專利名稱：空調(diào)用熱泵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及依靠熱工作流體的熱泵作用使室內(nèi)空調(diào)，例如，冷、暖氣設(shè)備等運行的空調(diào)用熱泵裝置。
作為這種空調(diào)用熱泵裝置100眾所周知的結(jié)構(gòu)為，例如如圖7所示，把來自熱源機10的熱源提供給配置在室內(nèi)的冷卻負荷或加熱負荷例如空調(diào)用的室內(nèi)機80上，進行冷卻運行或加熱運行；該熱源機10通過在壓縮部分2中加壓的熱工作流體，得到冷卻用的熱源，例如冷氣設(shè)備用的熱源等、或得到加熱用的熱源，例如暖氣設(shè)備用的熱源等的熱源。
但是，本發(fā)明的空調(diào)用熱泵裝置也包括只進行上述冷卻運行的熱泵裝置，例如以冷卻負荷作為冷氣設(shè)備、或者為食品等的冷卻陳列盒等。還有，在本發(fā)明中，所謂室內(nèi)，是指把上述冷卻陳列盒等包括在內(nèi)的。
圖7中，以粗線表示的線路部分為得到熱源熱工作流體例如制冷劑的管路，以細線表示的線路部分為用于電檢測信號和控制信號等的電路；因為熱源機10一般配置在室外、所以，也稱為室外機，但是，也有把熱源機10配置在室內(nèi)的情況。還有，一般結(jié)構(gòu)為，由一臺熱源機10把熱源供給一臺室內(nèi)機或多臺室內(nèi)機。
而且，利用發(fā)動機等驅(qū)動源1來驅(qū)動壓縮部分2的壓縮機例如轉(zhuǎn)缸型壓縮機，把為獲得熱源的熱工作流體例如氟里昂R22、氟里昂R137氟里昂等制冷劑加壓，并通過在壓縮機內(nèi)用于把與熱工作流體混合工作的油分離開來的油分離器(圖中，未示出)，提供到流路轉(zhuǎn)換部分3上，借助于后述的熱交換器5和熱交換器81、結(jié)束必要的熱操作，把已低壓化的熱工作流體通過儲存器(圖中，未示出)、再提供到壓縮部分2上，在驅(qū)動源1中使用發(fā)動機即內(nèi)燃機或電動機等。
流路轉(zhuǎn)換部分3是這樣的在室內(nèi)機80進行冷卻運行例如冷氣設(shè)備運行的情況下，把室內(nèi)機80一側(cè)的熱交換器81作為吸熱用熱交換器運行那樣連接，同時，把熱源機10一側(cè)的熱交換器5作為上述放熱用熱交換器運行那樣連接各管路；還有，在使室內(nèi)機80進行加熱運行例如暖氣設(shè)備運行情況下，把熱源機10一側(cè)的熱交換器5作為吸熱用熱交換器運行那樣連接，同時，把室內(nèi)機80一側(cè)的熱交換器81作為放熱用熱交換器運行那樣連接各管路；例如，是用電力控制動作的四通閥等切換閥的流路轉(zhuǎn)換機構(gòu)。
熱交換器5是這樣一種裝置；把依靠鼓風(fēng)機鼓起的外部空氣的風(fēng)、送到在熱工作流體流動的蛇形管上附設(shè)了多個散熱片的裝置上，依靠沿著箭頭方向送風(fēng)向外部空氣放熱或從外部空氣吸熱的熱交換器；因其與室外的外部空氣進行熱交換，所以，一般稱為室外熱交換器。
熱交換器81是與熱交換器5同樣結(jié)構(gòu)的裝置，是通過鼓風(fēng)機F1沿著箭頭方向送風(fēng)提供室內(nèi)空氣的環(huán)流，在冷氣運行時從室內(nèi)空氣吸熱、在加熱運行時向室內(nèi)空氣放熱的熱交換器，因其與室內(nèi)空氣進行熱交換，所以，一般稱為室內(nèi)熱交換器。
而且，在冷卻運行時，熱交換器5作為凝結(jié)器運行，熱交換器81作為蒸發(fā)器運行；在加熱運行時，正好相反熱交換器81作為凝結(jié)器運行，而熱交換器5作為蒸發(fā)器運行。
而且，在熱源機10一側(cè)，把熱源機10一側(cè)熱工作流體所需各部分的溫度和壓力的各檢測值(例如，依靠檢測壓縮部分2的熱工作流體在流出一側(cè)的熱運行壓力的壓力傳感器D7及檢測其溫度的溫度傳感器D8，檢測壓縮部分2中熱工作流體返回一側(cè)、即檢測吸入一側(cè)壓力的壓力傳感器D9及檢測其溫度的溫度傳感器D10，檢測在熱交換器5中熱工作流體入口一側(cè)及出口一側(cè)各溫度的溫度傳感器D2及溫度傳感器D3，檢測外部空氣溫度的溫度傳感器D1，檢測壓縮部分2中驅(qū)動源1驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器D11等的各檢測值)，以及由設(shè)定運行部分6設(shè)定的各設(shè)定值一起提供到控制部分7上。
還有，在室內(nèi)機80一側(cè)，把室內(nèi)機80一側(cè)熱工作流體的溫度及對象物溫度等的各檢測值(例如，檢測在熱交換器81中熱工作流體入口一側(cè)及出口一側(cè)各溫度的溫度傳感器D4及溫度傳感器D5，檢測在熱交換器5中室內(nèi)空氣吸入一側(cè)溫度的溫度傳感器D6的各檢測值)，以及由運行設(shè)定部分83作為冷卻運行或加熱運行的控制目標的設(shè)定溫度的各設(shè)定值等一起提供到控制部分7上。
又，控制部分7和控制部分82在接受的各檢測值和各設(shè)定值中互相收發(fā)必要值，借助于這些值、通過控制部分7的控制處理功能、使壓縮部分2運行的控制信號從控制部分7提供到驅(qū)動源1上、進行運行控制，同時，對流量調(diào)整部分4進行調(diào)整控制等控制、該流量調(diào)整部分4調(diào)整送往室內(nèi)機80一側(cè)的熱工作流體的流量，還有，通過控制部分82的控制處理功能、根據(jù)來自控制部分82本身或控制部分7的指令、對流量調(diào)整閥V1和鼓風(fēng)機F1進行調(diào)整控制。
