CN1467443A - 空调装置和其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种空调装置及其控制方法，该装置包括根据室内空调载荷控制相应容量的一倒相类压缩机和一个与其并行连接的二级可变容量压缩机。由于倒相类压缩机的容量比二级可变容量压缩机的低，因此空调的成本价格很有竞争力。

Description

空调装置和其控制方法

参照相关文件

本申请要求2002年6月14日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请No.2002-33221为优先权，其公开的内容将在下面参照引用。

技术领域

本发明涉及一种空调装置和其控制方法，其中该空调装置具有一倒相类(inverter-type)压缩机和一个两级可变容量压缩机。

背景技术

通常，一具有彼此相连的一室内单元和一室外单元的单独空调装置并不具有很大的室内空调载荷(需用容量)，因此在该单独空调装置中，固定容量压缩机安装在室外单元。

相反，设计了一具有多个室内单元与一个室外单元连接的多单元空气调节装置，从而各室内单元可以独立的提供一相应室内空间的空调载荷。在这种多单元空气调节装置中，由于各单独的室内单元的空调载荷不同，且随时间改变，因此，在室外单元中安装一可变容量的压缩机。相应的，制冷剂的流量通过利用各室内单元和室外单元之间的通信确定的室内单元的空调载荷和操作状态来控制。通常，可变容量压缩机由室外单元的微电脑控制。该室外单元微电脑根据各室内单元接受到的信息，来检查对应室内空间的空气调节需求、对应室内空间的温度状态等，并根据检查的信息控制压缩机的容量。

但是，由于传统的多单元空调装置的结构为多个室内单元与一个室外单元连接，因此，安装在室外单元中的压缩机必须被设计为可承受最大室内空调载荷。另外，为了使压缩机可以承受最大室内空调载荷，压缩机的制造困难会增加。即，必须进行多种参数的测试，从而增加压缩机的容量。上述方法制造的高容量压缩机的问题在于它相对于通常的压缩机很昂贵。

考虑到上述问题，通常采用将一可变容量压缩机与一固定容量压缩机结合以提供室内空调载荷。如图1所示，以根据倒相电路(invertercircuit)的频率改变的容量操作的压缩机10和以固定容量操作的固定容量压缩机20彼此并行连接。而且，一室外单元微电脑(未示出)根据从各室内单元接收到的室内空调载荷(需用容量)来控制压缩机10和20的容量。

参照图2，如果室内空调载荷为0％到50％，则室外单元微电脑控制压缩机10的容量。此时，微电脑根据从各室内单元接收到的室内空调载荷，通过改变从倒相电路输出到压缩机10的频率，在一预定范围R1内控制压缩机10的容量。另外，如果室内空调载荷为50％到100％，则室外单元微电脑控制压缩机10和20的容量。此时，微电脑在启动固定容量压缩机20之后，通过在预定范围R2内控制倒相类型压缩机10的容量，来提供不足的容量。

但是，如果上述传统空调装置用于建筑物，如大型建筑物时，则必须由可变容量压缩机提供的容量将不可避免的变大。将这种高容量压缩机(例如可变容量压缩机)制造为独立装置很困难。而且，即使可以将其制造为独立装置，该高容量压缩机的成本也非常昂贵，从而因压缩机成本的增加会导致经济负担。

因此，在多单元空调装置中，需要一种可以有效的解决大量室内空调载荷并在使用传统压缩机时可满足大量空调容量需求的方法。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种空调装置和其控制方法，其中一倒相类压缩机和一个二级可变容量压缩机彼此并行连接，以低成本提供室内空调载荷。

本发明的其他目的和优点一部分将在下面的说明中说明，一部分将从这些说明中很明显看出或可从实施本发明时领会到。

为了实现上述和其它目的，提供了一种空调装置，包括一第一压缩机；与第一压缩机并行连接，并被控制以最小容量和最大容量之一操作的第二压缩机；和一控制单元，它控制第一和第二压缩机的容量，从而实现第一和第二压缩机的总体容量由室内空调载荷线性控制。

本发明上述和其它目的还可以通过提供一种空调装置实现，该空调装置包括多个室内单元；和一个与多个室内单元连接的室外单元。该室外单元包括一第一压缩机；与第一压缩机并行连接，并被控制以最小容量和最大容量之一操作的第二压缩机；和一室外控制单元，它控制第一和第二压缩机的容量，从而根据室内单元所需的室内空调载荷，对第一和第二压缩机的总体容量进行线性控制。

