專利名稱：空調(diào)器及其運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括排出能力可變的能力可變式壓縮機(jī)(旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)或渦漩式壓縮機(jī))的空調(diào)器及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法，特別是涉及將兩種制冷特性不同的制冷劑混合起來(lái)使用的空調(diào)器及其運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法。
通常，空調(diào)器的制冷劑回路用制冷劑管道將壓縮機(jī)、四通切換閥、冷凝器、減壓器和蒸發(fā)器連接起來(lái)構(gòu)成，使制冷劑在制冷劑回路中循環(huán)。
在制冷劑回路中，壓縮并排出制冷劑使其循環(huán)，所以在制冷劑回路中產(chǎn)生規(guī)定的制冷劑壓力，在安全設(shè)計(jì)上要能充分地經(jīng)受規(guī)定的壓力?？墒牵?dāng)外界氣溫上升得比預(yù)料的溫度高時(shí)，由于外部環(huán)境等的影響，制冷劑回路內(nèi)的壓力有時(shí)會(huì)異常地高于預(yù)料的壓力，這樣，當(dāng)制冷劑回路中的制冷劑壓力異常高時(shí)，由于有可能損壞制冷劑回路等，所以要停止驅(qū)動(dòng)制冷劑回路中的壓縮機(jī)，以防止制冷劑回路內(nèi)的異常壓力的升高。
另一方面，作為填充在制冷劑回路內(nèi)的制冷劑，迄今是使用含有氯基的R-12等，但由于存在著破壞地面上空臭氧層的可能性，所以從保護(hù)環(huán)境的目的出發(fā)，使用氯含量少的R-22(氯二氟甲烷)、不含氯的R-32(二氟甲烷)、R-125(五氟乙烷)、R-134a(四氟乙烷)或它們的混合物等(以下稱“HFC系列制冷劑”)作為代用制冷劑。
使用這種HFC系列制冷劑時(shí)，作為該混合制冷劑的性質(zhì)，由于運(yùn)轉(zhuǎn)壓力比以往的單一制冷劑(例如R-22)的壓力高，所以在制冷劑回路中容易產(chǎn)生異常高的壓力。
例如，使用混合制冷劑時(shí)，在相同的溫度下，壓力約為以往使用單一制冷劑時(shí)的1.5倍。
將這種運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓力高的HFC系列制冷劑作為制冷劑使用時(shí)，如果依然使用以往的制冷劑回路(制冷劑管道和制冷劑機(jī)器等)，為了防止制冷劑回路的損壞，必須使上述壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
可是，如果在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中使壓縮機(jī)停止，空調(diào)器的運(yùn)轉(zhuǎn)能力將被中斷，特別是使用運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓力高的混合制冷劑時(shí)，經(jīng)常要停止壓縮機(jī)、頻繁地中斷運(yùn)轉(zhuǎn)，這是不理想的。
另外，雖然也可以考慮重新估計(jì)制冷劑回路的耐壓，但是，重新估計(jì)耐壓，就需要改變制冷劑管道和制冷劑機(jī)器等構(gòu)成部件的強(qiáng)度設(shè)定，從而將增大制冷劑管道的壁厚并增加制冷劑管道的重量，以致存在大型化等的問(wèn)題。
本發(fā)明就是為了解決上述問(wèn)題而開發(fā)的，其目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能防止制冷劑回路中產(chǎn)生異常高壓、同時(shí)能防止運(yùn)轉(zhuǎn)能力下降的空調(diào)器及其運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法。
有關(guān)本發(fā)明的第1方面，一種備有包括能力可變型壓縮機(jī)、冷凝器、減壓裝置和蒸發(fā)器的制冷劑回路并根據(jù)該制冷劑回路的負(fù)載要求控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力的空調(diào)器，在上述制冷劑回路中循環(huán)并且特性不同的至少2種以上的制冷劑、根據(jù)上述制冷劑回路的負(fù)載要求計(jì)算上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力并輸出表示該運(yùn)轉(zhuǎn)能力的運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)的運(yùn)算部、控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力以得到與該運(yùn)算部的運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力的驅(qū)動(dòng)部、以及當(dāng)上述制冷劑回路中的制冷劑壓力超過(guò)第1壓力值時(shí)將上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)向上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力減小的方向校正的校正處理裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第1方面，當(dāng)制冷劑回路中的制冷劑壓力大于規(guī)定的第1壓力值時(shí)，即使是在負(fù)載要求高的情況下，校正處理裝置也校正運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)并發(fā)送給驅(qū)動(dòng)部，以便使之低于當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。因此，使用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)便可防止在制冷劑回路中產(chǎn)生異常高壓，同時(shí)由于不停止壓縮機(jī)，所以能防止因運(yùn)轉(zhuǎn)中斷而造成運(yùn)轉(zhuǎn)能力下降。特別是使用混合制冷劑時(shí)，也能使用以往的耐壓設(shè)計(jì)的制冷劑回路。
