专利名称：中央空调电磁膨胀阀控制方法
技术领域：
本发明涉及一种中央空调的控制方法，更确切地说是通过室内热交换器面积与风量的乘积得出室内机自身负载比率，并根据上述负载比率决定脉冲值，通过脉冲值调节电磁膨胀阀的开放度，让与各室内机自身负载对应的冷媒量流入各室内机的中央空调电磁膨胀阀控制方法方面的发明。
背景技术：
空调是设置在房间、居室、办公室、营业店铺等空间内，对空气的温度、湿度、洁净度以及气流进行调整，提供适宜的室内环境的装置，大体上可分为一体型空调和分体型空调。
上述一体型空调和分体型空调，具有相同的功能。通常，一体型空调设置在打穿的墙体或窗户上。分体型空调具有室内机和室外机。室内机设置在室内，进行制冷、制热作业。室外机设置在室外，进行散热、压缩等作业。上述室内机和室外机由冷媒管连接。
通常，对应于一个室外机，设置一个室内机。如果需要在多间室内空间设置空调，则需要设置数个室外机，不仅对外观产生不好的影响，而且提高成本，还需要设置多台室外机的空间，降低空间使用效率。
因此，目前对中央空调的研究开发非常活跃。所谓中央空调指的是，在一个室外机上连接多个室内机的一种分体型空调。
图1是普通中央空调冷媒回路构成图。
上述中央空调具有室内单元10和室外单元1。室内单元10位于室内，具有第1到第3室内热交换器11a，11b，11c，进行制冷、制热作业。室外单元1设置在室外。
上述室外单元1具有变速压缩机2、定速压缩机3、室外热交换器5、冷却扇6。变速压缩机2和定速压缩机3对冷媒进行压缩。室外热交换器5让压缩的冷媒进行散热。冷却扇6设置在上述室外热交换器5的一侧，让冷媒加快散热。
进行制冷运行时，以冷媒的流动方向为准，上述室外热交换器5的下流侧设有主电磁膨胀阀12。上述主电磁膨胀阀12的下流侧，设有第1到第3辅助电磁膨胀阀13a，13b，13c，上述辅助电磁膨胀阀13a，13b，13c让冷媒在流入相应室内热交换器11a，11b，11c之前，进行进一步膨胀、减压。上述第1到第3室内热交换器11a，11b，11c的各出口，设有第1温度传感器15a，15b，15c，对上述第1到第3室内热交换器11a，11b，11c排出的冷媒温度进行感知。
上述定速压缩机3和变速压缩机2具有可以应对室内单元1最大制冷、制热负载50％的压缩功率，各排出侧在冷媒流入室外热交换器5之前相互汇流在一起，其汇流领域中，设有从各压缩机2、3压缩后排出的冷媒温度进行感知的第2温度传感器4。
下面，对上述中央空调的制冷过程进行说明。
在压缩机2、3中被压缩成高温高压态的气体冷媒在四向阀(图略)的作用下，流入上述室外热交换起5。上述冷媒在流过上述室外热交换器5的过程中，被冷凝成高温高压的液态冷媒。从上述室外热交换器5流出的高温高压液态冷媒流入主电磁膨胀阀12后，流过第1到第3辅助电磁膨胀阀13a，13b，13c，变成低温低压的状态，流入第1到第3室内热交换器11a，11b，11c。流入的冷媒通过蒸发，变成气态冷媒，被四向阀导流到压缩机2、3的吸入侧。
这时，流过上述第1到第3室内热交换器11a，11b，11c的冷媒从室内空气吸收热量，发生蒸发。随着反复进行制冷循环，调温空间的温度会下降。
上述中央空调中，各室内热交换器11a，11b，11c构成一个单独的冷媒回路。即，第1室内热交换器11a与压缩机2、3室外热交换器5以及第1辅助电磁膨胀阀13c一起构成第1冷媒回路。第2室内热交换器11b与压缩机2、3室外热交换器5以及第2辅助电磁膨胀阀13b一起构成第2冷媒回路。第3室内热交换器11c与压缩机2、3室外热交换器5以及第3辅助电磁膨胀阀13a一起构成第3冷媒回路。为了让空调运行时形成最佳冷媒回路，需要对上述压缩机2、3排出的冷媒进行适当的分配，让适当的冷媒流入各室内热交换器11a，11b，11c。
