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一拖多制冷制热空调机的制作方法

2022-02-21 03:26:50 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一拖多制冷制热空调机,更详细地说,涉及一种通过使用多层结构的室外机的流路,能够根据运转负荷而可变地使用的一拖多制冷制热空调机。


背景技术:

2.通常,一拖多空调机将复数个室内机连接于一个室外机,共用室外机,并将复数个室内机中的各个用作制冷装置或制热装置。
3.近年来,将复数个室外机彼此并联连接使用,以能够有效地应对根据室内机的运转数量而发生变化的制冷或制热负荷。
4.现有技术的一拖多空调机包括复数个室外机、复数个室内机以及连接所述复数个室外机和室内机的制冷剂配管,在此,所述复数个室外机由主室外机和复数个子室外机构成。
5.在所述复数个室外机中的各个设置有:压缩机,将低温低压的气态的制冷剂压缩为高温高压;室外热交换器,使循环的制冷剂与室外空气进行热交换;以及四通阀,根据制冷动作或制热动作来切换制冷剂的流动。在所述复数个室内机中的各个分别设置有膨胀机构、使循环的制冷剂与室内空气进行热交换的室内热交换器。
6.如上所述构成的现有技术的一拖多空调机,在制冷运转时通过所述四通阀将在所述主室外机和子室外机的压缩机压缩的制冷剂提供给所述室外热交换器,经由所述室外热交换器的制冷剂通过与周边空气发生热交换而被冷凝,之后提供给所述膨胀机构。在所述膨胀机构膨胀的制冷剂流入到所述室内热交换器,并通过吸收室内空气的热而被蒸发,由此对室内进行制冷。
7.另一方面,在制热运转时,在所述四通阀切换流路,从所述压缩机吐出的制冷剂会依次经由所述四通阀、室内热交换器、室外电子膨胀阀(lev:linear expansion valve)以及室外热交换器,由此对室内进行制热。
8.作为一例,日本公开专利jp2018-087688a公开了一种,从压缩机吐出的制冷剂经由室外热交换器而变为液体制冷剂,并使其流向复数个室内热交换器的空气调节装置。在这种现有技术中,在液管和压缩机吸入配管之间设置有电子膨胀阀并根据运转条件来进行控制,进而控制压力和吐出温度。但是,这种一拖多制冷制热空调机存在当全室制冷运转时制冷剂残留在高压气体配管的问题点。
9.另外,在室内室外温度高且室内负荷小的情况下可能不会连续进行制热运转,在室内室外温度低且室内负荷小的情况下可能不会连续进行制冷运转。另外,在室内室外温度低时,可能一部分空间需要制冷。此时,存在若为了制冷而过度地降低提供给室内机的制冷剂的温度,则室内机结冰的问题点。
10.现有技术文献
11.专利文献
12.日本公开专利jp2018-087688a(公开日:2018年06月07日)


技术实现要素:

13.本发明的第一课题是,提供一种在一个室外机内以可分离/连接的多层结构形成热交换器,由此能够根据室内制冷/制热负荷而选择性地执行连接和分离的多层热交换器结构。
14.本发明的第二课题是,提供一种能够收集残存在高压液管的制冷剂并使其流动,来最小化向室内漏出的制冷剂量的多层热交换器结构。
15.本发明的第三课题是,提供一种针对用户的模式选择,能够根据当前室内和室外的温度和湿度而选择最优的模式,并能够对所有的模式最小化制冷剂泄漏的智能热交换器。
16.本发明的第四课题是,提供一种在室外机热交换器的最下端包括用于旁通的热交换器和电子膨胀阀,由此能够在各种模式中通过使制冷剂旁通压缩机的出口和室外机的一端来最小化泄漏制冷剂的多层热交换器结构。
17.本发明的第五课题是,提供一种为了防止在制热过负荷条件,即制热负荷非常小的情况下发生压缩机的吐出压力过高导致无法形成循环,而能够通过旁通来防止压缩机的吐出压力上升的多层热交换器结构。
18.本发明的第六课题是,提供一种可执行在制热模式时的除霜、用于防止着霜的实时监控以及根据其的阀控制的室外机的多层热交换器结构。
19.为了作为本发明的课题的根据室内制冷/制热负荷选择性地改变室外机热交换器的容量,本发明提供一种一拖多制冷制热空调机,所述一拖多制冷制热空调机包括:至少一个制冷制热兼用室内机,具有室内热交换器;制冷制热兼用室外机,具有压缩机、复数个室外热交换器以及切换单元,所述切换单元配置于所述压缩机的吐出侧,切换制冷剂的流动;以及分配器,配置在所述制冷制热兼用室外机和至少一个所述制冷制热兼用室内机之间,分配所述制冷剂;所述制冷制热兼用室外机的所述复数个室外热交换器包括:第一热交换器,所述第一热交换器的一端与所述切换单元连接,所述第一热交换器的另一端与所述分配器连接;第二热交换器,配置于所述第一热交换器的下侧,所述第二热交换器的一端可与所述第一热交换器的另一端连接/断开,所述第二热交换器的另一端与所述分配器连接;以及第三热交换器,配置于所述第二热交换器的下侧,所述第三热交换器的一端与所述压缩机的吐出侧连接,所述第三热交换器的另一端与所述室内机连接。
20.所述制冷制热兼用室外机还可以包括:第一连接配管,将所述第一热交换器的另一端和所述第二热交换器的一端串联连接;以及第一连接阀,配置在所述第一连接配管上,执行所述第一热交换器和所述第二热交换器的连接/断开。
21.为了基于用户的运转选择,根据室内外的温度和湿度执行具体的模式运转,在所述制冷制热兼用室外机的所述第一热交换器、第二热交换器以及第三热交换器的另一端可以分别形成有第一膨胀阀、第二膨胀阀以及第三膨胀阀。
22.所述具有多层结构的室外机内的热交换器可以为了对各种各样的具体模式运转实现符合于室内机负荷的室外机容量,而改变流路的长度和容量。
23.具体而言,所述第一热交换器的流路可以比所述第二热交换器的流路长。
