CN105190196B - 空气调节器及空气调节器的控制方法 - Google Patents

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Abstract

空气调节器在压缩机(10)上附设有曲轴箱加热器(40)，通过对曲轴箱加热器(40)通电，从而可以加热压缩机。并且，在压缩机(10)停止期间且启动压缩机(10)之前，控制部(41)根据和制冷剂的温度具有相关关系的参数即过热度，决定曲轴箱加热器(40)的通电开始时刻。借此，在压缩机(10)停止期间，可以更进一步降低由于对曲轴箱加热器(40)通电而产生的待机电力。

Description

空气调节器及空气调节器的控制方法
技术领域
本发明涉及一种空气调节器及空气调节器的控制方法。
背景技术
如果空气调节器长时间停止，则制冷剂就会变为液体状态积存在压缩机内，如果在这个状态下启动压缩机，有可能会因为液态压缩而损坏压缩机。因此，针对尤其是用于寒冷地区的空气调节器，在压缩机上附设曲轴箱加热器，在运行空气调节器之前对曲轴箱加热器通电，加热压缩机，从而防止因液态制冷剂积存而导致的液态压缩。
然而，如果在压缩机停止运行期间持续地对曲轴箱加热器通电，则曲轴箱加热器的消耗电力会增大，空气调节器的待机电力会增加。
为了解决该问题，专利文献1中记载有一种空气调节器，其在压缩机处于停止状态时使曲轴箱加热器工作，然后在冷冻机油温度变为规定温度以上的时刻，使曲轴箱加热器停止工作，为压缩机的重新启动做准备。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3799940号公报
发明内容
要解决的技术问题
然而，专利文献1中记载的空气调节器在压缩机停止状态下，每当冷冻机油温度低于规定温度就需要反复地对曲轴箱加热器通电，待机电力的降低有所限制。
本发明鉴于该情况开发而成，目的在于提供一种空气调节器及空气调节器的控制方法，其在压缩机停止期间，可以更进一步降低由于对曲轴箱加热器通电而产生的待机电力。
技术方案
为了解决上述问题，本发明的空气调节器及空气调节器的控制方法采用以下方案。
本发明第一方式相关的空气调节器在压缩机上附设有曲轴箱加热器，通过对上述曲轴箱加热器通电，从而可以加热上述压缩机，所述空气调节器具备控制机构，其在上述压缩机停止期间且启动上述压缩机之前，根据和制冷剂的温度具有相关关系的参数，决定上述曲轴箱加热器的通电开始时刻。
根据本构成，空气调节器在压缩机上附设有曲轴箱加热器，通过对曲轴箱加热器通电，从而可以加热压缩机。在启动处于停止状态的压缩机之前，空气调节器先对曲轴箱加热器通电，加热压缩机。借此，液态制冷剂被加热、汽化，从而可以防止因液态制冷剂积存而导致的液态压缩。
然而，如果不在恰当的时刻开始曲轴箱加热器的通电，所进行的曲轴箱加热器通电就会超出需要，导致待机电力增加。
因此，在压缩机停止期间且启动压缩机之前，根据和制冷剂的温度具有相关关系的参数，决定曲轴箱加热器的通电开始时刻。即，为确保在压缩机开始启动时上述参数达到预先制定的目标值，决定曲轴箱加热器的通电开始时刻。
具体而言，为使制冷剂的温度在压缩机开始运行时达到可以消除积存的温度，和制冷剂的温度具有相关关系的参数值越低，曲轴箱加热器的通电开始时刻越早。另一方面，和制冷剂的温度具有相关关系的参数值越高，曲轴箱加热器的通电开始时刻越晚。从而可以抑制曲轴箱加热器的通电时间超出必要的时间。
因此，在压缩机停止期间，本构成可以更进一步降低由于对曲轴箱加热器通电而产生的待机电力。
