专利名称：在加热模式下空调器的工作方法
技术领域：
本发明涉及一种空调器，更具体地说，涉及操纵空调器以快速并有效消除加热负载的空调器的方法。
背景技术：
一般，空调器是利用由压缩机压缩至高温和高压状态的制冷剂的冷却循环来冷却或加热房间的器具。
压缩机包括具有用于压缩制冷剂的压缩腔的一个压缩部件，和用于改变压缩腔容积的电机部件。在配备有多个室内单元的空调器或大容量空调器的情况下，要使用多台压缩机。在这种空调器中，通过根据要消除的负载大小改变压缩机的容量，可以减少驱动压缩机所需要的电能消耗。
图1为表示在传统空调器中建立的冷却循环的示意图。图2为表示在传统空调器中建立的加热循环的示意图。
如图1和图2所示，传统空调器包括用于使室内空气与制冷剂进行热交换从而冷却或加热房间的室内热交换器2；一个室外热交换器4；和第一与第二压缩机6和16，其中，当室内热交换器2起冷却器作用时，室外热交换器4起到冷凝制冷剂的冷凝器作用；而当室内热交换器2起加热器作用时，室外热交换器4起到蒸发制冷剂的蒸发器作用；第一和第二压缩机6和16用于将制冷剂从低温和低压气体状态压缩至高温和高压的气体状态，以便将高温和高压的气态制冷剂供给室内热交换器2或室外热交换器4。空调器还包括布置在室内热交换器2和室外热交换器4之间并用于将制冷剂膨胀为低温低压状态的一个膨胀装置8，以及一个控制装置(没有示出)，用于响应使用者的操纵并根据要消除的负载，控制第一和第二压缩机6和16工作。室内热交换器2，室外热交换器4，第一和第二压缩机6和16，以及膨胀装置8均由制冷剂管9连接。
在图1和图2中，附图标记24表示一个公共的蓄能器，第一和第二压缩机6和16的相应吸入管路6a和16a与该蓄能器连接。公共蓄能器24用于存储没有被室内热交换器2或室外热交换器4蒸发的液态制冷剂，以便防止液态制冷剂进入第一和第二压缩机6和16中。这种液态制冷剂进入压缩机6和16中可使压缩机损坏。
附图标记26代表换向阀，例如四通阀，它可根据来自控制装置的控制信号改变制冷剂的流动方向，使空调系统用于冷却或加热目的。这个四通阀26与公共蓄能器24和第一与第二压缩机6和16的相应的输出管路6b和16b连通。在冷却模式下，四通阀26将由第一压缩机6或第二压缩机16压缩的高温和高压的气态制冷剂导引到室外热交换器4中；而在加热模式下，则将同样的气态制冷剂导引到室内热交换器2中。
附图标记32和34分别是安装在第一和第二压缩机6和16的输出管路6b和16b上的单向阀，用于防止制冷剂从当前工作的压缩机(例如第一压缩机6)排出而流入到当前停止的压缩机(例如第二压缩机16)中。
同时，第一压缩机的容量为x％(例如60％)，而第二压缩机16的容量为y％(例如40％)。根据从控制装置发出的控制信号，通过使第一和第二压缩机6和16都工作，或只是第一压缩机6工作，压缩机工作的容量可以为100％或x％。
现在来说明具有上述结构的传统空调器。
当在目标温度设定为T0的条件下，将空调器设定在加热模式下工作时，控制装置首先切换四通阀26的工作位置，使它与加热模式相适应(如图2所示)，并使第一和第二压缩机6和16工作。
第一和第二压缩机6和16输出高温和高压的气体制冷剂，该制冷剂再通过室内热交换器2。制冷剂被冷凝，同时在室内热交换器2周围放出热量。在这种情况下，室内热交换器2起加热器作用。
在穿过室内热交换器2的同时冷凝成高温高压液体状态的制冷剂然后再通过膨胀装置8，膨胀装置将制冷剂膨胀成低温和低压状态，从而将制冷剂改变成容易蒸发的状态。膨胀的制冷剂再送至室外热交换器4。当通过室外热交换器4时，制冷剂吸收室外热交换器4周围的热而蒸发。所得到的制冷剂送入第一和第二压缩机6和16中。这样，就建立了加热循环。
一旦根据第一和第二压缩机6和16的上述工作，基本上消除了加热负载后，只有第一压缩机6重复地工作和停止，以便在第二压缩机16保持在停止状态的条件下，应付随后的加热负载。
图3为说明在传统空调器的加热模式下，压缩容量随着室温的变化而变化的曲线。
如图3所示，当室内热交换器4根据第一和第二压缩机6和16的工作而进行加热工作时，室温T增加。当室温T超过比目标温度T0高出一个允许的温度偏差ΔT(例如0.5℃)的温度上限T0+ΔT时，控制装置使第一和第二压缩机6和16停止。
