专利名称：空调及其控制方法
技术领域：
本发明总体上涉及空调，具体而言涉及允许压缩机平稳启动的空调及控制空调的方法。
背景技术：
通常，压缩机使用安装到转动轴的偏心单元压缩流入压缩机入口侧的低压制冷剂。通过偏心单元压缩的高压制冷剂排放到压缩机的出口侧。
当由于不同的因素而需要临时制动然后重新启动压缩机时，由于压缩机入口侧与出口侧之间的压力差异而不能平稳重新启动。
为了平稳重新启动压缩机，根据现有技术，室外单元和室内单元之间的电子膨胀阀打开一段时间，以在重新启动压缩机之前使得入口侧与出口侧之间的压力相等。
但是，当压缩机的入口侧和出口之间具有较小压力差异时，除了打开电子膨胀阀一段时间外，压缩机不能重新启动。
此外，当压缩机在较长的时间内不能重新启动时，压缩机的电机过载，这样导致对压缩机的损坏。
上述问题经常发生在变容旋转压缩机中，所述变容旋转压缩机经常制动以改变压缩容量。
在韩国专利申请No.2002-61462中公开了一种变容旋转压缩机。在此申请中，压缩机被设计用于在具有不同内部容量的两个压缩机室之一中执行压缩操作。
变容旋转压缩机被设计用于在具有不同内部容量的两个压缩机室之一中执行压缩操作，同时通过偏心单元在剩余的一个压缩室中执行空转，这样很容易通过改变旋转轴的转动方向来变化压缩机的容量。
在具有变容旋转压缩机的空调中，当室内单元所需的容量变化时，压缩机的电机临时制动以根据室内单元所需的容量来变化制冷剂的排放量。结果，在经过压力平衡阶段后，压缩机的电机在与原始转动方向相反的方向中转动以在偏心单元执行空转的压缩室中执行压缩操作，这样重新启动变容旋转压缩机。
但是，在传统的空调中，即使在偏心单元执行空转的压缩室中，制冷剂也通过压缩机的电机转动而稍微压缩。这样，当压缩机的电机转动以在偏心单元执行空转的压缩室中执行压缩操作时，由于压缩室中的压力的不平衡的原因而限制了压缩机电机的转动。由此，压缩机可能不能重新启动，这样降低了成功重启的可能性。此外，在传统的空调中，当压缩机操作在具有较大容量的压缩室中执行时，压缩机的电机使用电机的主绕组驱动，所述主绕组具有相对较大的移动电源(mobile power)。另一方面，当压缩机操作在具有较小的压缩室中执行时，压缩机的电机使用电机的辅助绕组驱动，所述辅助绕组具有相对较小的移动电源。这样，在启动压缩机以在具有较小容量的压缩室中执行压缩操作的情况下，移动电源相对较低。由此，压缩机不能启动的可能性更高。
此外，当压缩室的内表面和与压缩室的内表面相接触的辊之间的摩擦阻力由于机械公差的原因而临时增加时，压缩机不能启动，导致启动可靠性降低。
发明内容
因此，本发明的一方面提供了一种允许压缩机平稳启动从而增加压缩机的启动可靠性的空调和控制空调的方法。
上述和/或者其它方面通过提供一种空调来实现，所述空调包括沿相对方向转动的压缩机；驱动单元，所述驱动单元沿向前或者反向的方向转动压缩机；启动确定单元，所述启动确定单元确定压缩机是否被启动从而沿特定方向旋转；控制单元，所述控制单元操作所述驱动单元以沿与所述特定方向相反的方向转动压缩机，当压缩机不能启动时，沿特定的方向重新启动压缩机。
上述和/或者其它方面还通过提供一种控制空调的方法来实现，所述空调具有沿相对方向转动的压缩机，所述方法包括启动压缩机以沿向前的方向转动压缩机，确定压缩机是否被启动从而沿向前的方向转动，以及当压缩机不能启动时，沿相反的方向转动压缩机后，沿向前的方向中重新启动压缩机。
此外，上述和/或者其它方面通过提供一种压缩机控制装置实现，包括沿相对的方向转动的压缩机；沿向前或者相反的方向转动的驱动单元；启动确定单元，所述启动确定单元确定压缩机是否沿特定的方向启动；控制单元，所述控制单元操作所述驱动单元以沿与特定方向相对的方向转动压缩机，当压缩机不能启动时，沿所述特定方向重新启动压缩机。
本发明的其它方面和/或者优点将会在随后的说明书中阐述，而且，部分特点会在说明书中清楚的看出来，也可通过实施发明而了解到。