控制部分7和控制部分82以依靠微處理機的控制處理功能(以下稱為CPU)為主體而構(gòu)成，例如圖8所示，利用市售的CPU板(CPU/B)70而構(gòu)成，把檢測各部分的狀態(tài)得到的各檢測信號、和設(shè)定操作部分6或設(shè)定操作部分83運行而輸入的各運行信號作為輸入數(shù)據(jù)，從出入口71取出、存儲到工作存儲器73中，同時，根據(jù)這些輸入數(shù)據(jù)、和預(yù)先存儲在處理存儲器72中處理流程的程序及控制數(shù)據(jù)，進行必要的控制處理，從出入口71輸出用于對執(zhí)行上述必要的控制處理得到的各部分進行控制的各控制信號而構(gòu)成。
還有，除了通過時鐘電路74對控制處理中必要的時間進行計時以外，還根據(jù)需要、在顯示部分75上、把各部分的運行狀態(tài)、控制狀態(tài)和各設(shè)定狀態(tài)等顯示出來而構(gòu)成，又，設(shè)置了用于通過在控制部分7與控制部分82之間的通路77(例如，總線延長線或通信用的電纜)、收發(fā)控制數(shù)據(jù)等的通信連接端子76，根據(jù)需要、例如通過利用RS485規(guī)格等通信用IC的通信連接端子而構(gòu)成該通信連接端子76。
再者，在圖7的結(jié)構(gòu)中，雖然是對1臺熱源機10、連接1臺室內(nèi)機80的結(jié)構(gòu)(下面，稱為“1臺室內(nèi)機結(jié)構(gòu)”)，但是，對1臺熱源機10、連接多臺室內(nèi)機80的結(jié)構(gòu)(下面，稱為“多臺室內(nèi)機結(jié)構(gòu)”)也是大家熟悉的，在后一種情況下，其結(jié)構(gòu)為整個控制功能由熱源機10的控制部分7來執(zhí)行、以及由分開設(shè)置的集中控制機來執(zhí)行，這都是大家熟悉的。
如上所述的空調(diào)用熱泵裝置100的冷卻運行時，為了消除外部空氣的溫度超過給定值時產(chǎn)生的壓縮部分2輸出一側(cè)熱工作流體異常的溫度上升及壓力增高所引起的弊病，與外部空氣溫度的溫度傳感器D1和凝結(jié)溫度的溫度傳感器D3的各檢測值分別超過各給定值時，調(diào)小室內(nèi)一側(cè)熱交換器81的流量調(diào)整閥V1的流量，同時，調(diào)小壓縮部分2中驅(qū)動源1的驅(qū)動轉(zhuǎn)速、例如發(fā)動機或電動機的轉(zhuǎn)速這種結(jié)構(gòu)(下面，稱為第1以往技術(shù))根據(jù)本專利申請人以前的專利特開平3-177758已經(jīng)公開。
在上述“1臺室內(nèi)機結(jié)構(gòu)”、也是熱源機10的熱運行容量與室內(nèi)機80的熱運行容量為相同容量的結(jié)構(gòu)情況，在冷卻運行時，當外部空氣溫度高時或熱交換器5的安置環(huán)境惡劣由鼓風(fēng)機F2放熱鼓風(fēng)的一部分再返回到熱交換器5上時，熱交換器5因放熱不充分而呈過載狀態(tài)、壓縮部分2輸出一側(cè)熱工作流體的壓力變得過高、安全閥動作，或者壓縮部分2的驅(qū)動源1、即發(fā)動機或電動機因過載而停止工作，使整個裝置停止，產(chǎn)生了障礙。
還有，在上述“多臺室內(nèi)機結(jié)構(gòu)”的情況下，因為一般使各室內(nèi)機的總計熱運行容量大于熱源機10的熱運行容量、例如最大時設(shè)定為130％左右的容量，所以，在冷卻運行時，即使外部空氣溫度比較低時、也與上述一樣呈過載狀態(tài)，使整個裝置停止工作，產(chǎn)生了障礙。
為了消除上述障礙，雖然像上述第1以往技術(shù)那樣，如下設(shè)計是很有效的，即調(diào)小熱交換器81的流量調(diào)整閥V1的流量，同時，降低壓縮部分2驅(qū)動源1的驅(qū)動轉(zhuǎn)速，但是，一旦把作為蒸發(fā)器運行的熱交換器81的流量調(diào)整閥V1的流量調(diào)小、便產(chǎn)生如下所述的障礙。
總之，當流量調(diào)整閥V1的流量處于定常狀態(tài)時，已凝結(jié)的熱工作流體從熱交換器81的入口一側(cè)向出口一側(cè)慢慢地蒸發(fā)、在出口一側(cè)完全蒸發(fā)、變成飽和氣體狀態(tài)排出，因此，通過鼓風(fēng)機F1向熱交換器81內(nèi)通風(fēng)的室內(nèi)空氣被遍及熱交換器81內(nèi)的全部散熱片平均地冷卻。
因而，向熱交換器81內(nèi)通風(fēng)的室內(nèi)空氣的去濕、同樣也是平均地進行，因此，雖然沒有結(jié)露，但是，一調(diào)小流量調(diào)整閥V1的流量，熱工作流體在尚未到達出口一側(cè)的途中部分就已蒸發(fā)光了，從這個地方往后遍及到出口一側(cè)的地方、變成高溫過熱氣體狀態(tài)而流通，因此，在接近于出口一側(cè)的地方、去濕不充分，所以，產(chǎn)生結(jié)露，這種結(jié)露的水滴到室內(nèi)、結(jié)露水腐敗引起發(fā)霉等事故。
為此，提出了一種課題希望提供沒有這種障礙的空調(diào)用熱泵裝置。
本發(fā)明通過下述4種結(jié)構(gòu)來解決上述課題。
第1種結(jié)構(gòu)如上所述依靠在壓縮部分加壓的必要熱工作流體與外部空氣進行熱交換而凝結(jié)得到的凝結(jié)熱工作流體，提供到與室內(nèi)空氣進行熱交換的熱交換器上，依靠蒸發(fā)上述室內(nèi)空氣冷卻的冷卻運行，同時，當上述壓縮部分過載時、為了減小這種過載而進行過載減小操作的空調(diào)用熱泵裝置中，在第一種結(jié)構(gòu)中配備有依靠減小上述熱交換器中流動的上述凝結(jié)熱工作流體流量、與減小上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣流量兩者并行，進行上述過載降低操作的過載降低裝置。
