CN1502949A - 用于控制空调器压缩机的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于控制空调器压缩机的装置和方法。该装置包括计数器、计时器和控制器。计数器用于根据负荷计算多个压缩机的运转/停机的次数。计时器用于检测多个压缩机运转/停机计数器所计指定次数所花的时间。控制器用于基于计时器检测到的时间来控制多个压缩机的运转。该装置检测多个压缩机运转/停机指定次数所花的时间，并且基于检测到的时间确定负荷是否消除，由此适当地控制压缩机的运转。因而，本发明的装置减少了电力消耗并且提高了压缩机的空气调节的效率。

Description

用于控制空调器压缩机的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制空调器压缩机的装置和方法。
背景技术
通常，空调器是一种用于冷却和加热房间如房屋、饭店或办公室的设备。空调器包括压缩机、冷凝器、膨胀装置、蒸发器、制冷剂管。压缩机起到将制冷剂压缩成高温高压气态的作用。冷凝器起到将通过压缩机的制冷剂冷凝成高温高压液态的作用。膨胀装置起到将通过冷凝器的制冷剂减压成低温低压液态的作用。蒸发器起到将通过膨胀装置的制冷剂蒸发成低温低压气态的作用。压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器由制冷剂管连接。
热泵型空调器还包括变向阀，诸如三通阀或四通阀，适于根据冷却/加热目的来改变制冷剂的流向，由此可选择地在制冷或加热模式下工作。
在空调器的制冷模式下，室外热交换器作用为冷凝器，室内热交换器作用为蒸发器。另一方面，在空调器的加热模式下，室外热交换器作用为蒸发器，室内热交换器作用为冷凝器。
制冷模式中，空调器使得室内空气通过作用为蒸发器的室内热交换器，由此排出冷空气。加热模式中，空调器使得室内空气通过作用为冷凝器的室内热交换器，由此排出热空气。
近来，空调器已经采用了多个具有不同能力的压缩机，从而多个压缩机根据冷负荷或热负荷而同时或有选择地运转。因而，可以适当处理冷负荷或热负荷，由此使得空调器的制冷或加热效率得以优化。
为了确定空调器压缩机的制冷剂压缩能力，必须正确测定冷负荷或热负荷。通常，负荷是通过室温和使用者所指定的目标温度之差来确定的。
在此，目标温度(T0)的上限目标温度(T0+)和下限目标温度(T0-)由可允许的温度偏差设定。当室温(T)偏离目标温度(T0)范围时，多个压缩机同时运转或停机，或者部分地运转或停机。
图1是采用多个压缩机的传统空调器中根据室温变化的压缩机的压缩能力的变化图线。
参照图1，当空调器在加热模式下工作时，室温变化得以描述。当室温(T)上升并且通过空调器在加热模式下运转而达到上限目标温度(T0+)时，空调器的压缩机停止。当室温(T)下降并且变得低于下限目标温度(T0-)时，空调器的压缩机再次运转。
在此，当空调器的压缩机初始运转时，在加热模式的初始阶段，室温(T)逐渐上升到上限目标温度(T0+)。但是，当空调器的压缩机再次运转时，室温相对快速地上升到上限目标温度(T0+)。
结论是：在相同室温下，通过压缩机的再次运转来消除的负荷小于通过压缩机初始运转来消除的负荷。
原因在于，负荷受到各种外界因素的相当大的影响，如室内空气中的潜热。
如上所述，传统空调器不能仅仅借助室温(T)和目标温度(T0)之差来正确确定负荷，由此不能够快速消除负荷。另外，传统空调器的多个压缩机不必要地同时运转或停机，因而降低了压缩机的工作可靠性。
发明内容
因此，鉴于上述问题研发本发明，本发明的一个目的是提供一种用于控制空调器压缩机的装置，其正确确定负荷，据此有效地运转多个压缩机，从而快速消除负荷并且防止了压缩机的不必要运转。
本发明的另一个目的是提供一种控制空调器压缩机的方法，其基于室温、目标温度、以及室温的变化正确确定负荷，从而有效运转多个压缩机。
根据本发明的一个方面，上述和其他目的可以通过提供用于控制空调器的多个压缩机的装置来完成，包括：计数器，用于根据负荷计算多个压缩机的运转/停机的次数；计时器，用于检测多个压缩机运转/停机计数器所计指定次数所花的时间(t)；以及控制器，用于基于计时器检测到的时间(t)来控制多个压缩机的运转。
优选的是，计时器可以检测多个压缩机运转/停机两次所花时间(t)。
