CN1232786C - 多单元空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种多单元空调器包括：室外单元，室外单元包括用来控制来自压缩机的制冷剂的流道的流道控制阀、其一侧与流道控制阀连通的室外热交换器、第一旁路管线和流量控制阀，第一旁路管线的一端与使流道控制阀和室外热交换器连通的第一管线连接，另一端与连接到室外热交换器另一端的第二管线连接，流量控制阀设在第一旁路管线上，用来控制通过第一旁路管线的制冷剂的流量；室内单元，具有安装在每个房间里的室内热交换器和室内电子膨胀阀；分配器，用来将经与室外单元连接的两条管线之一收到的制冷剂选择性地分配到室内单元，并使制冷剂经另一条管线返回室外单元；和控制装置，用来测量引入到分配器中的制冷剂的气/液混合比，制冷剂在分别通过第一旁路管线和室外热交换器之后汇合，该控制装置用来控制流量控制阀的开度，从而控制混合比。

Description

多单元空调器及其控制方法

本申请要求2002年6月12日提交的韩国申请No.P2002-32901作为优先权，其内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种多单元空调器，本发明尤其涉及一种室外管路系统和制冷剂混合比控制系统改善了的多单元空调器及其控制方法。

背景技术

通常，空调器是用来冷却或加热空间的设备，诸如居住空间、餐馆和办公室。目前，为了有效地对分为多个房间的空间制冷或加热，已经不断地开发出多单元空调器。多单元空调器通常设有一个室外单元和多个室内单元，每个室内单元都与室外单元连接并安装在室内，用来对房间进行冷却或加热，以制冷或加热模式中的一种模式运行。

然而，即使在分隔的空间内有一些房间要求加热，而其余房间要求制冷，多单元空调器也只能以统一的一个制冷模式或加热模式运行，多单元空调器受到不能适当地满足要求方面的限制。

例如，甚至在建筑物中，房间的温度依位置或在一天中的时间而不同，建筑物北面的房间要求加热，建筑物南面的房间受到日晒而要求制冷，用现有技术中只能以单一模式运行的多单元空调器是无法解决的。

此外，配备有计算机房的建筑物不仅要求在夏天制冷，而且要求在冬天也制冷，来解决计算机相关设备的热负荷问题，现有技术的多单元空调器无法适当地解决这种要求。

所以，这些需求需要开发出单独调节房间空气的同时制冷/加热型多单元空调器，即，安装在要求加热的房间里的室内单元以加热模式运行，同时，安装在要求制冷的房间里的室内单元以制冷模式运行。

发明内容

因此，本发明涉及一种多单元空调器及其控制方法，基本避免了由于现有技术的限制和缺点所导致的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种多单元空调器，按各个房间的要求对房间单独冷却或加热，具有很简单的室外单元系统。

本发明的另一目的是提供一种用来控制多单元空调器的运行的方法，其中，在对所有房间进行冷却和对多数房间进行冷却而对少数房间进行加热的运行中，使引入气液分离器的制冷剂的气液混合比优化，用来提高空调效率。

在下面的描述中将解释本发明的的附加特点和优点，本领域的普通技术人员从下文会部分的明了本发明，或者从本发明的实践中学习本发明。本发明的目的和其它优点由书面说明书及其权利要求和附图特别指出的结构来实现和获得。

为了实现这些目的和其它优点并遵循本发明，如所体现和广泛描述的那样，多单元空调器包括：室外单元，室外单元包括用来控制来自压缩机的制冷剂的流道的流道控制阀、其一侧与流道控制阀连通的室外热交换器、第一旁路管线和流量控制阀，第一旁路管线的一端与使流道控制阀和室外热交换器连通的第一管线连接，另一端与连接到室外热交换器另一端的第二管线连接，流量控制阀设在第一旁路管线上，用来控制通过第一旁路管线的制冷剂的流量；室内单元，具有安装在每个房间里的室内热交换器和室内电子膨胀阀；分配器，用来将经与室外单元连接的两条管线之一收到的制冷剂选择性地分配到室内单元中，并使该制冷剂经另一条管线返回室外单元；和控制装置，用来测量引入到分配器中的制冷剂的气/液混合比，制冷剂在分别通过第一旁路管线和室外热交换器之后汇合，该控制装置控制流量控制阀的开度，从而控制混合比。

运行模式包括：第一运行模式，用来对所有房间进行冷却；第二运行模式，用来对所有房间进行加热；第三运行模式，用来对多数房间进行冷却和对少数房间进行加热；和第四运行模式，用来对多数房间进行加热和对少数房间进行冷却。

其中，所述多单元空调器还包括第三管线和第四管线，其中第三管线的一端与压缩机的入口连接，另一端与流道控制阀连接；第四管线的一端与流道控制阀连接，另一端与分配器连接，分配器通过第四管线与室外单元连通，第二管线的一端与室外热交换器连接。