第2種結(jié)構(gòu)在與第1種結(jié)構(gòu)同樣的空調(diào)用熱泵裝置中，配備有在上述熱交換器入口一側(cè)與出口一側(cè)的上述熱工作流體的溫度差超過第1給定值直到第2給定值的范圍內(nèi)，減小上述熱交換器中流動的上述凝結(jié)熱工作流體流量、與減小上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣流量，兩者并行，進行上述過載降低操作的第1過載降低裝置；以及當上述溫度差到達上述第2給定值時，通過只減小在上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣的流量、進行上述過載降低操作的第2過載降低裝置。
第3種結(jié)構(gòu)是這樣的使壓縮部分加壓的必要熱工作流體與外部空氣進行熱交換而凝結(jié)得到的凝結(jié)熱工作流體，提供到與室內(nèi)空氣進行熱交換的多臺熱交換器上，依靠蒸發(fā)、進行冷卻操作使上述室內(nèi)空氣冷卻，同時，當上述壓縮部分過載時、進行降低這種過載的過載降低操作，在這種空調(diào)用熱泵裝置中，配備有在上述多臺熱交換器中，優(yōu)先選擇上述室內(nèi)空氣溫度最低的上述熱交換器，順序地進行上述過載降低操作的低溫優(yōu)先過載降低裝置；依靠上述選擇而定的上述熱交換器入口一側(cè)與出口一側(cè)的上述熱工作流體的溫度差超過第1給定值直到第2給定值的范圍內(nèi)，減小上述熱交換器中流動的上述凝結(jié)熱工作流體流量、與減小上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣流量，兩者并行，進行上述第1過載降低操作、即第1降低操作的第1過載降低裝置；以及當依靠上述選擇而定的熱交換器的上述溫度差到達上述第2給定值時，通過只減小上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣的流量、進行上述第2負荷降低操作、即進行第2降低操作的第2過載降低裝置。
第4種結(jié)構(gòu)是在第3結(jié)構(gòu)中增設(shè)在解除上述降低操作時，在上述多臺熱交換器中優(yōu)先選擇上述室內(nèi)空氣溫度最高、進行上述第2降低操作的上述熱交換器，順序地解除上述第2降低操作，此后，在上述多臺熱交換器中使上述室內(nèi)空氣溫度最高、進行上述第1降低操作的上述熱交換器優(yōu)先，順序地解除上述第1降低操作的負荷降低解除裝置。
在附圖中，

圖1～圖6給出本發(fā)明實施例，圖7及圖8給出以往技術(shù)，各圖的內(nèi)容如下。
圖1為整體方框結(jié)構(gòu)圖2為主要部件控制處理流程圖；圖3為主要部件控制特性圖；圖4為整體方框結(jié)構(gòu)圖；圖5為主要部件控制處理流程圖；圖6為控制處理選擇方法圖；圖7為整體方框結(jié)構(gòu)圖；圖8為主要部件方框結(jié)構(gòu)圖。
1、驅(qū)動源2、壓縮部分2A壓縮機2B儲液器3流路轉(zhuǎn)換部分4流量調(diào)整部分4A儲存槽5熱交換器5C擋板6設(shè)定操作部分7控制部分10熱源機70CPU/B71輸入輸出端口72處理存儲器73工作存儲器74時鐘電路75顯示部分76通信連接端子77信道80室內(nèi)機81熱交換器82控制部分83設(shè)定操作部分100空調(diào)用熱泵裝置
D1溫度傳感器D2溫度傳感器D3溫度傳感器D4溫度傳感器D5溫度傳感器D6溫度傳感器D7壓力傳感器D8溫度傳感器D9壓力傳感器D10溫度傳感器F1鼓風(fēng)機F2鼓風(fēng)機V1流量調(diào)整閥V2流量調(diào)整閥V3止回閥作為本發(fā)明的實施形態(tài)，說明本發(fā)明在上述圖7空調(diào)用熱泵裝置100上適用場合的實施例。
下面，用圖1～圖6來說明實施例。圖1～圖6中，用與圖7及圖8中相同的符號表示的部分具有與圖7及圖8中同一符號部分相同的功能。還有，圖1～圖6中，用同一符號表示的部分具有與圖1～圖6的任一圖中說明的同一符號部分相同的功能。首先，用圖1～圖3來說明第1實施例。圖1的結(jié)構(gòu)，以更具體的結(jié)構(gòu)給出圖7結(jié)構(gòu)中的壓縮部分2、流路轉(zhuǎn)換部分3、流量調(diào)整部分4、熱交換器5、鼓風(fēng)機F2、熱交換器81、鼓風(fēng)機F1等部分，同時，省略了控制部分7、控制部分82、設(shè)定操作部分6、設(shè)定操作部分83等部分。
圖1中，熱交換器5及鼓風(fēng)機F2部分，把兩組熱交換器5面對面配置、鼓風(fēng)機F2夾在其內(nèi)側(cè)，同時，用擋板5C把一邊圍住，依靠沿箭頭所示方向通氣、可使熱交換器5與外部空氣更有效地進行熱交換。
此外，流量調(diào)整部分4由流量調(diào)整閥V2、止回閥V3、儲存槽4A構(gòu)成，又，通過控制部分7(圖中，未示出)，使流路轉(zhuǎn)換部分3轉(zhuǎn)換動作，在加熱運行的情況下，接通用虛線表示的流路；在冷卻運行的情況下，接通用實線表示的流路。
