CN1734196A

CN1734196A - 中央空调的驱动控制方法

Info

Publication number: CN1734196A
Application number: CNA2005100713279A
Authority: CN
Inventors: 李元熙; 黄轮梯; 玄升烨; 沈在勋
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2004-08-14
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2006-02-15
Also published as: KR20060015382A; US20060032253A1; KR100661919B1; EP1626233A2; EP1626233A3

Abstract

本发明提供一种中央空调的驱动控制方法，该空调至少具有两个分别为小容量和大容量的压缩机，该方法包括：基于用户在弱制冷模式或强制冷模式中选择的制冷模式，判断在所选择的制冷模式中的负载大小，并根据所判断的负载大小有差别地驱动这些压缩机。使用本发明，负载对应能力得以增强从而降低能耗，因而增加了能源效率并使用户感觉舒适。

Description

中央空调的驱动控制方法

技术领域

本发明涉及一种中央空调，特别涉及中央空调的一种驱动控制方法，该方法能够增加负载对应能力和能源效率，并增强用户舒适度。

背景技术

通常，中央空调是一种集中制冷/制热***，其使用制冷/制热设备冷却或加热在某一位置空气，并通过输送管将冷却或加热后的空气供给到独立空间中。

图1是使用根据传统技术的热泵型制冷循环的中央空调装置的剖面透视示意图，图2是根据传统技术的图1的中央空调的方框图。

如图1和图2所示，传统中央空调包括：一个室外单元1，固定安装在建筑物外面，空气处理单元2，通过制冷剂管连接至室外单元1的第一热交换器上，并固定安装在建筑物等的地基处，供气管3和排气管4，分别连接至空气处理单元2的入口和出口，并安装在建筑物里每一层楼的外墙，以及区域控制器5a到5d，安装在供气管3和排气管4之间，分开各层楼的进气与排气。

室外单元1包括：安装在箱体(case)中的至少一个压缩机1a，用于压缩制冷剂气体；第一热交换器1b，通过制冷剂管连接至压缩机1a上，用于将制冷剂气体冷凝成液态(制冷操作时)或者吸收潜在的热量(制热操作时)；膨胀单元1c，用于将制冷剂减压从而使其变成气态；以及室外风扇(未显示)，用于向第一热交换器1b提供外部空气，从而加强第一热交换器1b的热交换功能。

空气处理单元2包括：第二热交换器2a，其一端连接至第一热交换器1b，另一端连接至膨胀单元1c；以及供气风扇(未显示)，用于向供气管3吹进冷的或热的空气。空气处理单元2的箱体形成‘U’型的空气通道，以容纳第二热交换器2a和供气扇(未显示)于其中。供气管3连接至空气通道的入口。同样，排气管4连接至空气通道的出口。

供气管3和排气管4分别连接至空气处理单元2的入口和出口，从而被分别安装在相应的区域Z1和Z2。用于向相应区域提供冷空气的出气口3a设置在供气管3上，用于抽出室内空气的抽气孔4a设置在排气管4上。

用于向相应区域提供冷空气的区域控制器5a到5d是安装在供气管3和排气管4(它们安装在相应区域Z1和Z2)之间的多个阀门。区域控制器连接至控制单元(未显示)，该控制单元用于在相应区域检测温度、湿度等，并基于检测值与预设值的比较而自动打开/关闭这些阀门，或人工调节。

图3为说明传统中央空调中使用温度调节装置的用于压缩机的驱动控制方法的示意图。

如图所示，根据温度调节装置提供的弱制冷信号或强制冷信号，传统中央空调控制室内单元或室外单元，从而以最小驱动模式或最大驱动模式来驱动压缩机。

例如，当中央空调是一阶模型时，只执行来自温度调节装置的驱动控制信号所预设的驱动模式(例如，最大驱动)。并且，当中央空调是二阶模型时，如果温度调节装置提供用于强制冷的驱动控制信号，室内单元和室外单元就工作在预设的最大驱动模式下，如果温度调节装置提供用于弱制冷的驱动控制信号，则室内单元和室外单元就工作在预设的最小驱动模式。

在传统中央空调中，即使使用了两个容量不同的压缩机，室外单元和室内单元仍是工作在预设的最大驱动模式或最小驱动模式。因而，降低了负载对应能力并由此增加了能耗。同样，由于空调工作在预设驱动模式，负载对应能力被降低，因此不会使用户感到舒适。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种中央空调的驱动控制方法，该方法能够通过判断负载大小及有差别地驱动每个压缩机，来增强具有不同容量的多个压缩机的负载对应能力。

为了实现如这里实施和宽泛描述的上述或其他优点并与本发明的目的相一致，提供一种中央空调的驱动控制方法，此空调至少具有两个分别为小容量和大容量的压缩机，该方法包括，根据用户选择的压缩机的弱制冷模式或强制冷模式，判断在所选择的制冷模式中的负载大小，并基于如此判断的负载大小分别驱动相应压缩机。