本发明的这些和/或者其它方面的优点通过从下述的优选实施例以及相应的附图的说明会变的更加明显，也更容易理解，其中图1是根据本发明实施例的包括在空调中的变容旋转压缩机的操作的控制方框图；图2是具有图1所示变容旋转压缩机的空调的线路图；图3是图2所示变容旋转压缩机的截面图；图4A和图4B分别是当包括在图3所示变容旋转压缩机中的旋转轴沿向前的方向转动时第一和第二压缩室的截面图；图5A和图5B分别是当包括在图3所示变容旋转压缩机中的旋转轴沿反向方向转动时第一和第二压缩室的截面图；以及图6是控制图2所示空调的方法的流程图。
具体实施例方式
下面将对本发明的具体实施例进行详细描述，在相应的附图中示出了其中的具体实例，其中相似的附图标记表示类似的部件。为了通过参照图纸解释此项发明，下面将对各实施方式进行说明。
图1是根据本发明实施例的包括在空调中的变容旋转压缩机操作的控制方框图。如图1中所示，空调包括压缩机控制单元10、启动确定单元11、压缩机驱动单元12和电流传感器13。
电流传感器13检测压缩机1的电机绕组中所感应的电流。
启动确定单元11根据电流传感器13的电流输出值确定压缩机1是否已经启动。当输出电流值比预设电流值高时，启动确定单元11确定压缩机1已经启动失败。同时，当输出电流值比预设电流值低时，启动确定单元11确定压缩机1已经启动。
压缩机驱动单元12用于沿向前或者反向的方向转动压缩机1。
当压缩机1不能启动时，压缩机控制单元10操作压缩机驱动单元12，这样压缩机1沿反向的方向转动后沿向前方向重新启动，以平稳启动压缩机1。这样的操作防止压力差在压缩机1的入口侧和出口侧聚积，并防止第一或者第二偏心单元40、50与第一或者第二压缩室31、32的内表面之间产生摩擦阻力，所述内表面分别与偏心单元40、50相接触，这样使压缩机1平稳启动，并减短重新启动压缩机1需要的时间。
根据本发明的空调和控制空调的方法将在下述进行说明。
图2是根据本发明的实施例的空调的线路图。参照图2，空调包括变容旋转压缩机1、模式切换四通阀2、冷凝器3、电子膨胀阀4以及蒸发器5，它们通过制冷剂管顺序彼此连接以形成闭合回路。对于制冷剂管，高压管6将变容旋转压缩机1的出口侧连接到电子膨胀阀4的入口侧，并引导从变容旋转压缩机1排放的高压制冷剂。低压管7将电子膨胀阀4的出口侧连接到压缩机1的入口侧，并引导在电子膨胀阀4中膨胀的低压制冷剂。冷凝器3安装在高压管6的位置上，而蒸发器5安装在低压管7的不同位置上。当变容旋转压缩机1在制冷模式中操作时，制冷剂沿着图2中实线箭头所示的方向流动。另一方面，当变容旋转压缩机1在加热模式中操作时，制冷剂沿着图2中虚线箭头所示的方向流动。
空调也包括室外单元8和数个室内单元9。室外单元8包括变容旋转压缩机1、冷凝器3和电子膨胀阀4。室内单元9彼此平行放置。在此情况下，各室内单元9具有一个蒸发器5。这样，空调可以被这样设计以使数个室内单元9连接到一个室外单元8。室内单元9可以具有相同的容量和结构，或者可以具有不同的容量和结构。
变容旋转压缩机1和电子膨胀阀4电连接到控制单元，以响应于控制单元的控制信号而受到驱动。
如图3中所示，室外单元8的变容旋转压缩机1包括第一和第二压缩室31、32。第一和第二偏心单元40、50分别设置在第一和第二压缩室31和32中。第一偏心单元40可通过第一辊37操作以在第一压缩室31中执行压缩操作或者执行空转，所述第一辊根据转动轴21的转动方向自转动轴21偏心或者解除偏心，所述转动轴21通过压缩机1的电机转动。在此情况下，第一辊37设置在第一压缩室31中。相似地，第二偏心单元50通过第二辊38操作以在第二压缩室32中执行压缩操作或者空转，所述第二辊38根据转动轴21的转动方向自转动轴21偏心或者解除偏心，所述转动轴21通过压缩机1的电机转动。在此情况下，第二辊38设置在第二压缩室32中。
