CN1167906C

CN1167906C - 多个房间空调系统

Info

Publication number: CN1167906C
Application number: CNB981194125A
Authority: CN
Inventors: 西原羲和; ̩; 内山邦泰; 小川正则; ʷ; 高梨阳史; 青孝彦; 石川宜正
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: CN1213060A; US6102114A

Abstract

多个房间空调系统包括室外机组和与室外机组并联的多个室内机组。压缩机频率和燃烧控制计算器运用由温差计算器计算的温差和存储器在额定容量存储器中的额定容量，从负荷系数读取每个室内机组的负荷等级。然后，压缩机频率和燃烧控制计算器把负荷等级的总和与预定常数相乘，并加上补偿值，以得到频率值。用该值控制压缩机。压缩机频率和燃烧控制计算器还运用频率值设定目标燃烧级，以控制安装在室外机组中的制冷剂预热器。

Description

多个房间空调系统

本发明一般涉及空调系统，特别是(但不是唯一地)涉及具有一个室外机组和与其相连的多个室内机组的多个房间空调系统，其中由相应数量的马达驱动膨胀阀控制制冷剂循环。

近来，由于减少室外空间和外观，所以具有与单个室外机组相连的多个室内机组的多个房间空调系统逐渐被普通家庭接受。与安装多个单个房间空调器(其中每个都具有与一个室外机组相连的一个室内机组)的情况相比较，在成本方面，多个房间空调系统十分有利，结果导致用户需求量不断上升。

在多个房间空调系统中，根据室内机组的全部需求控制压缩机的容量，同时根据相应的室内机组的需要独立控制与每个室内机组相连的流量控制阀的阀门口。

然而，由于对于每个室内机组，流量控制阀的阀门口控制是分开的，当在加热模式操作下各个室内机组的需求有很大差异时，会产生各种问题。

通过举例的方法，在室内机组的下游侧由流量控制阀执行流量控制，因而在具有少量需求负荷的室内机组中容易积累大量液体制冷剂，从而导致在整个制冷循环中的制冷剂循环的不足。这反过来引起只控制每个马达驱动膨胀阀的阀门口不能保持在制冷剂预热器出口处的制冷剂的过热程度基本上不变。

为了解决这个问题，如果通过减小制冷剂预热器的输出减小热容量，或者通过增加流量控制阀的最小阀门口来减小室内机组之间的热容量比率，那么将缓解在该空调系统中出现的问题。

由于这个问题，日本专利公开公报(未审查)第5-26530号揭示了通过在热源侧的室外热交换器使处制冷剂的过热程度保持在预定值(即使在室内机组的热需求之间存在较大差异)，通常能保证适当热容量的空调器。

该空调器设有具有气体燃烧口、燃烧风机、比例阀、点火器、火焰检测器等的制冷剂预热器，其中在加热模式操作期间，由气体燃烧口的火焰加热制冷剂。在加热模式操作期间，如果室内机组的需求负荷之间的差异大于预定值，那么打开与具有较大需求负荷的室内机组相对应的双向阀，同时关闭与具有较小需求负荷的室内机组相对应的双向阀。与此同时，控制流量控制阀的阀门口，从而依赖于室内机组的需求负荷，进入各个室内热交换器的制冷剂处于预定的温度关系。此外，控制每个马达驱动膨胀阀的阀门口，同时使所有马达驱动膨胀阀的全部阀门口保持不变，从而在室内热交换器处，过冷程度互相相等。

由于在具有与单个室外机组相连的多个室内机组的系统中加了大量制冷剂，所以虽然，正在检查其中由经济油(economical oil)加热制冷剂的多个房间空调系统，但是不能容易地将对油预热器的控制与利用气体燃烧口的火焰的制冷剂预热相比较。控制在制冷剂预热和制冷剂循环之间的平衡特别重要。在多个房间空调系统中，制冷剂循环有显著变化。当所加的热量超过制冷剂循环的散热量，发生制冷剂预热器的出口温度异常上升或者废气温度的上升。相反，当制冷剂循环超过预热器的热容量，发生压缩机可靠性下降或者到压缩机输入的上升。

此外，在油预热器的燃烧器中使用具有相对较大热容量的材料(例如，铝)，因而即使所加的热量大大改变，制冷剂温度也只发生较小变化，从而很难控制制冷剂预热。

发展本发明并克服上述缺点。

因此，本发明的目的在于提供多个房间空调系统，它能够依赖于室内机组的负荷有效地控制制冷剂预热和制冷剂循环。

在完成上述和其它目的中，根据本发明的多个房间空调系统包括：具有可变容量压缩机、四向阀、室外机组热交换器和制冷剂预热器的室外机组；每个具有室内热交换器并与室外机组并联的多个室内机组。室外机组和每个室内机组通过从安装在室外机组的主液管分支出的多个液体分布管线和通过从安装在室外机组的主气管分支出的多个气体分布管线互相连接。分别安装在多个流体分布管路中的多个马达驱动膨胀阀。多房间空调系统还包括用于设定其中安装有每个室内机组的房间的所需温度的室温设置装置；用于检查室温的室温检测装置；用于计算在由室温设置装置设定的温度和由室温检测装置检测到的室温之间的温差的温差计算装置；用于存储每个室内机组的额定容量的额定容量存储装置；用于每隔一定时间计算制冷剂预热器的压缩机频率和目标燃烧级的压缩机频率和燃烧控制计算装置。压缩机频率和燃烧控制计算装置运用由温差计算装置计算的温差和存储在额定容量存储装置中的额定容量，从第一负荷系数表读取对于每个室内机组的第一负荷等级。压缩机频率和燃烧控制计算装置把第一负荷等级的总和与预定常量相乘，并加上补偿值以获得频率值，从而控制压缩机。压缩机频率和燃烧控制计算装置还运用频率值设定目标燃烧级以控制制冷剂预热器。