本发明上述和其它目的还可以通过提供一种用于控制空调装置的方法来实现。该空调装置具有多个与一室外单元连接的室内单元，该室外单元包括一根据倒相电路的频率控制第一压缩机的容量的第一压缩机；和以第二最小容量和第二最大容量之一操作的第二压缩机。该方法包括：计算相应的室内单元所需要的空调容量；和控制第一和第二压缩机的容量，从而根据计算出的所需空调容量，线性控制第一和第二压缩机的总容量。第一压缩机的最大容量等于第二压缩机的最小容量，第二压缩机的最大容量为第二压缩机的最小容量的两倍或更多。

本发明上述和其它目的还可以通过提供一种包括两个并行连接的压缩机的装置来实现。一个压缩机为线性控制其容量的倒相类压缩机，另一个压缩机为二级可变容量压缩机，它具有相对较大的容量且以两个不同的容量操作。

附图说明

本发明的上述和其它目的和优点将从结合以下附图的最佳实施例的描述中变的明显，附图为：

图1示出传统空调装置的结构，其中可变容量压缩机和固定容量压缩机彼此并行连接；

图2为一图表，示出控制图1所示的压缩机的容量的操作；

图3A示出根据本发明一实施例的空调装置的结构，其中一倒相类压缩机和一个二级可变容量压缩机彼此并行连接；

图3B示出根据本发明一实施例的多单元空调装置；

图4示出根据本发明一实施例的油均衡管与压缩机连接的结构视图；

图5为一图表，示出控制图3所示的压缩机的容量的操作；

图6为控制图3所示的空调装置的方法实施例的流程图。

具体实施方式

下面详细参照本发明的最佳实施例描述本发明，其例子如附图所示，其中相同的附图标记指示相同的元件。

图3A和3B示出根据本发明一实施例的空调装置的结构，其中一倒相类压缩机和一个二级可变容量压缩机彼此并行连接。如图3A所示，本发明的空调装置包括两个彼此并行连接的压缩机30和40。压缩机30和40可用于多单元空调装置，其中多个室内单元90与一个室外单元80连接(见图3B)。所示的压缩机30和40安装在室外单元80中，它们的容量由室外单元微电脑60控制。

室外单元微电脑60根据倒相电路(未示出)输出频率(旋转数)控制第一压缩机30的容量。

第二压缩机40为一个二级可变容量压缩机，它具有两个压缩室P1和p2。如果根据室外单元微电脑的控制指令，第二压缩机40中的电机(未示出)向前旋转，则压缩室P1和P都执行制冷剂的压缩，因此第二压缩机40以100％容量操作，即最大容量操作。但是，如果根据室外单元微电脑的另一控制指令，第二压缩机40中的电机反转，则压缩室P1和P中只有一个执行制冷剂的压缩，因此第二压缩机40以50％容量操作，即最小容量操作。因此，第二压缩机40以室外单元微电脑60确定的两个不同容量之一(最小或最大容量)操作。

在所示实施例中，第一压缩机30的最大容量等于第二压缩机40的最小容量，并相当于第二压缩机40的最大容量的一半。由于可变容量压缩机相对固定容量压缩机制造成本较高，且通常压缩机的最大容量越大，压缩机就越贵，因此第一压缩机30的最大容量被设置为相对较低，以尽可能的减小制造成本。

需要一个使向具有不同容量的第一和第二压缩机30和40供应的油保持合适状态的装置。根据本发明实施例，图4中示出一油均衡装置。参照图4，该油均衡装置包括一油分离器50，一油传感器31，一阀32和毛细管41和51。油分离器50置于第一和第二压缩机30和40的流出侧，以分离制冷剂和油。油传感器31置于第一压缩机30和油分离器50之间，用于检测第一压缩机30的油量。阀32置于第一压缩机30的流出侧和油分离器50之间，用于隔离流向油分离器50的油。毛细管41和51位于第二压缩机40的流出侧和油分离器50之间。

利用油分离器50与制冷剂分离的油被提供给第一和第二压缩机30和40。此时，将油传感器31检测到的第一压缩机30的油量提供给室外单元微电脑60。该室外单元微电脑60将检测的油量与预置的参考油量比较，如果根据比较的结果，确定第一压缩机30的油不足，则打开阀32。这样，油分离器50中的油被提供给压缩机30和40。此时，由于毛细管41的电阻，大多数油首先提供给第一压缩机30，当阀32关闭后，再提供给第二压缩机40。考虑到上述的油的供应，最好制造该油均衡装置，使毛细管41的流动电阻大于阀32的电阻。

