷剂流动。室外压力传感器153安装于流入管166处。

过冷却器（supercooler）180包括过冷却热交换器184、第二旁路管181、过冷却膨胀阀182和排放管185。过冷却热交换器184安装于流入管166处。在冷却运行过程中，第二旁路管181旁路从过冷却热交换器184排放的制冷剂，以允许制冷剂被引入到过冷却热交换器184中。过冷却膨胀阀182设置于第二旁路管181处，使引入到第二旁路管181中的流体制冷剂节流，以降低制冷剂的压力和温度，从而将制冷剂引入到过冷却热交换器184中。因而，在冷却运行期间，已经穿过室外热交换器140的高温且经冷凝的制冷剂（hightemperature condensed refrigerant）通过与已经经过第二旁路管181而引入的低温制冷剂进行热交换来过冷却，然后流向室内单元IU。经旁路的制冷剂在过冷却热交换器184处热交换，然后通过排放管185引入到蓄积器187中。将旁路流量计183安装于第二旁路管181处，以测量通过第二旁路管181旁路的流体的含量。

图2示出了当空调器100实施全房间冷却运行时制冷剂的流动。参照图2，从压缩机110排放的高温高压气态制冷剂经由四通阀160引入到室外热交换器140中，然后在室外热交换器中冷凝。室外膨胀阀132完全打开。室内单元IU的室内膨胀阀131按照为了制冷剂节流而设置好的打开程度来打开。因此，从室外热交换器140排放的制冷剂通过室外膨胀阀132和旁路阀133而被首先引入到过冷却器180中。所排放的制冷剂由过冷却器180进行过冷却，然后引入到室内单元IU中。

引入到室内单元IU中的制冷剂在室内膨胀阀131处节流，然后在室内热交换器120处蒸发。所蒸发的制冷剂通过四通阀160和蓄积器187引入到压缩机110的抽吸管162中。这时运行室内空气鼓风机125。

图3示出了当空调器100实施全房间加热运行时制冷剂的流动。参照图3，从压缩机110排放的高温高压气态制冷剂通过四通阀160引入到室内单元IU中。室内单元IU的室内膨胀阀131完全打开。此外，过冷却膨胀阀192闭合。因而，从室内单元IU引入的制冷剂在室外膨胀阀132处节流，然后从室外热交换器140蒸发。所蒸发的制冷剂通过四通阀160和蓄积器187引入到压缩机110的抽吸管162中。这时运行室内空气鼓风机125。

图4是图示了根据本发明一个实施例的空调器的制冷剂含量确定方法的控制流程的流程图。参照图4，先从用户处接收制冷剂含量确定模式的执行请求，其中所述制冷剂含量确定模式用以确定空调器100中充入的制冷剂的含量是否恰当，如步骤S100。控制器（未示出）安装于室外单元OU中，而用户通过使用输入设备（未示出）来请求执行制冷剂含量确定模式。

当请求执行制冷剂含量确定模式时，空调以鼓风模式运行，即室外单元OU和所有室内单元IU实施鼓风运行（又称为“第一运行模式”），如步骤S105，。在实施鼓风运行之时，室内膨胀阀131和室外膨胀阀132闭合，因而制冷剂没有引入到室内单元IU中。同时运行室内空气鼓风机125。在实施鼓风运行直至达到预设时间或更长之后，从室内温度传感器176和室外温度传感器177接收室内和室外温度。如果室内和室外温度在预设温度范围内，则确定制冷剂含量确定模式可以开始，如步骤S115。如果室内温度低于可以通过使用空调器100来实施冷却运行时的温度，或者如果室外温度高于可以通过使用空调器100来实施加热运行时的温度，则空调器的运行本身就是不可能的。因此，需要通过比较室内温度和室外温度与预设温度范围来确定是否可以运行空调器100。在这一情况下，仅当所接收的所有室外温度和室内温度都满足预设温度范围时，才可以确定制冷剂含量确定模式可以开始。另外，仅当室外温度和室内温度的预设比率（或预设数字）满足预设温度范围时，才可以确定制冷剂含量确定模式可以开始。

当确定制冷剂含量确定模式可以开始时，空调器100被改变为在预设条件之下（如在夏天）实施全房间冷却运行，如步骤S120，。当然，也可以将空调器100改变为在某个条件之下（如在冬天）实施全房间加热运行。上述这种全房间冷却运行和全房间加热运行又被称为“第二运行模式”。

在实施全房间冷却运行之时，检测第一运行变量，如步骤S125，以确定空调器100是否已经稳定，如步骤S130。第一运行变量包括以下至少之一：全房间冷却运行时间（运行时段或运行持续时间）、压缩机110的运行频率、目标低压与当前低压之差、以及冷凝温度与流体管温度之差。根据第一运行变量是否满足稳定条件来确定稳定状态。所述稳定条件是指，全房间冷却运行时间应当长于预设时间，压缩机110的频率变化值应当在预设时间内小于预设值，目标低压与当前低压之差应当在预设时间内维持在预设值以下，而冷凝温度与流体管温度之差应当在预设时间内大于预设值。这里，根据从频率传感器188接收的信息来检测压缩机110的运行频率。当前低压是根据室内压力传感器152检测的平均压力而检测的当前蒸发压力。将冷凝温度计算为与室外压力传感器153所检测的压力相对应的饱和温度，并且根据流体管温度传感器174检测的信息来检测流体管温度。如果第一运行变量在预设时间内没有满足稳定条件，则可以通过设置和调整室内单元的目标过热程度的数值来再次检测是否满足稳定条件。然而在本发明中，对稳定的确定不限于涉及第一运行变量的稳定条件，还可以通过考虑其它各种运行变量来确定空调器100是否稳定。

