一拖多空调系统的控制方法、以及一拖多空调系统

摘要

本发明提供一种一拖多空调系统及其控制方法，所述方法包括：将空调系统的运行负荷与预设负荷进行比较；当运行负荷小于等于预设负荷时，控制定速的可变容量的双转子压缩机第一转子对来自低压侧冷媒管路的冷媒压缩，接着使经第一转子压缩后的冷媒再经第二转子压缩后才排入高压侧冷媒管路；当运行负荷大于预设负荷时，控制第一转子和第二转子一起对来自低压侧冷媒管路的冷媒进行单级压缩后排入高压侧冷媒管路。所述系统包括：定速的可变容量的具有第一和第二转子的双转子压缩机，调节双转子压缩机有选择地以第一或第二容量排出压缩冷媒的容量控制四通装置，以使系统负载与系统循环冷媒容量相匹配。

说明书

技术领域

本发明涉及一种一拖多空调系统的控制方法、以及一拖多空调系统。

背景技术

小型变频一拖多空调器要实现压缩机的频率变化，需要采用大功率的 电子元件，对电网电源进行交-直-交的变换，这样不进增加了空调器的设计 开发难度，而且提高了制造和维护成本。对于家庭的部分小型区域，使用 定速一拖二空调系统，整体运行的经济性会更好一点。所以定速一拖二空 调系统在国内任然有市场。

现有的定速一拖二空调系统，由于一般都采用定速不可变容量的压缩 机，在只有一台的情况下，系统的稳定性比较差，一些运行参数容易超出 压缩机的运行范围。这样会造成降低压缩机使用寿命的隐患。另外由于出 现“大马拉小车”的现象，在一台内机运行的情况下，空调系统的能效系 数要较变频一拖空调器小很多。

例如，申请号为201020627341.9的中国专利申请(简称对比文件1) 公开了一种空调器，包括可变容双转子压缩机、室外热交换器、节流组件和 室内热交换器连接成回路，还包括四通阀和三通阀，室外换热器和室内换热 器通过四通阀选择性连通可变容双转子压缩机，三通阀的两个进口分别连 接可变容双转子压缩机的排气侧和第一吸气口，三通阀的出口连接可变容 双转子压缩机的第二吸气口。对比文件1根据空调器运行的情况，在高频时 可变容双转子压缩机使用双转子模式，在低频时可变容双转子压缩机可使 用单转子模式或双转子模式。但是对比文件1中单转子模式实质是旁通一 个转子，使不参与循环，虽然供应的压缩冷媒量是单转子的容量，但是不 是对冷媒进行二级压缩。

发明内容

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种一拖多空调 系统的控制方法、以及一拖多空调系统，以使空调系统的冷媒循环量与空 调系统的负荷相匹配。

为实现上述目的，本发明提供了一种一拖多空调系统的控制方法，空 调系统包括定速的可变容量的具有第一和第二转子的双转子压缩机，连接 在空调系统的低压侧冷媒管路和高压侧冷媒管路之间，所述方法包括：将 空调系统的运行负荷与预设负荷进行比较；当运行负荷小于等于预设负荷 时，控制第一转子对来自低压侧冷媒管路的冷媒压缩，接着使经第一转子 压缩后的冷媒再经第二转子压缩后才排入高压侧冷媒管路；当运行负荷大 于预设负荷时，控制第一转子和第二转子一起对来自低压侧冷媒管路的冷 媒进行单级压缩后排入高压侧冷媒管路。

优选地，当运行负荷小于等于预设负荷时，排入高压侧冷媒管路的冷 媒量为第一转子的容量；当运行负荷大于预设负荷时，排入高压侧冷媒管 路的冷媒量为第一转子和第二转子的容量之和。

优选地，在一拖多空调系统为一个室外机带两个室内机的一拖二空调 系统的情形下：当两个室内机中只有一个处于工作状态时，一拖二空调系 统的运行负荷小于等于预设负荷；当两个室内机都处于工作状态时，一拖 二空调系统的运行负荷大于预设负荷。

另一方面，本发明提供一种采用本发明上述控制方法的一拖多空调系 统，该空调系统包括：定速的可变容量的具有第一和第二转子的双转子压 缩机，连接在空调系统的低压侧冷媒管路和高压侧冷媒管路之间；用以调 节双转子压缩机有选择地以第一或第二容量排出压缩冷媒的容量控制四通 装置，具有四个端口，四个端口中的第一和第二端口分别一一对应地与高 压侧冷媒管路和低压侧冷媒管路连通，四个端口中的第三和第四端口分别 一一对应地与双转子压缩机的吸气侧和排气侧连通。

优选地，容量控制四通装置包括：带有四个端口的第一四通阀，其中， 第一端口分别与第二转子的排气口和高压侧冷媒管路连通，第二端口与低 压侧冷媒管路连通，第三端口与第二转子的吸气口连通，第四端口与第一 转子的排气口连通；以及控制第一四通阀在两个通路之间切换的电磁阀， 在两个通路之一中第一端口和第四端口相通且第二端口和第三端口相通， 在两个通路的另一通路中第四端口与第三端口相通并且第一端口与第二端 口均封闭。