有利的是，多个房间空调系统还包括用于计算每个膨胀阀的阀门口的阀门口计算装置。阀门口计算装置运用额定容量存储装置存储的额定容量从表示膨胀阀的最初阀门口的最初阀门口表中读取每个膨胀阀的最初阀门口，以及还用由温差计算装置计算的温差和额定容量从第二负荷系数表对每个室内机组读出第二负荷级。阀门口计算装置确定每个膨胀阀的阀门口作为从中读出的最初阀门口和第二负荷等级的乘积，以控制每个膨胀阀。

在冷却或减湿模式操作期间如下确定压缩机频率：

单个房间操作：Hz＝a1×(负荷等级)+b1；

2个房间操作：当负荷等级的总和小于预定值时，Hz＝a1×(负荷等级总和)+b1；和

2个房间操作：当负荷等级的总和等于或大于预定值时，Hz＝a2×(负荷等级的总和)+b2，

其中，a1、a2、b1和b2是常数，a1＞a2，b1＜b2，而且Hz是压缩机频率。

在加热模式操作期间如下确定压缩机频率：

单个房间操作：Hz＝a3×(负荷等级)+b3；和

2个房间操作：Hz＝a4×(负荷等级的总和)+b4，

其中a3、a4、b3和b4是常数，a3＞a4，b3＜b4，而且Hz是压缩机频率，

当全部负荷等级小于预定等级，相对于单个房间操作期间，在2个房间操作期间增加压缩机频率，而且当全部负荷等级等于或大于预定等级，在相对于2个房间操作，在单个房间操作期间增加压缩机频率。

在加热模式操作期间，压缩机频率是相等的，当操作组件数量减少时设定燃烧级较高。

在本发明的另一种形式中，多个房间空调系统包括：具有可变容量压缩机、四向阀、室外热交换器、用油预热制冷剂以及向制冷剂预热器提供油的供油单元的制冷剂预热器的室外机组；每个具有室内热交换器并与室外机组并联的多个室内机组。在多个液分布管线的每一个装置中具有可控阀口的膨胀阀。多房间空调系统还包括操作负荷确定装置，用于根据每一室内机组所要求负荷控制供油单元的供油量。

多个房间空调系统还包括安装在室外机组中以向制冷剂预热器提供燃烧空气的空气供应单元，其中操作负荷确定装置还控制从空气供应单元提供的空气量。

在本发明的又一种形式中，多个房间空调系统包括：具有可变容量压缩机、四向阀、室外热交换器和设置在压缩机的进风侧的制冷剂预热器以用油预热制冷剂的室外机组；和每个具有室内热交换器并与室外机组并联的多各个室内机组。

把具有可控阀门口的膨胀阀安装在多个流体分布管路的每个中。

结合附图，通过以下对于本发明的较佳实施例的详细描述，本发明的上述和其它目的和特性将会变得更加明显，所有附图中相似部分均标以相同的标号。

图1是根据本发明的较佳实施例的空调系统的制冷剂制冷循环的电路图；

图2是在如图1所示的空调系统中的控制电路的方框图，其中控制压缩机频率、燃烧和膨胀阀门口(expansion valve opening)；

图3是示出在室温和在如图1所示的空调系统中设置的温度之间温差的温带分布表；

图4示出在如图1所示的空调系统中冷却和减湿模式操作期间用于确定压缩机频率的控制等式的结果的曲线；

图5示出在如图1所示的空调系统中加热模式操作期间用于确定压缩机频率的控制等式的结果的曲线；

图6示出在如图1所示的空调系统中加热模式期间用于确定燃烧级(combustion level)(K)的控制等式的结果的曲线；

图7示出在如图1所示的空调系统中，在根据图6确定的燃烧级(K)和燃料之间的关系曲线；

图8是用于描述当在如图1所示的空调系统中，在加热模式下操作一个室内机组然后打开第二室内机组时，执行的控制处理的流程图；

图9是用于描述当在如图1所示的空调系统中，在加热模式下操作一个室内机组，然后打开一个室内机组时，执行的控制处理的时序图；

图10是用于描述当在如图1所示的空调系统中，在加热模式下操作两个室内机组，然后关闭一个室内机组时，执行的控制处理的流程图；

图11是用于描述当在如图1所示的空调系统中，在加热模式下操作两个室内机组，然后关闭一个室内机组时，执行的控制处理的时序图；

图12示出当在如图1所示的空调系统中，操作一个室内机组然后打开第二室内机组时，制冷剂的高压级(high pressure level)的显著变化引起的各种参数的变化的曲线；

图13示出当在如图1所示的空调系统中，操作一个室内机组然后打开第二室内机组时，制冷剂预热器的燃烧级的显著变化引起的各种参数的变化的曲线；

图14示出当在如图1所示的空调系统中操作两个室内机组然后关闭一个室内机组时，制冷剂的高压级的显著变化引起各种参数的变化的曲线；和

图15示出当在如图1所示的空调系统中，操作两个室内机组然后关闭一个室内机组时，制冷剂预热器的燃烧级的显著变化引起的各种参数的变化。

本申请是基于1997年9月30日在日本申请的申请号为9-267164的申请，通过引用，包括于此。

图1示出体现本发明的多房间空调系统的制冷循环。这个空调系统包括单个室外机组2和与其相连的多个(例如，两个)室内机组4a和4b。

如图1所示，室外机组2包括变频器驱动可变容量(频率)压缩机6(inverter-driven，variable capacity(frequency)compressor 6)、室外热交换器8和用于加热和冷却模式选择的四向阀10。室内机组4a和4b分别包括室内热交换器12a和12b。

