CN1229611C - 在加热模式下操纵空调器的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在加热模式下操纵空调器的方法，包括使所有压缩机工作/停机的100%工作执行步骤；在100%工作执行步骤完成后确定待消除的加热负载的负载确定步骤；当判定加热负载不大时使所有压缩机工作，并随后停止压缩机中的一部分，再随后停止剩余的压缩机的100%/X%工作执行步骤；在100%/X%工作执行步骤完成之后检测剩余压缩机的停止次数的检测步骤；在所检测的停止次数到达预定数时使剩余的压缩机工作/停止的X%工作执行步骤。由于100%/X%工作响应100%工作之后产生的加热负载而进行，因此可以正确应付加热模式初始阶段的加热负载。此外，由于X%工作在100%/X%工作重复预定次数之后进行，可以精确并快速应付加热负载的变化。

Description

在加热模式下操纵空调器的方法
技术领域
本发明涉及一种空调器，并尤其涉及一种操纵空调器以快速和有效地消除加热负载的方法。
背景技术
通常，空调器是一种利用被压缩机压缩为高温和高压状态的制冷剂的制冷循环来冷却或加热房间的器具。
压缩机包括压缩单元和马达单元，其中压缩单元包括用于压缩制冷剂的压缩室，而马达单元用于改变压缩室的容积。在设置有多个室内单元的空调器或大功率空调器的情况下，使用多个压缩机。与这种空调器相关，有可能通过根据要消除的负载改变压缩机的容量来减少驱动压缩机所需的电能。
图1是说明在传统空调器中建立的制冷循环的示意图，图2是说明在传统空调器中建立的加热循环的示意图。
如图1和2所示，传统空调器包括室内热交换器2，用于将室内空气与制冷剂热交换，由此冷却或加热房间；室外热交换器4，在室内热交换器2起到冷却器的作用时，该室外热交换器4作为冷凝制冷剂的冷凝器，而在室内热交换器2起到加热器的作用时，其作为蒸发制冷剂的蒸发器；以及第一和第二压缩机6和16，用于将制冷剂从低温和低压气态压缩成高温和高压气态，以便将高温和高压的气态制冷剂供给到室内热交换器2或室外热交换器4。空调器还包括膨胀装置8，其布置于室内热交换器2和室外热交换器4之间，并用于将制冷剂膨胀为低温和低压状态；以及控制单元(未示出)，用于响应用户的操纵并根据待消除的负载控制第一和第二压缩机6和16的工作。室内热交换器2、室外热交换器4、第一和第二压缩机6和16、以及膨胀装置8由制冷剂导管9相连。
在图1和图2中，附图标记24标示公共的蓄集器，第一和第二压缩机6和16的相应的吸入管线6a和16a连接于其上。这个公共蓄集器24作用为存储未被室内热交换器2或室外热交换器4蒸发的液态制冷剂，以便防止液态制冷剂引入到第一和第二压缩机6和16中。这种液态制冷剂引入到压缩机6和16中会造成这些压缩机6和16故障。
同样，附图标记26标示换向阀，例如，四通阀，其适于根据来自控制单元的控制信号改变制冷剂的流动方向，从而空调系统用于冷却或加热目的。这个四通阀26与公共蓄集器24以及第一和第二压缩机6和16的相应排放管线6b和16b连通。在制冷模式下，四通阀26将由第一压缩机6或第二压缩机16压缩的高温和高压气态制冷剂导引到室外热交换器4，而在加热模式下，它将同样的气态制冷剂导引到室内热交换器2。
附图标记32和34为单向阀，它们分别安装在第一和第二压缩机6和16的排放管线6b和16b内，并用于防止从目前工作的压缩机，例如第一压缩机6排出的制冷剂引入到目前停机的压缩机，例如，第二压缩机16中。
同时，第一压缩机6具有X％，例如60％的容量，而第二压缩机16具有Y％，例如40％的容量。通过根据来自控制单元的控制信号使第一压缩机和第二压缩机6和16二者都工作或仅使第一压缩机6工作，压缩机可以以100％或X％的容量进行工作。
现在，将描述上述结构的传统空调器。
