CN1153026C - 空调器的加热控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种空调器的加热控制装置及其控制方法，该装置包括：温度检测装置，它在利用压缩机的加热运行期间，检测室内热交换器的温度变化；控制装置，它用于根据由温度检测装置检测的室内热交换器的温度，通过计算时间控制室内风机；以及室内风机电机驱动装置，它用于根据控制装置的控制断开室内风机，以便在由温度检测装置检测的室内热交换器的温度低于预定持续时间内的预定温度时，防止冷空气排出。

Description

空调器的加热控制装置 及其控制方法

本发明涉及一种具有冷却和加热双功能的空调器，更具体地说，涉及一种空调器的加热控制装置及其控制方法，以根据热交换器在初始加热阶段的热交换器的温度控制室内风机，从而防止冷空气排入室内。

一般说来，一个空调器包括一个用于通过加热室内冷空气来提供热风的加热装置和一个用于通过冷却室内热空气来提供冷风的冷却装置，此外，还包括一个加热-冷却装置，它具有加热和冷却运行的双重功能，并具有清洁污染的室内空气的空气净化功能。

图1和图2表示传统空调器中的加热-冷却装置(通常称作空调器)的室内机。如图1所示，吸气格栅部件5设在室内机主体(下文中称为主体)的前部下表面上，它具有多个用于吸入室内空气的吸气口3，多个排气口7位于主体的前部上表面并用于排出经过热交换的空气，即排出经吸气口3吸入的经过加热或冷却的空气。

另外，排气口7具有用于控制通过该排气口7排放到室内的空气的垂直和水平方向的垂直叶片9和水平叶片11、一个固定连接的用于构成其外观并保护其内部部件的外罩部件13，以及一个设置在外罩部件13下部的用于控制空调器的总运行模式(自动、冷却、除湿、送风、加热等等)、空调器的起动或停机操作及通过排气口7排出的空气流量和方向的控制部件15。

如图2所示，图中有一个过滤部件17，它设置在吸气格栅部件5的内侧并用于过滤随着经吸气口3吸入的室内空气一起漂浮的灰尘和外界物质；还有一个位于过滤部件17后部的热交换器19，它用于利用制冷剂的蒸发潜热进行热交换，从而产生加热或冷却了的空气。

此外，热交换器19上设有一个送风机23(下文称为室内风机)，它由室内风机电机的运转而带动其旋转，以便通过吸气口3吸入室内空气，同时通过排气口7排出在热交换器19中经过热交换后的空气。室内风机23的外部也设有一个管道部件25，它用于罩住室内风机23并用于引导通过吸气口3吸入和通过排气口7排出的气流。

在具有加热运行和冷却运行双功能的可变换空调器中，当四通阀321接通加热运行时，制冷剂按下面顺序循环：压缩机39-四通阀31-室内热交换器19-膨胀阀33-加热膨胀阀34-室外热交换器35-四通阀31-压缩机39(如图中的虚线所示)。

另一方面，当四通阀31为冷却运行而断开时，制冷剂按下面顺序循环：压缩机39-四通阀31-室外热交换器35-单通阀36-膨胀阀33-室内热交换器19-四通阀31-压缩机39(如图3中直线所示)。此时，当四通阀31断开或接通时，四通阀31分别按直线或按虚线所指方向控制制冷剂的循环路径。

在具有加热运行和冷却运行双功能的可变换空调器中，使用者接通具有遥控装置或具有操作部件15的起动/停机键(下文称为操作键)并选择所需的运行模式(例如加热)。当设定温度Ts高于室内温度Tr时，通过Ts和Tr之间的温差来确定压缩机39的工作频率，并以该工作频率驱动压缩机39。

当压缩机39被驱动时，制冷剂按图3中虚线所示的下面顺序循环：压缩机39-四通阀31-室内热交换器19-膨胀阀33-加热膨胀阀34-室外热交换器35-四通阀31-压缩机39，从而对室内热交换器19进行加热。室内风机23的运转是根据室内热交换器19的温度来控制的。

