專利名稱：空調機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是中國專利申請第99105767.8號的分案申請。
本發(fā)明是關于供暖運行中可進行制冷劑加熱運行和熱泵運行切換的空調機。
到目前為止，作為面向寒冷地區(qū)的空調機，設置了具有壓縮機的熱泵式制冷環(huán)路和制冷劑加熱器，在供暖運行時有必要進行制冷劑加熱運行和熱泵運行的切換。這種空調機如特愿平2-93238號公報記述的那樣，根據(jù)設定溫度和室內溫度的差以及設定溫度和室外溫度的差確定選擇是否進行制冷劑加熱運行和是熱泵運行的切換。
上述空調機中在制冷劑加熱運行和熱泵運行之間切換時并沒有特別考慮制冷環(huán)路的運行狀態(tài)，所以制冷環(huán)路運行會出現(xiàn)不穩(wěn)定，進而使空調機發(fā)出異常聲。
本發(fā)明考慮到上述問題，目的在于提供一種在制冷劑加熱運行和熱泵運行之間切換時，既使制冷環(huán)路運行穩(wěn)定又可防止發(fā)出異常聲的空調機。
為了達到上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案一種空調機，其特征在于具有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路；由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路；和對上述熱泵式制冷環(huán)路和上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制、對制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換的控制裝置；該控制裝置在由制冷劑加熱運行向熱泵運行切換之際，當壓縮機運行頻率低于規(guī)定頻率時，使該壓縮機運行頻率上升到規(guī)定頻率值，當運行頻率高于規(guī)定頻率時，保持在該運行頻率上進行切換。
所述的空調機，其特征在于在由制冷劑加熱運行向熱泵運行切換之前，控制裝置預先調整膨脹機構并使之縮小。
所述的空調機，其特征在于在由制冷劑加熱運行向熱泵運行切換后，控制裝置使壓縮機運行頻率保持在上述規(guī)定頻率值上。
一種空調機，其特征在于具有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路；由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路和；對上述熱泵式制冷環(huán)路和上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制、而對制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換的控制裝置；該控制裝置在由熱泵運行向制冷劑加熱運行切換之際，當壓縮機的輸出大于規(guī)定輸出值時，使該輸出下降到規(guī)定輸出值而進行切換。
所述的空調機，其特征在于制冷劑加熱器具有設置了氣化加熱器并使燃料氣化的氣化器和使由氣化器氣化的燃料點火的點火器；在由熱泵運行向制冷劑加熱運行切換之際，當氣化加熱器的溫度高于規(guī)定值時，控制裝置將室外熱交換器內的制冷劑導向室內熱交換器。
所述的空調機，其特征在于控制裝置將室外熱交換器內的制冷劑導入室內熱交換器后，使點火器開始點火。
一種空調機，其特征在于具有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路；由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路；和對上述熱泵式制冷環(huán)路和上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制、進行制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外交換器的熱泵運行狀態(tài)切換的控制裝置；該控制裝置根據(jù)室外空氣溫度是否高于規(guī)定值來確定選擇熱泵運行還是制冷劑加熱運行，同時計算出由壓縮機輸出和制冷劑加熱器輸出必需的CO2排放量，然后確定使該必需的CO2排放量最少的規(guī)定值。