因而，當加熱運行時，使熱工作流體沿著壓縮機2A→流路轉(zhuǎn)換部分3→熱交換器81→流量調(diào)整閥V1→儲存槽4A→流量調(diào)整閥V2→熱交換器5→流路轉(zhuǎn)換部分3→儲液器2B→壓縮機2A的路徑循環(huán)；還有，當冷卻運行時，使熱工作流體、即制冷劑沿著壓縮機2A→流路轉(zhuǎn)換部分3→熱交換器5→止回閥V3→儲存槽4A→流量調(diào)整閥V1→熱交換器81→流路轉(zhuǎn)換部分3→儲液器2B→壓縮機2A的路徑循環(huán)。
此外，流量調(diào)整閥V1和流量調(diào)整閥V2都是，從閥的關(guān)閉狀態(tài)到全開狀態(tài)之間、例如用約500級步進開關(guān)調(diào)整、從而能夠進行流量調(diào)整的閥，例如是步進馬達驅(qū)動型的電動閥；在恒定的冷卻運行中，控制流量調(diào)整閥V1，使溫度傳感器D4的檢測溫度值T1與溫度傳感器D5的檢測溫度值T2的溫度差(T2-T1)保持在給定值0～1℃的范圍內(nèi)；即，進行這樣的控制，當該溫度差超過給定值時、使流量調(diào)整閥V1的開度增大給定的步進量、例如+1進量，當該溫度差不到給定值時、使流量調(diào)整閥V1的開度減小給定的步進量、例如-1進量。再者，因為下面說明的控制操作中不包括流量調(diào)整閥V2的控制動作，所以，假若流量調(diào)整閥V2是在上述加熱運行時能夠進行必要操作的閥、即能夠進行作為膨脹閥動作的閥，那末，即使是采用其它形式的閥也是可以的。
鼓風(fēng)機F1和鼓風(fēng)機F2中都是從停止鼓風(fēng)狀態(tài)到最大風(fēng)力狀態(tài)之間、例如能夠用約50級步進進行風(fēng)量調(diào)整的鼓風(fēng)機，例如是具有依靠自耦變壓器型抽頭65轉(zhuǎn)接、或雙向可控硅控制的驅(qū)動電壓可變結(jié)構(gòu)的鼓風(fēng)機。
而且，圖1中，雖然圖中未示出，但是，在室外機10和各室內(nèi)機80中配備有由圖7及圖8說明的控制部分7及82，和設(shè)定操作部分6及83；分別進行通常的冷卻運行和加熱運行的控制處理流程以及與上述第1以往技術(shù)中所描述的結(jié)構(gòu)同樣地、當外部空氣溫度的溫度傳感器D1和凝結(jié)溫度的溫度傳感器D3的各檢測值分別超過各給定值時、調(diào)小室內(nèi)一側(cè)熱交換器81的流量調(diào)整閥V1的流量、同時、調(diào)小壓縮部分2中驅(qū)動源1的驅(qū)動轉(zhuǎn)速的控制處理流程，和各給定值的數(shù)據(jù)存儲到各處理存儲器72中；這種控制處理是這樣進行控制的，用溫度傳感器D1檢測的外部空氣溫度和用壓力傳感器D7檢測的來自壓縮部分2的熱工作流體的輸出壓力、按圖3“外部空氣溫度/壓縮輸出壓力特性”中壓力變化①那樣變化，因此，控制特性使其不會超過異常高壓值(例如2.6Mpa)之前的壓力極限點PL(例如2.3～2.4Mpa)以避免安全閥動作，整個裝置停止運行。
又，為了達到本發(fā)明之目的，把由圖2及圖3說明的后述冷卻運行控制處理流程的程序和給定的數(shù)據(jù)存儲到各處理存儲器72中，當壓縮部分2或為過載狀態(tài)時，依靠鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量調(diào)整和流量調(diào)整閥V1的流量調(diào)整、進行降低過載的控制。圖2控制處理流程中的“過載狀態(tài)的判別”(例如)利用下述兩種判別方法之一進行。
第1種過載狀態(tài)判別方法是，當壓力傳感器D7的檢測值到達圖3中“外部空氣溫度/壓縮輸出壓力特性”的壓力極限點PL時，即判別壓縮部分2為過載狀態(tài)。
第2種過載狀態(tài)判別方法是，像圖3中“壓縮驅(qū)動轉(zhuǎn)速/壓縮驅(qū)動輸出特性”那樣，把壓縮機2A的驅(qū)動源1、例如發(fā)動機或電動機的驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速rpm與驅(qū)動輸出PS的關(guān)系、即預(yù)先求出的驅(qū)動輸出變化②的數(shù)據(jù)，預(yù)先存儲到控制部分7的處理存儲器72中；由轉(zhuǎn)速傳感器D11檢測的當前轉(zhuǎn)速rpm求當前驅(qū)動輸出PS，同時，由壓力傳感器D7、壓力傳感器D9、溫度傳感器D8、溫度傳感器D10檢測的各檢測值尋求必需的驅(qū)動力PSA的計算公式，例如經(jīng)驗公式，預(yù)先存儲到控制部分7的處理存儲器72中；當根據(jù)該計算公式求出必需的驅(qū)動力PSA到達上述驅(qū)動輸出PS的安全值(例如，驅(qū)動輸出PS的90％)的極限值PSL時，即判別壓縮部分2為過載狀態(tài)。圖2控制處理流程中的降低過載，由進行第1次降低和第2次降低兩個階段降低處理構(gòu)成。
在定常冷卻運行中，雖然把熱交換器81中流動的已凝結(jié)的熱工作流體入口一側(cè)的溫度與出口一側(cè)的溫度之差、即溫度傳感器D4的檢測值T1與溫度傳感器D5的檢測值T2之溫度差(T2-T1)控制在例如0～1℃的范圍內(nèi)，但是，一旦壓縮部分2變成過載狀態(tài)、就進行如下的控制處理首先，進行第1次降低，當需要再一次降低過載時，進行第2次降低。
而且，在第1次降低中，上述溫度差值(T2-T1)從超過第1給定值TA(例如，1℃)直到第2給定值TB(例如，10℃)的范圍內(nèi)，依靠流量調(diào)整閥V1開度的減小與鼓風(fēng)機F1風(fēng)量的減小并行地進行控制，以返回壓縮部分2的熱工作流體量和溫度作為定常值，來降低壓縮部分2的過載。
