專利名稱:空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及空調(diào)系統(tǒng),更具體地涉及一種空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法,該空調(diào)系統(tǒng)能夠最優(yōu)化地控制流向與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換的熱交換器的制冷劑的流速。
背景技術(shù):
通常,空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)壓縮、冷凝、膨脹和蒸發(fā)制冷劑來(lái)冷卻或者加熱房間。一般而言,空調(diào)系統(tǒng)裝備有壓縮機(jī)、室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置和室外熱交換器。
在空調(diào)系統(tǒng)中存在制冷系統(tǒng),在該制冷系統(tǒng)中只沿一個(gè)方向進(jìn)行制冷循環(huán),以對(duì)房間僅提供冷氣;以及制熱/制冷系統(tǒng),在該制熱/制冷系統(tǒng)中選擇性地沿兩個(gè)方向進(jìn)行制冷循環(huán),以對(duì)房間提供冷氣或噯氣。
此外,在空調(diào)系統(tǒng)中,依其連接的室內(nèi)單元的數(shù)目,存在單獨(dú)式空調(diào)系統(tǒng)以及復(fù)式空調(diào)系統(tǒng),在每個(gè)單獨(dú)式空調(diào)系統(tǒng)中,一個(gè)室內(nèi)單元與一個(gè)室外單元連接;而在每個(gè)復(fù)式空調(diào)系統(tǒng)中,多個(gè)室內(nèi)單元與一個(gè)室外單元連接。
空調(diào)系統(tǒng)使用壓縮機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源,用于使制冷劑流動(dòng),該空調(diào)系統(tǒng)還使用用于潤(rùn)滑壓縮機(jī)的油。
但是,如果室內(nèi)熱交換器與室外熱交換器之間的高度差或者距離很大,由于現(xiàn)有技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)具有不良的油回收速度,從而無(wú)法向壓縮機(jī)提供足夠的供油速度,由此容易導(dǎo)致對(duì)壓縮機(jī)的損壞,因此就需要發(fā)展一種能夠解決所述問(wèn)題的空調(diào)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明旨在提供一種空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法,其能夠克服因現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足所產(chǎn)生的各種問(wèn)題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法,其特別適用于室內(nèi)熱交換器與室外熱交換器之間的高度差或者距離很大的情況。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法,其能夠精密控制室內(nèi)溫度。
本發(fā)明的附加優(yōu)點(diǎn)、目的和特征將在以下的說(shuō)明中部分地闡明,并且對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在研究下文時(shí)便在某種程度上變得顯而易見(jiàn),或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中了解。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)書(shū)面說(shuō)明書(shū)及其權(quán)利要求書(shū)以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)和獲得。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點(diǎn),并且根據(jù)本發(fā)明的意圖,如在此具體實(shí)施及廣泛描述的,本發(fā)明提供一種空調(diào)系統(tǒng),包括;室外熱交換部分,其包括壓縮機(jī),用于壓縮制冷劑;室外熱交換器,用于使制冷劑與室外空氣進(jìn)行熱交換;以及膨脹裝置,用于使制冷劑膨脹;室內(nèi)熱交換部分,其包括泵,用于使制冷劑在室外熱交換部分以外的流徑中流動(dòng);室內(nèi)熱交換器,用于使制冷劑與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換;以及流速控制裝置,用于控制制冷劑的流速;以及混合熱交換部分,其用于使彼此獨(dú)立的該室外熱交換部分與該室內(nèi)熱交換部分相互進(jìn)行熱交換。
