CN102147126A - 空调及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调及其控制方法。这里公开了一种容纳器被连接到过冷器或者节能器的水源热泵型空调以及一种在冷却/加热超负荷运行期间减少收集在容纳器中的液体制冷剂的量的对所述空调的控制方法。当冷却/加热超负荷运行发生时，与过冷器或节能器关联的电子膨胀阀被打开到预定的打开程度，以旁路收集在在容纳器中的高压液体制冷剂，从而防止压强由于收集在容纳器中的大量的液体制冷剂而迅速增加。

Description

空调及其控制方法
技术领域
实施例涉及一种可以在冷却/加热超负荷运行期间减小收集在容纳器中的液相制冷剂的量的空调及其控制方法。
背景技术
通常，虽然热从高温区域自然地运动到低温区域，但是热从低温区域运动到高温区域会需要某种外部作用。这是热泵的原理。热泵型空调基于由制冷剂的压缩-冷凝-膨胀-蒸发构成的制冷循环，通过热传递机构可逆的转换执行冷却或加热操作。
最近，为了增强热泵型空调的冷却或加热能力，已经引入了水源热泵型空调，在所述水源热泵型空调中，容纳器连接到过冷器(super-cooler)或者节能器(economizer)。水源热泵型空调采用水作为热源，以与移动进入室外热交换器的制冷剂进行热交换。与一般的空气源热泵型空调的室外热交换器相比，水源热泵型空调的室外热交换器具有小的体积。因此，水源热泵型空调在室外热交换器和室内热交换器之间的连接管处设置有容纳器以减轻压强变化。容纳器是用作减轻压强变化的缓冲器的压力容器(pressure container)。假定大量的制冷剂在系统中存在，则容纳器存储剩余的制冷剂并将所存储的制冷剂分成气相制冷剂和液相制冷剂。
水源热泵型空调还采用脉宽调制(PWM)型可变容量压缩机，以调节压缩机的工作容量。利用所述PWM型压缩机，系统工作容量可以根据制冷剂被压缩的加载时间与制冷剂未被压缩的卸载时间的占空比而变化。
在水源热泵型空调的冷却或加热操作中，如果被供应到室外热交换器中的水(热源)具有高温且系统工作容量低(即，如果发生了冷却/加热的超负荷运行)，则大量的液相制冷剂可被收集在容纳器中。收集在容纳器中的该大量的液相制冷剂会减小气体制冷剂空间(即，用于减小压强变化的缓冲空间)，因此由于压缩机的工作容量变化或者在PWM型压缩机加载时导致压强的迅速增加。
发明内容
因此，实施例的一方面在于提供一种可以在冷却/加热超负荷运行期间减小收集在容纳器中的液相制冷剂的量的空调及其控制方法，从而防止压强增加。
其他方面将部分地在下面的描述中阐述，部分地将通过该描述显而易见，或者可通过实施例的实施而了解。
根据实施例的一个方面，一种空调包括：压缩机，用于压缩制冷剂；室外热交换器，用于在制冷剂与水之间进行热交换；容纳器，用于储存在室外热交换器中已与水进行热交换的制冷剂的一部分，并将所储存的制冷剂分开成气体制冷剂和液体制冷剂；副热交换器，用于对从容纳器分离的液体制冷剂执行过冷；电子膨胀阀，用于旁路从容纳器分离的液体制冷剂；压强传感器，用于感测从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强；温度传感器，用于感测室外热交换器的温度；控制单元，基于压缩机的工作容量、在所述高压侧的制冷剂的压强和室外热交换器的温度来确定冷却/加热超负荷运行是否发生，且所述控制单元控制电子膨胀阀的打开程度，以在冷却/加热超负荷运行期间减小收集在容纳器中的液体制冷剂的量。
所述压缩机可以是脉宽调制(PWM)型压缩机，所述压缩机的工作容量根据制冷剂被压缩的加载时间和制冷剂停止压缩的卸载时间来调节。
所述副热交换器包括节能器或过冷器。
所述电子膨胀阀可以是用于节能器或过冷器的电子膨胀阀(EEV)。
压强传感器可被安装到压缩机的排出管处，以感测从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强。
温度传感器可被安装到设置在室外热交换器的一侧的管，以感测制冷剂与水的热交换位置的温度。
室外热交换器可在冷却操作时用作冷凝器，温度传感器可感测冷凝器的出口温度，以测量所述水的温度。
室外热交换器可在加热操作时用作蒸发器，温度传感器可感测蒸发器的入口温度，以测量所述水的温度。
如果压缩机的工作容量在冷却操作时是预定容量或者更大、由压强传感器感测的从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强是第一压强或者更大、且由温度传感器感测的冷凝器的出口温度是第一温度或者更高，则控制单元可确定冷却超负荷运行发生，且控制单元可增加电子膨胀阀的打开程度，以将容纳器内部的液体制冷剂旁路到压缩机的低压侧。
第一压强可以是大约30Kg/cm2G。第一温度可以是大约42℃。
如果压缩机的工作容量在加热操作时是预定容量或者更大、由压强传感器感测的从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强是第二压强或者更大、且由温度传感器感测的蒸发器的入口温度是第二温度或者更高，则控制单元可确定加热超负荷运行发生，控制单元可增加电子膨胀阀的打开程度，以将容纳器内部的液体制冷剂旁路到压缩机的低压侧。
第二压强可以是大约35Kg/cm2G。第二温度可以是大约30℃。
控制单元可计算容纳器内部的液体制冷剂通过具有所述增加的打开程度的电子膨胀阀被旁路到低压侧的旁路操作时间，如果所述旁路操作时间超过预定时间，则可将电子膨胀阀可保持在初始打开程度。
压强传感器可感测由通过具有所述增加的打开程度的电子膨胀阀将容纳器内部的液体制冷剂旁路到低压侧所引起的从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强的变化，如果变化的压强是预定的压强或者更小，则控制单元可将电子膨胀阀保持在初始打开程度。