通过流体分布管路16a和16b以及气体分布管路20a和20b连接室外机组2和室内机组4a和4b。从在室外机组2中的主流体管路14分出流体分布管路16a和16b，而且从室外机组2中的主气体管路18分出气体分布管路20a和20b。例如，把可由分级马达(stepping motor)调节其打开的脉冲可控马达驱动膨胀阀22a和22b安装在流体分布管路16a和16b中。

还从主流体管路14分出制冷剂预热器管路26，并绕在制冷剂预热器28的周围。把双向阀24安装在制冷剂预热器管路26中。在制冷剂预热器出口和蓄热器30之间连接的进入管31把从主流体管路14分出的制冷剂预热器管路26连到压缩机6的进口侧。

把螺线管式泵(solenoid pump)32和燃烧口马达(burner motor)34设置在制冷剂预热器28的附近。螺线管式泵32稳定地提供燃料，而燃烧口马达34向用于燃烧的制冷剂预热器28提供空气。

室内机组4a和4b还包括用于检测设有室内机组4a或4b的室温的室内温度计36a和36b，和用户用它可以控制操作模式(加热或冷却)、室温和空调系统的开或关状态的控制电路38a和38b。

注意，还把止回阀42和44以及限流器46设置在室外机组2。

如图1所示构造制冷循环，由四向阀10使在冷却模式操作期间来自压缩机6的冷冻剂流向室外热交换器8，利用它与室外空气交换热量并冷凝制冷剂。然后，经冷凝的制冷剂通过限流器46，利用它减小制冷剂压力，并把制冷剂转换成更容易蒸发的状态。冷凝的低压制冷剂从主流体管路14流到两个流体分布管路16a和16b。根据各个室内机组4a和4b的冷却要求，运用下面所述的方法按比例地打开马达驱动膨胀阀22a和22b。然后，低压制冷剂以与需要成正比的流速流到室内热交换器12a和12b、蒸发并从气体分布管路20a和20b回到主气体管路18。然后，气化的制冷剂通过四向阀10、蓄热器30并重新进入压缩机6的进入侧。

注意，由下面描述的控制方法根据在系统上的全部负荷确定压缩机频率。

当选择加热模式时，在已知期间内关闭双向阀24。然后，由在制冷剂回收循环中，由压缩机6回收从止回阀42通过室外热交换器8到止回阀44循环的制冷剂。当完成制冷剂回收循环时，打开双向阀24，使来自压缩机6的高温、高压制冷剂通过四向阀10并从主气体管路18流到气体分布管路20a和20b。然后，高温、高压制冷剂流到室内热交换器12a和12b，此处它冷凝成流体。然后由流体分布管路16a和16b的马达驱动膨胀阀22a和22b把压力降到中间压力。

在冷却模式操作下，运用下面描述的方法，根据各个室内机组4a和4b的要求，控制马达驱动膨胀阀22a和22b，而且制冷剂以与所需负荷成正比的流速流到室内热交换器12a和12b。

中间压力制冷剂从主流体管路14通过双向阀24流到制冷剂预热器管路26，和到制冷剂预热器28。根据下面描述的加热方法控制，制冷剂预热器28把制冷剂加热预热到特定温度，然后把制冷剂转换成通过蓄热器30流回到压缩机6的进入侧的气体。

下面参照图2(相应控制电路的方框图)和图3(对于温差ΔT的温带分布表)，描述控制压缩机频率、燃烧和马达驱动膨胀阀门口的方法。注意，温差ΔT是室温Tr减去温度设置Ts。

一个室内机组4a的室温检测电路48根据相应的室温36a的输出，检测其中设有室内机组4a室温(下面简称“室温”)，并把所得温度信号(Tr)发送到温差计算器50。实质上同时地，设置鉴别器52确定温度(Ts)和由控制电路38a设定的操作模式，并向温差计算器50提供这个信息。温差计算器50计算温差ΔT(＝Tr-Ts)，并把温差ΔT转换成如图3所述的频率以得到温差信号。

开/关鉴别器54确定是否由控制电路38a打开或关闭室内机组4a。把室内机组4a的额定容量存储在额定容量存储器56中。

由室内机组4a的信号传输电路58把来自额定容量存储器56的额定容量信号、来自温差计算器50的温差信号和来自开/关鉴别器54操作模式信号和开/关状态信号传输到室外机组2的信号接收电路60。注意，把这些信号从每个室内机组发送到室外机组2。

把从信号接收电路60接收到的信号有选择地发送到压缩机频率和燃烧控制计算器62，和阀门口计算器64。如果在所选操作模式之间存在矛盾，即，如果设置一个室内机组用于加热而设置另一个室内机组用于冷却，那么由室内机组选择操作模式(首先接收到来自它的信号)确定室外机组2是否处于加热或冷却模式。假设，关闭在这种情况下设为不同操作模式的室内机组，而且把用于该室内机组的开/关状态信号设为关状态。

根据来自室内机组4a和4b的额定容量信号，温差信号、操作模式信号和开/关状态信号，压缩机频率和燃烧控制计算器62从负荷系数表66读取对于每个室内机组的负荷等级系数，如下表1所示。然后，计算器62把负荷等级系数的总和乘以已知常量，并加入补偿值以确定压缩机6的频率。