一種空調機，其特征在于具有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路；由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路；和對上述熱泵式制冷環(huán)路或上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制，對制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換的控制裝置；該控制裝置由壓縮機和制冷劑加熱器各自的輸出計算出必需的運行成本，在熱泵運行和制冷劑加熱運行之中，選擇熱泵運行和制冷劑加熱運行中的一種，以使所需的運行成本最小。
一種空調機，其特征在于具有
由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路；由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路；和對上述熱泵式制冷環(huán)路和上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制，對制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換的控制裝置；在室內熱交換器內設置了室內熱交換器溫度傳感器；控制裝置，在制冷劑加熱運行狀態(tài)下，當室內熱交換器溫度傳感器測得的溫度高于第一規(guī)定溫度時，降低壓縮機的能力；在熱泵運行狀態(tài)下，當室內熱交換器溫度傳感器測得的溫度低于第一規(guī)定溫度高于第二規(guī)定溫度時，降低壓縮機的能力。
本發(fā)明是具有下述特征的空調機該空調機具有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路，由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路和對上述熱泵式制冷環(huán)路和上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制、對制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換的控制裝置；該控制裝置在由制冷劑加熱運行向熱泵運行切換過程中，當壓縮機運行頻率低于設定頻率時、使該壓縮機運行頻率上升到設定頻率值，當運行頻率高于設定頻率時，保持在該運行頻率上進行切換。
根據(jù)本發(fā)明，由控制裝置進行從制冷劑加熱運行向熱泵運行切換的過程中，當壓縮機運行頻率低于設定頻率時，則使其上升到預先設定的頻率值，這樣就能夠在切換時使壓縮機運行頻率穩(wěn)定并使切換順利進行。
本發(fā)明是具有下述特征的空調機該空調機具有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路，由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路和對上述熱泵式制冷環(huán)路和上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制、對制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換的控制裝置；該控制裝置在由熱泵運行向制冷劑加熱運行切換過程中，當壓縮機的輸出大于設定輸出值時、使該輸出值下降到設定輸出值再進行切換。
根據(jù)本發(fā)明，由控制裝置進行從熱泵運行向制冷劑加熱運行切換的過程中，當壓縮機輸出高于設定的輸出值時，使其下降到設定的輸出值，這樣就能夠確保制冷劑加熱器用的能量。
本發(fā)明是具有下述特征的空調機該空調機具有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路，由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路和對上述熱泵式制冷環(huán)路和上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制、對制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換的控制裝置；該控制裝置根據(jù)室外溫度是否高于規(guī)定值來確定選擇熱泵運行還是制冷劑加熱運行，同時由壓縮機輸出和制冷劑加熱器輸出計算機出必要的CO2排放量、然后確定使該必需的Co2排放量最少的規(guī)定值。