根据实施例的另一方面，一种空调的控制方法，所述空调包括用于压缩制冷剂的压缩机、用于在制冷剂与水之间执行热交换的室外热交换器、用于储存经热交换的制冷剂的一部分以将所储存的制冷剂分开成气体制冷剂和液体制冷剂的容纳器、用于对液体制冷剂执行过冷的副热交换器以及用于旁路液体制冷剂的电子膨胀阀，所述控制方法包括：感测从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强；感测室外热交换器的温度；基于压缩机的工作容量、在所述高压侧的制冷剂的压强和室外热交换器的温度来确定冷却/加热超负荷运行是否发生；在冷却/加热超负荷运行期间，旁路容纳器内部的液体制冷剂，以减小容纳器中收集的液体制冷剂的量。
如果压缩机的工作容量在冷却操作时是预定容量或者更大、在压缩机的高压侧的制冷剂的压强是第一压强或者更大、且室外热交换器的温度是第一温度或者更高，则可确定冷却超负荷运行发生。
如果压缩机的工作容量在加热操作时是预定容量或者更大、在压缩机的高压侧的制冷剂的压强是第二压强或者更大、且室外热交换器的温度是第二温度或者更高，则可确定加热超负荷运行发生。
容纳器内部的液体制冷剂的旁路操作可包括将电子膨胀阀打开到预定的打开程度，以允许容纳器内部的液体制冷剂被旁路到压缩机的低压侧。
该控制方法还可包括：计算将容纳器内部的液体制冷剂通过具有预定打开程度的电子膨胀阀旁路到所述低压侧的旁路操作时间；如果所述旁路操作时间超过预定时间，则将电子膨胀阀保持在初始打开程度。
该控制方法还可包括：感测由通过具有预定打开程度的电子膨胀阀将容纳器内侧的液体制冷剂旁路到所述低压侧所引起的从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强的变化；如果感测的在所述高压侧的压强是预定的压强或者更小，则将电子膨胀阀保持在初始打开程度。
附图说明
通过下面结合示附图对实施例进行的描述，实施例的这些和/或其他方面将会变得清楚和更加易于理解，其中：
图1是示出根据实施例的水源热泵型空调的示图；
图2是示出在图1中示出的空调的加热操作期间的制冷剂的流动的示图；
图3是示出在图1中示出的空调的冷却操作期间的制冷剂的流动的示图；
图4是示出根据另一实施例的水源热泵型空调的示图；
图5是示出在图4中示出的空调的加热操作期间的制冷剂的流动的示图；
图6是示出在图4中示出的空调的冷却操作期间的制冷剂的流动的示图；
图7是示出根据实施例的可用于水源热泵型空调的PWM型压缩机的加载和卸载时的工作容量变化的曲线图；
图8是根据图1和图4的实施例的水源热泵型空调的控制框图；
图9是示出根据实施例的关于冷却操作的空调控制方法的流程图；
图10是示出根据实施例的关于加热操作的空调控制方法的流程图；
图11是示出根据实施例的关于冷却操作的空调控制方法的流程图；
图12是示出根据实施例的关于加热操作的空调控制方法的流程图；
图13是示出根据实施例的地源热泵型空调的示图；
图14是示出根据实施例的地源热泵型空调的示图。
具体实施方式
现在将对本发明的实施例进行详细说明，实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的元件。
图1是示出根据实施例的水源热泵型空调的示图。
在图1中，根据实施例的水源热泵型空调包括单个室外单元100和与室外单元100并行布置的多个室内单元200。水热源300(即，冷却塔)连接到室外单元100并用于将水(热源水)供应到室外单元100(更具体地，室外热交换器)中0。
室外单元100包括压缩机10、油分离器25、四通阀30、室外热交换器40、室外膨胀阀45、容纳器50、节能器60、电子膨胀阀62、螺线管阀(solenoid valve)64、注入管66和储液器(accumulator)70。
压缩机10具有两个吸入孔11和12以及单个排出孔13。两个吸入孔11和12包括连接到低压压缩室的低压吸入孔11和连接到中压压缩室的中压吸入孔12。因此，压缩机10是两级压缩型的，其将通过低压吸入孔11吸入的低温和低压气相制冷剂压缩，从而通过排出孔13排出高温和高压气相制冷剂，从节能器60旁路(bypass)的制冷剂的一部分在压缩期间通过中压吸入孔12被引入到压缩机10中。
油分离器25用于分离从压缩机10中排出的制冷剂中包括的油。
四通阀30用于根据操作模式(即，冷却操作模式或加热操作模式)来切换从压缩机10排出的制冷剂的流动。四通阀30包括：第一口，连接到设置在压缩机10的排出侧的油分离器25；第二口32，连接到室外热交换器40；第三口33，连接到室内单元200；第四口34，连接到设置在压缩机10的吸入侧的储液器70。
室外热交换器40在加热操作模式下用作蒸发器，以将低温和低压液相制冷剂蒸发成气相制冷剂，或者室外热交换器40在冷却操作模式下用作冷凝器，以将高温和高压气相制冷剂冷凝成常温和高压液相制冷剂。即，室外热交换器40是用于响应于焓变化(enthalpy variation)而在制冷剂和从水热源300供应的水(热源水)之间进行热交换的主热交换器。
室外膨胀阀45是安装到室外热交换器40和容纳器50之间的管的电子膨胀阀(EEV)，其用于使制冷剂膨胀，从而减小制冷剂的压强。
容纳器50被安装到室外热交换器40和节能器60之间的管，且被构造成储存在室外热交换器40与室内单元200之间循环的制冷剂的一部分。具体地讲，容纳器50是用作减小排放压强变化的缓冲器。如果在系统中存在大量的制冷剂，则容纳器50用于储存剩余的制冷剂并将所储存的制冷剂分开为气相制冷剂(简单地说，气体制冷剂)和液相制冷剂(简单地说，液体制冷剂)。
节能器60被安装到容纳器50和室内单元200之间的管，并用作副热交换器，在所述副热交换器中，从容纳器50排出的液体制冷剂的一部分与在从容纳器50排出之后被电子膨胀阀62膨胀的其余液体制冷剂进行热交换，因此实现了制冷剂的过冷程度(super-cooling degree)。已经过电子膨胀阀62的膨胀的液体制冷剂在经过节能器60时获得热，从而被改变成气体制冷剂。
