CN1108497C - 多室型空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供更舒适的空气调节和节省能量，即，借助以下方法，相应于多个房间所需的功率而尽量发挥一空调系统的功率，所述方法包括如下步骤：首先，建立一个用于多室型空调系统的制冷循环；其次，从温差计算装置、功率存储装置、开-关识别装置和负载常数存储装置获得数据，然后计算出一预定循环的压缩机功率；设置压缩机功率控制装置，以便在上述计算结果的基础上控制功率可变型压缩机的功率；还设置运转室内机的识别装置，它通过开关识别装置识别出运转着的室内机数量；最后，根据运转的室内机数量，改变控制压缩机功率的方法。

Description

多室型空调器
发明领域
本发明涉及一种多室型空调系统，该系统包括一室外机和多个连接于该室外机的室内机，该空调器的空调能力是通过控制一压缩机的功率来控制的。
背景技术
包括一室外机和多个连接于该室外机的室内机的一个传统的多室型空调系统采用一功率可变的压缩机，并可相应于室内机所需的负载来控制设置在室外机内的压缩机的可变功率。未经审查的日本专利申请平04-42524中揭示了这样的已有技术。
下面将结合附图来详细描述上述传统的空调系统。
图7示出了一个传统的多室型空调系统的制冷循环。
在图7中，在一室外机101内设置了一由一逆变器驱动的变频压缩机103(下文中称作“压缩机”)、一室外热交换器104、一用于选择功能(即制冷/制热模式)的四通阀105。在室内机102a、102b和102c中分别设置了室内热交换器106a、106b和106c。室外机101通过液体歧管108a、108b和108c以及气体歧管110a、110b和110c连接于室内机102a、102b和102c，其中，一液体主管107和一气体主管109都设置在室外机101内，该两主管分支成上述各歧管。在液体歧管108a、108b和108c内设置了流量控制阀111a、111b和111c，以便利用步进电机的脉动来控制阀门的开度。室内机102a、102b和102c包括可检测室内温度的室内温度传感器117a、117b和117c，以及用户可用来设定运转模式(制冷或制热)、希望的温度、开始及停止运转的运转设定回路118a、118b和118c。
下面将描述对该制冷循环内的压缩机频率加以控制的方法。
图8是说明该控制方法的框图，图9示出了室温Tr和设定温度Ts之间的温度差ΔT的温度分区。
首先，在室内机102a中，将室内温度传感器117a的输出信号送至一室温检测电路121，随后作为一温度信号取出并送至一温差计算电路122。另一方面，借助一设定判别电路123对由运转设定电路118a指令的设定温度和运转模式加以确定，并将这两个信息送至温差计算电路122，在那里计算出一温度差ΔT(Tr-Ts)，并将它转换成如图9所示的一个负载数Ln，将该数值作为一个温差信号。例如，在制冷运转时，Tr＝27.3℃，Ts＝26℃，ΔT＝1.3℃，则Ln＝6。一开-关(ON-OFF)识别电路可识别室内机102a是处于运转(ON)状态还是停止(OFF)状态，这里的运转和停止状态是由运转设定电路118a设定的。此外，将室内机102a的额定功率储存到一个额定功率存储电路125中。将包括额定功率信号、温差信号、运转模式信号和开-关识别信号在内的各种信号从一信号发送电路126送至室外机101的一信号接收电路127。来自室内机102b和102c的相同信号也被送至信号接收电路127。电路127所接收的各信号被送至一压缩机频率计算电路128。
在压缩机频率计算电路128中，从图10所示的负载常数表130中取出每个室内机的负载常数，包括每个室内机的额定功率信号、温差信号、运转模式信号和开-关识别信号。将这些负载常数的总和与由试验预先确定的一个常数相乘，就可以确定压缩机103的频率。
于是，可以相应于来自每个房间的所需功率的总和来控制压缩机的频率。
然而，这种传统的系统存在下列问题：
压缩机的功率是相应于每个房间所需的负载量，通过诸如一线性等式之类的简单计算来控制的，因此，在多室运转和单室运转的情况下，压缩机的功率都不能得到最优化的控制，也就是说，当通过高频率来控制多室运转时，用于单室运转的频率过高。另一方面，当把频率设定成对单室运转最优时，多室运转就将由相当低的频率来驱动，从而导致功率不足。
