专利名称：中央空调器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种中央空调器及其控制方法，特别是涉及一种能使空调器的压缩机在运行初期顺畅地回收润滑油，从而能够防止压缩机内部出现缺油现象的中央空调器及其控制方法。
背景技术：
图6为已有技术的中央空调器内部结构示意图。如图6所示，这种已有技术的中央空调器包括压缩机11、冷凝装置(制冷时为室外热交换器13，制热时为室内热交换器21，22，23)、膨胀阀14，15，16、蒸发装置(制冷时为室内热交换器21，22，23，制热时为室外热交换器13)、室外风扇17、室外电机18、室内送风扇27，28，29、室内电机31，32，33以及控制部。压缩机11可将低温低压气态冷媒压缩成高温高压气态冷媒。冷凝装置(制冷时为室外热交换器13，制热时为室内热交换器21，22，23)能够向周围环境放出热量，并使高温高压气态冷媒冷凝成液态冷媒。膨胀阀14，15，16能够使通过冷凝装置冷凝成液态的冷媒进行膨胀，从而形成呈气液混合状态的两相冷媒。蒸发装置(制冷时为室内热交换器21，22，23，制热时为室外热交换器13)能够吸收周围环境的热量，从而使两相冷媒蒸发成气态冷媒。为了提高热交换效率，室外风扇17及室外电机18均设置在靠近室外热交换器13处，以便将空气吹向室外热交换器13。室内送风扇27，28，29及室内电机31，32，33可将空气吹向室内热交换器21，22，23，从而将热气或冷气排向室内。控制部能够对压缩机11、室外电机18、室内电机31，32，33以及膨胀阀14，15，16进行控制。压缩机11、冷凝装置、膨胀阀14，15，16以及蒸发装置均由冷媒管8相互连接。四通阀12能够控制从压缩机11流出的高温高压气态冷媒的流向，制冷时其可使冷媒流向室外热交换器13，而制热时则使冷媒流向室内热交换器21，22，23。控制部能够控制在压缩机11、室外热交换器13、膨胀阀14，15，16和室内热交换器21，22，23之中循环的冷媒流向的切换，从而可以将各室内机1，2，3分别作为制热机或制冷机使用。图中未说明的符号19为存储罐，在室内热交换器21，22，23没有蒸发完所有的液态冷媒情况下，如果这部分液态冷媒流入压缩机11的话，压缩机11就有可能出现故障，因而为了防止出现此类故障而设置了能够存储液态冷媒的存储罐19。分油器40设置在压缩机11的排出管上，其用于分离压缩机11排出的冷媒和润滑油，使冷媒通过四通阀12流出，而润滑油回流到压缩机11。回油管41的流入口连接在分油器40上，而其流出口与压缩机11的流出口相连接。由分油器40分离出的润滑油可通过回油管41流回到压缩机11，并且回油管41上设有能够协助润滑油回收的毛细管41a。另外，室内热交换器21，22，23、室内送风扇27，28，29以及室内电机31，32，33分别设在多个室内机1，2，3中，室外热交换器13、压缩机11、四通阀12、室外风扇17、室外电机18、分油器40和回油管41设置在室外机10中，而膨胀阀14，15，16则分别设在室内机1，2，3中或室外机10中。当室内机1，2，3都用于制冷时，从压缩机11流出的高温高压气态冷媒被送到室外热交换器13，经过室外热交换器13的冷媒将与周围的空气进行热交换而冷凝成液态冷媒，然后送至室内机1，2，3中的膨胀阀14，15，16，液态冷媒流经膨胀阀14，15，16时能够通过膨胀作用而转换成低温低压状态，然后在经过室内热交换器21，22，23时与室内空气进行热交换，即通过吸收室内空气的热量而蒸发成气态，从而使各室内机1，2，3进行制冷操作。蒸发成气态的冷媒最后流入到室外机10中的存储罐19内，如此反复进行上述制冷循环。另外，当各室内机1，2，3都用于制热时，由压缩机11流出的高温高压气态冷媒被送到各室内热交换器21，22，23，经过各室内热交换器21，22，23的冷媒将与周围的空气进行热交换而产生冷凝，从而使各室内机1，2，3进行制热操作。