在设定目标温度T0条件下，当空调器设定为在加热模式下工作时，控制单元首先切换四通阀26的工作位置而与加热模式相对应，如图2所示，并使第一和第二压缩机6和16工作。
第一和第二压缩机6和16排出高温和高压气态制冷剂，该制冷剂进而穿过室内热交换器2。制冷剂在围绕室内热交换器2自其本身排出热量的同时冷凝，在这种情况下，室内热交换器2作用为加热器。
在穿过室内热交换器2的同时冷凝成高温和高压液态的制冷剂随后穿过膨胀装置8，该膨胀装置8进而将制冷剂膨胀成低温和低压状态，从而将制冷剂变化为易蒸发状态。经膨胀的制冷剂随后传送到室外热交换器4。制冷剂在其穿过室外热交换器4的同时吸收室外热交换器4周围的热量，从而其得以蒸发。所形成的制冷剂引入到第一和第二压缩机6和16中，从而确立了加热循环。
一旦根据第一和第二压缩机6和16的上述工作加热负载基本上被消除，则仅第一压缩机6反复工作和停机，以便在第二压缩机16保持在停机状态的条件下应付随后的加热负载。
图3是绘出在传统空调器加热模式下压缩容量根据室温变化而变化的曲线。
如图3所示，当室内热交换器2随着第一和第二压缩机6和16的工作而进行加热工作时，室温T升高。当室温T超过比目标温度T0高出例如0.5℃的可允许的温度偏差ΔT的温度上限T0+ΔT时，控制单元停止第一和第二压缩机6和16。
随后，由于第一和第二压缩机6和16保持停机状态，室内温度T逐渐降低。当室内温度T降低到低于比目标温度T0低例如0.5℃的可允许温度偏差ΔT的温度下限T0-ΔT时，控制单元再次使第一和第二压缩机6和16工作。
另一方面，当室内温度T随着第一和第二压缩机6和16的工作而再次超过温度上限T0+ΔT时，控制单元再次停止第一和第二压缩机6和16。
在第一和第二压缩机6和16以上述方式工作两次之后，控制单元确定加热负载基本上得以消除。基于这个判定，在室内温度T再次降低到温度下限T0-ΔT时，控制单元仅使第一压缩机6工作，并随后在室内温度T再次超过温度上限T0+ΔT时停止第一压缩机6。
从而，空调器通过反复使第一压缩机6工作和停机来应付随后的加热负载。
虽然传统空调器的加热操作以在两次100％工作之后X％工作反复并间歇进行的方式执行，但是存在如下的问题，即，由于X％工作仅由第一压缩机6实现，因此在两次100％工作后降低的室内温度T再次达到目标温度所需的时间会延长，从而X％工作应进行更长的时间。
此外，由于在两次100％工作之后X％工作在没有确定加热负载的前提下进行，因此存在如下问题，即，难于应付在加热模式的初始阶段的加热负载。
为了解决由X％工作造成的上述问题，提出了另一种操纵方法。根据这个操纵方法，在加热模式的初始阶段，通过使第一和第二压缩机6和16都工作，由此进行100％工作，在第一和第二压缩机6和16工作过程中停止第二压缩机16，由此进行X％工作，以及在室内温度T超过温度上限T0+ΔT时停止第一压缩机6来进行100％/X％工作。当室内温度T降低到温度下限T0-ΔT之下时重复100％/X％工作。然而，这种操纵方法具有如下问题，即，由于即使随着100％/X％工作重复进行多次而基本消除加热负载时仅通过使第一压缩机工作室内温度T就可以快速达到目标温度的情况下，第一和第二压缩机6和16二者也都工作，从而增大了电能消耗。
此外，在首先进行100％工作，随后100％/X％工作在100％工作之后进行，而随后X％工作在100％/X％工作之后进行的情况下，响应加热负载的变化，需要精确并快速确定X％工作是否在100％/X％工作之后进行，即，是否要重复100％/X％工作。
发明内容
本发明鉴于涉及现有技术的上述问题而提出，且本发明的目的是提供一种在加热模式下操纵空调器的方法，该方法能够在降低电能消耗的同时精确并快速应付加热负载。