图2为用于调节各室内热交换器的冷媒流入量的传统电磁膨胀阀控制方法的流程图。
中央空调进行工作时，控制部对各室的负载进行计算后，取总和，算出空调整体的总负载量。接下来，与上述总负载量对应，对压缩机的功率进行控制，排出空调运行所需的全部冷媒。
上述压缩机排出的冷媒，以适当的分配方式被分配到各室的室内机。下面对传统的冷媒分配方式进行说明。首先，控制部判断各室内机的功率后，对各室内机的功率相加，算出各室内机总功率(S10阶段)。接下来，根据上述总功率，计算各室内机的功率比，比如，各室内机的功率分别是7K，9K，12K时，上述室内机的总功率为28K，而各室内机的功率比为，7K的室内机是7/28，9K的室内机是9/28，12K的室内机是12/28(S20阶段)。
计算室内机的功率比后，对与各室内机连接的电磁膨胀阀的开放度，即脉冲(pulse)值进行设定。电磁膨胀阀的脉冲值被设定为与上述功率比相应的比率，即，与功率比为7/28的7K室内机相连的电磁膨胀阀脉冲比也被设定为7/28，与功率比为9/28的9K室内机相连的电磁膨胀阀脉冲比也被设定为9/28，与功率比为12/28的12K室内机相连的电磁膨胀阀脉冲比也被设定为12/28(S30阶段)。
之后，按照上述电磁膨胀阀的脉冲比，对各电磁膨胀阀的脉冲值进行设定后(S40阶段)，压缩机排出的冷媒，通过按上述脉冲值开放的各电磁膨胀阀，被分配后进行流动。上述压缩机排出与28k功率相应的冷媒时，其中的7/28的冷媒流入上述与7k室内机相连的电磁膨胀阀，9/28的冷媒流入上述与9k室内机相连的电磁膨胀阀，12/28的冷媒流入上述与12k室内机相连的电磁膨胀阀。
总之，传统技术的中央空调电磁膨胀阀的控制方法，在设有数台室内机的情况下，用于调节室内机冷媒流入量的电磁膨胀阀脉冲值与室内机的功率成比例，即，室内机的功率大时，让与之连接的电磁膨胀阀脉冲值也变大，让大量的冷媒流入上述室内机，而室内机的功率小时，让与之连接的电磁膨胀阀脉冲值也变小，让少量的冷媒流入上述室内机。
因此，与各室内机的功率对应，对分配到各冷媒回路的冷媒量进行决定的传统方法，存在如下问题。传统技术中，虽然在各室内机全部以最高功率运行时，可以维持最佳状态，但只要某一室内机以低于最大功率的功率进行工作，就很难构成最佳冷媒回路。
即，比如7K的室内机以最大功率进行工作、12k的室内机只以其功率的一半进行工作时，如果与室内机实际负载无关只以额定功率决定电磁膨胀阀的脉冲数，则虽然上述7k的室内机可以以适当的功率进行工作，但上述12k的室内机会吸入远大于实际需求量的冷媒，导致12k的室内机所处空间会被过分制冷或过分制热，很难保持适宜的环境。
另外，传统技术中，压缩机会排出大于室内机需求量的冷媒，导致不必要的费电。
由此可见，上述现有的空调控制方法仍存在有诸多的缺陷，而丞待加以改进。
有鉴于上述现有的空调控制方法存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年，积有丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种改进的中央空调电磁膨胀阀控制方法，使其更具有竞争性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有的空调控制方法存在的缺陷，而提供一种新的中央空调电磁膨胀阀控制方法，使其通过相乘室内热交换器面积和风量得出各室负载，按各室负载决定电磁膨胀阀脉冲值，控制其开放程度，让与各室实际负载对应的适当量冷媒流入各室内机。
本发明解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的中央空调电磁膨胀阀控制方法，其特征在于包括对各室内机自身负载进行计算的阶段；根据上述各室内机自身负载比率，对调节各室内热交换器冷媒流入量的电磁膨胀阀脉冲比进行设定的阶段。