下文中，将参照图5和6详细的说明根据本发明的空调装置的操作及其控制方法。需要理解本方法可具体化为在微电脑可用的计算机可读介质上编码的一系列指令。

该空调装置可用于室内空调载荷可大幅变化的多单元空调装置中。因此，该多单元空调装置包括多个与一个室外单元80连接的室内单元90。室内单元90和室外单元80相互通信，一控制安装在室外单元80中的多个压缩机30、40的室外单元微电脑60可根据从各室内单元90接收到的室内空调载荷(需用容量)控制压缩机30、40的容量。

首先，在步骤S110，室外单元微电脑60通过将从多个室内单元90中的相应室内单元90接收到的空调载荷相加，来计算总的室内空调载荷(需要的容量)。

然后，在步骤S120，室外单元微电脑60判断计算的总的需要的容量是否为0。如果总的需要的容量为0，则在步骤S130，室外单元微电脑60停止第一和第二压缩机30和40的操作。

如果在步骤S120中总的需要的容量不是0，则在步骤S140中室外单元微电脑60判断总的所需的容量是否等于或小于压缩机30、40的总的容量的33％。如果总的所需的容量等于或小于33％，则如图5中P11所示，在图6的步骤S150和S160中，微电脑60停止第二压缩机40的操作，并通过利用一倒相电路向第一压缩机30提供一频率，控制第一压缩机30的容量以达到相应的计算的总的需要容量。

如果步骤S140中总的所需的容量大于压缩机30、40的总的容量的33％，则在步骤S170中室外单元微电脑60判断总的需要的容量是否小于或等于压缩机的总容量的67％。如果总的所需的容量小于或等于压缩机的总的容量的67％，则如图5的P12所示，在图6的步骤S180和S190中，室外单元微电脑60操作第二压缩机40反转，从而使第二压缩机40以最小容量操作(参照图5的B)，并通过利用一倒相电路向第一压缩机30提供一频率，控制第一压缩机30的容量以达到相应的计算的总的需要容量。

如果步骤S170中总的所需的容量大于压缩机30、40的总的容量的67％，则如图5的P13所示，在图6的步骤S200和S210中，室外单元微电脑60操作第二压缩机40向前转，从而使第二压缩机40以最大容量操作(参照图5的C)，并通过利用一倒相电路向第一压缩机30提供一频率，控制第一压缩机30的容量以达到相应的计算的总的需要容量。

步骤S130、S160、S190和S210执行完毕后，操作过程转到开始操作。

如上所述，本发明提供了一种空调装置及其控制方法，其中一个倒相类可变容量压缩机和一个二级可变容量压缩机彼此并行连接，从而可根据室内空调载荷(需用容量)控制压缩机的容量。另外，由于倒相类压缩机提供的容量相对降低，随着容量的降低，制造该倒相类压缩机的成本也降低，因此空调的价格很有竞争力。另外，由于不同容量的压缩机通过一油均衡装置并行连接，因此本发明可以保持提供给压缩机的油处于稳定状态。

虽然已经示出和说明了本发明的一些最佳实施例，但本领域技术人员在不脱离本发明实质和精神的前提下可以很容易的对实施例进行变化，其保护范围由权利要求和其等同物进行限定。

Claims (16)

1.一种空调装置，包括：

一具有可变容量的第一压缩机；

与第一压缩机并行连接，并被控制以第一容量和第二容量之一操作的第二压缩机；和

一控制单元，它控制第一和第二压缩机容量，从而根据室内空调载荷，对第一和第二压缩机的总容量进行线性控制。

2.如权利要求1所述的空调装置，其中根据一倒相电路的频率控制第一压缩机的可变容量。

3.如权利要求2所述的空调装置，其中第一压缩机的最大容量等于第二压缩机的第一容量，第二压缩机的第二容量为第二压缩机的第一容量的二倍或更多。

4.如权利要求1所述的空调装置，其中第二压缩机包括两个压缩室，如果第二压缩机的电机向前转，则该第二压缩机通过使两个压缩室都执行压缩，以第二容量操作，如果第二压缩机的电极反转，则该第二压缩机通过选择两个压缩室中的一个执行压缩，以第一容量操作。