当确定空调器100处于稳定状态时，开始通过使用模糊方法来确定充入的制冷剂含量是否基本上恰当。现在将具体描述这一点。

在模糊方法中，确定结论性变量和条件变量，并且通过使用模糊规则和条件变量的成员函数来计算结论性变量。在本实施例中，结论性变量是用于确定所充入的制冷剂是否过量、恰当和不足的数据。

先检测第二运行变量，如步骤S135。第二运行变量是条件变量并且可以变化地加以确定。在这一情况下，第二运行变量是指受空调器100的安装环境（如安装位置、管路长度等）影响不大的变量。如果第二运行变量因空调器100的安装环境而大幅改变，则应当根据安装环境来改变第二运行变量的成员函数。因而，其并不通用于确定充入的制冷剂含量是否恰当。而且，为了设置这种成员函数，还需要大量增加实验信息。

在本实施例中，第二运行变量包括以下至少之一：压缩机110的运行频率、压缩机110的排放压力、制冷剂的过冷却程度、从过冷却器180旁路的流量、室内温度、室外温度、蒸发温度和冷凝温度。根据从排放压力传感器接收的信息来检测压缩机的排放压力。将制冷剂的过冷却程度限定为冷凝温度与流体管温度之差。将冷凝温度计算为相对于室外压力传感器153所检测的压力的饱和温度。流体管温度由流体管温度传感器174检测。利用从旁路流量计183接收的信息来检测从过冷却器180旁路的流量。用于检测压缩机110的运行频率、过冷却程度、室内温度、室外温度和蒸发温度的方法已有描述。

第二运行变量的特征如下。当在实施冷却运行的时候制冷剂含量不足时，由于室外热交换器140中的冷凝制冷剂含量不足，过冷却程度就会减少，这就增加了过冷却膨胀阀182的打开程度。因而，引入到室内单元IU中的制冷剂含量会减少，压缩机110的排放温度增加，则排放过热程度因此而增加。然而，如果制冷剂含量过量，则过冷却程度会增加，从而减少了过冷却膨胀阀182的打开程度，并且因为用于驱动压缩机110的电机（未示出）被过度（increasingly）加热，压缩机110的排放过热程度就会增加。如上所述，通过分析室内温度和室外温度的热动力循环以及过冷却程度，并通过基于各种实验的模糊数据，成员函数就可以得到确定。

在图5和图6中图示了第二运行变量中任意两个运行变量的成员函数。如上所述，通过分析热力循环并通过实验来预先设置成员函数。表1示出了所述任意两个运行变量的模糊规则。参照表1，仅当运行变量‘A’和‘B’表示制冷剂不足时，才确定充入的制冷剂含量不足；仅当运行变量‘A’和‘B’表示制冷剂正常时，才确定充入的制冷剂含量正常；而仅当运行变量‘A’和‘B’表示制冷剂过量时，才确定充入的制冷剂含量过量。上述任意两个运行变量的模糊规则也适用于一个或更多的运行变量。

在空调器100实施全房间冷却运行时，通过使用模糊规则和涉及第二运行变量的成员函数，来计算用于确定空调器中充入的制冷剂含量是否过量、正常和不足的数据，并在预设时间内重复这一步骤，如步骤S140，并且存储所述数据（这些数据被称为模糊数据）。将所述数据的数目相加，如步骤S145。如果相加后的数据的数目大于预设数目，如步骤S150，则对所述数据进行统计学处理，如步骤S155，以确定空调器中充入的制冷剂的含量是否恰当，如步骤S160。最终针对充入的制冷剂而确定其为‘不足’、‘正常’、‘过量’和‘未知’。‘不足’表明空调器100中充入的制冷剂含量不足，‘正常’表明空调器100中充入的制冷剂含量正常，‘过量’表明空调器100中充入的制冷剂含量过量，而‘未知’表明不能确定空调器100中充入的制冷剂含量是不足还是充足。最终的确定结果显示在显示器单元（未示出）上，如步骤S165。

当用户可视地检查到充入的制冷剂短缺的信息时，用户可以在不关闭空调的情况下向空调器100充入制冷剂。此外，如果用户可视地检查到充入的制冷剂过量的信息，则可以在不关闭空调的情况下从空调器100去除一部分制冷剂。

如上所述，由于是在首先稳定空调器之后再根据模糊方法来自动确定所充入的制冷剂的含量，所以可以精确地确定所充入的制冷剂含量。此外，由于使用的是受空调器100的安装环境影响不大的第二运行变量，所以易于设置成员函数并可将它们适用于各种安装环境的空调器。本发明的方法可以通过软件的方式来实现，即将本发明的方法预先编成计算机程序，并存储在控制器中。