电子膨胀阀62是用于使从容纳器50流到节能器60的制冷剂的一部分膨胀的电子膨胀阀，或者是用于使从节能器60的一侧流到节能器60的另一侧的制冷剂的一部分膨胀的电子膨胀阀。因此，节能器60接纳已经经过电子膨胀阀62的膨胀的制冷剂。节能器60和电子膨胀阀62组成安装到室内单元200和室外热交换器40之间的液体管的气-液分离器，由此用于在加热操作期间从由室内单元200流到室外热交换器40的液体制冷剂中分离气体制冷剂。
螺线管阀64连接到节能器60与储液器70之间的低压管，且螺线管阀64打开或关闭，以将经热交换的制冷剂从节能器60引入到储液器70中或者压缩机10的中压吸入孔12中。当螺线管阀64打开时，从节能器60排出的制冷剂被引入到具有相对低的压强的储液器70中。当螺线管阀64关闭时，从节能器60排出的制冷剂被引入到连接到具有相对高的压强的压缩机10的中压吸入孔12的注入管66中。
注入管66从节能器60和储液器70之间的低压管分支，并被连接到压缩机10的中压吸入孔12。因此，当螺线管阀64打开时，不允许从节能器60排出的气体制冷剂移动到连接到相对高压的压缩机10的中压吸入孔12的注入管66中，因此被引入到相对低压的储液器70中。另一方面，当螺线管阀64关闭时，从节能器60排出的气体制冷剂经过注入管66移动到压缩机10的中压吸入孔12。
在制冷剂被引入到压缩机10的吸入孔中之前，储液器70用于临时地储存从室外热交换器40或者室内单元200移动的制冷剂。制冷剂在停留在储液器70中时被分开成气体制冷剂和液体制冷剂。与储液器70分离的气体制冷剂被吸入到压缩机10的低压吸入孔11中。
室外单元100进一步包括压强传感器82和温度传感器84。
压强传感器82被安装到连接到压缩机10的排出孔13的管。更具体地说，压强传感器82被安装到高压管(制冷剂通过该高压管从压缩机10排出)，因此用于感测在压缩机10的高压侧的制冷剂的压强。
温度传感器84被安装到设置在室外热交换器40的一侧的管，并用于感测在水(热源水)和制冷剂之间的热交换区域的温度。温度传感器84感测室外热交换器40的出口温度，即，在冷却操作期间的冷凝器的出口温度，且温度传感器感测室外热交换器40的入口温度，即，在加热操作期间的蒸发器的入口温度，从而测量水(热源水)的温度。
图2是示出在图1中示出的空调的加热操作期间的制冷剂的流动的示图。图3是示出在图1中示出的空调的冷却操作期间的制冷剂的流动的示图。
在图2中，制冷剂以如下顺序为加热操作产生制冷循环：压缩机10→四通阀30→室内单元200→节能器60→容纳器50→室外热交换器40→四通阀30→储液器70→压缩机10。
在图3中，制冷剂以如下顺序为冷却操作产生制冷循环：压缩机10→四通阀30→室外热交换器40→容纳器50→节能器60→室内单元200→四通阀30→储液器70→压缩机10。
图4是示出根据另一实施例的水源热泵型空调的示图。与图1的构造相同的构造将通过相同的标号和术语来指定。
在图4中，类似于图1，根据本实施例的水源热泵型空调包括单个室外单元400和与室外单元400并行布置的多个室内单元200。水热源300(即，冷却塔)被连接到室外单元400，并用于将水(热源水)供应到室外单元400(更具体地讲，室外热交换器)中。
室外单元400包括压缩机20、油分离器25、四通阀30、室外热交换器40、室外膨胀阀45、容纳器50、过冷器(super-cooler)90、电子膨胀阀92和储液器70。
除了压缩机20、过冷器90和电子膨胀阀92之外，图4的室外单元400的构造与图1的室外单元100的构造相同，因此，将可以省略对其重复的描述。
与设置在图1的室外单元100中的压缩机10不同，压缩机20具有单个吸入孔21和单个排出孔23。因此，压缩机20用于压缩通过吸入孔21吸入的低温和低压的气体制冷剂，并因而通过排出孔23排出高温和高压的气体制冷剂。
类似于设置在图1的室外单元100中的节能器60，过冷器90被安装到容纳器50和室内单元200之间的管并用作副热交换器，在所述副热交换器中，从容纳器50排出的液体制冷剂的一部分与在从容纳器50排出之后被电子膨胀阀92膨胀的其余液体制冷剂进行热交换，因此实现了制冷剂的过冷程度。已经经过电子膨胀阀92的膨胀的制冷剂在经过过冷器90时获得热，从而被改变成气体制冷剂。
电子膨胀阀92是用于使从容纳器50流到过冷器90的制冷剂的一部分膨胀的电子膨胀阀，或者是用于使从过冷器90的一侧流到过冷器90的另一侧的制冷剂的一部分膨胀的电子膨胀阀。通过电子膨胀阀92膨胀的制冷剂被引入到过冷器90中。过冷器90和电子膨胀阀92组成安装到室内单元200和室外热交换器40之间的液体管的气-液分离器，因此用于在加热操作期间从由室内单元200流到室外热交换器40的制冷剂中分离出气体制冷剂。
比较图4的过冷器90与图1的节能器60，过冷器90的制冷剂流与图1的螺线管阀64打开时的节能器60的制冷剂流相同。
图5是示出在图4中示出的空调的加热操作期间的制冷剂的流动的示图，图6是示出在图4中示出的空调的冷却操作期间的制冷剂的流动的示图。
在图5中，制冷剂以如下顺序为加热操作产生制冷循环：压缩机20→四通阀30→室内单元200→过冷器90→容纳器50→室外热交换器40→四通阀30→储液器70→压缩机20。
在图6中，制冷剂以如下顺序为冷却操作产生制冷循环：压缩机20→四通阀30→室外热交换器40→容纳器50→过冷器90→室内单元200→四通阀30→储液器70→压缩机20。
图1的压缩机10和图4的压缩机20均是脉宽调制(PWM)型可变容量压缩机，如图7中示出。
图7是示出根据实施例的可用于水源热泵型空调的PWM型压缩机的加载和卸载时的工作容量变化的曲线图。
在图7中，“加载”指制冷剂在PWM型压缩机10或20中压缩且被压缩的制冷剂从PWM型压缩机10或20排出的状态。压缩机10或20在加载时具有100％的工作容量。
另一方面，“卸载”指示PWM型压缩机10或20停止对制冷剂的压缩并不排出制冷剂的状态。压缩机10或20在卸载时具有0％的工作容量。
因此，压缩机10或20在加载时需要压强增加，在卸载时需要压强减小。
利用压缩机10或者20，系统工作容量可以根据排出被压缩的制冷剂的加载时间与停止排出制冷剂的卸载时间的占空比而变化。