通过以下关于本发明的详细描述及其附图，本发明的前述及其他的目的、特征和优点将更加明确。

附图说明

附图用于提供对发明的进一步理解，且被合入并构成本说明书的一部分，附图说明了发明实施例，并和描述一起用于解释发明原理。

图1是使用根据传统技术的热泵型制冷循环的中央空调装置的剖面透视示意图；

图2是图1所示传统中央空调的方框图；

图3为说明在传统中央空调中使用温度调节装置的用于压缩机的驱动控制方法的示意图；

图4是根据本发明的中央空调的驱动控制方法的流程图；

图5A到图6B是根据本发明在低负载条件下中央空调的驱动控制方法的流程图；

图7到图12是根据本发明在高负载条件下中央空调的驱动控制方法的流程图；

图13A和图13B分别是根据传统技术和本发明的负载对应能力的坐标图；

图14是比较根据传统技术和本发明的负载对应能力和能耗的图表。

具体实施方式

现在，将参照附图给出本发明的详细描述。

下文将会说明中央空调的驱动控制方法，它通过增加负载对应能力而降低能耗，从而能够增加能源效率，并能使用户感觉舒适。尽管为了方便本实施例公开的是仅具有两个容量各不相同的压缩机的中央空调，本发明还能够应用到具有超过两个压缩机的中央空调中。

根据应用了中央空调驱动控制方法的本发明的***构成为：至少两个容量不同的压缩机、热交换器、风扇、风扇电机、蓄电池等。在使用传统二阶温度调节***时，本发明可以利用两个各自具有不同容量的压缩机执行三阶驱动。也就是说，中央空调可以通过驱动至少两个容量各不相同的压缩机而工作在最大驱动模式(例如，100％的驱动)，并且中央空调也可以通过驱动至少两个容量各不相同的压缩机中的一个容量较大的压缩机而工作在中间驱动模式(例如，60％的驱动)。并且，中央空调可以通过驱动至少两个容量各不相同的压缩机中的一个容量较小的压缩机而工作在最小驱动模式(例如，40％的驱动)。

下面将会说明基于本发明的中央空调驱动控制方法的优选实施例。

图4是根据本发明的中央空调驱动控制方法的流程图。

如图所示，用于中央空调(其至少具有小容量和大容量的两个压缩机)的驱动控制方法分别包括：基于用户对空调的弱制冷模式或强制冷模式的选择(St10)；当选择了强制冷模式且当从温度调节装置输入用于强制冷的驱动信号时，通过驱动大容量和小容量的压缩机以最大驱动模式驱动压缩机(St11)，在所选择的强制冷模式的条件下并以最大驱动模式驱动压缩机时，判断负载大小(St12)，基于由此判断的负载大小来有差别地驱动各压缩机，从而以中间驱动模式驱动压缩机(St13，St14)，当经过预设时间且判断负载被释放时，以最小驱动模式驱动压缩机(St15)。

在选择了弱制冷模式的情况下且从温度调节装置输出用于弱制冷的驱动信号时，驱动一个具有小容量或大容量的压缩机，以使压缩机工作在中间驱动模式(St16)，在所选择的弱制冷模式的条件下并以中间驱动模式驱动压缩机时，判断负载大小(St17)，基于所判断的负载大小以中间工作模式重复驱动压缩机N次(St18)，或者以最小驱动模式驱动压缩机(St15)。

优选降低打开/关闭压缩机的次数来减少能耗和增加负载对应能力。因此，在根据本发明的中央空调的驱动控制方法中，基于所判断的负载大小来有差别地驱动压缩机。也就是说，在根据本发明的中央空调的驱动控制方法中，如果负载是高负载，当从最大驱动模式(例如，100％的驱动)转换到中间驱动模式(例如，60％的驱动)时或者从中间驱动模式(例如，60％的驱动)转换到最小驱动模式(例如，40％的驱动)时，以中间驱动模式重复驱动压缩机N次。相反，如果负载是低负载，以中间工作模式持续驱动压缩机，而不是重复的打开/关闭压缩机。因此，负载对应能力被加强，由此可降低能耗并为用户提供更舒适的环境。

负载大小的判断可以通过多种方式进行。例如，当室内温度与用户设定的期望温度差别较大或者室外温度与用户设定的期望温度差别较大时，负载就被判断为高负载。同样，当室内温度与用户设定的期望温度差别较小或者室外温度与用户设定的期望温度差别较小时，负载就被判断为低负载。作为另一实施例，当室外温度低于参考温度(例如，82华氏度或83华氏度)，负载就被判断为低负载。相反，当室外温度大于参考温度时，负载就被判断为高负载。作为另一实施例，负载大小的判断可以基于室外温度及压缩机的在先驱动状态而进行，从而有差别地驱动压缩机。