进一步优选的是，控制器可以包括比较单元，用于将计时器检测到的时间(t)与指定时间(t0)比较，由此确定负荷是否消除。
优选的是，在与计时器检测到的时间(t)有关的控制信号传送到控制单元时，计时器可以重新设置，计数器可以在计时器重新设置时而重新设置。
进一步优选的是，比较单元可以在计时器检测到的时间(t)不超过指定时间(t0)时确定负荷消除，而且可以在计时器检测到的时间(t)超过指定时间(t0)时确定负荷没有消除。
此外，优选的是，控制器可以在确定了负荷消除时运转多个压缩机的一部分，并且可以在确定了负荷没有消除时运转全部压缩机。
根据本发明另一方面，提供了一种控制空调器的多个压缩机的方法，包括步骤：(a)根据负荷，多个压缩机重复运转/停机；(b)检测多个压缩机在步骤(a)中运转/停机指定次数(n)所花的时间(t)；(c)基于在步骤(b)中检测的时间(t)，确定负荷是否消除；和(d)当从步骤(c)获得的结果确定负荷消除时，有选择地运转多个压缩机的一部分。
优选的是，步骤(b)检测的时间(t)可以用来使多个压缩机运转/停机两次。
进一步优选的是，步骤(c)可以包括如下步骤：(c-1)当检测的时间(t)未超过指定时间(t0)时，确定负荷消除；和(c-2)当检测的时间(t)超过指定时间(t0)时，确定负荷没有消除。
优选的是，步骤(c)可以包括基于将检测的时间(t)与指定时间(t0)比较获得的结果而重新设置的步骤(c-3)。
此外，优选的是，步骤(d)可以包括当确定在步骤(c)中负荷没有消除时，使多个压缩机运转/停机在步骤(b)中的指定次数(n)的步骤(d-1)。
附图说明
本发明上述和其他目的、特征和其他优点将从下面接合附图的详细说明中得以更加清楚的理解，附图中：
图1是示出传统空调器中根据室温变化的压缩能力变化的曲线；
图2是根据本发明的空调器的示意图；
图3是说明用于控制根据本发明空调器的压缩机的方法流程图；
图4是示出根据本发明空调器中根据室温变化的压缩能力变化的曲线。
具体实施方式
现在，将参照附图对本发明优选实施例进行详细描述。
如图2所示，根据本发明的空调器包括经由制冷剂管彼此相连的室外机组A和室内机组B，和控制室外机组A压缩机运转的控制装置C。
室外机组A包括第一和第二压缩机2和4，膨胀装置8，室外热交换器10，室外风扇10a，油隔离装置14，以及连接这些部件并设有多个止回阀2a和4a的制冷剂管。室内机组B包括室内热交换器6和室内风扇6a。
更特别的是，出口管o和o′分别连接到第一和第二压缩机2和4的后端。为了防止制冷剂回流到第一和第二压缩机2和4中，第一和第二止回阀2a和4a设置在出口管o和o′中。连接管c连接到出口管o和o′，从而来自两个出口管o和o′的制冷剂结合在一起并且引向空调器的冷凝器、膨胀装置和蒸发器。
入口管i和i从连接管c的端部分支，并连接到第一和第二压缩机2和4上，从而引导制冷剂到第一和第二压缩机2和4。油隔离装置14定位在连接管c与入口管i和i′之间，作用是分离从第一和第二压缩机2和4排放的与制冷剂混合的制冷剂油，并随后将分离后的油供给到相应的第一和第二压缩机2和4中。
在此，用于有选择地控制制冷剂流向的变向阀12设置在连接到第一和第二止回阀2a和4a后端的连接管c中。变向阀12使制冷剂朝向室外热交换器10流动，由此形成制冷循环；或者朝向室内热交换器6流动，由此形成加热循环。
第一压缩机2具有(100-X)％的制冷剂压缩能力，第二压缩机4具有X％的制冷剂压缩能力。因而，第一和第二压缩机2和4根据要消除的负荷同时或有选择地运转。
室外风扇10a设置在室外热交换器10附近，而室内风扇6a设置在室内热交换器6附近。因而，室外风扇10a和室内风扇6a基于负荷变化而使它们的转速变化，由此分别控制室外空气和室内空气的送风量。
控制装置C包括计数器52、计时器54和控制器56。计数器52、计时器54和控制器56以及第一和第二压缩机2和4一起由电信号操作，由此引起控制装置C控制第一和第二压缩机2和4的运转。
计数器52确定在空调器运转过程中是否室温到达目标温度(T0)的允许范围，由此计数第一和第二压缩机2和4的同时运转/停机的次数，并且随后将有关所计次数的控制信号传送到计时器54。
