ES2234362B1 - Acondicionador de aire del tipo de unidades multiples. - Google Patents
Acondicionador de aire del tipo de unidades multiples.Info
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Abstract
Acondicionador de aire del tipo de unidades múltiples, que tiene una unidad exterior, unidades interiores, y válvulas de expansión eléctricas, además tiene medios de detección de la temperatura de descarga del compresor para detectar una temperatura de descarga del compresor, y medios de control para controlar las relaciones de apertura de las válvulas de expansión eléctricas. Los medios de control determinan una temperatura de descarga objetiva del compresor para satisfacer óptimamente un grado de calentamiento en exceso por aspiración del compresor de acuerdo con las capacidades requeridas de las unidades interiores, y controla las relaciones de apertura de las válvulas de expansión eléctricas sobre la base de una diferencia entre la temperatura de descarga detectada por los medios de detección de la temperatura de descarga del compresor y la temperatura de descarga objetiva.
Description
Acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples.
La presente invención se refiere generalmente a
un acondicionador de aire del tipo de unidades múltiples, y más
particularmente, a un acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples, que tiene una unidad exterior individual y una
pluralidad de unidades interiores, que pueden mejorar el ciclo de
control mediante el control de las relaciones de apertura de las
válvulas de expansión eléctricas.
Generalmente, un acondicionador de aire del tipo
de unidades múltiples tiene una unidad exterior individual y una
pluralidad de unidades interiores. La unidad exterior comprende un
compresor, una válvula de cuatro pasos, e intercambiador de calor
exterior y válvulas de expansión eléctricas. Cada una de las
unidades interiores tiene un intercambiador de calor interior. El
compresor, la válvula de cuatro pasos, el intercambiador de calor
exterior, cada una de las válvulas de expansión eléctrica y cada
uno de los intercambiadores de calor interiores están conectados
juntos para formar un ciclo. Cada una de las válvulas de expansión
eléctricas está dispuesta en un tubo refrigerante que se conecta con
el intercambiador de calor exterior con cada uno de los
intercambiadores de calor
interiores.
interiores.
En el aire acondicionado del tipo de unidades
múltiples, el refrigerante de alta temperatura y alta presión
descargado desde el compresor pasa a través de la válvula de cuatro
pasos y el intercambiador de calor exterior en el modo de
refrigeración. Después, el refrigerante pasa a través de cada
válvula de expansión eléctrica para controlar una presión y la
cantidad de refrigerante antes de que fluya dentro del
intercambiador de calor interior. La válvula de expansión térmica
mantiene una relación de apertura inicial durante un periodo de
tiempo predeterminado después de que se activa el compresor.
En este caso, se inicia el control del grado de
calentamiento en exceso de un lado interior (controlando una
diferencia entre las temperaturas de entrada y salida del
intercambiador de calor interior que es 0\pm1ºC). El refrigerante
que pasa a través del intercambiador de calor interior es reciclado
al compresor.
Entretanto, en un modo de calefacción, el
refrigerante de alta temperatura y alta presión descargado del
compresor pasa a través de la válvula de cuatro pasos y el
intercambiador de calor interior. Después, el refrigerante pasa a
través de la válvula de expansión eléctrica antes de que fluya
dentro del intercambiador de calor exterior. La válvula de
expansión eléctrica mantiene una relación de apertura inicial
durante un periodo de tiempo predeterminado después de que el
compresor es activado. En este caso, se inicia el control del grado
de calentamiento en exceso del lado exterior (controlando una
diferencia entre la temperatura de aspiración del compresor y una
temperatura de entrada del intercambiador de calor exterior para
que sea 1ºC). El refrigerante que pasa a través del intercambiador
de calor exterior es reciclado hasta el compresor.
El acondicionador de aire convencional para
funcionamiento de unidades múltiples controla la relación de
apertura de la válvula de expansión eléctrica tal que una
diferencia entre las temperaturas de entrada y salida del
intercambiador de calor interior es de 0 \pm1ºC en una operación
de refrigeración. En este caso, siempre que se emplea un compresor
de capacidad variable cuya capacidad puede variarse, la capacidad
del compresor es variada entre un mínimo y un máximo. Sin embargo,
si la relación de apertura de la válvula de expansión eléctrica es
controlada dependiendo solamente de la diferencia entre las
temperaturas de entrada y salida del intercambiador de calor
interior, las temperaturas de entrada y/o salida del intercambiador
de calor interior puede ser 10/10, 11/11, 12/12 y 13/13ºC,
incrementando por tanto la temperatura de salida del intercambiador
de calor interior. Por consiguiente, si la temperatura de descarga
del compresor se incrementa, puede producirse la sobrecarga del
compresor, previniendo así el acondicionador de aire de
funcionamiento en su máxima actuación. Adicionalmente, puesto que
la diferencia entre las temperaturas de entrada y salida del
intercambiador de calor interior es controlada dentro de un
intervalo de 0\pm1ºC, la anchura de la variación de la
temperatura es relativamente estrecha, provocando así una dificultad
en el control estrecho de la relación de apertura de la válvula de
expansión eléctrica.
Adicionalmente, en una operación de calefacción,
la relación de apertura de la válvula de expansión eléctrica es
controlada de forma que una diferencia entre la temperatura de
aspiración del compresor y la temperatura de entrada del
intercambiador de calor exterior es 1ºC. En este caso, siempre que
se emplee el compresor de capacidad variable en el acondicionador
de aire, la capacidad del compresor es variada entre un mínimo y un
máximo. Sin embargo, si la relación de apertura de la válvula de
expansión eléctrica es controlada dependiendo solamente de la
diferencia entre la temperatura de aspiración del compresor y la
temperatura de entrada del intercambiador de calor exterior, la
temperatura de aspiración/temperatura de entrada del intercambiador
de calor exterior puede ser 1/0, 2/1, 3/2 y 4/31ºC. Por tanto, el
acondicionador de aire no puede funcionar en su máxima actuación.
Adicionalmente, puesto que la diferencia entre la temperatura de
aspiración del compresor y la temperatura de entrada del
intercambiador de calor exterior está controlado dentro de un
intervalo de 1ºC, la anchura de la variación de la temperatura es
relativamente estrecha, provocando así una dificultad en controlar
estrechamente la relación de apertura de la válvula de expansión
eléctrica.
Entretanto, en una operación de unidades
múltiples que permite que dos o más unidades realicen
simultáneamente operaciones de refrigeración, si las temperaturas
de aire de unidades de entrada individuales son diferentes, el
refrigerante tiende a fluir en una unidad interior de temperatura
interior baja, es decir, un intercambiador de calor interior de
baja carga, durante un tiempo cuando la válvula de expansión
eléctrica es controlada por una relación de apertura inicial. Por
tanto, el refrigerante en exceso fluye dentro de la unidad interior
de baja temperatura interior, disminuyendo por tanto la temperatura
de salida del intercambiador de calor interior de baja carga. No
obstante, relativamente poco refrigerante fluye dentro de una
unidad interior de temperatura interior relativamente alta, es
decir, un intercambiador de calor interior de alta carga, de manera
que la unidad interior de la temperatura interior alta carece de
suficiente refrigerante, incrementando así la temperatura de salida
del intercambiador de calor interior con respecto a su temperatura
de entrada. Por consiguiente, se requiere incrementar la relación de
apertura de la válvula de expansión eléctrica correspondiente al
intercambiador de calor interior de alta carga, y disminuir la
relación de apertura de la válvula de expansión eléctrica
correspondiente al intercambiador de calor interior de carga caja.
No obstante, en la técnica anterior, aunque la relación de apertura
de la válvula de expansión eléctrica correspondiente con el
intercambiador de calor de alta carga se mantiene a una relación de
apertura inicial para hacer que las temperaturas de entrada y
salida del intercambiador de calor interior sean iguales, no existe
problema, puesto que la relación de apertura inicial es un estado
casi completamente abierto de la válvula de expansión eléctrica.
Por otro lado, la válvula de expansión eléctrica correspondiente al
intercambiador de calor interior de baja carga se mantiene a una
relación de apertura inicial para hacer que las temperaturas de
entrada y salida de un intercambiador de calor interior sean
iguales. En este caso, puesto que la relación de apertura inicial
es mucho mayor que una relación de apertura requerida, el
refrigerante excesivo puede ser reciclado a través del compresor,
reduciendo por tanto la fiabilidad del compresor, y disminuyendo la
actuación de refrigeración y la eficiencia de las unidades
interiores.