本发明旨在解决上述问题，它通过使压缩机的频率最优化，在多室运转和单室运转的情况下都能实现最高的工作效率。
发明概要
根据本发明的一种多室型空调器包括下列构件：
(a)一功率可变型压缩机；
(b)一室外机，它包括一室外热交换器；
(c)多个室内机，每个所述室内机具有一室内热交换器；
(d)一分支成若干个液体歧管的液体主管，所述液体主管设置在室外机中，主冷却液体流经所述主管，所述各液体歧管将室外机与每一室内机连接；
(e)一分支成若干个气体歧管的气体主管，所述气体主管设置在室外机中，主冷却气体流经所述主管，所述各气体歧管将室外机与每一室内机连接；
(f)一可控制阀门开度的流量控制阀，所述阀设置在每一液体歧管内。
上述各构件可形成制冷循环。除了以上构件，本发明还有如下的构件：
(g)设置在每一室内机中的室温设定装置；
(h)设置在每一室内机中的室温传感装置；
(i)设置在每一室内机中的温差计算装置，它可以计算出设定的室温和实际室温之差；
(j)设置在每一室内机中的额定功率存储装置，它可以储存各室内机的额定功率；
(k)设置在每一室内机中的开-关识别装置，它可以识别室内机是开还是关；
(l)设置在每一室内机中的负载常数存储装置，它可以将覆盖了一个温差可能范围的温度区域分成多个温度区域，并相应于与各室内机的每个额定功率对应的每个房间的负载来确定每个区域的负载常数；
(m)运转室内机的识别装置，用以利用从温差计算装置、额定功率存储装置、开-关识别装置和负载常数存储装置获得的数据识别有多少个室内机处于运转状态，所述室内机运转识别装置可相应于运转的室内机的数量来计算一预定循环的压缩机功率；
(n)压缩机功率控制装置，用以根据计算结果控制压缩机的功率，从而按照运转的室内机的数量来改变控制方法。
根据上述结构，本发明为每个室内机设置了(1)室温设定装置，用户可用它来设定所需的室温；(2)室温传感装置，它可检测实际的室温；(3)温差计算装置，它可计算设定温度与实际室温的差；(4)额定功率存储装置，它可储存各室内机的额定功率；(5)开-关识别装置，它可识别每个室内机是开还是关；(6)负载常数存储装置，它把一个覆盖了可能温差范围的温度区域分成多个温度区，并相应于每个室内机的额定功率的每个房间的负载，设定一个用于每个区域的负载常数，并将各负载常数储存起来；(7)压缩机功率控制装置，它可以利用从温差计算装置、额定功率存储装置、开-关识别装置和负载常数存储装置而获得的数据识别出有多少个室内机在运转，并按照运转的室内机的数量来确定一计算方法，并在计算结果的基础上控制功率可变型压缩机的功率，从而可以优化地控制多室运转和单室运转的压缩机功率。于是，各室内机可相应于来自每个房间的所需功率来运转。因此，可以高效地控制压缩机的功率。
借助额定功率存储装置和开-关识别装置的作用，可以在运转的室内机的额定功率总和的基础上，优化地控制多室和单室的压缩机功率，因而可以响应于每个房间的所需负载高效地控制功率。该控制方法是很方便的，并且可以扼制当运转的室内机的数量改变时控制压缩机功率的各变量。当运转的室内机的数量改变时，运转情况将迅速地变得稳定，即房间将迅速升温。
附图简要说明
图1示出了根据本发明第一实施例的多室型空调系统中所采用的一个制冷循环；
图2是说明第一实施例的压缩机频率控制过程的框图；
图3(a)示出了制冷模式中温差为ΔT时的一个温度分区；
图3(b)示出了制热模式中温差为ΔT时的一个温度分区；
图4说明了在第一实施例中运转的室内机的额定功率的总和与压缩机功率(运转频率)之间的关系；
图5是说明根据本发明第二实施例的多室型空调系统的控制过程的框图；
图6说明了在第二实施例中运转的室内机的额定功率的总和与压缩机功率(运转频率)之间的关系；
图7示出了传统的多室型空调系统的一个制冷循环；
图8是说明传统的多室型空调系统的控制过程的框图；
图9示出了在传统的多室型空调系统中当温差为ΔT时的一个温度分区；
图10是一个表格，示出了用于控制本发明压缩机功率的负载常数；
图11(a)-(c)描述了本发明的压缩机功率控制的几个例子。
对实施例的详细描述
下面将结合附图来描述本发明的几个实施例。