該流速控制裝置可以包括溫度傳感器,其用于測(cè)量在該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的溫度;控制器,其用于利用在該溫度傳感器處測(cè)量的溫度來(lái)確定制冷劑的過(guò)熱度或者過(guò)冷度;以及流速控制閥,其用于根據(jù)該控制器的確定結(jié)果來(lái)控制流向該室內(nèi)熱交換器的制冷劑的流速。
該流速控制閥可安裝在該室內(nèi)熱交換器的制冷劑入口端。
該流速控制閥可安裝在該室內(nèi)熱交換器的制冷劑出口端。
所述溫度傳感器安裝在該室內(nèi)熱交換器的制冷劑入口端、制冷劑出口端、以及該制冷劑入口端與該制冷劑出口端之間的預(yù)定部分上。優(yōu)選地,該室內(nèi)熱交換器的制冷劑入口端與制冷劑出口端之間的該預(yù)定部分是該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑處于飽和狀態(tài)所位于的部分。
同時(shí),在本發(fā)明的另一方案中,提供一種用于控制空調(diào)系統(tǒng)的方法,包括如下步驟在控制器中設(shè)定理想過(guò)熱度和理想過(guò)冷度;比較由此設(shè)定的過(guò)熱度或者過(guò)冷度與由此測(cè)量的過(guò)熱度或者過(guò)冷度;以及根據(jù)比較由此設(shè)定的過(guò)熱度或者過(guò)冷度與由此測(cè)量的過(guò)熱度或者過(guò)冷度的步驟的結(jié)果,控制室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速。
該過(guò)熱度或者過(guò)冷度是在該室內(nèi)熱交換器的制冷劑出口處的制冷劑溫度與在該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的飽和溫度之差。
該控制室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速的步驟包括如下步驟如果測(cè)量的過(guò)熱度高于設(shè)定的過(guò)熱度,則增大該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速;以及如果測(cè)量的過(guò)熱度低于設(shè)定的過(guò)熱度,則減小該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速。
該控制室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速的步驟包括如下步驟如果測(cè)量的過(guò)冷度高于設(shè)定的過(guò)冷度,則增大該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速;以及如果測(cè)量的過(guò)冷度低于設(shè)定的過(guò)冷度,則減小該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速。
在本發(fā)明的再一方案中,空調(diào)系統(tǒng)包括至少一個(gè)第一熱交換器,用于與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換;第二熱交換器,用于將熱量從該第一熱交換器傳遞至其中安裝有第一熱交換器的制冷劑流徑的外側(cè);泵,用于使制冷劑循環(huán)至該第一熱交換器和該第二熱交換器;第三熱交換器,位于與該第一熱交換器和該第二熱交換器都獨(dú)立的流徑中,用于與該第二熱交換器進(jìn)行熱交換;第四熱交換器,用于將熱量從該第三熱交換器傳遞至室外空氣;壓縮機(jī),用于壓縮制冷劑并且使制冷劑循環(huán)至該第三熱交換器和該第四熱交換器;多個(gè)溫度傳感器,用于測(cè)量該第一熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的溫度;至少一個(gè)流速控制閥,用于根據(jù)在所述溫度傳感器處測(cè)量的溫度來(lái)控制該第一熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速。
所述溫度傳感器被分別設(shè)置在該第一熱交換器的制冷劑入口端和制冷劑出口端以及該制冷劑入口端與該制冷劑出口端之間的預(yù)定部分。在該制冷劑入口端與該制冷劑出口端之間的預(yù)定部分設(shè)置的溫度傳感器測(cè)量該第一熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的飽和溫度。
所述流速控制閥被設(shè)置到該室內(nèi)熱交換器的制冷劑入口端和制冷劑出口端。在控制制冷劑流速時(shí),調(diào)節(jié)在該第一熱交換器的制冷劑入口端處的流速控制閥的開(kāi)啟度,并且使制冷劑出口端處的流速控制閥的開(kāi)啟度開(kāi)至最大。
