CN1072348C - 在室外单元上连接多个室内单元的空调机 - Google Patents

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Abstract

配管连接室外单元的可变容量压缩机及室外热交换器和多个室内单元的各个室内热交换器，构成致冷循环。分别检测各室内单元的空调负荷，根据这些空调负荷的总和控制上述可变容量压缩机的容量。制热运转时，分别检测连接上述各室内热交换器的管路内致冷剂的热损失。当这些检测出的各热损失中至少1个值在规定值以上时，增大上述可变容量压缩机的容量以补偿致冷剂的热损失。

Description

在室外单元上连接多个室内单元的空调机
本发明涉及对多个房间进行空气调节的多单元型空调装置。
在房间数目较多的建筑物等处，使用在1个室外单元上连接多个室内单元的多单元型空调装置。
这种空调装置在室外单元设置可变容量的压缩机以及室外热交换器，在多个室内单元分别设置室内热交换器。把这些可变容量的压缩机、室外热交换器及多个室内热交换器敷设管道连接起来构成致冷循环。
各室内单元根据室内温度检测出空调负荷并把该空调负荷通知室外单元。室外单元按照各室内单元的空调负荷的总和控制可变容量压缩机的容量。
作为这种空调装置的例子，有美国专利第4,926,652号、美国专利第4,932,220号以及美国专利第5,074,120号等所示出的装置。
然而，这样的空调装置中，为了要在各室内热交换器中流过充分量的致冷剂就要加大连接各室内热交换器的管路的口径。
可是，在空调负荷小、流经室内热交换器的致冷剂量少的情形下，在管路内的致冷剂的热损失就增大。况且，管路一长，热损失就更加大。
这个热损失是把实际的热损失量用可变容量压缩机的容量进行累计所得到的值来表示的。热损失就意味着室内单元内的空调容量特别是制热能力不足。
本发明的目的在于提供一种空调机，该空调机不受连接各室内热交换器的管路的口径及长度的影响，在各室内单元能够得到必要而充分的空调容量，特别是在制热时能得到必要而充分的制热能力。
本发明是在室外单元上接续多个室内单元的空调机，具备有：
吸入致冷剂并将其压缩后输出的可变容量压缩机，该压缩机安装在上述室外单元内；
安装在上述室外单元内的室外热交换器；
分别安装在上述各室内单元的多个室内热交换器；
敷设管道连接上述可变容量压缩机、上述室外热交换器以及上述各室内热交换器构成的致冷循环；
分别安装在上述各室内单元内的检测空调负荷的第1检测单元；
根据用上述各第1检测单元检测出的空调负荷的总和控制上述可变容量压缩机的容量的第1控制单元；
在上述致冷循环中，使从上述可变容量压缩机输送出来的致冷剂通过上述各室内热交换器，使经过各室内热交换器的致冷剂通过上述室外热交换器返回到上述可变容量压缩机，实行制热运转的单元；
在上述实行制热运转时，分别检测连接各室内热交换器的管路内致冷的热损失的第2检测单元；
当用上述第2检测单元检测出的各热损失中至少有1个值在规定值以上时，使上述可变容量压缩机容量增大的第2控制单元。
图1是本发明的第1实施例的致冷循环构成图。
图2是表示第1实施例的控制电路的框图。
图3是说明第1实施例作用的流程图。
图4是说明第2实施例作用的流程图。
下面，参照附图说明本发明的第1实施例。
图1中，A是室外单元，在这个室外单元A上通过分配单元B配管连接了多个室内单元C1、C2、C3。
室外单元A具有：变换器驱动的可变容量压缩机3、工业电源驱动的固定容量压缩机4、变换器驱动的可变容量压缩机5以及工业电源驱动的固定容量压缩机6。
压缩机3、4、5、6从吸入口吸入致冷剂，将其压缩后从输出口输出。