根據(jù)本發(fā)明，由控制裝置在必須的CO2排放量最小的前提下確定門限值，所以能夠降低必須的CO2排放量。
本發(fā)明是具有下述特征的空調機該空調機具有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路，由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路和對上述熱泵式制冷環(huán)路和上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制、對制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換的控制裝置；該控制裝置由壓縮機和制冷劑加熱器各自的輸出計算出必需的運行成本，并選擇熱泵運行制冷劑加熱運行根據(jù)使燃燒費費用為最小。
根據(jù)本發(fā)明，是由控制裝置選擇熱泵運行還是制冷劑加熱運行，使其運行成本為最小，所以能夠降低必須的運行成本。
本發(fā)明是具有下述特征的空調機該空調機具有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路，由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路和對上述熱泵式制冷環(huán)路和上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制、對制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換的控制裝置；在室內熱交換器內設置了室內熱交換器溫度傳感器；在制冷劑加熱運行狀態(tài)下，控制裝置在室內熱交換器溫度傳感器測得的溫度高于第一設定溫度時，降低壓縮機的能力；在熱泵運行狀態(tài)下，控制裝置在室內熱交換器溫度傳感器測得的溫度低于第一設定溫度高于第二設定溫度時，仍降低壓縮機的能力。
根據(jù)本發(fā)明，在制冷劑加熱運行狀態(tài)下，當室內熱交換器溫度傳感器檢測的溫度高于第一設定溫度時，控制裝置降低壓縮機的能力，在熱泵運行狀態(tài)下，當室內熱交換器溫度傳感器測得的溫度低于第一設定溫度高于第二設定溫度時，控制器仍降低壓縮機的能力，所以能夠在制冷劑加熱運行時提高冷凝溫度進行高調節(jié)溫度供暖運行，而在熱泵運行時降低冷凝溫度、減輕壓縮機的負荷。
本發(fā)明的效果
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在制冷劑加熱運行和熱泵運行之間切換時，可使制冷環(huán)路運行過程穩(wěn)定。這樣既可以防止壓縮機產生異常聲，也可以順利地進行切換。
以下參照附圖詳細
具體實施例方式

圖1是本發(fā)明空調器一個實施例的概略示意圖。
圖2是由控制裝置確定運行模式的決策意圖。
圖3是熱泵運行狀態(tài)下必要電力、運行要求能力以及空調負荷示意圖。
圖4是制冷劑加熱運行狀態(tài)下必要電力、運行要求能力以及空調負荷示意圖。
圖5是一次能量的CO2排放量的對比示意圖。
圖6是空調機的制冷劑加熱器概略示意圖。
圖7是由制冷劑加熱運行向熱泵運行切換的流程圖。
圖8是由熱泵運行向制冷劑加熱運行切換的流程圖。
下面，參照圖面說明本發(fā)明的一個實施例。圖1至圖8是本發(fā)明空調機實施例的示意圖。
如圖1及圖6所示，本實施形式的空調機具有由壓縮機1、四通閥2、室內熱交換器10、電動膨脹閥(膨脹機構)5及室外熱交換器3聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路11。在該制冷環(huán)路11中電動膨脹閥5和室外熱交換器3之間與壓縮機1的吸入口一側相聯(lián)接、設有由二通閥8和燃燒式制冷劑加熱器4構成的制冷劑加熱回路12。
