多联机空调及其控制方法与流程

本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种多联机空调及其控制方法。

背景技术：

多联机空调通常匹配较多数量的室内机和远少于室内机数量的外机(一台或多台)。根据房间大小和数量，匹配的室内机中，有的匹数设置较小，例如：在一个多联机系统中，有1台26hp的室外机，可匹配26台1hp的室内机，此时内外机配比是100％。按照以上配置，多联机机组全开运行，多联机系统可以可正常稳定运行。但是，由于室外机往往只设计1个室外换热器，如果只开1台室内机，此时这1台室内机对应的室外换热器较大，这就存在如下缺陷：正常制冷/热运行时，房间比较容易达到设定温度，压缩机可能会停止运行，待房间温度上升或下降时，机组再次开启，如此反复启动停止，会比较耗电且损伤机组。另外，当多联机组在小负荷运转(尤其是低温制冷运转)时，由于室外换热器比较大，容易导致多联机组无法正常运转。

为了避免出现有空调在小负荷运转时室外换热器过大的问题，申请号为201711373724.0的在先申请中公开了一种空调器系统，该系统的室外机中至少包括两个分开的室外换热器，但是该系统需要3个四通阀并联在一起，通过控制四通阀滑阀位置改变冷媒的流向来实现室外换热器的分区控制，但为了保证四通阀能够正常动作，四通阀管口需要接毛细管保证一定的压差，这样会存在一定程度的冷媒泄漏，冷媒没有做功，只是在压机排气流向压缩机吸气，从实验数据看，此泄漏会影响能力提升，且一个机组存在3个四通阀，会导致管路复杂、成本增加、焊漏故障率增加等问题。

因此，针对在先公开的空调器系统中因四通阀的结构设计导致的整个空调器系统的管路复杂、以及因此而存在安全隐患问题，本发明提出了一种新的多联机空调及其控制方法。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了避免压缩机频繁开关机，同时降低多联机空调的管路复杂性以及消除现有空调器系统存在的安全隐患问题，本发明提出了一种多联机空调，包括多个室内机和至少一个室外机，所述室外机至少包括并联设置的第一室外换热器和第二室外换热器，以及与所述第一室外换热器匹配的第一外机膨胀阀和与所述第二室外换热器匹配的第二外机膨胀阀；所述多联机还包括压缩机和四通阀，所述压缩机、所述四通阀、所述第一室外换热器、所述第一外机膨胀阀和任意一个室内机组成第一冷媒循环回路；所述压缩机、所述四通阀、所述第二室外换热器、所述第二外机膨胀阀和任意一个室内机组成第二冷媒循环回路；所述第一外机膨胀阀能够关闭/打开所述第一冷媒循环回路，所述第二外机膨胀阀能够关闭/打开所述第二冷媒循环回路。

在上述多联机空调的优选实施方式中，所述室外机还包括与所述第一外机膨胀阀并联设置的第一单向阀和与所述第二外机膨胀阀并联设置的第二单向阀；所述第一单向阀仅允许从所述第一换热器流出的冷媒经过，所述第二单向阀仅允许从所述第二换热器流出的冷媒经过。

在上述多联机空调的优选实施方式中，所述第一室外换热器和所述第二室外换热器之间设置有隔板，所述隔板将所述第一室外换热器和所述第二室外换热器分隔在不同的区域。

在上述多联机空调的优选实施方式中，所述室外机还包括与所述第一室外换热器匹配的第一外机风扇和与所述第二室外换热器匹配的第二外机风扇；所述第一外机风扇用于辅助所述第一室外换热器散出冷/热量，所述第二外机风扇用于辅助所述第二室外换热器散出冷/热量。

在上述多联机空调的优选实施方式中，所述室外机包括三个以上的室外换热器，其中，每相邻的两个室外换热器之间均设置有一个隔板，所述隔板用于将所述多个室外换热器分隔在不同的区域；并且/或者，每个室外换热器均匹配有相应的外机膨胀阀；并且/或者，每个室外换热器均匹配有相应的外机风扇。

本发明还提供了一种多联机空调的控制方法，所述多联机空调包括多个室内机和至少一个室外机，所述室外机包括：并联设置的至少两个室外换热器、与每个所述室外换热器匹配的外机膨胀阀以及与每个所述室外换热器匹配的外机风扇，所述膨胀阀用于控制经过相应的室内换热器的冷媒流量；所述多联机空调的控制方法包括下列步骤：s110、判断所述多联机空调是否满足对进入每个所述室外换热器的冷媒量进行单独控制的条件；s120、在满足所述条件的情况下，确定待关闭的室外换热器并关闭与所述室外换热器匹配的外机膨胀阀和外机风扇。