24.所述第三热交换器的流路可以比所述第二热交换器的流路短。
25.所述第一热交换器的流路可以占整个热交换器的流路的65%至75%。
26.所述一拖多制冷制热空调机可以通过组合用户的运转选择信息和当前状态信息,来选择并运转具体的运转模式。
27.在所述一拖多制冷制热空调机中,所述当前状态信息可以包括室内温度信息、室内湿度信息、室外温度信息、室外湿度信息以及所述室内机的负荷信息。
28.在所述用户的运转选择信息为制冷运转的情况下,可以根据所述当前状态信息中的室外温度和所述室内机的负荷,运转为改变所述室外机的容量。
29.随着所述室外温度变低、所述室内机负荷变小,可以将所述第一热交换器至所述第三热交换器的连接/断开控制为,使所述室外机的容量变小。
30.在所述室内机负荷最小的情况下,可以通过仅驱动所述第三热交换器来实现制冷循环。
31.在所述用户的运转选择信息为制热运转的情况下,可以根据所述当前状态信息中的室外温度、室外湿度以及所述室内机的负荷,阻断流向所述室外机的第三热交换器的制冷剂或使其旁通。
32.由于使用如上所述的第三热交换器来减少压缩机的吐出制冷剂的压力,能够在制热负荷非常小的情况下阻断制冷剂过度流入,从而能够实现无制冷剂流出的循环。具体而言,在所述用户的运转选择信息为制热运转,并且所述室外温度为第一温度以上且所述室内机负荷为m个以下的情况下,可以根据从所述压缩机的吐出侧吐出的高温高压的制冷剂的当前高压值来控制所述第二膨胀阀和所述第二膨胀阀,而以降低所述当前高压的制热过负荷模式运转。
33.所述制冷制热兼用室外机还可以包括:压力传感器,周期性地读取所述压缩机的吐出侧的压力;以及温度传感器,配置于所述第三热交换器的另一端侧,周期性地读取流路的温度。
34.若周期性地检测的所述压力传感器的所述当前高压在临界范围内,则可以关闭所述第三膨胀阀,并转换到制热一般模式。
35.在本发明的各种各样的具体模式运转中,可以基于室外温度和室外湿度来实现用于防止室外机内的着霜的着霜防止模式。
36.如上所述的着霜防止模式可以通过位于旁通热交换器的最下端的第三热交换器来实现。
37.当所述用户的运转选择信息为制热运转时,在所述室外温度为第二温度以下、所述室外湿度为第一范围以上、所述室内机负荷为n个以上的情况下,可以通过控制所述第三膨胀阀,以使从所述压缩机的吐出侧吐出的高温高压的制冷剂流向所述第三热交换器从而去除着霜的着霜防止模式运转。
38.在所述着霜防止模式中,可以周期性地从所述第三热交换器的所述温度传感器读取所述配管温度,若所述配管温度满足临界范围,则可以关闭所述第三膨胀阀并转换到制热一般模式。
39.所述制冷制热兼用室外机还可以包括:第一子配管,连接所述第三热交换器的一端和所述第一热交换器的另一端;第二子配管,连接所述第三热交换器的一端和所述第二热交换器的另一端;第一子阀,配置在所述第一子配管上,连接或阻断向所述第一子配管的制冷剂的流动;以及第二子阀,配置在所述第二子配管上,阻断/连接向所述第二子配管的
制冷剂的流动。
40.在除霜运转时,所述一拖多制冷制热空调机可以通过交替执行下部除霜模式和上部除霜模式而以连续制热除霜模式运转,所述下部除霜模式是在所述第一热交换器执行制冷剂的蒸发,并且通过使高温高压的制冷剂向所述第二热交换器和所述第三热交换器流动来执行所述第二热交换器的除霜的模式,所述上部除霜模式是在所述第二热交换器执行制冷剂的蒸发,并且通过使高温高压制冷剂向所述第一热交换器和所述第三热交换器流动来执行所述第一热交换器的除霜的模式。
41.在所述连续制热除霜模式中,可以完全打开所述第三膨胀阀。
42.根据上述技术方案,本发明以多层结构形成室外机热交换器,由此能够根据室内制冷/制热负荷而选择性地执行连接和断开,并且能够通过收集残存在高压液管的制冷剂并使其流动,来最小化在室内泄漏的制冷剂量。
43.另外,可以提供一种,能够针对用户的模式选择,根据当前室外湿度、室外湿度、室内湿度以及室内湿度而选择最优的模式,并能够对所有的模式最小化制冷剂泄漏并运转的智能热交换器。
44.根据本发明,在室外机热交换器的最下端具有用于旁通的热交换器和电子膨胀阀,由此能够在各种模式中通过旁通压缩机的出口和室外机的一端来最小化泄漏制冷剂。
45.并且,为了在制热负荷非常小的情况下,防止压缩机的吐出压力过高导致无法形成循环,可以通过旁通来防止压缩机的吐出压力上升,并且可以执行制热模式时的除霜、用于防止着霜的实时监控以及根据其的阀控制。
附图说明
46.图1是本发明一实施例的一拖多制冷制热空调机的概略构成图。
47.图2是用于图1的一拖多制冷制热空调机的模式运转的整体动作流程图。
48.图3是表示在制冷一般运转时图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图。
49.图4是表示在制冷低温运转时图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图。
50.图5是表示在制冷极低温度运转时图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图。
51.图6是制热过负荷运转时的图1的一拖多制冷制热空调机的动作流程图。
52.图7是表示在制热过负荷运转时的图1的一拖多制冷制热空调机的状态的动作图。
53.图8是表示在制热一般运转时的图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图。
54.图9是连续制热着霜防止运转时的图1的一拖多制冷制热空调机的动作流程图。
55.图10是表示在连续制热着霜防止运转时的图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图。