优选地，本发明空调系统还包括：连接在低压侧冷媒管路上的气液分 离器，其中沿着冷媒返回压缩机的方向，气液分离器在容量控制四通装置 的第二端口的上游处。

优选地，一拖多空调系统为一个室外机带两个室内机的一拖二空调系 统。

优选地，室外机、压缩机、容量控制四通装置、以及气液分离器均安 装在室外。

本发明的有益技术效果在于：

本发明的控制方法，根据空调系统的运行负荷与预设负荷的比较结果， 控制定速的可变容量的双转子压缩机的两个转子一起工作，以有选择地对 冷媒进行单级压缩或二级压缩，从而使得空调系统的冷媒循环量与空调系 统的运行负荷相互匹配。其中所述的单级压缩是两个转子分别独立地对来 自低压侧冷媒管路的冷媒进行压缩，即两个转子的压缩对象均是没有经过 压缩的来自低压侧冷媒管路的冷媒；其中所述的二级压缩是来自低压侧冷 媒管路的冷媒先经一个转子压缩再经另一转子压缩。

相应地，本发明的一拖多空调系统，采用定速的可变容量的双转子压 缩机，和调节压缩机有选择地以第一或第二容量排出压缩冷媒的容量控制 四通装置，同样能够取得上述技术效果。

附图说明

图1是本发明一拖多空调系统的结构示意图。

具体实施方式

以下描述本发明的具体实施方式。

本发明针对的是一拖多空调系统，即本领域技术人员公知的一个室外 机带多个室内机的空调系统，所述的室外机带有室外换热器，而室内机带 有室内换热器。当空调系统处于室内制冷时，室外换热器起到冷凝器的作 用、室内换热器起到蒸发器的作用；当空调系统处于室内制热时，室内换 热器起到冷凝器的作用、室外换热器起到蒸发器的作用。该空调系统具有 压缩机，压缩机连接在空调系统的高压侧冷媒管路和低压侧冷媒管路之间。 工作时，来自低压侧冷媒管路的冷媒被压缩机压缩后排入所述的高压侧冷 媒管路中，高压侧冷媒管路将冷媒引入冷凝器进行冷凝，冷凝后的冷媒再 经过蒸发器蒸发后送入所述的低压侧冷媒管路中，压缩机从低压侧冷媒管 路吸入冷媒进行压缩，如此往复循环。

基于以上内容，描述本发明的一拖多空调系统的控制方法，本控制方 法所针对的空调系统采用了定速的可变容量的双转子压缩机(具有第一转 子和第二转子)，并且该压缩机连接在空调系统的低压侧冷媒管路和高压 侧冷媒管路之间。为了更为清楚地理解本发明的控制方法，可参见图1示 出的空调系统。具体地，本发明的控制方法包括以下步骤(1)-(3)：

(1)将空调系统的运行负荷与预设负荷进行比较。

(2)当运行负荷小于等于预设负荷时，控制压缩机13的第一转子对 来自低压侧冷媒管路201的冷媒进行压缩，接着使经第一转子压缩后的冷 媒再经压缩机13的第二转子压缩后才排入高压侧冷媒管路202。如此，压 缩机13对冷媒进行了二级压缩，然后才提供给高压侧冷媒管路202，其中 提供的压缩冷媒容量定义为第一容量，该第一容量等于第一转子的容量。

(3)当运行负荷大于预设负荷时，控制压缩机13的第一转子和第二 转子一起工作，以对来自低压侧冷媒管路201的冷媒进行单级压缩后排入 高压侧冷媒管路202，其中此时排入高压侧冷媒管路202的压缩冷媒容量 定义为第二容量，该第二容量等于第一转子和第二转子的容量之和。显然 其中第二容量大于第一容量。

为便于理解对单级压缩进一步解释如下：压缩机13的第一转子的从吸 气口到排气口的通路、与第二转子的从吸气口到排气口的通路是并联的而 不是串联的，即两个转子的压缩对象均是没有经过压缩的来自空调系统的 低压侧冷媒管路的冷媒。

进一步地，在一拖多空调系统为一个室外机15带两个室内机21、22 的一拖二空调系统的情形下：当两个室内机21、22中只有一个处于工作状 态时，一拖二空调系统的运行负荷小于等于预设负荷，此时可以控制压缩 机对冷媒进行二级压缩，此处不再赘述；当两个室内机21、22都处于工作 状态时，一拖二空调系统的运行负荷大于预设负荷，此时可以控制压缩机 对冷媒进行单级压缩，此处不再赘述。

