CN1088673A - 空调装置 - Google Patents

Abstract

一种结构简单的空调装置，无须特殊装置，在制 冷作业时降低功耗，在采暖作业时获得高功率，而在 制冷作业开始时，载荷提高。该装置包括压缩机1， 包含具有一旁通口8的活塞22的四通阀2，室外热 交换器3，卸压装置4和室内热交换器5，它们由制冷 管6连在一起，还包括将四通阀经旁道阀7连于压缩 机吸气管6d侧的旁通管9，以及在采暖作业时用来 关闭、制冷作业时开启、关于制冷作业开始时关闭而 在随后正常运转时开启旁通阀7的控制装置。

Description

本发明涉及一种用于致冷和采暖的热泵型空调装置，尤其涉及一种具有恒定转速压缩机的恒速空调装置，其致冷和采暖功率能按需要改变。

在用于致冷和采暖的热泵型空调装置的情况下，例如一种恒速室内空调器，压缩机的转速不能改变，因而在这方面它不同一种具有转换开关的其压缩机转速可变的空调装置。因此，为了提供大采暖功率的空调器，必须采用大功率压缩机。

然而，就大功率压缩机来说，有个在制冷作业时功率消耗太大的问题。这就是说，在恒速空调装置的情况下，不可能在制冷作业期间降低功率消耗和提高采暖能力。

此外，业已知道，例如一种在公开号为2-263070的未审的日本专利中所公开的用于采暖和致冷的空调器。该种空调装置包括一个压缩机104，一个四通阀100，一个室内热交换器109，卸压装置129和一个室外热交换器110，它们由一些致冷管件连接。一个旁通管114将四通阀100的压力变换腔R₂跟压缩机104的吸气管106连在一起。在该旁通管114中设置一个用作旁通阀的控制电磁阀115。

在用于采暖和致冷的该空调器中的四通阀100的结构将被更详细地说明。四通阀100的圆柱形主体101的内部空间由活塞112分隔为一高压腔R₁和压力变换腔R₂。压缩机104的排气管105和热交换器的两个导管107、108跟高压腔R₁连接。在压缩机104的吸气管106的相对两侧设有导管107和108。用于切换这些管中流动的滑阀件127连接于活塞112。设有一弹簧113，以便将活塞112推向高压侧R₁。

在活塞112由弹簧113移向高压腔R₁的情况下，滑阀件将室外热交换器110跟压缩机104的吸气侧106连通，这样，室内热交换器109经高压腔R₁跟压气机104的排气侧105连接，而压气机104的压力变换腔R₂由控制电磁阀115跟吸气侧106切断。

当通电时，控制电磁阀115开启，使压力变换腔R₂跟压综机104的吸气侧106连通，这样，由于高压腔R₁和压力变换腔R₂之间的差动压力，使活塞112克服弹簧113的弹力而移动，并且，滑阀件127将室内热交换器109跟压缩机104的吸气侧106连通，从而将室外热交换器110经高压腔R₁跟压缩机104的排气侧105连通。

因此，在公开号为2-263070的未审的日本专利中所公开的用于采暖和致冷的空调器中，在采暖作业时，能加快起动运转，同样，能以较短的时间完成从采暖循环到致冷循环的转换。

作为另一个一般的例子，在图5中表示了一种在公开号为60-59876的未审的日本实用新型中所公开的空调装置。该装置同样包括一压缩机201，一四通阀202，一室外热交换器203，卸压装置204和一室内热交换器205，它们由一些致冷管206连在一起，并基本上以上述一般例子同样的方式工作。

然而，在该空调装置中，在四通阀202的活塞212内制出一个用于连通圆柱腔213和阀腔210的放气口218，以使活塞202能缓慢地滑动。此外，在阀腔构件208内设有一阀件219，以便当活塞212移至右端时关闭放气口218。