本发明解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。
前所述的室内机自身负载比例越大，电磁膨胀阀脉冲比例也越大。
前所述的室内机的自身负载是室内热交换器面积和通风量的乘积。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明由于采用上述技术方案，根据个室内机的自身负载比例，即根据室内热交换器面积与风量的乘积比例，对电磁膨胀阀脉冲比进行调整，决定各室内机的冷媒分配量。
从而，可以参照室内机实际构造等，对各室内机所需的冷媒量，客观地进行判断，可以让各室内机构成最佳的冷媒回路。
综上所述，本发明在空间型态上确属创新，并较现有产品具有增进的多项功效，且方法简单，适于实用，具有产业的广泛利用价值。其在技术发展空间有限的领域中，不论在结构上或功能上皆有较大的改进，且在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅为本发明技术方案特征部份的概述，为使专业技术人员能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1是传统中央空调冷媒回路框图。
图2是用于调节各室内热交换器的冷媒流入量的传统电磁膨胀阀控制方法的流程图。
图3是本发明的中央空调框图。
图4是本发明中央空调大体结构框图。
图5是本发明中央空调冷媒回路框图。
图6是本发明中央空调电磁膨胀阀控制方法流程图。
图7是与室内机功率对应的电磁膨胀阀脉冲比例图标，(a)表示传统方法中的脉冲比，(b)表示本发明的脉冲比。
具体实施例方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
******附图中主要部件符号说明******100、180室外机 102、160第1分配器110第2分配器 104、142第1室内机106、144第2室内机108、146第3室内机142a第1室内热交换器 144a第2室内热交换器146a第3室内热交换器 162第1电磁膨胀阀164第2电磁膨胀阀 166第3电磁膨胀阀168第1分支管 170第2分支管182变速压缩机184定速压缩机190储存罐192四向阀194室外热交换器 P1主配管
P3，P3，P4，P5，P6，P7第1，2，3，4，5，6配管请参阅图3、图4所示，本发明的空调利用2个分配器对6个室进行控制的中央空调。本发明的中央空调具有室外机100、与室外机100连接的第1和第2分配器102、110、设置在每个室内的第1到第6室内机104，106，108，112，114，116。上述室外机100和第1、第2分配器102、110由主配管P1连接。上述第1分配器102和第1到3室内机104，106，108由第1、2、3配管P2，P3，P4连接，而上述上述第2分配器110和第4到6室内机112，114，116由第4、5、6配管P5，P6，P7连接。
这里，上述个配管(P1到P7)分别由流入管和流出管隔离设置的结构形成。冷媒通过上述流入管从室外机侧流动到室内机侧，通过上述流出管从室内机侧流动到室外机侧。
上述热交换器100内部，设有变速压缩机、定速压缩机、储存罐、四向阀、室外热交换器、室外扇、以及控制上述个部件的室外控制器120。上述分配器102、110上，设有分配控制器122、130，用于控制对冷媒进行减压膨胀的电磁膨胀阀。上述室内机(104到116)上，设置有室内热交换器、室内扇等、以及控制上述个部件的室内控制器(124到136)。
