CN101893356A - 空调器及空调器控制方法 - Google Patents

Abstract

一种空调器及空调器控制方法，空调器包括室外换热器、四通阀、压缩机、室内换热器和节流装置，节流装置串接在室外换热器和室内换热器之间，其特征是节流装置包括带切换机构的多通阀以及二个以上不同流量的节流元件，多通阀上设置有三个以上的接口，该二个以上不同流量的节流元件的一端分别与三个以上的接口中的其中二个相通，该二个以上不同流量的节流元件的另一端并联后与室内换热器相通，该三个以上的接口中的另外一个与室外换热器相通。本发明具有结构简单合理、操作灵活、制作成本低和适用范围广的特点，可有效提高空调器的能效，同时也能提高空调器的最大运行能力和低温制热能力。

Description

空调器及空调器控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调器，特别是一种空调器及空调器控制方法。

背景技术

变频空调可以随着负载的变化是在一定范围内调节运行频率，以改变输出能力。高频率时达到快速制冷或制热，低频率时减小输出，以达到节能目的。但是，普通变频空调，如果采用毛细管节流，则由于制冷毛细管流量和制热毛细管流量的固定，使得该普通变频空调在制冷或制热时只能在某个频率运行时能效比达到最优，在其他频率运行时能效不是最优状态，表现出来就是全年能源消耗效率SEER、制热季节能源消耗效率HSPF和制冷季节能源消耗效率APF不高。同时，由于毛细管流量的固定，普通变频空调运行至高频时，在很多工况下经常会出现排气温度保护等情况，使普通变频空调不能保持高频运行，不能达到快速制冷或制热的目的。

为解决这些问题，目前市场上部分高端变频空调开始采用电子膨胀阀节流，这样可以提高能效，也可以有效避免排气温度保护等情况出现，但是电子膨胀阀组件较贵，导致空调成本增加较多。

定速空调普遍采用毛细管节流，但是由于毛细管流量固定，经常在恶劣工况下会出现排气保护等情况，在低温工况制热量较低，空调吹风较凉，引起顾客不满。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、制作成本低、能效比高、适用范围广的空调器及空调器控制方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种空调器，包括室外换热器、四通阀、压缩机、室内换热器和节流装置，节流装置串接在室外换热器和室内换热器之间，其结构特征是节流装置包括带切换机构的多通阀以及二个以上不同流量的节流元件，多通阀上设置有三个以上的接口，该二个以上不同流量的节流元件的一端分别与三个以上的接口中的其中二个相通，该二个以上不同流量的节流元件的另一端并联后与室内换热器相通，该三个以上的接口中的另外一个与室外换热器相通。

所述多通阀为三通切换阀，该三通切换阀上设置有三个接口，三通切换阀的第一接口与室外换热器相通，节流元件包括不同流量的第一毛细管和第二毛细管，第一毛细管的一端与三通切换阀的第二接口相通，第二毛细管的一端与三通切换阀的第三接口相通，第一毛细管的另一端与第二毛细管的另一端并联后与室内换热器相通；第一毛细管的流量＜第二毛细管的流量。

所述多通阀为四通路切换阀，该四通路切换阀设置有四个接口，四通路切换阀的第一接口与室外换热器相通，节流元件包括不同流量的第四毛细管、第五毛细管和第六毛细管，第四毛细管的一端与四通路切换阀的第二接口相通，第五毛细管的一端与四通路切换阀的第三接口相通，第六毛细管的一端与四通路切换阀的第四接口相通，第四毛细管的另一端、第五毛细管的另一端和第六毛细管的另一端并联后与室内换热器相通；第四毛细管的流量＜第五毛细管的流量＜第六毛细管的流量。

所述节流装置还包括第三毛细管，该第三毛细管串接在四通路切换阀的第一接口与室外换热器之间。

所述空调器还包括提供压缩机运行频率的压缩机控制回路和检测室外环境温度的温度传感器，切换机构根据压缩机运行频率和室外环境温度来切换多通阀各接口的通断。

一种空调器控制方法，其特征是在空调器的制冷循环中预设压缩机的制冷频率F1和温度值T1，制热循环中预设压缩机的制热频率F2和温度值T2，在空调器运行时，包括下述步骤：