根据本发明，这个目的是通过提供一种在加热模式下操纵配备有多个压缩机的空调器的方法而实现，该方法通过根据加热负载使各压缩机中的一部分或全部工作来加热室内空气，该方法包括以下步骤：(A)使所有压缩机工作/停机；(B)在执行步骤(A)之后确定待消除的加热负载；(C)当在步骤(B)中判定加热负载不大时使所有压缩机工作，随后停止压缩机中的一部分，并随后停止剩余的压缩机；(D)在执行步骤(C)之后检测剩余的压缩机的停止次数；以及(E)在步骤(D)中检测到的停止次数达到预定次数时使剩余的压缩机工作/停机。
附图说明
在参照附图同时阅读下面的详细描述后，本发明的上述目的和其他特征和优点将变得明显，图中：
图1是示出在传统空调器中确立的冷却循环的示意图；
图2是示出在传统空调器中确立的加热循环的示意图；
图3是绘出在传统空调器加热模式下压缩容量根据室内温度变化而变化的曲线；
图4是示出采用根据本发明实施例的加热模式操纵方法的空调器的示意图；
图5是示出根据本发明实施例的在加热模式下操纵具有上述构造的空调器的方法的流程图；
图6是绘出在根据本发明实施例的空调器加热模式下压缩容量根据室内温度变化而变化的曲线；以及
图7是绘出在根据本发明另一实施例的空调器的加热模式下压缩容量根据室内温度变化而变化的曲线。
具体实施方式
现在，将参照附图详细描述本发明优选实施例。
图4是示出采用根据本发明实施例的加热模式操纵方法的空调器的示意图；这个空调器是配备有多个压缩机的类型。
如图4所示，空调器包括室内热交换器52，用于由制冷剂热交换室内空气，由此冷却或加热室内空气；以及室外热交换器54，当室内热交换器52作用为冷却器时，室外热交换器54作为用于冷凝制冷剂的冷凝器，而当室内热交换器52作用为加热器时，它作为用于蒸发制冷剂的蒸发器。空调器还包括第一和第二压缩机56和66，用于将制冷剂从低温和低压气态压缩成高温和高压气态，以便将高温和高压气态制冷剂供给到室内热交换器52或室外热交换器54。第一压缩机56具有X％，例如60％的容量，而第二压缩机66具有Y％，例如40％的容量。空调器还包括膨胀装置58，该装置布置在室内热交换器52和室外热交换器54之间，并用于将制冷剂膨胀成低温和低压状态。室内热交换器52、室外热交换器54、第一和第二压缩机56和66、以及膨胀装置58由制冷剂导管59相连。
公共蓄集器74连接到第一和第二压缩机56和66的相应吸入管线56a和66a上，公共蓄集器74作用为存储未被室内热交换器52或室外热交换器54蒸发的液态制冷剂，以防止液态制冷剂引入到第一和第二压缩机56和66中。
单向阀82和84安装在第一和第二压缩机的相应排放管线56b和66b内。单向阀82和84作用为防止从目前工作的压缩机，例如第一压缩机56排出的制冷剂引入到目前停机的压缩机，例如第二压缩机66中。
空调器还包括温度传感器92，用于检测室内温度；操纵面板94，用于输入空调器的操纵信号；以及控制单元96，用于基于温度传感器92和操纵面板94输出的信号确定第一和第二压缩机56和66是否要工作或停机，并分别向第一和第二压缩机56和66输出控制信号。
在图4中，附图标记98标示换向阀，例如四通阀，该四通阀用于根据控制单元响应操纵面板的操作而产生的控制信号改变制冷剂的流动方向，从而空调器用于冷却或加热目的。这个四通阀98与公共蓄集器74以及第一和第二压缩机56和66的相应排放管线56b和66b连通。在制冷模式下，四通阀98将第一压缩机56或第二压缩机66压缩的高温和高压气态制冷剂导引到室外热交换器54，而在加热模式下，四通阀98将同样的制冷剂导引到室内热交换器52。
图5是说明根据本发明实施例的、在加热模式下操纵具有上述构造的空调器的方法，图6是绘出在根据本发明实施例的空调器加热模式下压缩容量根据室内温度变化而变化的曲线，图7是绘出在根据本发明另一实施例的空调器加热模式下压缩容量根据室内温度变化而变化的曲线。