表1

冷却，减湿循环 Fc Fcmax

0 1 2 3 4 5 6 7 8

2.2kw 0 8 10 11 12 14 16 18 20

2.5kw 0 10 11 12 14 16 18 20 22

2.8kw 0 11 12 14 16 18 20 22 24

3.2kw 0 12 14 16 18 20 22 24 27

加热， Fh Fhmax

0 1 2 3 4 5 6 7 8

2.2kw 0 20 23 26 29 31 34 38 40

2.5kw 0 21 24 27 31 35 39 43 45

2.8kw 0 22 26 30 34 38 43 48 50

3.2kw 0 23 27 31 35 40 47 55 67

更具体地说，从图3中的表获得的压缩机频率值(No.)表示两个室内机组4a和4b的温差信号。在冷却和减湿操作模式期间，根据所提供的压缩机频率值(No.)，从负荷系数表66(表1)获得负荷等级系数Ln1和Ln2，而且计算室内机组4a和4b的全部负荷Lnφ。把压缩机6的操作频率设为所得值以调整在冷却和减湿模式下的室外机组2的最初操作。

在加热模式操作下，根据所提供的压缩机频率值(No.)从负荷系数表66(表1)再次获得两个室内机组4a和4b的负荷等级系数Ln1和Ln2，而且计算室内机组4a和4b的全部负荷Lnφ以设定室外机组2的负荷等级Lnk。然后把压缩机6的操作频率设为这个负荷等级Lnk以调整在加热模式下的室外机组2的最初操作。

用下列等式计算在冷却和减湿以及加热模式下的控制值。

A.用于冷却和减湿的控制等式

1)单个房间操作

Lnφ＝a1×Ln1+b1或者

Lnφ＝a1×Ln2+b1

2)2个房间操作

(i)如果Ln1+Ln2＜34

Lnφ＝a1×(Ln1+Ln2)+b1

(ii)如果Ln1+Ln2≥34

Lnφ＝a2×(Ln1+Ln2)+b2

其中，a1＞a2，和b1＜b2。

把压缩机6的操作频率设为由上述适当的等式得到的Lnφ(Comp Hz＝Lnφ)。

B.用于加热的控制等式

1)单个房间操作

Lnφ＝a3×Ln1+b3或者

Lnφ＝a3×Ln2+b3

2)2个房间操作

Lnφ＝a4×(Ln1+Ln2)+b4

其中，a3＞a4，和b3＜b4。

用所得值Lnφ代替Lnk，而且把压缩机6的操作频率设为值Lnk。

Lnk＝Lnφ

Comp Hz＝Lnk

注意，上述值a1至a4，和b1至b4是根据压缩机6的容量、制冷剂管路尺寸和其他可变参数确定的实验值。

图4和5示出从上述等式获得的结果，其中在计算中用到下列值。

a1＝30/12

b1＝-8

a2＝13/12

b2＝37

a3＝15/17

b3＝0.5

a4＝5/13

b4＝25.2

如图4所示，在单个房间、冷却/减湿模式操作下可把压缩机6设定的最小操作频率是28Hz。在两个房间的情况下，最小操作频率是32Hz，低频保护不能在这频率下进行操作。最大操作频率是98Hz。

如图5所示，在单个或两个房间、加热模式操作期间可以设定压缩机6的最小操作频率分别是20Hz和41Hz。在这些模式下最大操作频率分别是49Hz和61Hz。

在下述表2中示出来自室内机组4a和4b的示例信号并说明如下。

表2

室内机组操作模式开/关信号额定容量频率N0.

4a 加热开 2.2kw 6

4b 加热开 2.5kw 4

从表1和表2可见，室内机组4a和4b的负荷等级系数Ln1和Ln2分别是34和31。因此压缩机的频率Hz是

Hz＝Lnφ＝5/13×(34+31)+25.2≈50

把这个计算的结果转换成发送到用于控制压缩机6的压缩机驱动电路(未图示)的频率信号。压缩机频率和燃烧控制计算器62之后根据来自每个室内机组4a和4b的额定容量信号、温差信号、操作模式信号和开/关状态信号，有规律地重复上述计算，在需要时校正其结果并把校正值发送到压缩机驱动电路作为用于频率控制压缩机6的频率信号。

如上所述，根据操作室内机组的数量，运用特定计算方法，确定压缩机6的频率。在用单个室内机组进行低频操作期间，通过在低操作频率下驱动压缩机6，低输入负荷操作是可行的。当整个负荷增加时，可以增加压缩机6的操作频率以补偿制冷剂管路的压力损耗，从而保证高制冷剂循环和高效率操作。当加热模式下操作两个或多个室内机组时，即使整个室内需要与设有单个室内机组操作的相同，也必须要在较高频率下驱动压缩机6，以补偿携带制冷剂的管路的增加体积。然而，在某一点后，随着单个室内机组操作管路压力大大增加，因而用单个室内机组操作需要较高压缩机频率。

膨胀阀门口计算器64用与上述相同的方法确定膨胀阀门口。即，根据由每个室内机组4a和4b输出的额定容量信号、温差信号、操作模式信号和开/关状态信号，从负荷系数表66(下表3)选择负荷等级系数，而且根据室内机组4a和4b的额定容量，从最初阀门口表70(下表4)读取最初阀门口值。注意，确定最初阀门口值，从而可以控制每个室内机组以即使当组合使用不同额定容量的室内机组时，也展示预定性能。

表3

冷却，减湿循环 Fc Fcmax

P0-值 0 1 2 3 4 5 6 7 8

2.2kw 关 0.7 0.8 0.8 0.85 0.85 0.95 1.0 1.2

2.5kw 关 0.7 0.8 0.8 0.85 0.85 0.95 1.0 1.2

2.8kw 关 0.7 0.8 0.8 0.85 0.85 0.95 1.0 1.2

3.2kw 关 0.7 0.8 0.8 0.85 0.85 0.95 1.0 1.2

加热， Fh Fhmax

P0-值 0 1 2 3 4 5 6 7 8

2.2kw 关 0.8 0.85 0.85 0.9 0.95 1.0 1.1 1.2

2.5kw 关 0.8 0.85 0.85 0.9 0.95 1.0 1.1 1.2

2.8kw 关 0.8 0.85 0.85 0.9 0.95 1.0 1.1 1.2

3.2kw 关 0.8 0.85 0.85 0.9 0.95 1.0 1.1 1.2

注意，P0-值是负荷等级系数，而“关闭”表示完全关闭的阀。

表4

最初阀门口(脉冲)