使用者通过按动键，输入空调工作命令后(制冷)，一个或多个所选室内机(104到116)的室内控制器124到136，收集设定温度、当前室内温度、设定风量、各室内机的功率等数据，传向室外控制器120。上述室外控制器120再对室外温度等其他数据进行进一步检讨测，算出所选室内机运行所需的总负载后，把上述数据传向分配控制器122、130的同时以上述数据为基准，对压缩机进行驱动。
压缩机工作时排出的冷媒，流过室外热交换器后，通过主配管P1的流入管，流入上述第1、第2分配器102、110。流入上述第1、第2分配器102、110的冷媒，流过与各室内热交换器连接的电磁膨胀阀时被减压膨胀后，顺着上述第1到第6配管(P2到P7)的流入管，流向各室内机(104到116)。
流入上述各室内机(104到116)的冷媒流过室内热交换器时，进行热交换后，顺着上述第1到第6配管(P2到P7)的流出管流动，在上述第1到第2分配器102、110中汇流后，通过主配管P1的流出管流入室外机100。
本发明的中央空调，通过分配器连接一个室外机和多个室内机。传统技术中，如果要通过一个室外机控制6个室内机时，需要设置6个流入管和六个流出管，即总12个配管。因此，不仅外观上不美观，而且其配管设置费用也很高。
本发明通过采用分配器，从室外机到分配器为止设置单一配管，从上述分配器到室外机为止，设置各个配管，不仅可以改善外观，而且还能解决由配管数量引发的费用问题。
图5为本发明中央空调冷媒回路框图。作为利用两个分配器控制6室的中央空调，该附图中只画出室外机100、第1分配器102、第1到第3室内机(104到108)。
室内140的各室中，分别设有第1、2、3室内机。第1、2、3室内机分别具有第1、2、3室内热交换器142a、144a、146a和第1、2、3室内扇142b、144b、146b。
室外机180具有变速压缩机182和定速压缩机184。变速压缩机182和定速压缩机184把冷媒压缩成高温高压状态后排出。上述各压缩机的排出部上，分别设有第1供油器186和第2供油器188。上述变速压缩机182和定速压缩机184排出的冷媒分别流过上述第1供油器186和第2供油器188后汇流，流入四向阀192。
上述四向阀192是空调转换运行方式时，让冷媒的流动路径起相应变化的装置。空调进行制冷作业时，冷媒按实线箭头方向流入、流出，而进行制热作业时，冷媒按虚线箭头方向流入、流出。上述各压缩机182、184排出的冷媒，在上述四向阀192的导流作用下，空调进行制冷时流进室外热交换器194，而空调进行制热时流进第1分配器160。
上述第1分配器160的内部，具有第1分支管168和第2分支管170。
上述第1分支管168把通过主配管的流入管198a流入的冷媒，分配到各室内机中，而上述第2分支管170让从各室内机排出的冷媒汇流到一处(制热时，与此相反)。
主配管P1的流入管198a在上述第1分支管168中被分之成第1配管P2的流入管163、第2配管P3的流入管165、第3配管P4的流入管167。而主配管P1的流出管198b在上述第2分支管170中被分之成第1配管P2的流出管143、第2配管P3的流出管145、第3配管P4的流出管147。
上述第1、2、3配管的流入管163、165、167上，分别设有第1、2、3电磁膨胀阀162、164、166。上述各电磁膨胀阀，把流入各室内机的冷媒减压膨胀成低温低压的冷媒。被上述第1到第3电磁膨胀阀(162到166)减压膨胀的冷媒，通过上述第1到第3配管的流入管(163到167)流入第1到第3室内热交换器(142a到146a)。流过上述第1到第3室内热交换器(142a到146a)时进行热交换后，冷媒通过上述第1到第3配管的流出管(143到147)，流入上述第2分支管170。