可变容量压缩机3以及固定容量压缩机4置于同一个箱体1中，可变容量压缩机5以及固定容量压缩机6置于同一个箱体2中。
压缩机3、4、5、6的输送口分别通过止回阀7、进而通过四通阀8连接室外热交换器9。该室外热交换器9交换流入的致冷剂的热量和室外空气的热量。
室外热交换器9通过止回阀10及受液器11与接头H1连接。
对应上述止回阀10，并联连接了制热运转用的膨胀阀12。
接头H1通过分配单元B的电动式流量控制阀21、31、41以及制冷运转用的膨胀阀22、32、42，连接室内单元C1、C2、C3的室内热交换器24、34、44。
使用开度根据所供给的驱动脉冲数而连续变化的脉冲马达阀作为流量控制阀21、31、41。以下，把流量控制阀简称为PMV。
室内热交换器24、34、44交换流入的致冷剂的热量和室内空气的热量。
在膨胀阀22、32、42上并联连接制热运转用的止回阀23、33、43。
室内热交换器24、34、44上接有接头H2。接头H2通过上述四通阀8以及蓄热器13连接压缩机3、4、5、6的吸入口。
用这样的管道连接，在室外单元A、分配单元B以及室内单元C1、C2、C3中构成热泵式致冷循环。
上述膨胀阀22、32、42分别拥有热敏部件22a、32a、42a。这些热敏部件22a、32a、42a分别安装在连接了室内热交换器24、34、44和接头H2的气体侧管上。
膨胀阀22、32、42为使流入的致冷剂的温度和热敏部件22a、32a、42a所检测到的温度之差(二过热度)为一定值而自动地变化开度。
在连接各止回阀7和四通阀8的管路上装有压力传感器14。该压力传感器14检测从压缩机3、4、5、6输出的致冷剂的压力Pd(=高压侧压力)。
在连接压缩机3、4、5、6的吸入口的管路上装有压力传感器15。该压力传感器15检测被压缩机3、4、5、6吸入的致冷剂的压力只(=低压侧压力)。
在连接压缩机3、4、5、6的输出口的管路上分别装有第1温度传感器16。这些温度传感16分别检测从压缩机3、4、5、6输出的致冷剂的温度Td。
在连接压缩机3、4的吸入口的管路以及连接压缩机5、6的吸入口的管路上分别装有温度传感器17。这些温度传感器17检测被压缩机3、4、5、6吸入的致冷剂的温度T3。
在安装了上述热敏部件22a、32α、42a的气体侧管上，分别安装第2温度传感器18。这些温度传感器18在制热运转时分别检测流入室内热交换器24、34、44的致冷剂的温度T1。
控制电路示于图2。
室外单元A具有室外控制器50。该室外控制器50上接有分配单元B的分配控制器60，该分配控制器60上连接着室内单元C1、C2、C3的各个室内控制器70。
室外控制器50由微机及其外围电路组成。该室外控制器50上连接有四通阀8、压力传感器14和15、各温度传感器16、各温度传感器17、变换器51和53以及开关52、54。
变换器51对工业交流电源57的电压进行整流，把其变换成根据室外控制器50的指令所确定的频率F1的电压并输出。将该输出作为驱动电力供给压缩机3的马达3M。变换器53对工业交流电源57的电压进行整流，把其变换成根据室外控制器50的指令所确定的频率F2的电压并输出。将该输出作为驱动电力供给压缩机5的马达5M。
开关52、54是，例如继电器的接点。在工业交流电源57上通过开关52、54分别连接压缩机4、6的马达4M、6M，即，开关52、54控制供给马达4M、6M的电源电压。
分配控制器60由微机及其外围电路组成。该分配控制器60上连接有PMV21、31、41以及各温度传感器18。
室内控制器70由微机及其外围电路组成。该室内控制器70上连接有遥控式操作器71以及室内温度传感器72。