冷却/减湿加热

2.2kw 180 350

2.5kw 230 380

2.8kw 280 420

3.2kw 350 480

确定膨胀阀22a和22b的阀门口作为各个负荷等级系数与在下列等式中所示的最初阀门口的乘积

阀门口＝P0×最初脉冲数

其中，P0是负荷等级系数，而最初脉冲数是从表4获得的值。

在上述例子中，室内机组4a和4b的负荷等级系数是1.0和0.9，而且各个最初阀门口数是350和380。对于膨胀阀22a和22b的阀门口是350和342。然后，向各个阀驱动电路(未图示)提供所得阀门口值作为膨胀阀门口信号。

然后，通过驱动各个阀马达350和342脉冲调整膨胀阀22a和22b的实际物理阀门口。之后，每隔一段时间，运用上述方法对于每个阀再计算阀门口，按照需要校正计算结果而且向膨胀阀驱动电路提供膨胀阀门口信号。

下面描述对于在上述多个房间空调系统中的加热模式燃烧控制所特有的问题。

当在加热模式下操作时，根据在制冷剂管路中的制冷剂预热器28的温度(燃烧)和制冷剂管线中的制冷剂(制冷剂循环)温度，使制冷剂预热器28的制冷剂出口温度保持平衡。如果燃烧(制冷剂预热器温度)相对于制冷剂循环很高，那么制冷剂出口温度将升高；如果燃烧相对于循环很低，那么制冷剂出口温度将降低。下面描述为什么会在多个房间空调系统中发生这种情况。

^*当操作各个室内机组(打开和关闭，或者操作模式改变)时，在任何特定时间内，携带制冷剂的制冷剂管路的全部有效长度都有可能发生变化。因此，制冷剂循环可以较大变化，导致制冷剂预热器的制冷剂出口温度的较大变化。

^*给系统加料所需的大量制冷剂意味着要当操作室内机组时预热的制冷剂的量显著变化。循环制冷剂的量的这种变化影响制冷剂预热器温度。

^*与单个房间空调系统相比，在最大操作容量下，制冷剂循环会发生较大变化。在最小操作容量下，还需要精确的温控、容易打破在制冷剂循环控制期间燃烧和制冷剂循环之间的平衡而且制冷剂温度大幅变化。

作为制冷剂出口温度上升或下降的结果，可能发生下列问题。

(I)当制冷剂出口温度上升时

^*性能下降(热交换器效率下降)

^*当温度上升时，关闭制冷剂预热器和压缩机，以保护它们不被损坏。这导致由于重复开关燃烧口所引起的预热器和继电器的使用寿命缩短，并降低舒适程度。

^*当温度不正常地升高时，使制冷剂循环油碳化、妨碍压缩机润滑并导致压缩机损坏。可以使制冷剂预热器的铝外壳和围绕制冷剂预热器的铜管变形和损坏。

^*废气温度上升。

(ii)当制冷剂出口温度下降时

^*制冷剂过热下降导致压缩机流体压缩(流体回流)，这又反过来导致异常轴损耗。

^*在制冷剂预热器中形成冷凝。把这种冷凝与燃烧的硫磺氧化物副产物混合一起，形成腐蚀铝的硫磺酸。

^*输入负荷上升。

为了避免上述问题，根据本发明在多个房间空调系统中用下面描述的方法控制燃烧。

每个室内机组4a和4b根据进口温度和室内机组的温度设置之间的差设定压缩机6的频率值(No.)，并把它输出到室外机组2。

室外机组2从室内机组4a和4b的性能等级和频率值(No.)得出负荷等级系数Ln1和Ln2，而且计算全部负荷Lnφ。然后，用全部负荷Lnφ代替负荷等级Lnk，而且根据下列等式计算较佳燃烧级(K)，以确定室外机组的操作负荷等级。

^*计算较佳燃烧级(K)

1)用一个室内机组操作

K＝-(256-K1_max)/(Lnk1_max-Lnk1_min)×(Lnk-Lnk1_min)+256

2)用两个室内机组操作

K＝-K2_min/(Lnk2_max-Lnk2_min)×(Lnk-Lnk2_min)+K2_min

其中，如下定义K1_max，K2_min，Lnk1_max，Lnk1_min，Lnk2_min和Lnk2_max

K1_max， 69

K2_min， 145

Lnk1_min， 20

Lnk1_max， 42

Lnk2_min， 42

Lnk2_max， 61

图6画出上述控制等式的曲线。注意，例如，考虑到如图7所示的燃料供应，确定对于指定的制冷剂循环的较佳燃烧级(K)。当计算较佳燃烧级(K)时，根据所得K值，初始化螺线管式泵32频率和燃烧口马达34速度设置，以适当设置和调整燃料和空气供应。即，用于根据各个室内机组4a和4b的需求负荷控制向制冷剂预热器28提供燃料单元(螺线管式泵32)和向制冷剂预热器提供空气供应单元(燃烧口目的34)以进行燃烧的操作负荷确定装置，包括温差计算器50、压缩机频率和燃烧控制计算器62、负荷系数表66等。根据从室内机组4a和4b输出的频率值(No.)，初始化与室内机组4a和4b链接的膨胀阀22a和22b，即，运用在冷却模式下用到的相同方法控制压缩机频率。应注意，用与确定压缩机频率类似的方法，确定燃烧级。