56.图11是表示制热全除霜运转时图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图。
57.图12a和图12b是表示在制热分隔除霜运转时图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图。
58.图13是表示根据室外机温度、相对湿度以及室内机负荷而发生变化的旁通阀开度
量的曲线。
59.附图标记说明
60.100:一拖多制冷制热空调机
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a:室外机热交换器
61.a1:室外第一热交换器
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a2:室外第二热交换器
62.a3:室外第一热交换器
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c:分配器
63.b:室内机b1、b2
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53、54:压缩机
64.52:储液罐
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65:第一电子膨胀阀
65.66:第二电子膨胀阀
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67:第三电子膨胀阀
66.62:四通阀
具体实施方式
67.通过下面参照附图详细叙述实施例,会更加明确本发明的优点、特征及其实现方法。然而,本发明不限于以下公开的实施例,可体现为互不相同的多种形状,本实施例仅为了充分公开本发明,并为了向本领域普通技术人员完整地公开本发明的范围而提供,本发明的保护范围仅由权利要求的范围来决定。在整个说明书中,同一附图标记是指同一构成要素。
68.如图所示,作为关于空间的相对性术语的“之下(below)”,“下方(beneath)”,“下部(lower)”,“上(above)”,“上部(upper)”等,可以为了便于说明一个构成要素和另一构成要素的相互关系而使用。关于空间的相对性术语除了附图中所示的方向之外,还应该理解为包括在使用时或动作时构成要素的彼此不同的方向的术语。例如,在将附图中图示的构成要素倒转的情况下,描述为位于另一构成要素“之下(below)”或“下方(beneath)”的构成要素可以安放于另一构成要素的“上方(above)”。因此,作为示例性术语的“下方”可以将下方和上方均包括。构成要素可以沿其他方向取向,因此,关于空间的相对性术语可以根据取向来解释。
69.在本说明书中使用到的术语是用于说明实施例的,而并非用于限定本发明。在本说明书中,除非有特别说明,否则单数的表述包含复数的表述。在说明书中使用到的“包含(comprises)”以及/或“包括(comprising)”并不表示除了提及到的构成要素、步骤以及/或动作之外,存在或追加一个以上的其他构成要素、步骤以及/或动作。
70.除非另有其他定义,否则本说明书中使用到的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以作为本发明所属技术领域的普通技术人员共通理解的意思使用。另外,除非有明确的特别定义,否则通常使用的词典中定义的术语不应被理想化或夸大解释。
71.在附图中,为了便于说明和说明的明确性,各个构成要素的厚度或尺寸被夸大或省略或示意性地示出。另外,各个构成要素的尺寸和面积并不完全反应实际尺寸或面积。
72.下面,参照附图,对本发明的优选实施例进行说明。
73.图1是本发明一实施例的一拖多制冷制热空调机的概略构成图。
74.参照图1,示出了本发明一实施例的一拖多制冷制热空调机100。一拖多制冷制热空调机100包括复数个制冷制热兼用室内机b1、b2
……
、至少一个制冷制热兼用室外机a以及分配器c。
75.制冷制热兼用室外机a包括第一压缩机53、第二压缩机54、复数个室外热交换器
a1、a2、a3、室外热交换器风扇61以及切换单元。在此,切换单元包括四通阀62。第一压缩机53、第二压缩机54的吸入部通过共用储液罐52而连接。第一压缩机53可以是可改变制冷剂的压缩容量的变频压缩机,第二压缩机54可以是制冷剂的压缩容量恒定的恒速压缩机。
76.在第一压缩机53、第二压缩机54的吐出部连接有第一吐出配管和第二吐出配管,第一吐出配管和第二吐出配管通过汇合部57而汇合,在第一吐出配管、第二吐出配管分别设置有回收从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的制冷剂中的油的第一油分离器58和第二油分离器59。在第一油分离器58和第二油分离器59连接有将从第一油分离器58、第二油分离器59分离出的油引向第一压缩机53和第二压缩机54的吸入部的第一油回收管、第二油回收管。
77.在汇合部57连接有高压气体配管68,所述高压气体配管68使从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的制冷剂旁通四通阀62。另外,汇合部57与四通阀62通过第三吐出配管64连接。
78.室外热交换器a1、a2、a3通过第一连接配管71而与四通阀62连接。在室外热交换器a1、a2、a3中,制冷剂通过与外部气体的热交换而被冷凝或蒸发。此时,为了较顺畅地进行热交换,室外机风扇61使空气流入室外热交换器a1、a2、a3。在一拖多制冷制热空调机100中,当制冷运转或除霜运转时室外热交换器a1、a2、a3用作冷凝器,而在制热运转时室外热交换器a1、a2、a3用作蒸发器。