總之，在第1次降低中，雖然熱交換器81中流動的熱工作流體的流量降低得有點過頭，但由于流過熱交換器81冷卻散熱片的室內(nèi)空氣流量的減小并行地進行、使熱工作流體在熱交換器81的流路途中不致于蒸發(fā)光，而在流路出口附近才中止蒸發(fā)，在流路后半部分的冷卻散熱片上不會結(jié)露。
當上述溫度差值(T2-T1)到達第2給定值TB(例如，10℃)時，這種第1次降低轉(zhuǎn)移到第2次降低，在第2次降低中，只控制鼓風(fēng)機F1的降低，依靠降低流過熱交換器81冷卻散熱片的室內(nèi)空氣流量，使熱工作流體在熱交換器81的流路中不完全蒸發(fā)光，以返回到壓縮部分2的熱工作流體的量和溫度作為定常值，降低壓縮部分2的過載。下面，說明有關(guān)圖2的控制處理流程。
控制處理流程作為附屬于主控處理流程的子程序而構(gòu)成，這種主控處理流程為在熱源機10和室內(nèi)機80整體地處于定常冷卻運行和加熱運行過程而進行控制處理。設(shè)計成每經(jīng)一定時間間隔(例如，每經(jīng)5秒)，就從冷卻運行的控制處理流程轉(zhuǎn)移到圖2的控制處理流程。
·在步驟SP1，取出必要的各檢測值數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)移到下一步驟SP2。
·在步驟SP2，通過上述[過載狀態(tài)的判別]來判別是否成為過載狀態(tài)。當成為過載狀態(tài)時，就轉(zhuǎn)移到下一步驟SP3；當未成過載狀態(tài)時，就轉(zhuǎn)移到步驟SP10。
·在步驟SP3，根據(jù)各室內(nèi)機80一側(cè)控制部分82中溫度傳感器D4的檢測值T1與溫度傳感器D5的檢測值T2得到的溫度差值(T2-T1)、是否未達到第2給定值TB(即，未達到10℃)，來判別是否處于第1次降低的范圍內(nèi)。當未達到第2給定值TB時，就轉(zhuǎn)移到下一步驟SP4；如果不是這種情況，即達到第2給定值TB時，就轉(zhuǎn)移到步驟SP6。
·在步驟SP4，作為第1次降低，把流量調(diào)整閥V1的開度降1級、即(-1步進)，同時，把鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量降1級、即(-1步進)，此后，把進行這種第1次降低的意圖的數(shù)據(jù)存儲到控制部分7的工作存儲器73中并返回到主控制處理流程中既定步驟。
·在步驟SP5，根據(jù)判別上述溫度差值(T2-T1)是否到達第2給定值TB(即，是否達到10℃)，來判別是否處于第2次降低的范圍內(nèi)。當達到第2給定值TB時，就轉(zhuǎn)移到下一步驟SP6；如果不是這種情況，即成為小于第2給定值TB時，就轉(zhuǎn)移到步驟SP7。
·在步驟SP6，作為第2次降低，把鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量降低1級、即(-1步進)，此后，把進行了這種第2次降低意圖的數(shù)據(jù)存儲到控制部分7的工作存儲器73中并返回到主控制處理流程中既定步驟。
·在步驟SP7，在附設(shè)于控制部分7及控制部分82上的各顯示部分75上、顯示“過載異常”意圖的警報，并轉(zhuǎn)移到主控制處理流程異常停止的步驟。
·在步驟SP10，判別“負荷裕量”，即判別當前壓縮機2A的負荷狀態(tài)是否處于圖3“外部空氣溫度/壓縮輸出壓力特性”的壓力極限點PL之下、或是否處于圖3“壓縮驅(qū)動轉(zhuǎn)速/壓縮驅(qū)動輸出特性”的極限值SPL之下。當有“負荷裕量”時，就轉(zhuǎn)移到下一步驟SP11；如果不是這種情況，即與上述壓力極限點PL或極限值PSL一致時，就返回到主控制處理流程中既定步驟。
·在步驟SP11，由步驟SP6判別是否正在執(zhí)行第2次降低。當正在執(zhí)行第2次降低時，就轉(zhuǎn)移到下一步驟SP12；如果不是這種情況，就轉(zhuǎn)移到步驟SP14。這種判別由步驟SP6中存儲在控制部分7的工作存儲器73中的數(shù)據(jù)來判別。
·在步驟SP12，判別上回第2次降低的解除，即判別由后述步驟SP13解除起、是否經(jīng)過第1給定時間t1(例如，經(jīng)過3分鐘時間)。這種判別通過由控制部分7的工作存儲器73中存儲的后述步驟SP13的第2次降低解除的數(shù)據(jù)存儲，還通過用時鐘電路74對于從這種第2次降低解除時開始經(jīng)過的時間進行計時的時間數(shù)據(jù)經(jīng)過第1給定時間t1來判別。
·在步驟SP13，作為第2次降低解除，把鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量只增大1級、即(+1步進)，此后，把執(zhí)行這種第2次降低解除意圖的數(shù)據(jù)存儲到控制部分7的工作存儲器73中并返回到主控制處理流程中給定的步驟。
·在步驟SP14；由步驟SP4判別是否正在執(zhí)行第1次降低。當正在執(zhí)行第1次降低時，就轉(zhuǎn)移到下一步驟SP15；如果不是這種情況，就返回到主控制處理流程中給定的步驟。這種判別在步驟SP4根據(jù)存儲在控制部分7的工作存儲器73中的數(shù)據(jù)來判別。