此外，还注意，如此限定在用单个房间操作时的最大燃烧级与用两个房间操作时的最小燃烧级之间的关系，从而压缩机频率保持相同，对于具有较少操作室内机组的结构而言燃烧级较高。这是因为相对于用单个房间操作的制冷剂循环，制冷剂管路压力损坏较大，因而在特定压缩机频率下用单个室内机组操作的情况下燃烧较大。

于是，通过根据整个房间的全部需要控制压缩机频率，而且根据每个房间的负荷确定单个膨胀阀22a和22b的阀门口，运用上述方法可以根据每个房间的需要传递所需加热或冷却容量。

因此，可以使房间更加舒适，而且减小能源消耗，同时精确和最佳控制制冷循环。

下面，参照图8中的流程图和图9中的时序图，描述控制数量变化的多个操作机组的较佳方法。通过举例的方法，假设两个室内机组4a和4b之一最初在加热模式下进行操作，之后另一个机组也开始在加热模式下进行操作。

把设有室内机组4a和4b的房间分别定义为房间A和房间B。首先，只有房间A的室内机组4a在加热模式下进行操作。然后，在房间B中的另一个室内机组4b开始在加热模式下进行操作。在室内机组4b启动之后，立即打开与房间B相对应的膨胀阀22b，从而制冷剂流到在房间A中的室内机组4a和在房间B中的室内机组4b。因此，流到制冷剂预热器28的制冷剂下降。结果，破坏制冷剂预热和制冷剂消耗之间的平衡，从而存在着制冷剂预热器28的制冷剂出口温度异常升高的隐患。

参照图8中的流程图，以房间A的室内机组4a在加热模式下进行操作开始流程(步骤S1)。为了避免当对于房间B中的室内机组4b接收到加热模式操作信号时发生上述异常升温，打开室内机组4b的风机(步骤S3)，而且通过压缩机频率逐步增加到预先限定的高频设置(在该例中为61Hz)或者增加到根据房间负荷计算的频率级，增加制冷剂循环。还初始化并开始递增用于从接收到操作信号开始跟踪时间的经过时间计数器T1和T2。

当经过的时间T1达到特定时间t(在本实施例中为30秒)(步骤S5和S6)时，打开对于房间B室内机组4b的膨胀阀22b。然后，逐步增加螺线管式泵32频率和燃烧口马达34速度(步骤S8和S9)以逐步增加制冷剂预热器28燃烧。

应注意，控制螺线管式泵32频率和燃烧口马达34速度的增长速率低于压缩机频率的增长速率，从而防止制冷剂温度的异常升高。还应注意，可以与打开膨胀阀22b同时或者稍稍滞后，增加燃烧。然而，如果在打开膨胀阀22b之前增加，那么制冷剂预热器28的制冷剂出口温度的异常升高是明显危险的。

当从接收到操作信号开始经过的时间T2增加到第二特定时间t(在该例中为180秒)(步骤S10和S1)，把压缩器频率逐步减小到根据房间负荷确定的值(步骤S12)。

应注意，在图8中的流程图和图9中的时序图中示出作为同时发生的增加压缩机频率和操作室内机组风机。然而，可能风机操作滞后于增加压缩机频率一特定期间。还描述逐步连续增加的制冷剂预热器燃烧，但是可以把该过程改为不连续增加。在这种情况下，必须把燃烧增加的平均速率设为小于压缩机频率增加的速率。

下面，参照图10中的流程图和图11中的时序图，描述控制数量变化的操作机组的更佳方法。在这种情况下，通过举例的方法假设两个室内机组4a和4b在加热模式下进行操作，之后关闭两个室内机组之一(在下面的例子中指定室内机组4b)。

现在参照图10中的流程图，以两个室内机组4a和4b在加热模式下进行操作开始流程(步骤S21)。当接收到表示关闭室内机组4b的信号(步骤S22)时，初始化并开始增加用于从接收到停止(关)信号开始跟踪时间的经过时间计数器T1、T2和T3。还通过逐步减小螺线管式泵32频率和燃烧口马达34速度来减少制冷剂预热器28燃烧(步骤S23和S24)。

当经过时间T1达到特定时间t(在本实施例中为60秒)(步骤S25和S26，逐步关闭对于房间B室内机组的膨胀阀22b(步骤S27)。

当经过时间T2达到特定时间t(在本实施例中为90秒)(步骤S28和S29)，关闭室内机组4b的风机(步骤S30)。

当经过时间T3达到特定时间t(在本实施例中为210秒)时，把压缩机频率不连续地减小到特定计算值。由压缩机频率和燃烧控制计数器62根据房间的全部所需负荷计算该值。通过减小制冷剂循环，保持制冷剂预热和制冷剂循环之间的平衡，而且可以阻止制冷剂预热器28的制冷剂出口温度的异常升高。

应注意，在接收停止(关闭)循环和实际停止室内机组风机之间的延迟时间依赖于燃烧口的热容量。因此，如果燃烧口的热容量很高，那么必须增加该延迟时间。

图12至15示出根据本发明，作为在多个房间空调系统中操作室内机组的数量变化的结果获得的数据。图12和13画出当从一个室内机组操作变换为两个室内机组操作时获得的数据的曲线，而图14和15画出当从两个室内机组操作变换为一个室内机组操作时获得的数据的曲线。

更具体地说，当打开额定容量为2.2kw的室内机组，同时已经运作额定容量为3.2kw的室内机组，获得如图12曲线的数据。压缩机频率、较佳燃烧级(K)和其它特定参数如下变化。