在一个示例中，假定压缩机10或20的周期是10秒且用于压缩制冷剂的加载操作被执行预定时间(2秒)而在剩余时间(8秒)执行卸载操作，则系统工作容量是20％。
在另一个示例中，假定压缩机10或20的周期是10秒且用于压缩制冷剂的卸载操作被执行预定时间(5秒)而在剩余时间(5秒)执行卸载操作，则系统工作容量是50％。
如上所描述，根据所需要的室内单元200的冷却和加热能力，可变容量压缩机10或20的工作容量可通过确定压缩机10或20的加载时间和卸载时间来调节。
图8是根据图1和图4的实施例的水源热泵型空调的控制框图。
在图8中，根据实施例的水源热泵型空调包括控制单元86，控制单元86采用微型计算机和外围电路，以控制空调的各个组成部件。
在控制单元86的输入侧设置有压强传感器82、温度传感器84和用于接收用户操作命令的输入单元88。
控制单元86的输出侧电连接到压缩机10或20、四通阀30、室外膨胀阀45、与节能器60关联的电子膨胀阀62、螺线管阀64以及与过冷器90关联的电子膨胀阀92。
控制单元86根据室内单元200需要的冷却或加热操作来操作四通阀30，因此在图2和图5的加热操作制冷循环与图3和图6的冷却操作制冷循环之间切换制冷剂的流动。
控制单元86基于压强传感器82和温度传感器84感测到的值以及在冷却操作或加热操作期间压缩机10或20的工作容量，来确定冷却/加热超负荷运行是否发生。如果冷却/加热超负荷运行被确定，则调节与节能器60关联的电子膨胀阀62的打开程度或者与过冷器90关联的电子膨胀阀92的打开程度，以将该高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧，因此减小了在容纳器50中收集的液体制冷剂的量。
例如，在正常的冷却/加热操作期间，与节能器60关联的电子膨胀阀62和与过冷器90关联的电子膨胀阀92分别具有大约100～300步的打开程度，因此用于分别向节能器60和过冷器90提供低温制冷剂。另一方面，在冷却/加热超负荷运行期间，电子膨胀阀62和92分别具有大约480步的增加的打开程度，因此用于将收集在容纳器50中的大量液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧。
更具体地讲，如果压缩机10或20的工作容量在冷却操作期间是总工作容量的15％或者更多、通过压强传感器82感测的压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是预定的第一压强或者更大、且通过温度传感器84感测的冷凝器的出口温度是预定的第一温度或者更高，则控制单元86确定冷却超负荷运行发生。因此，控制单元86将与节能器60关联的电子膨胀阀62或者与过冷器90关联的电子膨胀阀92打开到预定的打开程度(大约480步)，以减小收集在容纳器50中的液体制冷剂的量，因此防止压强增加。在这种情况下，假定制冷剂是R410A，则预定的第一压强是30kg/cm2G，预定的第一温度是42℃。
另外，如果压缩机10或20的工作容量在加热操作期间是总工作容量的15％或者更多、被压强传感器82感测的压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是预定的第二压强或者更大、且通过温度传感器84感测的蒸发器的入口温度是预定的第二温度或更高，则控制单元86确定加热超负荷运行发生。因此，控制单元86将与节能器60关联的电子膨胀阀62或者与过冷器90关联的电子膨胀阀92打开预定的打开程度(大约480步)，以减小收集在容纳器50中的液体制冷剂的量，因此防止压力增加。在这种情况下，假定制冷剂是R410A，则预定的第二压强是35kg/cm2G，且预定的第二温度是30℃。
这里，用于基于对冷却/加热超负荷运行的确定来将与节能器60关联的电子膨胀阀62或者与过冷器90关联的电子膨胀阀92打开到预定的打开程度(大约480步)的操作是旁路操作。在执行旁路操作预定时间(大约3分钟)之后，控制单元86使与节能器60关联的电子膨胀阀62或者与过冷器90关联的电子膨胀阀92从预定的打开程度(大约480步)返回到正常操作模式(大约100～300步)的打开程度，以执行分别向节能器60和过冷器90提供低温制冷剂的基本操作。
为了让控制单元86使与节能器60关联的电子膨胀阀62或者与过冷器90关联的电子膨胀阀92分别回到正常的打开程度(大约100～300步)，除了确认旁路操作执行预定时间(大约3分钟)之外，还可通过压强传感器82感测在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强。甚至当在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强被降低到预定的第三或第四压强或更小时，用于向节能器60和过冷器90提供低温制冷剂的基本操作可通过使与节能器60关联的电子膨胀阀62或者与过冷器90关联的电子膨胀阀92的预定打开程度(大约480步)分别回到正常的打开程度(大约100～300步)被执行。在这种情况下，在压缩机10或20的高压侧的关于冷却操作的预定的第三压强可以是25kg/cm2G或者更低，在压缩机10或20的高压侧的关于加热操作的预定的第四压强可以是30kg/cm2G或者更低。
以下，将描述具有如上描述的构造的空调的操作和效果及该空调的控制方法。
图9是示出根据实施例的关于冷却操作的空调控制方法的流程图。
在图9中，控制单元86从室内单元200接收需要的冷却能力(操作500)，并且切换四通阀30，以改变制冷剂的流动，如图3和图6中所示，因此开始冷却操作(操作502)。
然后，控制单元86将能量供应到压缩机10或20，并根据需要的冷却能力确定制冷剂被压缩和被排出的加载时间以及停止排出制冷剂的卸载时间，如图7中所示，因此调节了压缩机10或20的工作容量(操作504)。