應(yīng)當(dāng)理解的是,本發(fā)明的上述概括說(shuō)明和以下具體說(shuō)明都是示范性和解釋性的,旨在提供對(duì)于所要求的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。
本發(fā)明包括的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,結(jié)合在本申請(qǐng)中并構(gòu)成本申請(qǐng)一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例,并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的視圖;圖2示意性地示出圖1中空調(diào)系統(tǒng)中的室內(nèi)熱交換器部分的視圖;圖3示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于控制空調(diào)系統(tǒng)的方法的步驟的流程圖;圖4示出圖1中空調(diào)系統(tǒng)的制冷運(yùn)行中制冷劑的狀態(tài)變化的P-h視圖;以及圖5示出圖1中空調(diào)系統(tǒng)的制熱運(yùn)行中制冷劑的狀態(tài)變化的P-h視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將詳細(xì)參閱本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,其中附圖示出了本發(fā)明的實(shí)例。盡可能在全部附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代相同或類似的部件。
圖1和圖2均示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的視圖。
參考圖1和圖2,該空調(diào)系統(tǒng)包括室內(nèi)熱交換部分10,用于與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換;室外熱交換部分20,用于與室外空氣進(jìn)行熱交換;以及混合熱交換器30,用于使室內(nèi)熱交換部分10中的制冷劑與室外熱交換部分20中的制冷劑相互進(jìn)行熱交換。
室內(nèi)熱交換部分10包括第一熱交換器14,用于與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換;泵12,用于使制冷劑循環(huán)至第一熱交換器14;以及流速控制裝置,用于控制流至第一熱交換器14的制冷劑的流速。
室外熱交換部分20具有室內(nèi)熱交換部分10以外(independent from)的制冷劑流徑,并且包括第四熱交換器24,用于使制冷劑與室外空氣進(jìn)行熱交換;以及壓縮機(jī)22,用于壓縮制冷劑以及使制冷劑循環(huán)至第四熱交換器24。
室外熱交換部分20還包括膨脹裝置28,用于使制冷劑膨脹以降低制冷劑的壓力;以及流動(dòng)控制器23,用于控制制冷劑的流向。
同時(shí),室外熱交換部分20可以具有許多變型,只要該部分能夠?qū)崃總鬟f至室內(nèi)熱交換部分10中的制冷劑。例如,該部分可以使用熱水或者廢熱作為熱源。
將混合熱交換器30構(gòu)成為使得具有彼此獨(dú)立的制冷劑流徑的室內(nèi)熱交換部分10與室外熱交換部分20能夠相互進(jìn)行熱交換,而無(wú)需在室內(nèi)熱交換部分10與室外熱交換部分20之間混合制冷劑。
為了使室內(nèi)熱交換器10與室外熱交換器20能夠相互進(jìn)行熱交換,混合熱交換部分30包括在室內(nèi)熱交換部分10的流徑中的第二熱交換器16,以及在室外熱交換部分20的流徑中的第三熱交換器26,用于與第二熱交換器16進(jìn)行熱交換。
也就是說(shuō),第二熱交換器16與第三熱交換器26進(jìn)行熱交換,從而使室內(nèi)熱交換部分10與室外熱交換部分20進(jìn)行熱交換。
此外,第二熱交換器16形成作為室內(nèi)熱交換部分10的一部分的制冷劑循環(huán)流徑,并且第三熱交換器26形成作為室外熱交換部分20的一部分的制冷劑循環(huán)流徑。
也就是說(shuō),室外熱交換部分20形成具有第三熱交換器26、第四熱交換器24、壓縮機(jī)22和膨脹裝置28的制冷劑流徑,而室內(nèi)熱交換部分10形成具有第一熱交換器14、第二熱交換器16、泵12和流速控制裝置的制冷劑流徑。
第二熱交換器16和第三熱交換器26可以具有許多變型。也就是說(shuō),第二熱交換器16和第三熱交換器26可由散熱板或者制冷劑管構(gòu)成。
將混合熱交換部分30構(gòu)成為使第二熱交換器16與室外熱交換部分中的第三熱交換器26彼此進(jìn)行熱接觸。
例如,混合熱交換部分30可由一組(stack)多個(gè)板式導(dǎo)熱片構(gòu)成,在所述板式導(dǎo)熱片之間設(shè)置有第二熱交換器16和第三熱交換器26,以使其彼此熱接觸。