(第一实施例)
图1示出了根据本发明第一实施例的多室型空调系统中所采用的一个制冷循环。在该实施例中，有三个室内机2a、2b和2c连接于一室外机。
在图1中，室外机1包括：一由逆变器驱动的变频式压缩机3(下文中称作“压缩机”)、一室外热交换器4、一用于切换制冷/制热模式的四通阀5。室内机2a、2b和2c分别具有热交换器6a、6b和6c。室外机1通过液体歧管8a、8b和8c以及气体歧管10a、10b和10c连接于室内机2a、2b和2c。一液体主管设置在室外机1中，并分支成以上所述的液体歧管。一气体主管也设置在室外机1中，并分支成以上所述的气体歧管。在各液体歧管内设置了流量控制阀11a、11b和11c，可以利用步进电机的脉动来控制阀门的开度。室内机2a、2b和2c具有可检测安装有这些室内机的各房间内的室内温度的室内温度传感器17a、17b和17c，以及用户可用来设定希望的温度、运转模式(制冷或制热)、开/关的运转设定回路18a、18b和18c。
下面将详细描述控制该制冷循环内的压缩机频率的方法。
图2是说明该第一实施例的压缩机频率控制过程的框图。图3示出了当室温Tr和设定温度Ts之间的温度差ΔT时的温度分区。
首先，在室内机2a中，将室内温度传感器17a的输出信号送至一室温检测装置21，随后作为一温度信号取出并送至一温差计算装置22。另一方面，借助一室温设定电路23来确定由运转设定电路18a指派的设定温度和运转模式，并将这两个信息送至温差计算电路22，在那里计算出一温度差ΔT(＝Tr-Is)，并将它转换成如图3所示的一个负载数Ln，将该数值作为一个温差信号。例如，在制冷运转时，Tr＝27.3℃，Ts＝26℃，ΔT＝1.3℃，则Ln＝6。一开-关识别装置24可识别室内机2a是处于运转(ON)状态还是停止(OFF)状态，这里的起动和停止状态是由运转设定电路18a设定的。此外，将室内机2a的额定功率储存到一个额定功率存储装置25中。将包括额定功率信号、温差信号、运转模式信号和开-关识别信号在内的各种信号从一信号发送装置26送至室外机1的一信号接收装置27。来自室内机2b和2c的相同信号也被送至信号接收装置27。装置27所接收的各信号被送至一压缩机频率计算装置28。在压缩机频率计算装置28中，从图10所示的负载常数表30中取出每个室内机的负载常数，包括每个室内机的额定功率信号、运转模式信号和开-关识别信号。将这些负载常数的总和乘以一个常数，就可以确定压缩机3的频率。这时，可以根据运转机组的数量来改变常数。
下面将描述图11中的例子，其中，(a)是多室运转(即2a、2b和2c运转)，(b)是两室运转(即2a和2b运转)，而(c)是单室运转(只有2a运转)。
在多室运转的情况下，在图11中，室内机2a、2b和2c的负载常数分别是1.5、1.0和1.9，因而压缩机3的频率Hz可以用下列等式来计算：
Hz＝A×(1.5+1.0+1.9)＝A×4.4
这里的A是一个常数。
将计算的结果作为一频率信号送至一压缩机驱动电路(未示)，借助该信号来控制压缩机3。利用各室内机2a、2b和2c的额定功率信号、温差信号、运转模式信号以及开-关识别信号来对一预定的循环进行计算，并将计算结果作为用来控制压缩机3之频率的频率信号传送至压缩机驱动电路(未示)。
在两室运转的情况下，在图10和图11中，室内机2a、2b和2c的负载常数分别是1.5、1.0和0。因此，压缩机3的频率可以用下列等式来计算：
Hz＝B×(1.5+1.0+0)＝B×2.5
这里的B是一个常数。
在单室运转的情况下，在图10和图11中，室内机2a、2b和2c的负载常数分别是1.5、0和0。因此，压缩机3的频率可以用下列等式来计算：
Hz＝C×(1.5+0+0)＝C×1.5
这里的C是一个常数。
这些例子可由图4中的曲线来加以说明，这些曲线表明运转的室内机的额定功率和压缩机的频率之间的关系。
以上的描述基本上是用来处理制冷模式的，但对制热模式也可以应用相同的控制方法。
于是，由于压缩机频率是相应于来自每个房间的所需功率的总和以及运转的室内机的数量来控制的，压缩机可以最优化地运转并能响应来自各个房间的所需负载。因此，可以响应于来自各室内机的所需负载来精确地控制制冷循环，从而实现更舒适的空气调节和能量节省。