Adicionalmente, en una operación de unidades
múltiples que permite que dos o más unidades realicen
simultáneamente las operaciones de calefacción, el refrigerante es
concentrado excesivamente en cualquier unidad interior debido a la
longitud de un tubo refrigerante u a otros factores, durante un
tiempo cuando las válvulas de expansión eléctricas son controladas
por las relaciones de apertura iniciales, y es insuficiente en las
unidades interiores restantes. Por tanto, la distribución
desequilibrada de refrigerante entre las unidades interiores pueden
producirse. No obstante, el acondicionador de aire convencional
controla la válvula de expansión eléctrica sobre la base de una
temperatura de aspiración del compresor y una temperatura de entrada
de un intercambiador de calor exterior, de forma que no puede
solucionarse la distribución desequilibrada de requeriente,
disminuyendo por tanto la actuación de calefacción y la eficiencia
de las unidades interiores.
Por consiguiente, la presente invención se ha
fabricado teniendo en mente los problemas anteriores que se
producen en la técnica anterior, y un objeto de la presente
invención es proporcionar un aire acondicionado del tipo de unidades
múltiples, que puede controlar las relaciones de apertura de las
válvulas de expansión eléctrica, tal que una temperatura de
descarga de un compresor alcanza una temperatura de descarga
objetiva, satisfaciéndose óptimamente un grado de calentamiento en
exceso por aspiración del compresor de acuerdo con las capacidades
requeridas de las respectivas unidades de entrada respectivas.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples que puede controlar de forma estrecha las relaciones de
apertura de las válvulas de expansión eléctrica utilizando una
diferencia entre las temperaturas de descarga y las temperaturas de
descarga objetivas de un compresor.
Un objeto adicional de la presente invención es
proporcionar un acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples que pueda hacer frente activamente con cargas de unidades
interiores respectivas disminuyendo la temperatura de entrada de un
intercambiador de calor interior de alta carga e incrementando una
temperatura de entrada de un intercambiador de calor interior de
baja carga por el uso de una temperatura mediante de temperaturas de
entradas de los respectivos intercambiadores de calor interiores en
una operación de múltiples de unidades de refrigeración o
calefacción de dos o más unidades.
Con el fin de alcanzar el objeto anterior, la
presente invención proporciona un acondicionador de aire del tipo
de unidades múltiples, que comprende una unidad exterior compuesta
por un compresor y un intercambiador de calor exterior; una
pluralidad de unidades interiores conectadas a la unidad exterior y
cada una provista con un intercambiador de calor interior; una
pluralidad de válvulas de expansión dispuestas en una pluralidad de
tubos refrigerantes conectados entre el intercambiador y los
intercambiadores de calor interiores, respectivamente, para
controlar el caudal de flujo del refrigerante, los medios de
detección de la temperatura de descarga del compresor para detectar
una temperatura de descarga del compresor, y medios de control para
determinar una temperatura de descarga objetiva del compresor para
satisfacer óptimamente un grado de calentamiento en exceso por
succión del compresor de acuerdo con las válvulas de expansión
térmica en la base de la diferencia entre la temperatura de
descarga detectada por los medios de detección de la temperatura de
descarga y la temperatura de descarga objetiva.
Adicionalmente, la presente invención proporciona
un acondicionador de aire del tipo de unidades múltiples, que
comprende una unidad exterior compuesta por un compresor y un
intercambiador de calor exterior, una pluralidad de unidades
interiores conectadas a la unidad exterior y cada una provista con
un intercambiador de calor interior; una pluralidad de válvulas de
expansión eléctricas dispuestas en una pluralidad de tubos
refrigerantes conectados al intercambiador de calor exterior y los
intercambiadores de calor interiores, respectivamente, pan
controlar la velocidad de flujo del refrigerante; medios de
detección de la temperatura para detectar las temperaturas de las
regiones de entrada y las regiones intermedias de los
intercambiadores de calor interiores; y medios de control para
controlar una relación de apertura de una válvula de expansión
eléctrica objetiva sobre la base de una diferencia entre una
temperatura media de las temperaturas de entrada de los
intercambiadores de calor interiores detectadas por los medios de
detección de la temperatura y una temperatura de entrada de un
intercambiador de calor interior correspondiente a la válvula de
expansión eléctrica objetiva, y una diferencia entre la temperatura
intermedia y de entrada del intercambiador de calor interior
correspondiente.
Adicionalmente, la presente invención proporciona
un acondicionador de aire del tipo de unidades múltiples, que
comprende una unidad exterior compuesta por un compresor y un
intercambiador de calor exterior, una pluralidad de unidades
interiores conectadas a la unidad exterior y cada una provista con
un intercambiador de calor de entrada; una pluralidad de las
válvulas de expansión eléctricas dispuestas en una pluralidad de
tubos refrigerantes conectados entre el intercambiador de calor
exterior y los intercambiadores de calor interiores,
respectivamente, para controlar el caudal de flujo de refrigerante,
los medios de detección de la temperatura de descarga del compresor
para detectar una temperatura de descarga del compresor, los medios
de detección de la temperatura para detectar las temperaturas de
las regiones de entrada y regiones intermedias de los
intercambiadores de calor interiores; y medios de control para
determinar una temperatura de descarga objetiva del compresor para
satisfacer óptimamente un grado de calentamiento en exceso por
aspiración del compresor basado en las capacidades requeridas de
las unidades interiores de acuerdo con los modos de funcionamiento,
para controlar una relación de apertura de una válvula de expansión
eléctrica correspondiente sobre la base de una diferencia entre la
temperatura de descarga detectada por los medios de detección de la
temperatura de descarga del compresor y una temperatura de descarga
objetiva determinada para corresponder con un modo de
refrigeración, una diferencia entre las temperaturas intermedia y
de entrada de un correspondiente intercambiador de calor interior
detectadas por los medios de detección de la temperatura, y una
temperatura media de las temperaturas de entrada de los
intercambiadores de calor en el modo de refrigeración, y controlar
la relación de apertura de una válvula de expansión eléctrica
correspondiente en un modo de calefacción sobre la base de una
diferencia entre la temperatura de descarga detectada por los
medios de detección de la temperatura de descarga del compresor y
una temperatura de descarga objetiva determinada por corresponder a
un modo de calefacción, y una temperatura media de las temperaturas
intermedia o de entrada de los intercambiadores de calor interiores
detectadas por los medios de detección de la temperatura, en el
modo de calefacción.
Los objetos anteriores y otros objetos,
características y otras ventajas de la presente invención se
entenderán más claramente a partir de la siguiente descripción
detallada tomada en unión con los dibujos que se acompañan, en los
que:
La figura 1 es una vista que muestra la
construcción de un ciclo refrigerante de un acondicionador de aire
del tipo de unidades múltiples de acuerdo con la presente
invención.
La figura 2 es un diagrama de bloques de control
del acondicionador de aire del tipo de unidades múltiples de
acuerdo con la presente invención.
La figura 3 es un diagrama de flujo de control de
un método de control de una relación de apertura de una válvula de
expansión eléctrica sobre la base de una temperatura de descarga
de un compresor en el acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples de acuerdo con la una forma de realización preferida de la
presente invención.
La figura 4 es una tabla que muestra las
constantes determinadas de acuerdo con el número de unidades
interiores que accionan los modos de refrigeración/calefacción de
acuerdo con la presente invención.
La figura 5 es un diagrama de flujo de control de
otro método de control de una relación de apertura de una válvula
de expansión eléctrica si las temperaturas interiores de las
unidades interiores respectivas son diferentes en un funcionamiento
de unidades múltiples para permitir que dos o más de las unidades
interiores realicen simultáneamente operaciones de refrigeración de
acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente
invención.
La figura 6 es un diagrama de flujo de control de
un método adicional de control de una relación de apertura de una
válvula de expansión eléctrica sobre la base de una temperatura de
descarga de un compresor y una temperatura media de temperaturas de
entrada de los intercambiadores de calor inferiores en una
operación de unidades múltiples que permite que dos o más unidades
interiores realicen simultáneamente las operaciones de
refrigeración de acuerdo con una forma de realización preferida de
la presente invención; y
La figura 7 es un diagrama de flujo de control de
todavía otro método de control de una relación de apertura de una
válvula de expansión eléctrica sobre la base de una temperatura de
descarga de un compresor y una temperatura media de temperaturas
intermedias de los intercambiadores de calor interiores en una
operación de unidades múltiples para permitir que dos o más de las
unidades interiores realicen simultáneamente operaciones de
calefacción de acuerdo todavía con otra forma de realización
preferida de la presente invención.
