专利名称：空调系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种空调系统及其控制方法，尤其涉及在像热带地区的高温外气环境下防止压缩机的故障、提高效率的一种空调系统及其控制方法。
背景技术：
一般的空调系统如附图1所示，包含压缩机1、室外热交换机2、制冷剂膨胀单元3、室内热交换机4及四通阀5。为了使制冷剂具减压膨胀功能，制冷剂膨胀单元3包括当制冷、制热运行时适当调节负荷而位于室外热交换机2与室内热交换机4之间制冷剂配管上设有的第一毛细管3a、检测阀3b；以及绕过单向阀3b而设有的第二毛细管3c。上述的检测阀为使制冷剂由第一毛细管3a只向室内热交换机方向流动。
如上所述的空调系统，当制冷运行时四通阀5向室外热交换机2方向开放。因而，由压缩机1压缩的高温高压制冷剂通过室外热交换机时被凝缩为液体状态，再通过第一毛细管3a时被膨胀为低压的制冷剂。经第一毛细管3a的低压制冷剂通过检测阀3b流入室内热交换机4，并在室内热交换机4蒸发后再流入压缩机1方向。在上述过程中，高温液相的室外热交换机2处的制冷剂通过与外部空气的热交换释放热量，而低温气相的室内热交换机4处的制冷剂通过与室内空气的热交换吸收热量来实现室内空间的制冷。
与此相反，当制热运行时四通阀5向室内热交换机4方向开放。因而，由压缩机1压缩的高温高压制冷剂流入室内热交换机而凝缩为液体状态，被凝缩的制冷剂因检测阀的作用通过第二毛细管3c、第一毛细管3a时被膨胀为低压的制冷剂。经两个毛细管的低压制冷剂流入室外热交换机2，并在室外热交换机2蒸发为气相后再流入压缩机1方向。在上述过程中，高温液相的室内热交换机4处的制冷剂通过与室内空气的热交换释放热量，而低温气相的室外热交换机2处的制冷剂通过与外部空气的热交换吸收热来实现对室内空间的制热。
但是，这种已有的空调系统由于膨胀制冷剂的手段为采用毛细管，因而随着周围温度的变化室内热交换机的过热度也相应改变，尤其像热带地区高温环境下进行制冷时因压缩机1过热导致运行障碍、降低效率的问题。亦即，由于像热带地区周围温度高时通过室内热交换机4的制冷剂过热度过高，致使不仅降低效率、压缩机的温度过度上升，进而存在发生压缩机动作障碍等问题。
发明内容
本发明针对解决如上所述的问题，其目的在于提供一种像热带地区高温环境下制冷运行时，能够适当调节室内热交换机的过热度而提高效率的空调系统及其控制方法。
本发明的另一目的在于提供一种即使在高温环境下运行也能使压缩机的温度不致于过度上升，以防止压缩机发生故障的空调系统及其控制方法。
本发明为了达到上述目的所提供的空调系统包括压缩机、室外热交换机、室内热交换机、上述室内热交换机与室外热交换机之间连接的制冷配管上设置的第一毛细管、绕过该第一毛细管的第一迂回配管、设置于该第一迂回配管的第二毛细管、以及用于开闭第一迂回配管而设置的迂回阀。
而且，为了控制所述迂回阀的开闭动作，本发明还包括监测压缩机出口处温度的温度传感器。
而且，进一步包括依据所述温度传感器监测的温度控制所述迂回阀开闭的控制部。
再有，所述的第一迂回配管为连接所述第一毛细管的入口处与出口处的配管。
再有，本发明进一步包括可以将由所述的压缩机压缩的制冷剂送到室内热交换机或室外热交换机而用于转换通道的四通阀、所述第一毛细管与所述室内热交换机之间连接的配管上设置的用于使制冷剂由第一毛细管只向室内热交换机流动的检测阀、绕过该检测阀的第二迂回配管、以及设置于该第二迂回配管上的第三毛细管。
依据本发明提供的一种空调系统的控制方法，该空调系统包括压缩机、室外热交换机、室内热交换机、连接上述室内热交换机与室外热交换机之间的制冷配管上设置的第一毛细管、绕过该第一毛细管的迂回配管、设置在该迂回配管上的第二毛细管、用于监测上述压缩机出口处温度的温度传感器、以及开闭上述迂回配管的迂回阀，其特征在于当通过上述温度传感器监测的温度上升到设定温度以上时，打开所述的迂回阀；当通过上述温度传感器监测的温度下降到设定温度以下时，关闭所述的迂回阀。