流过室内热交换器21，22，23后的冷媒将通过膨胀阀14，15，16膨胀成低温低压状态，然后在流过室外热交换器13时与周围的空气进行热交换而蒸发成气态，从而反复进行制热循环。此外，当设有多个压缩机11时，多个压缩机11可以同时进行工作或根据需要有选择地进行工作，以便适应各室内机1，2，3不同负荷的要求。具体来说，所述的多个压缩机可由第1压缩机和第2压缩机组成，其组成方式包括如下两种第1方式是第1压缩机为大容量压缩机，其压缩能力占最大压缩能力的60％或70％，而第2压缩机为小容量压缩机，其压缩能力占最大压缩能力的40％或30％。第2方式是第1压缩机和第2压缩机中的至少某一个是可以变化容量的可变压缩机。由上述方式组成多个压缩机时可以根据室内机1，2，3的负荷有选择性地驱动第1压缩机和第2压缩机或可变地驱动第1压缩机和第2压缩机，以降低用电量。另外，压缩机11包括压缩部、电机部和润滑油泵。压缩部具有能够压缩冷媒的压缩腔体。电机部能使压缩腔体的体积产生变化。润滑油泵可用于上述电机部或压缩部的润滑。压缩机11内部的润滑油是与高温高压气态冷媒一同排出的，排出的润滑油与冷媒分离后再循环流入到压缩机11中。但是，这种已有技术的中央空调器的压缩机11在运行初期可能会因压缩机11流出口与流入口间的压差较小而使通过回油管41回收的润滑油量较少，这样压缩机11的内部就有可能出现缺油的现象。另外，如果回油管41上设置的毛细管41a直径较大，有可能会使冷媒和润滑油同时回流，这样就会降低空调器的性能，所以在设计时需要特别注意。如设计不当，在压缩机11刚启动时，压缩机11的流入口与流出口间就不能产生足够的压差，因而不利于回收润滑油。如果不能充分回收润滑油，则有可能损伤压缩机11或使压缩机11工作不正常，进而会降低产品的可靠度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能使空调器的压缩机在运行初期顺畅地回收润滑油，从而能够防止压缩机内部出现缺油现象的中央空调器及其控制方法。
为了达到上述目的，本发明提供的中央空调器包括压缩机、分油器、四通阀、室外热交换器、室内热交换器、膨胀阀和回油管；其中，压缩机的内部装有润滑油，其对冷媒进行压缩后可同时排出润滑油和冷媒；分油器连接在压缩机的排出管上；四通阀与分油器相连接，其能够切换冷媒的流向；室外热交换器通过冷媒管与四通阀相连接，其能使室外空气与冷媒进行热交换；室内热交换器通过冷媒管与室外热交换器及四通阀相连接，其能使室内空气与冷媒进行热交换；膨胀阀设置在连接室外热交换器和室内热交换器的冷媒管上，其能使冷凝的冷媒膨胀；回油管和分油器同时与压缩机的排出管相连接；所述的中央空调器还包括可使由分油器分离出的润滑油回流到压缩机吸入管的油路切换装置。
所述的油路切换装置包括侧流管和侧流阀，其一端与回油管的流入口相连，而另一端连接在回油管的流出口上；侧流阀设置在侧流管上，其能够开闭侧流管。
所述的侧流阀为电磁阀。
本发明提供的中央空调器的控制方法包括运行时间检测阶段、运行时间比较阶段以及侧流阀工作阶段；其中，运行时间检测阶段为对压缩机启动后的运行时间进行检测的阶段；运行时间比较阶段为对运行时间检测阶段检测的运行时间与基准时间进行比较的阶段；而侧流阀工作阶段为当运行时间比较阶段的判断结果是运行时间小于基准时间的话，则开启侧流阀，如果运行时间大于基准时间的话，则关闭侧流阀的阶段。
本发明提供的中央空调器及其控制方法是在室外机中回油管的流入口和流出口之间设置侧流管及侧流阀，从而能够在压缩机的运行初期使由分油器分离出的润滑油不通过回油管回流到压缩机，因此使回流到压缩机的润滑油量充足，由此可防止压缩机内部出现缺油现象及由此而导致的压缩机损坏及压缩机工作不正常等问题。另外，本发明的控制方法可在压缩机运行时间超过基准时间时关闭侧流阀，而只通过回油管回收润滑油，由此可防止压缩机内部的润滑油量超过标准量，进而出现压缩机冷媒排出量减少的问题，因此可提高产品的可靠性。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明提供的中央空调器及其控制方法进行详细说明。