根據(jù)本發(fā)明的第2方面，一種備有包括能力可變型壓縮機(jī)、冷凝器、減壓裝置和蒸發(fā)器的制冷劑回路并根據(jù)該制冷劑回路的負(fù)載要求控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力的空調(diào)器，在上述制冷劑回路中循環(huán)并且特性不同的至少2種以上的制冷劑、根據(jù)上述制冷劑回路的負(fù)載要求計(jì)算上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力并輸出表示該運(yùn)轉(zhuǎn)能力的運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)的運(yùn)算部、控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力以得到與該運(yùn)算部的運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力的驅(qū)動(dòng)部、當(dāng)上述制冷劑回路中的制冷劑壓力超過(guò)第1壓力值時(shí)將上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)向上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力減小的方向校正的第1校正處理裝置、以及當(dāng)上述制冷劑回路中的制冷劑壓力超過(guò)比第1壓力值低的第2壓力值時(shí)將上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)向上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力不增加的方向校正的第2校正處理部。
根據(jù)本發(fā)明的第2方面，與本發(fā)明的第1方面一樣，當(dāng)制冷劑回路中的制冷劑壓力比規(guī)定的第1壓力值高時(shí)，就用比當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)能力低的運(yùn)轉(zhuǎn)能力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，但是，進(jìn)而還設(shè)定了比第1壓力值低的第2壓力值，當(dāng)制冷劑回路中的壓力超過(guò)該第2壓力值時(shí)，第2校正處理部就禁止當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)能力上升。因此，在從第1壓力值至第2壓力值的范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力不上升的運(yùn)轉(zhuǎn)能力減小的現(xiàn)象，從而可以防止制冷劑回路中發(fā)生異常高壓。特別是能對(duì)付急劇上升的壓力。
根據(jù)本發(fā)明的第3方面，在本發(fā)明的第2方面中，使上述第2壓力值比上述第1壓力值低2％至3％。
在有關(guān)本發(fā)明的第3方面中，之所以規(guī)定2％至3％的范圍，是因?yàn)槿绻∮?％，即使進(jìn)行禁止上升處理，也會(huì)由于壓力檢測(cè)器檢測(cè)的壓力產(chǎn)生滯后而有可能立刻超過(guò)第1壓力值，如果大于3％，則由于容易限制壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)而不能有效地維持運(yùn)轉(zhuǎn)能力。另外，若再考慮制冷劑回路中的脈動(dòng)，為了獲得空調(diào)器的舒適運(yùn)轉(zhuǎn)，最好采用該范圍。
根據(jù)本發(fā)明的第4方面，一種備有包括能力可變型壓縮機(jī)、冷凝器、減壓裝置和蒸發(fā)器的制冷劑回路并根據(jù)該制冷劑回路的負(fù)載要求，控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力的空調(diào)器的控制方法使特性不同的至少2種以上的制冷劑在上述制冷劑回路中循環(huán)，由驅(qū)動(dòng)部控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力、以便獲得與運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，該運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)表示根據(jù)上述制冷劑回路的負(fù)載要求計(jì)算的上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，當(dāng)上述制冷劑回路中的制冷劑壓力超過(guò)第1壓力值時(shí)，將上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)向上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力減小的方向校正，當(dāng)上述制冷劑回路中的制冷劑壓力超過(guò)比第1壓力值低的第2壓力值時(shí)，將上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)向上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力不增加的方向校正。