利用这种一般例子的构件，可以获得一种包括一简单结构的四通阀的空调装置，而且，其制造价能大幅度降低。。此外，四通阀的简化能使空调装置的尺寸缩小。

然而，在上述的一般性例子中，该恒速空调装置在制冷作业期间不能以低功率消耗工作，而在采暖期间不能以大载荷工作，此外，在制冷作业开始时间，不能增加其载荷。

换句话说，具有恒速压缩机的恒速空调装置有一个缺点，在致冷和采暖期间，其输出不能按工作状况受控改变。

本发明已经解决了上述传统技术的种种问题。因此，本发明的一个目的是提供一种结构简单的空调装置，它实现了在制冷作业期间降低功率消耗，并在采暖作业期间具有高功率性能，而无须采用特殊的装置。

本发明的另一个目的是提供一种在制冷作业开始时提高载荷的空调装置。

为了达到第一个目的，按照本发明的空调装置包括一压缩机;一四通阀，它被一个具有一旁通口的活塞分隔成一高压腔和一压力变换腔;一室内热交换器，卸压装置和一室外热交换器，它们由一些制冷管件连接在一起。四通阀的压力变换腔借助于一旁通管，经一旁通阀连于压缩机的吸气管侧。此外，设有控制装置，以便在采暖工作期间通过关闭旁道阀而在致冷工作期间通过打开旁通阀来控制制冷循环。

为了达到第二个目的，按本发明的空调装置包括用来在制冷作业开始时关闭旁通阀并在随后的正常工作期间开启旁通阀的控制装置。

采用上述的构件，在制冷作业开始时，当旁通阀关闭时，自四通阀内旁通口渗漏致冷剂停止了，因此，能提高制冷作业开始时的载荷。同样，在制冷作业期期，当旁通阀开启时，完成了自四通阀内旁通口的致冷剂的循环，使致冷剂经旁通管渗漏，这样，不但抑制了工作载负，而且抑制制功率消耗。

另一方面，因为在采暖作业期间旁通阀是关闭的，自四通阀内旁通口渗漏冷却剂停止了，从而获得大采暖能力。

用这种方法，当切换旁通阀时，产生和阻止自旁通口的渗漏，有可能提供一种无须采用特殊装置在制冷作业时易于达到降低功率消耗而在采暖作业时获得大功率性能的空调装置。

图是表示本发明一个实施例的空调装置的致冷循环构件的系统图;

图2是图1所示空调装置的控制方块图;

图3是表示作业控制的顺序步骤流程图;

图4是表示处于采暖作业状态中的普通的空调装置的横剖视图;

图5是表示另一普通空调装置的用于制冷循环的四通阀及制冷循环的横剖视图;

下面参照图1至3叙述本发明的一个实施例。在图1和2中，相同的部件以共同的标号标记。

图1中所示的用于致冷和采暖的热泵型空调装置包括一恒转速压缩机1，一四通阀2，一室外热交换器3，卸压装置4和一室内热交换器5，它们由致冷管6连在一起。设置一旁通管9，它经旁通阀7将四通阀2跟压缩机1的吸气管6d连接，该旁通阀控制在四通阀2的活塞22内制出的旁通口8内的致冷剂流。图1还表示一室外风扇马达3a，一室内风扇马达5a和一室温检测器16。在图1中，实线箭头表示制冷作业时致冷剂的流动方向，而虚线箭头表示采暖作业时致冷剂的流动方向。

在图1中以简化的方式表示一种普通公知的结构的四通阀2。四通阀2包括一滑阀部件21，活塞22，一弹簧23，一高压腔24和一压力变换腔25。更具体地说，四通阀2的圆柱形主体的内部空间由活塞22分隔成高压腔24和压力变换腔25。压缩机1的排气管6a，压缩机1的吸气管6d，跟室外热交换器3连通的导管6b，跟室内热交换器5连通的导管6c均连于高压腔24。在吸气管6d的相反两侧设有导管6b和6c。作为主阀用于切换这些管内流动的滑阀部件21连于活塞22。弹簧23驱使活塞22向高压腔24移动。