De aquí en adelante, las formas de realización de
la presente invención se describirán detalladamente con referencia
a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es una vista que muestra la
construcción de un acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples de acuerdo con la presente invención.
Con referencia a la figura 1, el carácter de
referencia A es una unidad exterior, y los caracteres de referencia
B1 y B2 son unidades interiores instaladas dentro de espacios
interiores diferentes, respectivamente. La unidad exteriores A
comprende un compresor 12, una válvula de cuatro pasos 11, un
intercambiador de calor exterior 12, válvulas de expansión
eléctrica 13 y 14 correspondientes a las respectivas unidades
interiores B1 y B2, un acumulador 15 y un sensor de temperatura de
descarga del compresor 16. Cada una de las unidades interiores B1 y
B2 comprende un intercambiador de calor interior 18, un sensor de
temperatura interior 19, un sensor de temperatura de entrada del
intercambiador de calor 20 y un sensor de temperatura intermedia
del intercambiador de calor interior 21.
Un lado de descarga del compresor 10 está
conectado con un extremo del intercambiador de calor exterior 12 a
través de la válvula de cuatro pasos 11. El otro extremo del
intercambiador de calor exterior 12 está conectado a un tubo
refrigerante W. El tubo refrigerante W está dividido en tubos
refrigerantes W1 y W2. Los tubos refrigerantes W1 y W2 son
conectados respectivamente a los intercambiadores de calor
interiores 18 de las unidades interiores B1 y B2. En los tubos
refrigerantes W1 y W2, están dispuestas las válvulas de expansión
eléctricas 13 y 14 correspondientes a las unidades interiores B1 y
B2. El caudal de flujo del refrigerante que pasa a través de los
intercambiadores de calor interiores 18 de las unidades interiores
B1 y B2 puede controlarse de acuerdo con las relaciones de apertura
de las válvulas de expansión eléctricas 13 y 14,
respectivamente.
Las salidas de los intercambiadores de calor de
entrada 18 de las unidades interiores B1 y B2 son conectadas a
tubos refrigerantes G1 y G2, respectivamente. Los tubos
refrigerantes G1 y G2 se unen para formar un tubo refrigerante G que
está conectado a un lado de aspiración del compresor 10 a través de
la válvula de cuatro pasos 11 y el acumulador 15.
El sensor de temperatura de descarga del
compresor 16 está dispuesto en un tubo refrigerante para conectar
la salida del compresor 10 con la válvula de cuatro pasos 11 para
detectar la temperatura del refrigerante descargado desde el
compresor 10.
El sensor de temperatura de entrada del,
intercambiador de calor interior 20 está dispuesto en un tubo
refrigerante colocado en un lado de entrada de cada intercambiador
de calor de entrada 18 para detectar la temperatura de una entrada
de cada intercambiador de calor interior 18.
El sensor de temperatura intermedia del
intercambiador de calor interior 21 está dispuesto en una región
intermedia de cada intercambiador de calor interior 18 para
detectar una temperatura intermedia de cada intercambiador de calor
interior 18.
El intercambiador de calor exterior 12 de la
unidad exterior A tiene un sensor de temperatura exterior 17
dispuesto dentro para detectar una temperatura exterior.
Adicionalmente, el intercambiador de calor interior 18 de cada una
de las unidades interiores B1 y B2 tiene el sensor de temperatura
interior 19 dispuesto dentro para detectar una temperatura de aire
interior.
La figura 2 es un diagrama de bloques de control
del acondicionador de aire del tipo de unidades múltiples de
acuerdo con la presente invención.
Con referencia a la figura 2, el número de
referencia 50 es una fuente de potencia de corriente alterna (AC)
comercial conectada a un controlador exterior 40 de la unidad
exterior A.
El controlador exterior 40 comprende un
microordenador y sus circuitos periféricos, y controla todas las
operaciones de la unidad exterior A. El controlador exterior 40
está conectado a las válvulas de expansión eléctricas 13 y 14, la
válvula de cuatro pasos 11, un motor de ventilador exterior 41, una
unidad de detección de frecuencia del compresor 42, el sensor de
temperatura de descarga del compresor 16, el sensor de temperatura
exterior 17 y un circuito inversor 60.
El circuito inversor 60 rectifica una tensión
suministrada desde la fuente de potencia AC comercial 50, invierte
la tensión rectificada en un nivel de tensión de una frecuencia
presente de acuerdo con el comando de control desde el controlador
exterior 40, y suministra la tensión invertida a un motor de
compresor 61. La salida del circuito inversor 60 es suministrada al
motor del compresor 61 a medida que la potencia acciona el
compresor. La unidad de detección de la frecuencia del compresor
42 recibe la salida del circuito inversor 60, detecta la frecuencia
del compresor en funcionamiento, y proporciona el resultado
detectado al controlador exterior 40.
Cada una de las unidades B1 y B2 comprende un
controlador interior 30. El controlador interior 30 comprende un
microordenador y sus circuitos periféricos, y controla todas las
operaciones de cada unidad interior.
El controlador interior 30 de cada una de las
unidades interiores B1 y B2 está conectado al sensor de temperatura
interior 19, el sensor de temperatura de entrada del intercambiador
de calor interior 20, el sensor de temperatura intermedia del
intercambiador de calor interior 21, y un motor del ventilador 31.
Adicionalmente, cada controlador interior 30 está conectado a cada
controlador remoto 70 para accionar de forma remota una unidad
interior correspondiente. Adicionalmente, los controladores
interiores 30 son conectados al controlador exterior 40 a través de
las líneas de comunicación 80 para comunicarse con la unidad
exterior A.
El controlador exterior 40 controla el
refrigerante descargado desde el compresor 10 que debe circular a
través de la válvula de cuatro pasos 11, el intercambiador de calor
exterior 12, la válvula de expansión eléctrica 13 ó 14, y el
intercambiador de calor interior 18 de acuerdo con un comando de
funcionamiento de modo refrigeración desde el controlador interior
30 de cada una de las unidades interiores B1 y B2. Por lo tanto,
puede realizarse una operación de calefacción en el acondicionador
de aire. Por tanto, puede realizarse una operación de refrigeración
por el acondicionador de aire.
Adicionalmente, el controlador exterior 40
controla el refrigerante descargado desde el compresor 10 que debe
ponerse en circulación a través de la válvula de cuatro pasos 11,
el intercambiador de calor interior 18, la válvula de expansión
eléctrica 13 ó 14, y el intercambiador de calor exterior 12 de
acuerdo con un comando de funcionamiento de modo calefacción desde
el controlador interior 30 de cada una de las unidades interiores
B1 y B2. Por tanto, se realiza una operación de calefacción por el
acondicionador de aire.
El controlador interior 30 de cada una de las
unidades interiores B1 y B2 transmite los comandos de modo de
funcionamiento y una temperatura interior preestablecida recibida
desde el controlador remoto 70, y una temperatura interior
detectada por el sensor de temperatura interior 10 al controlador
exterior 40.
El controlador exterior 40 controla la válvula de
cuatro pasos 11 de acuerdo con los modos de funcionamiento, y
controla las válvulas de expansión eléctricas 13 y 14, y las rpm
(revoluciones por minuto) de cada motor de ventilador exterior 41
y del motor del compresor 61 sobre la base de las señales de control
recibidas desde el controlador interior 30 y de los resultados de
detección de los varios sensores anteriores. En este caso, el
controlador exterior 40 controla la capacidad del compresor 10 de
acuerdo con la suma de las capacidades requeridas por los
respectivos controladores interiores 30. Si el compresor es un
compresor de rpm variable, por ejemplo, si el compresor es un
compresor para controlar las rpm del motor variando la frecuencia
de una corriente aplicada al motor de compresor en un modo
controlado por el inversor, el controlador exterior 40 controla la
capacidad del compresor variando una frecuencia de salida del
circuito inversor 60. En este caso, la frecuencia de salida del
circuito inversor 60 corresponde con una frecuencia de
funcionamiento del compresor.