可選地,混合熱交換部分30可以具有這樣的結(jié)構(gòu),其中通過(guò)導(dǎo)熱流體使第二熱交換器與第三熱交換器彼此進(jìn)行熱交換?;蛘?,將第二熱交換器16和第三熱交換器26構(gòu)成為具有雙管(double tube)的形式。
同時(shí),將詳細(xì)說(shuō)明室內(nèi)熱交換部分10。
如上所述,室內(nèi)熱交換部分10具有室外熱交換部分20以外的流徑,并且包括第一熱交換器14、泵12、流速控制裝置以及混合熱交換部分30的第二熱交換器16。
室內(nèi)熱交換部分10具有代替壓縮機(jī)而作為用于使制冷劑流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)源的泵12,并且不具有用于使制冷劑膨脹的單獨(dú)的膨脹裝置。由此,室內(nèi)熱交換部分10無(wú)需用于使壓縮機(jī)工作的油,從而不需要用于回收制冷劑的操作。
優(yōu)選地,泵12包括泵送電機(jī)(未示出)和葉輪(未示出)。此外,優(yōu)選地,將液態(tài)制冷劑提供至泵12,為此,盡管未示出,也可以在混合熱交換部分30與泵12之間設(shè)置單獨(dú)的制冷劑儲(chǔ)箱,用于將制冷劑提供至泵12。
優(yōu)選地,采用變頻電機(jī)(inverter motor)作為泵送電機(jī)來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而控制制冷劑的流速。當(dāng)然,也可以使用具有恒定轉(zhuǎn)速的定速電機(jī)。
通常,將第一熱交換器14安裝在需要制冷和/或制熱的房間內(nèi)裝配的室內(nèi)單元15中。也就是說(shuō),第一熱交換器14是用于與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換以對(duì)房間進(jìn)行制冷或者制熱的室內(nèi)熱交換器。
如果需要的話,可在房間內(nèi)裝配多個(gè)室內(nèi)單元15,據(jù)此,可在其中安裝多個(gè)室內(nèi)熱交換器14。
流速控制裝置包括多個(gè)溫度傳感器17a、17b和17c,用于測(cè)量流經(jīng)室內(nèi)熱交換器14的制冷劑的溫度;控制器(未示出),用于參考溫度傳感器17a、17b和17c所測(cè)量的溫度而確定室內(nèi)熱交換器14中的制冷劑的過(guò)熱度或者過(guò)冷度;以及流速控制閥13a和13b,用于根據(jù)該控制器的確定結(jié)果而控制流向室內(nèi)熱交換器14的制冷劑的流速。
優(yōu)選地,流速控制閥13a和13b均是利用電磁力控制流道的開(kāi)啟度的電磁閥。當(dāng)然,可以有多種流速控制閥13a和13b,只要該閥能夠控制流道的開(kāi)啟度。
此外,盡管優(yōu)選地將流速控制閥13a和13b安裝在制冷劑流進(jìn)和/或流出的室內(nèi)熱交換器14的相對(duì)端上,但是流速控制閥13a和13b的安裝位置不限于此,而是可將流速控制閥13a和13b僅安裝在所述相對(duì)端的其中之一上。
下面將參考圖2說(shuō)明溫度傳感器的安裝位置。
優(yōu)選地,將溫度傳感器17a、17b和17c分別安裝在入口17a、出口17b以及在入口17a與出口17b之間的預(yù)定部分17c上,其中通過(guò)入口17a制冷劑被引入室內(nèi)熱交換器14,而通過(guò)出口17b從室內(nèi)熱交換器14排出制冷劑。
也就是說(shuō),至少三個(gè)溫度傳感器17a、17b和17c被安裝在室內(nèi)單元15上安裝的每個(gè)室內(nèi)熱交換器14上。
優(yōu)選地,在三個(gè)溫度傳感器17a、17b和17c中,將在入口17a與出口17b之間的預(yù)定部分上安裝的溫度傳感器17c安裝在室內(nèi)熱交換器14中的制冷劑處于飽和狀態(tài)的一個(gè)點(diǎn)上,以使溫度傳感器17c能夠測(cè)量在制冷劑的飽和狀態(tài)下的溫度。
在飽和狀態(tài)下的溫度是指即使制冷劑隨制冷劑的熱交換發(fā)生相變但卻不發(fā)生溫度變化時(shí)的溫度。
控制器具有在制冷劑的壓力下預(yù)設(shè)的理想過(guò)熱度和理想過(guò)冷度,并且利用由溫度傳感器17a、17b和17c在室內(nèi)熱交換器14的各個(gè)部分所測(cè)量的溫度來(lái)計(jì)算實(shí)際過(guò)熱度和實(shí)際過(guò)冷度。
過(guò)熱度或者過(guò)冷度是在室內(nèi)熱交換器14出口的溫度傳感器17b與在室內(nèi)熱交換器14中部的溫度傳感器17c之間測(cè)量的溫度差。
過(guò)熱度是在制冷時(shí)的溫度差,而過(guò)冷度是在制熱時(shí)的溫度差。