室内控制器70具有有下列功能的装置：
(1)把来自操作器71的运转开始指令、运转模式指令、运转停止指令等送到分配单元B的装置；
(2)把室内温度传感器72的检测温度与操作器71的设定室内温度之差作为空调负荷检测出的装置；
(3)把检测出来的空调负荷通知分配单元B的装置。
分配控制部60具有有下列功能的装置：
(1)求室内单元C1、C2、C3的空调负荷总和的装置；
(2)把所求出的空调负荷总和通知室外单元A的装置；
(3)分别根据室内单元C1、C2、C3的空调负荷控制PMV21、31、41的开度的装置；
(4)把各温度传感器18的检测温度"通知室外单元A的装置。
室外控制部50具有有下列功能的装置；
(1)通过把四通阀8设定在中间状态，使从压缩机3、4、5、6中输送出来的致冷剂按图1中实线箭头所示那样通过室外热交换器9，使经过该室外热交换器9的致冷剂通过室内热交换器24、34、44返回到压缩机3、4、5、6，实行制冷运转的装置；
(2)通过切换四通阀8，使从压缩机3、4、5、6中输送出来的致冷剂如图1中虚线箭头所示那样通过室内热交换器24、34、44，使经过该室内热交换器24、34、44的致冷剂通过室外热交换器9返回到压缩机3、4、5、6，进行制热运转的装置；
(3)根据空调负荷总和控制压缩机3、4、5、6的运转台数以及压缩机3、5的运转频率(=变换器51、53的输出频率F1、F2)的控制装置；
(4)进行制热运转时，分别检测连接室内热交换器24、34、44的管路内致冷剂的热损失的检测装置；
(5)当检测出的各热损失中至少1个值在规定值以上时，在各温度传感器16的检测温度Td不高于最高允许值Td1的范围，而且各温度传感器17的检测温度T8不低于最低允许值T81的范围内，使压缩机3的运转频率F1(=变换器51的输出频率)以设定值Fx为上限，每级上升△F的控制装置。
还有，上述(4)的检测装置包括：分别检测从压缩机3、4、5、6输出的致冷剂温度Td的第1温度传感器(各温度传感器6)、分别检测流入室内热交换器24、34、44的致冷剂温度T1的第2温度传感器(各温度传感器18)、分别检测各第1温度传感器的检测温度Td中最高值与各第2温度传感器的检测温度T1之差△T的检测装置、根据这些温度差△T分别检测连接室内热交换器24、34、44的管路内致冷剂热损失的检测装置。
下面，参照图3的流程说明上述结构的动作。
制冷运转时，四通阀8被设定在中间位置，从压缩机3、4、5、6中输出致冷剂按图1中实线箭头的方向流动。即，从压缩机3、4、5、6输出的致冷剂流到室外热交换器9，经过该室外热交换器9的致冷剂流入室内热交换器24、34、44，经过该室内热交换器24、34、44的致冷剂返回到压缩机3、4、5、6。由此，室外热交换器9作为冷凝器，室内热交换器24、34、44作为蒸发器而动作，室内被制冷。
制热运转时，切换四通阀8，从压缩机3、4、5、6输出的致冷剂流入室内热交换器24、34、44，经过该室内热交换器24、34、44的致冷剂流到室外热交换器9，经过该室外热交换器9的致冷剂返回压缩机3、4、5、6。由此，室内热交换器24、34、44作为冷凝器、室外热交换器9作为蒸发器而动作，室内被制热。
运转中，分别检测室内单元C1、C2、C3的空调负荷(步骤101)、求这些空调负荷的总和(步骤102)。而且，根据这些空调负荷的总和控制压缩机3、4、5、6的运转台数以及压缩机3、5的运转频率F1、F2(步骤103)。