如果室内热交换器19的温度低于预定温度(约27℃)，则室内风机23停止运转，以防止冷空气在初始加热阶段排入室内。如果室内热交换器19的温度高于预定温度(约27℃)，则室内风机23运转。

如果室内风机23运转，通过吸气口3吸入主体1的室内空气中漂浮的灰尘和外界物质由过滤部件17将它们去除。净化的室内空气在室内热交换器19中与制冷剂的汽化潜热进行热交换并转变成热空气。

在室内热交换器19进行热交换的热空气被引向上方并通过排气口7排入室内。通过排气口7排出的热空气以垂直叶片9和水平叶片11的角度形成气流方向进行加热运行。

当室内热交换器19的温度低于预定的室内温度Tr时，将室内风机23断开。如果这种现象不断发生，则加热运行不能正常进行。当压缩机39运转时，热的制冷剂有被连续地送入室内热交换器19的趋向。即使室内热交换器19的温度低于预定温度(约24℃)，压缩机能连续运转，从而在不断开室内风机23的情况下进行加热运行。

在传统的加热控制装置中存在这样的问题：当压缩机39连续运转，同时驱动室内风机23时，冷空气可能在不能正确地响应室内温度变化的情况下连续地排放，即使室内温度低于预定温度(约24℃)时也是如此。

本发明就是为了解决上述问题，它的一个目的是提供一种空调器的加热控制装置及其方法，以防止在压缩机运转并且室内热交换器的温度低于预定温度(约24℃)，以及当室内热交换器的温度在预定的持续时间内没有达到预定温度(约24℃)时，通过关闭室内风机来防止冷空气的排放。

为了实现本发明的目的，提供一种空调器的加热控制装置，该空调器具有一个通过室内风机使循环的室内空气换热的室内热交换器和一台使在热交换器内进行热交换的制冷剂进行循环的压缩机，该装置包括：

温度检测装置，它在利用压缩机的加热运行期间，检测室内热交换器的温度变化；

控制装置，它用于根据由温度检测装置检测的室内热交换器的温度，通过计算时间控制室内风机；以及

室内风机电机驱动装置，它用于根据控制装置的控制断开室内风机，以便在由温度检测装置检测的室内热交换器的温度低于预定持续时间内的预定温度时，防止冷空气排出。

按照本发明的空调器的加热控制装置的方法，它包括如下步骤：

加热步骤，用于通过将热空气排出室内热交换器的方式进行加热运行；

温度检测步骤，用于检测室内热交换器的温度；

时间判定步骤，用于当温度检测步骤检测室内热交换器的温度超过预定温度时，判定由控制装置计算的时间超过预定时间；以及

室内风机断开步骤，用于根据控制装置断开室内风机，以便在时间判定步骤预定时间已超过时，防止冷空气排出。

为了更全面地理解本发明的特性和目的，应当阅读下面结合附图所作的详细描述，其中：

图1是表示传统空调器的室内机的透视图；

图2是图1的纵向剖视图；

图3是表示传统空调器的循环路径的流程图；

图4是表示本发明一个实施例的加热控制装置的示意方框图；以及

图5a和5b是表示本发明空调器的加热控制操作的流程图。

下面将参照附图详细描述本发明。在全部附图中，为了简化图示及其文字解释，相同的标号或符号代表相同的相同或等同的部件或部分，并省略重复的内容。

如图4所示，电源装置100用于将从交流电源终端提供的商业交流电压转换成预定的直流电压。运行操作装置102包括多个各种运行模式(自动、冷却、除湿、送风、加热等等)、通过排气口7的排风量(强风、弱风或柔风)和按需要设定温度的选择键，以及起动空调器或使空调器停机的操作健。