上述第一方式中，所述参数优选为制冷剂的过热度。
在过热度足够高的情况下，液态制冷剂的积存较少。此外，如果压缩机的下部温度足够高，液态制冷剂的积存也较少。但是，压缩机的下部温度容易受到室外空气温度的影响，并不一定能正确地测量制冷剂的状态。另一方面，制冷剂的过热度不仅是和制冷剂的温度具有相关关系的参数，和制冷剂的压力也有相关关系。因此，和测量压缩机的下部温度相比，测量制冷剂的过热度能更正确地测量制冷剂的状态。
因此，本构成能更准确地决定对曲轴箱加热器通电的时刻。
在上述第一方式中，优选在上述压缩机停止期间且启动上述压缩机之前，上述控制机构根据上述参数及室外空气温度，决定上述曲轴箱加热器的通电开始时刻。
即便对曲轴箱加热器通电，由于室外空气温度的差异，压缩机温度即制冷剂温度的上升程度也会不同。
因此，本构成根据和制冷剂的温度具有相关关系的参数及室外空气温度，决定曲轴箱加热器的通电开始时刻。即，即便上述参数值相同，室外空气温度越低，则曲轴箱加热器的通电开始时刻越早；室外空气温度越高，则曲轴箱加热器的通电开始时刻越晚。
因此，本构成能更准确地决定对曲轴箱加热器通电的时刻。
在上述第一方式中，优选依照预先制定的时间表，启动上述压缩机。
本构成能更准确地决定对曲轴箱加热器通电的时刻。
在上述第一方式中，控制基板上具备表示控制状态的指示灯，优选控制状态在规定时间以上保持为稳定时，上述指示灯熄灭。
本构成可以更进一步降低空气调节器的消耗电力。
本发明第二方式相关的空气调节器的控制方法，其中空气调节器在压缩机上附设有曲轴箱加热器，通过对上述曲轴箱加热器通电，从而可以加热上述压缩机，所述空气调节器的控制方法在上述压缩机停止期间且启动上述压缩机之前，根据和制冷剂的温度具有相关关系的参数，决定上述曲轴箱加热器的通电开始时刻。
有益效果
根据本发明，可以获得如下优秀效果，即在压缩机停止期间，可以更进一步降低由于对曲轴箱加热器通电而产生的待机电力。
附图说明
图1是本发明第1实施方式相关的复合式空气调节器的概要构成图。
图2是本发明第1实施方式相关的复合式空气调节器中具备曲轴箱加热器的压缩机的周边构成图。
图3是表示本发明第1实施方式相关的过热度和加热器ON时间的关系的图表。
图4是表示本发明第1实施方式相关的CH通电处理流程的流程图。
图5是表示本发明第2实施方式相关的过热度和加热器ON时间的关系的图表。
具体实施方式
以下，参照附图，针对本发明相关的空气调节器及空气调节器的控制方法的一个实施方式进行说明。
〔第1实施方式〕
以下，针对本发明第1实施方式进行说明。
图1表示的是本发明第1实施方式相关的复合式空气调节器的概要构成图，图2表示的是具备曲轴箱加热器的压缩机的周边构成图。
复合式空气调节器1中，在从室外机2导出的气体侧配管4及液体侧配管5之间，多台室内机3A、3B通过分支器6相互并联地连接到1台室外机2上。
室外机2具备：压缩制冷剂的变频器驱动压缩机10，从制冷剂气体中分离润滑油的油分离器11，切换制冷剂循环方向的四通切换阀12，使制冷剂和室外空气进行热交换的室外换热器13，和室外换热器13一体构成的过冷线圈14，室外侧膨胀阀(EEVH)15，贮存液态制冷剂的贮液器16，使液态制冷剂过冷却的过冷换热器17，对分流到过冷换热器17中的制冷剂量进行控制的过冷用膨胀阀(EEVSC)18，从被吸入压缩机10中的制冷剂气体中分离液体、仅使气体吸入压缩机10侧的气液分离器19，气体侧操作阀20及液体侧操作阀21。