流道控制阀包括：第一端口，与压缩机的入口连通；第二端口，与第一管线连接；第三端口，其一端与第三管线的另一端连接；和第四端口，与第四管线的一端连接。

流道控制阀在第一和第三运行模式中，使压缩机的出口与第一管线连通，使第三和第四管线连通。

流道控制阀在第二和第四运行模式中，使压缩机的出口与第四管线连通，使第一和第三管线连通。

室内单元还包括安装在第三管线上的积贮器。

控制装置包括：温度传感器，设在第二管线上，用来测量在分别通过室外热交换器和第一旁路管线之后汇合的气/液混合制冷剂的温度；和微型计算机，用来比较温度传感器测得的制冷剂温度和预置的制冷剂温度，以便检测气/液制冷剂混合比，并控制流量控制阀的开度，使检测的混合比满足所需运行模式要求的预置的混合比。

流量控制阀在第一、第二或第四运行模式下完全关闭，在第三运行模式下，其开度由微型计算机所控制。

室外单元还包括：第一电子膨胀阀，安装在室外热交换器的另一端与第一旁路管线之间的第二管线上；及第一止回阀，与第一电子膨胀阀并联安装，用来使制冷剂只从室外热交换器流向分配器。

控制第一电子膨胀阀，使得第一电子膨胀阀在第一或第三运行模式下完全关闭，在第二或第四模式下，使从分配器侧流到室外热交换器侧的制冷剂膨胀。

分配器使从室外单元引入分配器的气态制冷剂流向要对房间进行加热的室内单元热交换器，使从室外单元引入分配器的液态制冷剂流向要对房间进行冷却的室内单元的电子膨胀阀，制冷剂通过室内单元，再流到室外单元，其中，在单独对房间执行加热或制冷的情况下，在使流过要对房间进行加热的室内单元时液化的制冷剂流到室外单元之前，使之流向要对房间进行冷却的室内单元的电子膨胀阀。

分配器包括：气液分离器，与第二管线连接，用来将从第二管线收到的气/液混合制冷剂分离为气态制冷剂和液态制冷剂；分配管路系统，用来将来自室外单元的制冷剂引导到室内单元，将来自室内单元的制冷剂引导到室外单元；和阀门单元，在分配管路系统上，用来控制分配管路系统中的制冷剂流，以与各种模式一致。

分配管路系统包括：气态制冷剂管线，与气液分离器的气体端口连接；液态制冷剂管线，与气液分离器的液体端口连接；液态制冷剂分支管线，从液态制冷剂管线分支出来，分别与室内单元中的室内膨胀阀连接；气态制冷剂分支管线，从气态制冷剂管线分支出来，分别与室内热交换器连接；和连接管线，分别从气态制冷剂分支管线分支出来，与第四管线连接。

分配器还包括：第二旁路管线，其一端与和液体端口相邻的液态制冷剂管线连接，另一端与和气体端口相邻的气态制冷剂管线连接；第二止回阀，在旁路管线的一端和液体端口之间的液态制冷剂管线上，用来使制冷剂从液体端口侧流向液态制冷剂分支管线侧；和第二电子膨胀阀，在第二旁路管线上。

控制第二电子膨胀阀，使第二电子膨胀阀在第一或第三运行模式下完全关闭，使制冷剂在第二或第四运行模式下膨胀。

阀门单元包括在气态制冷剂分支管线、液态制冷剂分支管线和连接管线上的多个开/关阀门。

在本发明的另一方面，提供了一种用来控制多单元空调器的方法，包括步骤：(a)在室外热交换器处使来自压缩机的一部分气态制冷剂冷凝，使另一部分以气体状态流经旁路管线，使冷凝的制冷剂和气态制冷剂汇合，(b)测量汇合的气/液混合制冷剂的温度，(c)从测得的制冷剂温度检测气/液混合比，和(d)控制气态制冷剂的流量，使检测的混合比满足所需运行模式要求的预置的混合比。

步骤(c)包括将关于制冷剂混合比随制冷剂温度变化的预置数据与测得的温度进行比较的步骤，以便检测制冷剂的混合比。步骤(d)包括控制旁路管线上流量控制阀的开度的步骤，用来控制流经旁路管线的气态制冷剂的流量。

要知道，对本发明的以上描述和下面的详细描述是示例性和解释性的，是要提供对所需的本发明的进一步解释。

附图说明

包括在本申请中构成其一部分的附图，提供了对本发明的进一步解释，附图与用于解释本发明原理的描述一起说明了本发明的实施例。图中：

图1示出了根据本发明第一优选实施例的多单元空调器；

图2A示出了在对所有房间进行冷却时，图1中多单元空调器的运行状态；

图2B示出了在对所有房间进行加热时，图1中多单元空调器的运行状态；

图3A示出了在对多数房间进行冷却而对少数房间进行加热时，图1中多单元空调器的运行状态；和

图3B示出了在对多数房间进行加热而对少数房间进行冷却时，图1中多单元空调器的运行状态。

具体实施方式

现在详细地参考本发明的优选实施例，在附图中示出了其实例。描述本发明的实施例时，相同的部分用相同的名称和附图标记，不再重复描述。

参考图1，根据本发明优选实施例的空调器包括室外单元‘A’、分配器‘B’和多个室内单元‘C’，即‘C1、‘C2’和‘C3’。室外单元‘A’具有压缩机1和室外热交换器2，分配器‘B’具有气液分离器10和分配管路系统20。每个室内单元‘C’，即‘C1’、‘C2’和‘C3’具有室内热交换器62和室内电子膨胀阀61。