El controlador exterior 40 controla las
relaciones de apertura de las válvulas de expansión eléctrica 13 y
14, correspondientes a las unidades interiores B1 y B2 para
controlar las capacidades de acondicionamiento de aire de las
unidades interiores B1 y B2. En este caso, las relaciones de
apertura de las válvulas de expansión eléctrica 13 y 14 son
controladas cada una de ellas dentro de un intervalo de, por
ejemplo, 481 etapas (0 a 481) por el controlador exterior 40. Aquí,
la etapa 0 representa un estado en el que la válvula de expansión
eléctrica está cerrada completamente, y la etapa 480 representa un
estado donde cada válvula de expansión eléctrica está completamente
abierta.
Entretanto, con el fin de mejorar la fiabilidad
del compresor, el controlador exterior 40 controla las relaciones de
apertura de las válvulas de expansión eléctrica 13 y 14 sobre la
base de la temperatura de descarga del compresor 10. Para esta
operación, el controlador exterior 40 ajusta las condiciones tales
como límites superior e inferior de las temperaturas interior y
exterior y una temperatura de descarga del compresor (temperatura
estándar) en un estado normal. Adicionalmente, el controlador
exterior 40 determina una temperatura de descarga objetiva del
compresor para alcanzar la actuación óptima mientras se satisface
un grado de calentamiento en exceso por aspiración del compresor
con respecto a las condiciones ajustadas respectivas, y almacena la
temperatura de descarga objetiva determinada en una memoria del
controlador exterior 40.
Si la temperatura de descarga objetiva del
compresor es determinada, el controlador exterior 40 determina la
relación de apertura de cada una de las válvulas de expansión
eléctrica 13 y 14 en consideración de variación de una temperatura
de descarga actual del compresor 10 basado en la temperatura de
descarga objetiva, variaciones de la temperatura de entrada y salida
del intercambiador de calor interior 18, y variación de la capacidad
del compresor (que representa una frecuencia de salida del circuito
inversor como la frecuencia de funcionamiento del compresor).
Adicionalmente, en una operación de unidades múltiples que permite
que dos o más unidades realicen simultáneamente las operaciones de
refrigeración, el controlador exterior 40 determina la relación de
apertura de cada una de las válvulas de expansión eléctricas 13 y 14
por considerar adicionalmente una temperatura media de las
temperaturas de entrada de los intercambios térmicos interiores de
las unidades interiores en funcionamiento, y la variación de una
temperatura de entrada de un intercambiador de calor interior
correspondiente. Adicionalmente, en una operación de unidades
múltiples que permite que dos o más unidades realicen
simultáneamente las operaciones de calefacción, el controlador
exterior 40 determina la relación de apertura de cada una de las
válvulas de expansión eléctrica 13 y 14 considerando adicionalmente
una temperatura media de las temperaturas intermedias de los
intercambiadores de calor interiores de las unidades interiores en
funcionamiento y la variación de una temperatura intermedia de un
intercambiador de calor interior correspondiente.
De aquí en adelante, se describe detalladamente
una operación para controlar la relación de apertura de la válvula
de expansión eléctrica sobre la base de la temperatura de descarga
del compresor.
Haciendo referencia a la figura 3, el controlador
exterior 40 determina si el modo de funcionamiento es un modo de
refrigeración de acuerdo con un comando de del modo de
funcionamiento recibido desde el controlador interior 30 en la
etapa S100.
Si el modo de funcionamiento es el modo de
refrigeración, el controlador exterior 40 ajusta un modo de
funcionamiento respecto al modo de refrigeración, e inicia el
control inicial de la válvula de expansión eléctrica 13 ó 14, en el
modo de refrigeración en la etapa S101. Por consiguiente, la
válvula de expansión eléctrica 13 ó 14, funciona en una relación
de apertura inicial preajustada.
El controlador exterior 40 realiza una operación
de control inicial para un tiempo de control inicial preajustado, y
determina si el tiempo de control inicial ha transcurrido en la
etapa S102. Si el tiempo de control inicial ha transcurrido, el
controlador exterior 40 calcula una temperatura de descarga objetiva
del compresor 10 en la etapa S103. En este caso, el controlador
exterior 40 calcula la temperatura de descarga objetiva del
compresor 10 utilizando la capacidad (frecuencia de funcionamiento)
del compresor 10, la temperatura exterior detectada por el sensor
de temperatura exterior 21, y la temperatura interior recibida a
partir de cada uno de los controladores interiores 30.
La temperatura de descarga objetiva del compresor
para satisfacer de forma óptima el grado de calentamiento en exceso
por aspiración del compresor de acuerdo con las capacidades
requeridas de las unidades interiores que funcionan en el modo de
refrigeración, puede obtenerse por la siguiente Ecuación [1].
___[1]T_d_c = (C1 x Cf) +
(To - 35) x C2 + (27 - Ti) x C3 +
C4
En la Ecuación [1], Cf es la capacidad
(frecuencia de funcionamiento) del compresor de acuerdo con las
capacidades requeridas desde las unidades interiores en
funcionamiento, To es una temperatura exterior, Ti es una
temperatura interior media de las unidades interiores en
funcionamiento, 35 y 27 son ejemplos de límites superiores de la
temperatura exterior y la temperatura interior. respectivamente, y
C1, C2, C3 y C4 son constantes determinadas de acuerdo con el
número de unidades interiores que funcionan en el modo de
refrigeración, como se muestra en la figura 4.
Si se calcula la temperatura de descarga, el
controlador exterior 40 calcula una diferencia entre una
temperatura de descarga del compresor detectada por el sensor de
temperatura de descarga del compresor 16 y la temperatura de
descarga objetiva en la etapa S104.
El controlador exterior 40 calcula una diferencia
entre una tempranera de entrada y una temperatura intermedia del
intercambiador de calor interior correspondiente 18, que son
detectadas respectivamente por el sensor de temperatura de entrada
20 y el sensor de temperatura intermedia 21 del intercambiador de
calor interior 18 en la etapa S105.
El controlador exterior 40 controla la relación
de apertura de la válvula de expansión eléctrica 13 ó 14,
utilizando la diferencia entre la temperatura de descarga y la
temperatura de descarga objetiva del compresor, y la diferencia
entre la temperatura de entrada y la temperatura intermedia del
intercambiador de calor interior correspondiente en la etapa S106.
En este caso, si las diferencias de temperatura calculadas son
valores positivos, el controlador exterior 40 controla la relación
de apertura de la válvula de expansión eléctrica 13 ó 14 que debe
incrementarse. Adicionalmente, si las diferencias de temperatura
calculadas son valores negativos, el controlador exterior 40
controla su relación de apertura que debe disminuirse. En este
caso, la relación de apertura (etapa de salida) de la válvula de
expansión eléctrica es controlada dentro de un intervalo de, por
ejemplo, 481 etapas (0 a 480), y la etapa de salida de la válvula de
expansión eléctrica se determina de acuerdo con las diferencias de
temperatura respectivas. La etapa de salida 0 representa un estado
donde la válvula de expansión eléctrica está completamente cerrada,
y la etapa de salida 480 representa un estado donde la válvula de
expansión eléctrica está completamente
abierta.
abierta.
Entonces, el controlador exterior 40 determina si
se ha recibido un comando de interrupción de la operación para el
compresor desde el controlador interior 30 en la etapa S107. Si el
comando de interrupción de la operación no se ha recibido, el
controlador exterior 40 realiza la operación de la etapa S103. Por
otro lado, si se ha recibido el comando de interrupción de la
operación, el controlador exterior 40 interrumpe la operación de
control de la relación de apertura de la válvula de expansión
eléctrica 13 ó 14, en la etapa S108.
Entretanto, si el comando del modo de operación
recibido desde el controlador interior 30 es un comando de
operación de calefacción S100, el controlador exterior 40 establece
el modo de operación a modo de calefacción, y parte del control
inicial de la válvula de expansión eléctrica 13 ó 14, en el modo de
calefacción en la etapa S110. Por consiguiente, la válvula de
expansión eléctrica 13 ó 14 funciona a una relación de apertura
inicial preajustada.
El controlador exterior 40 realiza una operación
de control inicial para un tiempo de control inicial preajustado y
determina si el tiempo de control inicial ha transcurrido en la
etapa S111. Si el tiempo de control inicial ha transcurrido, el
controlador exterior 40 calcula una temperatura de descarga objetiva
del compresor 10 en la etapa S112. En este caso, el controlador
exterior 40 calcula la temperatura de descarga objetiva del
compresor 10 utilizando la capacidad (frecuencia de funcionamiento)
del compresor, la temperatura exterior detectada por el sensor de
temperatura exterior 21, y la temperatura interior recibida a partir
de cada uno de los controladores interiores 30.
