CN102226550B - 一种使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法 - Google Patents

一种使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种使用可燃性制冷剂的空调器及其控制方法，所述空调器包括室外机和室内机，其室外机内部或附近设置有一个以上用于检测可燃性制冷剂浓度的浓度探测器。本发明针对可燃性制冷剂分体式空调的安全需要，在室外机的多处设置有用于检测可燃性制冷剂浓度的浓度探测器，以及在室外机多处管道上设置电磁阀，通过监测室外机相关部分的制冷剂浓度，对相应的阀门进行调节，当发生泄漏时，尽量减少冷媒的泄漏量，以保证室外机的安全。其结构简单合理、使用安全可靠。

Description

一种使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法
技术领域
本发明涉及一种以可燃性物质作为制冷剂（R32,R290,R161）的分体式空调，特别是一种使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法。
背景技术
现在空调中所使用的制冷剂大多是R22或R410A，但从ODP与GWP的指标来衡量，这两者对环境影响较大，随着节能和环保的要求越来越高，如何选择对环境影响较小的制冷剂成为研究的关键。在该背景下，低GWP值的可燃性制冷剂进入视线，如R290(丙烷)，R32(二氟甲烷)，R161（一氟乙烷）等。但是，由于该类制冷剂具有可燃性，控制该类制冷剂的泄露就非常重要。研究显示，在分体式空调系统中，室外机换热器中的制冷剂占系统制冷剂总量的60%以上，压缩机中的制冷剂占制冷剂总量的25%以上；所以，室外机的使用安全问题不容忽视。
中国专利文献号CN201582948U于2010年9月15日公开一种空调器，包括压缩机、控制部件、四通阀、室内热交换器、节流机构、室外机换热器组成的制冷/热泵空调系统，在室内机热交换器的两端分别设置有空调连接管液阀和空调连接管气阀，室外机换热器与室内机换热器的连接管上设有控制管路通断的阀门，该阀门与控制部件电气连接。该结构只考虑到室内的安全，而忽略了室外机冷媒泄露的问题，有待进一步完善。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、使用安全可靠的使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法，包括室外机和室内机，其特征是室外机内部或附近设置有一个以上用于检测可燃性制冷剂浓度的浓度探测器；
所述室外机包括压缩机、室外机换热器、室外电机和室外机控制部件；压缩机的排气管和回气管分别与四通阀连接，四通阀另外两端分别与室外机换热器的一端和室内机中的室内机换热器的一端连接，室外机换热器的另一端通过节流部件与室内机换热器的另一端连接；其中，所述四通阀与所述排气管之间、所述回气管之间以及所述室外机换热器的一端之间分别连接有第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀。各电磁阀的关闭与开启由控制部件根据空调的运行情况给出信号，断电时关闭，通电时开启；
所述浓度探测器设置有三个；其中，第一浓度探测器配置在压缩机回气管与排气管附近，第二浓度探测器配置在四通阀附近，第三浓度探测器配置在室外机换热器与节流部件之间的连接管道附近。各浓度探测器通过信号线与室外机控制部件相连接；
所述室内机换热器与四通阀连接的管道上设置有第一截止阀；所述节流部件包括电子膨胀阀和毛细管。电子膨胀阀作为节流设备调节流量；所述节流部件与室内机换热器连接的管道上设置有第二截止阀；
根据在不同位置的浓度探测器所检测出对应位置的可燃性制冷剂浓度，将此浓度信号输送至室外机控制部件，室外机控制部件根据浓度信号对各电磁阀、电子膨胀阀、室外电机和压缩机进行控制；其中，设定室外机上电之前，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和电子膨胀阀处于关闭状态；设定室外机控制部件中可燃制冷剂浓度参数为N0；第一浓度探测器测得的浓度值为N1，第二浓度探测器测得的浓度值为N2，第三浓度探测器测得的浓度值为N3。
在室外机上电之后，室外电机立即以最高转速开始运行，主要是为了避免杂质气体对浓度探测器的干扰；
在室外机启动过程中：室外机上电之后，室外电机以最高转速开始运行；同时，三个浓度探测器开启，电子膨胀阀与各电磁阀保持关闭状态。当室外电机运行t1秒之后，若N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则室外机各部件正常执行相关指令。当室外电机运行t1秒之后，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，压缩机不启动，第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均不通电，保持关闭状态，同时，电子膨胀阀在原基础上增加S步关闭，室外电机继续以最高转速持续运行；当满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