现在参照图4到7描述本发明的操纵方法。在根据操纵面板94的操纵而设定目标温度T0的条件下，当空调器被设定为在加热模式下工作时，控制单元96首先切换四通阀98的工作位置，以与加热模式对应。
此后，控制单元96将室内温度T与目标温度T0相比较，当判定室内温度T低于目标温度T0时，进行第一和第二压缩机56和66都工作的100％工作(步骤S1)。
随着第一和第二压缩机56和66的工作，室内温度T升高。当室内温度T达到比目标温度T0高出例如0.5℃的可允许温度偏差ΔT的温度上限T0+ΔT时，控制单元96停止第一和第二压缩机56和66，从而完成100％工作。
在100％工作完成之后，控制单元96确定目前加热负载(步骤S2)。
这个加热负载确定可通过如下实现，即检测第一和第二压缩机56和66开始工作之后直到它们停止所需的时间ta，并在所检测的时间ta不小于第一预定时间tx时判定加热负载大，而在所检测的时间ta小于第一预定时间tx时判定加热负载小。
此外，加热负载确定可以通过如下实现，即检测在100％工作模式下工作的第一和第二压缩机56和66停止之后直到室内温度T达到比目标温度T0低例如0.5℃的可允许温度偏差的温度下限T0-AT所需的时间tb，并在所检测的时间tb不大于第二预定时间ty时判定加热负载为大，而在所检测的时间tb大于第二预定时间ty时判定加热负载为小。
此外，加热负载确定可以通过如下实现，即检测第一和第二压缩机56和66开始工作之后直到它们停止所需的时间ta以及在以100％工作模式工作的第一和第二压缩机56和66停止之后直到室内温度T达到比目标温度T0低例如0.5℃的可允许温度偏差的温度下限T0-ΔT所需的时间tb，并在所检测时间ta+tb的总和不小于第三预定时间时判定加热负载为大，而在所检测时间ta+tb的总和小于第三预定时间时判定加热负载为小。
否则，加热负载确定可以通过如下实现，即检测直到第一和第二压缩机56和66工作/停机两次所需的时间，并在所检测的时间不小于预定时间时判定加热负载为大，而在所检测的时间小于预定时间时判定加热负载不大。
如果判定加热负载为大，那么控制单元96重复100％工作。否则，控制单元96执行100％/X％工作，这是通过在第一和第二压缩机56和66都工作的100％工作之后停止第二压缩机66，由此执行X％工作，并随后停止第一压缩机56(步骤S3)来进行的。
100％工作完成之后在室温T下降到低于目标温度T0可允许温度偏差ΔT的温度下限T0-ΔT时，通过使第一和第二压缩机56和66都工作而实现100％工作的重复，并随着第一和第二压缩机56和66的工作，在室内温度T升高到比目标温度T0高出可允许温度偏差ΔT(例如0.5℃)的温度上限T0+ΔT时，停止第一和第二压缩机56和66，由此，完成100％工作。
同时，100％/X％工作是通过控制单元96的如下控制操作而实现的，即，100％工作完成之后在室内温度降低到温度下限T0-ΔT时使第一和第二压缩机56和66都工作，也就是说进行100％工作，并且随着第一和第二压缩机56和66的工作在室内温度T升高到目标温度T0之上时停止第二压缩机66，从而仅第一压缩机56工作，由此进行X％工作。
即，由于随着100％工作大部分加热负载被消除，并且随着100％/X％工作模式的100％工作(步骤S4)随后的加热负载基本消除，因此压缩机工作模式从100％工作切换到X％工作，从而降低能耗。
随着第一压缩机单独在100％/X％工作模式下工作，室内温度T会保持在目标温度T0，并持续升高到目标温度T0之上，如图6所示，或者，会连续降低到目标温度T0之下，如图7所示。
当室内温度T连续升高并达到比目标温度T0高出例如1℃的特定温度偏差α的预定温度T0+α时，如图6所示，控制单元96确定加热负载被完全消除。基于这个判定，控制单元96通过停止目前工作的第一压缩机56来结束100％/X％工作。