在上述多联机空调的控制方法的优选实施方式中，步骤s120具体包括：在确定待关闭的室外换热器之后，逐步关闭与所述待关闭的室外换热器匹配的外机膨胀阀的开度和外机风扇，并在设定时间内使所述外机膨胀阀的开度和所述外机风扇完全关闭。

在上述多联机空调的控制方法的优选实施方式中，所述多联机空调的控制方法还包括：在所述待关闭的室外换热器被关闭之后，提高所述压缩机的频率。

在上述多联机空调的控制方法的优选实施方式中，所述多联机空调的控制方法还包括：在所述待关闭的室外换热器被关闭之后，检测所述待关闭的室外换热器的停止时间；当所述停止时间超过第一预设时间后，打开该被关闭的室外换热器，并对相应数量的未被关闭的室外换热器执行关闭操作。

在上述多联机空调的控制方法的优选实施方式中，在多联机空调制冷运行时，步骤s110中，对进入每个所述室外换热器的冷媒量进行单独控制的条件如下：室内机的总能需求/室外机总能力≤第一预设值；室外环境温度≤第一预设温度；室内环境温度－室内盘管温度≤第二预设温度；所述压缩机在最低频率运行的持续时间≥第二预设时间；在多联机空调制热运行时，步骤s110中，对进入每个所述室外换热器的冷媒量进行单独控制的条件如下：室内机的总能需求/室外机总能力≤第二预设值；室外环境温度≥第三预设温度；室内盘管温度－室内环境温度≤第四预设温度；所述压缩机在最低频率运行的持续时间≥第三预设时间。

本发明主要对多联机空调的室外机的结构作了改变，在室外机内并联设置多个室外换热器，然后为每个室外换热器匹配相应的外机膨胀阀，利用外机膨胀阀控制进入对应室外换热器的冷媒流量，即外机膨胀阀完全关闭后，相当于将室外换热器从多联机空调的冷媒循环系统中断开，外机膨胀阀打开后，室外换热器才会接入多联机空调的冷媒循环系统中。这样一来，当多联机部分负荷运行(少数室内机运行)时，可以通过对外机膨胀阀进行单独控制的方式以关闭部分室外换热器(即减少室外换热器的使用面积)，实现了根据室内机的需求匹配对应的室外换热器面积的目的，从而改变了传统的多联机空调在部分负荷运行时，压缩机长时间低频运转且不断启动、停止的情况，从而使压缩机可以保持在中频段稳定地运行，减少对压缩机寿命的影响。

另外，相对于如背景技术中提到的通过控制四通阀滑阀位置改变冷媒的流向来实现室外换热器的分区控制，本发明不需要设计复杂的四通阀结构，即本发明在不改变四通阀结构的前提下，利用与室外换热器匹配的外机膨胀阀来控制进入相应的室外换热器的冷媒量(即通过外机膨胀阀的开闭以使与其匹配的室外换热器接入到冷媒循环中或从冷媒循环中断开)。这样一来，本发明只需要为室外机内并联设置的每个室外换热器匹配相应的外机膨胀阀，这样就可以达到与背景技术中提到的空调器系统相同的技术效果，而且还避免了复杂的管路设计，极大地降低了冷媒泄露的风险，进一步还降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明一种实施例的多联机空调的结构示意图；

图2是本发明多联机空调的控制方法的主要流程图。

具体实施方式

为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

首先参照图1，图1是本发明一种实施例的多联机空调的结构示意图。如图1所示，本发明的多联机空调包括多个室内机1(图1中示出了四个室内机1)和至少一个室外机2(图1中虚线部分)。室外机2至少包括并联设置的第一室外换热器21和第二室外换热器22，以及与第一室外换热器21匹配的第一外机膨胀阀23和与第二室外换热器22匹配的第二外机膨胀阀24。本发明的多联机空调还包括压缩机20和四通阀3，压缩机20、四通阀3、第一室外换热器21、第一外机膨胀阀23和任意一个室内机1组成第一冷媒循环回路；压缩机20、四通阀3、第一室外换热器21、第一外机膨胀阀23和任意一个室内机1组成第二冷媒循环回路。第一外机膨胀阀23能够关闭/打开第一冷媒循环回路，第二外机膨胀阀22能够关闭/打开第二冷媒循环回路。换言之，第一外机膨胀阀23完全关闭后，相当于将第一室外换热器21从多联机空调的冷媒循环系统中断开，第一外机膨胀阀22打开后，第一室外换热器21才会接入多联机空调的冷媒循环系统中。同样，第二外机膨胀阀24完全关闭后，相当于将第二室外换热器22从多联机空调的冷媒循环系统中断开，第二外机膨胀阀24打开后，第二室外换热器22才会接入多联机空调的冷媒循环系统中。也就是说，本发明的多联机空调可以单独控制每个室外换热器内的冷媒流量，当需要断开其中一个室外换热器时，只需要将相应的室外换热器的外机膨胀阀关闭即可。