依据本发明提供的另一种空调系统的控制方法，该空调系统包括压缩机、室外热交换机、室内热交换机、四通阀、连接上述室内热交换机与室外热交换机之间的制冷配管上设置的第一毛细管、绕过该第一毛细管的第一迂回配管、设置在该第一迂回配管上的第二毛细管、用于监测上述压缩机出口处温度的温度传感器、开闭上述第一迂回配管的迂回阀、上述第一毛细管与室内热交换机之间连接的配管上设置的用于使制冷剂由第一毛细管只向室内热交换机流动的检测阀、绕过该检测阀的第二迂回配管、以及设置于上述第二迂回配管上的第三毛细管，其特征在于当制冷运行中通过上述温度传感器监测的温度上升到设定温度以上时，打开所述的迂回阀；而当通过上述温度传感器监测的温度下降到设定温度以下时，关闭所述的迂回阀门。
图1为已有空调系统的循环结构图；图2为依据本发明提供的空调系统循环结构图；图3为依据本发明提供的空调系统制冷运行时的控制流程图；图4为依据本发明另一个实施例所提供的空调系统循环结构图。
具体实施例方式
上述附图中，10为压缩机，11为室外热交换机，12为室内热交换机，13为四通阀，21为第一毛细管，22为第二毛细管，23为第三毛细管，24为第一迂回配管，25为迂回阀，26为第二迂回配管，27为检测阀，28为温度传感器，29为控制部。
下面结合附图详细描述本发明的最佳实施例。
依据本发明提供的空调系统如附图2所示，包括将制冷剂以高温高压进行压缩的压缩机10、循环的制冷剂与室外空气进行热交换的室外热交换机11、循环的制冷剂与室内空气进行热交换的室内热交换机12、由压缩机10压缩的制冷剂被送到室外热交换机11或室内热交换机12之一进行选择而转换通道的四通阀13。四通阀13的四个连接口分别连接与压缩机10出口处相连的配管14、与室外热交换机11相连的配管15、与室内热交换机12相连的配管16、与压缩机10吸入口处相连的配管17。而且，室外热交换机11及室内热交换机12处分别设置室外排风扇11a、室内排风扇12a。
依据本发明提供的空调系统，进一步包含室外热交换机11与室内热交换机12之间相连的配管18上设置的第一毛细管21、绕过第一毛细管21的入口与出口之间相连的第一迂回配管24、第一迂回配管上设置的第二毛细管22、以及为开闭第一迂回配管24而设置于第一迂回配管24中途的迂回阀25。该迂回阀为由施加电源而动作的通常的螺线管(Solenoid)阀门构成。而且，本发明为了监测压缩机10的出口温度，在压缩机10出口处的配管14上设有温度传感器28；并且，当通过温度传感器28所监测的温度上升到设定温度以上时，为了打开迂回阀而设有控制部29。
由此构成是为了制冷运行中，当压缩机10出口处的温度过度上升时打开迂回阀25，使经过室外热交换机11的制冷剂分别通过并列设置的第一毛细管21和第二毛细管22。这样，扩大通过毛细管的制冷剂通道，以此降低室内热交换机12处制冷剂的过热度。
依据本发明提供的空调系统，进一步包含连接第一毛细管21与室内热交换机12之间的配管上设置的用于制冷剂由第一毛细管21只向室内热交换机12流动的检测阀27、绕过该检测阀27的入口与出口之间连接的第二迂回配管26、以及该第二迂回配管上设置的第三毛细管23。此种结构为当制冷运行时，由室外热交换机11向室内热交换机12流动的制冷剂通过检测阀17，因而使第三毛细管23起不到实质作用；当制热运行时，由室内热交换机12向室外热交换机11流动的制冷剂通过第三毛细管23，以此达到减压膨胀。亦即，制热运行时通过第三毛细管23后再通过第一毛细管21，以使制冷剂的膨胀压力进一步下降。