空调器有一个系统，其中，根据对所有房间进行冷却的第一运行模式、对所有房间进行加热的第二运行模式、对多数房间进行冷却并对少数房间进行加热的第三运行模式和对多数房间进行加热并对少数房间进行冷却的第四运行模式，单独对分别安装有室内单元‘C’，即‘C1’、‘C2’和‘C3’的房间进行冷却或加热，参考图1详细描述一个优选实施例。

为了描述方便，下面的附图附图标记22表示22a，22b和22c，22表示24a，24b和24c，25表示25a，25b和25c，30表示30a，30b和30c，61表示61a，61b和61c，62表示62a，62b和62c，C表示C1，C2和C3。当然，室内单元‘C’和与其相关的元件数量随着房间数量而变化，为了描述方便，说明书描述时假设有三个房间时的情况，即，室内单元的数量是3的情况。

下面详细描述室内单元‘A’的系统。在开始描述该系统之前，简略讨论以下在设计室外单元‘A’时需要考虑的一些事情。

在第一或第三运行模式下，将制冷剂经室外热交换器2引入气液分离器10。这种情况下，为了提高空调效率，由于以下原因，最好使制冷剂的混合比，即，气态制冷剂和液态制冷剂的混合比优化。

在第一运行模式下，如果引入气液分离器10的制冷剂处于液体状态，整个室内单元‘C’的运行效率最佳时，所有的室内单元‘C’对各个房间进行冷却。与此相反，在第三运行模式下，如果引入气液分离器10的制冷剂的混合比满足预定的混合比，整个室内单元‘C’的运行效率最佳时，一些室内单元‘C’对房间进行冷却，其余室内单元‘C’对房间进行加热。因而，为了提高空调效率，要求制冷剂的混合比对各种运行模式最佳化。

预置的混合比是设成用来满足多种负荷条件的试验所确定的试验值，随着制冷室内单元和加热室内单元的数量、经加热室内单元引入制冷室内单元的冷凝制冷剂的流量以及运行的室内单元数量和不运行的室内单元数量而变化。

室外单元‘A’的结构和系统越简单，设备的效率就越高，由于管道损耗等的减小，所以，制造工艺越简单，生产成本就越低。因此，设计室外单元‘A’时优选考虑上面的问题。

下面描述根据前述设计的本发明的空调器的室外单元‘A’。

参考图1，在压缩机1的出口侧有流道控制阀4，用来根据运行模式，控制来自压缩机的气态制冷剂的流道。流道控制阀4有四个端口，其第一端口与压缩机1的出口连通。

流道控制阀4的第二端口与连接到室外热交换器2的第一管线3a连接。流道控制阀4的第三端口与连接到压缩机1的入口的第三管线3b连接。这样，第一管线3a使第二端口与室外热交换器2连通，第三管线3b连接第三端口和压缩机1的入口。在第一或第三运行模式下，控制流道控制阀4，使压缩机1的出口和第一管线3a连通，使第三和第四管线3b和3d连通。在第二或第四运行模式下，控制流道控制阀4，使压缩机1的出口和第四管线3d连通，第一和第三管线3a和3b连通。积贮器8设在第三管线3b上。

流道控制阀4的第四端口与连接到分配器‘B’的第四管线3d连接。第二管线3c与室外热交换器2和分配器‘B’连接，更具体地说，与要在下文中详细描述的气液分离器10连接。因此，室外单元‘A’和分配器‘B’利用第二和第四管线3c和3d相互连接。由于室外单元‘A’和分配器‘B’只与两条管线连接，所以，安装本发明的空调器很简单容易。

参考图1，用第一旁路管线5连接第一管线3a和第二管线3c。第一旁路管线5的上安装有流量控制阀6，用来控制流经第一旁路管线5的气态制冷剂的流量。流量控制阀6在下文要描述的微型计算机(未示出)的控制下控制第一旁路管线5的开度。流量控制阀6在第一、第二和第四运行模式下完全关闭，控制其开度，用来控制流经第一旁路管线5的气态制冷剂的流量。

第二管线3c上还安装有第一电子膨胀阀7b和第一止回阀7a。第一电子膨胀阀7b安装在与第二管线3c相接的第一旁路管线5的点和第二管线3c连接到室外热交换器2的一端之间的第二管线3c上的一点处。如图1所示，第一止回阀7a与第一电子膨胀阀7b并联安装。第一止回阀使来自室外热交换器2的制冷剂流到分配器‘B’，阻止制冷剂从分配器‘B’流到室外热交换器2。在这种情况下，当制冷剂从室外热交换器2流到分配器‘B’时，第一电子膨胀阀7b完全关闭，引导制冷剂使之流经第一止回阀7a。控制第一电子膨胀阀7b，在制冷剂从第一旁路管线5或分配器‘B’流到室外热交换器2时，使制冷剂膨胀。同时，如果提供第二电子膨胀阀27和第二止回阀28(将在下文中描述)，就可不提供第一电子膨胀阀7b和第一止回阀7a，优选提供所有的第一和第二电子膨胀阀7b和27以及第一和第二止回阀7a和28。