在有關(guān)本發(fā)明的第4方面中，是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第2方面的控制方法，在從第1壓力值至第2壓力值的范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)能力不上升的的運(yùn)轉(zhuǎn)能力減小的現(xiàn)象，從而可以防止制冷劑回路中發(fā)生異常高壓。
圖1是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的空調(diào)器的斜視圖。
圖2是圖1所示的空調(diào)器的制冷劑回路圖。
圖3是圖1所示的空調(diào)器的控制電路圖。
圖4是表示變換壓縮機(jī)的主要控制的框圖。
圖5是表示空調(diào)器的主要運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法的流程圖。
圖6是表示檢測(cè)壓力和運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的控制之間的關(guān)系的曲線圖。
根據(jù)


本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
圖1是一般家庭用的空調(diào)器的斜視圖。這種空調(diào)器由配置在室內(nèi)的使用側(cè)機(jī)組A和配置在室外的熱源側(cè)機(jī)組B構(gòu)成，兩者用制冷劑管道300連接。
圖2是表示圖1所示的空調(diào)器的制冷循環(huán)的制冷劑回路圖。
1是由電機(jī)部和由該電機(jī)部驅(qū)動(dòng)的壓縮部構(gòu)成的、由后文所述的轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行頻率控制的所謂變換壓縮機(jī)(能力可變型壓縮機(jī))。作為壓縮機(jī)的能力可變方法，有使用直流(DC)電機(jī)時(shí)的電壓控制或使用容量可變閥時(shí)的排出量控制等。另外，雖然圖中未示出，但為了抑制由從該變換壓縮機(jī)(以下簡(jiǎn)稱＂壓縮機(jī)＂)1排出的制冷劑的脈動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)及噪聲而設(shè)有消聲器。3是切換制冷/供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑流向用的四通切換閥。4是熱源側(cè)熱交換器，5是毛細(xì)管，6是濾網(wǎng)，7是使用側(cè)熱交換器，8是消聲器，9是蓄壓器，10是電磁開關(guān)閥。
在壓縮機(jī)1的排出側(cè)設(shè)有作為檢測(cè)制冷劑排出壓力的壓力檢測(cè)裝置用的壓力傳感器2。
該壓力傳感器2用來(lái)檢測(cè)制冷劑回路內(nèi)的高壓壓力，設(shè)在毛細(xì)管的前后，用于制冷和供暖。它與作為上述控制裝置的微機(jī)41連接，發(fā)出檢測(cè)信號(hào)。壓力傳感器2既可以總是檢測(cè)壓力，也可以是微機(jī)41每隔規(guī)定時(shí)間發(fā)出檢測(cè)指令、當(dāng)有該指令時(shí)測(cè)定壓力。
利用這樣的制冷劑回路結(jié)構(gòu)，從壓縮機(jī)1排出的制冷劑根據(jù)四通切換閥3的切換位置和電磁開關(guān)閥10的開閉情況，如實(shí)線箭頭(制冷運(yùn)轉(zhuǎn))、虛線箭頭(供暖運(yùn)轉(zhuǎn))和點(diǎn)劃線箭頭(除霜運(yùn)轉(zhuǎn))所示的那樣按照3種模式?jīng)Q定制冷劑的流動(dòng)方向。
制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，熱源側(cè)熱交換器4起冷凝器的作用，使用側(cè)熱交換器7起蒸發(fā)器的作用。供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使用側(cè)熱交換器7起冷凝器的作用，熱源側(cè)熱交換器4起蒸發(fā)器的作用。除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(供暖運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中)，從壓縮機(jī)1排出的高溫制冷劑的一部分被直接供給熱源側(cè)熱交換器4，以便使熱源側(cè)熱交換器4的溫度上升。于是，熱源側(cè)熱交換器4的溫度上升、進(jìn)行除霜。另外，當(dāng)該除霜運(yùn)轉(zhuǎn)功能不充分時(shí)(外界溫度特別低時(shí)等)，便進(jìn)行逆循環(huán)除霜(實(shí)線箭頭所示的流向)，進(jìn)行強(qiáng)制除霜。
圖3是空調(diào)器的控制電路圖。以圖3中的中央處的點(diǎn)劃線為界，左側(cè)表示使用側(cè)機(jī)組A的控制電路，右側(cè)表示熱源側(cè)機(jī)組B的控制電路。兩個(gè)控制電路通過(guò)動(dòng)力線100和控制線200互相連接。