如上所述的空调系统，其制冷及制热运行的动作如下即，附图2中的实线箭头表示制冷运行时的制冷剂流动方向，而虚线箭头表示制热运行时的制冷剂流动方向。
当制冷运行时，四通阀13向室外热交换机11打开。而且，通过温度传感器28的监测，当压缩机10的出口温度不高时，关闭迂回阀25。因而，由压缩机10压缩的高温高压制冷剂流入室外热交换机11时凝缩为液态制冷剂，而被凝缩的制冷剂通过第一毛细管21膨胀为低压的制冷剂，然后经检测阀27流入室内热交换机21。此时，由于迂回阀25处于被关闭状态，制冷剂不流入第二毛细管22而经过第一毛细管21后通过检测阀27，因而第三毛细管23不起实质作用。而流入室内热交换机12的制冷剂以气体状态被蒸发后，再流入于压缩机10。
如上所述的过程中，高温液相的室外热交换机11处的制冷剂因室外排风扇11a的驱动，与通过室外热交换机11的外部空气进行热交换而释放热量；而低温气相的是室内热交换机12处的制冷剂因室内排风扇12a的驱动，与通过室内热交换机的室内空气进行热交换吸收热量，以此对室内空间进行制冷。
而本发明在制冷过程中压缩机10的温度过度上升时，控制部29根据由温度传感器28监测的信息控制打开迂回阀25。如附图3所示，控制部29通过温度传感器28监测压缩机10出口处的温度后(步骤31)，判断该温度是否超过设定温度(例如105℃；步骤32)。如果压缩机10出口处的温度在设定温度以上时，则控制为使迂回阀25处于打开状态(步骤33)；如果压缩机10出口处的温度在设定温度以下时，则控制为使迂回阀25处于关闭状态(步骤34)。
如上所述的控制像热带高温地区进行制冷时，不仅可以防止室内交换机12因过度过热而降低控调系统效率的问题，而且通过防止压缩机10的温度过度上升来保护压缩机10。也就是说，当压缩机10出口处的温度高时打开迂回阀，使经室外热交换机11的制冷剂不仅通过第一毛细管21，而且还通过第二毛细管22，因而实质上通过扩张毛细管的通道来防止室内热交换机12的过度过热，并防止压缩机10因过热引起的故障。
当冬季制热运行时，四通阀13向室内热交换机12开放。此时，由于通过温度传感器28监测压缩机10出口处的温度因冬季处于不高的状态，因而迂回阀25维持在关闭状态。因此，由压缩机10压缩的高温高压制冷剂流入于室内交换机12并凝缩为液体状态，而被凝缩的制冷剂经过第三毛细管23一次减压膨胀后，再经第一毛细管21减压膨胀。而且，该制冷剂经过室外热交换机11时蒸发为气体状态后，再流入于压缩机10。
如上所述的制热运行过程中，高温液相的室内热交换机12处的制冷剂与通过该室内热交换机12的室内空气进行热交换而释放热量，而低温气体状态的室外热交换机11处的制冷剂与通过该室外热交换机11的外部空气进行热交换吸收热量。
而且，制热运行时由室内热交换机12向室外热交换机11流动的制冷剂，因经过第三毛细管23后再次经过第一毛细管21而增加了阻力，致使更为降低了室外热交换机11处的压力。
附图4为表示依据本发明提供的另一是实施例。该实施例为只为制热运行的空调系统，与上述的实施例相比较差别在于没有四通阀、检测阀及第三毛细管。该空调系统包括绕过第一毛细管21′的迂回配管24′、该迂回配管24′上设置的第二毛细管22′、以及用于开闭迂回配管24′的迂回阀25′。而且，还包括用于监测压缩机10′出口温度的温度传感器28′、以及根据温度传感器28′监测的信息控制开闭迂回阀25′的控制部29′。由于该空调系统的制冷运行与上述空调系统的制冷运行实质上以相同的方式进行的，而且在高温地区(热带)为提高效率及防止压缩机过热的控制原理也与上述的空调系统相同，故在此省略对该部分的描述。
如上所述依据本发明所提供的空调系统，像热带地区高温环境下制冷运行过程中，当压缩机出口温度过度上升时通过控制打开迂回阀，使制冷剂经过第一毛细管和第二毛细管而适当调节制冷剂的过热度，因而达到提高冷却的效果。