即，空调负荷的总和较小时，只有压缩机3单独运转，而且控制运转频率F1使压缩机3的容量变化。当空调负荷的总和从这种状态稍增加时，就使压缩机3、5两台同时运转，而且控制运转频率F1、F2变化压缩机3、5的容量、当空调负荷的总和从这种状态进一步增加时，使压缩机3、4、5三台同时运转，而且控制运转频率F1、F2变化压缩机3、5的容量。当空调负荷的总和从这种状态再增加时，使压缩机3、4、5、6四台同时运转，而且控制运转频率F1、F2来变化压缩机3、5的容量。
另外，按照检测出的室内单元C1、C2、C3中各空调负荷，控制PMV21、31、41的开度。由此，数量与各空调负荷相对应的致冷剂流入室内单元C1、C2、C3。
另一方面，从压缩机3、4、5、6输出的致冷剂的温度Td用各温度传感器16检测。被压缩机3、4、5、6吸入的致冷剂的温度T8用各温度传感器17检测。
如果是制热运转(步骤104的是)，流入到作为冷凝器的室内热交换器24、34、44的致冷剂温度T1用各温度传感器18检测。而且，分别检测各温度传感器16的检测温度Td中最高值与各温度传感器18的检测温度T1之差△T(=Td-T1)。
然而，连接室内热交换器24、34、44的管路采用大口径管，以便流过足够量的致冷剂。但由于管路的口径大，在致冷剂流量少时，管内致冷剂的热损失就增大。况且，管路一长，热损失就更增大。
例如，如果连接室内单元C1和接头H2的管内致冷剂的热损失增大，这时，流入到室内热交换器24中的致冷剂的温度降低，所检测的温度差△T中的一个就大于设定值△T1。
检测出的温度差△T中至少1个达到设定值△T1以上(步骤106的是)时，即连接室内热交换器24、34、44的管路内的致冷剂的热损失中至少1个达到规定值以上时，则在各温度传感器16的检测温度Td不大于最高允许值Td1的范围(步骤107的是)、而且在各温度传感器17的检测温度T8不小于最低允许值T81的范围内(步骤108的是)，压缩机3的运转频率F1(=变换器51的输出频率)，每一级上升△F(步骤109)。
所有的温度差△T都降到设定值△T1以下(步骤106的否)时，即连接室内热交换器24、34、44的管路内的致冷剂的所有热损失都稳定在规定值以下时，恢复从步骤101开始的通常的容量控制。
温度差△T在设定值△T1以上而不下降时(步骤106的是)，运转频率F1持续上升，不久就会达到设定值Fx(步骤110的是)。这时，判定空调负荷的总和是否有变化(步骤111、112、113)。
如果空调负荷的总和没有变化(步骤113的是)，则运转频率F1就保持在设定值Fx(步骤114)。如果空调负荷的总和发生变化(步骤113的是)，就恢复从步骤103开始的通常的容量控制。
这样，通过检测连接室内热交换器24、34、44的管路内致冷剂的热损失，在该热损失大时增大压缩机3的容量以补偿热损失，从而不受连接室内热交换器24、34、44的管路的口径及长度的影响而能够用室内单元C1、C2、C3得到必要且充分的制热量。
其次，说明本发明的第2实施例。第2实施例有和第1实施例相同结构的致冷循环以及控制电路，仅是检测致冷剂热损失的装置与
第1实施例不同。
即，检测致冷剂热损失的检测装置包括：检测从压缩机3、4、5、6输出的致冷剂的压力Pd的压力传感器14、根据该压力传感器14的检测压力Pd分别检测连接室内热交换器24、34、44的管路内致冷剂热损失的检测装置。
下面，参照图4的流程说明其动作。
从步骤101到步骤103和第1实施例的动作相同。
如果是制热运转(步骤201的是)，则进行用压力传感器14检测的高压侧压力Pd和设定值P1的比较(步骤202)。
假设，压力传感器14的检测压力Pd低，流入室内热交换器24、34、44的致冷剂的量就减少，连接室内热交换器24、34、44的管路内的致冷剂的热损失就加大。