在活塞22被弹簧23移向高压腔24的（以虚线表示）的情况下，跟室外热交换器3连通的导管6b经滑阀部件21连于压缩机1的吸气管6d，这样，跟室内热交换器5连通的导管6d，这样，跟室内热交换器5连通的导管6c经高压腔24连于压缩机1的排气管6a，从而构成一个由虚线箭头指示的采暖循环。

在正常采暖作业期间，旁通阀7是关闭着的。

另一方面，当旁通阀7开启时，压力变换腔25经旁通管9连于压缩机1的吸气管6d，而活塞22由于高压腔24和压力变换腔25之间，即压缩机的吸气管和排气管之间的差动压力使其克服弹簧23的力而移动（如实践所示）。因此跟室内热交换器5连通的导管6c经滑阀部件21连于压缩机1的吸气管6d，同时，跟室外热交换器3连通的导管6b经高压腔24连于压缩机1的排气管6a，从而构成以虚线箭头指示的致冷循环。

图2表示按照本实施例用于致冷和采暖的热泵型空调装置的控制系统的结构。

如图2所示，该空调装置11通常被分成一室内机组12和一室外机组13。室内机组12的主要部件是控制部分14，它用作室内机组12和室外机组13的控制中心。室内机组12还包括一运转/停止钮15，用以运转或停止空调装置11，该钮设于人工操作部分，后者用于遥控适于检测室温的室温检测器116和适于驱动室内热交换器5的风扇的室内风扇马达5a或用于诸如遥控之类。

另一方面，室外机组13包括作为空调装置的1的心藏的压缩机1，用于驱动室外热交换器3的风扇的室外凤扇马达和作为本发明重要实体的四通阀2。

现在参照图3的流程图叙述该实施例的控制操作。在图3的流序图中的工序号在下面用圆括号括住。

首先，空调装置11的控制部分14校验运转/停止钮15是否接通（S₁）。如果它是接通的，控制部分14判断空调装置11是否停止（S₂）。如果不是停止，即如果空调装置11正在运转，则控制部分14进行停止作业程序，例如，它停止压缩机1，室内风扇马达5a和室外风扇马达3a（S₃）。

如果空调装置11是停止的，则室温检测器16检测室温（S₄）。随后，将该温室跟要空调的空间所需要的某一预定温度作比较（S₅）。如果该室温低于预定温度，即如果要空调的空间内的温度必须升高，则切断旁通阀7，室外风扇马达3a接通，压综机1接通以及室内风扇马达5a接通，从而开始采暖作业（S₆）。所以，此时旁通阀7是关闭的。

当室温高于预定温度时，旁通阀7接通，室外风扇马达3a接通，压缩机1接通以及室内风扇马达5a接通，从而开始制冷作业（S₇）。

在此制冷作业中，控制部分14一直等待至四通阀2完成其切换（S₈）和旁通阀7被切断（S₉）。当旁通阀7在此状态下接通（作业S₈）时，四通阀2的压力变换腔25接到压缩机1的吸气管侧，并具有某个低压，活塞22由于高压腔内的高压和压力变换腔25内的低压之间的压差而移动。此时，作为四通阀2内的主要阀件的滑阀部件21随着活塞22而移动和切换。

接着，S9的操作使旁通阀7关闭，这样，致冷剂不再自四通阀2内的旁通口8处渗漏。然而，因为滑阀部件21在上侧具有高压而在下侧具有低压，所以由于它们之间的压差，滑阀件21在上侧受压，在下侧被吸，以保持其位置。因此，该空调装置11能以最大载荷工作。在此情况下，在作业S8中所用的切换旁通阀7的时间最好应为大约3秒或3秒以上。

此时，空调装置11的控制部件14自室温检温器获得一个室温，并监控室温检测器16或类似装置直到被检测的室温低于设定的温度或直到设定的时间过去（S10）。此后，旁通阀7被接通（S11）。随后，旁通阀7开启，致冷剂经四通阀2内的旁通口8进行循环，这样，高压腔24跟压力变换腔25接通，并且致冷剂经旁通管9渗漏到压缩机1的吸气管6d，从而不仅抑制工作载荷，而且抑制功率消耗。这样，该空调装置11以最大载荷运转的范围便受到限制。在此情况下，考虑到节能因素，所述预定时间，自要被空调的室温稳定开始判断，最后应为50秒左右。