而且，当本发明制冷运行时压缩机的温度过度上升，开放第二毛细管处的迂回通道致使适当调节制冷剂的过热度，因而即使在高温环境下运行也可以达到防止因压缩机过热引起故障的效果。
权利要求
1.一种空调系统，其特征在于包括压缩机、室外热交换机、室内热交换机、上述室内热交换机与室外热交换机之间连接的制冷剂配管上设置的第一毛细管、绕过该第一毛细管的第一迂回配管、设置于该第一迂回配管的第二毛细管、以及用于开闭第一迂回配管而设置的迂回阀。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于还包括监测压缩机出口处温度的温度传感器，以用于控制所述迂回阀门的开闭动作。
3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于进一步包括依据所述温度传感器监测的温度控制所述迂回阀开闭的控制部。
4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于所述的第一迂回配管为连接所述第一毛细管的入口处与出口处的配管。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的空调系统，其特征在于进一步包括可以将由所述的压缩机压缩的制冷剂送到室内热交换机或室外热交换机而用于转换通道的四通阀、所述第一毛细管与所述室内热交换机之间连接的配管上设置的用于使制冷剂由第一毛细管只向室内热交换机流动的检测阀、绕过该检测阀的第二迂回配管、以及设置于该第二迂回配管上的第三毛细管。
6.一种空调系统的控制方法，该空调系统包括压缩机、室外热交换机、室内热交换机、连接上述室内热交换机与室外热交换机之间的制冷配管上设置的第一毛细管、绕过该第一毛细管的迂回配管、设置在该迂回配管上的第二毛细管、用于监测上述压缩机出口处温度的温度传感器、以及开闭上述迂回配管的迂回阀，其特征在于当通过上述温度传感器监测的温度上升到设定温度以上时，打开所述迂回阀；当通过上述温度传感器监测的温度下降到设定温度以下时，关闭所述迂回阀。
7.一种空调系统的控制方法，该空调系统包括压缩机、室外热交换机、室内热交换机、四通阀、连接上述室内热交换机与室外热交换机之间的制冷配管上设置的第一毛细管、绕过该第一毛细管的第一迂回配管、设置在该第一迂回配管上的第二毛细管、用于监测上述压缩机出口处温度的温度传感器、开闭上述第一迂回配管的迂回阀、上述第一毛细管与室内热交换机之间连接的配管上设置的用于使制冷剂由第一毛细管只向室内热交换机流动的检测阀、绕过该检测阀的第二迂回配管、以及设置于该第二迂回配管上的第三毛细管，其特征在于当制冷运行中通过上述温度传感器监测的温度上升到设定温度以上时，打开所述的迂回阀；而当通过上述温度传感器监测的温度下降到设定温度以下时，关闭所述的迂回阀。
全文摘要
本发明涉及像热带地区的高温环境下运行时不仅能提高制冷效率，而且即使在高温环境下运行也可防止压缩机因过热引起故障的一种空调系统及其控制方法。本发明公开的空调系统包含压缩机、室外热交换机、室内热交换机，并且还包括连接室内热交换机与室外热交换机之间的制冷剂配管上设置的第一毛细管、绕过第一毛细管的第一迂回配管、第一迂回配管上设置的第二毛细管、监测压缩机出口处温度的温度传感器、以及根据该温度传感器监测的温度开闭第一迂回配管而设置在第一迂回配管上的阀。
文档编号F25B41/04GK1769802SQ20041010402
公开日2006年5月10日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年11月1日
发明者金政伍, 金东郁 申请人:三星电子株式会社