因为第一和第二压缩机6和16保持在停止状态，室温T逐渐降低。当室温T低于比目标温度T0低一个允许的温度偏差ΔT(例如0.5℃)的温度下限T0-ΔT时，控制装置再使第一和第二压缩机6和16工作。
另一方面，当室温T随着第一和第二压缩机6和16再次工作而再次超过温度上限T0+ΔT时，控制装置再次停止第一和第二压缩机6和16。
在按上述方式使第一和第二压缩机6和16工作两次后，控制装置确定加热负载基本上被去除。根据这个确定，当室温T再次低于温度下限T0-ΔT时，控制装置只使第一压缩机6工作；而当室温T再次超过温度上限T0+ΔT时，停止第一压缩机6。
这样，通过重复地使第一压缩机工作和停止，空调器可以解决下一个加热负载的问题。
虽然，传统空调器的加热工作是按这种方式进行的即在两次100％工作后，重复、间歇地进行x％的工作，但这样存在一个问题，即因为x％的工作只是由第一压缩机6来完成的，因此在两次100％工作后降低的室温T要再次达到目标温度所需的时间加长，使得要长时间地进行x％的工作。
为了解决由x％工作引起的问题，提出了另一种工作方法。根据这个工作方法，可以进行100％/x％的工作，即，通过在加热模式的开始阶段，第一和第二压缩机6和16都工作，从而可进行100％工作；而在第一和第二压缩机6和16工作过程中，使第二压缩机16停止，进行x％工作方式；并当室温T超过温度上限T0+ΔT时，使第一压缩机6停止。当室温T低于温度下限T0-ΔT时，将重复100％/x％工作方式。然而，这种工作方法存在一个问题，即因为即使在仅通过第一压缩机工作就可以使室温T迅速达到目标温度时，也通过重复几次进行100％/x％工作基本上消除加热负载，因此电能消耗增大。
发明内容
本发明是考虑到相关技术的上述问题而提出的，其目的是要提供一种在加热模式下操纵空调器的方法。该方法可以快速地解决加热负载，同时减少电能的消耗。
根据本发明，这个目的可以通过提供下述方法实现，该方法用于在加热模式下，通过根据加热室内空气的加热负载使压缩机的一部分或全部工作而操纵配备有多个压缩机的空调器，该方法包括以下步骤(A)使所有的压缩机工作/停止；(B)在执行步骤(A)后，确定要消除的加热负载；(C)当在步骤(B)中确定加热负载不是很大时，使所有压缩机工作，随后停止一部分压缩机的工作，并随后停止其余的压缩机工作；(D)在执行了步骤(C)后，确定要消除的加热负载；以及(E)当在步骤(D)中确定加热负载较小时，使部分压缩机工作/停止。
在阅读了以下结合附图进行的详细描述后，将更好地了解本发明的上述目的和其他特点与优点。其中图1为示出在传统空调器中建立的冷却循环的示意图；图2为示出在传统空调器中建立的加热循环的示意图；图3为说明在传统空调器的加热模式下，压缩容量随着室温的变化而变化的曲线；图4为示出采用根据本发明实施例的加热模式工作方法的空调器的示意图；图5为示出根据本发明实施例的用于在加热模式下操纵具有上述结构的空调器的方法的流程图；图6为说明在根据本发明实施例的空调器加热模式下，压缩容量随着室温的变化而变化的曲线；以及图7为说明在根据本发明的另一实施例的空调器加热模式下，压缩容量随着室温的变化而变化的曲线。
具体实施例方式
现参照附图来详细说明本发明的优选实施例。
图4为示出采用根据本发明实施例的加热模式工作方法的空调器的示意图。空调器是配备有多个压缩机的形式。
如图4所示，该空调器包括一个使室内空气与制冷剂进行热交换，从而冷却或加热房间空气的室内热交换器52，和一个室外热交换器54。当室内热交换器52起冷却器作用时，室外热交换器54起到使制冷剂冷凝的冷凝器作用；而当室内热交换器52起加热器作用时，室外热交换器起到使制冷剂蒸发的蒸发器作用。为了将高温和高压的气态制冷剂供给室内热交换器52或室外热交换器54，该空调器还包括第一和第二压缩机56和66，用于将制冷剂从低温和低压的气体状态压缩成高温和高压的气体状态。第一压缩机56的容量为x％(例如60％)，第二压缩机66的容量为y％(例如40％)。该空调器还包括放置在室内热交换器52和室外热交换器54之间并用于将制冷剂膨胀成低温和低压状态的一个膨胀装置58。室内热交换器52，室外热交换器54，第一和第二压缩机56和66，与膨胀装置58都由制冷剂管道59连接。