本发明的优选实施例已参照附图进行了描述，并且对本领域普通技术人员而言，在不背离本发明的范围的情况下进行各种修改和变化也是显而易见的。因此未来对本发明实施例的任何这类修改都将落入所附权利要求及其同等物的范围内。

Claims (14)

1.一种空调装置的制冷剂含量的确定方法，包括以下步骤：

（a）以第一运行模式运行所述空调装置；

（b）将所述空调装置改变为第二运行模式；

（c）检测所述空调装置的第二运行变量；以及

（d）通过使用预先存储的模糊数据来确定所述空调装置中充入的制冷剂含量是否恰当，所述模糊数据与所检测的第二运行变量有关，

其中所述步骤（a）中的所述第一运行模式是在其中以鼓风模式运行所述空调装置的模式，

其中当所述鼓风模式的运行时间为预设时间或者更长时，并且当室内温度和室外温度分别在预设温度范围内时，执行所述步骤（b），以及

在所述步骤（b）之后检测所述空调装置的第一运行变量，并当所述第一运行变量在预设范围内时，执行所述步骤（c）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述步骤（b）中，所述第二运行模式是全房间冷却运行模式或全房间加热运行模式，其中在全房间冷却运行模式中，所述空调装置的多个室内单元全部运行以进行冷却，而在全房间加热运行模式中，多个所述室内单元全部运行以进行加热。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一运行变量包括以下至少之一：全房间冷却运行时间、压缩机的运行频率、目标低压与当前低压之差、以及冷凝温度与流体管温度之差。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述步骤（d）中，通过使用模糊规则和涉及所述第二运行变量的成员函数，来计算所述模糊数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二运行变量包括以下至少之一：压缩机的运行频率、所述压缩机的排放压力、所述制冷剂的过冷却程度、从过冷却器旁路的流量、室内温度、室外温度、蒸发温度和冷凝温度。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述模糊规则是：仅当所有所述第二运行变量的成员函数表示所充入的制冷剂不足时，才确定所充入的制冷剂含量不足，仅当所有所述第二运行变量的成员函数表示所充入的制冷剂正常时，才确定所充入的制冷剂含量正常，而仅当所有所述第二运行变量的成员函数表示所充入的制冷剂过量时，才确定所充入的制冷剂含量过量。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

可视地显示所充入的制冷剂的含量是否恰当。

8.一种空调装置，包括：

压缩机，排放制冷剂；

冷凝器，冷凝从所述压缩机排放的所述制冷剂；

过冷却器，旁路经冷凝的所述制冷剂的一部分流量，节流所述制冷剂的流量的旁路部分，然后再次接收所述制冷剂的流量的旁路部分以便过冷却已经由所述冷凝器冷凝的所述制冷剂；以及

蒸发器，节流和蒸发从所述过冷却器引入的所述制冷剂，

其中所述压缩机、所述冷凝器、所述过冷却器和所述蒸发器在第一运行模式中运行，然后改变为第二运行模式，并在所述第二运行模式中检测第二运行变量，

其中所检测的第二运行变量用来通过使用预先存储的模糊数据来确定所述空调中充入的所述制冷剂的含量是否恰当，

其中所述第一运行模式是在其中以鼓风模式运行所述空调装置的模式，以及

其中当所述鼓风模式的运行时间为预设时间或更长时，并且室内温度和室外温度分别在预设温度范围内时，执行所述第二运行模式，以及

其中从所述压缩机、所述冷凝器、所述过冷却器和所述蒸发器中检测第一运行变量，并且当所述第一运行变量在预设范围内时检测所述第二运行变量。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述第二运行模式是在其中执行冷却的全房间冷却运行模式，或者是在其中执行加热的全房间加热运行模式。

10.根据权利要求8所述的装置，其中所述第一运行变量包括以下至少之一：全房间冷却运行时间、压缩机的运行频率、目标低压与当前低压之差、以及冷凝温度与流体管温度之差。

11.根据权利要求8所述的装置，其中所述模糊数据通过使用模糊规则和涉及所述第二运行变量的成员函数来计算得到。

12.根据权利要求8所述的装置，其中所述第二运行变量包括以下至少之一：压缩机的运行频率、所述压缩机的排放压力、所述制冷剂的过冷却程度、从过冷却器旁路的流量、室内温度、室外温度、蒸发温度和冷凝温度。

13.根据权利要求11所述的装置，其中所述模糊规则是：仅当所有所述第二运行变量的成员函数表示所充入的制冷剂不足时，才确定所充入的制冷剂含量不足，仅当所有所述第二运行变量的成员函数表示所充入的制冷剂正常时，才确定所充入的制冷剂含量正常，而仅当所有所述第二运行变量的成员函数表示所充入的制冷剂过量时，才确定所充入的制冷剂含量过量。

14.根据权利要求13所述的装置，还包括：

显示器单元，可视地显示所充入的制冷剂的含量是否恰当。