同时，用控制装置控制流量控制阀6的开度。控制装置包括温度传感器9和微型计算机(未示出)，用来控制流量控制阀6，调整第一旁路管线5中制冷剂的流量，从而根据各个运行模式调整制冷剂的混合比。

温度传感器9安装在第二管线3c上，更详细地说，在第二管线3c连接有第一旁路管线5的点和分配器‘B’之间的第二管线3c上。第一旁路管线5中的气态制冷剂和流经室外热交换器2的气态制冷剂汇合之后，温度传感器测量流经第二管线3c的气/液混合制冷剂的温度。

将关于温度传感器9测得的混合制冷剂的温度的信息发送到微型计算机，微型计算机比较温度传感器9测得的制冷剂温度和预置的参考数据，以便检测制冷剂的混合比。参考数据是在不同条件下进行试验所获得的每个温度的预置混合比的试验值。

下面，要求分配器‘B’将从室外单元‘A’收到的制冷剂引到根据室内单元的运行模式确切选取的室内单元‘C’中。此外，优选地简化连接在分配器‘B’和多个室内单元之间的多条管线，使装管操作容易，使外观更佳。

参考图1，考虑上述问题而设计的本发明的空调器的分配器‘B’包括气液分离器10、分配管路系统20和阀门单元30。

气液分离器10将来自室内单元‘A’的制冷剂分为气态制冷剂和液态制冷剂。气液分离器10的液体端口用来排出液态制冷剂，气体端口用来排出气态制冷剂。气液分离器10与室外单元‘A’的第二管线3c连接，气体端口和液体端口与分配管路系统20中的一条管线连接。

分配管路系统20将在分配器‘B’处收到的制冷剂从室外单元‘A’引到室内单元‘C’，将在分配器‘B’收到的制冷剂从室内单元‘C’引导到室外单元‘A’。分配管路系统20包括气态制冷剂管线21、液态制冷剂管线23、气态制冷剂分支管线22、液态制冷剂分支管线24和连接管线25，在下文中详细描述。

气态制冷剂管线21的一端与气液分离器10的气体端口连接。如图1所示，多条液态制冷剂分支管线24从液态制冷剂管线23分支出来。液态制冷剂分支管线24分别与室内单元‘C’的室内电子膨胀阀61连接。

参考图1，连接管线25分别从气态制冷剂分支管线22分支出来，与室外单元‘A’的第四管线3d连接。如图1所示，连接管线25可以接到分配器‘B’的一条管线中，与第四管线3d连接。

阀门单元30控制分配管路系统20中的制冷剂流，使得气态或液态制冷剂被选择性地引入到房间中的各个室内单元‘C’中，通过室内单元‘C’的气态或液态制冷剂再引入到室外单元‘A’中。如图1所示，这样工作的阀门单元30包括安装在气态制冷剂分支管线22、液态制冷剂分支管线24和连接管线25上并受到控制的多个开/关阀30，即30a，30b和30c。在描述每个模式下空调器的运行时，将描述阀门单元30的详细控制。

下面，各个房间中的每个室内单元‘C’包括室内热交换器62、电子膨胀阀61和室内风扇(未示出)。室内热交换器62与分配器‘B’中的一条气态制冷剂分支管线22连接，电子膨胀阀61与分配器‘B’中的一条液态制冷剂分支管线24连接。室内热交换器62和室内电子膨胀阀61利用制冷剂管线相互连接。设置室内风扇，以向室内热交换器62吹风。

来自压缩机1的气态制冷剂在流道中且在流道控制阀4的控制下在室外单元‘A’处改变流向时，以及在阀门单元30的控制下在流道中且在分配器‘B’和室内单元‘B’处改变流向时，上述本发明的多单元空调器单独地对各个房间进行冷却或加热。下面，针对每个模式，详细地描述在流道控制阀4和阀门单元30的控制下制冷剂如何流动，如何对各个房间进行冷却或加热。为了描述的方便，假设在第二运行模式下，两个室内单元C2和C3对房间进行冷却，其余的一个室内单元C1对房间进行加热。还假设在第四运行模式下，两个室内单元C1和C2对房间进行加热，其余的一个室内单元C3对房间进行冷却。

图2A示出了在第一运行模式下，图1中多单元空调器的运行状态。在第一运行模式下，当所有的室内单元都对房间进行冷却时，来自压缩机1的所有制冷剂在通过室外热交换器2之后，都被引入到分配器‘B’中，再经室内单元‘C’和分配器‘B’返回压缩机1中，其循环路径如下。