室外机2侧的上述各设备通过制冷剂配管22，以众所周知的方式连接，构成室外侧制冷剂回路23。此外，室外机2中设有对室外换热器13进行室外空气通风的室外风扇24，并且在油分离器11和压缩机10的吸入配管之间设有回油回路25，用于使油分离器11内从排出的制冷剂气体中分离出来的润滑油按规定量依次返回到压缩机10侧。
气体侧配管4及液体侧配管5是连接到室外机2的气体侧操作阀20及液体侧操作阀21的制冷剂配管，在现场安装施工时，根据室外机2和与之相连接的多台室内机3A、3B之间的距离，设定该配管长度。在气体侧配管4及液体侧配管5中，设有适当数量的分支器6，通过该分支器6，连接适当台数的室内机3A、3B。从而构成一个密闭的制冷循环系统(制冷剂回路)7。
室内机3A、3B具备使室内空气和制冷剂进行热交换以调节室内空气的室内换热器30、室内侧膨胀阀(EEVC)31以及使室内空气在室内换热器30中循环的室内风扇32，通过室内侧的气体侧分支配管4A、4B及液体侧分支配管5A、5B，连接到分支器6。
此外，利用压力传感器33测定从压缩机10排出的制冷剂的压力。
在上述空气调节器1中，制冷运行如下所述。
利用压缩机10压缩并排出高温高压制冷剂气体，并通过油分离器11分离制冷剂中所包含的润滑油。之后，通过四通切换阀12，制冷剂气体在室外换热器13侧循环，并通过室外换热器13，和室外风扇24送入的室外空气进行热交换，发生冷凝液化。该液态制冷剂被过冷线圈14进一步冷却后，通过室外侧膨胀阀15，暂时被贮存在贮液器16内。
在贮液器16内调整循环量后的液态制冷剂经由过冷换热器17，在液态制冷剂配管侧流通，在此过程中，从液态制冷剂配管分流，和被过冷用膨胀阀(EEVSC)18绝热膨胀的一部分制冷剂进行热交换，被赋予过冷度。该液态制冷剂经由液体侧操作阀21，从室外机2向液体侧配管5导出。进而，导出至液体侧配管5中的液态制冷剂通过分支器6，向各室内机3A、3B的液体侧分支配管5A、5B分流。
分流至液体侧分支配管5A、5B中的液态制冷剂流入各室内机3A、3B，被室内侧膨胀阀(EEVC)31绝热膨胀，成为气液两相流，并流入室内换热器30中。在室内换热器30中，由室内风扇32循环的室内空气和制冷剂进行热交换，室内空气被冷却，用于室内制冷。另一方面，制冷剂被汽化，经由气体侧分支配管4A、4B进入分支器6，和来自其他室内机的制冷剂气体在气体侧配管4中合流。
在气体侧配管4中合流的制冷剂气体再次返回到室外机2，经由气体侧操作阀20、四通切换阀12，和来自过冷换热器17的制冷剂气体合流，然后被导入气液分离器19中。在气液分离器19中，制冷剂气体中所含的液体被分离，仅气体被吸入压缩机10中。该制冷剂在压缩机10中再次被压缩，通过重复以上的循环，进行制冷运行。
另一方面，制暖运行如下所述。
利用压缩机10压缩并排出高温高压制冷剂气体，并通过油分离器11分离制冷剂中所包含的润滑油，然后通过四通切换阀12，在气体侧操作阀20侧循环。在气体侧操作阀20侧循环的制冷剂经由气体侧配管4，从室外机2被导出，经由分支器6、室内侧的气体侧分支配管4A、4B，导入多台室内机3A、3B中。
导入室内机3A、3B中的高温高压制冷剂气体在室内换热器30中，和利用室内风扇32进行循环的室内空气进行热交换，室内空气被加热，用于室内制暖。被室内换热器30冷凝的液态制冷剂经由室内侧膨胀阀(EEVC)31、液体侧分支配管5A、5B，进入分支器6，和来自其他室内机的制冷剂合流，然后经由液体侧配管5，返回到室外机2侧。另外，制暖时，在室内机3A、3B中，为使作为冷凝器发挥功能的室内换热器30的制冷剂出口温度或制冷剂过冷度变为目标值，控制室内侧膨胀阀(EEVC)31的开度。