圖中6和7表示二通閥，室外熱交換器3的旁邊安裝著風扇9。如圖1所示，設有控制裝置20，其作用是驅動控制熱泵式制冷環(huán)路11和制冷劑加熱回路12，對制冷劑流經制冷劑加熱回路12的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換。
與控制裝置20相接的有檢測室溫Ta的室溫檢測器a1和檢測室外溫度To的室外溫度檢測器a2，同時設有對控制裝置20進行指定溫度Ts設定的遙控器a3。
下面依照上述結構對本實施例進行說明。首先說明制冷劑通過室外熱交換器的熱泵運行概況。
①熱泵運行由壓縮機1排出的高溫高壓制冷劑經四通閥2流入室內熱交換器10、與室內空氣進行熱交換后使室內變暖，再流經放大閥5變?yōu)榈蜏氐蛪旱闹评鋭?。然后，該制冷劑通過二通閥7、在室外熱交換器3處由室外空氣吸取熱量后，再次被吸入壓縮機1。在此期間，二通閥8關閉。上述熱泵運行過程是由控制裝置20控制的。
下面說明制冷劑流經制冷劑加熱回路12的制冷劑加熱運行概況。
②制冷劑加熱運行運行開始時，打開二通閥6、關閉二通閥7和8，壓縮機1開始運行。這樣，將室外熱交換器3中滯留的制冷劑吸入室內交換器10一側后，關閉二通閥6、打開二通閥8，開始制冷劑加熱運行。這時，從壓縮機1排出的高溫高壓制冷劑經過四通閥2流向室內熱交換器10，隨后，制冷劑向室內放熱、并由膨脹閥5減壓后流經二通閥8，由制冷劑加熱器4再度加熱后被吸入壓縮機1。
在上述加熱運行期間，經氣化加熱器15a加熱的氣化器15使燃料氣化、被氣化后的燃料從噴咀4c送到制冷劑加熱器本體4a一側。經噴咀4c送到制冷劑加熱器本體4a的燃料由點火器4b點火后，開始加熱制冷劑加熱器本體4a。上述制冷劑加熱運行是由控制裝置20控制的。
下面說明由制冷劑加熱運行向熱泵運行的切換過程。首先，控制裝置20對當前制冷劑加熱運行狀態(tài)中點火器4b的電流進行檢測，如果處于點火狀態(tài)，則進行停止點火器4b動作的息火控制。當確認點火器4b息火后，則縮小膨脹閥5的開度至指定的開度(50％)。接著，控制裝置20打開二通閥7，同時設定風扇9的起動轉數(shù)，然后關閉二通閥8。
這時，如果壓縮機1的運行頻率Hz在規(guī)定值C以下時，則使該壓縮機1的運行頻率上升至規(guī)定值C。如果該壓縮機1的運行頻率Hz高于規(guī)定值C，則保持切換前的運行頻率。
隨后，使壓縮機1的運行頻率保持在規(guī)定值C一段時間，根據(jù)由室溫檢測器a1檢測出的室溫Ta和遙控器a3設定的溫度Ts，進入通常的熱泵運行。
這樣，在制冷劑加熱運行向熱泵運行切換時，由于可使壓縮機1的運行頻率Hz在低于規(guī)定值C時上升至規(guī)定值C，所以，向熱泵運行的轉換可以平穩(wěn)地進行。在上述切換過程中，由于切換是在壓縮機1的運行頻率穩(wěn)定狀態(tài)下平滑地進行的，所以能夠防止壓縮機發(fā)出異常聲。
下面說明由熱泵運行向制冷劑加熱運行狀態(tài)和切換過程。
首先，當對壓縮機1發(fā)出的運行能力指令(即對壓縮機1的輸出)高于規(guī)定值(V)時，則使該運行能力指令強制下降至V，以確保氣化加熱器15c通電所用電力。當由氣化加熱器15c加熱的氣化器15的溫度高于規(guī)定值(例如是200℃)時，進入制冷劑回收的運行狀態(tài)。
這里所說的制冷劑回收運行，是指將滯留在室外熱交換器3內的制冷劑回收到室內熱交換器10一側的運行過程。具體地講，首先關閉二通閥7和8，使風扇9停止運轉，然后使壓縮機1在回收用頻率下運行一定時間，將制冷劑收到室內熱交換器10一側。
當氣化器15的溫度達到300℃并且制冷劑回收結束時，進行點火控制。如果在制冷劑回收結束之前氣化器15的溫度達到300℃時，將氣化器15的溫度調整至220℃～260℃。當氣化器15的溫度未達到300℃時，繼續(xù)進行制冷劑回收運行。
下面說明點火控制過程。首先將壓縮機1的運行頻率調整到設定的點火頻率Hz，然后使制冷劑加熱器4的噴咀4c的電機(圖中未示)以設定的點火轉數(shù)運行，從而使點火器4b開始動作。
這種情況下，經氣化器15氣化并送向噴咀4c的燃料由點火器4b點火后對制冷劑加熱器4a進行加熱。
當燃料由點火器4b點火后、壓縮機1根據(jù)起動時的運行能力指令運行，然后，按照由室溫檢測器a1檢測出的室溫Ta和由遙控器a3設定的設定溫度Ts進行通常的制冷劑加熱運行。