一个公共的蓄能器74与第一和第二压缩机56和66的相应的吸入管路56a和66a连接。公共蓄能器74用于贮存没有被室内热交换器52或室外热交换器54蒸发的液态制冷剂，以防止液态制冷剂流入第一和第二压缩机56和66中。
在第一和第二压缩机56和66的相应输出管路56b和66b上安装着单向阀82和84。单向阀82和84用于防止制冷剂从当前工作的压缩机(例如第一压缩机56)排出至当前停止的压缩机(例如第二压缩机66)中。
该空调器还包括一个检测室温的温度传感器92，一个用于输入空调器操纵信号的操纵面板94，和一个控制装置96。控制装置根据从温度传感器92和操纵面板94输出的信号确定是否使第一和第二压缩机56和66工作或停止，并将控制信号分别输出至第一和第二压缩机56和66。
在图4中，附图标记98表示一个换向阀(例如四通阀)，它可根据从控制装置根据操纵面板94的操纵而产生的控制信号改变制冷剂的流动方向，使空调器用于冷却或加热。四通阀98与公共蓄能器74和第一与第二压缩机56和66的相应的输出管路56b和66b连通。在冷却模式下，四通阀98将由第一压缩机56和第二压缩机66压缩的高温和高压气态制冷剂引导至室外热交换器84；而在加热模式下，则将同样的气态制冷剂引导至室内热交换器82。
图5为示出根据本发明实施例的用于在加热模式下操纵上述结构的空调器的方法的流程图。图6为说明在根据本发明实施例的空调器加热模式下，压缩容量随室温的变化而变化的曲线。图7为说明在根据本发明的另一个实施例的空调器加热模式下，压缩容量随着室温的变化而变化的曲线。
现参照图4～7来说明本发明的工作方法。当在设定了目标温度T0的条件下，将空调器设定在加热模式下工作时，控制装置96根据操纵面板94的操纵，首先切换四通阀98的工作位置，使之与加热模式相适应。
然后，控制装置96比较室温T和目标温度T0。当确定室温T低于目标温度T0时，则进行100％的工作方式，使第一和第二压缩机都工作(步骤S1)。
根据第一和第二压缩机56和66的工作，室温T升高。当室温达到比目标温度T0高出一个允许温度偏差ΔT(例如0.5℃)的温度上限T0+ΔT时，控制装置96停止第一和第二压缩机56和66，完成了100％的工作。
在完成100％工作后，控制装置96确定当前的加热负载(步骤S2)。
加热负载是通过检测在第一和第二压缩机56和66开始工作后直至停止之前所需要的时间ta来确定的。当检测的时间ta不小于第一预定时间tx时，则确定加热负载为大；而当确定检测的时间比第一预定时间tx小时，则确定加热负载小。
另一种方式是，加热负载的确定可以通过检测在100％工作模式下第一和第二压缩机56和66停止后，室温达到比目标温度T0低一个允许的温度偏差ΔT(例如0.5℃)的温度下限T0-ΔT之前所需要的时间tb来确定加热负载。当检测的时间tb不大于第二预定时间ty时，则确定加热负载为大；而当检测的时间tb小于第二预先确定的时间ty时，则确定加热负载为小。同样，还可以利用在第一和第二压缩机56和66开始工作后，至室温T达到比目标温度T0低一个允许的温度偏差ΔT的温度下限T0-ΔT之前所需要的时间“ta+tb”；或第一和第二压缩机56和66完成工作和停止两个循环所需的时间tc，来确定加热负载。
如果确定加热负载为大，则控制装置96重复100％工作。如果不大，则控制装置通过在第一和第二压缩机56和66都工作的100％工作过程中停止第二压缩机66，由此进行x％工作，并随后停止第一压缩机56，来进行100％/x％工作(步骤S3)。
在完成100％工作后，根据第一和第二压缩机56和66的工作，在室温T低至比目标温度低一个允许的温度偏差ΔT的温度下限T0-ΔT时，通过使第一和第二压缩机56和66都工作；并在室温T增加至比目标温度T0高出一个允许的温度偏差ΔT(例如0.5℃)的温度上限T0+ΔT时，停止第一和第二压缩机56和66，来重复100％工作，从而完成100％工作。
同时，在完成100％工作后室温T低至温度下限T0-ΔT时，控制装置96的控制工作使第一和第二压缩机56和66都工作，即进行100％工作；而在根据第一和第二压缩机56和66的工作，室温T增加至目标温度T0以上时，停止第二压缩机66，只让第一压缩机56工作，即进行x％工作来达到100％/x％工作方式。