在使用側(cè)機(jī)組A中設(shè)有整流電路11、電機(jī)用電源供給電路12、控制用電源供給電路13、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15、開關(guān)基板17、接收電路18a、顯示基板18和擋板電機(jī)19。
整流電路11對(duì)從插頭10a供給的100V交流電壓進(jìn)行整流。電機(jī)用電源供給電路12將向直流(DC)風(fēng)扇電機(jī)16供給的直流電壓調(diào)整到10～36V。該DC風(fēng)扇電機(jī)16用來(lái)根據(jù)從微機(jī)14送來(lái)的信號(hào)將經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的空氣送到被調(diào)節(jié)的室內(nèi)。
控制用電源供給電路13產(chǎn)生供給微機(jī)14用的5V的直流電壓。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15應(yīng)答來(lái)自微機(jī)14的信號(hào)，根據(jù)DC風(fēng)扇電機(jī)16的旋轉(zhuǎn)位置信息控制向定子線圈通電的時(shí)間，從而控制旋轉(zhuǎn)頻率。開關(guān)基板17被固定在使用側(cè)機(jī)組A的操作盤上，在該開關(guān)基板17上設(shè)有通/斷開關(guān)、試運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)等。接收電路18a接收來(lái)自無(wú)線遙控器60的遠(yuǎn)距離操作信號(hào)(例如通/斷信號(hào)、制冷/供暖切換信號(hào)、或室溫設(shè)定信號(hào)等)。顯示基板18顯示空調(diào)器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。擋板電機(jī)19具有轉(zhuǎn)動(dòng)擋板以便改變冷/暖空氣的排出方向的功能。
在該控制電路中還設(shè)有測(cè)定室溫用的室溫傳感器20、測(cè)定使用側(cè)熱交換器的溫度用的熱交換器溫度傳感器21、測(cè)定房間濕度用的濕度傳感器22。由這些傳感器檢測(cè)的測(cè)量值經(jīng)過(guò)A/D變換后傳送給微機(jī)14。來(lái)自微機(jī)14的控制信號(hào)通過(guò)串行電路23和端子板T3，送給熱源側(cè)機(jī)組B。另外，雙向可控硅26和熱繼電器27由微機(jī)14通過(guò)驅(qū)動(dòng)器24控制，以此分檔控制供給干燥運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使用的再加熱器25的電力。
符號(hào)30是保存表示空調(diào)器的型號(hào)和特性的特定數(shù)據(jù)的外部ROM。當(dāng)電源開關(guān)接通且操作停止后，這些特定數(shù)據(jù)便立刻從ROM30取出。當(dāng)電源開關(guān)接通時(shí)，在ROM30的特定數(shù)據(jù)的取出結(jié)束之前，不進(jìn)行無(wú)線遙控器60的命令輸入、通/斷開關(guān)或試運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)(其操作方法將在后文說(shuō)明)的狀態(tài)檢測(cè)。
其次，說(shuō)明熱源側(cè)機(jī)組B的控制電路。
在熱源側(cè)機(jī)組B中，端子板T’1、T’2、T’3分別連接在配置于使用側(cè)機(jī)組A上的端子板T1、T2、T3上。符號(hào)31是與端子板T’1、T’2平行連接的變阻器，32是噪聲濾波器，34是電感線圈、35是使電壓倍增的倍壓整流電路，36是噪聲濾波器。
符號(hào)39是通過(guò)端子板T’3對(duì)從使用側(cè)機(jī)組A供給的控制信號(hào)進(jìn)行交換的串行電路，該變換后的信號(hào)傳送給微機(jī)41。40是檢測(cè)向熱源側(cè)機(jī)組B和變流器(CT)33內(nèi)的負(fù)載供給的電流的電流檢測(cè)器，將電流整流為直流(DC)電壓，然后將DC電壓供給微機(jī)41。41是微機(jī)，42是由于產(chǎn)生微機(jī)41工作用電力的切換電力供給電路，38是根據(jù)來(lái)自微機(jī)41的控制信號(hào)對(duì)向下述壓縮機(jī)電機(jī)供給的電力進(jìn)行PWM控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)器38構(gòu)成例如將6個(gè)功率晶體管連接成三相橋式的所謂轉(zhuǎn)換裝置。
符號(hào)43是用于使制冷循環(huán)的壓縮機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)電機(jī)，44是檢測(cè)壓縮機(jī)的排出側(cè)的制冷劑的溫度用的排出側(cè)溫度傳感器。45是分三檔控制轉(zhuǎn)速、將空氣送給室外熱交換器的風(fēng)扇電機(jī)，如上所述，由四通切換閥3和電磁閥10切換制冷循環(huán)的制冷劑通路。另外，在熱源側(cè)機(jī)組B中，檢測(cè)室外溫度的室外溫度傳感器48配置在空氣入口處，還配置有檢測(cè)室外熱交換器溫度的室外熱交換器溫度傳感器49。檢測(cè)制冷劑壓力的壓力傳感器2配置在壓縮機(jī)1的排出側(cè)。把這些溫度傳感器48、49及壓力傳感器2獲得的檢測(cè)值進(jìn)行A/D變換且取入微機(jī)41。