此后，控制单元86确定压缩机10或20的工作容量是否是总工作容量的预定工作容量(大约15％)或更大(操作506)。如果压缩机10或20的工作容量是预定工作容量(大约15％)或更大，则控制单元86确定系统工作容量为低。
在低系统工作容量的假定下，控制单元86通过使用安装到设置在压缩机10或20的排出孔13处的管的压强传感器82来感测从压缩机10或20的高压侧排出的制冷剂的压强(操作508)。
控制单元86确定由压强传感器82感测的在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是否是预定的第一压强或者更大(操作510)。如果在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是预定的第一压强或者更大，则控制单元86通过使用温度传感器84感测制冷剂与水(热源水)进行热交换的室外热交换器40的出口温度，即，冷凝器的出口温度(操作512)。
控制单元86确定被温度传感器84感测的冷凝器的出口温度是否是预定的第一温度或更高(操作514)。如果冷凝器的出口温度是预定的第一温度或更高，则控制单元86确定冷却超负荷运行发生。
如果在冷却超负荷运行期间系统工作容量低且供应到室外热交换器40中的水(热源水)具有高温，则收集在容纳器50中的大量制冷剂和压缩机10或20具有增加的排出压强(冷凝压强)。当大量制冷剂在冷却超负荷运行期间被收集在容纳器50中时，用作减小压强变化的缓冲器的容纳器50具有减小的气体制冷剂空间。因此，当用于减小压强变化的缓冲空间由于压缩机10或20的工作容量变化或者在压缩机10或20加载时而减小时，或者当容纳器50充满制冷剂时，可能发生立即的压强增加。
因此，一旦确定冷却超负荷运行，控制单元86将与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92的打开程度增加到预定值(大约480步)(操作516)，以执行将高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作，因此减小了收集在容纳器50中的液体制冷剂的量(操作518)。
一旦收集在容纳器50中的液体制冷剂的量通过旁路操作减小，则控制单元86确定用于将高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作是否已经进行了预定时间(大约3分钟)(操作520)。
如果基于操作520的结果确定将高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作没有进行预定时间，则控制方法被返回到操作518，以连续地执行旁路操作。
相反，如果基于操作520的结果确定将高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作已经进行了预定时间，则与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92的打开程度(大约480步)被改变为正常操作模式的打开程度(大约100～300步)(操作522)，并且执行冷却操作(操作524)。
同时，如果基于操作506的结果确定压缩机10或20的工作容量不是总工作容量的预定工作容量(大约15％)或者更大，则控制方法进行到操作522，在操作522中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并且执行冷却操作(操作524)。
另外，如果基于操作510的结果确定制冷剂在压缩机10或20的高压侧的压强是预定的第一压强或者更大，控制方法进行到操作522，在操作522中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并执行冷却操作(操作524)。
如果基于操作514的结果确定冷凝器的出口温度不是预定的第一温度或更高，则控制方法进行到操作522，在操作522中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并执行冷却操作(操作524)。
图10是示出根据实施例的关于加热操作的空调控制方法的流程图。
在图10中，控制单元86从室内单元200接收需要的加热能力(操作600)，并切换四通阀30以改变制冷剂的流动，如图2和图5中所示，从而开始加热操作(操作602)。
然后，控制单元86将能量提供给压缩机10或20，并根据需要的加热能力确定制冷剂被压缩并被排出的加载时间以及停止排出制冷剂的卸载时间，如图7中所示，因此调节了压缩机10或20的工作容量(操作604)。
此后，控制单元86确定压缩机10或20的工作容量是否是总工作容量的预定工作容量(大约15％)或更大(操作606)。如果压缩机10或20的工作容量是预定工作容量(大约15％)或更大，则控制单元86确定系统工作容量为低。
在低系统工作容量的假定下，控制单元86通过使用安装到设置在压缩机10或20的排出孔13处的管的压强传感器82来感测从压缩机10或20的高压侧排出的制冷剂的压强(操作608)。
控制单元86确定由压强传感器82感测的在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是否是预定的第二压强或者更大(操作610)。如果在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是预定的第二压强或者更大，则控制单元86通过使用温度传感器84感测制冷剂与水(热源水)进行热交换的室外热交换器40的入口温度，即，蒸发器的入口温度(操作612)。
控制单元86确定由温度传感器84感测的蒸发器的入口温度是否是预定的第二温度或更高(操作614)。如果蒸发器的入口温度是预定的第二温度或更高，则控制单元86确定加热超负荷运行发生。