79.如上所述的室外热交换器a1、a2、a3具有如图1的多层结构。
80.更详细地说,本发明一实施例的室外热交换器a1、a2、a3在一个室外机a包括多层结构的可断开/连接的复数个热交换器a1、a2、a3。
81.如图1所示,所述复数个热交换器a1、a2、a3可以具有第一热交换器a1、第二热交换器a2以及第三热交换器a3的三层的结构,但是不限于此。
82.第一热交换器a1是主(main)热交换器,其在室外热交换器a1、a2、a3内部配置于最上的位置,并且与第一连接配管71连接。
83.第二热交换器a2是子(sub)热交换器,其可以配置于与第一热交换器a1相同层或第一热交换器a1的下侧,并且其一端与第一热交换器a1串联连接,而另一端与分配器c连接。
84.另外,在第一热交换器a1的一端和第二热交换器a2的一端之间配置有止回阀,以防止第一热交换器a1和第二热交换器a2的并联连接。
85.第二热交换器a2的流路比第一热交换器a1的流路短,从物理位置来看第二热交换器a2配置于第一热交换器a1的下部,根据制冷或制热负荷而选择性地运转。
86.为了第一热交换器a1和第二热交换器a2的串联连接,形成有连接第一热交换器a1的另一端和第二热交换器a2的一端的第二连接配管75,并且通过在第二连接配管75上形成有第一连接阀82来连接或断开两个热交换器a1、a2。
87.另一方面,在第二热交换器a2的下部配置有第三热交换器a3。第三热交换器a3是旁通热交换器,其与高压气体配管68连接,使来自压缩机53、54的高压气体制冷剂的一部分冷凝并旁通,之后使液态制冷剂经由液体配管76向室内机b1、b2移动。
88.为此,第三热交换器a3的一端与高压气体配管68连接,从而与压缩机53、54的吐出侧连接,第三热交换器a3的另一端与分配器c、室内机b1、b2连接。
89.这种第三热交换器a3的流路可以比第二热交换器a2的流路短。
90.第一热交换器a1、第二热交换器a2以及第三热交换器a3的流路可以依次变短,优选,可以形成为,相对于整个流路第一热交换器a1占65%至75%、第二热交换器a2占20%至30%,第三热交换器a3占3%至10%。
91.更优选,可以形成为,相对于整个流路第一热交换器a1占70%、第二热交换器a2占25%、第三热交换器a3占5%。
92.在供从室外热交换器a1、a2、a3吐出的液体制冷剂流动的液体配管76上设置有室外电子膨胀阀65、66、67。在制热运转或除霜运转时室外电子膨胀阀65、66、67使制冷剂膨胀。
93.室外电子膨胀阀65、66、67包括:第一电子膨胀阀65,与第一热交换器a1的另一端连接;第二电子膨胀阀66,与第二热交换器a2的另一端连接;以及第三电子膨胀阀67,与第三热交换器a3的另一端连接。
94.另一方面,当配置有复数个室外热交换器a1、a2、a3时,为了在制热运转时执行分割除霜,还包括连接高压气体配管68和第一热交换器a1的另一端的第一子配管73、连接高压气体配管68和第二热交换器a2的另一端的第二子配管74,而在各个子配管73、74上还包括用于使高压气体制冷剂向各子配管73、74流动或阻断高压气体制冷剂向各子配管73、74流动的第一子阀63和第二子阀34。
95.另一方面,本发明实施例的室外热交换器还可以包括过冷却装置(未图示),过冷却装置在制冷运转时使流向分配器c的制冷剂冷却。
96.如上所述,通过复数个热交换器a1、a2、a3在一个室外机a内形成层状结构,并根据室内热交换器b1的负荷和各个运转模式而选择性地进行驱动,来改变流路的长度,由此能够满足被优化的热效率。
97.在各个热交换器a1、a2、a3的另一端连接有分配器c。分配器c配置在制冷制热兼用室外机a和复数个制冷制热兼用室内机b1、b2之间,并根据制冷、制热、除霜等运转条件将制冷剂分配给制冷制热兼用室内机b1、b2。分配器c包括高压气体头、低压气体头、液体头以及控制阀(未图示),但是不限于此。
98.在图1中,示出了分配器c配置在电子膨胀阀65、66和热交换器a1、a2、a3之间的情形,但是可以与此不同地,也可以配置于电子膨胀阀65、66的后端。
99.第一制冷制热兼用室内机、第二制冷制热兼用室内机b1、b2、
……
可以配置于彼此不同的空间,各个室内机b1、b2、
……
内分别包括室内热交换器11、室内电子膨胀阀12以及室内机风扇15。室内电子膨胀阀12设置在连接室内热交换器11和高压气体头的室内连接配管(与液体配管76连接,未图示)上。
100.另外,为了检测从第一制冷制热兼用室内机、第二制冷制热兼用室内机b1、b2、
……
吐出的制冷剂的温度,可以设置有各种温度传感器,通过还包括用于检测室内机b1、b2的温度的温度传感器,可以测量室内温度。
101.如上所述,通过在一个室外机将热交换器a1、a2、a3形成为可彼此连接/断开的多层结构,并且根据室内机负荷而选择性地执行与室外热交换器a1、a2、a3的连接,由此不仅能够防止不必要的室外机的运转,还能够根据状况以优的模式驱动。
102.通过如上所述的室外热交换器a1、a2、a3的连接,即便用户根据室内状态和室外状
态,即室内和室外的温度以及湿度而选择了特定模式,也能够在特定模式下以根据当前状态而具体化的模式运转。
103.根据如上所述的被具体化的模式,形成所述被分割的室外热交换器a1、a2、a3的连接和断开,并且制冷剂的流动发生变化。
104.为此,本发明实施例的室外热交换器a1、a2、a3还包括配置于最下层的第三热交换器a3的另一端,即吐出端的配管上的温度传感器81,并且在汇合部57上还可以包括压力传感器83。