预定温度T0+α是高于温度上限T0+ΔT(目标温度T0+可允许温度偏差ΔT)的基准温度。于是，与预定温度T0+α高于或低于温度上限T0+ΔT的情况相比，由于在100％/X％工作模式中的X％的工作时间延长，而可以使100％/X％的重复次数最少。
另一方面，当室内温度T低于目标温度T0之下时，如图7所示，控制单元96确定加热负载还未消除。基于这个判定，控制单元96再次使停机的第二压缩机66工作，直到室温T达到目标温度T0为止。当室温T达到目标温度T0时，控制单元96再次停止第二压缩机66。
在100％/X％工作之后，控制单元96检测第一压缩机56停止的次数，即，100％/X％工作重复的次数，并将所检测到的第一压缩机56的停止次数，即所检测到的100％/X％工作的重复次数与预定数相比(步骤S4)。
当第一压缩机56的停止次数未达到预定数时，控制单元96确定目前加热负载，并在判定加热负载大时执行100％工作，而在判定加热负载不大时重复100％/X％工作。
再次，预定次数是为了完全消除加热负载而重复100％/X％工作的次数的基准数，优选地，预定数大于2。
当第一压缩机56的停止次数达到预定数时，控制单元96确定在100％/X％工作模式期间停止的第二压缩机66是否再次工作，即判定100％/X％工作模式是否由X％工作切换到100％工作(步骤S5)。
当第二压缩机66再次工作时，控制单元96将第一压缩机56的停止次数重新设定为0，并然后再次计数第一压缩机56的停止次数，即，100％/X％工作的重复次数。然后，如果判定加热负载大则进行100％工作，而如果加热负载不大重复100％/X％工作(步骤S6)。
另一方面，当第二压缩机66未再次工作时，在第二压缩机66保持停止状态下，通过仅使第一压缩机56工作/停机来进行X％工作(步骤S7)。
即，由于控制单元96利用100％/X％工作后第一压缩机56的停止次数确定加热负载，并同时确定在100％/X％工作之后确定第二压缩机66是否再次工作，因此本发明的空调器可以精确并快速应付加热负载的微小变化。
X％工作是通过控制单元96的如下控制工作来实现的，即，100％/X％工作完成之后当室内温度T低于温度下限T0-ΔT时仅使第一压缩机56工作，并随后，随着第一压缩机56的工作而在室内温度T升高到温度上限T0+ΔT时停止第一压缩机56，由此完成X％工作。
在完成X％工作之后，控制单元96确定目前加热负载(步骤S8)。
当判定加热负载为小时，控制单元96重复X％工作。另一方面，当加热负载被判定为不小时，控制单元96再次确定加热负载是否大。如果加热负载被判定为大，进行100％工作。否则，进行100％/X％工作。
同时，虽然图5中未示出，在空调器的任何工作条件下，如果需要的话，用户可以停止空调器的工作。
从上面描述可以明显看出，本发明提供了一种在加热模式操纵配备有多个压缩机的空调器的方法，其中公开了包括一种在加热模式下操纵空调器的方法，该方法包括使所有压缩机工作/停机的100％工作执行步骤；在100％工作执行步骤完成之后确定待消除的加热负载的负载确定步骤；当负载确定步骤中判定加热负载不大时使所有压缩机工作，并随后停止压缩机中的一部分，并随后停止剩余的压缩机的100％/X％工作执行步骤；在100％/X％工作执行步骤完成之后检测剩余压缩机的停止次数的检测步骤；以及在所检测的停止次数到达预定数时使剩余的压缩机工作/停止的X％工作执行步骤。根据本发明的方法，由于100％/X％工作响应100％工作之后产生的加热负载而进行，因此可以正确应付加热模式初始阶段的加热负载。此外，由于X％工作在100％/X％工作重复预定次数之后进行，因此，本发明的方法可以精确并快速应付加热负载的变化。
100％/X％工作步骤包括停止压缩机中的一部分之后在室内温度低于目标温度时使所停止的那部分压缩机再次工作的步骤。在100％/X％工作步骤包括使所停止的那部分压缩机再次工作的步骤的情况下，停止次数重新设定为0。于是，可以精确应付加热负载的微小变化。