按照这一实施例，在制冷作业期间当旁通阀7被切断时（S₉），自四通阀2内的旁通口8处的致冷剂的循环便停止以防止致冷剂渗漏，所以，能提高例如在制冷作业开始时的载荷。此外在致冷期间当旁通阀7接通时，自四通阀2内的旁通口8处的致冷剂循环便进行以使致冷剂渗泄，从而抑制功率消耗和工作载荷。

另一方面，因为在采暖期间旁通阀7被切断，自四通阀2内的旁通口8处的致冷剂循环便停止以防止致冷剂渗漏，因此能获得大的采暖功率。

依此方式，在切换四通阀2时利用旁通口8，有可能提供一种无须采用特殊装置在制冷作业时易于达到功率消耗降低而在采暖作业时易于获得高功率性能的空调装置。

在上述的实施例中，已说明了在带有恒转速压缩机的恒速空调装置中的控制实例。然而，本发明同样能应用于包括一具有横转向器的可变转速压缩机的空调装置。例如，当无需大却冷功率时，能以低功率进行制冷作业，而无须将该装置反覆地接通和切断。此时，当湿度高时，能以低功率进行制冷作业，无需将该置重复地接通和切断，以免急剧地降温。因此，可实现舒适合意的空调。

在上述实施例中的旁通口是以这样方式设计的，当压缩机在经过短暂的停机后再起动时，该旁通阀开启以使压缩机的排气管侧和吸气管侧经该旁通口连通，这样，在这两个管中的压力在早期便会一致，从而能使压缩机很快再起动。

按照本发明，能提供一种无须特殊装置在致冷时易于达到降低功率而在采暖作业时易于获得高功率性能的空调装置。

此外，按照本发明，能提供一种在制冷作业开始时提高载负的空调装置。

Claims (5)

1、一种空调装置，包括一台压缩机，一个包含由具有旁通口的活塞分隔而成的高压腔和压力变换腔的四通阀，室内热交换器，卸压装置和室外热交换器，它们由一些制冷管件连接在一起，所述四通阀的压力变换腔由一旁通管经一旁通阀连于压缩机的吸气管侧，其中没有控制装置，通过在采暖作业时关闭旁通阀而在制冷作业时开启旁通阀来控制致冷剂的循环。

2、一种按权利要求1所述的空调装置，其特征在于设有控制装置，以便在制冷作业开始时关闭旁通阀，而在随后正常作业时开启旁通阀。

3、一种按权利要求1所述的空调装置，其特征在于所述压缩机是一种以恒转速工作的压缩机。

4、一种按权利要求2所述的空调装置，其特征在于所述压缩机是一种以恒转速工作的压缩机。

5、一种控制空调装置的方法，该空调装置包括一压缩机，一个包含由具有一旁通孔的活塞分隔成的高压腔和压力变换腔的四通阀，一室内热交换器，卸压装置和一室外热交换器，它们由一些制冷管件连接在一起，还包括一个将四通阀的压力变换腔经一旁通阀连于压缩机吸气管侧的旁通管，和用于控制旁通阀开/关的控制装置;

其中所述旁通阀在采暖作业时关闭，从而自旁通口的致冷剂循环停止，以获得高采暖功率;

所述旁通阀在致冷作业开始时开启，以使四通阀的压力变换腔具有低压;

所述活塞由四通阀的高压腔和压力变换腔之间的差动压力推动，因而连于所述活塞的滑阀部件也被带动，使四通阀处于制冷作业的位置;

所述旁通阀在移动滑阀部件后于制冷作业起动时关闭，因此，所述空调装置以高制冷功率工作;

所述旁通阀在达到室温并保持在某一预定温度后开启，因此，制冷作业通过所述空调装置以低功率消耗进行。

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