图1为本发明提供的中央空调器结构示意图。
图2为本发明提供的中央空调器内部结构示意图。
图3为本发明提供的中央空调器中压缩机部位工作状态示意图。
图4为本发明提供的中央空调器控制装置构成框图。
图5为本发明提供的中央空调器的控制方法流程图。
图6为已有技术的中央空调器内部结构示意图。
附图主要部件标号50室外机52室外热交换器54压缩机56回油管58分油器60油路切换装置62侧流管64侧流阀72四通阀70存储罐74接收器66单向阀76室外膨胀阀90室外送风机92检测部94控制部
96存储部 100，110，120室内机102，112，122室内送风机104，114，124室内热交换器106，116，126室内膨胀阀130总冷媒管具体实施方式
如图1至图3所示，本发明提供的中央空调器由一个室外机50和多个室内机100，110，120构成。室外机50和多个室内机100，110，120间用总冷媒管130相连接，多个室内机100，110，120共用一个室外机50，并分别进行制热或制冷操作。室外机50包括压缩机54、分油器58、四通阀72、室外热交换器52、回油管56和油路切换装置60。压缩机54的内部装有润滑油，其对冷媒进行压缩后可同时排出润滑油和冷媒。分油器58连接在压缩机54的排出管54a上。四通阀72与分油器58相连接，其用于切换冷媒的流向。室外热交换器52通过室外机冷媒管131与四通阀72相连接，其能够使室外空气和冷媒进行热交换。回油管56和分油器58同时与压缩机54的排出管54a相连接。油路切换装置60能使分油器58分离出的润滑油流回到压缩机54的吸入管54b。室外热交换器52可以设置一个冷媒通路，也可以设置由多条冷媒通路并联而构成的冷媒通路。为了提高热交换效率，室外热交换器52的一侧设有室外送风机90，室外送风机90可将室外空气吹向室外热交换器52，从而加快流经室外热交换器52的空气流动速度。压缩机54由可以变换容量的可变压缩机和定速工作的定速压缩机构成，当排出冷媒时，其将同时排出内部的润滑油。上述两种压缩机分别包括压缩部、电机部和润滑油泵。压缩部具有能够压缩冷媒的压缩腔体。电机部能使压缩腔体的体积产生变化。润滑油泵可用于上述电机部或压缩部的润滑。分油器58设置在压缩机54和四通阀72之间，其用于从通过压缩机54的排出管54a排出的润滑油和冷媒中分离出润滑油。分油器58的内部设有网筛，通过排出管54a排出的冷媒和润滑油的混合物经过网筛时能够截留住润滑油，而只让冷媒通过。分油器58和压缩机54之间的排出管54a上设有能防止冷媒或润滑油逆流的单向阀66。从压缩机54与冷媒一同排出的大部分润滑油可以被分油器58分离出，并流回到压缩机54的吸入管54b，而余下的部分润滑油则与冷媒一起进行循环。为了使多个室内机100，110，120用作制冷机或制热机，可利用四通阀72来切换冷媒的流向，使通过分油器58的冷媒流向室内热交换器或室外热交换器，从而控制室内机100，110，120的制冷或制热操作。回油管56的流入口与分油器58相连，其流出口与压缩机54的吸入管54b相接，从而使由分油器58分离出的润滑油流回到压缩机54的入口侧。回油管56上设有用于回收润滑油的毛细管56a，如果毛细管56a的直径过小将会降低润滑油的回收性能，而如果毛细管56a的直径过大则会使冷媒与润滑油一同回收，从而会降低空调器的性能，所以毛细管56a的直径应该设计适当。另外，油路切换装置60由侧流管62和侧流阀64构成，其一端与回油管56的流入口相连，而另一端与回油管56的流出口相接。侧流管62并联在回油管56上。侧流阀64设置在侧流管62上，其可以控制侧流管62的开闭。