(1)当在图12中的时刻T(1)打开2.2kw机组而且3.2kw机组风机处于HIGH状态时，压缩机频率从36Hz到61Hz。

(2)经过时间T(2)，打开的2.2kw机组的膨胀阀从80到350脉冲同等物，而且燃烧级(K)从98降至80。

(3)经过时间T(3)，压缩机频率从61Hz到54Hz。

当操作从单个房间变成两个房间操作时，在如图12上述的时刻(1)和(2)之间，压缩机出口压力会由显著的变化(降低)，它直接影响制冷剂循环。然而，通过把压缩机频率增加到61Hz，然后稍作延迟即打开新开始的室内机组的膨胀阀，逐步增加螺线管式泵频率和燃烧。不会明显地破坏制冷剂循环和燃烧之间的平衡。虽然在入口温度(制冷剂预热器出口温度)和压缩机的出口温度都稍有下降，但是下降不明显。

图13示出当2.2kw室内机组进行操作然后打开分开的3.2kw室内机组时所得结果。下面，再次示出燃烧频率、较佳燃烧级(K)和其它特定参数。

(1)在时刻T(1)时，打开3.2kw机组，而且压缩机频率从24Hz到61Hz。

(2)在时刻T(2)时，打开的3.2kw机组的膨胀阀门口从80到480脉冲同等物。

(2)-(7)从时刻T(2)到(7)，燃烧级(K)逐步降至K＝40。

如图13所示，通过不连续地增加螺线管式泵频率可以获得燃烧的显著变化。然而，高压并没有显著变化，而且所观察的进口温度或出口温度也没有显著变化。这是因为在增加螺线管式泵频率之前，压缩机频率增加到61Hz，而且适当地调整对于刚打开的室内机组的膨胀阀的阀门口。

图14示出当2.2kw和3.2kw室内机组进行操作然后关闭2.2kw机组时获得的结果。下面再示出压缩机频率、较佳燃烧级(K)和其它特定参数。

(1)在时刻T(1)，燃烧级K从80到98。

(2)在时刻T(2)，关闭的2.2kw机组阀门口从350到80脉冲同等物。

(3)在时刻T(3)，关闭2.2kw机组，而且3.2kw机组风机变为低。

(4)在时刻T(4)，压缩机频率从48Hz降至42Hz。

虽然在如图14所示的这种情况下，高压有显著变化，但是根据图11中的时序图，通过控制系统元件，可以阻止进口温度和出口温度的骤然变化。

图15示出当2.2kw和3.2kw室内机组进行操作然后当关闭3.2kw机组时获得的结果。下面再次示出压缩机频率、较佳燃烧级(K)和其它特定参数。

(1)在时刻T(1)，燃烧级K从K＝40变到最大燃烧级.

(2)在时刻T(2)，关闭的3.2kw机组阀门口从480到80脉冲同等物。

(3)在时刻T(3)，关闭3.2kw机组。

(4)在时刻T(4)，压缩机频率从58Hz降至52Hz。

虽然在如图15所示的情况下，作为减小螺线管式泵频率的结果燃烧有显著变化，但是根据如图11所示的时序图，通过控制系统元件可以阻止高压、进口温度和出口温度的骤然变化。

对于熟悉本技术领域的人员而言，这个事实是显而易见的，即，虽然上述本发明的较佳实施例具有两个连到多个房间空调系统中的一个室外机组上的两个室内机组，但是室内机组的数量并不局限于两个，而实质上无论有两个、三个或多个室内机组，都可以采用相同的控制方法。

如上所述构成，根据本发明的多个房间空调系统提供下列益处和优点。

根据由温差计算装置计算的温差和存储在额定容量存储装置中的额定容量，首先从第一负荷系数表读出每个室内机组的负荷等级。然后，把负荷等级之和与预定常量相乘，而且加上补偿值，以获得频率值来控制压缩机。此外，根据经计算的频率值，设定目标燃烧级以控制制冷剂预热器。通过这种构造，无论系统处于冷却模式操作下还是加热模式操作下都能用相同的控制方法控制压缩机频率，从而方便控制和程序准备，并减小控制所需的微机容量。此外，由于根据室内机组的需求负荷可以确定压缩机频率和燃烧量，所以容易实现有效操作。此外，如果保持在由制冷剂预热器加入的热量和稍湿环境下制冷剂循环的散热量之间的热平衡，即使制冷循环发生突变，也能适当地保持制冷剂预热器的出口温度，从而在所有时间内可以优化系统操作。

通过首先从负荷系数表读取每个室内机组的负荷等级，然后确定每个膨胀阀的阀门口作为负荷等级和从最初阀门口表读取的最初阀门口的乘积来控制膨胀阀的这一事实，可以容易地控制并减少微机容量。

此外，无论系统处于冷却或减湿模式操作或者处于加热模式操作下，根据操作机组的数量由预定等式确定压缩机频率。通过在较低频率下操作压缩机并考虑到在高频操作期间的管路压力损耗，预定等式能导致低输入单个房间操作，保证所需的制冷剂的循环。即，由于根据操作机组的数量优化压缩机频率，所以不仅可以实现高效率的操作，保证所需的制冷剂循环。而且可以避免制冷剂预热器出口处的异常温升。

此外，当在加热模式期间压缩机频率是相等的，当操作机组的数量减少时把燃烧级设为较高。因此，即使操作机组数量的减少导致压力损耗的增加，也能避免操作频率的减小。

设置操作负荷确定装置能为在用油多房间空调系统中的每个房间创造舒适的空气调节环境，其中所述操作负荷确定装置用于控制根据每个室内机组的需求负荷，由供油单元提供的油量和由空气供应单元提供的空气量。