符號(hào)50是與使用側(cè)機(jī)組A的外部ROM30具有同樣功能的外部ROM。有關(guān)該熱源側(cè)機(jī)組B的特有數(shù)據(jù)包含后文所述的確定控制壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率時(shí)的禁止區(qū)的第1壓力值P1和比該第1壓力值P1低的第2壓力值P2，此外，該外部ROM30還存儲(chǔ)著使高于壓力值P1的下降區(qū)中的壓力值下降的規(guī)定比例，構(gòu)成由微機(jī)41控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器38的頻率控制裝置。
熱源側(cè)機(jī)組B和使用側(cè)機(jī)組A的各控制電路中的符號(hào)F是熔斷絲。
微機(jī)14和41分別將預(yù)先存儲(chǔ)了程序的ROM、存儲(chǔ)了參照數(shù)據(jù)的RAM、以及執(zhí)行程序的CPU包容在同一個(gè)容器中(例如英特爾公司出售的87C196MC(MCS-96系列)。
其次說(shuō)明制冷劑。
在本實(shí)施形態(tài)中，適合使用運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓力高的制冷劑可以是單一的制冷劑也可以是混合制冷劑，例如可以使用R-410A或R-410B。R-410A是具有2種成分的混合制冷劑，由重量百分比50％的R-32和重量百分比50％的R-125構(gòu)成，沸點(diǎn)為-52.2℃露點(diǎn)為-52.2℃。R-410B由重量百分比為45％的R-32和重量百分比為55％的R-125構(gòu)成。
這種具有2種成分的混合制冷劑具有這樣的特性，即與以往的單一的制冷劑HCFC-22相比較，在給定條件下，壓縮機(jī)的排出溫度在HCFC-22的情況下為66.0℃，在R-410A的情況下為73.6℃，冷凝壓力在HCFC-22的情況下為17.35巴，在R-410A的情況下為27.30巴，蒸發(fā)壓力在HCFC-22的情況下為6.79巴，在R-410A的情況下為10.86巴，就整個(gè)制冷劑回路來(lái)說(shuō)，溫度比使用以往的單一制冷劑HCFC-22時(shí)的高并且壓力也高。
另一方面，在使用R-410A和R-410B等共沸混合制冷劑時(shí)，各成分的制冷劑的沸點(diǎn)相近似，所以制冷劑的成分不易發(fā)生變化，不需要考慮由于制冷劑成分的變化而產(chǎn)生的溫度漂移的問(wèn)題。因此，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中容易控制。
其次，說(shuō)明本實(shí)施形態(tài)中的工作情況。
制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如圖2中的實(shí)線箭頭所示，從壓縮機(jī)1排出的制冷劑按照消聲器2、四通切換閥3、熱源側(cè)熱交換器(室外熱交換器)4、作為減壓器的毛細(xì)管5、篩網(wǎng)過(guò)濾器6、使用側(cè)熱交換器(室外熱交換器)7、消聲器8、四通切換閥3、蓄壓器9的順序在制冷劑回路中循環(huán)，使用側(cè)熱交換器7起蒸發(fā)器的作用，用毛細(xì)管5減壓。供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如虛線箭頭所示，從壓縮機(jī)1排出的制冷劑按照消聲器2、四通切換閥3、消聲器8、使用側(cè)熱交換器(室外熱交換器)7、篩網(wǎng)過(guò)濾器6、毛細(xì)管5、熱源側(cè)熱交換器(室外熱交換器)4、四通切換閥3、蓄壓器9的順序在制冷劑回路中循環(huán)，熱源側(cè)熱交換器4起蒸發(fā)器的作用，用毛細(xì)管5減壓。
在本實(shí)施形態(tài)中，如上所述，由于將R-410A和R-410B2種成分的混合制冷劑作為制冷劑使用，所以與使用單一的制冷劑時(shí)相比較，制冷劑管道中的制冷劑壓力高。另一方面，對(duì)于制冷劑回路中的制冷劑壓力的耐壓有規(guī)定的界限。特別是在用按照使用單一制冷劑設(shè)計(jì)的制冷劑回路中使用混合制冷劑時(shí)，必須控制制冷劑壓力不能達(dá)到超過(guò)該耐壓的異常高壓。
因此，在本實(shí)施形態(tài)中，是在制冷劑回路中設(shè)置壓力傳感器2，根據(jù)所檢測(cè)的壓力值控制壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)(排出量)，防止制冷劑回路達(dá)到異常高壓。下面，說(shuō)明壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制。
圖4是壓縮機(jī)控制的主要結(jié)構(gòu)的框圖。
由要求負(fù)載部101接收根據(jù)從遙控器60發(fā)出的期望溫度和當(dāng)前室溫之差計(jì)算的要求負(fù)載或根據(jù)急速制冷指令等的負(fù)載要求。并且，由頻率運(yùn)算部(運(yùn)算部)103，計(jì)算與要求負(fù)載對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。