压力传感器14的检测压力Pd一旦降低到设定值P1以下(步骤202的是)，在连接室内热交换器24、34、44的管路内致冷剂的热损失的任一个都大于规定值的判断下，在各温度传感器16的检测温度Td不大于最高允许值Td1的范围(步骤203的是)，且在各温度传感器17的检测温度Ts不小于最低允许值Ts1的范围内(步骤204的是)，压缩机3的运转频率F1(=变换器51的输出频率)每一级上升△F(步骤205)。
压力传感器14的检测压力Pd一旦高于设定值P1(步骤202的否)，则根据连接室内热交换器24、34、44的管路内的致冷剂的所有热损失都稳定在规定值以下的判断，恢复到从步骤101开始的通常的容量控制。
压力传感器14的检测压力Pd在设定值P1以下而不再上升时(步骤202的是)，运转频率F1持续上升，不久就达到设定值Fx(步骤206的是)。这时，判定空调负荷的总和是否有变化(步骤207、208、209)。
如果空调负荷的总和没有变化(步骤209的是)，运转频率F1就保持在设定值Fx上不变(步骤210)。如果空调负荷的总和发生变化(步骤209的是)，就恢复到从步骤103开始的通常的容量控制。
这样，通过检测连接室内热交换器24、34、44的管路内致冷剂的热损失，在其热损失大时增大压缩机3的容量以补偿热损失，从而不受连接室内热交换器24、34、44的管路的口径及长度的影响，能够用室内单元C1、C2、C3得到必要而充分的制热量。

Claims (6)

1．一种在室外单元上连接多个室内单元的空调机，包括：
室外单元，其安装有吸入致冷剂并将其压缩后输出的可变容量压缩机和室外热交换器；
分别安装有室内热交换器的多个室内单元；
管道连接上述可变容量压缩机、上述室外热交换器以及上述各室内热交换器的致冷循环；以及
在上述致冷循环中，使从上述可变容量压缩机输出的致冷剂通过上述各室内热交换器，使经过各室内热交换器的致冷剂通过上述室外热交换器返回到上述可变容量压缩机而进行制热运转的装置；
其特征在于，具有：
分别设置在上述各室内单元内的检测空调负荷的第1检测装置；
根据上述各第1检测装置检测出的空调负荷的总和控制上述可变容量压缩机容量的第1控制装置；
进行上述制热运转时，分别检测连接上述各室内热交换器的管路内的致冷剂的热损失的第2检测装置；以及
在用上述第2检测装置所检测的各热损失中至少1个值大于规定值时，就使上述可变容量压缩机的容量增大的第2控制装置。
2．如权利要求1所述的空调机，其中，上述第2检测装置包括：
检测从上述可变容量压缩机输出的致冷剂温度的第1温度传感器；
检测流入上述各室内热交换器的致冷剂温度的多个第2温度传感器；
分别检测上述第1温度传感器的检测温度与上述各第2温度传感器的检测温度之差的检测装置；
根据上述检测出的各温度差，检测上述致冷剂的热损失的装置。
3．如权利要求1所述的空调机，其中，上述第2检测装置包括：
检测从上述可变容量压缩机输出的致冷剂压力的压力传感器；
根据上述检测出的压力，检测上述致冷剂的热损失的装置。
4．如权利要求1所述的空调机，其中，当用上述第2检测装置检测的各热损失中至少1个值在规定值以上时，上述第2控制装置使上述可变容量压缩机的容量按各规定值增大，直到上述热损失降到规定值以下。
5．如权利要求1所述的空调机，还包括：吸入致冷剂并将其压缩后输出的固定容量压缩机，该压缩机安装在上述室外单元内。
6．如权利要求5所述的空调机，其中，上述第1控制装置，根据用上述各第1检测装置检测出的空调负荷的总和，控制上述可变容量压缩机及上述固定容量压缩机的运转台数和可变容量压缩机的容量。
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