105.另外,虽然示出了第二热交换器a2形成为单层的情形,但是也可以与此不同地形成为复数个可串联连接的多层结构。
106.因此,可以根据室内机b1、b2、
……
的负荷,以最优的需求数量设定室外热交换器a1、a2、a3的容量。
107.另外,本发明的室外热交换器a1、a2、a3在最下层形成有用于旁通的第三热交换器a3,由此调节来自压缩机53、54的高压气体制冷剂流向室内机b1、b2侧的量,从而在不需要大量的制冷剂的情况下(制热过负荷等),通过使高压气体制冷剂从室外机a的热交换器a1、a2、a3旁通来调节施加到室内机b1、b2的制冷剂的量。
108.因此,能够防止在室内因存在过量的制冷剂而泄漏的危险,从而能够整体上最小化泄漏制冷剂的量。
109.为了执行如上所述的具体的运转,本发明实施例的一拖多制冷制热空调机100可以包括控制部(未图示)。
110.控制部可以设置于室外机a内,但是也可以与此不同地,在管理者管理系统内作为处理器实现。或者,可以在室外机a内配置有用于执行根据所选择的具体模式而进行的运转的控制器,而在管理者管理系统设置有与该控制器收发信息的主控制部。
111.对于控制部的各种变形将省略具体的说明。
112.控制部单纯接收用户的运转选择指令,并且从配置于室内机b和室外机a的温度传感器81和湿度传感器接收关于当前的室内温度、室内湿度、室外温度以及室外湿度的信息。
113.所述控制部基于接收到的室内的温度和湿度、室外的温度和湿度以及用户的运转选择信息,选择最优的具体化的运转模式,并根据该具体化的运转模式控制一拖多制冷制热空调机100的各个阀63、64、65、66、67、68的动作、压缩机53、54、储液罐52的动作、传感器动作等。
114.下面,对根据各个运转模式的室外机a、室内机b1、b2的动作以及制冷剂的流动进行详细的说明。
115.下面,参照图2至图5,对图1所示的一拖多制冷制热空调机100的运转和根据其的制冷剂的流动进行说明。
116.图2是用于图1的一拖多制冷制热空调机100的模式运转的整体动作流程图,图3是表示在制冷一般运转时图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图,图4是表示在制冷低温运转时图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图,图5是表示在制冷极低温度运转时图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图。
117.参照图2,在接收到用户的运转选择指令时本发明实施例的一拖多制冷制热空调机100开始动作(s10)。
118.即,通过用户选择设置于特定空间的室内机b的运转模式,设置于室外机a的控制部(未图示)选择具体化的运转模式并开始改具体化的运转模式的运转。
119.根据用户的选择,用户可以将特定空间的室内机b的运转选择为制冷或制热。
120.若接收到如上所述的用户的运转选择指令,则控制部从配置于室内机b、室外机a的温度传感器81和湿度传感器接收关于当前的室内温度和湿度、室外温度和湿度的信息(s20)。
121.此时,控制部基于接收到的室内的温度和湿度、室外的温度和湿度以及用户的运转选择信息,选择最优的具体化的运转模式并准备具体化的运转模式的运转(s30)。
122.首先,在用户的运转选择指令为制冷运转的情况下,控制部可以根据室内温度、室内湿度、室外温度以及室外湿度来选择并运转制冷一般模式(s40)、制冷低温模式(s50)、制冷极低温模式(s60)中的一种。
123.在以下的附图中,虚线表示高温制冷剂的流动,点划线表示低温制冷剂的流动。
124.具体而言,在室外温度为零下5度以上,室内温度为20度以上的情况下,可以执行制冷一般模式的运转。
125.参照图3,在制冷一般模式下,从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的高压高温气体的制冷剂在第一吐出配管、第二吐出配管流动的途中经由四通阀62,之后经由第一连接配管71流入到室外机a的第一热交换器a1。此时,第一连接阀82打开,第一热交换器a1和第二热交换器a2彼此串联连接,在第一热交换器a1流动的制冷剂在第二热交换器a2再次进行热交换,从而进一步被冷凝。被冷凝的高压液体制冷剂通过过冷却装置(未图示)并经由分配器c,经由第一室内连接配管、第二室内连接配管吐出的制冷剂在室内电子膨胀阀12膨胀,之后在室内热交换器11蒸发,并以低温低压气体状态流入到吸入排出配管77,之后经由储液罐52被吸入到第一压缩机53、第二压缩机54。
126.在此,在制冷一般运转时,通过打开最下端的第三电子膨胀阀67来引导将要在第三热交换器a3冷凝的流量的制冷剂流向第三热交换器a3,从而使来自压缩机53、54的制冷剂经由第三热交换器a3流入到室内机a。
127.因此,可以通过最大限度地使用室外机a的热交换器a1、a2、a3的容量,来执行与复数个室内机b1、b2的较大的负荷相应的热交换。
128.接着,在室外温度满足零下10度至0度之间、室内温度为20度至22度以上、且接收到的制冷运转指令的室内机的数量需求为n个以下的情况下,控制部可以执行制冷低温模式运转(s50)。
129.参照图4,在制冷低温模式中,室内机制冷运转的数量需求为n个以下,从而是实际制冷负荷不大的状态。在这种制冷低温模式下,需要尽可能通过以较小的室外热交换器a1、a2、a3的容量运转来以提高了冷凝压力的状态形成循环。为此,仅室外机a的第一热交换器a1用于冷凝,而制冷剂不在第二热交换器a2和第三热交换器a3流动。