另一方面，當(dāng)由區(qū)處理部105接收到從壓力傳感器2發(fā)出的壓力信號(hào)時(shí)，判斷檢測(cè)壓力是位于哪個(gè)區(qū)的壓力，發(fā)出與區(qū)對(duì)應(yīng)的校正命令。即，如圖6所示，判斷壓力檢測(cè)器2的檢測(cè)壓力值P位于比第2壓力值P2小的(P＜P2)范圍的釋放區(qū)A、在高于第2壓力值P2而小于第1壓力值P1(P2≤P≤P1)范圍的上升禁止區(qū)B、比第1壓力值P1大(P＞P1)的范圍的下降區(qū)C三者中的哪個(gè)范圍內(nèi)，將與各區(qū)對(duì)應(yīng)的校正信號(hào)送給校正處理部(校正處理裝置)107。
校正處理部107對(duì)由上述頻率運(yùn)算部計(jì)算的壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率校正后，向壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。即，校正處理部107對(duì)由頻率運(yùn)算部103計(jì)算的頻率進(jìn)行如下控制。
當(dāng)檢測(cè)壓力P位于P＜P2的區(qū)A時(shí)，校正處理部107不作任何校正。因此，按照由頻率運(yùn)算部103根據(jù)遙控器60等的要求負(fù)載計(jì)算的值驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1。
當(dāng)檢測(cè)壓力P位于P2≤P≤P1的上升禁止區(qū)B時(shí)，相對(duì)于由頻率運(yùn)算部103計(jì)算的值，禁止發(fā)出使頻率上升的指令信號(hào)。即，即使有提高負(fù)載的請(qǐng)求，也仍維持當(dāng)前的壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，只有當(dāng)要求降低負(fù)載時(shí)，才將新的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)送給驅(qū)動(dòng)部。
當(dāng)檢測(cè)壓力P位于P＞P1的下降區(qū)C時(shí)，不接收由頻率運(yùn)算部103根據(jù)要求負(fù)載計(jì)算的頻率信號(hào)，而且向壓縮機(jī)發(fā)出使當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率下降的信號(hào)。對(duì)頻率下降的程度沒(méi)有特別限制，例如可以發(fā)出下降1Hz或2Hz的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)。
現(xiàn)在說(shuō)明第1壓力值P1和第2壓力值P2。
第1壓力值P1設(shè)定為制冷劑回路的耐壓值或與其相近的值，在使用單一制冷劑的家用空調(diào)器中，通常約為35kg/cm2。第2壓力值P2最好比上述第1壓力值低2％至3％，例如當(dāng)?shù)?壓力值約為35kg/cm2時(shí)，第2壓力值P2為34kg/cm2。
之所以規(guī)定第2壓力值P2比第1壓力值P1低2％至3％，是因?yàn)槿绻∮?％以上時(shí)，由于應(yīng)答的延遲時(shí)間以及脈動(dòng)產(chǎn)生的誤差，有可能容易超過(guò)第1壓力值。如果大于3％時(shí)，本實(shí)施形態(tài)的控制將過(guò)于頻繁，有可能不能維持運(yùn)轉(zhuǎn)能力。
其次，參照?qǐng)D5的流程圖，說(shuō)明壓縮機(jī)1的控制動(dòng)作。
在起動(dòng)步驟控制動(dòng)作開始時(shí)，在S1，由溫度傳感器44檢測(cè)外界溫度，將其檢測(cè)值的檢測(cè)信號(hào)傳送給微機(jī)41，并進(jìn)入S2。
在S2，接收由遙控器60設(shè)定的室溫設(shè)定值(期望溫度)和室溫傳感器等各種傳感器的狀態(tài)信號(hào)，計(jì)算需要的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，并進(jìn)入S3。
在S3，由壓力傳感器2a檢測(cè)當(dāng)前的制冷劑回路的壓力P(排出壓力值)，并進(jìn)入S4。
在S4，將檢測(cè)值P與第1壓力值P1進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)值P大于第1壓力值P1時(shí)，由于檢測(cè)的壓力值P位于圖6所示的下降區(qū)C，所以進(jìn)入S5，發(fā)出指令信號(hào)，變更當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率設(shè)定值，以便產(chǎn)生指令信號(hào)僅使1至2Hz這樣的小頻率驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的電機(jī)。另一方面，當(dāng)檢測(cè)值P不大于第1壓力值P1時(shí)，進(jìn)入S6，與第2壓力值P2進(jìn)行比較。
在S6，如果檢測(cè)值P在第2壓力值P2以上，則由于檢測(cè)的壓力值P位于圖6所示的禁止上升區(qū)B，所以進(jìn)入S7，當(dāng)對(duì)新的要求負(fù)載設(shè)定的頻率設(shè)定值大于當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率時(shí)，進(jìn)行維持當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的校正。因此，當(dāng)新的要求負(fù)載比當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率低時(shí)，控制裝置將由該運(yùn)轉(zhuǎn)頻率決定的指令信號(hào)送給壓縮機(jī)電機(jī)。