下面將說(shuō)明參考空調(diào)系統(tǒng)中的過(guò)熱度或者過(guò)冷度來(lái)控制制冷劑流速的方法。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于控制空調(diào)系統(tǒng)的方法的步驟的流程圖。
參考圖3,控制空調(diào)系統(tǒng)的方法包括如下步驟;在控制器上設(shè)定理想過(guò)冷度和理想過(guò)熱度(S1);測(cè)量在室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的過(guò)冷度或者過(guò)熱度(S2);比較由此設(shè)定的過(guò)冷度或者過(guò)熱度與測(cè)量的過(guò)冷度或者過(guò)熱度(S3);以及根據(jù)比較由此設(shè)定的過(guò)冷度或者過(guò)熱度與測(cè)量的過(guò)冷度或者過(guò)熱度的步驟S3的結(jié)果,控制室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速。
如上所述,過(guò)熱度或者過(guò)冷度是在室內(nèi)熱交換器14的出口處的制冷劑溫度與在室內(nèi)熱交換器14中流動(dòng)的制冷劑的飽和狀態(tài)下的制冷劑溫度之差。
此外,如上所述,利用室內(nèi)熱交換器14上安裝的多個(gè)溫度傳感器17a、17b和17c測(cè)量制冷劑的溫度。
首先,執(zhí)行設(shè)定步驟(S1),其中在控制器上設(shè)定在室內(nèi)熱交換器工作時(shí)的理想過(guò)熱度和理想過(guò)冷度。理想過(guò)熱度和理想過(guò)冷度隨制冷劑的壓力和環(huán)境溫度而變化。
然后,執(zhí)行測(cè)量步驟(S2),其中測(cè)量在室內(nèi)熱交換器14中流動(dòng)的制冷劑的實(shí)際過(guò)熱度或者實(shí)際過(guò)冷度。在測(cè)量步驟(S2)中,利用室內(nèi)熱交換器14上安裝的溫度傳感器17a、17b和17c測(cè)量制冷劑的溫度。
也就是說(shuō),由于過(guò)熱度或者過(guò)冷度是在室內(nèi)熱交換器14的出口處的制冷劑溫度與室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的飽和溫度之差,所以控制器能夠利用在溫度傳感器17a、17b和17c所測(cè)量的溫度來(lái)計(jì)算過(guò)熱度或者過(guò)冷度。
然后,執(zhí)行確定步驟(S3),其中將測(cè)量的過(guò)熱度或者過(guò)冷度與預(yù)設(shè)的過(guò)熱度或者過(guò)冷度進(jìn)行比較。在確定步驟(S3)中,確定測(cè)量的過(guò)熱度或者過(guò)冷度是否等于(converge to)預(yù)設(shè)的過(guò)熱度或者過(guò)冷度,如果不相等,則確定哪一個(gè)具有多大的差值。
然后,執(zhí)行調(diào)節(jié)步驟(S4),其中根據(jù)確定步驟(S3)的確定結(jié)果調(diào)節(jié)室內(nèi)熱交換器14中流動(dòng)的制冷劑的流速。
在調(diào)節(jié)步驟(S4)中,通過(guò)控制室內(nèi)熱交換部分10的相對(duì)端上的流速控制閥13a和13b來(lái)調(diào)節(jié)制冷劑的流速。
更詳細(xì)地說(shuō),如果在房間制冷時(shí)測(cè)量的過(guò)熱度高于預(yù)設(shè)的過(guò)熱度,則調(diào)節(jié)流速控制閥13a和13b的開(kāi)啟度,以增大在室內(nèi)熱交換器14中流動(dòng)的制冷劑的流速(S4a);如果在房間制冷時(shí)測(cè)量的過(guò)熱度低于預(yù)設(shè)的過(guò)熱度,則調(diào)節(jié)流速控制閥13a和13b的開(kāi)啟度,以減小在室內(nèi)熱交換器14中流動(dòng)的制冷劑的流速(S4c)。
如果在房間制冷時(shí)測(cè)量的過(guò)熱度等于預(yù)設(shè)的過(guò)熱度,則保持在室內(nèi)熱交換器14中流動(dòng)的制冷劑的流速(S4b)。
同時(shí),如果在房間制熱時(shí)測(cè)量的過(guò)冷度高于預(yù)設(shè)的過(guò)來(lái)度,則調(diào)節(jié)流速控制閥13a和13b的開(kāi)啟度,以增大在室內(nèi)熱交換器14中流動(dòng)的制冷劑的流速(S4a);如果在房間制熱時(shí)測(cè)量的過(guò)冷度低于預(yù)設(shè)的過(guò)冷度,則調(diào)節(jié)流速控制閥13a和13b的開(kāi)啟度,以減小在室內(nèi)熱交換器14中流動(dòng)的制冷劑的流速(S4c)。
如果在房間制熱時(shí)測(cè)量的過(guò)冷度等于預(yù)設(shè)的過(guò)冷度,則保持在室內(nèi)熱交換器14中流動(dòng)的制冷劑的流速(S4b)。
下面將說(shuō)明空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。