此外，控制装置104是一个微计算机，它通过接收从电源装置100提供的直流电压来对空调器的运行进行预置，并根据来自运行操作装置102的运行选择信号控制控制器的总运行，其中控制装置104在压缩机运行时，通过根据室内热交换器管的温度计算时间来控制室内风机23的运转。

室内温度检测装置106检测通过吸气口3吸入的室内空气温度Tr，以通过进行空调器的加热运行来将室内温度调节到用户使用运行操作装置102设定的温度Ts。室内湿度检测装置108检测通过吸气口吸入的室内空气温度湿度Hr。室内管道温度检测装置110检测室内热交换器管道的温度，该温度在空调器的加热运行过程中是变化的，也就是说，检测通过室内热交换器19的制冷剂的温度。

空气方向检测装置120控制空气方向电机121，以使通过排气口7排出的空气以预定的水平和垂直方向均匀地流入整个房间，同时压缩机驱动装置122利用控制装置104根据用户使用运行操作装置102预置的温度Ts与室内温度检测装置106检测的温度Tr之间的温度差而发出的控制信号控制压缩机39的运转。

室外风机电机驱动装置124通过控制它的转速来控制室外风机25，以向室外吹送在室外热交换器35内交换热量的空气，这种控制是利用控制装置104根据用户预置的温度Ts与室内温度检测装置106检测的温度Tr之间的温度差而发出的控制信号来进行的。

室内风机电机驱动装置125通过根据用户使用运行控制装置20设定的风量控制其转数来控制室内风机23，从而利用从控制装置104发出的控制信号向室内吹送在热交换器19进行热交换的空气。

如图中所示，四通阀驱动装置128控制四通阀31的开关操作，用以根据运行操作装置102利用从控制装置104发出的控制信号而输入的运行状态(冷却或加热)来改变制冷剂的流量。显示装置130显示出由运行操作装置102选择的运行模式(自动、冷却、除湿、送风、加热等)，并且除湿灯指示空调器的除湿运行或除湿完成，以及空调器的总运行状态。

下面将描述加热控制装置及其方法的效果。图5a和5b是表示本发明空调器的加热控制装置的运行顺序的流程图，其中标号S表示方法步骤。

首先，当给空调器供电时，电源装置100用于将由交流电源终端提供的商业交流电压转换成驱动空调器必须的预定直流电压，然后该直流电压分别输出给驱动电路和控制装置104。

在步骤S1，从电源装置100输出的直流电压由控制装置104接收，以预置空调器的运行。此时，使用者在使用运行操作装置102选择空调器的运行模式(例如加热)、按需要设定温度并设定风量之后按下操作键，这样就将运行起动信号和其它运行选择信号(下文称为运行信号)发送到控制装置104。

在步骤S2，控制装置104判别运行键是否从运行操作装置102输入。如果没有运行信号输入到控制装置104，反复进行步骤S2的操作，同时空调器保持在运行备用状态。

作为在步骤S2的判别结果，如果输入运行信号(YES的情况下)，流程进行到步骤S3，在该步骤控制装置104检查由运行操作装置102输入的运行状态是否是加热运行。如果没有运行信号输入给控制装置104，则流程进行到步骤S31，用于进行冷却或除湿运行并反复进行步骤S3后面的操作。

作为步骤S3的判别结果，如果运行状态是加热运行(在YES的情况下)流程进行到步骤S4，在该步骤控制装置104向四通阀驱动装置128发出的一个用于控制四通阀31的控制信号。因此，四通阀驱动装置128根据控制装置104的控制接通四通阀31，从而使制冷剂按下述方向循环：压缩机39-四通阀31-室内热交换器19-膨胀阀33-加热膨胀阀34-室外热交换器35-四通阀31-压缩机39。

在步骤S5，室内管道温度检测装置108检测室内热交换器19的温度Tip。此时，控制装置104接收由室内管道温度检测装置108检测的室内管道温度Tip的模拟数据，以传输数字信息，从而判别室内管道温度是否低于预定温度(T1：大约27℃：预热管道的温度，以防止在加热运行开始阶段排放冷空气)。