第一步，检测空调器的运行模式、压缩机的运行频率f以及室外环境温度t：如果为制冷循环，则进入第二步，如果为制热循环，则进入第五步，

第二步，比较运行频率f和制冷频率F1、以及室外环境温度t和温度值T1：如果运行频率f≥制冷频率F1，不管室外环境温度t和温度值T1的关系如何，都进入第三步；如果运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t≥温度值T1时，进入第三步；如果运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t＜温度值T1时，进入第四步，

第三步，通过切换三通切换阀选择流量大的第二毛细管进行导通，

第四步，通过切换三通切换阀选择流量小的第一毛细管进行导通，

第五步，比较运行频率f和制热频率F2、以及室外环境温度t和温度值T2：如果运行频率f≥制热频率F2，且室外环境温度t≥温度值T2时，进入第六步；如果运行频率f≥制热频率F2，且室外环境温度t＜温度值T2时，进入第七步；如果运行频率f＜制热频率F2，不管室外环境温度t和温度值T2的关系如何，都进入第七步，

第六步，通过切换三通切换阀选择流量大的第二毛细管进行导通，

第七步，通过切换三通切换阀选择流量小的第一毛细管进行导通。

所述制冷频率F1和制热频率F2的取值范围为4～130Hz，温度值T1和温度值T2的取值范围为-20～60℃。

一种空调器控制方法，其特征是在空调器的制冷循环中预设压缩机的制冷频率F1、制冷频率F2以及温度值T1，有制冷频率F1＞制冷频率F2，制热循环中预设压缩机的制热频率F3和制热频率F4以及温度值T2，有制热频率F3＞制热频率F4，在空调器运行时，包括下述步骤：

第一步，检测空调器的运行模式、压缩机的运行频率f以及室外环境温度t：如果为制冷循环，则进入第二步，如果为制热循环，则进入第六步，

第二步，比较运行频率f和制冷频率F1、制冷频率F2，比较室外环境温度t和温度值T1：如果运行频率f≥制冷频率F1，不管室外环境温度t和温度值T1的关系如何，都进入第三步；如果制冷频率F2≤运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t≥温度值T1时，进入第三步；如果制冷频率F2≤运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t＜温度值T1时，进入第四步；如果运行频率f＜制冷频率F2，不管室外环境温度t和温度值T1的关系如何，都进入第五步，

第三步，通过切换四通路切换阀选择流量最大的第六毛细管进行导通，

第四步，通过切换四通路切换阀选择流量适中的第五毛细管进行导通，

第五步，通过切换四通路切换阀选择流量最小的第四毛细管进行导通，

第六步，比较运行频率f和制热频率F3、制热频率F4，比较室外环境温度t和温度值T2，如果运行频率f≥制热频率F3，且室外环境温度t≥温度值T2，进入第七步；如果运行频率f≥制热频率F3，室外环境温度t＜温度值T2，进入第八步；如果制热频率F4≤运行频率f＜制热频率F3，不管室外环境温度t和温度值T2的关系如何，都进入第八步；如果运行频率f＜制热频率F4，不管室外环境温度t和温度值T2的关系如何，都进入第九步，

第七步，通过切换四通路切换阀选择流量最大的第六毛细管进行导通，

第八步，通过切换四通路切换阀选择流量适中的第五毛细管进行导通，

第九步，通过切换四通路切换阀选择流量最小的第四毛细管进行导通，

所述制冷频率F1、制冷频率F2、制热频率F3和制热频率F4的取值范围为4～130Hz，温度值T1和温度值T2的取值范围为-20～60℃。

本发明由于采用了多根不同流量的毛细管，可以通过多通阀根据系统需求选择接通不同流量的毛细管，在低频时或者室外低温时选择流量较小的毛细管，高频时或室外环境温度过高时选择流量较大的毛细管，有效提高空调运行在各个频率和各个工况时的能效和能力。多通阀包括三通切换阀、四通阀等具有3个以上接口，可选择出口通路的阀。本发明中的多根不同流量的毛细管指两根以上，可以为任意规格和长度，具有不同流量的毛细管；切换机构用以根据压缩机频率和室外环境温度，来选择多通阀的通路。