如图4中所示，第一偏心单元40包括第一偏心凸轮41、第一偏心衬套42以及第一辊37，而第二偏心单元50包括第二偏心凸轮51、第二偏心衬套52和第二辊38。第一和第二偏心凸轮41、51设置在旋转轴21的外表面上。第一和第二偏心衬套42、52分别可转动地固定在第一和第二偏心衬套42、52上。锁定销81设置在旋转轴21上以根据旋转轴21的旋转方向使第一和第二偏心衬套42、52之一自旋转轴21偏心，同时自旋转轴21解除第一和第二偏心衬套42、52剩余之一的偏心。此外，第一和第二叶片61、62(参看图3、4)分别设置在第一和第二压缩室31、32中以沿旋转轴21的径向往复运动。第一叶片61将第一压缩室31分隔为吸入空间和排放空间，而第二叶片62将第二压缩室32分隔为吸入空间和排放空间。附图标记63表示第一入口，附图标记64表示第二入口。
在变容旋转压缩机1中，当转动轴21如图4A所示沿向前方向转动时，第一压缩室31的第一偏心衬套42的外表面自旋转轴21偏心，锁定销81接触锁定槽82的第一端。此时，第一辊37转动，同时与第一压缩室31的内表面接触，从而在第一压缩室31中执行压缩操作。另一方面，在第二压缩室32中，如图4B所示，第二偏心衬套52的外表面和第二辊38从第二压缩室32的内表面分开。此外，第二偏心衬套52的外表面与转动轴21同心。这样，在第二压缩室32中执行空转。附图标记65表示第一输出端口，附图标记66表示第二输出端口。
当旋转轴21沿反向方向转动时，如图5A所示，设置在第一压缩室31中的第一偏心衬套42的外表面解除自转动轴21的离心，锁定销81与锁定槽82的第二端相接触。此时，第一辊37转动同时自第一压缩室31的内表面分离。这样，在第一压缩室31中执行空转。另一方面，在第二压缩室32的情况下，如图5B所示，第二偏心衬套52的外表面自转动轴21偏心，第二辊38转动同时与第二压缩室32的内表面相接触。这样，压缩操作在第二压缩室32中执行。
图6是控制图2所示空调的方法的流程图。参照图1、2、3和6，在操作100中确定室内单元9的所需容量是否改变。当在操作100中确定室内单元9所需的容量已经改变，在反向转动压缩机1之前，在操作步骤101中压缩机控制单元100制动压缩机1。为了简单说明，在室内单元9的所需容量改变之前，假设压缩机1已经沿向前方向转动。
此后，在操作102中，设置在制冷循环上的电子膨胀阀4打开一段时间以使得制冷循环的低压侧和高压侧之间的压力相同。压力均衡操作可以持续例如2分钟。
当压力均衡操作在操作102中执行一段时间后，压缩机控制单元10开始沿反向启动压缩机1。
当压缩机1在操作103中沿反向方向启动时，在操作104中，压缩机控制单元10基于电流传感器13所检测的电流值确定压缩机1的启动是否已经成功执行，所述电流传感器13检测压缩机1的电机绕组中所感应的电流。当压缩机1成功启动，电流值瞬时增加，接着减小到通常的水平。但是，当压缩机1启动失败，压缩机1的电机过载，导致电流值的迅速增加。这样，当流经电机绕组的电流值比预设电流值高时，就确定压缩机已经启动失败。现反地，当电流值比预设电流值小时，就确定压缩机1已经启动。
当确定了压缩机1在操作104中启动失败时，压缩机1制动。在此情况下，可以认为压缩机1的启动失败是由于第一和第二压缩室31、32的入口和出口侧的压力不均衡所导致，第一或者第二辊37、38和第一或者第二压缩室31、32的内表面之间的摩擦阻力由于机械公差瞬时增加。
为了解决启动压缩机1失败的原因，在操作105中，压缩机1沿向前方向启动。接着，在操作106中，压缩机控制单元10确定压缩机1已经沿向前方向启动，这于操作104方式相似。当压缩机1启动失败，可以确定压缩机1启动失败是由于上述原因之外的原因所导致。在此情况下，控制空调的操作回到操作101中。
同时，当在操作106中确定压缩机1已经成功启动时，偏心单元40、50沿向前方向转动以解决启动压缩机失败的原因，即第一或者第二压缩室31、32中的压力不均衡以及第一或者第二辊37、38以及第一或者第二压缩室31、32之间的摩擦阻力。