参考图2A，在第一运行模式下，控制流道控制阀4，使压缩机1的出口和第一管线3a连通，第三管线3b和第四管线3d连通。因而，气态制冷剂从压缩机1流到第一管线3a中。由于与第一管线3a连接的第一旁路管线5上的流量控制阀6完全关闭，所以，所有的制冷剂通过室外热交换器2，并被引入到分配器‘B’的气液分离器10中。这种情况下，气态制冷剂在室外热交换器2中液化，优选是完全液化。另一方面，由于第一电子膨胀阀7b完全关闭，所以，通过室外热交换器2的制冷剂在通过第一止回阀7a之后，被引入分配器‘B’中的气液分离器10中。

因为连接到气态制冷剂管线21的气态制冷剂分支管线22上的所有阀门都关闭，如图2A所示，所以，引入气液分离器10中的高压液态制冷剂完全流经液态制冷剂管线23。

液态制冷剂从液态制冷剂管线23被引入到液态制冷剂分支管线24中，在室内单元‘C’的室内电子膨胀阀61处膨胀，然后被引入室内热交换器62中。制冷剂在室内热交换器62处与室内空气进行热交换，室内风扇把与制冷剂热交换而冷却的空气吹到室内空间中，以便冷却室内空间。

与室内空气热交换的制冷剂变为气态制冷剂，经气态制冷剂分支管线22被引入到分配器‘B’中。然后，制冷剂被引入到第四管线3d中，从第四管线3d经第三管线3b和积贮器8进入压缩机1的入口。

图2B示出了在第二运行模式下，图1中多单元空调器的运行状态。所有室内单元都对房间进行加热时，第二运行模式的循环路径中，来自压缩机1的制冷剂经第四管线3d和分配器‘B’被引入到室内单元‘C’后，经分配器‘B’返回到室外单元‘A’中的压缩机1中。

参考图2B，在流道控制阀4的控制下，气态制冷剂从压缩机1被引入到第四管线3d中。在第二运行模式下，控制流道控制阀4，使得压缩机1的出口与第四管线3d连接，同时，第一管线3a和第三管线3b连接。

参考图2B，把经第四管线3d引入分配器‘B’中的气态制冷剂经连接管线25和气态制冷剂分支管线22被引入到室内热交换器62中。在第二运行模式下，控制阀门单元30，只关闭气态制冷剂分支管线22上的所有阀门。

气态制冷剂与室内空气热交换时，引入室内热交换器62的气态制冷剂冷凝。制冷剂冷凝时释放的冷凝热使室内空气变暖。然后，利用室内风扇把变暖的室内空气排到室内空间中。随着制冷剂与室内空气热交换而冷凝的液态制冷剂通过打开的室内电子膨胀阀61，经液态制冷剂分支管线24被引入到液态制冷剂管线23中。

当制冷剂被引入到第二旁路管线26中时，制冷剂从液态制冷剂分支管线24流向气液分离器10，直到第二止回阀28闭塞。引入到第二旁路管线26中的制冷剂在第二电子膨胀阀27处膨胀，并被引入到气液分离器10中。由于压力差的存在，所以液态制冷剂被从气液分离器10引入到第二管线3c而不是液态制冷剂管线23中。

因为第二旁路管线26上的流量控制阀6完全关闭，所以经第二管线3c引入室外单元‘A’的制冷剂引向第一电子膨胀阀7b。在第一电子膨胀阀7b处再膨胀的制冷剂在室外热交换器2处蒸发，并被引入到第一管线3a中。引入到第一管线3a中的气态制冷剂顺序通过流道控制阀4、第三管线3b和积贮器8之后，进入压缩机1的入口中。

图3A示出了在第三运行模式下，图1中多单元空调器的运行状态。在第三运行模式下，当对多数房间进行冷却，而对少数房间进行加热时，来自压缩机1的制冷剂在部分通过室外热交换器2，而其余的制冷剂通过第一旁路管线5之后，被引入到气液分离器10中。然后，气态制冷剂和液态制冷剂经不同的路径被引入到室内单元‘C’中，单独对各个房间进行冷却或加热，这将在下文中详细描述。

参考图3A，在流道控制阀4的控制下，气态制冷剂被从压缩机1引入到第一管线3a中。在第三运行模式下，与第一模式同样地控制流道控制阀4。

将部分制冷剂从第一管线3a引入到室外热交换器2中，其余的制冷剂引入到第一旁路管线5中。因为在第三运行模式下，与第一运行模式不同，利用控制装置使第一旁路管线5上的流量控制阀6打开到所需的开度，使制冷剂按所需的速率流动。

引入室外热交换器2的部分制冷剂液化，并被引入到第二管线3c中，其余的制冷剂以气体状态被引入到第二管线3c中。第一电子膨胀阀7b在第三运行模式下完全关闭。在第二管线3c处汇合的制冷剂是两相制冷剂。用第二管线3c上的温度传感器测量两相制冷剂的温度。