返回到室外机2侧的制冷剂经由液体侧操作阀21，进入过冷换热器17，和制冷时的情况一样被过冷却后，流入贮液器16中暂时贮存，从而循环量得到调整。该液态制冷剂被供应到室外侧膨胀阀(EEVH)15并绝热膨胀后，经由过冷线圈14，流入室外换热器13中。
在室外换热器13中，通过室外风扇24送入的室外空气和制冷剂进行热交换，制冷剂从室外空气中吸热，发生蒸发汽化。该制冷剂从室外换热器13经由四通切换阀12，和来自过冷换热器17的制冷剂气体合流，然后被导入气液分离器19中。在气液分离器19中，制冷剂气体中所含的液体被分离，仅气体被吸入压缩机10中，并在压缩机10中再次被压缩。通过重复以上的循环，进行制暖运行。
进而，在上述空气调节器1中，在压缩机10上，如图2所示，在密闭壳体10A的外周上附设有曲轴箱加热器(以下，称为“CH”)40。在压缩机10停止期间内，制冷剂变为液体状态积存在压缩机10内，启动时压缩机10会吸入该液态制冷剂发生液态压缩，如此会导致压缩机10损坏，为了防止上述情况的发生，设置了该CH40，其作用在于，在运行空气调节器1之前，对CH40通电，加热压缩机10，借此，从压缩机10中排出液态制冷剂，防止液态压缩。
通过控制部41，对CH40进行通电ON/OFF控制。控制部41具备常规运行模式控制部42和运行减少模式控制部43，所述常规运行模式控制部42在压缩机10停止期间内，根据预先制定的规格，对CH40进行常时通电控制，所述运行减少模式控制部43计算CH40的ON时刻，对该CH40进行ON/OFF控制。控制部41具备切换机构44，可以选择性地将控制模式切换为常规运行模式或运行减少模式中的任一种模式，切换机构44构成为例如可以从遥控器45侧进行切换操作。
另外，控制部41由例如CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、RAM(Random Access Memory，随机存储器)及可被电脑读取的记录介质等构成。并且，作为一例，用于实现各种功能的一系列处理以程序的形式记录在记录介质等中，CPU将该程序读出到RAM等中，执行信息加工、运算处理，从而实现各种功能。
此外，控制部41在其控制基板上具备指示灯50，用于表示空气调节器1的控制状态。指示灯50是空气调节器1进行维护等所需要的产品。指示灯50例如为7段显示器，但并不限定于此，也可以是1个或多个LED灯。
进而，向控制部41中输入用于测定压缩机10下部温度(以下，称为“圆顶下温度”)的圆顶下温度传感器52的测定值、用于测定室外空气温度的室外空气温度传感器46的测定值以及压力传感器33的测定值。
当满足预先制定的规格中记载的CH40ON条件时，常规运行模式控制部42在压缩机10停止期间内始终对CH40通电，使CH40为ON，加热压缩机10。在此情况下，若压缩机10被启动，则CH40在启动期间OFF；若压缩机10被停止，则CH40在停止期间内始终ON。
如此，在启动处于停止状态的压缩机10之前，空气调节器1先对CH40通电，加热压缩机10。借此，液态制冷剂被加热、汽化，从而可以防止因液态制冷剂积存而导致的液态压缩。
然而，如果不在恰当的时刻开始CH40的通电，所进行的CH40通电就会超出需要，导致待机电力增加。
因此，本第1实施方式相关的运行减少模式控制部43在压缩机10停止期间且启动压缩机10之前，根据和制冷剂的温度具有相关关系的参数，决定CH40的通电开始时刻。即，为确保在压缩机10开始启动时上述参数达到预先制定的目标值，决定CH40的通电开始时刻。