即由于根据初始的100％工作方式，消除了最大加热负载，接着又根据100％/x％工作模式的100％工作方式，基本上消除随后的加热负载(步骤S4)，压缩机工作方式可从100％工作切换至x％工作，因此可减少电能消耗。
根据在100％/x％工作模式下，只进行第一压缩机的工作方式，室温T可以保持在目标温度T0，可以如图6所示那样，保持连续地增加至目标温度T0以上，或如图7所示那样，连续地降低至目标温度T0以下。
如图6所示，当室温T连续地增加并达到比目标温度T0高出某一个温度偏差α(例如1°)的预定温度T0+α时，控制装置96确定加热负载已完全被消除。根据这个确定，控制装置96通过停止当前工作的第一压缩机56，而完成100％/x％工作。
预定温度T0+α为比温度上限T0+ΔT(目标温度T0+允许的温度偏差ΔT)高的一个参考温度。与其中预定温度T0+α等于或小于温度上限T0+ΔT的情况相比较，因为在100％/x％工作模式中，x％工作的工作时间延长，因此可以使100％/x％工作方式的重复次数最小。
另一方面，当室温T低至目标温度T0以下时，如图7所示，控制装置96确定加热负载还没有消除。根据这个确定，控制装置96再次使停止的第二压缩机66工作，直至室温T达到目标温度T0为止。当室温T达到目标温度T0时，控制装置96再次停止第二压缩机66的工作。
遵循100％/x％工作方式，控制装置96确定当前的加热负载(步骤S4)。这种遵循100％/x％工作方式的加热负载的确定，可以根据室温T变化至某一个温度所需的时间来进行，如在100％工作下确定加热负载那样；或根据在100％/x％工作过程中，第一压缩机56依次停止的次数来进行。
即，如图6和图7所示，在100％/x％工作过程中第一压缩机56依次停止两次(即当第二压缩机66依次重新工作的次数小于2时)时，可以通过只使第一压缩机56工作而消除随后的加热负载，因此确定加热负载小。另一方面，当第一压缩机56的依次停止次数小于2(即当只进行一次100％/x％工作，或第二压缩机66重新工作时)时，则不可能通过只使第一压缩机56工作而消除随后的加热负载，因此确定加热负载大小。
当加热负载不小时，控制装置96要再次确定加热负载是否较大。如果确定加热负载大，则进行100％工作。如果不大，则重复100％/x％工作方式。
另一方面，当加热负载小时，可以只使第一压缩机56工作/停止，进行x％工作(步骤S5)。
x％工作方式可以这样来实现当在完成100％/x％工作后，室温T低至温度下限T0-ΔT时，控制装置96控制第一压缩机56工作；接着当随着第一压缩机56的工作，室温T升高至温度上限T0+ΔT时，停止第一压缩机56的工作，从而完成x％工作。
在x％工作完成后，控制装置96确定当前的加热负载(步骤S6)。当确定加热负载小时，控制装置96重复x％工作。另一方面，当确定加热负载不小时，则控制装置96再次确定加热负载是否较大，如果确定加热负载大，则进行100％工作方式。如果不大，则进行100％/x％工作。
同时，虽然图5中没有示出，如果必要，在空调器任何工作条件下，使用者可以停止空调器的工作。
从上述说明书中看出，本发明提供一种用于在加热模式下操纵配备有多个压缩机的空调器的方法。该方法包括所有压缩机工作/停止的100％工作执行步骤；在完成100％工作执行步骤后，确定当前加热负载的主要负载确定步骤；当在主要负载确定步骤中确定加热负载不大时，使所有压缩机工作，随后停止部分压缩机并接着停止剩余压缩机的100％/x％工作执行步骤；在完成100％/x％工作进行步骤后，确定当前加热负载的次级负载确定步骤；和在次级负载确定步骤中确定加热负载小时，使部分压缩机工作/停止的x％工作步骤。根据这种方法，可以快速解决在进行100％工作步骤后所产生的加热负载，并减少在进行100％/x％工作步骤后产生的电能消耗。
因为当室温不小于目标温度时，部分压缩机停止工作，因此在提供使室温尽可能接近目标温度的效果的同时，100％/x％工作方式消耗较少的电能。