La temperatura de descarga objetiva del compresor
para satisfacer de forma óptima el grado de calentamiento en exceso
por aspiración del compresor de acuerdo con las capacidades
requeridas de las unidades interiores que funcionan en el modo de
calefacción pueden obtenerse por la siguiente Ecuación [2].
___[2]T_d_c = (C1 x Cf) +
(To - 7) x C2 + (Ti - 20) x C3 +
C4
En la Ecuación [2], Cf es una capacidad
(frecuencia de funcionamiento) del compresor de acuerdo con las
capacidades requeridas desde las unidades interiores en
funcionamiento, To es una temperatura exterior, Ti es una
temperatura interior media de las unidades interiores en
funcionamiento, 7 y 20 son ejemplos de límites inferiores de la
temperatura exterior y la temperatura interior, respectivamente, y
C1, C2, C3 y C4 son constantes determinadas de acuerdo con el número
de unidades interiores que funcionan en el modo de calefacción,
como se muestra en la figura 4.
Si se calcula la temperatura de descarga
objetiva, el controlador exterior 40 calcula una diferencia entre
una temperatura de descarga del compresor detectada por el sensor
de temperatura de descarga del compresor 16 y la temperatura de
descarga objetiva en la etapa S113.
El controlador exterior 40 calcula una diferencia
entre una temperatura de entrada y una temperatura intermedia del
intercambiador de calor interior correspondiente 18, que son
detectadas respectivamente por el sensor de temperatura de entrada
20 y el sensor de temperatura intermedia 21 del intercambiador de
calor interior en la etapa S114.
El controlador exterior 40 controla la relación
de apertura de la válvula de expansión eléctrica 13 ó 14,
utilizando la diferencia entre la temperatura de descarga y la
temperatura de descarga objetiva del compresor, y la diferencia
entre la temperatura de entrada y la temperatura intermedia del
intercambiador de calor interior correspondiente 18 en la etapa
S115. En este caso, si las diferencias de temperatura calculadas
son valores positivos, el controlador exterior 40 controla la
relación de apertura de la válvula de expansión eléctrica 13 ó 14
que debe incrementarse. Adicionalmente, si las diferencias de
temperatura calculadas son valores negativos, el controlador
exterior 40 controla su relación de apertura que debe
disminuirse.
Entonces, el controlador exterior 40 determina si
se ha recibido un comando de interrupción de la operación para el
compresor desde el controlador interior 30 en la etapa S116. Si el
comando de interrupción de la operación no se ha recibido, el
controlador exterior 40 realiza la operación de la etapa S112. Por
otro lado, si se ha recibido el comando de interrupción de la
operación, el controlador exterior 40 interrumpe la operación de
control de la relación de apertura de la válvula de expansión
eléctrica 13 ó 14, en la etapa S108.
De aquí en adelante, se describe detalladamente
un método de control de las relaciones de apertura de las válvulas
de expansión eléctrica si las temperaturas interiores de las
unidades interiores son diferentes en una operación de unidades
múltiples que permite que dos o más unidades interiores realicen
simultáneamente operaciones de refrigeración de acuerdo con otra
forma de realización de la presente invención.
La figura 5 es un diagrama de flujo de control de
un método de control de las relaciones de apertura de las válvulas
de expansión eléctricas en una operación del modo de
refrigeración. Especialmente, la figura 5 muestra un ejemplo de
control de la relación de apertura de la válvula de expansión
eléctrica 13 correspondiente a la unidad interior B1 si el
acondicionador de aire realiza una operación de dos unidades para
las unidades interiores B1 y B2.
Con referencia a la figura 5, el controlador
exterior 40 determina si el modo de operación es un modo de
refrigeración en la etapa S200. Si el modo de operación es el modo
de refrigeración, el controlador exterior 40 pone en marcha el
control inicial de la válvula de expansión eléctrica 13. Por
consiguiente, la válvula de expansión eléctrica 13 funciona a una
relación de apertura inicial preajustada. El controlador exterior
40 realiza una operación de control inicial para un tiempo de
control inicial en la etapa S201. El controlador exterior 40
determina si el tiempo de control inicial ha transcurrido en la
etapa S202. Si ha transcurrido el tiempo de control inicial, el
controlador exterior 40 calcula una temperatura media haciendo el
promedio de las temperaturas de entrada respectivamente detectadas
por el sensor de temperatura de entrada del intercambiador de calor
interior de la unidad interior B1 y el sensor de temperatura de
entrada del intercambiador de calor interior de la unidad interior
B2 en la etapa S203.
Si se calcula la temperatura media, el
controlador exterior 40 calcula una diferencia entre la temperatura
media calculada y la temperatura de entrada del intercambiador de
calor interior detectada por el sensor de temperatura de entrada
de la unidad interior B1 en la etapa S204.
Adicionalmente, el controlador exterior 40
calcula una diferencia entre una temperatura intermedia y la
temperatura de entrada del intercambiador de calor interior
detectadas, respectivamente, por el sensor de temperatura intermedia
y el sensor de temperatura de entrada de la unidad interior B1 en
la etapa S205. En este caso, la razón para utilizar la temperatura
intermedia del intercambiador de calor interior de la unidad
interior B1 es que puesto que el refrigerante descargado desde la
salida del intercambiador de calor interior de la unidad interior B1
es vapor, la variación de temperatura del refrigerante es grande,
de forma que es difícil controlar el refrigerante de forma adecuada.
Por tanto, teniendo en cuenta esta dificultad, se utiliza la
temperatura intermedia detectada en una región intermedia del
intercambiador de calor interior, que es comparativamente adecuada
en su variación de temperatura.
El controlador exterior 40 controla la relación
de apertura de la válvula de expansión utilizando la diferencia
calculada entre la temperatura media y la temperatura de entrada
del intercambiador de calor de la unidad interior B1, y la
diferencia entre la temperatura intermedia y la temperatura de
entrada del intercambiador de calor interior de la unidad interior
B1. En este caso, si todas las diferencias de temperatura son
valores positivos, el controlador exterior 40 realiza una
operación de control para incrementar la relación de apertura de la
válvula de expansión eléctrica 13, mientras que si todas las
diferencias de temperatura son valores negativos, el controlador
exterior 40 realiza una operación de control para disminuir las
relaciones de apertura de la válvula de expansión eléctrica 13 en
la etapa S206. Por otro lado, un método de control de la relación
de apertura de la válvula de expansión eléctrica 14 de la unidad
interior B2 es la misma que la de controlar la relación de apertura
de la válvula de expansión eléctrica 13.
Por tanto, incluso si las temperaturas interiores
de las unidades interiores son diferentes, una válvula de expansión
eléctrica correspondiente a una unidad interior de carga alta puede
mantenerse a una relación de apertura adecuada sin que se abra
excesivamente.
De aquí en adelante, una operación para controlar
la relación de apertura de la válvula de expansión eléctrica de
acuerdo con una forma de realización preferida adicional de la
presente invención se describe detalladamente.
La figura 6 es un diagrama de flujo de control de
un método adicional de control de la relación de apertura de la
válvula de expansión eléctrica sobre la base de una temperatura de
descarga del compresor y una temperatura media de las temperaturas
de entrada de los intercambiadores de calor interiores en la
operación de refrigeración. Especialmente, la figura 6 muestra una
operación para controlar la relación de apertura de la válvula de
expansión eléctrica 13 de la unidad interior B1 si el
acondicionador realiza una operación de dos unidades para las
unidades interiores B1 y B2.
Con referencia ahora a la figura 6, una etapa de
salida de la válvula de expansión eléctrica 13 de la unidad
interior B1 en la operación de refrigeración es calculada por la
siguiente Ecuación [3].
___[3]etapa de salida =
(diferencia 1 x E +d_diferencial x D) x valor de ponderación 1 +
(diferencia 2 x C)
x valor de ponderación 2 + (diferencia 3
x valor de ponderación 3) + (diferencia 4 x
valor de
ponderación
4)
En la Ecuación [3], la diferencia 1 = temperatura
de descarga (T_dis) - temperatura de descarga objetiva (T_d_c) del
compresor,
d_diferencia 1 = diferencia actual 1 - diferencia
previa 1,
diferencia 2 = temperatura media de entrada de
los intercambiadores de calor interiores [(Teva_in,a +
Teva_in,b)/
2] - temperatura de entrada del intercambiador de calor interior de la unidad interior B1 (Teva_in,a).