另外，本第1实施方式相关的上述参数为制冷剂的过热度。因为在过热度足够高的情况下，液态制冷剂的积存较少。根据压力传感器33的测定值计算出饱和温度，并从圆顶下温度传感器52所测定的圆顶下温度减去该饱和温度，即可计算出过热度。
继而，运行减少模式控制部43根据图3的图表所示过热度和CH40的ON时间(以下，称为“加热器ON时间”)的关系，计算出CH40的通电时间。
具体而言，为使制冷剂在压缩机10开始运行时达到可以消除积存的过热度，过热度越低，CH40的通电开始时刻越早。另一方面，过热度越高，CH40的通电开始时刻越晚。再者，过热度足够高时，在压缩机10停止期间不进行CH40的通电。
从而可以抑制CH40的通电时间超出必要的时间。
关于过热度和加热器ON时间的关系，如公式(1)所示用函数f表示，其关系可以不是图3所示的线形。
加热器ON时间＝f(过热度)...(1)
预先根据压缩机10的热容量、CH40的输出以及压缩机10的散热量等，决定函数f。另外，可以启动压缩机10的过热度目标值为例如10～15℃。
此外，本第1实施方式相关的控制部41依照预先制定的时间表进行空气调节器1的启动及停止，即进行压缩机10等各种构成设备的启动及停止等，具备所谓的预约定时器(schedule timer)的功能。在设定预约定时器的情况下，控制部41依照预约定时器，在空气调节器1停止期间内切断对各构成设备不必要的电力，使空气调节器1变为睡眠状态。
继而，运行减少模式控制部43依照计算出的加热器ON时间及时间表，计算CH40的通电时刻(以下，称为“CH通电开始时刻”)。例如，根据预约定时器，空气调节器1在上午8时启动，此时若计算出加热器ON时间为3小时，则CH通电开始时刻为上午5时。
另外，如果圆顶下温度足够高，则液态制冷剂的积存较少。因此，如公式(2)所示，运行减少模式控制部43也可以使用加热器ON时间＝f(圆顶下温度)的函数，计算出加热器ON时间。
但是，圆顶下温度也容易受到室外空气温度的影响，并不一定能正确地测量制冷剂的状态。另一方面，制冷剂的过热度不仅是和制冷剂的温度具有相关关系的参数，和制冷剂的压力也有相关关系。因此，和测量压缩机10的下部温度相比，测量制冷剂的过热度能更正确地测量制冷剂的状态。
因此，通过使用过热度作为和制冷剂的温度有相关关系的参数，可以更准确地决定对CH40通电的时刻。
图4是表示在压缩机10停止期间且启动压缩机10之前，由运行减少模式控制部43执行的CH40通电处理(以下，称为“CH通电处理”)流程的流程图。另外，在压缩机10停止期间执行CH通电处理。
首先，在步骤100中计算过热度。
在接下来的步骤102中，根据计算出的过热度，计算加热器ON时间。
在接下来的步骤104中，根据计算出的加热器ON时间，计算CH通电开始时刻。
在接下来的步骤106中，判断当前时刻是否到达CH通电开始时刻，判断为肯定时，进入步骤108，判断为否定时，返回步骤100。
在步骤108中，开始CH40的通电。
另外，从步骤106返回到步骤100时，根据重新计算出的过热度、加热器ON时刻，计算新的CH通电开始时刻。
此外，本实施方式相关的控制部41其控制状态在规定时间以上保持为稳定时，使指示灯50熄灭。控制稳定的情况是指例如对遥控器45无操作的情况、室外机2的能力无变化的情况、压缩机10的启动及停止无变更的情况。另外，指示灯50还根据预约定时器而熄灭。
从而可以更进一步降低空气调节器1的消耗电力。