当在操作106中确定压缩机1成功启动时，在操作107中，沿向前方向转动的压缩机1制动，以沿反向方向重新启动。此后，在操作103压缩机1沿反向方向重新启动。由于在操作106中解决启动压缩机1失败的原因之后重新启动压缩机1，压缩机1在操作103中平稳重新启动。此外，当压缩机1沿与压缩机1启动方向相反的方向中瞬时操作时，启动失败的原因被迅速克服，这样减短了需要重新启动压缩机1的时间。
从上述说明中很明显，本发明提供了一种空调及控制空调的方法，所述空调和方法允许压缩机平稳启动，这样增加了压缩机的启动可靠性。
此外，本发明提供了一种空调及控制空调的方法，所述空调和方法允许压缩机即使在压缩机启动失败时也能重新启动，这样减短需要重新启动压缩机的时间。
尽管对本发明的一些实施例进行了展示和说明，本领域技术人员将会理解在不偏离本发明的原理和实质的情况下，可对这些实施例进行改变，其范围也落入本发明的权利要求及其等同物所限定的范围内。
权利要求
1.一种空调，包括沿相对方向转动的压缩机；驱动单元，所述驱动单元沿第一或者第二方向转动压缩机；启动确定单元，所述启动确定单元确定压缩机是否沿第一方向启动并旋转；以及控制单元，所述控制单元操作所述驱动单元以沿与所述第一方向相对的第二方向转动压缩机，然后当压缩机不能启动时沿第一方向重新启动压缩机。
2.根据权利要求1所述的空调，还包括电流传感器，所述电流传感器检测压缩机的电机绕组中所感应的电流并输出电流值，其中启动确定单元根据自电流传感器的电流值输出确定压缩机是否已经启动。
3.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述压缩机包括变容旋转压缩机，所述变容旋转压缩机包括具有不同内部容量的第一和第二压缩室；转动旋转轴的电机；以及第一偏心单元，所述第一偏心单元根据旋转轴的转动方向自旋转轴偏心或者解除自旋转轴的偏心，在第一和第二压缩室之一中执行压缩机操作，同时在第一和第二压缩室的剩余之一中执行空转。
4.一种控制空调的方法，所述空调具有沿相对的方向转动的压缩机，所述方法包括启动压缩机以沿第一方向转动压缩机；确定压缩机是否沿第一方向启动并转动；以及当压缩机启动失败时，在沿第一方向转动压缩机后沿第一方向重新启动压缩机。
5.根据权利要求4中所述的方法，其特征在于，确定压缩机是否启动包括确定压缩机的电机绕组中所感应的电流；在所检测到的电流比电流阀值高时，确定压缩机启动失败；以及当所检测的电流的值比电流阀值低时，确定压缩机已经启动。
6.根据权利要求4中所述的方法，其特征在于，压缩机包括变容旋转压缩机，变容旋转压缩机包括具有不同内部容量的第一和第二压缩室，根据旋转轴的转动方向，压缩操作在第一和第二压缩室之一中执行，而在第一和第二压缩室的剩余之一中执行空转。
7.一种压缩机控制装置，包括沿相对方向转动的压缩机；驱动单元，所述驱动单元在第一或者第二方向中转动压缩机；启动确定单元，所述启动确定单元确定压缩机是否沿第一方向启动；以及控制单元，所述控制单元操作所述驱动单元，以在与第一方向相对的第二方向中转动压缩机，然后当压缩机不能启动时，在第一方向中重新启动压缩机。
8.根据权利要求7所述的压缩机控制装置，其特征在于，启动确定单元根据电流传感器中输出的电流值确定压缩机是否已经启动，所述电流传感器检测压缩机的电机绕组中所感应的电流。
9.根据权利要求7所述的压缩机控制装置，其特征在于，压缩机包括变容旋转压缩机，所述变容旋转压缩机包括具有不同容量的第一和第二压缩室；转动旋转轴的电机；以及偏心单元，所述偏心单元根据旋转轴的转动方向，自旋转轴偏心或者解除自旋转轴的偏心，在第一和第二压缩室之一中执行压缩机操作，同时在第一和第二压缩室的剩余之一中执行空转。
10.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，防止了压缩机入口侧与出口侧之间的压力差异。
11.根据权利要求3所述的空调，其特征在于，第一偏心单元和与第一偏心单元相接触的至少第一和第二压缩室之一的内表面之间的摩擦阻力得以防止。