上述第2分支管170与四向阀192连接。流出上述第2分支管170的冷媒在上述四向阀192的导流作用下(实线箭头)，流入储存罐190。上述储存罐190与变速压缩机182和定速压缩机184的流入口连接。在上述储存罐190的作用下，流过上述第1、2、3热交换器142a，144a，146a时没有被蒸发的液态冷媒，不会流进上述各压缩机182，184。
本发明的中央空调，以自由连接(free joint)方式运行。所谓自由连接方式为，把压缩机的排出部结合成一个排出部，让各压缩机排出的冷媒流入某一需要冷媒的冷媒回路的一种方式，而不是让某一压缩机的冷媒只流进某些冷媒回路的方式。
从而，可以按需要的负载，调节压缩机的频率以及运行方法，可以以节电模式运行，而且还可以用两个小型压缩机替代一个大型压缩机，降低压缩机的成本。
图3到图5中的中央空调采用了两个分配器，对6各室内机进行控制。但本发明的技术思想不受上述分配器的个数、室内机的个数、以及室内机的种类(比如、吊顶式、相筐式等)的限制。
图6是本发明电磁膨胀阀控制方法流程图。这里参照图5的中央空调，对上述控制方法进行说明。
首先，在上述图5所示的本发明中央空调中，第1室内机142、压缩机182、184、室外热交换器194、第1电磁膨胀阀162构成第1冷媒回路。第2室内机144、压缩机182、184、室外热交换器194、第2电磁膨胀阀164构成第2冷媒回路。第3室内机146、压缩机182、184、室外热交换器194、第3电磁膨胀阀166构成第3冷媒回路。
空调开始运行后，首先，控制器对各冷媒回路的负载进行计算，并对它们进行总和，算出整个空调的总负载量。接下来，调节压缩机182、184的功率，使其排出与上述总负载量相应的冷媒。进行制冷时，上述压缩机182、184排出的冷媒流过上述室外热交换起194时被冷凝，流过上述第1、第2、第3电磁膨胀阀162、164、166时被分配、膨胀后，流入分别与上述各电磁膨胀阀连接的第1、第2、第3室内机142、144、146。
流入上述第1、第2、第3室内机142、144、146室内机的冷媒，其流入量被上述第1、第2、第3电磁膨胀阀162、164、166的开放度所控制。而上述开放度是通过调整相应电磁膨胀阀的脉冲值进行控制。具体地说，流入上述各室内机的冷媒量与相应的各电磁膨胀阀脉冲值呈比例关系。因此如果需要提高室内机的冷媒流入量，则得提高上述脉冲值。如果需要降低室内机的冷媒流入量，则得相应地降低上述脉冲值。
另外，空调的总负载量对应的压缩机排出的冷媒，流过上述第1、第2、第3电磁膨胀阀162、164、166的过程中，被分配成与各室内机对应的冷媒量。这时的冷媒分配比例是决定各室内机冷媒流入量的重要因素。
传统技术中，按各室内机的功率比例，决定冷媒的分配比例，向小功率室内机供应相对少的冷媒，而向大功率室内机供应相对多的冷媒。本发明中，与各室内机的额定功率无关，根据各室内机的自身负载，对冷媒分配比例进行决定。
所谓室内机自身负载指的是，比如与室内温度、设定温度、室外温度等外部条件无关的，与室内机自身构造等有关的负载，是室内热交换器面积设使用者设定的风量之乘积。
即使各室内机的功率相同，其内部设置的室内热交换器面积或使用者选择的风量不同时，负载也会有所不同，比如采用功率为7K的各室内机时室内热交换器的面积相对大的室内机，其自身负载比室内热交换器面积较小的室内机大。而使用者选择的风量相对“强”的室内机比相对“弱”的室内机具有更大的自身负载。
空调开始运行后，上述控制器对各室的负载取总和，算出总负载量后，对应于上述总负载量调节压缩机182、184的压缩功率的同时，计算第1、第2、第3室内机142、144、146的自身负载(S100阶段)。上述第1、第2、第3室内机的室内机功率分别为7K，9K，12K时，上述第1室内机的自身负载为第1室内热交换器142a的面积A乘以风量B的乘积，即A*B，而上述第2室内机的自身负载为，第2室内热交换器144a的面积C乘以风量D的乘积，即C*D。上述第3室内机的自身负载为，第3室内热交换器146a的面积E乘以风量F的乘积，即E*F。