另外，在S7，取入室溫傳感器20的檢測(cè)值和外界溫度的檢測(cè)值，確定壓縮機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。
在S6，當(dāng)檢測(cè)值P不在第2壓力值P2以上時(shí)，則由于檢測(cè)的壓力值P位于圖6所示的釋放區(qū)A，所以無(wú)特別限制，對(duì)應(yīng)于所要求的輸出，仍使用由頻率運(yùn)算部計(jì)算的頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)電機(jī)34。
這樣，通過(guò)根據(jù)制冷劑回路的壓力檢測(cè)值進(jìn)行禁止運(yùn)轉(zhuǎn)頻率上升或強(qiáng)制地進(jìn)行使其下降的控制，便能防止制冷/供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能力下降，而且能防止產(chǎn)生異常高壓。另外，由于可以將使用單一制冷劑的制冷劑回路用于混合制冷劑，所以能降低產(chǎn)品的成本。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施形態(tài)，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種變更。
例如，在上述實(shí)施例中，雖然是以制冷運(yùn)轉(zhuǎn)為例進(jìn)行說(shuō)明的，但不受此限，在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)中也能獲得同樣的效果。
另外，下降區(qū)C中的區(qū)域設(shè)定壓力值不限定一個(gè)。即，可以設(shè)定多個(gè)下降區(qū)，改變各區(qū)的頻率下降的比例。
根據(jù)本發(fā)明的第1方面，則當(dāng)制冷劑回路中的制冷劑壓力大于規(guī)定的第1壓力值時(shí)，即使在負(fù)載要求高的情況下，也校正輸出給壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)以使之比現(xiàn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)能力低。因此，能防止制冷劑回路中產(chǎn)生異常高壓。另外，由于壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不中斷，所以能防止運(yùn)轉(zhuǎn)能力的下降。特別是使用混合制冷劑時(shí)，仍然可以按照以往的制冷劑回路的耐壓高效率地進(jìn)行制冷/供暖運(yùn)轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第2方面，則除了能獲得與本發(fā)明的第1方面同樣的效果外，另外還設(shè)定了比第1壓力值低的第2壓力值，當(dāng)制冷劑回路中的壓力超過(guò)該第2壓力值時(shí)，第2校正處理部便禁止當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)能力上升。因此，在從第1壓力值至第2壓力值的范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力不上升的運(yùn)轉(zhuǎn)能力減小的現(xiàn)象，從而能防止制冷劑回路中發(fā)生異常高壓。特別是能對(duì)付急劇的壓力上升。
根據(jù)本發(fā)明的第3方面，則由于將第2壓力值規(guī)定在比第1壓力值低2％至3％的范圍內(nèi)，所以不會(huì)中斷空調(diào)器的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，從而能確保穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且運(yùn)轉(zhuǎn)效率高。
根據(jù)本發(fā)明的第4方面，提供控制本發(fā)明第1方面所述的空調(diào)器的方法，所以與本發(fā)明的第1方面一樣，用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)便可防止制冷劑回路中發(fā)生異常高壓，同時(shí)能防止運(yùn)轉(zhuǎn)能力的下降。
權(quán)利要求
1.一種備有包括能力可變型壓縮機(jī)、冷凝器、減壓裝置和蒸發(fā)器的制冷劑回路并根據(jù)該制冷劑回路的負(fù)載要求控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力的空調(diào)器，其特征在于包括在上述制冷劑回路中循環(huán)并且特性不同的至少2種以上的制冷劑、根據(jù)上述制冷劑回路的負(fù)載要求計(jì)算上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力并輸出表示該運(yùn)轉(zhuǎn)能力的運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)的運(yùn)算部、控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力以得到與該運(yùn)算部的運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力的驅(qū)動(dòng)部、以及當(dāng)上述制冷劑回路中的制冷劑壓力超過(guò)第1壓力值時(shí)將上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)向上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力減小的方向校正的校正處理裝置。