在室外机运行过程中，若N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则室外机各部件正常执行相关指令；其中，第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均处于开启状态，电子膨胀阀按控制程序进行调节。
在空调器通风运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，压缩机不启动，第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均不通电，保持关闭状态，同时，电子膨胀阀在原基础上增加S步关闭，室外电机继续以最高转速持续运行；当满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
在空调器制冷运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，室外机控制部件同时向压缩机、电子膨胀阀、室外电机、第二电磁阀、第三电磁阀发送指令，使压缩机停机、电子膨胀阀在原基础上增加S步关闭、室外电机以最高转速运行、第二电磁阀断电关闭、第三电磁阀断电关闭；t2秒之后，室外机控制部件向第一电磁阀发送指令使其断电关闭；满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
在空调器制热运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，室外机控制部件同时向压缩机、电子膨胀阀、室外电机、四通阀、第二电磁阀、第三电磁阀发送指令，使压缩机停机、电子膨胀阀在原基础上增加S步关闭、室外电机以最高转速运行、四通阀断电、第二电磁阀断电关闭、第三电磁阀断电关闭；t2秒之后，室外机控制部件向第一电磁阀发送指令使其断电关闭；满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
在空调器除湿或制热除霜运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，室外机控制部件同时向压缩机、电子膨胀阀、室外电机、第二电磁阀、第三电磁阀发送指令，使压缩机停机、电子膨胀阀在原基础上增加S步关闭、室外电机以最高转速运行、第二电磁阀断电关闭、第三电磁阀断电关闭；t2秒之后，室外机控制部件向第一电磁阀发送指令使其断电关闭；满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
另外，在空调系统的待机、启动、运行、停机过程中，室外机若出现不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0的情况，发出报警指令后室外机相关部件的动作方案最优先执行。若如果发出报警指令后室外机相关部件的动作方案与其他指令的动作方案冲突，以报警指令为准。
本发明针对可燃性制冷剂分体式空调的安全需要，在室外机的多处设置有用于检测可燃性制冷剂浓度的浓度探测器，以及在室外机多处管道上设置电磁阀，通过监测室外机相关部分的制冷剂浓度，对相应的阀门进行调节，当发生泄漏时，尽量减少冷媒的泄漏量，以保证室外机的安全。其结构简单合理、使用安全可靠。
附图说明
图1为本发明一实施例结构示意图。
图2为本发明启动过程的流程图。
图3为本发明运行过程中的流程图。
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。
参见图1，一种使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法，包括室外机13和室内机，室外机13内部或附近设置有一个以上用于检测可燃性制冷剂浓度的浓度探测器。室外机13包括压缩机1、室外机换热器3、室外电机和室外机控制部件；压缩机1的排气管和回气管分别与四通阀2连接，四通阀2另外两端分别与室外机换热器3的一端和室内机中的室内机换热器的一端连接，室外机换热器3的另一端通过节流部件与室内机换热器的另一端连接；其中，所述四通阀2与所述排气管之间、所述回气管之间以及所述室外机换热器3的一端之间分别连接有第一电磁阀5、第二电磁阀6和第三电磁阀7；所述浓度探测器设置有三个；其中，第一浓度探测器8配置在压缩机1回气管与排气管附近，第二浓度探测器9配置在四通阀2附近，第三浓度探测器10配置在室外机换热器3与节流部件之间的连接管道附近。室内机换热器与四通阀2连接的管道上设置有第一截止阀11；节流部件包括电子膨胀阀4和毛细管；所述节流部件与室内机换热器连接的管道上设置有第二截止阀12。
上述室内机、室内机换热器、室外电机和室外机控制部件图中未示出。
根据在不同位置的浓度探测器所检测出对应位置的可燃性制冷剂浓度，将此浓度信号输送至室外机控制部件，室外机控制部件根据浓度信号对各电磁阀、电子膨胀阀4、室外电机和压缩机1进行控制；其中，设定室外机上电之前，第一电磁阀5、第二电磁阀6、第三电磁阀7和电子膨胀阀4处于关闭状态；设定室外机控制部件中可燃制冷剂浓度参数为N0；第一浓度探测器8测得的浓度值为N1，第二浓度探测器9测得的浓度值为N2，第三浓度探测器10测得的浓度值为N3。