计时器54检测借助计数器52所测第一和第二压缩机2和4运转/停机两次所花时间(t)，随后将有关检测的时间(t)的控制信号传送到控制器56。
控制器56还包括比较单元56a，其将计时器54所检测的时间(t)与指定时间(t0)比较，由此确定负荷是否消除。当检测的时间(t)未超过指定时间(t0)时，比较单元56a确定负荷消除。当检测的时间(t)超过指定时间(t0)时，比较单元56a确定负荷没有消除。
当比较单元56a确定负荷消除时，控制器56运转第一和第二压缩机2和4中的任一个，且当比较单元56a确定负荷没有消除时，控制器56运转第一和第二压缩机2和4两者。
计时器54检测的有关时间(t)的控制信号传送到控制器56之后，计时器54重新设置，随后计数器52也重新设置。然后，计数器再次检测第一和第二压缩机2和4运转/停机两次所花的时间(t)。
下文中，将参照图3描述控制根据本发明中加热模式下的空调器的压缩机的方法。
选择加热模式并且通过用户的操作(S1)来设定所需的目标温度(T0)。当目标温度(T0)高于当前室温(T)时，第一和第二压缩机2和4同时运转(S2)。
在此，由可允许的目标温度(T0)的偏差设定上限目标温度(T0+)和下限目标温度(T0-)。控制空调器的运转，以使得室温保持在上限目标温度(T0+)和下限目标温度(T0-)之间。
通过第一和第二压缩机2和4的运转，制冷剂经由压缩机2和4、室内热交换器6、膨胀装置8、和室外热交换器10循环，随后使室外风扇6a向室内热交换器6排放室内空气，同时室外风扇10a向室外热交换器10排放室外空气。
在此，室内热交换器6作用为使室内空气与制冷剂热交换的冷凝器，从而加热室内空气，并且使得空调器在加热模式下运转。室外热交换器10作用为蒸发器。
在第一和第二压缩机2和4运转期间，确定室温(T)是否达到上限目标温度(T0+)。当室温(T)达到上限目标温度(T0+)时，第一和第二压缩机2和4停机(S4)。
另一方面，当室温(T)没有达到上限目标温度(T0+)时，第一和第二压缩机2和4保持它们的运转(S4)。
当第一和第二压缩机同时停机时，确定第一和第二压缩机2和4的运转/停机次数是否超过指定次数(n)(S5)。然后，当确定第一和第二压缩机2和4的运转/停机次数超过指定次数(n)时，检测第一和第二压缩机2和4运转/停机指定次数(n)所花的时间(t)(S6)。
当室温(T)上升到上限目标温度(T0+)时第一和第二压缩机2和4的停机，以及当室温(T)下降到下限目标温度(T0-)时第一和第二压缩机2和4的重新运转不断地重复。
在此，指定次数(n)是两次。因而，累积地检测从运转开始时间第一和第二压缩机2和4运转/停机两次所花的时间(t)。
第一和第二压缩机2和4运转/停机所花的时间(t)与指定时间(t0)比较(S7)。第一和第二压缩机2和4运转/停机所花的时间(t)未超过指定时间(t0)时，第一和第二压缩机2和4中任一个有选择地运转(S8)。
该情况下，得出结论：仅仅通过第一和第二压缩机2和4中一个的运转就可消除热负荷。
当第一和第二压缩机2和4运转/停机所花的时间(t)超过指定时间(t0)时，时间(t)重新设置为“0”(S9)，第一和第二压缩机2和4运转/停机的次数重新设置为“0”(S10)。然后，在停止的压缩机的入口和出口处的压力达到平衡所花时间(t’)的期间，第一和第二压缩机2和4暂停。
在此，确定热负荷通过第一和第二压缩机2和4的运转而消除。因而，第一和第二压缩机2和4的运转/停机不断地重复。
下文中，参照图4描述根据本发明的空调器中根据室温变化压缩机的压缩能力的变化。
第一运转循环中，空调器的多个压缩机运转，直到室温(T)达到上限目标温度(T0+)为止，随后当室温(T)下降到下限目标温度(T0-)时停止。
因而，室温(T)通过空调器的多个压缩机的运转/停机而上升和下降。然后，空调器的多个压缩机基于室温(T)的变化重复它们的运转/停机。
在此，检测多个压缩机在第一运转循环中运转/停机两次所花的时间(t1)。当检测到的时间(t1)超过指定时间(t0)时，确定热负荷通过多个压缩机的运转得以消除，由此运转多个压缩机。
接着，第二运转循环中，空调器的多个压缩机基于室温(T)的变化重复它们的运转/停机。
在此，检测多个压缩机在第二运转循环中运转/停机两次所花的时间(t2)。当检测到的时间(t2)未超过指定时间(t0)时，确定热负荷只通过多个压缩机一部分的运转得以消除，由此运转多个压缩机的一部分。