在可变容量压缩机的吸气侧运用用油制冷剂预热器在降低操作成本的情况下提供舒适的空气调节环境。

由于把具有可控制阀门口的膨胀阀安装在多个流体分布管路的每个中，所以可以有效地实现对于每个房间的空气调节。

虽然参照附图并结合其较佳实施例描述本发明，应注意对于熟悉本技术领域的人员而言，各种变化和变更是显而易见的。应理解，这种变化和变更都落在由所附权利要求书限定的本发明的范围内。

Claims

1.一种多个房间空调系统，其特征在于，包括：

具有可变容量压缩机、四向阀、室外机组热交换器和制冷剂预热器的室外机组；

每个具有室内热交换器并与所述室外机组并联的多个室内机组；

安装在所述室外机组中以允许液体制冷剂从中流过的主流体管路；

安装在所述室外机组以允许气体制冷剂从中流过的主气体管路；

从所述主流体管路分出以把所述室外机组与所述多个室内机组相连的多个流体分布管路；

从所述主气体管路分出以把所述室外机组与所述多个室内机组连接的多个气体分布管路；

分别安装在所述多个流体分布管路中的多个马达驱动膨胀阀；

用于设定其中安装有每个室内机组的房间的所需温度的室温设置装置；

用于检测室温的室温检测装置；

用于计算在由所述室温设置装置设定的温度和由所述室温检测装置检测到的室温之间的温差的温差计算装置；

用于存储每个室内机组的额定容量的额定容量存储装置；

用于每隔一定时间计算压缩机频率和所述制冷剂预热器的目标燃烧级的压缩机频率和燃烧控制计算装置；和

所述压缩机频率和燃烧控制计算装置运用由所述温差计算装置计算的温差和存储在所述额定容量存储装置中的额定容量，从第一负荷系数表读取对于每个室内机组的第一负荷等级，所述压缩机频率和燃烧控制计算装置把所述第一负荷等级的总和与预定常量相乘，并加上补偿值以获得频率值，从而控制所述压缩机，所述压缩机频率和燃烧控制计算装置还运用所述频率值设定所述目标燃烧级以控制所述制冷剂预热器。

2.如权利要求1所述的多个房间空调系统，其特征在于，还包括用于计算每个膨胀阀的阀门口的阀门口计算装置，所述阀门口计算装置运用由所述温差计算装置计算的温差和额定容量从表示所述膨胀阀的最初阀门口的最初阀门口表中读取每个膨胀阀的最初阀门口，所述阀门口计算装置确定每个膨胀阀的阀门口作为从中读出的最初阀门口和第二负荷等级的乘积，以控制每个膨胀阀。

3.如权利要求1所述的多个房间空调系统，其特征在于，在冷却或减湿模式操作期间如下确定压缩机频率：

单个房间操作：Hz＝a1×负荷等级+b1；

2个房间操作：当负荷等级的总和小于预定值时，Hz＝a1×负荷等级总和+b1；和

2个房间操作：当负荷等级的总和等于或大于预定值时，Hz＝a2×负荷等级的总和+b2，

4.如权利要求1所述的多个房间空调系统，其特征在于，在加热模式操作期间如下确定压缩机频率：

单个房间操作：Hz＝a3×负荷等级+b3；和

2个房间操作：Hz＝a4×负荷等级的总和+b4，

其中，当全部负荷等级小于预定等级，相对于单个房间操作期间，在2个房间操作期间增加压缩机频率，而且当全部负荷等级等于或大于预定等级，在相对于2个房间操作，在单个房间操作期间增加压缩机频率。

5.如权利要求1所述的多个房间空调系统，其特征在于，在加热模式操作期间，压缩机频率是相等的，当操作组件数量减少时设定燃烧级较高。

6.如权利要求4所述的多个房间空调系统，其特征在于，在加热模式操作期间，压缩机频率是相等的，当减小操作机组的数量时设定燃烧级较高。

7.多个房间空调系统，其特征在于，包括：

具有可变容量压缩机、四向阀、室温热交换器、用油预热制冷剂以及向所述制冷剂预热器提供油的供油单元的制冷剂预热器的室外机组；

安装在所述室外机组中以允许流体制冷剂流过其中的主流体管路；

安装在所述室外机组以运用气体制冷剂流过其中的主气体管路；

从所述主气体管路分出以把所述室外机组与所述多个室内机组相连的多个气体分布管路；

分别安装在所述多个流体分布管路的多个膨胀阀，而且每个具有可控阀门口；和

用于根据每个室内机组的需求负荷，控制从所述供油单元提供的油量的操作负荷确定装置。

8.如权利要求7所述的多个房间空调系统，其特征在于，还包括安装在所述室外机组中以向所述制冷剂预热器提供燃烧空气的空气供应单元，其中所述操作负荷确定装置还控制从所述空气供应单元提供的空气量。

9.一种多个房间空调系统，其特征在于，包括：

具有可变容量压缩机、四向阀、室外交换器和设置在所述压缩机的进风侧的制冷剂预热器以用油预热制冷剂的室外机组；

每个具有室内热交换器并与所述室外机组并联的多各个室内机组；

安装在所述室外机组中以允许液体制冷剂流过其中的主流体管路；

安装在所述室外机组以允许气体制冷剂流过其中的主气体管路；

从所述主流体管路分出以把所述室外机组与所述多个室内机组相连的多个流体分布管路；和

从所述主气体管路分出以把所述室外机组与所述多个室内机组相连的多个气体分布管路。

10.如权利要求9所述的多个房间空调系统，其特征在于，还包括分别安装在所述多个流体分布管路中且每个具有可控阀门口的多个膨胀阀。