·在步驟SP15，判別上回第2次降低的解除，即判別從由后述步驟SP13解除的開始、是否經(jīng)過第2給定時間t2(例如，經(jīng)過10分鐘時間)。這種判別由控制部分7的工作存儲器73中存儲的后述步驟SP16的第1次降低解除的數(shù)據(jù)存儲，還通過用時鐘電路74對于從該第1次降低解除時開始經(jīng)過的時間進行計時的時間數(shù)據(jù)經(jīng)過第2給定時間t2來判別。
·在步驟SP16，作為第1次降低解除，把流量調(diào)整閥V1的開度增大1級、即(+1步進)，同時，把鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量增大1級、即(+1步進)，此后，把執(zhí)行這種第1次降低解除意圖的數(shù)據(jù)存儲到控制部分7的工作存儲器73中并返回到主控制處理流程中給定的步驟。如果把上述第1實施例的結(jié)構(gòu)加以歸納，則構(gòu)成下述第1種結(jié)構(gòu)和第2種結(jié)構(gòu)。
第1種結(jié)構(gòu)是依靠在壓縮部分2中加壓的必要的熱工作流體與外部空氣進行熱交換(例如，依靠熱交換器5的熱交換)凝結(jié)而得到的凝結(jié)熱工作流體，提供到與室內(nèi)空氣進行熱交換的熱交換器(例如，熱交換器81)上，依靠蒸發(fā)使上述室內(nèi)空氣冷卻的冷卻運行，同時，當上述壓縮部分2過載(例如，由步驟SP2判別為過載)時、執(zhí)行使這種過載降低的過載降低操作的空調(diào)用熱泵裝置100中，第一種結(jié)構(gòu)配備有例如由步驟SP4，依靠降低流量調(diào)整閥V1的風(fēng)量來降低在上述熱交換器81中流動的上述凝結(jié)熱工作流體流量，與依靠把鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量調(diào)小降低在上述熱交換器81中流動的上述室內(nèi)空氣流量并行來執(zhí)行上述過載降低操作的過載降低裝置。
第2種結(jié)構(gòu)在與第1種結(jié)構(gòu)同樣的空調(diào)用熱泵裝置100中，配備有例如通過步驟SP3及步驟SP4，在上述熱交換器(即，熱交換器81)入口一側(cè)與出口一側(cè)的上述熱工作流體的溫度差[例如，依靠溫度傳感器D4及溫度傳感器D5的檢測值的溫度差(T1-T2)]超過第1給定值(TA)直到第2給定值(TB)的范圍內(nèi)，依靠調(diào)小流量調(diào)整閥V1的流量，來降低在上述熱交換器81中流動的上述凝結(jié)熱工作流體流量、與依靠調(diào)小鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量來降低在上述熱交換器81中流動的上述室內(nèi)空氣流量，兩者并行來執(zhí)行上述過載降低操作的第1過載降低裝置；以及例如通過步驟SP5及步驟SP6，當上述溫度差(T1-T2)達到上述第2給定值(TB)時，依靠調(diào)小鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量只降低在上述熱交換器81中流動的上述室內(nèi)空氣的流量來執(zhí)行上述過載降低操作的第2過載降低裝置。下面，用圖4～圖6來說明第2實施例。這個第2實施例是把第1實施例中的室內(nèi)機80制成多臺例如1號機、2號機、3號機而構(gòu)成的“多臺室內(nèi)機結(jié)構(gòu)”的空調(diào)用熱泵裝置100中的實施例；與第1實施例不同的地方在于，它的結(jié)構(gòu)為減小壓縮部分2的過載時、優(yōu)先選擇各室內(nèi)機80的熱交換器81中室內(nèi)氣溫最低的、順序地執(zhí)行第1過載降低和第2次過載降低，同時，在解除過載降低時，優(yōu)先選擇各室內(nèi)機80的熱交換器81中室內(nèi)氣溫最高的、順序地在執(zhí)行第2次過載降低的解除后，執(zhí)行第1過載降低的解除；為了根據(jù)這種判別執(zhí)行控制處理，依靠圖5所示控制處理流程的程序和給定值的數(shù)據(jù)都存儲到控制部分7的處理存儲器72中。下面，說明有關(guān)圖5的控制處理流程。
圖5的處理流程與圖2的控制處理流程不同的地方在于在執(zhí)行圖5左側(cè)過載降低的控制處理流程中，用于優(yōu)先選擇各室內(nèi)機80的熱交換器81中室內(nèi)氣溫最低者的步驟SP2A；用于對選定的熱交換器81判別是否執(zhí)行第1次降低、或者，是否執(zhí)行第2次降低步驟SP3A及步驟SP5A。
還在于在執(zhí)行圖5右側(cè)過載降低解除的控制處理流程中，用于優(yōu)先選擇各室內(nèi)機80的熱交換器81中室內(nèi)氣溫最高者的步驟SP12A和步驟SP15A。
因而，在這里，只說明有關(guān)這些步驟SP2A、步驟SP3A、步驟SP5A、步驟SP12A、步驟SP15A的位置，省略其它步驟的說明。
再者，依靠步驟SP2A、步驟SP3A、步驟SP6A的控制處理，用于執(zhí)行例如圖6中“最低溫度室內(nèi)機的選擇控制訣竅”一類的選擇和控制。
·在步驟SP2A，選擇在各熱交換器81中用溫度傳感器D6檢測的室內(nèi)空氣溫度值TC的最低者，并轉(zhuǎn)移到步驟SP3A。在這里，在存在溫度值TC相同的多臺熱交換器81的情況下，選擇溫度差值(T2-T1)小的。
如果用圖6來說明這種選擇訣竅，就是(例如)在降低階段的第1階段，選擇溫度值TC最低的1號機；同樣地，在第2階段，選擇2號機；在第3階段，選擇2號機；在第n階段，選擇1號機；在第(n+1)階段，選擇2號機；在第(n+2)階段，選擇2號機。