第三运转循环中，热负荷可以只通过多个压缩机一部分的运转得以消除。
当然，检测多个压缩机在第三运转循环中运转/停机两次所花的时间(t3)。检测到的时间(t3)与指定时间(t0)比较，且空调器的多个压缩机基于由此得到的结果重复它们的运转/停机。
第三运转循环中，尽管通过多个压缩机一部分的运转使室温(T)达到上限目标温度(T0+)所花的时间比通过多个压缩机全部的运转使室温(T)达到上限目标温度(T0+)所花的时间长，但是室温(T)相对快速地达到上限目标温度(T0+)。因而，热负荷通过多个压缩机的一部分的运转而充分消除。
用于控制根据本发明空调器的压缩机的装置检测根据多个压缩机的运转/停机以及室温(T)和目标温度(T0)之差的室温(T)的变化，由此正确确定负荷并且适当运转多个压缩机。因而，可以在加热模式下有效地运转空调器。
根据本发明的控制空调器压缩机的装置和方法具有如下几个优点。
首先，用于控制本发明空调器的压缩机的装置和方法将多个压缩机运转/停机指定次数所花时间与指定时间比较，并且利用室温和目标温度之差确定负荷，由此正确确定负荷，适当运转多个压缩机，由此增加了压缩机的空气调节效率。
其次，用于控制本发明空调器的压缩机的装置和方法防止多个压缩机不必要的同时运转，由此减少电力消耗，并且提高了压缩机的工作可靠性。
尽管本发明的优选实施例出于说明生目的已经公开，但是本领域的技术人员将意识到在不脱离所附权利要求书公开的本发明范围和精神的前提下，各种改变、附加物和替代物都是可行的。

Claims (12)

1.一种用于控制空调器的多个压缩机的装置，包括：
计数器，用于根据负荷计算多个压缩机的运转/停机的次数；
计时器，用于检测多个压缩机运转/停机计数器所计指定次数所花的时间(t)；以及
控制器，用于基于计时器检测到的时间(t)来控制多个压缩机的运转。
2.如权利要求1所述的用于控制空调器的多个压缩机的装置，其中，计时器检测多个压缩机运转/停机两次所花时间(t)。
3.如权利要求1所述的用于控制空调器的多个压缩机的装置，其中，控制器包括比较单元，其用于将计时器检测到的时间(t)与指定时间(t0)比较，由此确定负荷是否消除。
4.如权利要求1所述的用于控制空调器的多个压缩机的装置，其中，在与计时器检测到的时间(t)有关的控制信号传送到控制单元时，计时器重新设置。
5.如权利要求4所述的用于控制空调器的多个压缩机的装置，其中，计数器可以在计时器重新设置时而重新设置。
6.如权利要求3所述的用于控制空调器的多个压缩机的装置，其中，比较单元在计时器检测到的时间(t)不超过指定时间(t0)时确定负荷消除，而且在计时器检测到的时间(t)超过指定时间(t0)时确定负荷没有消除。
7.如权利要求1所述的用于控制空调器的多个压缩机的装置，其中，控制器在确定了负荷消除时运转多个压缩机的一部分，并且在确定了负荷没有消除时运转全部压缩机。
8.一种用于控制空调器的多个压缩机的方法，包括步骤：
(a)根据负荷，多个压缩机重复运转/停机；
(b)检测多个压缩机在步骤(a)中运转/停机指定次数(n)所花的时间(t)；
(c)基于在步骤(b)中检测的时间(t)，确定负荷是否消除；和
(d)当依据步骤(c)获得的结果确定负荷消除时，有选择地运转多个压缩机的一部分。
9.如权利要求8所述的用于控制空调器的多个压缩机的方法，其中，步骤(b)检测的时间(t)可以用来使多个压缩机运转/停机两次。
10.如权利要求8所述的用于控制空调器的多个压缩机的方法，其中，步骤(c)包括如下步骤：
(c-1)当检测的时间(t)未超过指定时间(t0)时，确定负荷消除；和
(c-2)当检测的时间(t)超过指定时间(t0)时，确定负荷没有消除。
11.如权利要求8所述的用于控制空调器的多个压缩机的方法，其中，步骤(c)包括基于将检测的时间(t)与指定时间(t0)比较获得的结果而重新设置的步骤(c-3)。
12.如权利要求8所述的用于控制空调器的多个压缩机的方法，其中，步骤(d)包括当确定在步骤(c)中负荷没有消除时，使多个压缩机运转/停机在步骤(b)中的指定次数(n)的步骤(d-1)。
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