根据100％/x％工作方式，当在这些压缩机停止后室温低至目标温度以下时，停止的压缩机重新工作。因此可以防止在100％/x％工作过程中，室温低至目标温度以下，并且对加热负载的响应快。
根据100％/x％工作方式，当在部分压缩机停止后，室温升高至或超过预定温度时，剩余的压缩机停止工作。因为，x％工作在较长的时间内进行，因此可以使随后进行的100％工作最小化。
虽然，为了说明的目的描述了本发明的优选实施例，但本领域技术人员可以理解到在不偏离由所附权利要求书确定的本发明的范围和精神的前提下，可以作出各种改变，增添和替代。
权利要求
1.一种通过根据加热房间内的空气的加热负载而使部分或所有压缩机工作的在加热模式下操纵配备有多个压缩机的空调器的方法，包括如下步骤(A)使所有的压缩机工作/停止；(B)在执行步骤(A)后，确定要消除的加热负载；(C)在步骤(B)中确定加热负载不大时，使所有压缩机工作，接着停止一部分压缩机的工作，并随后停止剩余的压缩机的工作；(D)在执行了步骤(C)后，确定要消除的加热负载；以及(E)在步骤(D)中确定加热负载小时，使部分压缩机工作/停止。
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(A)包括当房间温度低于目标温度时，使所有压缩机工作的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(A)包括当室温高于超过目标温度一个允许的温度偏差的温度时，停止所有压缩机的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(C)包括当室温低于比目标温度低一个允许的温度偏差的温度时，使所有压缩机工作的步骤。
5.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(C)包括当室温不低于目标温度时，执行停止部分压缩机的步骤。
6.如权利要求5所述的方法，其中，步骤(C)还包括在停止部分压缩机后室温低于目标温度时，使停止的部分压缩机重新工作的步骤。
7.如权利要求5所述的方法，其中，步骤(C)还包括在停止部分压缩机工作后室温不低于预定温度时，停止剩余压缩机的步骤。
8.如权利要求7所述的方法，其中，预定温度比目标温度高出一个允许的温度偏差。
9.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(E)包括当室温低于比目标温度低一个允许的温度偏差的温度时，使部分压缩机工作的步骤。
10.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(E)包括当室温高于比目标温度超过一个允许的温度偏差的温度时，停止部分压缩机的步骤。
11.如权利要求1所述的方法，还包括当在步骤(B)中确定加热负载大时再次执行步骤(A)的步骤。
12.如权利要求1所述的方法，还包括当在步骤(D)中确定加热负载不小时再次执行步骤(B)的步骤。
13.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤(F)在步骤(E)后，确定要消除的加热负载；(G)当在步骤(F)中确定加热负载小时，再次执行步骤(E)，而当在步骤(F)中确定加热负载不小时，再次执行步骤(B)。
全文摘要
本发明提供一种在加热模式下操纵配备有多个压缩机的空调器的方法。该方法包括使所有压缩机工作/停止的100％工作执行步骤；在完成100％工作执行步骤后，确定当前加热负载的主要负载确定步骤；在主要负载确定步骤中确定加热负载不大时，使所有压缩机进行工作，接着停止部分压缩机并随后停止其余的压缩机的100％/x％工作执行步骤；在完成100％/x％工作执行步骤后确定当前加热负载的次级负载确定步骤；以及在次级负载确定步骤中确定加热负载小时，使部分压缩机工作/停止的x％工作执行步骤。根据这种方法，可以快速解决在进行100％工作步骤后所产生的加热负载，并减少在进行100％/x％工作步骤后产生的电能消耗。
文档编号F25B49/02GK1504694SQ03107960
公开日2004年6月16日 申请日期2003年3月27日 优先权日2002年12月5日
发明者李元熙 申请人:Lg电子株式会社