·在步驟SP3A，判別在步驟SP2A選定的熱交換器81是否執(zhí)行第1次降低。假若執(zhí)行第1次降低，則轉(zhuǎn)移到下一步驟SP4；如果不是這種情況，則轉(zhuǎn)移到步驟SP5A。在這里，因為第1次降低是對溫度差(T2-T1)超過第1給定值TA(例如，1℃)而未達到第2給定值TB(例如，不足10℃)進行判別的，所以，就成為判別是否與此范圍相符。
如果用圖6來說明這種選擇訣竅，就是(例如)在降低階段的第1階段，1號機的溫度差為1.5℃，因為達不到第2給定值TB(即，不足10℃)，所以，與第1次降低的目標相符；同樣地，第2階段的2號機、第3階段的2號機、第(n+1)階段的2號機成為與第1次降低的目標相符。
·在步驟SP5A，判別在步驟SP2A選定的熱交換器81是否執(zhí)行第2次降低。如果執(zhí)行第2次降低，則轉(zhuǎn)移到下一步驟SP6；如果不是這種情況，則轉(zhuǎn)移到步驟SP7。在這里，因為第2次降低是對溫度差(T2-T1)到達第2給定值TB(例如，10℃)進行判別的，所以，就成為判別是否與此范圍相符。
如果用圖6來說明這種選擇訣竅，就是(例如)減小階段的第n階段1號機的溫度差為10℃，因為到達第2給定值TB(例如，10℃)，所以，與第2次降低目標相符；同樣地，第(n+2)階段的2號機成為與第2次降低目標相符。
·在步驟SP12A，選擇溫度差(T2-T1)最高的熱交換器81，并轉(zhuǎn)移到下一步驟SP13。
·在步驟SP15A，選擇溫度差(T2-T1)最高的熱交換器81，并轉(zhuǎn)移到下一步驟SP16。如果把上述第2實施例的構(gòu)成加以歸納，則構(gòu)成下述第3種結(jié)構(gòu)和第4種結(jié)構(gòu)。
依靠壓縮部分2中加壓的必要熱工作流體與外部空氣進行熱交換(例如，依靠熱交換器5的熱交換)凝結(jié)得到的凝結(jié)熱工作流體，提供到與室內(nèi)空氣進行熱交換的熱交換器(例如，多臺熱交換器81)上，通過蒸發(fā)執(zhí)行使上述室內(nèi)空氣冷卻的冷卻運行，同時，當上述壓縮部分2過載(例如，由步驟SP2判別為過載)時、執(zhí)行使這種過載降低的過載降低操作的空調(diào)用熱泵裝置100中，第3種結(jié)構(gòu)配備有例如通過步驟SP2A，在上述多臺熱交換器81中優(yōu)先選擇上述室內(nèi)空氣溫度(例如，用溫度檢測器D6檢測的溫度值TC)最低的上述熱交換器81，順序地執(zhí)行上述過載降低操作的低溫優(yōu)先過載降低裝置；例如通過步驟SP3A，根據(jù)上述選擇選定的上述熱交換器81入口一側(cè)與出口一側(cè)的上述熱工作流體的溫度差[例如，依靠溫度傳感器D4及溫度傳感器D5檢測的溫度差值(T1-T2)]超過第1給定值(TA)直到第2給定值(TB)的范圍內(nèi)，調(diào)小流量調(diào)整閥V1的流量以降低上述熱交換器81中流動的上述凝結(jié)熱工作流體流量、與調(diào)小鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量以降低在上述熱交換器81中流動的上述室內(nèi)空氣流量，兩者并行，執(zhí)行第1前述過載降低操作、即執(zhí)行第1降低操作的第1過載降低裝置；以及例如通過步驟SP5A，當根據(jù)上述選擇選定熱交換器81的上述溫度差(T1-T2)到達上述第2給定值(TB)時，通過調(diào)小鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量以降低在上述熱交換器81中流動的上述室內(nèi)空氣的流量并執(zhí)行第2前述過載降低操作、即執(zhí)行第2降低操作的第2過載降低裝置。
第4種結(jié)構(gòu)是在這種第3結(jié)構(gòu)中增設(shè)在解除上述降低時，例如通過步驟SP11、步驟SP12A、步驟SP13，在上述多臺熱交換器81中優(yōu)先選擇上述室內(nèi)空氣溫度最高、執(zhí)行上述第2降低操作的上述熱交換器81，順序地解除上述第2降低操作，此后，通過步驟SP14、步驟SP15A、步驟SP16，在上述多臺熱交換器81中使上述室內(nèi)空氣溫度最高、執(zhí)行上述第1降低操作的上述熱交換器81優(yōu)先，順序地解除上述第1降低操作的負荷降低解除裝置。本發(fā)明包括下述變形實施。
(1)適用于只執(zhí)行冷卻運行的空調(diào)用熱泵裝置上的結(jié)構(gòu)。
如果根據(jù)本發(fā)明，則即使在熱源機一側(cè)熱交換器流動的外部空氣溫度高、冷卻運行時壓縮部分容易過載的操作條件下，因為在室內(nèi)機一側(cè)熱交換器中流動的熱工作流體的溫度差擴展到比定常值大的給定值，同時，降低該熱交換器中流動的熱工作流體流量和降低室內(nèi)空氣流量，兩者并行降低過載，進而，當?shù)竭_上述給定值之后、只降低在該熱交換器上流動的室內(nèi)空氣流量以降低壓縮部分的過載，因此能夠?qū)Υ蠓秶倪^載狀態(tài)進行適當?shù)倪^載降低。