根据本发明的方法，预定数大于2。因此，可以有效应付在100％/X％工作模式中加热负载的变化。
虽然已经为了说明的目的公开了本发明优选实施例，但是本领域技术人员可以理解到在不背离所附权利要求书中公开的本发明的范围和精髓前提下各种修改、增添和替换都是有可能的。

Claims (10)

1.一种用于在加热模式下操纵配备有多个压缩机的空调器的方法，该方法通过根据加热室内空气的加热负载使压缩机中的一部分或全部工作而进行，该方法包括以下步骤：
(A)使所有压缩机工作/停机；
(B)在执行步骤(A)之后确定待消除的加热负载；
(C)当在步骤(B)中判定加热负载不大时使所有压缩机工作，随后停止压缩机中的一部分，并随后停止剩余的压缩机；
(D)在执行步骤(C)之后检测剩余的压缩机的停止次数；以及
(E)在步骤(D)中检测到的停止次数达到预定次数时使剩余的压缩机工作/停机。
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(B)包括以下步骤：
(B-1)检测在步骤(A)所有压缩机开始工作之后直到所有压缩机停止所需的时间；以及
(B-2)当所检测的时间不小于预定时间时判定加热负载为大，而在所检测的时间小于预定时间时判定加热负载不大。
3.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(B)包括以下步骤：
(B-1)检测在步骤(A)所有压缩机停机之后室内温度达到比目标温度低可允许温度偏差的温度所需的时间；以及
(B-2)当所检测的时间不大于预定时间时判定加热负载为大，而在所检测的时间大于预定时间时判定加热负载不大。
4.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(B)包括以下步骤：
(B-1)检测所有压缩机在步骤(A)开始工作之后直到其停止所需的时间，以及在所有压缩机停止之后室内温度达到比目标温度低可允许温度偏差的温度所需的另一时间；以及
(B-2)当所检测各时间的总和不小于预定时间时判定加热负载为大，而当所检测的各时间总和小于预定时间时判定加热负载不大。
5.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(B)包括以下步骤：
(B-1)检测在步骤(A)所有压缩机工作并停止两次所需的时间；以及
(B-2)在所检测的时间不小于预定时间时判定加热负载为大，而在所检测的时间小于预定时间时判定加热负载不大。
6.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(C)包括在室内温度低于比目标温度低可允许温度偏差的温度时使所有压缩机工作的步骤。
7.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(C)包括当室内温度不低于目标温度时停止压缩机中的一部分的步骤。
8.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(C)包括在压缩机中的一部分停止之后当室内温度不低于预定温度时停止剩余的压缩机的步骤。
9.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(C)包括在停止压缩机中的一部分之后室内温度低于目标温度时使停止的那部分压缩机再次工作的步骤，其中，步骤(D)包括将剩余压缩机的停止次数重新设定为0的步骤。
10.如权利要求1所述的方法，其中，预定次数大于2。
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