12.根据权利要求3所述的空调，还包括模式切换四通阀；冷凝器；多个电子膨胀阀；多个蒸发器；以及制冷剂管，其中压缩机、模式切换四通阀、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器通过制冷剂管顺序连接以形成闭合回路。
13.根据权利要求12所述的空调，其特征在于，所述制冷剂管包括高压管，所述高压管将压缩机的出口侧连接到电子膨胀阀的入口侧，高压管引导自压缩机排放的高压制冷剂。
14.根据权利要求13所述的空调，其特征在于，所述制冷剂管包括低压管，所述低压管将电子膨胀阀的出口侧连接到压缩机的入口侧，低压管引导在电子膨胀阀中膨胀的低压制冷剂。
15.根据权利要求14所述的空调，其特征在于，冷凝器设置在高压管上，蒸发器设置在低压管上。
16.根据权利要求1所述的空调，还包括多个室内单元，各室内单元具有蒸发器并平行放置；以及包括压缩机、冷凝器以及多个电子膨胀阀的室外单元，其中多个室内单元连接到室外单元。
17.根据权利要求16所述的空调，其特征在于，多个室内单元具有相同的容量和结构。
18.根据权利要求12所述的空调，还包括第二偏心单元，其中第一和第二偏心单元分别设置在第一和第二压缩室中。
19.根据权利要求18所述的空调，其特征在于，第一和第二偏心单元分别包括第一和第二偏心凸轮、第一和第二偏心衬套、第一和第二锁定槽以及第一和第二辊。
20.根据权利要求19所述的空调，还包括旋转轴上的锁定销，所述锁定销使得至少第一和第二偏心衬套之一自旋转轴偏心并解除第一和第二偏心衬套的剩余之一自旋转轴的偏心，其中第一和第二偏心凸轮沿相对方向设置在旋转轴的外表面上，以及其中第一和第二辊分别可转动地固定在第一和第二偏心衬套上。
21.根据权利要求18所述的空调，还包括分别设置在第一和第二压缩室中的第一和第二叶片，其中第一和第二叶片分别将第一和第二压缩室分隔为第一和第二吸入空间和第一和第二排放空间。
22.根据权利要求20所述的空调，其特征在于，第一压缩室中的第一偏心衬套的外表面自旋转轴偏心，当旋转轴沿第一方向转动时锁定销接触第一锁定槽的第一端，以及其中第一辊被转动，同时与第一压缩室的内表面相接触以执行压缩操作。
23.根据权利要求21所述的空调，其特征在于，第一压缩室中的第一偏心衬套的外表面解除自旋转轴的偏心，当旋转轴沿与第一方向相对的第二方向转动时锁定销接触第一锁定槽的第二端，以及其中第一辊被转动，同时与第一压缩室的内表面相接触以执行空转操作。
24.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，重启防止在压缩机的入口侧和出口侧之间积聚压力差异。
25.一种控制空调的方法，所述空调具有压缩机、偏心单元、驱动单元、启动确定单元以及控制单元，所述方法包括通过控制单元沿第一方向启动压缩机；通过启动确定单元确定压缩机是否沿第一方向启动；以及当压缩机启动失败时制动压缩机。
26.根据权利要求25所述的控制空调的方法，还包括当压缩机不能成功启动以处理失败的原因时，沿第一方向转动偏心部件，其中失败的原因至少包括下述原因之一摩擦阻力和压力不均衡的瞬时增加。
27.根据权利要求26所述的空调的控制方法，还包括制动沿第一方向转动的压缩机；以及在处理失败的原因之后，沿与第一方向相对的第二方向重新启动压缩机。
全文摘要
一种具有变容旋转压缩机的空调，所述空调允许压缩机平稳启动，这样增加了压缩机的启动可靠性。空调包括沿相对方向转动的压缩机。驱动单元沿向前或者反向的方向转动压缩机。启动确定单元确定压缩机是否在特定的方向中启动。控制单元操作所述驱动单元以在与特定方向相对的方向中转动压缩机，然后当压缩机不能启动时，在特定的方向中重新启动压缩机。空调和控制空调的方法允许压缩机即使在压缩机启动失败时也能平稳和迅速地重新启动，这样增加了启动的可靠性，减短了需要重新启动压缩机所需要的时间。
文档编号F25B41/04GK1590884SQ200410032900
公开日2005年3月9日 申请日期2004年4月14日 优先权日2003年9月4日
发明者李仁柱, 金哲宇, 赵成海 申请人:三星电子株式会社