2] - temperatura de entrada del intercambiador de calor interior de la unidad interior B1 (Teva_in,a).
diferencia 3 = capacidad actual (Cf) del
compresor - capacidad previa (Cf) del compresor.
diferencia 4 = temperatura intermedia del
intercambiador de calor interior de la unidad interior B1
(Teva_mid,a) - temperatura de entrada del intercambiador de calor
interior de la unidad interior B1 (Teva_in,a), y
E, D, C y los valores de ponderación 1 a 4 son
constantes determinadas de acuerdo con el número de unidades
interiores que funcionan en la operación de refrigeración, como se
muestra en la figura 4.
En primer lugar, el controlador exterior 40
calcula la diferencia 1 a partir de la temperatura de descarga del
compresor 10 detectada por el sensor de temperatura de descarga 16
del compresor y la temperatura de descarga objetiva de la
operación de refrigeración, calculada por la Ecuación [1]. Si la
diferencia 1 es calculada, el controlador exterior 40 calcula la d
_diferencia 1 utilizando un valor previo de la diferencia 1 y su
valor actual en la etapa S300.
El controlador exterior 40 calcula la temperatura
media de entrada de las temperaturas de entrada detectadas
respectivamente por los sensores de temperatura de entrada de los
intercambiadores de calor interiores de la unidad interior B1 y la
unidad interior B2, y después calcula la diferencia 2 sobre la base
de la temperatura de entrada media y la temperatura de entrada
detectada por el sensor de temperatura de entrada del
intercambiador de calor interior de la unidad interior B1 en la
etapa S301.
Adicionalmente, el controlador exterior 40
calcula la diferencia 3 sobre la base de una capacidad actual
(frecuencia de funcionamiento) del compresor y su capacidad previa
(frecuencia de funcionamiento) en la etapa S302.
Adicionalmente, el controlador exterior 40
calcula la diferencia 4 sobre la base de la temperatura intermedia y
la temperatura de entrada detectada de forma respectiva por el
sensor de temperatura intermedia y el sensor de temperatura de
entrada del intercambiador de calor interior de la unidad interior
B1 en la etapa S303.
Por consiguiente, el controlador exterior 40
entra en la diferencia calculada 1, d_diferencia 1, diferencias 2 a
4 en la Ecuación [3], y determina la etapa de salida de la válvula
de expansión eléctrica 13 correspondiente a la unidad interior B1
en consideración de las constantes E, D, C y los valores de
ponderación 1 a 4 preajustados de acuerdo con el número de las
unidades interiores que funcionan en la operación de
refrigeración. Adicionalmente, un método para determinar una etapa
de salida de la válvula de expansión eléctrica 14 de la unidad
interior B2 es lo mismo que el método que determina la etapa de
salida de la válvula de expansión eléctrica 13.
De este modo, si se determinan las etapas de
salida de las válvulas de expansión eléctricas 13 y 14, el
controlador exterior 40 añade las etapas de salida determinadas
respectivas a las etapas de salida previas, respectivamente, en la
etapa S304 y controla las relaciones de apertura de las válvulas de
expansión eléctricas 13 y 14 utilizando las etapas de salida
añadidas en la etapa S305. En este caos, la etapa de salida 0
representa un estado en el que cada válvula de expansión eléctrica
está completamente cerrada, y la etapa de salida 480 presenta un
estado en el que cada válvula de expansión eléctrica está
completamente abierta.
La figura 7 es un diagrama de flujo de control de
todavía otro método de control de una relación de apertura de una
válvula de expansión eléctrica sobre la base de una temperatura de
descarga del compresor y una temperatura media de las temperaturas
intermedias de los intercambiadores de calor interiores en la
operación de calefacción de acuerdo con la presente invención.
Especialmente, la figura 7 muestra una operación para controlar la
relación de apertura de la válvula de expansión eléctrica 13 de la
unidad interior B1 si el acondicionador de aire realiza una
operación de dos unidades para las unidades interiores B1 y B2.
Con referencia a la figura 7, la etapa de salida
de la válvula de expansión eléctrica 13 de la unidad interior B1 en
la operación de calefacción es calculada sobre la siguiente
Ecuación [4].
___[4]etapa de salida =
(diferencia 1 x E +d_diferencia 1 x D) x valor de ponderación 1 +
(diferencia 5 x C)
x valor ponderación 2 + (diferencia 3 x
valor de ponderación 3) + (diferencia 4 x
valor de
ponderación
4)
En la Ecuación [4], diferencia 1 = temperatura de
descarga (T_dis) - temperatura de descarga objetiva (T_d_c) del
compresor,
d_diferencia 1 = diferencia actual 1 - diferencia
previa 1,
diferencia 5 = temperatura media intermedia de
los intercambiadores de calor interiores [(Teva_mid,a +
Teva_mid,b)/2] - temperatura intermedia del intercambiador de calor
interior de la unidad interior B1 (Teva_mid,a).
diferencia 3 = capacidad actual (Cf) del
compresor - capacidad previa (Cf) del compresor.
diferencia 4 = temperatura intermedia del
intercambiador de calor interior de la unidad interior B1
(Teva_mid,a) - temperatura de entrada del intercambiador de calor
interior de la unidad interior B1 (Teva_in,a), y
E, D, C y los valores de ponderación 1 a 4 son
constantes determinadas de acuerdo con el número de unidades
interiores que funcionan en la operación de calefacción, como se
muestra en la figura 4.
El controlador exterior 40 calcula la diferencia
1 a partir de la temperatura de descarga del compresor 10 detectada
por el sensor de temperatura de descarga 16 del compresor y la
temperatura de descarga objetiva de la operación de calefacción,
calculada por la Ecuación [2]. Si la diferencia 1 es calculada, el
controlador exterior 40 calcula la d_ diferencia 1 utilizando un
valor previo y un valor actual de la diferencia 1 en la etapa
S310.
El controlador exterior 40 calcula la temperatura
media intermedia por el promedio de las temperaturas intermedias
detectadas respectivamente por los sensores de temperatura
intermedia de los intercambiadores de calor interiores de las
unidades interiores B1 y B2, y calcula la diferencia 5 sobre la base
de la temperatura media intermedia y la temperatura intermedia del
intercambiador de calor interior de la unidad interior B1 en la
etapa S311.
El controlador exterior 40 calcula la diferencia
3 sobre la base de una frecuencia de operación actual y una
frecuencia de operación previa del compresor en la etapa S312.
Por consiguiente, el controlador exterior 40
entra en la diferencia calculada 1, d_diferencia 1, diferencias 5 y
3 en la Ecuación [4], y después determina la etapa de salida de la
válvula de expansión eléctrica 13 correspondiente a la unidad
interior B1 en consideración de las constantes E, D, C y los valores
de ponderación 1 a 3, preajustados de acuerdo con el número de
unidades interiores que realizan las operaciones de calefacción
como se muestra en la figura 4, en la etapa S313. En este caso,
considerando la diferencia 5, el problema de la distribución
desequilibrada del refrigerante puede resolverse. Es decir, si el
refrigerante es concentrado excesivamente en cualquier
intercambiador término interior, el intercambiador de calor
interior en el que es concentrado el refrigerante tiene una
temperatura intermedia mayor que la de un intercambiador de calor
interior que carece relativamente en el refrigerante a medida que
se incrementa la presión. Por consiguiente, si la válvula de
expansión eléctrica es controlada utilizando un valor medio de las
temperaturas intermedias de los intercambiadores de calor
interiores, un intercambiador de calor interior de alta temperatura
intermedia es controlado de forma que la relación de apertura de
la válvula de expansión eléctrica es reducida, disminuyendo por
tanto la temperatura intermedia. Por otro lado, un intercambiador
de calor interior de baja temperatura intermedia es controlado de
forma que se incrementa la relación de apertura de la válvula de
expansión eléctrica, incrementando por tanto la temperatura
intermedia. Por tanto, el problema de la distribución
desequilibrada del refrigerante entre las unidades interiores
respectivas puede resolverse. Adicionalmente, el método de control
de la relación de apertura de la válvula de expansión eléctrica 14
de la unidad interior B2 es la misma que el método de controlar la
relación de apertura de la válvula de expansión eléctrica 13 de la
unidad interior B1.
