CN1283964C - 空调器 - Google Patents

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Abstract

彼此平行地连接的电子膨胀阀(4)和(5)设置在一制冷循环中。一控制器(31)通过变化电子膨胀阀(4)和(5)打开值来控制制冷循环中的制冷剂的流量。

Description

空调器
技术领域
本发明涉及一包括一控制制冷剂流量的电子膨胀阀的空调器。
背景技术
空调器包括一制冷循环，其中，从一压缩机排出的制冷剂通过一室外的热交换器，一膨胀阀和一室内的热交换器，返回到压缩机。同传统使用R22制冷剂一样，最近，已使用高压R410制冷剂作为制冷剂注入到制冷循环中。
在一包括大容量制冷循环的空调器中，其中，注入高压R410制冷剂，在大范围内控制制冷剂的流量，使用一大的电子膨胀阀(PMV)作为膨胀阀。根据电子膨胀阀打开值的变化可调节制冷剂的流量。
然而，由于大的电子膨胀阀昂贵，采用膨胀阀增加制造成本。
在大的电子膨胀阀中，即使制冷剂的流量可在一大的范围内控制，也不能精细地予以控制。
在电子膨胀阀阻塞的情形中，制冷剂的循环被阻止。如果制冷剂的循环被阻止，则制冷循环的高压侧的压力升高，压力高达的水平超过形成制冷循环的诸部件的设计耐压能力。
发明内容
本发明的目的是提供一空调器，其经济效率和可靠性极佳，能够大范围地和精细地控制制冷剂的流量，而不增加制造成本，并防止高压侧压力不必要地上升。
根据本发明，提供一空调器，其包括一制冷循环，它包括一压缩机、一室外的热交换器、多个彼此平行连接的电子膨胀阀，它们在流量打开值的特性上彼此各不相同，以及一室内的热交换器；它推动从压缩机排出的制冷剂通过室外的热交换器、各个电子膨胀阀和室内的热交换器，并被抽吸到压缩机内；一探测单元，其构造成探测在室内的热交换器和室外的热交换器的任一个中的制冷剂的过热程度SH；以及一控制单元，其构造成控制各电子膨胀阀的打开值来将由探测单元测得的过热程度SH会聚到一预定的目标值SHs，其中，控制单元构造成探测过热程度SH和目标值SHs之间的差ΔSH；在具有较小的流量对打开值的比值的电子膨胀阀固定在一预定的打开值的状态中，如果差ΔSH等于或大于一预定的设定值ΔSH2，则将具有较大的流量对打开值的比值的电子膨胀阀的打开值，变化到将过热程度SH会聚到目标值SHs的打开值；如果差ΔSH小于设定值ΔSH2，并等于或大于一预定的设定值ΔSH1，则变化各个电子膨胀阀的打开值；以及在具有较大的流量对打开值的比值的电子膨胀阀固定在一预定的打开值的状态中，如果差ΔSH小于设定值ΔSH1，则将具有较小的流量对打开值的比值的电子膨胀阀的打开值，变化到将过热程度SH会聚到目标值SHs的打开值。
根据本发明，上述的空调器还可包括：一变频器，其构造成为压缩机输出一驱动功率；另一探测单元，其构造成探测安装有室内热交换器的房间的空调载荷；另一控制单元，其构造成根据由所述另一探测单元测得的空调载荷来控制变频器的输出频率。
附图说明
图1是一示出本发明的一实施例的方框图；
图2是一曲线图，示出流量和根据本发明的实施例的一电子膨胀阀打开值的特性。
图3是一曲线图，示出流量和根据本发明的实施例的另一电子膨胀阀打开值的特性。
图4是一流程图，示出本发明实施例的操作。
图5是一曲线图，示出控制根据本发明的实施例的各电子膨胀阀打开值的一实例。
具体实施方式
下面将参照图1来描述本发明的一实施例。
在制冷操作中，从一压缩机1排出的制冷剂通过一四通阀2流入一室外的热交换器3，已流过室外的热交换器3的制冷剂，通过两个电子膨胀阀4和5流入一室内的热交换器6(如实线箭头所示)。已流过室内的热交换器6的制冷剂，通过四通阀2和储存器7吸入压缩机1内。
电子膨胀阀4和5是脉冲马达阀(PMV)，它的打开值根据输入驱动脉冲信号数连续地变化。诸膨胀阀彼此平行地连接。
此外，电子膨胀阀4和5彼此具有不同的流量打开值特性。电子膨胀阀4的流量打开值特性示于图2中。电子膨胀阀5的流量打开值特性示于图3中。电子膨胀阀4的流量对打开值的比值(＝制冷剂的流量/打开值)大于电子膨胀阀5的流量对打开值的比值。
在供暖操作中，从一压缩机1排出的制冷剂通过一四通阀2流入一室内的热交换器6，已流过室内的热交换器6的制冷剂，通过两个电子膨胀阀4和5流入室外的热交换器3(如虚线箭头所示)。已流过室外的热交换器3的制冷剂，通过四通阀2和储存器7吸入压缩机1内。
换句话说，热泵型冷却循环包括压缩机1、四通阀2、室外热交换器3、电子膨胀阀4和5，以及室内热交换器6。
一用来循环室外空气的室外风扇8布置在室外热交换器3内。一用来循环室内空气的室内风扇9布置在室内热交换器6内。一室温传感器10布置在室内风扇9的室内空气抽吸通道内。