温度传感器9测量第二管线3c处两相制冷剂的温度，并发送到微型计算机。微型计算机接收测得的温度，与参考数据进行比较，并检测制冷剂的混合比。然后，控制流量控制阀6的开度，使得检测的混合比满足第三运行模式所需的混合比，更详细地说，满足适于多个房间的混合比。对流量控制阀6的开度的控制，控制了经第一旁路管线5引入的气态制冷剂的流量，从而容易地控制制冷剂的混合比。

这样，在第三运行模式下，通过控制流量控制阀6的开度，可以提供运行所需的最佳气/液制冷剂混合比。通过将最佳混合比的混合制冷剂分配到室内单元‘C’中，空调器系统可以对房间单独制冷或加热。这样，如下简要概述在第三运行模式下，提供单独对房间进行冷却或加热所需的最佳制冷剂混合比的方法。

首先，在压缩机1处压缩的部分气态制冷剂在室外热交换器2处冷凝，其余气态制冷剂以气体状态流经第一旁路管线5，冷凝的液态制冷剂和气态制冷剂在第二管线3c处汇合。

在第二管线3c上的温度传感器9处测量汇合的气/液制冷剂的温度。

接着，从测得的制冷剂的温度检测气/液制冷剂混合比。这种情况下，在使用的方法中，将关于制冷剂混合比随制冷剂温度变化的预置数据与测得的温度进行比较，用来检测制冷剂混合比。

最后，控制气态制冷剂的流量，使测得的混合比满足运行模式所需的预置的混合比。这种情况下，通过控制第一旁路管线5上流量控制阀6的开度，可以控制流经第一旁路管线5的流量。

在控制装置的微型计算机处预置的制冷剂混合比是根据在不同的负荷下进行的试验确定的试验值，设置得与需要液态制冷剂的两个冷却侧室内单元C2和C3、需要气态制冷剂的一个加热侧室内单元C3、以及经一个加热侧室内单元C1引入到两个冷却侧室内单元C2和C3的液态制冷剂的流量相适应。

同时，将用上述方法得到最佳混合比的制冷剂引入气液分离器10中。气态制冷剂从气液分离器10流向气态制冷剂管线21，液态制冷剂从气液分离器10流向液态制冷剂管线23。如图3所示，在第三运行模式下，控制该阀门单元30，使从与室内单元C1连接的气态制冷剂分支管线22a分支出的连接管线25a以及气态制冷剂分支管线22b和22c上的阀门关闭(闭合)。在第三运行模式下，第二旁路管线26上的第二电子膨胀阀27完全关闭。

将液态制冷剂从液态制冷剂管线23引入到液态制冷剂分支管线24b和24c中，使之在室内电子膨胀阀61b和61c处膨胀，再引入到室内热交换器62b和62c中，以便冷却室内空间。在室内单元C2和C3处冷却房间后的制冷剂变为气体状态，经气态制冷剂分支管线24b和24c被引入连接管线25b和25c中。然后，使制冷剂通过第四管线3d、第三管线3b和积贮器8之后，进入压缩机1的入口。

另一方面，将在气液分离器10处分离并引入到气态制冷剂管线21中的气态制冷剂引入到气态制冷剂分支管线22a中。因为分别与用来对房间进行冷却的室内单元C2和C3连接的气态制冷剂分支管线22b和22c上的阀门关闭(闭合)。

将引入到气态制冷剂分支管线22a中的气态制冷剂引入到要对房间进行加热的室内单元C1的室内热交换器62a中，加热室内空间，并使该制冷剂变为液态制冷剂，而后，使之经室内电子膨胀阀61a和液态制冷剂分支管线24a被引入到液态制冷剂管线23中。

引入到液态制冷剂管线23中的制冷剂与来自气液分离器10的液态制冷剂汇合，将其引入到要对房间进行冷却的室内单元C2和C3中，对房间进行冷却，经上述路径引入到压缩机1中。

同时，在第三运行模式下，在上述过程期间，液态制冷剂不被引入与要对房间进行加热的室内单元C1连接的液态制冷剂分支管线24a中的原因是由于加热房间之后引入液态制冷剂管线23中的制冷剂的压力。

图3B示出了第四运行模式下，图1中多单元空调器的运行状态。在加热多数房间而对少数房间进行冷却时的第四运行模式下，将制冷剂从压缩机1被引到第四管线3d中，随着制冷剂通过分配器‘B’和室内单元‘C’，单独地对房间进行冷却或加热，这将在下文中详细描述。

参考图3B，在流道控制阀4的控制下，将气态制冷剂从压缩机1引入第四管线3d中，并将其引入分配器‘B’中。在第四运行模式下，与第二运行模式同样控制流道控制阀4。

将引入到分配器中的气态制冷剂经从气态制冷剂分支管线22a和22b分支出来的连接管线25a和25b引入到气态制冷剂分支管线22a和22b中，气态制冷剂分支管线22a和22b与要对房间进行加热的室内单元C1和C2连接。这是因为在第四运行模式下，连接管线25c上的阀门关闭(闭合)，连接管线25c从气态制冷剂分支管线33c分支出来，气态制冷剂分支管线33c与要对房间进行冷却的室内单元C3连接。与要对房间进行加热的室内单元C1和C2连接的气态制冷剂分支管线22a和22b上的阀门也关闭。