本发明具有结构简单合理、操作灵活、制作成本低和适用范围广的特点，可有效提高空调器的能效，同时也能提高空调器的最大运行能力和低温制热能力。

附图说明

图1为本发明第一实施例结构示意图。

图2为本发明第一实施例的控制流程框图。

图3为本发明第二实施例结构示意图。

图4为本发明第二实施例的控制流程框图。

图中：1为室外换热器，2为四通阀，3为压缩机，4为室内换热器，5为节流组件，51为三通切换阀，52为第一毛细管，53为第二毛细管，54为第三毛细管，55为第四毛细管，56为第五毛细管，57为第六毛细管，58为四通路切换阀。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图1-图2，本空调器，包括室外换热器1、四通阀2、压缩机3、室内换热器4和节流装置5，节流装置5串接在室外换热器1和室内换热器4之间，节流装置5包括带切换机构的多通阀以及二个以上不同流量的节流元件，多通阀上设置有三个以上的接口，该二个以上不同流量的节流元件的一端分别与三个以上的接口中的其中二个相通，该二个以上不同流量的节流元件的另一端并联后与室内换热器4相通，该三个以上的接口中的另外一个与室外换热器1相通。

空调器还包括提供压缩机3运行频率的压缩机控制回路和检测室外环境温度的温度传感器，切换机构根据压缩机运行频率和室外环境温度来切换多通阀各接口的通断。

本实施例中的空调器为1P机，多通阀为三通切换阀51，该三通切换阀51上设置有三个接口，三通切换阀51的第一接口与室外换热器1相通，节流元件包括不同流量的第一毛细管52和第二毛细管53，第一毛细管52的一端与三通切换阀51的第二接口相通，第二毛细管53的一端与三通切换阀51的第三接口相通，第一毛细管52的另一端与第二毛细管53的另一端并联后与室内换热器4相通；第一毛细管52的流量＜第二毛细管53的流量。

第一毛细管52的规格为Φ1.5＊1000mm，第二毛细管53的规格为Φ1.5＊600mm。

在空调器的制冷循环中预设压缩机3的制冷频率F1和温度值T1，制热循环中预设压缩机3的制热频率F2和温度值T2，制冷频率F1和制热频率F2的取值范围为4～130Hz，温度值T1和温度值T2的取值范围为-20～60℃。制冷频率F1和制热频率F2、以及温度值T1和温度值T2均可以可根据实际调试情况进行选择。

在空调器运行时，包括下述步骤：

第一步，检测空调器的运行模式、压缩机3的运行频率f以及室外环境温度t，如果为制冷循环，则进入第二步，如果为制热循环，则进入第五步，

第二步，比较运行频率f和制冷频率F1、以及室外环境温度t和温度值T1，如果运行频率f≥制冷频率F1，不管室外环境温度t和温度值T1的关系如何，都进入第三步；如果运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t≥温度值T1时，进入第三步；如果运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t＜温度值T1时，进入第四步，

第三步，通过切换三通切换阀51选择流量大的第二毛细管53进行导通，

第四步，通过切换三通切换阀51选择流量小的第一毛细管52进行导通，

第五步，比较运行频率f和制热频率F2、以及室外环境温度t和温度值T2，如果运行频率f≥制热频率F2，且室外环境温度t≥温度值T2时，进入第六步；如果运行频率f≥制热频率F2，且室外环境温度t＜温度值T2时，进入第七步；如果运行频率f＜制热频率F2，不管室外环境温度t和温度值T2的关系如何，都进入第七步，