當由熱泵運行向制冷劑加熱運行切換時壓縮機1的輸出過大時，通過將該輸出下降至設定的值，確保制冷劑加熱器4的氣化加熱器15c所需電力(能量)，順利地進行上述切換。
控制裝置20根據(jù)圖2所示表的內容確定采用制冷劑加熱運行模式還是熱泵運行模式。也就是說，如圖2所示，控制裝置20根據(jù)室外溫度To、室溫Ta和設定溫度Ts之差確定運行模式。此外，對于切換制冷劑加熱運行模式和熱泵運行模式的室外溫度To規(guī)定值，使其保持一定滯后，在由制冷劑加熱運行向熱泵運行切換時和由熱泵運行向制冷劑加熱運行切換上述規(guī)定值。
這時，控制裝置20，計算出從壓縮機1的輸出和制冷劑加熱器4的燃燒輸出，一次輸出所需的必要CO2排放量，求出室外溫度規(guī)定值To使CO2排放量為最小值。
例如，在熱泵運行狀態(tài)下，根據(jù)室外溫度To，所需功率、運行能力以及空調負荷如圖3所示。而在制冷劑加熱運行的狀態(tài)下，所需電力、運行能力以及空調負荷如圖4所示。
現(xiàn)在假定火力發(fā)電廠的效率為0.35，制冷劑加熱運行時的燃燒效率為0.85，如果熱泵運行的COP大于2.4的話，則熱泵運行可以降低一次能量有關的CO2排放量。
此外，控制裝置20也可以根據(jù)預先設定的電費和燃油費、首先根據(jù)室外溫度To對應的壓縮機1的輸出和制冷劑加熱器4輸出算出必運行成本，然后以該運行成本最低為前提確定采用熱泵運行還是制冷劑加熱運行。
如圖2所示，控制裝置20根據(jù)室外溫度To和設定溫度Ts與室溫Ta之差確定熱泵運行和制冷劑加熱運行的切換，但是，在選擇高取暖溫度運行時，可以強制進行制冷劑加熱運行而達到高取暖溫度運行的目的。當需要保持運行能力時(如處于安靜的睡眠運行狀態(tài))，可強制進行熱泵運行。
如圖1所示，室內熱交換器10內的溫度由室內熱交換器溫度傳感器a4檢測，當該室內熱交換器溫度傳感器a4檢測的溫度高于某特定溫度時，控制裝置20強制降低壓縮機1的運行能力以防止冷凝壓力上升。
這種情況下，可可降低壓縮機1運行能力的設定溫度分別按制冷劑加熱運行模式或熱泵運行模式變化。也就是說在制冷劑加熱運行狀態(tài)下，當由室內熱交換器溫度傳感器a4測得的溫度高于第一設定溫度時，應降低壓縮機1的能力。在熱泵運行狀態(tài)下，當由室內熱交換器溫度傳感器a4測得的溫度低于第一設定溫度但高于第二設定溫度時，也應降低壓縮機1的能力。
這樣，在制冷劑加熱運行狀態(tài)下提高冷凝溫度進行高取暖溫度控制，在熱泵運行狀態(tài)下降低冷凝溫度減輕壓縮機1的負荷，以防損壞壓縮機1。
權利要求
1.一種空調機，其特征在于具有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路；由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路；和對上述熱泵式制冷環(huán)路和上述制冷劑加熱回路進行選擇性驅動控制，對制冷劑流經制冷劑加熱回路的制冷劑加熱運行和制冷劑流經室外熱交換器的熱泵運行進行切換的控制裝置；在室內熱交換器內設置了室內熱交換器溫度傳感器；控制裝置，在制冷劑加熱運行狀態(tài)下，當室內熱交換器溫度傳感器測得的溫度高于第一規(guī)定溫度時，降低壓縮機的能力；在熱泵運行狀態(tài)下，當室內熱交換器溫度傳感器測得的溫度低于第一規(guī)定溫度高于第二規(guī)定溫度時，降低壓縮機的能力。
全文摘要
一種空調機，在制冷劑加熱運行和熱泵運行之間切換時，使制冷環(huán)路運行穩(wěn)定膨脹，其有由壓縮機、四通閥、室內熱交換器、膨脹機構以及室外熱交換器聯(lián)接而成的熱泵式制冷環(huán)路和由壓縮機、四通閥、室內熱交換器以及制冷劑加熱器聯(lián)接而成的制冷劑加熱回路，熱泵式制冷環(huán)路和制冷劑加熱回路由控制裝置選擇驅動控制，控制裝置在由制冷劑加熱運行向熱泵運行的切換之際，當壓縮機頻率低于設定頻率時，使其上升到預先設定的頻率后再進行切換。
文檔編號F25B30/02GK1492201SQ0213024
公開日2004年4月28日 申請日期1999年4月15日 優(yōu)先權日1998年4月15日
發(fā)明者堀將人, 望月武, 小山美登志, 藁科吉隆, 小林隆, 登志, 隆 申請人:東芝株式會社