一温度传感器11构造成探测从压缩机1排出的制冷剂的温度，它附连在压缩机1的排出端口和四通阀2之间的高压侧的管路。一温度传感器12构造成探测从室外热交换器3或室内热交换器6流出的制冷剂的温度，它附连在四通阀2和储存器7之间的低压侧的管路。一温度传感器13构造成探测被压缩机1抽吸的制冷剂的温度，它附连在储存器7和压缩机1的入口端口之间的低压侧的管路。
一变频器21连接到市电的AC电源20上。变频器21调整市电AC电源20的电压，将被调整的电压转换成对应于从一控制器30发出的指令的频率(和电平)的AC电压，并输出AC电压。变频器21的输出供应到压缩机1的电机1M作为压缩机1的驱动功率。
根据操作者31的操作和由温度传感器10、11、12和13探测的温度，控制器30控制四通阀2、电子膨胀阀4和5、室外风扇8、室内风扇9，以及变频器21。控制器30包括以下的装置(1)至(4)作为主功能：
(1)一第一探测单元，它探测室内热交换器6所在房间的空调载荷；
(2)一第一控制单元，它根据由第一探测单元测得的空调载荷来控制变频器21的输出频率F；
(3)一第二探测单元，它探测蒸发器(室内热交换器6或室外热交换器3)内的制冷剂的过热SH的程度；以及
(4)一第二控制单元，它控制电子膨胀阀4和5的打开值，以使由第二探测单元测得的过热SH的程度聚集成一目标值SHs。
接下来，将参照图4的流程图来描述一操作。
在制冷和供暖操作中，检测室温传感器10的测得的温度Ta和设定的室温Ts之间的温差，作为安装室内热交换器6房间的空调载荷(步骤101)。根据空调载荷控制变频器21的输出频率F(步骤102)。换句话说，如果空调载荷小，则变频器21的输出频率F设定在一小值上。根据空调载荷的增加，变频器21的输出频率F也增加。当空调载荷下降时，变频器21的输出频率F也下降。压缩机1的转数(容量)根据输出频率F的变化而变化。
温度传感器12探测已通过蒸发器(即，在制冷操作中的室内热交换器6或在供暖操作中的室外热交换器3)的制冷剂的温度。探测已测得的温度和由温度传感器13测得的温度之间的差作为在蒸发器内的制冷剂的过热SH的程度(步骤103)。探测过热程度SH和目标值SHs之间的差ΔSH(步骤104)。
控制电子膨胀阀4和5的打开值，以使过热SH的程度会聚到目标值SHs，并变得稳定(即，差ΔSH变为零)。控制打开值的一实例示于图5中。根据温度传感器11、12和13测得的温度确定目标值SHs。
当操作开始时，如果过热程度SH和目标值SHs之间的差ΔSH较大，即，等于或大于设定值ΔSH2(步骤105中的是)，则具有较小的流量对打开值的比值的电子膨胀阀5，固定在一预定的打开值上(任选的打开值)，而具有较大的流量对打开值的比值的电子膨胀阀4的打开值在变化(步骤106)。由此，过热的程度SH显著地朝向目标值SHs变化。
此后，如果过热程度SH和目标值SHs之间的差ΔSH变得较小，即，小于设定值ΔSH2和等于或大于设定值ΔSH1(步骤107中的是)，则电子膨胀阀4和5均在变化(步骤108)。由此，过热的程度SH朝向目标值SHs变化。
如果过热程度SH和目标值SHs之间的差ΔSH进一步变得更小，即，小于设定值ΔSH1(步骤107中的否)，则具有较大的流量对打开值的比值的电子膨胀阀4，固定在一预定的打开值上，而具有较小的流量对打开值的比值的电子膨胀阀5的打开值在变化(步骤109)。由此，过热的程度SH顺利地会聚到目标值SHs，并变得稳定，同时，朝向目标值SHs细微地变化。
如果目标值SHs也变化，则类似于上述的操作，根据不同时间的过热程度SH和目标值SHs之间的差ΔSH，控制电子膨胀阀4和5的打开值。
在室外空气温度低和制冷循环中的制冷剂的循环量变得极其小的情况下，具有较大的流量对打开值的比值的电子膨胀阀4的打开值固定在零，而具有较小的流量对打开值的比值的电子膨胀阀5的打开值在变化，因此，在制冷剂的循环量变得极其小的情况下，制冷剂的流量可被确实地控制，过热的程度SH可会聚到目标值SHs。
如上所述，两个电子膨胀阀4和5平行地连接，与流入现有技术中所见的单一电子膨胀阀内的制冷剂量相比，可减小流入各电子膨胀阀4和5的制冷剂量。因此，即使将高压R410制冷剂注入到制冷循环中，也可确实地控制制冷循环中的制冷剂量，无需使用如现有技术中所见的大型的电子膨胀阀。使用两个小的电子膨胀阀4和5的制造成本比使用一个大的电子膨胀阀的制造成本低。通过分别地控制电子膨胀阀4和5的打开值，并使电子膨胀阀4和5的流量打开值的特性彼此不相同，可大范围地和精细地控制制冷剂的流量。
在任一电子膨胀阀4和5阻塞的情形中，如果另一电子膨胀阀正常操作，则不会阻碍制冷循环中的制冷剂的循环。为此原因，可避免高压侧的压力的不必要的上升，因此可保持高度的可靠性。
在上述的实施例中，采用两个电子膨胀阀。然而，电子膨胀阀的数量不限于两个，但可以是多个。本发明不局限于上述的实施例，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以各种方式进行修改。