第六步，通过切换三通切换阀51选择流量大的第二毛细管53进行导通，

第七步，通过切换三通切换阀51选择流量小的第一毛细管52进行导通。

上述过程中的运行频率f＜制冷频率F1，室外环境温度t＜温度值T1时、以及运行频率f＜制热频率F2，室外环境温度t＜温度值T2时，为了保证空调系统具有一定的过热度，防止压缩机液击现象的发生，同时为了提高空调器在低频运行时的能效比，这时通过切换三通切换阀51通路，使得流量较小的毛细管52连入空调系统。

第二实施例

参见图3-图4，

本实施例中的空调器为3P机，多通阀为四通路切换阀58，该四通路切换阀58设置有四个接口，四通路切换阀58的第一接口与室外换热器1相通，节流元件包括不同流量的第四毛细管55、第五毛细管56和第六毛细管57，第四毛细管55的一端与四通路切换阀58的第二接口相通，第五毛细管56的一端与四通路切换阀58的第三接口相通，第六毛细管57的一端与四通路切换阀58的第四接口相通，第四毛细管55的另一端、第五毛细管56的另一端和第六毛细管57的另一端并联后与室内换热器4相通。第六毛细管57为直通管。

节流装置5还包括第三毛细管54，该第三毛细管54串接在四通路切换阀58的第一接口与室外换热器1之间。

第三毛细管54的规格为Φ2.1＊700mm，第四毛细管55的规格为Φ2.1＊500mm，第五毛细管56的规格为Φ2.1＊300mm。第六毛细管57为直通管。第四毛细管55的流量＜第五毛细管56的流量＜第六毛细管57的流量。

在空调器的制冷循环中预设压缩机3的制冷频率F1、制冷频率F2以及温度值T1，有制冷频率F1＞制冷频率F2，制热循环中预设压缩机3的制热频率F3和制热频率F4以及温度值T2，有制热频率F3＞制热频率F4，

此处的制冷频率F1、制冷频率F2、制热频率F3和制热频率F4可根据实际调试情况在4～130Hz之间选择，温度值T1和温度值T2可根据实际调试情况在-20～60℃之间选择。

在空调器运行时，包括下述步骤：

第一步，检测空调器的运行模式、压缩机3的运行频率f以及室外环境温度t，如果为制冷循环，则进入第二步，如果为制热循环，则进入第六步，

第二步，比较运行频率f和制冷频率F1、制冷频率F2，比较室外环境温度t和温度值T1，如果运行频率f≥制冷频率F1，不管室外环境温度t和温度值T1的关系如何，都进入第三步，；如果制冷频率F2≤运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t≥温度值T1时，进入第三步；如果制冷频率F2≤运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t＜温度值T1时，进入第四步；如果运行频率f＜制冷频率F2，不管室外环境温度t和温度值T1的关系如何，都进入第五步，

第三步，通过切换四通路切换阀58选择流量最大的第六毛细管57进行导通，

第四步，通过切换四通路切换阀58选择流量适中的第五毛细管56进行导通，

第五步，通过切换四通路切换阀58选择流量最小的第四毛细管55进行导通，

当运行频率f≥制冷频率F1，室外环境温度t≥温度值T1时，由于压缩机频率和室外环境温度较高，为了保证空调系统压力不要太高，这时通过切换四通路切换阀58通路，使得流量最大的第六毛细管57连入系统；当运行频率f≥制冷频率F1，室外环境温度t＜温度值T1时，通过切换四通路切换阀58通路，使得流量最大的直通管57连入系统；当运行频率f＜制冷频率F2，室外环境温度t＜温度值T1时，为了保证空调系统具有一定的过热度，防止压缩机液击现象的发生，同时为了提高空调器在低频运行时的能效比，这时通过切换四通路切换阀58通路，使得流量较小的第四毛细管55连入系统。