De este modo, si las etapas de salida de las
válvulas de expansión eléctricas 13 y 14 son determinadas, el
controlador exterior 40 añade a las etapas de salida determinadas
a las etapas de salida previas, respectivamente y controla las
relaciones de apertura de las válvulas de expansión eléctricas 13 y
14 utilizando la etapa de salida añadidas en la etapa S314.
Como se describe anteriormente, la presente
invención proporciona un acondicionador del tipo de aire de unidades
múltiples, que puede accionar de forma óptima un compresor bajo las
varias condiciones de funcionamiento tales como operaciones de
refrigeración/calentamiento, operaciones de una unidad/múltiples
unidades, variación de capacidad rápida del compresor, variaciones
de temperatura interior/exterior, etc., en un acondicionador de
aire del tipo de unidades múltiples que emplea un compresor de
capacidad variable, mejorando por tanto la fiabilidad del
compresor.
Las ventajas de la presente invención pueden
resumirse de la siguiente manera.
En primer lugar, la presente invención puede
realizar el control de una relación de apertura de cada válvula de
expansión eléctrica, al mismo tiempo que considera una temperatura
de descarga objetiva para satisfacer de forma óptima un grado de
calefacción en exceso por aspiración del compresor de acuerdo con
las capacidades requeridas de las respectivas unidades interiores.
Adicionalmente, una diferencia entre una temperatura de descarga y
una temperatura de descarga objetiva del compresor puede utilizarse
fácilmente para controlar de forma más estrecha la relación de
apertura de la válvula de expansión eléctrica puesto que la
anchura de la variación de temperatura de la diferencia es
amplia.
Adicionalmente, en un funcionamiento de unidades
múltiples, incluso aunque el acondicionador de aire esté
funcionando bajo condiciones donde las unidades interiores sean de
temperaturas de aire interior diferentes, se reduce la temperatura
de entrada del intercambiador de calor interior de la unidad
interior de la temperatura del aire interior alta, una temperatura
de entrada del intercambiador de calor interior de la unidad
interior de la temperatura del aire interior baja es incrementada
controlando la relación de apertura de la válvula de expansión
eléctrica utilizando una temperatura media de las temperaturas de
entrada de intercambiadores de calor interiores respectivos,
permitiendo así que el acondicionador de aire aborde activamente
con las cargas de acondicionamiento de aire de una unidad interior
correspondiente.
Adicionalmente, la presente invención puede
prevenir que el exceso de refrigerante fluya dentro de un
intercambiador de calor interior de una unidad interior de carga
baja, y prevenir un fenómeno de refrigerante bajo ya que se
suministra muy poco refrigerante a un intercambiador de calor
interior de una unidad interior de alta carga, controlando juntas
tanto la temperatura de entrada como de salida de un
intercambiador de calor interior.
Adicionalmente, la presente invención controla la
relación de apertura de la válvula de expansión eléctrica en
consideración de variación de la frecuencia de salida del
compresor, tal que la relación de apertura de la válvula de
expansión eléctrica puede controlarse rápidamente si la capacidad
del compresor varía entre un mínimo a un máximo, incrementando así
la fiabilidad del compresor y manteniendo las condiciones de ciclo
óptimas.
Aunque las formas de realización preferidas de la
presente invención se han descrito para los fines ilustrativos,
estos técnicos en la materia apreciarán que son posibles varias
modificaciones, adicionales y substituciones, sin separarnos del
alcance y espíritu de la invención como se describe en las
reivindicaciones que se acompañan.
Claims (19)
1. Un acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples, que comprende:
una unidad exterior compuesta por un compresor y
un intercambiador de calor;
una pluralidad de unidades interiores conectadas
a la unidad exterior y cada una provista con un intercambiador de
calor interior;
una pluralidad de válvulas de expansión
eléctricas dispuestas en una pluralidad de tubos refrigerantes
conectados entre el intercambiador de calor exterior y los
intercambiadores de calor interiores, respectivamente, para
controlar el caudal de flujo del refrigerante;
medios de detección de la temperatura de descarga
del compresor para detectar una temperatura de descarga del
compresor; y
medios de control para determinar una temperatura
de descarga objetiva del compresor para satisfacer óptimamente un
grado de calentamiento en exceso por aspiración del compresor de
acuerdo con las capacidades requeridas de las unidades interiores,
y controlar las relaciones de apertura de las válvulas de expansión
eléctricas sobre la base de una diferencia entre la temperatura de
descarga detectada por los medios de detección de la temperatura
de descarga del compresor y la temperatura de descarga
objetiva.
2. El acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente
medios de detección de la temperatura exterior para detectar una
temperatura exterior y medios de detección de la temperatura
interior para detectar una temperatura interior de cada una de las
unidades interiores.
3. El acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples según la reivindicación 2, donde los medios de control
calculan la temperatura de descarga objetiva del compresor sobre
la base de la temperatura exterior, la temperatura interior y una
capacidad (frecuencia de funcionamiento) del compresor determinado
de acuerdo con las capacidades requeridas de las unidades
interiores.
4. El acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples según la reivindicación 3, donde los medios de control
calculan las diferentes temperaturas de descarga objetivas de
acuerdo con los modos de funcionamiento del acondicionador de
aire.
5. El acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples según la reivindicación 4, donde los medios de control
calculan una temperatura de descarga objetiva T_d_c en un modo de
refrigeración por la siguiente Ecuación [1],
___[1]T_d_c = (C1 x Cf) +
(To - 35) x C2 + (27 - Ti) x C3 +
C4
donde Cf es la capacidad
(frecuencia de funcionamiento) del compresor de acuerdo con las
capacidades requeridas desde las unidades interiores en
funcionamiento, To es una temperatura exterior, Ti es una
temperatura interior media de las unidades interiores en
funcionamiento, 35 y 27 son ejemplos de límites superiores de la
temperatura exterior y de la temperatura interior, respectivamente,
y C1, C2, C3 y C4 son constantes determinadas de acuerdo con el
número de unidades interiores que funcionan en el modo de
refrigeración.
6. El acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples según la reivindicación 4, donde los medios de control
calculan una temperatura de descargó objetiva (T_d_c) en un modo
de calefacción por la siguiente Ecuación [2]
___[2]T_d_c = (C1 x Cf) +
(To - 7) x C2 + (Ti - 20) x C3 +
C4
donde Cf es una capacidad
(frecuencia de funcionamiento) del compresor de acuerdo con las
capacidades requeridas desde las unidades interiores en
funcionamiento, To es una temperatura exterior, Ti es una
temperatura interior media de las unidades interiores en
funcionamiento, 7 y 20 son ejemplos de límites inferiores de la
temperatura exterior y la temperatura interior, respectivamente, y
C1, C2, C3 y C4 son constantes determinadas de acuerdo con el número
de unidades interiores que funcionan en el modo de
calefacción.
7. El acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples según la reivindicación 1, donde los medios de control
controlan la relación de apertura de cada válvula de expansión
eléctrica a incrementar si la temperatura de descarga del
compresor detectada por los medios de detección de la temperatura de
descarga del compresor es mayor que la temperatura de descarga
objetiva.
8. El acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente
medios de detección de la temperatura de entrada para detectar una
temperatura de una región de entrada de cada uno de los
intercambiadores de calor interiores, y medios de detección de la
temperatura intermedia para detectar una temperatura de una región
intermedia de cada uno de los intercambiadores de calor
interiores.
9. El acondicionador de aire del tipo de unidades
múltiples según la reivindicación 8, donde los medios de control
controlan la relación de apertura de cada una de las válvulas de
expansión eléctricas considerando adicionalmente una diferencia
entre la temperatura intermedia de la región intermedia detectada
por los medios de detección de la temperatura intermedia y la
temperatura de entrada de la región de entrada detectada por los
medios de detección de la temperatura de entrada en un modo de
refrigeración.
10. El acondicionador de aire del tipo de
unidades múltiples según la reivindicación 1, que comprende
adicionalmente medios de detección de la temperatura exterior para
detectar una temperatura exterior, medios de detección de la
temperatura interior para detectar una temperatura interior de cada
una de las unidades interiores, medios de detección de la
temperatura de entrada para detectar una temperatura de una región
de entrada de cada uno de los intercambiadores de calor interiores,
y medios de detección de la temperatura intermedia para detectar
una temperatura de una región intermedia de cada uno de los
intercambiadores de calor interiores.