還有，因為降低熱交換器中流動的熱工作流體流量和降低室內(nèi)空氣流量，兩者并行，還因為熱工作流體的蒸發(fā)從熱交換器入口到出口一樣平均地進行，所以其特點是能夠提供在過載時在靠近熱交換器出口一側(cè)后半部分上不產(chǎn)生結(jié)露的空調(diào)用熱泵裝置。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)用熱泵裝置，它是依靠在壓縮部分加壓的必要熱工作流體與外部空氣進行熱交換而凝結(jié)得到的凝結(jié)熱工作流體，把它提供到與室內(nèi)空氣進行熱交換的熱交換器上，并依靠蒸發(fā)、使上述室內(nèi)空氣冷卻而進行的冷卻操作，同時，當上述壓縮部分過載時、為降低這種過載執(zhí)行過載降低操作的空調(diào)用熱泵裝置；這種空調(diào)用熱泵裝置其特征為配備有降低上述熱交換器中流動的上述凝結(jié)熱工作流體流量、與降低在上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣流量，兩者并行，執(zhí)行上述過載降低操作的過載降低裝置。
2.一種空調(diào)用熱泵裝置，它是依靠在壓縮部分加壓必要的熱工作流體與外部空氣進行熱交換而凝結(jié)得到的凝結(jié)熱工作流體，把它提供到與室內(nèi)空氣進行熱交換的熱交換器上，并依靠蒸發(fā)使上述室內(nèi)空氣冷卻而進行的冷卻操作，同時，當上述壓縮部分過載時為降低這種過載執(zhí)行過載降低操作的空調(diào)用熱泵裝置；這種空調(diào)用熱泵裝置其特征為配備有在上述熱交換器入口一側(cè)與出口一側(cè)的上述熱工作流體的溫度差超過第1給定值直到到達第2給定值的范圍內(nèi)，降低上述熱交換器中流動的上述凝結(jié)熱工作流體流量與降低上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣流量，兩者并行，進行上述過載降低操作的第1過載降低裝置；以及當上述溫度差到達上述第2給定值時，通過只降低上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣的流量、執(zhí)行上述過載降低操作的第2過載降低裝置。
3.一種空調(diào)用熱泵裝置，其特征在于它是在壓縮部分加壓必要的熱工作流體與外部空氣進行熱交換而凝結(jié)得到的凝結(jié)熱工作流體，提供到與室內(nèi)空氣進行熱交換的多臺熱交換器上，并依靠蒸發(fā)使上述室內(nèi)空氣冷卻而進行的冷卻操作，同時，當上述壓縮部分過載時、執(zhí)行降低上述過載的過載降低操作的空調(diào)用熱泵裝置；它配備有在上述多臺熱交換器中，優(yōu)先選擇上述室內(nèi)空氣溫度最低的上述熱交換器，順序地進行上述過載降低操作的低溫優(yōu)先過載降低裝置；根據(jù)上述選擇選定的上述熱交換器入口一側(cè)與出口一側(cè)的上述熱工作流體的溫度差超過第1給定值直到達到第2給定值的范圍內(nèi)，降低上述熱交換器中流動的上述凝結(jié)熱工作流體流量、與降低在上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣流量，兩者并行，進行第1上述過載降低操作的第1過載降低裝置；以及根據(jù)上述選擇選定的熱交換器的上述溫度差到達上述第2給定值時，通過只降低在上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣的流量、進行第2上述過載降低操作的第2過載降低裝置。
4.一種空調(diào)用熱泵裝置，其特征在于它是依靠在壓縮部分中加壓必要的熱工作流體與外部空氣進行熱交換而凝結(jié)得到的凝結(jié)熱工作流體，提供到與室內(nèi)空氣進行熱交換的多臺熱交換器上，依靠蒸發(fā)使上述室內(nèi)空氣冷卻，而執(zhí)行冷卻操作，同時，當上述壓縮部分過載時，進行降低上述過載的過載降低操作的空調(diào)用熱泵裝置；它配備有在上述多臺熱交換器中，優(yōu)先選擇上述室內(nèi)空氣溫度最低的上述熱交換器，順序地進行上述過載降低操作的低溫優(yōu)先過載降低裝置；依靠上述選擇選定的上述熱交換器入口一側(cè)與出口一側(cè)的上述熱工作流體的溫度差超過第1給定值直到第2給定值的范圍內(nèi)，降低上述熱交換器中流動的上述凝結(jié)熱工作流體流量、和降低上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣流量，兩者并行，進行第1上述過載降低操作(下面，稱為第1降低操作)的第1過載降低裝置；當依靠上述選擇選定的熱交換器的上述溫度差到達上述第2給定值時，通過只降低在上述熱交換器中流動的上述室內(nèi)空氣的流量、進行第2上述過載降低操作(下面，稱為第2降低操作)的第2過載降低裝置；以及在解除上述降低時，在上述多臺熱交換器中優(yōu)先選擇上述室內(nèi)空氣溫度最高、進行上述第2降低操作的上述熱交換器，順序地解除上述第2降低操作，此后，在上述多臺熱交換器中使上述室內(nèi)空氣溫度最高、進行上述第1降低操作的上述熱交換器優(yōu)先，順序地解除上述第1降低操作的負荷降低解除裝置。
全文摘要
在熱交換器5流動的外部空氣溫度高時，壓縮部分2的驅(qū)動源1會過載。依靠流量調(diào)整閥V1降低進入熱交換器81的熱工作流體流量，與降低鼓風(fēng)機F1的風(fēng)量兩者并行來降低過載。在配置了多臺室內(nèi)機80的結(jié)構(gòu)中，由溫度傳感器D6檢測的室內(nèi)空氣溫度低的熱交換器81優(yōu)先、順序地進行上述過載降低。降低上述流量與減小風(fēng)量并行，則從流路入口直到出口，能夠一樣地冷卻，而不產(chǎn)生結(jié)露。
文檔編號F25B1/00GK1160171SQ9710284
公開日1997年9月24日 申請日期1997年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月29日
發(fā)明者中野定康 申請人:三洋電機株式會社