第六步，比较运行频率f和制热频率F3、制热频率F4，比较室外环境温度t和温度值T2，如果运行频率f≥制热频率F3，且室外环境温度t≥温度值T2，进入第七步；如果运行频率f≥制热频率F3，室外环境温度t＜温度值T2，进入第八步；如果制热频率F4≤运行频率f＜制热频率F3，不管室外环境温度t和温度值T2的关系如何，都进入第八步；如果运行频率f＜制热频率F4，不管室外环境温度t和温度值T2的关系如何，都进入第九步，

第七步，通过切换四通路切换阀58选择流量最大的第六毛细管57进行导通，

第八步，通过切换四通路切换阀58选择流量适中的第五毛细管56进行导通，

第九步，通过切换四通路切换阀58选择流量最小的第四毛细管55进行导通。

当运行频率f≥制热频率F3，室外环境温度t≥温度值T2时，由于压缩机频率和室外环境温度较高，为了保证空调系统压力不要太高，这时通过切换四通路切换阀58通路，使得流量最大的第六毛细管57连入系统；当运行频率f＜制热频率F4，室外环境温度t＜温度值T2时，为了保证空调系统具有一定的过热度，防止压缩机液击现象的发生，同时为了提高空调器在低频运行时的能效比，这时通过切换四通路切换阀58通路，使得流量较小的第四毛细管55连入系统。

其余未述部分见第一实施例，不再重复。

以上只是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种空调器，包括室外换热器(1)、四通阀(2)、压缩机(3)、室内换热器(4)和节流装置(5)，节流装置(5)串接在室外换热器(1)和室内换热器(4)之间，其特征是节流装置(5)包括带切换机构的多通阀以及二个以上不同流量的节流元件，多通阀上设置有三个以上的接口，该二个以上不同流量的节流元件的一端分别与三个以上的接口中的其中二个相通，该二个以上不同流量的节流元件的另一端并联后与室内换热器(4)相通，该三个以上的接口中的另外一个与室外换热器(1)相通。

2.根据权利要求1所述的空调器，其特征是所述多通阀为三通切换阀(51)，该三通切换阀(51)上设置有三个接口，三通切换阀(51)的第一接口与室外换热器(1)相通，节流元件包括不同流量的第一毛细管(52)和第二毛细管(53)，第一毛细管(52)的一端与三通切换阀(51)的第二接口相通，第二毛细管(53)的一端与三通切换阀(51)的第三接口相通，第一毛细管(52)的另一端与第二毛细管(53)的另一端并联后与室内换热器(4)相通；第一毛细管(52)的流量＜第二毛细管(53)的流量。

3.根据权利要求1所述的空调器，其特征是所述多通阀为四通路切换阀(58)，该四通路切换阀(58)设置有四个接口，四通路切换阀(58)的第一接口与室外换热器(1)相通，节流元件包括不同流量的第四毛细管(55)、第五毛细管(56)和第六毛细管(57)，第四毛细管(55)的一端与四通路切换阀(58)的第二接口相通，第五毛细管(56)的一端与四通路切换阀(58)的第三接口相通，第六毛细管(57)的一端与四通路切换阀(58)的第四接口相通，第四毛细管(55)的另一端、第五毛细管(56)的另一端和第六毛细管(57)的另一端并联后与室内换热器(4)相通；第四毛细管(55)的流量＜第五毛细管(56)的流量＜第六毛细管(57)的流量。

4.根据权利要求3所述的空调器，其特征是所述节流装置(5)还包括第三毛细管(54)，该第三毛细管(54)串接在四通路切换阀(58)的第一接口与室外换热器(1)之间。

5.根据权利要求1所述的空调器，其特征是所述空调器还包括提供压缩机(3)运行频率的压缩机控制回路和检测室外环境温度的温度传感器，切换机构根据压缩机运行频率和室外环境温度来切换多通阀各接口的通断。

6.一种根据权利要求1所述的空调器控制方法，其特征是在空调器的制冷循环中预设压缩机(3)的制冷频率F1和温度值T1，制热循环中预设压缩机(3)的制热频率F2和温度值T2，在空调器运行时，包括下述步骤：