11. El acondicionador de aire del tipo de
unidades múltiples según la reivindicación 10, donde los medios de
control calculan una temperatura de descarga objetiva del compresor
sobre la base de la temperatura exterior, la temperatura interior y
una capacidad (frecuencia de funcionamiento) del compresor
determinada de acuerdo con las capacidades requeridas de las
unidades interiores, y controla la relación de apertura de cada
una de las válvulas de expansión eléctricas considerando
adicionalmente una diferencia entre una temperatura de entrada
media de las temperaturas de entrada de los intercambiadores de
calor interiores y una temperatura de entrada de un intercambiador
de calor interior correspondiente, y una diferencia entre la
temperatura intermedia y la temperatura de entrada del
intercambiador de calor interior correspondiente en un modo de
refrigeración.
12. El acondicionador de aire del tipo de
unidades múltiples según la reivindicación 11, donde los medios de
control controlan la relación de apertura de cada una de las
válvulas de expansión eléctricas utilizando una etapa de salida
calculada por la siguiente Ecuación [3], en una operación de
unidades múltiples para permitir que dos o más unidades realicen
simultáneamente las operaciones de refrigeración,
___[3]etapa de salida =
(diferencia 1 x E + d_diferencia 1 x D) x valor de ponderación 1 +
(diferencia 2 x C)
x valor de ponderación 2 + (diferencia 3
x valor de ponderación 3) + (diferencia 4 x
valor de
ponderación
4)
donde la diferencia 1 = temperatura
de descarga (T_dis) - temperatura de descarga objetiva (T_d_c) del
compresor,
d_diferencia 1 = diferencia actual 1 - diferencia
previa 1,
diferencia 2 = temperatura media de entrada de
los intercambiadores de calor interiores [(Teva_in,a +
Teva_in,b)/
2] - temperatura de entrada del intercambiador de calor interior de una unidad interior objetiva (Teva_in,a).
2] - temperatura de entrada del intercambiador de calor interior de una unidad interior objetiva (Teva_in,a).
diferencia 3 = capacidad actual (Cf) - capacidad
previa (Cf) del compresor.
diferencia 4 = temperatura intermedia del
intercambiador de calor interior de la unidad interior objetiva
(Teva_mid,a) - temperatura de entrada del intercambiador de calor
interior de la unidad interior objetiva Teva_in,a), y
E, D, C y los valores de ponderación 1 a 4 son
constantes determinadas de acuerdo con el número de unidades
interiores en el modo de refrigeración.
13. El acondicionador de aire del tipo de
unidades múltiples según la reivindicación 10, donde los medios de
control calculan una temperatura de descarga objetiva del compresor
sobre la base de la temperatura exterior, la temperatura interior y
una frecuencia de funcionamiento del compresor determinada de
acuerdo con las capacidades requeridas de las unidades interiores,
y controla la relación de apertura de cada una de las válvulas de
expansión eléctrica considerando una diferencia entre una
temperatura media de las temperaturas de entrada de los
intercambiadores de calor interiores y una temperatura de entrada
de un correspondiente intercambiador de calor interior en un modo
de calefacción.
14. El acondicionador de aire del tipo de
unidades múltiples según la reivindicación 13, donde los medios de
control controlan la relación de apertura de cada una de las
válvulas de expansión eléctricas utilizando una etapa de salida
calculada por la siguiente Ecuación [4] en una operación de unidades
múltiples para permitir que dos o más unidades realicen
simultáneamente las operaciones de calefacción,
___[4]etapa de salida =
(diferencia 1 x E +d_diferencial x D) x valor de ponderación 1 +
(diferencia 5 x C)
x valor de ponderación 2 + (diferencia 3
x valor de ponderación 3) + (diferencia 4 x
valor de
ponderación
4)
donde diferencia 1 = temperatura de
descarga (T_dis) - temperatura de descarga objetiva (T_d_c) del
compresor,
d_diferencia 1 = diferencia actual 1 - diferencia
previa 1,
diferencia 5 = temperatura media intermedia de
los intercambiadores de calor interiores [(Teva_mid,a +
Teva_mid,b)/2] - temperatura intermedia del intercambiador de calor
interior de la unidad interior objetiva (Teva_mid,a).
diferencia 3 = capacidad actual (Cf) - capacidad
previa (Cf) del compresor.
E, D, C y los valores de ponderación 1 a 4 son
constantes determinadas de acuerdo con el número de unidades
interiores que funcionan en el modo de calefacción.
15. Un acondicionador de aire del tipo de
unidades múltiples, que comprende:
una unidad exterior compuesta por un compresor y
un intercambiador de calor exterior,
una pluralidad de unidades interiores conectadas
a la unidad exterior y cada una provista con un intercambiador de
calor interior;
una pluralidad de válvulas de expansión
dispuestas en una pluralidad de tubos refrigerantes conectados
entre el intercambiador de calor exterior y los intercambiadores de
calor interiores, respectivamente, para controlar el caudal de
flujo del refrigerante,
medios de detección de la temperatura para
detectar temperaturas de regiones de entrada y de regiones
intermedias de los intercambiadores de calor interiores; y
medios de control para controlar una relación de
apertura de una válvula de expansión eléctrica objetiva sobre la
base de una diferencia entre una temperatura media de las
temperaturas de entrada de los intercambiadores de calor interiores
detectadas por los medios de detección de la temperatura y una
temperatura de entrada de un intercambiador de calor interior
correspondiente a la válvula de expansión eléctrica objetiva, y una
diferencia entre la temperatura intermedia y de entrada del
intercambiador de calor interior correspondiente.
16. El acondicionador de aire del tipo de
unidades múltiples según la reivindicación 15, donde los medios de
control controlan la relación de apertura de la válvula de
expansión eléctrica objetiva a incrementar si la temperatura media
es mayor que la temperatura de entrada.
17. Un acondicionador de aire del tipo de
unidades múltiples, que comprende:
una unidad exterior compuesta por un compresor y
un intercambiador de calor exterior;
una pluralidad de unidades interiores conectadas
a la unidad exterior y cada una provista con un intercambiador de
calor interior;
una pluralidad de válvulas de expansión
eléctricas dispuestas en una pluralidad de tubos refrigerantes
conectados entre el intercambiador de calor exterior y los
intercambiadores de calor interiores, respectivamente, para
controlar el caudal de flujo del refrigerante;
medios de detección de la temperatura de descarga
del compresor para detectar una temperatura de descarga del
compresor; y
medios de detección de la temperatura para
detectar temperaturas de regiones de entrada y de regiones
intermedias de los intercambiadores de calor interiores; y
medios de control para determinar una temperatura
de descarga objetiva del compresor para satisfacer de forma óptima
un grado de calentamiento en exceso por aspiración del compresor
basado en las capacidades requeridas de las unidades interiores, y
de acuerdo con los modos de operación, controlar la relación de
apertura de la válvula de expansión eléctrica sobre la base de una
diferencia entre la temperatura de descarga detectada por los
medios de detección de la temperatura de descarga del compresor y
una temperatura de descarga objetiva determinada para corresponder
con el modo de refrigeración, una diferencia entre las temperaturas
intermedias y de entrada de un intercambiador de calor interior
correspondiente detectadas por los medios de detección de la
temperatura, y una temperatura media de las temperaturas de entrada
de los intercambiadores de calor en el modo de refrigeración, y
para controlar la relación de apertura de una válvula de expansión
eléctrica correspondiente en un modo de calefacción sobre la base
de una diferencia entre la temperatura de descarga detectada por
los medios de detección de la temperatura de descarga del compresor
y una temperatura de descarga objetiva determinada para
corresponder a un modo de calefacción, y una temperatura media de
las temperaturas intermedia o de entrada de los intercambiadores de
calor interiores detectadas por los medios de detección de la
temperatura, en el modo de calefacción.
18. El acondicionador de aire del tipo de
unidades múltiples según la reivindicación 17, donde los medios de
control calculan la temperatura de descarga del compresor sobre la
base de la temperatura exterior, la temperatura interior y una
capacidad (frecuencia de funcionamiento) del compresor determinada
de acuerdo con las capacidades requeridas de las unidades
interiores.
19. El acondicionador de aire del tipo de
unidades múltiples según la reivindicación 17, donde los medios de
control controlan la relación de apertura de cada una de las
válvulas de expansión eléctricas considerando adicionalmente una
diferencia entre una capacidad (frecuencia de funcionamiento) del
compresor en un ciclo de control actual y una capacidad
(frecuencia de funcionamiento) del compresor en el ciclo de control
previo.
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