这里，侧流阀64由电磁阀构成。在压缩机54运行初期，因其流入口与流出口间的压差较小，因此回油管56就不能有效地回收润滑油，这时需将侧流阀64开启。如图3所示，当开启侧流阀64后，从分油器58分离出的润滑油将不再通过设有毛细管56a的回油管56，而是通过侧流管62流回到压缩机54的吸入管54b处，从而提高了润滑油的回收效率。存储罐70与压缩机54的吸入管54b相连接，其用于存储液态冷媒，而只允许气态冷媒流回到压缩机54之中。接收器74设置在室外机50的内部，其用于存储剩余冷媒，同时在制冷时能够保证只让液态冷媒循环到室内机一侧。室外膨胀阀76可使冷媒膨胀的同时调节其流量。图中未说明的符号78为可将液态冷媒引到压缩机54流入口处的液体补充阀，而符号80则为设置在室外机冷媒管131上用于除去水分的干燥机。另外，气体侧流阀82用于将高温高压气态冷媒注入到压缩机54的流入口侧。图中未说明的符号84是作为二次过冷装置的二重管，而符号86则为用于使冷媒膨胀的膨胀毛细管。室内机100，110，120包括送风机102，112，122、室内热交换器104，114，124以及室内膨胀阀106，116，126。室内送风机102，112，122可将室内空气吸入到室内机100，110，120的内部，然后再将经过热交换后的空气重新排向室内。室内热交换器104，114，124可使吸入到室内机100，110，120中的空气与冷媒进行热交换，从而调节空气的温度。室内膨胀阀106，116，126可使冷媒进行膨胀。通过各室内机100，110，120的冷媒在室内机冷媒总管132中汇合后流入到室外机50中。而经过室外机50的冷媒则通过室内机冷媒分管134，136，138分散流入各室内机100，110，120中。室外机50和室内机100，110，120中分别设有膨胀阀76，106，116，126。膨胀阀76，106，116，126可根据空调器的工作状态进行相应的冷媒膨胀操作。
如图4所示，本发明提供的中央空调器包括检测部92、存储部96和控制部94。检测部92用于对压缩机54的运行时间进行检测，存储部96内存有用于控制侧流阀64开启所需的基准时间，而控制部94则通过对检测部92检测到的压缩机54的运行时间与存储部96内存的基准时间进行比较的方法来判断侧流阀64的开闭状态，从而控制侧流阀64的动作。检测部92为对压缩机54启动后的运行时间进行检测的传感器，其中包括与压缩机54同时启动的计时器。产品出厂前，存储部96内都预先储存好空调器运行所需的各种数据。存储部96中的各种数据可以传送给控制部94，并且这些数据中包括压缩机54运行初期用于开启侧流阀64的基准时间。当压缩机54的运行时间小于存储部96内存的基准时间时，控制部94将控制侧流阀64以将其开启，由此使经过分油器54分离出的润滑油流回到压缩机54的吸入管54b。
如图5所示，本发明提供的中央空调器的控制方法包括当中央空调器开始运行即启动压缩机54时，检测部92开始对压缩机54的运行时间进行检测的S1，S2阶段，即检测部92从压缩机54启动时刻开始对运行时间进行计时；控制部94对存储部96内储存的基准时间进行确认，并与检测部92检测到的压缩机54的运行时间进行比较的S3，S4阶段；如果控制部94的判断结果为压缩机54的运行时间小于基准时间，控制部94将控制侧流阀64以将其开启，从而使由分油器58分离出的润滑油通过侧流管62流回到压缩机54的吸入管54b的S5阶段，即在压缩机54的运行初期，压缩机54的流入口与流出口间的压差较小，而且由于回油管56中设有毛细管56a，从而使通过回油管56的润滑油回收不畅，结果使压缩机54内部的润滑油量减少，所以当压缩机54的运行时间小于基准时间时，控制部94可将侧流阀64开启，从而使由分油器58分离出的润滑油通过侧流管62顺畅地流回到压缩机54，这样就可以防止压缩机54内部润滑油量的减少；如果控制部94的判断结果为压缩机54的运行时间大于基准时间，控制部94则控制侧流阀64以将其关闭，从而阻止由分油器58分离出的润滑油通过侧流管62回流到压缩机54的吸入管54b的S6阶段。