如上所述，本第1实施方式相关的空气调节器1在压缩机10上附设有CH40，通过对CH40通电，从而可以加热压缩机10。并且，在压缩机10停止期间且启动压缩机10之前，控制部41根据和制冷剂的温度具有相关关系的参数即过热度，决定CH40的开始时刻。
因此，本第1实施方式相关的空气调节器1在压缩机10停止期间，可以更进一步降低由于对CH40通电而产生的待机电力。
〔第2实施方式〕
以下，针对本发明第2实施方式进行说明。
另外，本第2实施方式相关的空气调节器1的构成和图1、2所示第1实施方式相关的空气调节器1的构成相同，故省略说明。
在压缩机10停止期间且启动压缩机10之前，即便对CH40通电，由于室外空气温度的差异，压缩机10的温度即制冷剂温度的上升程度也会不同。
因此，本第2实施方式相关的运行减少模式控制部43在压缩机10停止期间且启动压缩机10之前，根据过热度及室外空气温度，决定CH40的通电开始时刻。
即，加热器ON时间如公式(2)所示。
加热器ON时间＝f(过热度、室外空气温度)...(2)
图5是表示本第2实施方式相关的过热度和加热器ON时间的关系的图表。实线表示室外空气温度低于虚线的情况。如此所示，即便过热度的值相同，室外空气温度越低，CH40的通电开始时刻越早。此外，室外空气温度越高，CH40的通电开始时刻越晚。
因此，本第2实施方式相关的空气调节器1能更准确地决定对曲轴箱加热器通电的时刻。
以上，利用上述各实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式中记载的范围。在不脱离发明宗旨的范围内，可以对上述实施方式进行各种变更或改良，进行该变更或改良后的方式也包含在本发明的技术范围内。
此外，上述实施方式中说明的CH通电处理流程也只是一个示例，在不脱离本发明主旨的范围内，可以删除不需要的步骤或者追加新的步骤，或者变换处理顺序。
附图标记说明
1 空气调节器
10 压缩机
40 曲轴箱加热器
41 控制部
50 指示灯

Claims (5)

1.一种空气调节器，其在压缩机上附设有曲轴箱加热器，通过对上述曲轴箱加热器通电，从而可以加热上述压缩机，
所述空气调节器具备控制机构，其在上述压缩机停止期间且启动上述压缩机之前，根据和制冷剂的温度具有相关关系的参数，决定上述曲轴箱加热器的通电开始时刻，所述参数为从圆顶下温度传感器所测定出的圆顶下温度减去根据压力传感器的测定值计算出的饱和温度而计算出的制冷剂的过热度，反复进行新的所述通电开始时刻的决定，直至到达所述通电开始时刻。
2.根据权利要求1所述的空气调节器，其中，在上述压缩机停止期间且启动上述压缩机之前，上述控制机构根据上述参数及室外空气温度，决定上述曲轴箱加热器的通电开始时刻。
3.根据权利要求1所述的空气调节器，其中，依照预先制定的时间表，启动上述压缩机。
4.根据权利要求1所述的空气调节器，其中，控制基板上具备表示控制状态的指示灯，
控制状态在规定时间以上保持为稳定时，上述指示灯熄灭。
5.一种空气调节器的控制方法，其中所述空气调节器在压缩机上附设有曲轴箱加热器，通过对上述曲轴箱加热器通电，从而可以加热上述压缩机，
所述空气调节器的控制方法在上述压缩机停止期间且启动上述压缩机之前，根据和制冷剂的温度具有相关关系的参数，决定上述曲轴箱加热器的通电开始时刻，所述参数为从圆顶下温度传感器所测定出的圆顶下温度减去根据压力传感器的测定值计算出的饱和温度而计算出的制冷剂的过热度，反复进行新的所述通电开始时刻的决定，直至到达所述通电开始时刻。
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