引入气态制冷剂分支管线22a和22b的气态制冷剂通过室内热交换器62a和62b时，对室内空间进行加热。在室内单元C1和C2处液化的液态制冷剂通过室内电子膨胀阀61b和61c，经液态制冷剂分支管线24a和24b引入液态制冷剂管线23中。

用第二止回阀28引导，使引入液态制冷剂管线23中的部分液态制冷剂被引入第二旁路管线26中，使之在第二电子膨胀阀27处膨胀之后，再将该制冷剂引入气液分离器10中。经与第二运行模式下所述相同的路径，即，第二管线3c、第一电子膨胀阀7b、室外热交换器2、第一管线3a、第三管线3b和积贮器8，使引入气液分离器10中的气态制冷剂进入压缩机1的入口。

同时，如图3B所示，将通过室内单元C1和C2后引入液态制冷剂管线的部分液态制冷剂引入与要对房间进行冷却的室内单元C3连接的液态制冷剂分支管线24c中。将通过室内单元C3时对房间进行冷却的制冷剂引入气态制冷剂分支管线22c中，经气态制冷剂管线21引入气液分离器10中。引入气液分离器10的制冷剂在通过室内单元C1和C2时对房间进行加热，与直接引入气液分离器10的制冷剂汇合，经与上面相同的路径进入压缩机1的入口。

如上所述，本发明的多单元空调器及其控制方法有以下优点。

第一，本发明的多单元空调器能最佳地处理单独的房间环境。即，不仅能实现在加热所有房间时的所有房间加热运行，或者在对所有房间进行冷却时的所有房间冷却运行，而且可实现对多数房间进行加热并对少数房间进行冷却的运行，或者对多数房间进行冷却并对少数房间进行加热的运行，即，选择性地对房间进行冷却或加热，允许处理单独的房间环境。

第二，可以用低价简单的开/关阀门来代替昂贵的三、四通阀，降低生产成本。

第三，把气液分离器安装在室外单元上而不是分配器上，这能减轻分配器的重量，能容易地安装分配器，进一步确保在安装后的安全性。这是因为，由于室外单元‘A’安装在室外墙上或地板上，而分配器‘B’安装在室内天花板上，所以通常安装分配器‘B’比安装室外单元‘A’要困难，尤其是，如果分配器‘B’很重，在安装分配器‘B’时不仅困难，而且要求加强支持，在最糟的情况下，分配器会从天花板上掉下来。

第四，在对所有房间进行冷却的运行中，和对多数房间进行冷却而对少数房间进行加热的运行中，使引入气液分离器中的两相制冷剂的气液混合比最佳化，提高了空调效率。

对于本领域的技术人员，显然可以对本发明进行多种修改和变化而不背离本发明的精神和范围。这样，本发明涵盖了在所附的权利要求及其等同内容范围内对本发明的修改和变化。

Claims (21)

1.一种多单元空调器，包括：

室外单元，室外单元包括：

流道控制阀，用来控制来自压缩机的制冷剂的流道，

室外热交换器，其一侧与流道控制阀连通，

第一旁路管线，一端与使流道控制阀和室外热交换器连通的第一管线连接，另一端与连接到室外热交换器另一端的第二管线连接，和

流量控制阀，设在第一旁路管线上，用来控制通过第一旁路管线的制冷剂的流量；

室内单元，具有安装在每个房间里的室内热交换器和室内电子膨胀阀；

分配器，用来将经与室外单元连接的两条管线之一收到的制冷剂选择性地分配到室内单元，并经另一条管线使之返回室外单元；和

控制装置，用来测量引入到分配器中的制冷剂的气/液混合比，制冷剂在分别通过第一旁路管线和室外热交换器之后汇合，该控制装置用来控制流量控制阀的开度，从而控制混合比。

2.根据权利要求1所述的多单元空调器，其中，运行模式包括：

第一运行模式，用来对所有房间进行冷却；

第二运行模式，用来对所有房间进行加热；

第三运行模式，用来对多数房间进行冷却和对少数房间进行加热；和

第四运行模式，用来对多数房间进行加热和对少数房间进行冷却。

3.根据权利要求2所述的多单元空调器，其中，所述多单元空调器还包括第三管线和第四管线，其中第三管线的一端与压缩机的入口连接，另一端与流道控制阀连接；第四管线的一端与流道控制阀连接，另一端与分配器连接，分配器通过第四管线与室外单元连通，第二管线的一端与室外热交换器连接。