作为步骤S5的判别结果，如果室内管道温度Tip低于预定温度T1(在YES的情况下)，冷空气可排入室内。因此，首先驱动室外机，以加热室内热交换器19，并且室内风机23不运转。然后，流程进行到步骤S6，在该步骤控制装置104判别室外机是否处于运行状态。室外机的运行状态指的是由室内温度检测装置106检测的室内温度Tr低于由用户设定的温度Ts的情况。

作为步骤S6的判别结果，如果室外机没有处于运行状态，则反复进行步骤S5后面的运行。如果室外机处于运行状态(在YES的情况下)，则流程进行到步骤S7，在该步骤控制装置104根据室内温度Tr与设定温度Ts的温度差确定压缩机39的工作频率和室外风机电机125的转数，并分别将控制信号输出给压缩机驱动装置122和室外风机电机驱动装置124，以驱动压缩机39和室外风机37。

因此，压缩机驱动装置122根据由控制装置104确定的工作频率驱动压缩机39，室外风机电机驱动装置124根据由控制装置104确定的转速驱动室外风机37。

在步骤S8，室内管道温度检测装置108检测由于压缩机39的运转而使制冷剂循环流动期间加热的室内热交换器19的温度，控制装置104判别由室内管道检测装置108检测的室内管道温度Tip是否高于预定温度T1。如果室内管道温度Tip不超过预定温度(NO的情况下)，则冷空气可排入室内。这样，流程返回到步骤S7并反复进行步骤S7后面的运行。

作为步骤S8的判别结果，如果室内管道温度Tip高于预定温度T1(在YES的情况下)，则冷空气不排入室内。这样，流程进行到步骤S9，在该步骤控制装置104向室内风机电机驱动装置126输出控制信号，以驱动室内风机23。这样，室内风机电机驱动装置126通过根据预定的风量控制室内风机电机21的转数来驱动室内风机23。

作为步骤S5的判别结果，如果室内管道温度Tip不低于预定温度(在NO的情况下)，则冷空气不排入室内。这样，流程进行到步骤S51，在该步骤控制装置104向室内风机电机驱动装置126输出一个驱动室内风机23的控制信号。因此，室内风机电机驱动装置126通过根据预定风量控制室内风机电机21来驱动室内风机23。在步骤S52，控制装置104判别室外机是否处于运行状态。

作为步骤S52的判别结果，如果室外机不处于运行状态(在NO的情况下)，流程返回到步骤S5并反复进行步骤S5后面的运行。如果室外机处于运行状态(在YES的情况下)，则流程进行到步骤S53，在该步骤控制装置104根据室内温度Tr与设定温度Ts之间的温度差确定压缩机39的工作频率和室外风机电机125的转数，从而向压缩机驱动装置22和室外风机电机驱动装置124输出控制信号，以分别驱动压缩机39和室外风机37。

因此，压缩机驱动装置122根据由控制装置104确定的工作频率驱动压缩机39，而室外风机电机驱动装置124根据控制装置104确定的转数驱动室外风机37。然后流程进行到步骤S10。

在室内风机23、室外风机37和压缩机39在步骤S10运行之后，被压缩机39压缩成高温高压气体的制冷剂经四通阀31流入室内热交换器19，室内热交换器19使压缩后的高温高压气态制冷剂热交换和冷却成为将要由室内风机23吹送的热空气，从而使通过吸气口3吸入的室内空气在流经室内热交换器19时，经热交换转变成热空气。

在室内热交换器19中进行热交换后的热空气向上运动对房间进行加热，同时按可摆地连接在排气口7的垂直叶片和水平叶片的角度控制风向。此时，低温低压的液态制冷剂在通过膨胀阀33和加热膨胀阀34时膨胀至它的蒸发压力，从而使制冷剂的压力减小到低压低温的气态制冷剂，然后流入室外热交换器35。