需要指出，本发明中不论是单级压缩还是二级压缩，压缩机的两个转 子均处于工作状态；尤其是对于二级压缩而言，尽管两个转子都处于工作 状态，但是只有第一转子参与了空调系统的低压侧冷媒循环，而第二转子 并没有参加低压侧冷媒循环，第二转子只是对第一转子压缩后的冷媒进行 压缩。由此与对比文件1相比较，本发明通过二级压缩使空调系统的冷媒 循环量等于第一转子的容量，而对比文件1是通过旁通一个转子，其实质 是采用仅通过一个转子对冷媒进行一级压缩后就排出(没有对冷媒进行二 级压缩)，这与本发明完全不同。

另外，本发明中空调系统的运行负荷小于等于预设负荷的情形，不只 是一拖二空调系统中两个室内机只有一个室内机工作的情形，当然也可以 是其他情形(例如：是一拖二运行，低温制冷和高温制热工况)；同样地， 运行负荷大于预设负荷的情形，不只是一拖二空调系统中两个室内机都处 于工作状态的情形，也可以是其他情形(例如：是一拖二运行，高温制冷 和低温制热工况)。

由此，本发明的控制方法控制定速的可变容量的双转子压缩机，根据 运行负载的变化向系统高压侧冷媒管路提供第一容量或第二容量的压缩冷 媒，从而实现了空调系统的运行负荷与空调系统中的冷媒循环量相互匹配。

另一方面，本发明还提供一种一拖多空调系统，其采用本发明前述的 涉及单级压缩和二级压缩的控制方法，参见图1，本发明空调系统包括： 定速的可变容量的双转子压缩机13(具有第一和第二转子)，连接在空调 系统的低压侧冷媒管路(例如图1中标示的201)和高压侧冷媒管路(例 如图1中标示的202)之间；以及容量控制四通装置12，用以调节压缩机 有选择地以第一或第二容量排出压缩冷媒。其中容量控制四通装置12具有 四个端口D、S、C、E，第一端口D与高压侧冷媒管路202连通，第二端 口E与低压侧冷媒管路201连通，第三S与压缩机的吸气侧连通，第四端 口C与压缩机的排气侧连通。

进一步，本发明中容量控制四通装置12可以包括第一四通阀、以及控 制第一四通阀换向的电磁阀，其中第一四通阀的四个端口即构成容量控制 四通装置12的四个端口。从图1可看出，第一端口D分别与双转子压缩机 13的第二转子的排气口104和高压侧冷媒管路202连通，第二端口E与低 压侧冷媒管路201连通，第三端口S与第二转子的吸气口103连通，第四 端口C与第一转子的排气口102连通。电磁阀控制第一四通阀在两个通路 之间换向，其中一个通路(电磁阀通断电处于OFF状态)是：第一端口D 和第四端口C相通，且第二端口E和第三端口S相通；另一个通路(电磁 阀通电处于ON状态)是：第四端口C与第三端口S相通，并且第一端口 D与第二端口E均封闭不与其它端口相通。

从图1还可看出，本发明空调系统包括：连接在低压侧冷媒管路201 上的气液分离器11，其中沿着冷媒返回压缩机13的方向，气液分离器11 在容量控制四通装置12的第二端口E的上游处。

图1还示出了：一拖多空调系统为一拖二空调系统的情形，即一个室 外机15带两个室内机21、22；第二四通阀14，连接在压缩机13的第二转 子的排气口104处，压缩机13的第二转子的排气口104通过第二四通阀 14有选择地与室外机15的室外换热器或室内机21、22的室内换热器连通； 以及连接在室外机15上的风扇17、与室外机15连接的节流装置16、与室 内机21连接的节流装置211、与室内机22连接的节流装置221。继续地， 在图1中，将空调系统划分为包括安装在室外的室外单元1、和安装在室 内的室内单元2。压缩机13、容量控制四通装置12、气液分离器11、第二 四通阀14、节流装置16均属于室外单元1；室内机21和22、节流装置211 和221均属于室内单元2。

本发明空调系统通过室外机电控总成，对空调系统的运行负荷与预设 负荷进行比较，并根据比较结果控制定速的可变容量的双转子压缩机。其 中，室外电控总成可以接收室外环境温度输入、室外换热器的盘管温度输 入、室内机运行状态输入。室外电控总成的信号输出端包括：与容量控制 四通装置连接的信号输出端、与第二四通阀连接的输出换向信号的信号输 出端、与室外机上的风扇连接的输出风扇控制信号的信号输出端、与压缩 机连接的信号输出端。

综上，本发明的控制方法，根据空调系统的运行负荷与预设负荷的比 较结果，控制定速的可变容量的双转子压缩机的两个转子对冷媒进行单级 压缩或二级压缩，从而使得空调系统的冷媒循环量与空调系统的运行负荷 相互匹配。相应地，本发明的一拖多空调系统，采用定速的可变容量的双 转子压缩机，和调节压缩机有选择地以第一或第二容量排出压缩冷媒的容 量控制四通装置，同样取得了上述技术效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于 本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。