CN101738038A - 热泵空调的压力平衡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵空调的压力平衡控制方法，可提高对空调***压力平衡控制的可靠性。该热泵空调的压力平衡控制方法，制冷过程中压缩机工作时，控制器使线圈通电或断电，制热过程中压缩机工作时，控制器使线圈的通断电状态与压缩机制冷工作时相反，制冷过程中压缩机停机时，控制器使线圈的通断电状态与制热过程中压缩机工作时的通断电状态相同；而在制热过程中压缩机停机时，控制器使线圈的通断电状态与制冷过程中压缩机工作时的通断电状态相同。通过控制热泵空调本身使用的电磁四通换向阀来切换***内高低压力的冷媒流向，使空调***在压缩机停启过程中的高低冷媒压力得以有效平衡，尤其适合在热泵空调上推广应用。

Description

热泵空调的压力平衡控制方法

技术领域

本发明涉及热泵空调***，具体涉及一种热泵空调的压力平衡控制方法。

背景技术

目前，空调***的压力平衡主要是指：空调压缩机在频繁启停的往复循环过程中，空调***高压侧和低压侧的压力自平衡过程，它的作用是保持压缩机的启动力矩在可靠的范围内，特别是在恶劣环境和低电压启动状态下，压缩机的启动力矩本身要求就很大，因此空调***高低压力的平衡速度和效果就对压缩机的启动性能和长期稳定工作有着至关重要的意义。目前空调***的压力平衡方法主要有两种：

第一种是目前使用最广泛的控制手段，即通过软件控制手段，让空调***中压缩机在停启控制过程中，加入一个延时启动控制，让压缩机在停止过程中，通过延时的时间使***高低压进行一个自平衡的过程，减小由于高低压差引起的压缩机启动力矩增大。

第二种是通过增加额外的控制元件实现，如在压缩机低压侧的吸气管路和压缩机高压侧的排气管路间增加一个桥式装置，并通过电磁阀控制其通断，当压缩机为运行时关闭桥式装置，而当压缩机停止时打开桥式装置。从而实现压缩机在往复的停启过程中高低侧压力的快速平衡。

第一种控制方式存在的缺点是：

软件控制虽然不增加额外成本且易于实现，但其主要的缺陷是目前空调***高低压侧主要是通过毛细管的减压作用实现的，当压缩机在延时启动过程中，其自平衡方式也只能通过细小的毛细管实现，很显然其压力平衡速度和效果都很差，而且延时的时间过长对空调使用的舒适性也会造成影响，因此这种解决方式并不理想。

第二种控制方式存在的缺点是：

通过在空调***高低压侧间增加一个可控制其通断的桥式装置，是可以快速且有效的平衡***压力，但很明显的是它所增加的桥式装置是独立于原空调***外的额外元器件，它不仅使空调***无论从空间上还是从可靠性上都增加了额外的风险，而且其增加的成本也是显而易见的。

而目前空调***的工作原理为：

1、在热泵空调制冷时，线圈4通过控制器5(一般采用MCU)控制不上电，处于“OFF”(断电)状态，导向阀3不动作，根据导向阀3不动作的最初设置情况，此时，滑块6所处的位置有两种情况；而在制热时，线圈4通过控制器5控制上电，处于“ON”(通电)状态，导向阀3动作，与制冷时相对应，制热时滑块6所处的位置也有两种情况。

a、制冷时，滑块6可以是位于主阀体2的左侧(如图1所示)，此时第一冷媒口7为压缩机排气侧至换热器的高压冷媒入口，第二冷媒口8为换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒出口，第三冷媒口9为压缩机至换热器的高压冷媒出口，第四冷媒口10为换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒入口，第一冷媒口7的高压冷媒压力通过毛细管11传递至滑块6的右侧，第二冷媒口8的冷媒压力通过毛细管11传递至滑块6的左侧，因此滑块6在左右侧压差下会滑至主阀体2的左侧实现空调制冷控制。制热时，由于线圈4上电，此时，导向阀3的情况如图3所示，第一冷媒口7为压缩机排气侧至换热器的高压冷媒入口，第二冷媒口8为换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒出口，第三冷媒口9为换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒入口，第四冷媒口10为压缩机至换热器的高压冷媒出口，此时，第一冷媒口7的高压冷媒压力通过毛细管11传递至滑块6的左侧，第二冷媒口8的冷媒压力通过毛细管11传递至滑块6的右侧，因此滑块6在左右侧压差下会滑至主阀体2的右侧实现空调制热控制。