因此，室外热交换器35接收低温低压的气态制冷剂并利用用于冷却的制冷剂的汽化潜热使它与由室外风机37吹送的空气进行热交换。在室外热交换器35冷却的低温低压气态制冷剂再次通过四通阀31被吸入压缩机39内，以便如图3中的虚线所示地在加热回路中不断循环。

在加热运行中，室内的冷空气流入室内热交换器19中，使室内热交换器19的温度降低。在步骤S11，室内管道温度检测装置108检测在室内热交换器19中降低了的温度Tip，并且将室内管道温度检测装置108检测的温度Tip与预定温度T2进行比较。如果室内管道温度Tip不低于预定温度(在NO的情况下)，则流程返回到连续进行加热运行的步骤S10，然后反复进行步骤S10后面的运行。

作为步骤S11的判别结果，如果室内管道温度Tip低于预定温度T2(在YES的情况下)，流程进行到步骤S12，在该步骤，当室内热交换器19的温度低于预定温度T2时，控制装置104计算持续时间。在步骤S13，控制装置104判别由控制装置104计算的持续时间是否超过预定时间。如果持续时间没有超过预定时间(在NO的情况下)，则流程回到步骤S12，在该步骤由控制装置104连续计算持续时间，直到达到预定时间为止，然后反复进行步骤S12后面的运行。

作为步骤S13的判别结果，如果持续时间超过预定时间(在YES的情况下)，流程进行到步骤S14，在该步骤室内管道温度检测装置108检测室内热交换器19的温度，当压缩机39处于运转状态并且使室内热交换器19注入高温制冷剂时，该温度是不断变化的。同时需判别由室内管道温度检测装置108检测的温度是否低于预定温度T2。如果由室内管道温度检测装置108检测的温度不低于预定温度T2(在NO的情况下)，由流程回到步骤S10，并反复进行步骤S10后面的运行。

作为步骤S14的判别结果，如果室内管道温度Tip低于预定温度T2(在YES的情况下)，流程进行到步骤S15，以防止冷空气排入室内。此时，控制装置104将控制信号发送到室内风机电机驱动装置126，以停止室内风机23的运转。

室内风机电机驱动装置126根据由控制装置104发送的控制信号停止室内风机23的运转，以防止冷空气排入室内并停止空调器的运行。

如上所述，本发明的空调器的加热控制装置及其控制方法的效果在于：当室内热交换器的温度低于预定温度(24℃)时，压缩机保持在运转状态，这样，可通过停止室内风机的运转来防止冷空气排入室内，直到室内热交换器的温度达到预定温度为止。

Claims (3)

1.一种空调器的加热控制装置，该空调器具有一个通过室内风机使循环的室内空气换热的室内热交换器和一台使在热交换器内进行热交换的制冷剂进行循环的压缩机，该装置包括：

温度检测装置，它在利用压缩机的加热运行期间，检测室内热交换器的温度变化；

控制装置，它用于根据由温度检测装置检测的室内热交换器的温度，通过计算时间控制室内风机运行；以及

室内风机电机驱动装置，它用于根据控制装置的控制断开室内风机，以便在由温度检测装置检测的室内热交换器的温度低于预定持续时间内的预定温度时，防止冷空气排出。

2.按照权利要求1的空调器的加热控制装置，其中如果室内热交换器的温度在预定的持续时间内没有达到预定温度，该装置停止室内风机的运转，该持续时间是在热交换器的温度低于预定温度时计算的时间，此时压缩机保持在运转状态。

3.按照本发明的空调器的加热控制装置的方法，它包括如下步骤：

通过将热空气排出室内热交换器的方式进行加热操作；

检测室内热交换器的温度；

当在温度检测步骤检测室内热交换器的温度超过预定温度时，判定由控制装置计算的时间超过预定时间；以及

根据控制装置发送的控制信号断开室内风机，以便在时间判定步骤预定时间已过去时，防止冷空气排出。

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