4.根据权利要求3所述的多单元空调器，其中，流道控制阀包括：

第一端口，与压缩机的入口连通；

第二端口，与第一管线连接；

第三端口，其一端与第三管线的另一端连接；和

第四端口，与第四管线的一端连接。

5.根据权利要求4所述的多单元空调器，其中，流道控制阀在第一和第三运行模式下，使压缩机的出口与第一管线连通，使第三管线和第四管线连通。

6.根据权利要求4所述的多单元空调器，其中，流道控制阀在第二和第四运行模式下，使压缩机的出口与第四管线连通，使第一管线和第三管线连通。

7.根据权利要求3所述的多单元空调器，其中，室内单元还包括安装在第三管线上的积贮器。

8.根据权利要求3所述的多单元空调器，其中，控制装置包括：

温度传感器，设在第二管线上，用来测量分别通过室外热交换器和第一旁路管线之后汇合的气/液混合制冷剂的温度；和

微型计算机，用来比较由温度传感器测得的制冷剂温度和预置的制冷剂温度，以便检测气/液制冷剂混合比，并控制流量控制阀的开度，使检测的混合比满足所需运行模式要求的预置的混合比。

9.根据权利要求8所述的多单元空调器，其中，流量控制阀在第一、第二或第四运行模式下完全关闭，在第三运行模式下，其开度由微型计算机所控制。

10.根据权利要求3所述的多单元空调器，其中，室外单元还包括：

第一电子膨胀阀，安装在室外热交换器的另一端与第一旁路管线之间的第二管线上，和

第一止回阀，与第一电子膨胀阀并联安装，用来使制冷剂只从室外热交换器流向分配器。

11.根据权利要求10所述的多单元空调器，其中，第一电子膨胀阀受控使得第一电子膨胀阀在第一或第三运行模式下完全关闭，在第二或第四模式下，该第一电子膨胀阀使从分配器侧流到室外热交换器侧的制冷剂膨胀。

12.根据权利要求3所述的多单元空调器，其中，分配器使引入分配器的气态制冷剂从室外单元流向要对房间进行加热的室内单元热交换器，使引入分配器的液态制冷剂从室外单元流向要对房间进行冷却的室内单元的电子膨胀阀，制冷剂通过室内单元，以便再流到室外单元，其中，在单独对房间进行加热或冷却的情况下，在经过要对房间进行加热的室内单元时液化的制冷剂流到室外单元之前，该制冷剂流向要对房间进行冷却的室内单元的电子膨胀阀。

13.根据权利要求12所述的多单元空调器，其中，分配器包括：

气液分离器，与第二管线连接，用来将从第二管线收到的气/液混合制冷剂分离为气态制冷剂和液态制冷剂，

分配管路系统，用来将来自室外单元的制冷剂引导到室内单元，将来自室内单元的制冷剂引导到室外单元，和

阀门单元，在分配管路系统上，用来控制分配管路系统中的制冷剂流，以与各种模式一致。

14.根据权利要求13所述的多单元空调器，其中，分配管路系统包括：

气态制冷剂管线，与气液分离器的气体端口连接，

液态制冷剂管线，与气液分离器的液体端口连接，

液态制冷剂分支管线，从液态制冷剂管线分支出来，分别与室内单元中的室内膨胀阀连接，

气态制冷剂分支管线，从气态制冷剂管线分支出来，分别与室内热交换器连接，和

连接管线，分别从气态制冷剂分支管线分支出来，与第四管线连接。

15.根据权利要求14所述的多单元空调器，其中，分配器还包括：

第二旁路管线，其一端与和液体端口相邻的液态制冷剂管线连接，另一端与和气体端口相邻的气态制冷剂管线连接，

第二止回阀，在所述旁路管线的一端和液体端口之间的液态制冷剂管线上，用来使制冷剂从液体端口侧流向液态制冷剂分支管线侧，和

第二电子膨胀阀，在第二旁路管线上。

16.根据权利要求15所述的多单元空调器，其中，第二电子膨胀阀受控使第二电子膨胀阀在第一或第三运行模式下完全关闭，在第二或第四运行模式下该第二电子膨胀阀使制冷剂膨胀。

17.根据权利要求14所述的多单元空调器，其中，阀门单元包括在气态制冷剂分支管线、液态制冷剂分支管线和连接管线上的多个开/关阀门。

18.根据权利要求1所述的多单元空调器，其中，要对房间进行加热的室内单元的室内电子膨胀阀受控完全打开，以使制冷剂通过，要对房间进行冷却的室内单元的室内电子膨胀阀受控使制冷剂膨胀。

19.一种用来控制多单元空调器的方法，包括步骤：

(a)在室外热交换器处使来自压缩机的一部分气态制冷剂冷凝，使另一部分以气体状态流经旁路管线，使所述冷凝的制冷剂和气态制冷剂汇合；

(b)测量汇合的气/液混合制冷剂的温度；

(c)从测得的制冷剂温度检测气/液混合比；和

(d)控制气态制冷剂的流量，使检测的混合比满足所需的运行模式要求的预置混合比。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，步骤(c)包括将关于制冷剂混合比随制冷剂温度变化的预置数据与测得的温度比较的步骤，以便检测制冷剂的混合比。

21.根据权利要求19所述的方法，其中，步骤(d)包括控制旁路管线上流量控制阀的开度的步骤，用来控制流经旁路管线的气态制冷剂的流量。

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