b、制冷时，滑块6也可以是位于主阀体2的右侧(如图3所示)，此时第一冷媒口7为压缩机排气侧至换热器的高压冷媒入口，第二冷媒口8为换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒出口，第三冷媒口9为换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒入口，第四冷媒口10为压缩机至换热器的高压冷媒出口。此时，第一冷媒口7的高压冷媒压力通过毛细管11传递至滑块6的左侧，第二冷媒口8的冷媒压力通过毛细管11传递至滑块6的右侧，因此滑块6在左右侧压差下会滑至主阀体2的右侧实现空调的制冷控制。制热时，由于线圈4上电，此时，导向阀3的情况如图1所示，第一冷媒口7为压缩机排气侧至换热器的高压冷媒入口，第二冷媒口8为换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒出口，第三冷媒口9为压缩机至换热器的高压冷媒出口，第四冷媒口10为换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒入口，第一冷媒口7的高压冷媒压力通过毛细管11传递至滑块6的右侧，第二冷媒口8的冷媒压力通过毛细管11传递至滑块6的左侧，因此滑块6在左右侧压差下会滑至主阀体2的左侧实现空调制热控制。

2、在热泵空调制冷时，线圈4通过控制器5控制上电，处于“ON”(通电)状态，导向阀3动作，根据导向阀3不动作的最初设置情况，此时，滑块6所处的位置有两种情况；而在制热时，线圈4通过控制器5控制不上电，处于“OFF”(断电)状态，导向阀3不动作，与制冷时相对应，制热时滑块6所处的位置也有两种情况。

总之，在热泵空调制冷时，线圈4可以通电也可以不通电，而制热时，线圈4的通断电状态只需与制冷时相反即可，只是根据滑块6的位置情况，第三冷媒口9分别为压缩机至换热器的高压冷媒出口或换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒入口，同样的，第四冷媒口10也根据滑块6的位置情况，可分别为压缩机至换热器的高压冷媒出口或换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒入口。在制冷时，压缩机至换热器的高压冷媒出口与室外的换热器相连，换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒入口与室内换热器相连；而在制热时，压缩机至换热器的高压冷媒出口与室内换热器相连，换热器至压缩机吸气侧的低压冷媒入口与室外的换热器相连。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种可提高控制可靠性的热泵空调的压力平衡控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：热泵空调的压力平衡控制方法，制冷过程中压缩机工作时，控制器使线圈通电或断电，制热过程中压缩机工作时，控制器使线圈的通断电状态与压缩机制冷工作时相反，制冷过程中压缩机停机时，控制器使线圈的通断电状态与制热过程中压缩机工作时的通断电状态相同；而在制热过程中压缩机停机时，控制器使线圈的通断电状态与制冷过程中压缩机工作时的通断电状态相同。

作为其中一种优选方案，制冷过程中压缩机工作时，控制器使线圈断电，压缩机停机时，控制器使线圈通电；制热过程中压缩机工作时，控制器使线圈通电，压缩机停机时，控制器使线圈断电。

作为另一种优选方案，制冷过程中压缩机工作时，控制器使线圈通电，压缩机停机时，控制器使线圈断电；制热过程中压缩机工作时，控制器使线圈断电，压缩机停机时，控制器使线圈通电。

本发明的有益效果是：通过在压缩机停机时改变线圈的通断电状态，使得在不增加成本、装配和可靠性风险的前提下，通过控制热泵空调本身使用的电磁四通换向阀来切换***内高低压力的冷媒流向，使空调***在压缩机停启过程中的高低冷媒压力得以有效平衡，从而大大降低压缩机的启动阻力，提高压缩机特别在恶劣环境和低电压等严酷启动条件下的频繁启动性能和可靠性，尤其适合在热泵空调上推广应用。

附图说明

图1为本发明滑块位于主阀体左端时的示意图；

图2为本发明滑块从左移动到主阀体中间位置时的示意图；

图3为本发明滑块位于主阀体右端时的示意图；

图4为本发明滑块从右移动到主阀体中间位置时的示意图。

图中标记为：电磁四通换向阀1、主阀体2、导向阀3、线圈4、控制器5、滑块6、第一冷媒口7、第二冷媒口8、第三冷媒口9、第四冷媒口10、毛细管11，图中箭头方向为正常制冷制热的冷媒流动方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1至图4所示，本发明的热泵空调的压力平衡控制方法，制冷过程中压缩机工作时，控制器5使线圈4通电或断电，制热过程中压缩机工作时，控制器5使线圈4的通断电状态与压缩机制冷工作时相反，制冷过程中压缩机停机时，控制器5使线圈4的通断电状态与制热过程中压缩机工作时的通断电状态相同；而在制热过程中压缩机停机时，控制器5使线圈4的通断电状态与制冷过程中压缩机工作时的通断电状态相同。即制冷过程中压缩机工作时，若线圈4通电，则在制冷过程中压缩机停机时，线圈4就断电。也就是说，制冷过程中压缩机工作时，若第一冷媒口7与第三冷媒口9相通，则制冷过程中压缩机停机时，就通过改变线圈4的通断电状态，使第一冷媒口7与第四冷媒口10相通；同样地，制冷过程中压缩机工作时，若第一冷媒口7与第四冷媒口10相通，则制冷过程中压缩机停机时，就通过改变线圈4的通断电状态，使第一冷媒口7与第三冷媒口9相通。制冷过程中也是一样的原理，可使得空调***高低压力冷媒在压缩机停机过程的很短时间内达到平衡，即在很短的时间内让压缩机的启动阻力有效降低，提高压缩机特别在恶劣环境和低电压等严酷启动条件下的频繁启动性能和可靠性。