圖4和圖5分別示出顯示在空調(diào)系統(tǒng)對(duì)房間制冷和對(duì)房間制熱時(shí)、室外熱交換部分20和室內(nèi)熱交換部分10處的制冷劑的壓力“P”和熱函(enthalpy)“h”的變化的視圖。
空調(diào)系統(tǒng)依運(yùn)行而對(duì)房間進(jìn)行制冷或者制熱。
在制冷或者制熱時(shí),混合熱交換部分30在室外熱交換部分20與室內(nèi)熱交換部分10之間交換熱量。
下面將參考圖1和圖2說(shuō)明制冷運(yùn)行。
在壓縮機(jī)22中壓縮室外熱交換部分20中的制冷劑,并且將其傳送至流動(dòng)控制器23(A-B段)。流動(dòng)控制器23將制冷劑轉(zhuǎn)向至朝向第四熱交換器24的一側(cè)。在這種情況下,隨著制冷劑與室外空氣進(jìn)行熱交換,引入至第四熱交換器24的制冷劑被冷凝(B-C段)。隨著制冷劑通過(guò)膨脹裝置28,冷凝后的制冷劑變成低溫低壓制冷劑(C-D段)。在冷卻混合熱交換部分30的第三熱交換器26之后,通過(guò)流動(dòng)控制器23將低溫低壓制冷劑引入壓縮機(jī)22(D-A段)。在室外熱交換部分20中,如果制冷劑流動(dòng),則壓縮機(jī)22用作驅(qū)動(dòng)源。
然后,隨著混合熱交換部分30中的第二熱交換器16與第三熱交換器26進(jìn)行熱交換,室內(nèi)熱交換部分10中的制冷劑被冷卻(e-a段)。由此被冷卻的制冷劑被泵12抽吸至第一熱交換器的一側(cè)(a-b段)。在這種情況下,制冷劑既不處于二相態(tài),也不處于飽和溫度。通過(guò)第一熱交換器14的入口處的流速控制閥13a和13b,將抽吸的制冷劑引入第一熱交換器14,并且在與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換之后,將制冷劑排出第一熱交換器14(b-c-d段)。
室內(nèi)熱交換部分10中的制冷劑達(dá)到飽和溫度,在該飽和溫度制冷劑不發(fā)生溫度變化,但隨著制冷劑與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換而發(fā)生相變(c點(diǎn))。在這個(gè)階段中,位于第一熱交換器14的相對(duì)端之間的溫度傳感器17c測(cè)量制冷劑的飽和溫度,并且在第一熱交換器14的出口處的溫度傳感器17b(相應(yīng)于“d”點(diǎn))測(cè)量制冷劑的過(guò)熱溫度。
據(jù)此,控制器確定飽和溫度與過(guò)熱溫度之差以得到過(guò)熱度,比較得到的過(guò)熱度與制冷劑的預(yù)設(shè)的過(guò)熱度,并且調(diào)節(jié)流速控制閥13a和13b的開(kāi)啟度。
也就是說(shuō),如果確定測(cè)量的過(guò)熱度高于預(yù)設(shè)的過(guò)熱度,則使第一熱交換器14上的流速控制閥13a和13b的開(kāi)啟度更大,以增大制冷劑的流速。
與此相反,如果確定測(cè)量的過(guò)熱度低于預(yù)設(shè)的過(guò)熱度,則使第一熱交換器14上的流速控制閥13a和13b的開(kāi)啟度更小,以減小制冷劑的流速。
在這種情況下,對(duì)于第一熱交換器14的相對(duì)端上的流速控制閥13a和13b,雖然優(yōu)選地使第一熱交換器14的入口端處的流速控制閥13a的開(kāi)啟度更大或者更小,并且使第一熱交換器14的出口端處的流速控制閥13b的開(kāi)啟度被開(kāi)至最大,但是流速控制閥13a和13b的開(kāi)啟方式不限于這一種。
據(jù)此,能夠最佳地控制流進(jìn)第一熱交換器14的制冷劑的流速。
在第一熱交換器14中進(jìn)行熱交換之后,制冷劑從第一熱交換器14排出至混合熱交換部分30的第二熱交換器16,并且于此被再次冷卻,進(jìn)而從這里進(jìn)行循環(huán)。
下面,參考圖1、圖2和圖5說(shuō)明制熱運(yùn)行。
在室外熱交換部分20中的壓縮機(jī)22壓縮制冷劑之后,制冷劑被傳送至流動(dòng)控制器23(A-B)。流動(dòng)控制器23將制冷劑轉(zhuǎn)向至朝向混合熱交換部分30的第三熱交換器26的一側(cè)。在這種情況下,引入至混合熱交換部分30的制冷劑放熱,并且在第三熱交換器26處被冷凝(B-C)。隨著制冷劑通過(guò)膨脹裝置28,冷凝后的制冷劑變成低溫低壓制冷劑(C-D),然后其被引入第四熱交換器24,與室外空氣進(jìn)行熱交換,并且通過(guò)流動(dòng)控制器23被引入至壓縮機(jī)(D-A)。在室外熱交換部分20中的制冷劑的循環(huán)方向與制冷運(yùn)行中的相反。
然后,在室內(nèi)熱交換部分10處的制冷劑具有通過(guò)泵12的抽吸而加強(qiáng)的壓力(a-b)。隨著制冷劑在混合熱交換部分30的第二熱交換器16處與室外熱交換部分20的第三熱交換器26進(jìn)行熱交換,所抽吸的制冷劑被加熱(b-c)。