如果在加热超负荷运行期间系统工作容量低且供应到室外热交换器40中的水(热源水)具有高温，则类似于冷却超负荷运行，收集在容纳器50中的大量制冷剂和压缩机10或20具有增加的排出压强(冷凝压强)。当大量制冷剂在加热超负荷运行期间被收集在容纳器50中时，用作减小压强变化的缓冲器的容纳器50的气体制冷剂空间减小。因此，当用于减小压强变化的缓冲空间由于压缩机10或20的工作容量变化或者在压缩机10或20加载时而减小时，或者当容纳器50充满制冷剂时，可能发生立即的压强增加。
因此，一旦确定加热超负荷运行，控制单元86将与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92的打开程度增加到预定值(大约480步)(操作616)，以执行将高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作，从而减小收集在容纳器50中的液体制冷剂的量(操作618)。
一旦收集在容纳器50中的液体制冷剂的量通过所述旁路操作减小，控制单元86确定用于将高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作是否已经进行了预定时间(大约3分钟)(操作620)。
如果基于操作620的结果确定将高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作没有进行预定时间，则控制方法被返回到操作618，以连续地执行旁路操作。
如果基于操作620的结果确定将高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作已经进行了预定时间，则与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92的打开程度(大约480步)被改变为正常操作模式的打开程度(大约100～300步)(操作622)，并且执行冷却操作(操作624)。
在操作624中，如果基于操作606的结果确定压缩机10或20的工作容量不是总工作容量的预定工作容量(大约15％)或更大，则控制方法进行到操作622，在操作622中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并且执行加热操作(操作624)。
另外，如果基于操作610的结果确定制冷剂在压缩机10或20的高压侧的压强不是预定的第二压强或者更大，则控制方法进行到操作622，在操作622中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并执行加热操作(操作624)。
如果基于操作614的结果确定蒸发器的入口温度不是预定的第二温度或更高，则控制方法进行到操作622，在操作622中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并执行加热操作(操作624)。
图11是示出根据实施例的关于冷却操作的空调控制方法的流程图。在下面的描述中，对与图9的构造相同的构造的描述将尽可能省略。
在图11中，控制单元86从室内单元200接收需要的冷却能力(操作700)并切换四通阀30，以改变制冷剂的流动，如图3和图6中所示，因此开始冷却操作(操作702)。
然后，如图7中所示，控制单元86，根据所需要的冷却能力调节压缩机10或20的工作容量(操作704)。
此后，控制单元86确定压缩机10或20的工作容量是否是总工作容量的预定工作容量(大约15％)或更大(操作706)。如果压缩机10或20的工作容量是预定工作容量(大约15％)或更大，则控制单元86确定系统工作容量为低。
在低系统工作容量的假定下，控制单元86通过使用压强传感器82来感测从压缩机10或20的高压侧排出的制冷剂的压强(操作708)。
控制单元86确定由压强传感器82感测的在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是否是预定的第一压强或者更大(操作710)。如果在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是预定的第一压强或者更大，则控制单元86通过使用温度传感器84感测室外热交换器40的出口温度，即，冷凝器的出口温度(操作712)。
控制单元86确定被温度传感器84感测的冷凝器的出口温度是否是预定的第一温度或更高(操作714)。如果冷凝器的出口温度是预定的第一温度或更高，则控制单元86确定冷却超负荷运行发生。
因此，一旦确定冷却超负荷运行，则控制单元86将与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92的打开程度增加到预定值(大约480步)(操作716)，从而执行将高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作，以减小收集在容纳器50中的液体制冷剂的量(操作718)。
一旦收集在容纳器50中的液体制冷剂的量通过旁路操作减小，则控制单元86通过使用压强传感器82感测从压缩机10或20的高压侧排出的制冷剂的压强变化(操作720)。
控制单元86确定由压强传感器82感测的在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是否被降低到预定的第三压强或者更小(操作722)。如果在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强未被降低到第三压强或者更小，控制方法返回到操作718，以连续地执行旁路操作。
相反，如果基于操作722的结果确定压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强由于将收集在容纳器50中的液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作而降低到第三压强或者更小，则与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92的打开程度(大约480步)被改变为正常操作模式的打开程度(大约100～300步)(操作724)，并且执行冷却操作(操作726)。