2.一種備有包括能力可變型壓縮機(jī)、冷凝器、減壓裝置和蒸發(fā)器的制冷劑回路并根據(jù)該制冷劑回路的負(fù)載要求控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力的空調(diào)器，其特征在于包括在上述制冷劑回路中循環(huán)并且特性不同的至少2種以上的制冷劑、根據(jù)上述制冷劑回路的負(fù)載要求計(jì)算上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力并輸出表示該運(yùn)轉(zhuǎn)能力的運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)的運(yùn)算部、控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力以得到與該運(yùn)算部的運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力的驅(qū)動(dòng)部、當(dāng)上述制冷劑回路中的制冷劑壓力超過(guò)第1壓力值時(shí)將上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)向上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力減小的方向校正的第1校正處理裝置、以及當(dāng)上述制冷劑回路中的制冷劑壓力超過(guò)比第1壓力值低的第2壓力值時(shí)將上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)向上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力不增加的方向校正的第2校正處理部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)器，其特征在于上述第2壓力值比上述第1壓力值低2％至3％。
4.一種備有包括能力可變型壓縮機(jī)、冷凝器、減壓裝置和蒸發(fā)器的制冷劑回路并根據(jù)該制冷劑回路的負(fù)載要求控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力的空調(diào)器的控制方法，其特征在于使特性不同的至少2種以上的制冷劑在上述制冷劑回路中循環(huán)，由驅(qū)動(dòng)部控制上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力、以便獲得與運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，該運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)表示根據(jù)上述制冷劑回路的負(fù)載要求計(jì)算的上述壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力；當(dāng)上述制冷劑回路中的制冷劑壓力超過(guò)第1壓力值時(shí)，將上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)向上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力減小的方向校正，當(dāng)上述制冷劑回路中的制冷劑壓力超過(guò)比第1壓力值低的第2壓力值時(shí)，將上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力信號(hào)向上述運(yùn)轉(zhuǎn)能力不增加的方向校正。
全文摘要
提供用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)便可防止制冷劑回路中發(fā)生異常高壓、同時(shí)能防止運(yùn)轉(zhuǎn)能力下降的空調(diào)器及其運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法。本發(fā)明在備有控制能力可變型壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力控制裝置的空調(diào)器中，當(dāng)檢測(cè)的制冷劑回路的壓力超過(guò)第1壓力值時(shí)，校正處理部107發(fā)出使當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)能力下降的校正信號(hào)，當(dāng)超過(guò)比第1壓力值低的第2壓力值時(shí)，第2校正處理部發(fā)出禁止運(yùn)轉(zhuǎn)能力上升的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)部根據(jù)這些信號(hào)控制壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。
文檔編號(hào)F25B9/00GK1153272SQ9611456
公開日1997年7月2日 申請(qǐng)日期1996年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月17日
發(fā)明者石垣茂彌, 進(jìn)士干泰, 小泉友人, 津野勝之, 鈴木孝浩, 阿久津正德, 虻川則男 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社