由此加熱的制冷劑被泵12傳送至第一熱交換器14的一側(cè)。引入第一熱交換器14的制冷劑與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換以加熱房間,同時(shí)制冷劑本身被冷凝(c-a)。
在這種情況下,隨著第一熱交換器14中的制冷劑與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換,制冷劑達(dá)到制冷劑不發(fā)生溫度變化但發(fā)生相變的飽和溫度(d-e)。在這個(gè)階段中,位于第一熱交換器14的制冷劑入口與出口之間的溫度傳感器17c測(cè)量制冷劑的飽和溫度(“e”點(diǎn)),并且在第一熱交換器14的出口處的溫度傳感器17b測(cè)量制冷劑的過(guò)熱溫度(“a”點(diǎn))。
據(jù)此,控制器得到作為飽和溫度與過(guò)熱溫度之差的過(guò)熱度,比較得到的過(guò)熱度與制冷劑的預(yù)設(shè)的過(guò)熱度,并且調(diào)節(jié)流速控制閥13a和13b的開(kāi)啟度。
也就是說(shuō),如果確定測(cè)量的過(guò)熱度高于預(yù)設(shè)的過(guò)熱度,則使第一熱交換器14的制冷劑入口上的流速控制閥13a的開(kāi)啟度更大,以增大流向第一熱交換器14的制冷劑的流速。
與此相反,如果確定測(cè)量的過(guò)熱度低于預(yù)設(shè)的過(guò)熱度,則使流速控制閥13a的開(kāi)啟度更小,以減小制冷劑的流速。據(jù)此,調(diào)節(jié)了流向第一熱交換器14的制冷劑的流速。
已在第一熱交換器14處與室內(nèi)空氣進(jìn)行了熱交換的制冷劑進(jìn)行循環(huán),在該循環(huán)中,制冷劑被引入混合熱交換部分30的第二熱交換器16,并于此被再次加熱。
如上所述,本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法具有以下優(yōu)點(diǎn)。
通過(guò)使用泵作為無(wú)需油的驅(qū)動(dòng)源而將制冷劑提供至室內(nèi)熱交換部分,從而允許免除了在室內(nèi)熱交換部分進(jìn)行油回收操作。
據(jù)此,只要泵的功率允許,該空調(diào)系統(tǒng)就能夠不受建筑物高度的限制而安裝在多層建筑物中。此外,即使制冷劑管很長(zhǎng),只要泵的功率允許,該空調(diào)系統(tǒng)就特別適用于具有比現(xiàn)有技術(shù)更長(zhǎng)的制冷劑管線的系統(tǒng)中。
此外,可將室外熱交換部分的壓縮機(jī)和膨脹裝置設(shè)置在房間上安裝的室外單元外側(cè)。因此,即使壓縮機(jī)和膨脹裝置產(chǎn)生噪音,噪音也不會(huì)到達(dá)用戶處。
此外,由于室外熱交換部分通過(guò)混合熱交換部分與室內(nèi)熱交換部分相連接,所以不論建筑物的高度大小,都能夠顯著縮短室外熱交換部分的制冷劑管線的長(zhǎng)度。據(jù)此,能夠顯著提高制冷劑回收率,以防止由于不良的制冷劑回收率而使壓縮機(jī)受到損壞。
由于能夠在室內(nèi)熱交換部分中的第一熱交換器處測(cè)量制冷劑的飽和溫度,所以能夠最優(yōu)化控制流向第一熱交換器的制冷劑的流速。
從第一熱交換器最優(yōu)化控制制冷劑的流速允許精密地控制室內(nèi)溫度。
對(duì)將被安裝在房間內(nèi)的室內(nèi)熱交換部分不提供壓縮機(jī)和膨脹裝置,從而允許簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的室內(nèi)熱交換部分,其能夠減少室內(nèi)單元的成本。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)明白,在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變化。因而,本發(fā)明旨在覆蓋落入所附權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍之內(nèi)的對(duì)于本發(fā)明的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)系統(tǒng),包括室外熱交換部分,其包括壓縮機(jī),用于壓縮制冷劑;室外熱交換器,用于使制冷劑與室外空氣進(jìn)行熱交換;以及膨脹裝置,用于使制冷劑膨脹;室內(nèi)熱交換部分,其包括泵,用于使制冷劑在該室外熱交換部分以外的流徑中流動(dòng);室內(nèi)熱交換器,用于使制冷劑與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換;以及流速控制裝置,用于控制制冷劑的流速;以及混合熱交換部分,其用于使彼此獨(dú)立的該室外熱交換部分與該室內(nèi)熱交換部分相互進(jìn)行熱交換。