130.具体而言,从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的高压气体的制冷剂在第一吐出配管、第二吐出配管流动的途中经由四通阀62流入到室外机a的第一热交换器a1。此时,第一连接阀82关闭,第一热交换器a1和第二热交换器a2的连接断开。
131.在第一热交换器a1流动的制冷剂通过热交换而被冷凝,被冷凝的高压液体制冷剂通过过冷却装置并经由分配器c,之后经由第一室内连接配管、第二室内连接配管吐出。所
吐出的制冷剂在室内电子膨胀阀12膨胀,之后在室内热交换器11蒸发,并以低温低压气体状态流入到吸入排出配管77,之后经由储液罐52被吸入到第一压缩机53、第二压缩机54。
132.在此,在制冷低温运转时最下端的第三电子膨胀阀67被关闭,从而制冷剂不向第三热交换器a3流动。
133.因此,可以以室外机a的热交换器a1、a2、a3的容量变小的状态执行与当前室内机b的负荷相应的热交换。
134.另一方面,在室外温度满足零下20度至零下10度之间、室内温度为20度至22度以上、并且接收到的制冷运转指令的室内机的需求数量为m个以下的情况下,控制部可以执行制冷极低温模式运转(s60)。
135.参照图5,在制冷极低温模式中,室内机制冷运转的需求数量为m个以下(m是小于n的整数),是实际制冷负荷非常小的状态。在这种制冷极低温模式中,需要通过以最小的室外热交换器a1、a2、a3的容量运转,而以提高了冷凝压力的状态形成循环。为此,仅室外机的第三热交换器a3用于冷凝,而在第一热交换器a1、第二热交换器a2没有制冷剂的流动。
136.具体而言,从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的高压气体的制冷剂在第一吐出配管、第二吐出配管流动的途中经由高压气体配管68流入到室外机a的第三热交换器a3。此时,通过打开第三电子膨胀阀67使制冷剂流动,以使制冷剂能够在第三热交换器a3冷凝。
137.在第三热交换器a3流动的制冷剂通过热交换而被冷凝,被冷凝的高压液体制冷剂通过第一室内连接配管、第二室内连接配管吐出。所吐出的制冷剂在室内电子膨胀阀12膨胀,之后在室内热交换器11蒸发,并以低压气体状态流入到吸入排出配管77,之后经由储液罐52被吸入到第一压缩机53、第二压缩机54。
138.在此,在制冷极低温度运转时,第一电子膨胀阀65和第二电子膨胀阀65处于关闭的状态,从而在上部的第一热交换器a1、第二热交换器a2没有制冷剂的流动。
139.因此,可以在将室外机a的热交换器a1、a2、a3的容量降低到最小的状态下执行与当前室内机b的负荷相应的热交换。
140.另一方面,在用户选择制热运转的情况下,控制部可以基于用户的运转选择信息、室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度信息,选择具体的制热运转模式。
141.图6是制热过负荷运转时的图1的一拖多制冷制热空调机的动作流程图,图7是表示在制热过负荷运转时的图1的一拖多制冷制热空调机的状态的动作图,图8是表示在制热一般运转时图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图,图9是连续制热着霜防止运转时的图1的一拖多制冷制热空调机的动作流程图,图10是表示在连续制热着霜防止运转时的图1的一拖多制冷制热空调机的动作状态的动作图。
142.首先,参照图6和图7,在室外温度满足零上24度至27度,室内温度满足25度至27度,且接收到制热运转指令的室内机的需求数量为m个以下的情况下,控制部可以执行制热过负荷模式运转(s71)。
143.在制热过负荷模式中,室内机制热运转的需求数量为m个以下,是实际制热负荷非常小的状态。在这种制热过负荷模式中,即便将室外热交换器a1、a2、a3均使用,也会因室内温度高导致冷凝压力上升,从而难以形成循环。因此,为了实现这种循环,通过使制冷剂旁通室外机的第三热交换器a3而在压缩机最低运转条件下防止吐出制冷剂的高压上升,从而实现循环(s72)。
144.从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的高压气体的制冷剂在第一吐出配管、第二吐出配管流动的途中向四通阀62流入,并流入到室内热交换器b。在室内热交换器b冷凝的高温高压的液体制冷剂通过室内电子膨胀阀12并经由第一电子膨胀阀65和第二电子膨胀阀66而膨胀,之后并列地注入到室外机a的第一热交换器a1和第二热交换器a2进行热交换。
145.从第一热交换器a1、第二热交换器a2的一端吐出的低温气体制冷剂经由储液罐52被回收到压缩机53、54。
146.另一方面,为了防止在制热过负荷模式中发生循环的错误动作,通过从压力传感器83读取压缩机53、54的吐出端的压力来控制第三电子膨胀阀67和第二电子膨胀阀66的开度(s73)。
147.具体而言,若进入到制热过负荷模式,则将压缩机53、54的驱动频率保持最低的同时压缩制冷剂,由此提高制冷剂的压力,并形成高压状态。
148.接着,周期性地从压力传感器83读取压缩机53、54的吐出端的压力,并根据当前压力值来控制第二电子膨胀阀66和第三电子膨胀阀67的开度。
149.当在前周期读取到的当前高压大于目标高压和缓冲值之和的情况下(s74),控制部在打开第二电子膨胀阀66的状态下以最小限度打开第三电子膨胀阀67,由此使来自压缩机53、54的制冷剂通过第三热交换器a3向第二热交换器a2旁通(s75)。即,在从压缩机53、54吐出的制冷剂的高压脱离了临界范围而过高的情况下,使向室内机b注入的制冷剂的一部分向室外热交换器a旁通,由此降低向室内机b注入的制冷剂的压力。