相对于背景技术中提到的空调器系统(下文简称现有方案)，本发明不需要改变四通阀的结构，从而避免了现有方案因改变四通阀结构而导致的整个空调器冷媒循环系统管路的复杂性。本领域技术人员可以理解的是，对于冷媒循环系统，管路越复杂、冷媒泄露的风险也会越高，而本发明在不改变四通阀结构的前提下，利用与室外换热器匹配的外机膨胀阀来控制进入相应的室外换热器的冷媒量(即通过外机膨胀阀的开闭以使与其匹配的室外换热器接入到冷媒循环中或从冷媒循环中断开)。这样一来，本发明只需要为室外机内并联设置的每个室外换热器匹配相应的外机膨胀阀，这样就可以达到与现有方案相同的技术效果，而且还避免了复杂的管路设计，极大地降低了冷媒泄露的风险，进一步还降低了生产成本。

另外，本发明的外机膨胀阀可以是电子膨胀阀，用来调整通过室外换热器的冷媒量。而当电子膨胀阀完全关闭后，经过对应的室外换热器的冷媒量为零。现有的外机膨胀阀通常设置在室外机与室内机之间的管路上，用来控制从室内机流入室外机的冷媒量或从室外机流出的冷媒量。而本发明根据室外机内并联设置的室外换热器的数量，为每个室外换热器都匹配一个电子膨胀阀，每个电子膨胀阀用来控制与其匹配的室外换热器。

本领域技术人员还可以根据实际需要将室外换热器分为更多个，如三个、四个等，按照上述多联机空调的结构设计，可以对室外机内并联设置的每个室外换热器进行单独控制，即通过控制与室外换热器匹配的外机膨胀阀单独控制进入每个室外换热器内的冷媒流量，当室内机少数运行时，不需要利用全部的室外换热器进行换热，此时可以关闭一定数量的外机膨胀阀，使部分室外换热器接入到冷媒循环系统，从而可以有效减少压缩机不断长时间低频运转且不断启动、停止的情况，使压缩机可以保持在中频段稳定地运行，减少对压缩机寿命的影响。为了便于理解，本实施例以将室外换热器分割为独立的第一室外换热器21和第二室外换热器22为例进行详细说明。

由于第一室外换热器21和第二室外换热器22都可以独立工作，互不影响，按照本发明的多联机空调的结构设计，当多联机部分负荷运行时(如少数室内机运行)，根据室内机的需求匹配对应的室外换热器面积(可以将第一室外换热器21和第二室外换热器22的总面积作为室外换热器的面积，当需要的室外换热器的面积较少时，则可以关闭其中一个室外换热器，即相当于减少了室外换热器的换热面积)，这样就改变了传统的多联机空调在部分负荷运行时，压缩机长时间低频运转且不断启动、停止的情况，从而使压缩机可以保持在中频段稳定地运行，减少对压缩机寿命的影响。下面结合图1作进一步详细说明。

在多联机空调运行的过程中，如果满足对进入第一室外换热器21和第二室外换热器22的冷媒量进行单独控制的条件(具体条件见后文)时，可以单独控制第一外机膨胀阀23或第二外机膨胀阀24，从而减少室外换热器的使用面积。具体地，在多联机空调制冷运行(图1中的四通阀3的方向为制热运行，制冷运行时需要改变四通阀3的方向)时，由于室外换热器处于高压侧，第一外机膨胀阀23和第二外机膨胀阀24分别处于第一室外换热器21和第二室外换热器22的前端(即图1中所示的位置)，当第一外机膨胀阀23或第二外机膨胀阀24关闭时，来自压缩机20的高温高压冷媒会进入第二室外换热器22或第一室外换热器21中，这就导致部分冷媒积聚在某一个室外换热器的情形。在这种情况下，当低压压力传感器4检测到系统压力低于设定值时，可以将第一室外换热器21或第二室外换热器22的流路打开(打开第一外机膨胀阀23或第二外机膨胀阀24)以保证冷媒在系统中流通，当低压压力传感器4检测到系统压力上升到设定值时，关闭第一外机膨胀阀23或第二外机膨胀阀24。