上述浓度值为测得的浓度绝对值与可燃制冷剂燃烧下限浓度值LFL的百分比值，如该值为100%，则意味可燃制冷剂处于可点燃状态，越低意味越安全。N0设定为15%。
参见图2，在室外机13启动过程中：室外机13上电之后，室外电机以最高转速开始运行；同时，三个浓度探测器开启，电子膨胀阀4与各电磁阀保持关闭状态。当室外电机运行t1秒之后，若N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则室外机13各部件正常执行相关指令。当室外电机运行t1秒之后，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，压缩机1不启动，第一电磁阀5、第二电磁阀6和第三电磁阀7均不通电，保持关闭状态，同时，电子膨胀阀4在原基础上增加S步关闭，室外电机继续以最高转速持续运行；当满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后室外电机停止运行。
上述t1为90，S为50；假定电子膨胀阀在报警前的阀步为150步，则报警后电子膨胀阀关闭200步，以保证其完全关死。
参见图3，在室外机13运行过程中，若N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则室外机13各部件正常执行相关指令；其中，第一电磁阀5、第二电磁阀6和第三电磁阀7均处于开启状态，电子膨胀阀4按控制程序进行调节。
在空调器通风运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0（即N1≥N0和/或N2≥N0和/或N3≥N0），则立即报警；报警时，压缩机1不启动，第一电磁阀5、第二电磁阀6和第三电磁阀7均不通电，保持关闭状态，同时，电子膨胀阀4在原基础上增加S步关闭，室外电机继续以最高转速持续运行；当满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
在空调器制冷运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，室外机控制部件同时向压缩机1、电子膨胀阀4、室外电机、第二电磁阀6、第三电磁阀7发送指令，使压缩机停机、电子膨胀阀在原基础上增加S步关闭、室外电机以最高转速运行、第二电磁阀断电关闭、第三电磁阀断电关闭；t2秒之后，室外机控制部件向第一电磁阀5发送指令使其断电关闭；满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
在空调器制热运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，室外机控制部件同时向压缩机1、电子膨胀阀4、室外电机、四通阀2、第二电磁阀6、第三电磁阀7发送指令，使压缩机1停机、电子膨胀阀4在原基础上增加S步关闭、室外电机以最高转速运行、四通阀2断电、第二电磁阀6断电关闭、第三电磁阀7断电关闭；t2秒之后，室外机控制部件向第一电磁阀5发送指令使其断电关闭；满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。上述t2为3。
在空调器除湿或制热除霜运行过程中，则立即报警；报警时，室外机控制部件同时向压缩机1、电子膨胀阀4、室外电机、第二电磁阀6、第三电磁阀7发送指令，使压缩机停机、电子膨胀阀在原基础上增加S步关闭、室外电机以最高转速运行、第二电磁阀断电关闭、第三电磁阀断电关闭；t2秒之后，室外机控制部件向第一电磁阀5发送指令使其断电关闭；满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。

Claims (7)

1.一种使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法，包括室外机（13）和室内机，其特征是室外机（13）内部或附近设置有一个以上用于检测可燃性制冷剂浓度的浓度探测器；
所述室外机（13）包括压缩机（1）、室外机换热器（3）、室外电机和室外机控制部件；压缩机（1）的排气管和回气管分别与四通阀（2）连接，四通阀（2）另外两端分别与室外机换热器（3）的一端和室内机中的室内机换热器的一端连接，室外机换热器（3）的另一端通过节流部件与室内机换热器的另一端连接；其中，所述四通阀（2）与所述排气管之间、所述回气管之间以及所述室外机换热器（3）的一端之间分别连接有第一电磁阀（5）、第二电磁阀（6）和第三电磁阀（7）；
所述浓度探测器设置有三个；其中，第一浓度探测器（8）配置在压缩机（1）回气管与排气管附近，第二浓度探测器（9）配置在四通阀（2）附近，第三浓度探测器（10）配置在室外机换热器（3）与节流部件之间的连接管道附近；
所述室内机换热器与四通阀（2）连接的管道上设置有第一截止阀（11）；所述节流部件包括电子膨胀阀（4）和毛细管；所述节流部件与室内机换热器连接的管道上设置有第二截止阀（12）；