5.如权利要求1所述的空调装置，还包括：

一油均衡装置，用于保持提供给第一和第二压缩机的油稳定。

6.如权利要求4所述的空调装置，其中油均衡装置包括：

一油分离器，用于分离制冷剂和油；

一油传感器，置于第一压缩机和油分离器之间，用于感应第一压缩机的油量；

一阀，置于第一压缩机的流出侧和油分离器之间，用于隔离油流向分离器；

至少一个毛细管，位于第二压缩机的流出侧和油分离器之间。

7.如权利要求6所述的空调装置，其中控制单元将检测到的第一压缩机的油量与预置的参考油量比较，从而确定是否打开阀。

8.如权利要求7所述的空调装置，其中由于毛细管中的电阻，油首先提供给第一压缩机，在阀关闭后，再提供给第二压缩机。

9.如权利要求6所述的空调装置，其中毛细管的流动电阻大于阀的电阻。

10.如权利要求1所述的空调装置，其中第一压缩机为倒相类压缩机。

11.一种空调装置，包括：

多个室内单元；和

一个与多个室内单元连接的室外单元，该室外单元包括：

一具有可变容量的第一压缩机；

与第一压缩机并行连接，并被控制以第一容量和第二容量之一操作的第二压缩机；和

一室外控制单元，它控制第一和第二压缩机，从而实现根据室内单元要求的室内空调载荷而线性地控制第一和第二压缩机的总容量。

12.如权利要求11所述的空调装置，其中第一压缩机为倒相类压缩机。

13.一种用于控制空调装置的方法，该空调装置具有与一室外单元连接的多个室内单元，该室外单元包括一根据一倒相电路的频率控制容量的第一压缩机和一以第一容量和第二容量中之一操作的第二压缩机；该方法包括：

计算相应的室内单元所需要的空调容量；和

控制第一和第二压缩机，从而根据计算出的空调容量，线性地控制第一和第二压缩机的总容量，

其中第一压缩机的最大容量等于第二压缩机的第一容量，第二压缩机的第二容量大于或等于第二压缩机的第一容量的两倍。

14.如权利要求13所述的控制空调装置的方法，其中所述控制包括：

如果计算的空调容量为0，则停止第一和第二压缩机的操作；

如果计算的空调容量大于0并等于或小于第一压缩机的最大容量，则停止第二压缩机的操作，并通过提供一倒相电路输出的频率，控制第一压缩机的容量以达到计算的第一压缩机的空调容量；

如果计算的空调容量大于第一压缩机的最大容量，并小于或等于第二压缩机的第二容量，则控制第二压缩机以第一容量操作，并通过提供一倒相电路输出的频率，控制第一压缩机的容量以达到计算的第一压缩机的空调容量；和

如果计算的空调容量大于第二压缩机的第二容量，则控制第二压缩机以第二容量操作，并通过提供一倒相电路输出的频率，控制第一压缩机的容量以达到计算的第一压缩机的空调容量。

15.一种用于存储执行控制空调装置的方法的数据的存储介质，该空调装置具有多个与一室外单元连接的室内单元，该室外单元包括一具有根据一倒相电路的频率控制的容量的第一压缩机，和以第一容量和第二容量之一操作的第二压缩机，该方法包括：

计算对应室内单元所需的空调容量；和

控制第一和第二压缩机的容量，从而根据计算的空调容量，线性地控制第一和第二压缩机的总容量，

其中第一压缩机的最大容量等于第二压缩机的第一容量，第二压缩机的第二容量为第二压缩机的第一容量的两倍或更多。

16.如权利要求15所述的存储介质，其中该控制包括：

如果计算的空调容量为0，则停止第一和第二压缩机的操作；

如果计算的空调容量大于0并等于或小于第一压缩机的最大容量，则停止第二压缩机的操作，并通过提供一倒相电路输出的频率，控制第一压缩机的容量以达到计算的第一压缩机的空调容量；

如果计算的空调容量大于第一压缩机的最大容量，并小于或等于第二压缩机的第二容量，则控制第二压缩机以第一容量操作，并通过提供一倒相电路输出的频率，控制第一压缩机的容量以达到计算的第一压缩机的空调容量；和

如果计算的空调容量大于第二压缩机的第二容量，则控制第二压缩机以第二容量操作，并通过提供一倒相电路输出的频率，控制第一压缩机的容量以达到计算的第一压缩机的空调容量。

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