在多联机空调制热运行(图1中的四通阀3的方向即为制热运行)时，由于此时的第一室外换热器21和第二室外换热器22处于低压侧，第一外机膨胀阀23和第二外机膨胀阀24分别处于第一室外换热器21和第二室外换热器22的前端(即图1中所示的位置)，因此不存在冷媒积聚在某一个室外换热器的情况，所以，在该情形下，只要能满足室内机的要求，使第一外机膨胀阀23或第二外机膨胀阀24常关即可。

作为一种可能的实施方式，第一外机膨胀阀23和第二外机膨胀阀24还可用设置在第一室外换热器21和第二室外换热器22的后端(按照图1的方位即第一室外换热器21和第二室外换热器22的上方)。

继续参照图1，本发明的室外机2还包括与第一外机膨胀阀23并联设置的第一单向阀25和与第二外机膨胀阀24并联设置的第二单向阀26。第一单向阀25仅允许从第一换热器21流出的冷媒经过，第二单向阀26仅允许从第二换热器22流出的冷媒经过。室外机2还包括与第一室外换热器21匹配的第一外机风扇27和与第二室外换热器22匹配的第二外机风扇28；第一外机风扇27用于辅助第一室外换热器21散出冷/热量，第二外机风扇28用于辅助第二室外换热器22散出冷/热量。在关闭第一外机膨胀阀23或第二外机膨胀阀24时，同时将对应的第一外机风扇27和第二外机风扇28关闭。需要说明的是，多联机制冷运行时，在关闭外机膨胀阀后，冷媒还会从单向阀流过，但是由于外机膨胀阀关闭后，对应的外机风扇也会关闭，因此也会起到一定的作用断开部分室外换热器的目的。显然此处的单向阀不是必须的，本领域技术人员可以根据实际需要选择是否匹配与外机膨胀阀并联的单向阀。

在一种具体的实施方式中，第一室外换热器21和第二室外换热器22之间设置有隔板29，隔板29将第一室外换热器21和第二室外换热器22分隔在不同的区域。由于隔板29将室内机分割为两个不同的区域，分别位于这两个区域内的第一室外换热器21和第二室外换热器22能够互不影响。当需要室外换热器全部利用时，第一外机风扇27和第二外机风扇28同时运转，第一室外换热器21和第二室外换热器22同时开通，此时的效果与传统空调(无下面的隔板)换热效果相同；当室外机换热器不需要全部使用时，例如可以将第一外机风扇27停止运转，同时第一室外换热器21流路关闭，仅让第二外机风扇28运转，同时第二室外换热器22流通。

需要再次说明的是，上述中的室外换热器虽然分割为第一室外换热器21和第二室外换热器22，但是本领域技术人员可以根据实际需要将室外换热器分割为更多个，然后可以在相邻的两个室外换热器之间设置一个隔板，隔板将室外机分割为多个不同的区域，每个区域都具有一个室外换热器，然后再为每个室外换热器匹配相应的外机膨胀阀以及外机风扇。这样一来，根据室内机的需求可以选择关闭不同数量的室外换热器，从而更精确地使室内机的需求与使用中的室外换热器的面积相匹配，使压缩机可以保持在中频段稳定地运行，减少对压缩机寿命的影响。另外，还需要说明的是，由于在室外机设置了隔板29，因而可以将室外机内的不同室外换热器分隔在不同的区域，使得与室外换热器匹配的外机风扇也被分割在不同的区域。这样一来，每个区域的室外换热器和外机风扇都可以独立工作、互不影响，相对于没有隔板的情形，有效避免了与室外换热器匹配的外机风扇在工作时容易影响到与其不匹配的室外换热器。

在一种具体的实施方式中，本发明的多联机空调的主要零部件还包括高压压力传感器5、油分离6、单向阀7、气液分离器8等，再次不再进行详细说明。

本发明还提出了一种多联机空调的控制方法，多联机空调包括多个室内机和至少一个室外机，室外机至少包括并联设置的至少两个室外换热器，以及与每个室外换热器匹配的外机膨胀阀，以及与每个室外换热器匹配的外机风扇，膨胀阀用于控制经过相应的室内换热器的冷媒流量(具体参见上文中的多联机空调)。参照图2，图2是本发明多联机空调的控制方法的主要流程图。如图2所示，本发明的多联机空调的控制方法包括下列步骤：s110、判断多联机空调是否满足对进入每个室外换热器的冷媒量进行单独控制的条件；s120、在满足所述条件的情况下，确定待关闭的室外换热器并关闭与该室外换热器匹配的外机膨胀阀和外机风扇。