第一步，检测空调器的运行模式、压缩机(3)的运行频率f以及室外环境温度t：如果为制冷循环，则进入第二步，如果为制热循环，则进入第五步，

第二步，比较运行频率f和制冷频率F1、以及室外环境温度t和温度值T1：如果运行频率f≥制冷频率F1，不管室外环境温度t和温度值T1的关系如何，都进入第三步；如果运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t≥温度值T1时，进入第三步；如果运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t＜温度值T1时，进入第四步，

第三步，通过切换三通切换阀(51)选择流量大的第二毛细管(53)进行导通，

第四步，通过切换三通切换阀(51)选择流量小的第一毛细管(52)进行导通，

第五步，比较运行频率f和制热频率F2、以及室外环境温度t和温度值T2：如果运行频率f≥制热频率F2，且室外环境温度t≥温度值T2时，进入第六步；如果运行频率f≥制热频率F2，且室外环境温度t＜温度值T2时，进入第七步；如果运行频率f＜制热频率F2，不管室外环境温度t和温度值T2的关系如何，都进入第七步，

第六步，通过切换三通切换阀(51)选择流量大的第二毛细管(53)进行导通，

第七步，通过切换三通切换阀(51)选择流量小的第一毛细管(52)进行导通。

7.根据权利要求6所述的空调器控制方法，其特征是所述制冷频率F1和制热频率F2的取值范围为4～130Hz，温度值T1和温度值T2的取值范围为-20～60℃。

8.一种根据权利要求1所述的空调器控制方法，其特征是在空调器的制冷循环中预设压缩机(3)的制冷频率F1、制冷频率F2以及温度值T1，有制冷频率F1＞制冷频率F2，制热循环中预设压缩机(3)的制热频率F3和制热频率F4以及温度值T2，有制热频率F3＞制热频率F4，在空调器运行时，包括下述步骤：

第一步，检测空调器的运行模式、压缩机(3)的运行频率f以及室外环境温度t：如果为制冷循环，则进入第二步，如果为制热循环，则进入第六步，

第二步，比较运行频率f和制冷频率F1、制冷频率F2，比较室外环境温度t和温度值T1：如果运行频率f≥制冷频率F1，不管室外环境温度t和温度值T1的关系如何，都进入第三步；如果制冷频率F2≤运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t≥温度值T1时，进入第三步；如果制冷频率F2≤运行频率f＜制冷频率F1，且室外环境温度t＜温度值T1时，进入第四步；如果运行频率f＜制冷频率F2，不管室外环境温度t和温度值T1的关系如何，都进入第五步，

第三步，通过切换四通路切换阀(58)选择流量最大的第六毛细管(57)进行导通，

第四步，通过切换四通路切换阀(58)选择流量适中的第五毛细管(56)进行导通，

第五步，通过切换四通路切换阀(58)选择流量最小的第四毛细管(55)进行导通，

第六步，比较运行频率f和制热频率F3、制热频率F4，比较室外环境温度t和温度值T2，如果运行频率f≥制热频率F3，且室外环境温度t≥温度值T2，进入第七步；如果运行频率f≥制热频率F3，室外环境温度t＜温度值T2，进入第八步；如果制热频率F4≤运行频率f＜制热频率F3，不管室外环境温度t和温度值T2的关系如何，都进入第八步；如果运行频率f＜制热频率F4，不管室外环境温度t和温度值T2的关系如何，都进入第九步，

第七步，通过切换四通路切换阀(58)选择流量最大的第六毛细管(57)进行导通，

第八步，通过切换四通路切换阀(58)选择流量适中的第五毛细管(56)进行导通，

第九步，通过切换四通路切换阀(58)选择流量最小的第四毛细管(55)进行导通，

9.根据权利要求8所述的空调器控制方法，其特征是所述制冷频率F1、制冷频率F2、制热频率F3和制热频率F4的取值范围为4～130Hz，温度值T1和温度值T2的取值范围为-20～60℃。

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