150.此时,目标高压可以被定义为用于空调机100的制热过负荷运转的设定值,缓冲值可以被定义为用于防止循环震荡(cycle hunting)的缓冲值。
151.此时,压缩机53、54在制热过负荷模式下以最小频率,优选12hz至15hz驱动,由此保持以最低水准的压缩能力压缩制冷剂的状态(s80)。
152.接着,控制部重新读取压缩机53、54吐出端的压力值,若当前高压在临界范围内,则关闭第三电子膨胀阀67(s81)并解除第三电子膨胀阀67的控制(s82)。
153.此时,临界范围可以满足小于目标高压和缓冲值之差的范围,被定义为可稳定地连续运转制热过负荷模式的设定值。
154.另一方面,在当前高压相对于目标高压满足 /-缓冲值之间的情况下(目标高压-缓冲值《当前高压《目标高压 缓冲值),保持当前第三电子膨胀阀67的开度状态的同时周期性地读取此前进行的当前高压,并判断是否为临界范围内(s80、s81)。
155.接着,在当前高压小于目标高压和缓冲值之差的情况下,当在通过关闭第二电子膨胀阀66来断开第二热交换器a2和室内机b之间的制冷剂的流动的状态下测量当前高压时,若当前高压在临界范围内,则通过关闭第三电子膨胀阀67来解除第三电子膨胀阀67的控制(s81、s82)。
156.因此,以从压缩机53、54吐出的制冷剂的高压在临界范围内的状态形成循环,由此制冷剂可以与非常低的制热负荷相匹配地循环。
157.接着,如图8所示,对满足室外温度为低温,室内温度为20度至27度的普通制热模式进行说明(s83)。
158.从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的高压气体的制冷剂在第一吐出配管、第二吐出配管流动的途中向四通阀62流入并流入到室内热交换器b。在室内热交换器b冷凝的高
温高压的液体制冷剂通过室内电子膨胀阀12并经由第一电子膨胀阀65和第二电子膨胀阀66而并列地注入到室外机a的第一热交换器a1和第二热交换器a2,之后通过热交换而蒸发。
159.从第一热交换器a1、第二热交换器a2的一端吐出的低温气体制冷剂经由储液罐52被回收到压缩机53、54。
160.此时,为了最小化室外热交换器a的压力损失,并列运转室外第一热交换器a1、第二热交换器a2。
161.下面,参照图9和图10,对制热实时着霜防止模式的运转进行说明(s85)。
162.制热实时着霜防止模式是,在用户选择了制热模式的状态下室外温度为低温且室外湿度非常高的条件,并且室内温度满足20度至27度、室内机运转负荷高的情况下,室内机的数量需求为n个以上的情形(s91)。
163.作为一例,在冬季湿度非常高而选择了制热运转的情况下,当室外机a因室外机的湿度非常高而作为蒸发器驱动时,冷凝水向热交换器a1、a2、a3下部方向流动。
164.此时,若室外机a的最下端,即进行旁通的第三热交换器a3周边部的配管温度为0度以下且当前温度低于露点温度,则该冷凝水可能结冰。在如上所述的状态长时间持续的情况下,会使排水不稳定,可能扩大结冰。
165.为了防止上述情形的出现,在满足所述温度、湿度以及室内机负荷条件的情况下,以制热实时着霜防止模式驱动。
166.具体而言,参照图9和图10,若进入到制热实时着霜防止模式,则控制部从设置于室外机a下部配管的温度传感器81和湿度传感器读取温度信息和湿度信息。
167.在所述室外机a下部配管的温度满足零下,且基于当前下部配管的温度和湿度计算出露点温度,而当前配管的温度低于计算出的露点温度的情况下,控制部判断为可结霜的状态,既进入到着霜状态(s92)。
168.在制热一般运转中,控制部通过实时控制第三电子膨胀阀67使高温高压的制冷剂在第三热交换器a3流动。
169.具体而言,从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的高压气体的制冷剂,在第一吐出配管、第二吐出配管流动的途中向四通阀62流入并流入到室内热交换器。在室内热交换器冷凝的高温高压的液体制冷剂通过室内电子膨胀阀12,经由第一电子膨胀阀65和第二电子膨胀阀66并列注入到室外机的第一热交换器a1和第二热交换器a2,并通过热交换而被蒸发。
170.从第一热交换器a1和第二热交换器a2的一端吐出的低温气体制冷剂经由储液罐52被回收到压缩机53、54。
171.此时,若控制部判断为室外机a进入到着霜状态,则以最小的开度打开第三电子膨胀阀67,使来自压缩机53、54的高温高压制冷剂向第三热交换器a3流动,由此去除第三热交换器a3周边配管的着霜(s93)。
172.控制部周期性地读取室外机a配管温度,若室外机a的配管温度上升至满足临界范围的程度(s94),则关闭第三电子膨胀阀67并解除控制,转换到制热一般模式(s95)。
173.如上所述,通过使高温高压的制冷剂在执行旁通的第三热交换器a3流动来去除着霜,根据外部的温度和湿度条件而预先消除发生着霜的条件,由此能够防止设备的错误动作。
174.另一方面,在制热模式下控制部可以周期性地执行除霜运转(s90)。
175.首先,制热除霜模式在如下的情形下适用:外部温度满足作为低温的零下5度至零上1度,满足外部湿度处于非常高的状态,室内温度满足20度~27度,室内机b的运转负荷大。
176.在此情况下,通过将制热循环运转为制冷循环,来执行使附着于室外热交换器a1、a2、a3的霜熔化的运转。即,由于在上部的第一热交换器a1、第二热交换器a2产生的冷凝水向下部室外机风扇61和第三热交换器a3掉落,并且在外部温度低的情况下,冷凝水可能结冰并结冰被累积,因此是执行消除该现象的运转。