即当压缩机54的运行时间超过基准时间时，压缩机54的流入口与流出口间的压差就会过大，这样就会使通过侧流管62和侧流阀64而回流到压缩机54的润滑油过量，从而会出现淹没压缩机54的内部装置或降低通过排出管54a排出冷媒量的问题。所以，当压缩机54的运行时间大于基准时间时，控制部94将使侧流阀64关闭，从而使由分油器58分离出的润滑油不能通过侧流管62和侧流阀64，而是通过回油管56回流到压缩机54的内部，这样就能防止压缩机54内部的润滑油过量。
权利要求
1.一种中央空调器，包括压缩机(54)、分油器(58)、四通阀(72)、室外热交换器(52)、室内热交换器(104，114，124)、膨胀阀(76，106，116，126)和回油管(56)；其中，压缩机(54)的内部装有润滑油，其对冷媒进行压缩后可同时排出润滑油和冷媒；分油器(58)连接在压缩机(54)的排出管(54a)上；四通阀(72)与分油器(58)相连接，其能够切换冷媒的流向；室外热交换器(52)通过冷媒管与四通阀(72)相连接，其能使室外空气与冷媒进行热交换；室内热交换器(104，114，124)通过冷媒管与室外热交换器(52)及四通阀(72)相连接，其能使室内空气与冷媒进行热交换；膨胀阀(76，106，116，126)设置在连接室外热交换器(52)和室内热交换器(104，114，124)的冷媒管上，其能使冷凝的冷媒膨胀；回油管(56)和分油器(58)同时与压缩机(54)的排出管(54a)相连接；其特征在于所述的中央空调器还包括可使由分油器(58)分离出的润滑油回流到压缩机(54)吸入管(54b)的油路切换装置(60)。
2.根据权利要求1所述的中央空调器，其特征在于所述的油路切换装置(60)包括侧流管(62)和侧流阀(64)，其一端与回油管(56)的流入口相连，而另一端连接在回油管(56)的流出口上；侧流阀(64)设置在侧流管(62)上，其能够开闭侧流管(62)。
3.根据权利要求1或2所述的中央空调器，其特征在于所述的侧流阀(64)为电磁阀。
4.一种中央空调器的控制方法，其特征在于所述的中央空调器的控制方法包括运行时间检测阶段(S1，S2)、运行时间比较阶段(S3，S4)以及侧流阀工作阶段(S5，S6)；其中，运行时间检测阶段(S1，S2)为对压缩机(54)启动后的运行时间进行检测的阶段；运行时间比较阶段(S3，S4)为对运行时间检测阶段(S1，S2)检测的运行时间与基准时间进行比较的阶段；而侧流阀工作阶段(S5，S6)为当运行时间比较阶段的判断结果是运行时间小于基准时间的话，则开启侧流阀(64)，如果运行时间大于基准时间的话，则关闭侧流阀(64)的阶段。
全文摘要
一种中央空调器及其控制方法。中央空调器包括压缩机、分油器、四通阀、室外热交换器、室内热交换器、膨胀阀、回油管和油路切换装置。本发明的中央空调器及其控制方法是在室外机中回油管的流入口和流出口之间设置侧流管及侧流阀，从而能够在压缩机的运行初期使由分油器分离出的润滑油不通过回油管回流到压缩机，因此使回流到压缩机的润滑油量充足，由此可防止压缩机内部出现缺油现象及由此而导致的压缩机损坏及压缩机工作不正常等问题。另外，本发明的控制方法可在压缩机运行时间超过基准时间时关闭侧流阀，而只通过回油管回收润滑油，由此可防止压缩机内部的润滑油量超过标准量，进而出现压缩机冷媒排出量减少的问题，因此可提高产品的可靠性。
文档编号F24F11/00GK1752669SQ20041007208
公开日2006年3月29日 申请日期2004年9月24日 优先权日2004年9月24日
发明者朴永浩 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司