同时，如果基于操作706的结果确定压缩机10或20的工作容量不是总工作容量的预定工作容量(大约15％)或者更大，则控制方法进行到操作724，在操作724中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并且执行冷却操作(操作726)。
另外，如果基于操作710的结果确定在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强不是预定的第一压强或者更大，则控制方法进行到操作724，在操作724中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并执行冷却操作(操作726)。
如果基于操作714的结果确定冷凝器的出口温度不是预定的第一温度或更高，则控制方法进行到操作724，在操作724中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并执行冷却操作(操作726)。
图12是示出根据实施例的关于加热操作的空调控制方法的流程图。在下面的描述中，将尽可能省略对与图10的构造相同的构造的重复描述。
在图12中，控制单元86从室内单元200接收需要的加热能力(操作800)并切换四通阀30以改变制冷剂的流动，如图2和图5中所示，从而开始加热操作(操作802)。
然后，如图7中所示，控制单元86根据需要的加热能力调节压缩机10或20的工作容量(操作804)。
此后，控制单元86确定压缩机10或20的工作容量是否是总工作容量的预定工作容量(大约15％)或更大(操作806)。如果压缩机10或20的工作容量是预定工作容量(大约15％)或更大，则控制单元86确定系统工作容量为低。
在低系统工作容量的假定下，控制单元86通过使用压强传感器82来感测从压缩机10或20的高压侧排出的制冷剂的压强(操作808)。
控制单元86确定被压强传感器82感测的在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是否是预定的第二压强或者更大(操作810)。如果在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是预定的第二压强或者更大，则控制单元86通过使用温度传感器84感测室外热交换器40的入口温度，即，蒸发器的入口温度(操作812)。
控制单元86确定被温度传感器84感测的蒸发器的入口温度是否是预定的第二温度或更高(操作814)。如果蒸发器的入口温度是预定的第二温度或更高，则控制单元86确定加热超负荷运行发生。
因此，一旦确定加热超负荷运行，则控制单元86将与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92的打开程度增加到预定值(大约480步)(操作816)，从而执行将高压液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作，以减小收集在容纳器50中的液体制冷剂的量(操作818)。
一旦收集在容纳器50中的液体制冷剂的量通过所述旁路操作减小，则控制单元86通过使用压强传感器82感测从压缩机10或20的高压侧排出的制冷剂的压强变化(操作820)。
控制单元86确定由压强传感器82感测的在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强是否降低到预定的第四压强或者更小(操作822)。如果在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强未被降低到第四压强或者更小，则控制方法返回到操作818，以连续地执行旁路操作。
相反，如果基于操作822的结果确定在压缩机10或20的高压侧的制冷剂的压强由于将收集在容纳器50中的液体制冷剂旁路到压缩机10或20的低压侧的旁路操作而降低到第四压强或者更低，则与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92的打开程度(大约480步)被改变为正常操作模式的打开程度(大约100～300步)(操作824)，并且执行加热操作(操作826)。
同时，如果基于操作806的结果确定压缩机10或20的工作容量不是总工作容量的预定工作容量(大约15％)或者更大，则控制方法进行到操作824，在操作824中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并且执行加热操作(操作826)。
另外，如果基于操作810的结果确定制冷剂在压缩机10或20的高压侧的压强不是预定的第一压强或者更大，则控制方法进行到操作824，在操作824中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并执行加热操作(操作826)。
如果基于操作814的结果确定冷凝器的出口温度不是预定的第二温度或更高，则控制方法进行到操作824，在操作824中，与节能器60关联的电子膨胀阀62或与过冷器90关联的电子膨胀阀92被保持在正常操作模式的打开程度(大约100～300步)，并执行加热操作(操作826)。
同时，虽然上面描述的实施例通过示例的方式描述了利用水热源300的热泵型空调，在所述热泵型空调中，经过室外热交换器40的制冷剂与水(热源水)进行热交换，但实施例不限于此，甚至通过经过室外热交换器40的制冷剂利用由地热源350产生的地热进行热交换的地源热泵型空调也将实现相同的方面和效果。
图13和图14示出示例性的地源热泵型空调。
图13是示出根据实施例的地源热泵型空调的示图。
在图13中，根据实施例的地源热泵型空调包括单个室外单元100以及与室外单元100并行布置的多个室内单元200。地热源350连接到室外单元100并用于将地热提供给室外单元100(更具体地讲，室外热交换器)。