第二实施例
下面将结合附图来描述本发明的第二实施例。
第二实施例中所用的制冷循环与第一实施例相同，因此不再赘述。
图5是根据本发明第二实施例的多室型空调系统中所采用的一控制程序的框图。它与说明第一实施例的控制程序的图2的差别在于，第二实施例是从图10读取各负载常数，将负载常数之和乘以一个常数来确定压缩机3的频率。
这时，通过额定运转功率识别装置32，相应于运转的室内机数量并借助运转的室内机的额定功率来计算出压缩机频率。在计算的转换点(单室至两室)上，采用用于较少数量室内机(例如单室)的计算方法，而不采用用于两室的计算方法。
图6中示出了表示额定功率总和与压缩机频率关系的曲线。
根据图6，当给出一额定功率的总和时，就可以确定压缩机的运转频率。在计算压缩机的频率时，可以采用与第一实施例相同的公式来计算。
工业应用
根据上述结构，本发明为每个室内机设置了(1)室温设定装置，用户可用它来设定所需的室温；(2)室温传感装置，它可检测实际的室温；(3)温差计算装置，它可计算设定温度与实际室温的差；(4)额定功率存储装置，它可储存各室内机的额定功率；(5)开-关识别装置，它可识别每个室内机是开还是关；(6)负载常数存储装置，它把一个覆盖了可能温差范围的温度区域分成多个温度区，并相应于每个室内机的额定功率的每个房间的负载，设定一个用于每个区域的负载常数，并将各负载常数储存起来；(7)压缩机功率控制装置，它可以利用从温差计算装置、额定功率存储装置、开-关识别装置和负载常数存储装置而获得的数据识别出有多少个室内机在运转，并按照运转室内机的数量来确定一计算方法，并在计算结果的基础上控制功率可变型压缩机的功率。于是，因为可相应于来自每个房间的所需功率以及运转的室内机的数量来控制压缩机的功率，所以压缩机可以优化地、并相应于每个房间所需的负载来运转。因此，可相应于每个室内机所需的负载来精确地控制制冷循环，从而可以实现更舒适的空气调节和能量节省。
借助额定功率存储装置和开-关识别装置的作用，可以在运转的室内机的额定功率总和的基础上，优化地控制多室和单室的压缩机功率，因而可以响应于每个房间的所需负载高效地控制功率。该控制方法是很方便的，并且可以扼制当运转的室内机的数量改变时控制压缩机功率的各变量。当运转的室内机的数量改变时，运转情况将迅速地变得稳定，即房间将迅速升温。

Claims (2)

1.一种多室型空调器，包括：
(a)一功率可变型压缩机；
(b)一室外机，它包括一室外热交换器；
(c)多个室内机，每个所述室内机具有一室内热交换器；
(d)一分支成若干个液体歧管的液体主管，所述液体主管设置在室外机中，主冷却液体流经所述主管，所述各液体歧管将室外机与每一室内机连接；
(e)一分支成若干个气体歧管的气体主管，所述气体主管设置在室外机中，主冷却气体流经所述主管，所述各气体歧管将室外机与每一室内机连接；
(f)一可控制阀门开度的流量控制阀，所述阀设置在每一液体歧管内，从而形成一制冷循环；
(g)设置在每一室内机中的室温设定装置；
(h)设置在每一室内机中的温差计算装置，它可以计算出设定的室温和实际室温之差；
(i)设置在每一室内机中的额定功率存储装置，它可以储存各室内机的额定功率；
(j)设置在每一室内机中的开-关识别装置，它可以识别室内机是开还是关；
(k)设置在每一室内机中的负载常数存储装置，它可以将覆盖了一个温差可能范围的温度区域分成多个温度区域，并相应于与各室内机的每个额定功率相应的每个房间的负载来确定每个区域的负载常数；
(l)运转室内机的识别装置，用以利用从温差计算装置、额定功率存储装置、开-关识别装置和负载常数存储装置获得的数据识别有多少个室内机处于运转状态，所述室内机运转识别装置可相应于运转的室内机的数量来计算一预定循环的压缩机功率；
(m)压缩机功率控制装置，用以根据计算结果控制压缩机的功率，其特征在于，所述压缩机功率控制装置按照运转的室内机的数量来改变控制方法。
2.如权利要求1所述的多室型空调器，其特征在于，所述压缩机功率控制装置可根据多个运转的室内机的额定功率总和，并借助额定功率存储装置和开-关识别装置的作用来控制压缩机的功率。
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