Claims (2)

1.一空调器，其包括：
一制冷循环，它包括一压缩机、一室外的热交换器、多个彼此平行连接的电子膨胀阀，它们在流量打开值的特性上彼此各不相同，以及一室内的热交换器；它推动从压缩机排出的制冷剂通过室外的热交换器、各个电子膨胀阀和室内的热交换器，并被抽吸到压缩机内；
一探测单元，其构造成探测在室内的热交换器和室外的热交换器的任一个中的制冷剂的过热程度SH；以及
一控制单元，其构造成控制各电子膨胀阀的打开值来将由探测单元测得的过热程度SH会聚到一预定的目标值SHs，
其中，控制单元构造成探测过热程度SH和目标值SHs之间的差ΔSH；在具有较小的流量对打开值的比值的电子膨胀阀固定在一预定的打开值的状态中，如果差ΔSH等于或大于一预定的设定值ΔSH2，则将具有较大的流量对打开值的比值的电子膨胀阀的打开值，变化到将过热程度SH会聚到目标值SHs的打开值；如果差ΔSH小于设定值ΔSH2，并等于或大于一预定的设定值ΔSH1，则变化各个电子膨胀阀的打开值；以及在具有较大的流量对打开值的比值的电子膨胀阀固定在一预定的打开值的状态中，如果差ΔSH小于设定值ΔSH1，则将具有较小的流量对打开值的比值的电子膨胀阀的打开值，变化到将过热程度SH会聚到目标值SHs的打开值。
2.如权利要求1所述的空调器，其特征在于，它还包括：
一变频器，其构造成为压缩机输出一驱动功率；
另一探测单元，其构造成探测安装有室内热交换器的房间的空调载荷；
另一控制单元，其构造成根据由所述另一探测单元测得的空调载荷来控制变频器的输出频率。
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