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中該流速控制裝置包括溫度傳感器,其用于測(cè)量在該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的溫度;控制器,其用于利用在該溫度傳感器處測(cè)量的溫度來(lái)確定制冷劑的過(guò)熱度或者過(guò)冷度;以及流速控制閥,其用于根據(jù)該控制器的確定結(jié)果來(lái)控制流向該室內(nèi)熱交換器的制冷劑的流速。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其中該流速控制閥安裝在該室內(nèi)熱交換器的制冷劑入口端。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其中該流速控制閥安裝在該室內(nèi)熱交換器的制冷劑出口端。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其中所述溫度傳感器安裝在該室內(nèi)熱交換器的制冷劑入口端、制冷劑出口端、以及該制冷劑入口端與該制冷劑出口端之間的預(yù)定部分上。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其中該室內(nèi)熱交換器的制冷劑入口端與制冷劑出口端之間的該預(yù)定部分是該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑處于飽和狀態(tài)所位于的部分。
7.一種用于控制空調(diào)系統(tǒng)的方法,包括如下步驟在控制器中設(shè)定理想過(guò)熱度和理想過(guò)冷度;比較由此設(shè)定的過(guò)熱度或者過(guò)冷度與由此測(cè)量的過(guò)熱度或者過(guò)冷度;以及根據(jù)比較由此設(shè)定的過(guò)熱度或者過(guò)冷度與由此測(cè)量的過(guò)熱度或者過(guò)冷度的步驟的結(jié)果,控制室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其中該過(guò)熱度或者過(guò)冷度是在該室內(nèi)熱交換器的制冷劑出口處的制冷劑溫度與在該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的飽和溫度之差。
9.如權(quán)利要求7所述的方法,其中控制室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速的步驟包括如下步驟如果測(cè)量的過(guò)熱度高于設(shè)定的過(guò)熱度,則增大該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速;以及如果測(cè)量的過(guò)熱度低于設(shè)定的過(guò)熱度,則減小該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速。
10.如權(quán)利要求7所述的方法,其中控制室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速的步驟包括如下步驟如果測(cè)量的過(guò)冷度高于設(shè)定的過(guò)冷度,則增大該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速;以及如果測(cè)量的過(guò)冷度低于設(shè)定的過(guò)冷度,則減小該室內(nèi)熱交換器中流動(dòng)的制冷劑的流速。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法,其能夠最優(yōu)化控制流向與室內(nèi)空氣熱交換的熱交換器的制冷劑流速。該空調(diào)系統(tǒng)包括室外熱交換部分,包括壓縮機(jī),用于壓縮制冷劑;室外熱交換器,用于使制冷劑與室外空氣熱交換;及膨脹裝置,用于使制冷劑膨脹;室內(nèi)熱交換部分,包括泵,用于使制冷劑在室外熱交換部分以外的流徑中流動(dòng);至少一個(gè)室內(nèi)熱交換器,用于使制冷劑與室內(nèi)空氣熱交換;及流速控制裝置,用于控制制冷劑流速;以及混合熱交換部分,用于使彼此獨(dú)立的室外熱交換部分與室內(nèi)熱交換部分相互熱交換。只要泵的功率允許,空調(diào)系統(tǒng)就能不受建筑高度限制而安裝于多層建筑;也可應(yīng)用于具有更長(zhǎng)制冷劑管線的系統(tǒng),并能精密控制室內(nèi)空氣溫度。
文檔編號(hào)F25B11/00GK1779391SQ20051012488
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2005年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者宋致雨, 樸峰秀, 金柱沅, 張世東, 鄭白永, 吳世基 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社