177.参照图11,在制热全除霜模式中,从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的高压气体的制冷剂在第一吐出配管、第二吐出配管流动的途中经由四通阀62流入到室外机的第一热交换器a1。此时,打开连接阀82,由此第一热交换器a1和第二热交换器a2彼此串联连接,从而在第一热交换器a1流动的制冷剂再次在第二热交换器a2进行热交换而被冷凝。被冷凝的高压液体制冷剂通过过冷却装置并经由分配器c,通过连接配管吐出的制冷剂在室内电子膨胀阀12膨胀,之后在室内热交换器11蒸发,并以低压气体状态流入到吸入排出配管77,之后经由储液罐52被吸入到第一压缩机53、第二压缩机54。
178.在此,在制热全除霜运转时,通过打开最下端的第三电子膨胀阀67,使制冷剂在第三热交换器a3流动,由此使来自压缩机53、54的制冷剂经由第三热交换器a3流入到室内机b。
179.此时,在除霜运转中可以完全打开第三电子膨胀阀67,以能够提供在第三热交换器a3不发生累积结冰程度的热。
180.另一方面,如图12所示,对执行分割除霜的情形进行说明(s99)。
181.即,在分割除霜的情况下,保持连续的制热运转,室外机热交换器a1、a2、a3的上部和下部交替地进行除霜。
182.首先,参照图12a对下部除霜进行说明,从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的高压气体的制冷剂在第一吐出配管、第二吐出配管流动的途中向四通阀62流入并流入到室内热交换器b。在室内热交换器b冷凝的高温高压的液体制冷剂通过室内电子膨胀阀12、经由第一电子膨胀阀65,并注入到室外机a的第一热交换器a1通过热交换而被蒸发,由此运转制热循环。
183.从第一热交换器a1的一端吐出的低温气体制冷剂经由储液罐52被回收到压缩机53、54。
184.此时,为了下部除霜,关闭第二电子膨胀阀66,从而从室内机b向室外第二热交换器a2的制冷剂流动被阻断。
185.第二热交换器a2的除霜可以通过打开下部第二连接阀64来执行。具体而言,从压缩机53、54吐出的高温高压制冷剂通过第三热交换器a3、经由第三电子膨胀阀67,此时其一部分经由第二子配管74从而去除附着于第二热交换器a2的霜,之后重新经由储液罐52被回收到压缩机53、54。
186.在除霜运转中,可以完全打开第三电子膨胀阀67,以能够提供在第二热交换器a2不发生累积结冰程度的热。
187.参照图12b,对上部除霜进行说明,从第一压缩机53、第二压缩机54吐出的高压气
体的制冷剂在第一吐出配管、第二吐出配管流动的途中向四通阀62流入并流入到室内热交换器。在室内热交换器b冷凝的高温高压的液体制冷剂通过室内电子膨胀阀12、经由第二电子膨胀阀66流入到室外机的第二热交换器a2,并进行热交换而被蒸发,由此运转制热循环。
188.从第二热交换器a2的一端吐出的低温气体制冷剂经由储液罐52被回收到压缩机53、54。
189.此时,通过关闭第一电子膨胀阀65来阻断从室内机b向室外第一热交换器a1的制冷剂流动。
190.另一方面,第一热交换器a1的除霜可以通过打开下部第一连接阀63来执行。具体而言,从压缩机53、54吐出的制冷剂通过第三热交换器a3、经由第三电子膨胀阀67,此时其一部分经由第一子配管73从而去除附着于第一热交换器a1的霜,并重新经由储液罐52被回收到压缩机53、54。
191.在除霜运转中,可以完全打开第三电子膨胀阀67,以能够提供在第一热交换器a1不发生累积结冰程度的热。
192.如上所述,当在一个室外机a以多层结构形成热交换器a1、a2、a3时,一部分层的热交换器a1、a2、a3作为用于制热驱动的蒸发器驱动,而另一部分执行除霜模式,由此可连续制热。如上所述,通过交替执行上部除霜和下部除霜,可以实现制热一般运转。
193.如上所述,本发明的室外热交换器a1、a2、a3通过将可彼此分离/连接的复数个热交换器形成为多层结构,而在最下部形成用于旁通的热交换器,由此可以根据外部条件、内部条件以及室内机b负荷执行各种模式的运转。
194.图13是表示根据室外机温度、相对湿度以及室内机负荷而发生变化的第三电子膨胀阀开度量的曲线。
195.如图13所示,若外部气体温度低且湿度变高,则需要通过执行制热驱动来执行除霜,在此情况下,可以通过控制第三热交换器a3的第三电子膨胀阀67的开度来执行除霜运转,以实时防止累积结冰。
196.即,随着温度变低而湿度变高,可以通过增大开度量来有效地防止室外机a的结冰。
197.参照图13的使用前和使用后的照片,使用前是示出连接有单一热换器的下部配管的结冰状态的照片,室外热交换器未使用可分离/结合的分层结构的热交换器a。
198.使用后是示出使用了本发明实施例的室外热交换器的可分离/结合的分层结构的热交换器a,并通过第三热交换器a3和第三电子膨胀阀67的驱动,去除结冰之后的状态。
199.如图13的照片所示,可以看到去除了下部配管的结冰。
200.另外,在外部温度非常高,且根据用于制热的室内机负荷,室内机负荷非常小的情况下,可以进入到制热过负荷模式使第三电子膨胀阀67的开度变大,从而降低制冷剂的压力,由此可以与所希望的负荷匹配地对制冷剂循环进行调节。因此,能够顺畅地运转制热循环,能够最小化在室内的制冷剂泄漏。
201.以上,参照附图对本发明的优选实施例进行了说明,但是本发明并不限定于上述特定的实施例,在不背离权利要求书中主张的本发明的技术思想的范围内,本领域的一般技术人员能够对其进行多种变形实施,这样的变形实施不应脱离本发明的技术思想或前景而单独地加以理解。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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