根据在不同位置的浓度探测器所检测出对应位置的可燃性制冷剂浓度，将此浓度信号输送至室外机控制部件，室外机控制部件根据浓度信号对各电磁阀、电子膨胀阀（4）、室外电机和压缩机（1）进行控制；其中，设定室外机（13）上电之前，第一电磁阀（5）、第二电磁阀（6）、第三电磁阀（7）和电子膨胀阀（4）处于关闭状态；设定室外机控制部件中可燃制冷剂浓度参数为N0；第一浓度探测器（8）测得的浓度值为N1，第二浓度探测器（9）测得的浓度值为N2，第三浓度探测器（10）测得的浓度值为N3。
2.根据权利要求1所述使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法，其特征是在室外机（13）启动过程中：室外机（13）上电之后，室外电机以最高转速开始运行；同时，三个浓度探测器开启，电子膨胀阀（4）与各电磁阀保持关闭状态；
当室外电机运行t1秒之后，若N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则室外机（13）各部件正常执行相关指令；
当室外电机运行t1秒之后，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，压缩机（1）不启动，第一电磁阀（5）、第二电磁阀（6）和第三电磁阀（7）均不通电，保持关闭状态，同时，电子膨胀阀（4）在原基础上增加S步关闭，室外电机继续以最高转速持续运行；当满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
3.根据权利要求1或2所述使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法，其特征是在室外机（13）运行过程中，若N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则室外机（13）各部件正常执行相关指令；其中，第一电磁阀（5）、第二电磁阀（6）和第三电磁阀（7）均处于开启状态，电子膨胀阀（4）按控制程序进行调节。
4.根据权利要求3所述使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法，其特征是在空调器通风运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，压缩机（1）不启动，第一电磁阀（5）、第二电磁阀（6）和第三电磁阀（7）均不通电，保持关闭状态，同时，电子膨胀阀（4）在原基础上增加S步关闭，室外电机继续以最高转速持续运行；当满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
5.根据权利要求3所述使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法，其特征是在空调器制冷运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，室外机控制部件同时向压缩机（1）、电子膨胀阀（4）、室外电机、第二电磁阀（6）、第三电磁阀（7）发送指令，使压缩机（1）停机、电子膨胀阀（4）在原基础上增加S步关闭、室外电机以最高转速运行、第二电磁阀（6）断电关闭、第三电磁阀（7）断电关闭；t2秒之后，室外机控制部件向第一电磁阀（5）发送指令使其断电关闭；满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
6.根据权利要求3所述使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法，其特征是在空调器制热运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，室外机控制部件同时向压缩机（1）、电子膨胀阀（4）、室外电机、四通阀（2）、第二电磁阀（6）、第三电磁阀（7）发送指令，使压缩机（1）停机、电子膨胀阀（4）在原基础上增加S步关闭、室外电机以最高转速运行、四通阀（2）断电、第二电磁阀（6）断电关闭、第三电磁阀（7）断电关闭；t2秒之后，室外机控制部件向第一电磁阀（5）发送指令使其断电关闭；满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
7.根据权利要求3所述使用可燃性制冷剂的空调器的控制方法，其特征是在空调器制热除霜或除湿运行过程中，若不能满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0，则立即报警；报警时，室外机控制部件同时向压缩机（1）、电子膨胀阀（4）、室外电机、第二电磁阀（6）、第三电磁阀（7）发送指令，使压缩机（1）停机、电子膨胀阀（4）在原基础上增加S步关闭、室外电机以最高转速运行、第二电磁阀（6）断电关闭、第三电磁阀（7）断电关闭；t2秒之后，室外机控制部件向第一电磁阀（5）发送指令使其断电关闭；满足N1＜N0且N2＜N0且N3＜N0后，室外电机停止运行。
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