之后，对各室内机的自身负载全部相加后，计算总室内机负载。然后算出各室内机自身负载对总体室内机负载的比例。比如第1室内机的自身负载(A*B)为“8”，第2室内机的自身负载(C*D)为“9”，第3室内机的自身负载(E*F)为“10”时，上述总体室内机负载为27，而第1、第2、第3室内机的负载比分别是，用8、9、10除以上述27的结果(S110阶段)。
接下来，根据上述室内机自身负载的比率，决定与之连接的电磁膨胀阀的脉冲比例，确定电磁膨胀阀的开放程度。上述电磁膨胀阀的脉冲值与电磁膨胀阀的脉冲比例相关，该脉冲比例被上述各室内机的自身负载的比例决定。即，如果室内机自身负载的比例大，则与之连接的电磁膨胀阀脉冲比例也大，让其开放度也大。如果室内机自身负载的比例小，则与之连接的电磁膨胀阀脉冲比例也小，让其开放度也小(S120阶段)。
前述例题中，室内机自身负载的比例是8/27的第1室内机，与之连接的第1电磁膨胀阀脉冲比为与8/27相应大小的比例。而第2、第3室内机，与之连接的第2、第3电磁膨胀阀脉冲比分别为与9/27、10/27相应大小的比例。
以上述脉冲比例为基础，决定各膨胀阀的脉冲值(S130阶段)，并根据脉冲值，对电磁膨胀阀的开放度进行控制，最终调整流过各电磁膨胀阀的冷媒量。
即使各室内机的功率相同，设置在其内部的热交换器面积有可能不同，因此向热交换器面积越大的室内机，提供更多的冷媒，同时给风量越大的热交换器提供更多的冷媒。本发明根据上述内容对各室内机的冷媒分配比例进行决定，以相乘室内热交换面积和风量的方式得出室内机自身负载，并以室内机自身负载为基准，对冷媒分配比例，即电磁膨胀阀的脉冲比进行决定。从而，可以对室内机实际需要的冷媒量，参照室内机构造等，进行客观的判断，可以构成各室内机最佳的冷媒回路。
图7为与室内机功率对应的电磁膨胀阀脉冲比例图标，(a)表示传统方法中的脉冲比，(b)表示本发明的脉冲比。
传统技术中，电磁膨胀阀的脉冲比与室内机功率之间的呈直接比例关系。本发明中，上述脉冲比例与室内机功率的关系不是简单的比例关系。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种中央空调电磁膨胀阀控制方法，其特征在于包括对各室内机自身负载进行计算的阶段；根据上述各室内机自身负载比率，对调节各室内热交换器冷媒流入量的电磁膨胀阀脉冲比进行设定的阶段。
2.根据权利要求1所述的中央空调电磁膨胀阀控制方法，其特征在于其中所述的室内机自身负载比例越大，电磁膨胀阀脉冲比例也越大。
3.根据权利要求1所述的中央空调电磁膨胀阀控制方法，其特征在于其中所述的室内机的自身负载是室内热交换器面积和通风量的乘积。
全文摘要
本发明涉及一种中央空调的控制方法，更确切地说是通过室内热交换器面积与风量的乘积得出室内机自身负载比率，并根据上述负载比率决定脉冲值，通过脉冲值调节电磁膨胀阀的开放度，让与各室内机自身负载对应的冷媒量流入各室内机的中央空调电磁膨胀阀控制方法方面的发明。本发明的中央空调电磁膨胀阀控制方法，包括对各室内机自身负载进行计算的阶段；根据上述各室内机自身负载比率，对调节各室内热交换器冷媒流入量的电磁膨胀阀脉冲比进行设定的阶段。
文档编号F24F11/00GK1782570SQ20041009376
公开日2006年6月7日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者金光满 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司