除了经过室外热交换器40的制冷剂利用地热进行热交换之外，图13的地源热泵型空调具有与图1的地源热泵型空调的构造相同的构造，因此，将省略对与图1的构造相同的构造的重复描述。
图14是示出根据实施例的地源热泵型空调的示图。
在图14中，根据实施例的地源热泵型空调包括单个室外单元400以及与室外单元400并行布置的多个室内单元200。地热源350连接到室外单元400并用于将地热提供给室外单元400(更具体地讲，室外热交换器)。
除了经过室外热交换器40的制冷剂利用地热进行热交换之外，图14的地源热泵型空调具有与图4的地源热泵型空调的构造相同的构造，因此，将省略对与图4的构造相同的构造的重复描述。
从上面的描述明显可知，根据实施例，当冷却/加热超负荷运行发生时，与过冷器或节能器关联的电子膨胀阀被打开到预定的打开程度，以对收集在连接到过冷器或节能器的容纳器中的高温和高压液体制冷剂进行旁路，从而防止压强的迅速增加。
虽然已经示出并描述了一些实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离实施例的精神和原理的情况下，可以在这里对这些实施例做出改变，所述实施例的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种空调，包括：
压缩机，用于压缩制冷剂；
室外热交换器，用于在制冷剂与水之间进行热交换；
容纳器，用于储存在室外热交换器中已与水进行热交换的制冷剂的一部分，并将所储存的制冷剂分开成气体制冷剂和液体制冷剂；
副热交换器，用于对从容纳器分离的液体制冷剂执行过冷；
电子膨胀阀，用于旁路从容纳器分离的液体制冷剂；
压强传感器，用于感测从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强；
温度传感器，用于感测室外热交换器的温度；
控制单元，基于压缩机的工作容量、在所述高压侧的制冷剂的压强和室外热交换器的温度来确定冷却/加热超负荷运行是否发生，且所述控制单元控制电子膨胀阀的打开程度，以在冷却/加热超负荷运行期间减小收集在容纳器中的液体制冷剂的量。
2.根据权利要求1所述的空调，其中，所述压缩机是脉宽调制型压缩机，所述压缩机的工作容量根据制冷剂被压缩的加载时间和制冷剂停止压缩的卸载时间来调节。
3.根据权利要求1所述的空调，其中，所述副热交换器包括节能器或过冷器。
4.根据权利要求3所述的空调，其中，所述电子膨胀阀是用于节能器或过冷器的电子膨胀阀。
5.根据权利要求1所述的空调，其中，温度传感器被安装到设置在室外热交换器的一侧的管，以感测制冷剂与水的热交换位置的温度。
6.根据权利要求5所述的空调，其中，室外热交换器在冷却操作时用作冷凝器，温度传感器感测冷凝器的出口温度，以测量所述水的温度。
7.根据权利要求5所述的空调，其中，室外热交换器在加热操作时用作蒸发器，温度传感器感测蒸发器的入口温度，以测量所述水的温度。
8.根据权利要求6所述的空调，其中，如果压缩机的工作容量在冷却操作时是预定容量或者更大、由压强传感器感测的从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强是第一预定压强或者更大、且由温度传感器感测的冷凝器的出口温度是第一预定温度或者更高，则控制单元确定冷却超负荷运行发生，并且控制单元增加电子膨胀阀的打开程度，以将容纳器内部的液体制冷剂旁路到压缩机的低压侧。
9.根据权利要求7所述的空调，其中，如果压缩机的工作容量在加热操作时是预定容量或者更大、由压强传感器感测的从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强是第二预定压强或者更大、且由温度传感器感测的蒸发器的入口温度是第二预定温度或者更高，则控制单元确定加热超负荷运行发生，并且控制单元增加电子膨胀阀的打开程度，以将容纳器内部的液体制冷剂旁路到压缩机的低压侧。
10.根据权利要求8或9所述的空调，其中，控制单元计算容纳器内部的液体制冷剂通过具有所述增加的打开程度的电子膨胀阀被旁路到所述低压侧的旁路操作时间，如果所述旁路操作时间超过预定时间，则将电子膨胀阀保持在初始打开程度。
11.根据权利要求8或9所述的空调，其中，压强传感器感测由通过具有所述增加的打开程度的电子膨胀阀将容纳器内部的液体制冷剂旁路到所述低压侧所引起的从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强的变化，如果变化的压强是预定的压强或者更小，则控制单元将电子膨胀阀保持在初始打开程度。
12.一种空调的控制方法，所述空调包括用于压缩制冷剂的压缩机、用于在制冷剂与水之间执行热交换的室外热交换器、用于储存已热交换的制冷剂的一部分以将所储存的制冷剂分开成气体制冷剂和液体制冷剂的容纳器、用于对液体制冷剂执行过冷的副热交换器以及用于旁路液体制冷剂的电子膨胀阀，所述控制方法包括：
感测从压缩机的高压侧排出的制冷剂的压强；
感测室外热交换器的温度；
基于压缩机的工作容量、在所述高压侧的制冷剂的压强和室外热交换器的温度来确定冷却/加热超负荷运行是否发生；
在冷却/加热超负荷运行期间，旁路容纳器的液体制冷剂，以减小容纳器内收集的液体制冷剂的量。
13.根据权利要求12的控制方法，其中，如果压缩机的工作容量在冷却操作时是预定容量或者更大、在压缩机的高压侧的制冷剂的压强是第一预定压强或者更大、且室外热交换器的温度是第一预定温度或者更高，则确定冷却超负荷运行发生。
14.根据权利要求12的控制方法，其中，如果压缩机的工作容量在加热操作时是预定容量或者更大、在压缩机的高压侧的制冷剂的压强是第二预定压强或者更大、且室外热交换器的温度是第二预定温度或者更高，则确定加热超负荷运行发生。
15.根据权利要求12的控制方法，其中，容纳器内部的液体制冷剂的旁路包括：将电子膨胀阀打开到预定的打开程度，以让容纳器内部的液体制冷剂被旁路到压缩机的低压侧。
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