实施例1：

制冷过程中压缩机工作时，控制器5使线圈4断电，此时，滑块6位于主阀体2的左端，第一冷媒口7与第三冷媒口9相通(此时第三冷媒口9与室外机换热器相连)，因此，在制冷过程中压缩机停机时，控制器5使线圈4通电，使滑块6位于主阀体2的右端，并使第一冷媒口7与第四冷媒口10相通；而在制热过程中压缩机工作时，控制器5使线圈4通电，滑块6位于主阀体2的右端，第一冷媒口7与第四冷媒口10相通，因此，制热过程中压缩机停机时，控制器5使线圈4断电，使滑块6位于主阀体2的左端，并使第一冷媒口7与第三冷媒口9相通。高低压冷媒在该切换过程中实现压力平衡。在此过程中***高低压力平衡有两个方面，一方面如图2所示，在主阀体2内滑块6运动过程中，高低压力侧冷媒在阀体2内部处于导通状态，可以对***高低压力进行一定程度的平衡；另一方面在主阀体2内滑块6运动到位后，使得第一冷媒口7分别与第三冷媒口9、第四冷媒口10切换连通，因此可以使空调***高低压力冷媒在很短的时间达到平衡。制冷过程中，压力平衡后再使线圈4掉电，使主阀体2内滑块6动作，冷媒恢复为原制冷状态流向，再通过控制启动压缩机，可以在很短的时间内让压缩机的启动阻力有效降低。制热过程中，压力平衡后再使线圈4上电，使主阀体2内滑块6动作，冷媒恢复为原制热状态流向，再通过控制启动压缩机，可以在很短的时间内让压缩机的启动阻力有效降低。

实施例2：

制冷过程中压缩机工作时，控制器5使线圈4通电，此时，滑块6位于主阀体2的右端，第一冷媒口7与第四冷媒口10相通(此时第四冷媒口10与室外机换热器相连)，因此，在制冷过程中压缩机停机时，控制器5使线圈4断电，使滑块6位于主阀体2的左端，并使第一冷媒口7与第三冷媒口9相通；而制热过程中压缩机工作时，控制器5使线圈4断电，滑块6位于主阀体2的左端，第一冷媒口7与第三冷媒口9相通，因此，制热过程中压缩机停机时，控制器5使线圈4通电，使滑块6位于主阀体2的右端，并使第一冷媒口7与第四冷媒口10相通。其制冷及制热过程中的原理与实施例1一样，只是此时第三冷媒口9与第四冷媒口10的功能与实施例1中互换。

另外，在实施时还可以根据热泵空调的不同工作模式以及实际使用工况，对电磁四通换向阀1中线圈4的通断控制时间以及通断控制次数加以调整，以最大限度的平衡冷媒压力。

Claims (3)

1.热泵空调的压力平衡控制方法，制冷过程中压缩机工作时，控制器(5)使线圈(4)通电或断电，制热过程中压缩机工作时，控制器(5)使线圈(4)的通断电状态与压缩机制冷工作时相反，其特征是：制冷过程中压缩机停机时，控制器(5)使线圈(4)的通断电状态与制热过程中压缩机工作时的通断电状态相同；而在制热过程中压缩机停机时，控制器(5)使线圈(4)的通断电状态与制冷过程中压缩机工作时的通断电状态相同。

2.如权利要求1所述的热泵空调的压力平衡控制方法，其特征是：制冷过程中压缩机工作时，控制器(5)使线圈(4)断电，压缩机停机时，控制器(5)使线圈(4)通电；制热过程中压缩机工作时，控制器(5)使线圈(4)通电，压缩机停机时，控制器(5)使线圈(4)断电。

3.如权利要求1所述的热泵空调的压力平衡控制方法，其特征是：制冷过程中压缩机工作时，控制器(5)使线圈(4)通电，压缩机停机时，控制器(5)使线圈(4)断电；制热过程中压缩机工作时，控制器(5)使线圈(4)断电，压缩机停机时，控制器(5)使线圈(4)通电。

Images