为了便于理解，下面以图1中所示的多联机空调为例进行详细说明。在步骤s120中，如果满足对进入第一室外换热器21和第二室外换热器22的冷媒量进行单独控制的条件时，假设要关闭第一室外换热21，此时可以先逐步关闭第一外机膨胀阀23的开度和第一外机风扇27，在设定时间，如2分钟(也可以是其他合理的时间，如1分钟、3分钟等)内将第一外机膨胀阀23第一外机风扇27完全关闭。

此时由于室外换热器面积变小，为了达到室内目标盘管温度，需要提高压缩机20的运行频率。具体地，压缩机20的频率可以根据检测的系统压力和室内盘管的温度进行升频控制，也可以通过调节刚已关闭的第一室外换热器21的第一外机膨胀阀23和对应的第一外机风扇27对压缩机20进行升频控制，从而保证压缩机20在最佳能效对应的频段进行运转。关于如何提高压缩机20的频率，本领域技术人员可以灵活地选择不同的方式，只要保证压缩机20在最佳能效的频段进行运转即可。

作为一种示例，仍以图1中关闭第一室外换热器21为例，在第一室外换热器21被关闭之后，检测第一室外换热器21的停止时间。当该停止时间超过第一预设时间后，打开第一室外换热器21，并关闭第二室外换热器22(即逐步关闭第二外机膨胀阀24和第二外机风扇26)。这样可以避免不同的室外换热器之间因运行时间的不同而出现寿命差异化的情形，使得不同的室外换热器的运行时间接近。上述的第一预设时间可以由本领域技术人员灵活地设定，在此不对该第一预设时间进行限定。

在多联机空调制冷运行时，步骤s110中，对进入每个室外换热器的冷媒量进行单独控制的条件如下：(1)室内机的总能需/室外机总能力≤预设值；(2)室外环境温度≤第一预设温度；(3)室内环境温度－室内盘管温度≤第二预设温度；(4)压缩机在最低频率运行的持续时间≥第二预设时间。

需要说明的是，上述条件(1)中的第一预设值可以为50％，即此时室内机的总能需是室外机总能力的一半。本领域技术人员可以选择其他合理的第一预设值，如60％、40％等。上述条件(2)中的第一预设温度可以为20℃，本领域技术人员可以选择其他合理的第一预设温度，如25℃等。上述条件(3)中的第二预设温度可以是2℃，本领域技术人员可以选择其他合理的第二预设温度，如3℃等。上述条件(4)中的第二预设时间可以是10分钟，本领域技术人员可以选择其他合理的第二预设时间，如9分钟等。本领域技术人员可以理解的是，当压缩机在最低频率运行时，说明室外换热器的面积偏大。以上条件均满足后，即可对室外机的不同室外换热器进行单独控制。

作为一种示例，当多联机空调不满足上述任一条件时，则退出对室外机的不同室外换热器进行单独控制。此时同步控制所有的室外换热器。

在多联机空调制热运行时，步骤s110中，对进入每个室外换热器的冷媒量进行单独控制的条件如下：(1)室内机的总能需/室外机总能力≤第二预设值；(2)室外环境温度≥第三预设温度；(3)室内盘管温度－室内环境温度≤第四预设温度；(4)压缩机在最低频率运行的持续时间≥第三预设时间。

需要说明的是，上述条件(1)中的第二预设值可以为50％，即此时室内机的总能需是室外机总能力的一半。本领域技术人员可以选择其他合理的第二预设值，如60％、40％等。上述条件(2)中的第三预设温度可以为20℃，本领域技术人员可以选择其他合理的第三预设温度，如25℃等。上述条件(3)中的第四预设温度可以是2℃，本领域技术人员可以选择其他合理的第四预设温度，如3℃等。上述条件(4)中的第三预设时间可以是10分钟，本领域技术人员可以选择其他合理的第三预设时间，如9分钟等。本领域技术人员可以理解的是，当压缩机在最低频率运行时，说明室外换热器的面积偏大。以上条件均满足后，即可对室外机的不同的室外换热器进行单独控制。

作为一种示例，当多联机空调不满足上述任一条件时，则退出对室外机的不同室外换热器进行单独控制。此时同步控制所有的室外换热器。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。