将对于低负载条件(图5A到图6B)和高负载条件(图7到图12)的中央空调的驱动控制方法进行详细说明。

图5A到5B是根据本发明且在低负载条件下中央空调的驱动控制方法的流程图。

如图所示，在初始驱动时，中央空调的温度调节装置根据用户对制冷模式的选择而产生弱制冷信号，然后依照弱制冷信号(例如，60％的驱动)来驱动大容量的压缩机(St51-St53)。根据温度调节装置的种类，可以在压缩机的初始驱动时产生强制冷信号。下文将会说明根据本发明另一实施例而应用的一种算法，该另一实施例是在压缩机的初始驱动时产生强制冷信号的情况。

接着，在经过一段时间从而室内负载已降低时，判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生了强制冷信号(Y2)，那么小容量压缩机和大容量压缩机都被驱动(例如，100％的驱动)，从而降低室内负载(St54-St56)。

在小容量和大容量的压缩机被驱动一段时间后，再次判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生弱制冷信号(Y1)，则驱动大容量压缩机(例如，60％的驱动)(St57-St59)。

在大容量压缩机被驱动一段时间后，再次判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生用于停止压缩机的压缩机开/关控制信号，则停止压缩机的驱动(St60-St62)。

在经过一段时间后，温度调节装置产生弱制冷信号(Y1)。然后，驱动小容量压缩机(St63-St65)。也就是说，如果温度调节装置在产生弱制冷信号Y1后产生停止信号，然后又产生弱制冷信号Y1，负载就被判断为已经降低到足够的程度。因而，只运行一个小容量压缩机来执行最小驱动。

由于已经判断室内负载被降低到足够的程度，当产生弱制冷信号Y1时，只运行小容量压缩机(St66，St67)。也就是说，在小容量压缩机被驱动一段时间后，将室内温度与期望温度相比较。基于比较结果，如果温度调节装置产生用于停止压缩机的驱动的压缩机开/关控制信号，则停止小容量压缩机的驱动。然后，经过一段时间，如果温度调节装置产生弱制冷信号Y1，则运行小容量压缩机。

运行小容量和大容量的压缩机(St56)。经过一段时间后，判断负载大小(St57)。如果根据判断结果，温度调节装置产生用于停止压缩机的压缩机开/关控制信号，则停止小容量和大容量的压缩机的驱动(St68)。在小容量和大容量压缩机被停止一段时间后，判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生弱制冷信号Y1，则运行大容量压缩机(St57-St59)。也就是说，当通过强制冷信号而使小容量和大容量压缩机运行时，如果经过一段时间后产生弱制冷信号并且负载被降低，或者如果压缩机被停止一段时间后产生弱制冷信号，则运行大容量压缩机以减少负载。

根据本发明的另一实施例，在压缩机初始驱动时温度调节装置产生一个强制冷信号。下面将说明根据本发明此实施例在压缩机初始驱动时用于产生强制冷信号的算法。

图6A到6B是根据本发明且在低负载条件下中央空调的驱动控制方法的流程图。

如图6A和6B所示，当用户选择了制冷模式时，温度调节装置产生强制冷信号，并且根据强制冷信号运行小容量和大容量压缩机(St81-St83)。

在小容量和大容量压缩机运行一段时间后，判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生用于停止压缩机的压缩机开/关信号，则停止小容量和大容量压缩机的驱动(St84-St86)。

在小容量和大容量的压缩机停止一段时间后，判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生弱制冷信号，则运行大容量压缩机(St87-St89)。

在小容量和大容量的压缩机运行一段时间后(St83)，判断负载大小(St84)。如果根据判断结果，温度调节装置产生用于停止压缩机的压缩机开/关信号，则停止大容量压缩机的驱动(St90-St92)。

经过一段时间后，判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生弱制冷信号，则运行小容量压缩机(St93-St95)。

然后，当用户输入制冷模式完成信号时，就完成压缩机的驱动(St96)。

图7是根据本发明且在高负载条件下中央空调的驱动控制方法的流程图。

如图7所示，当用户选择了制冷模式，温度调节装置产生强制冷信号，根据这个强制冷信号运行小容量和大容量压缩机(St100-St102)。

在小容量和大容量压缩机运行一段时间后，判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生压缩机用于停止压缩机的压缩机开/关控制信号，则停止小容量和大容量压缩机的驱动(St103-St105)。

经过一段时间后，判断负载大小。根据判断结果，温度调节装置重复产生弱制冷信号，从而重复驱动或停止大容量压缩机(St106-St107)。例如，为了使负载在压缩机初始驱动后稳定，重复运行大容量压缩机约五次。

然后，如果判断室内负载已降低到足够的程度，则温度调节装置产生弱制冷信号，运行小容量压缩机(St108-St109)。

图8是根据本发明另一实施例且在高负载条件下中央空调的驱动控制方法的流程图。

如图8所示，当用户选择了制冷模式时，温度调节装置产生弱制冷信号，并且根据弱制冷信号来运行大容量压缩机(St110-St112)。

在经过一段时间后，判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生用于停止压缩机的压缩机开/关控制信号，则停止大容量压缩机的驱动(St113-St115)。

在经过一段时间后，判断负载大小。根据判断结果，温度调节装置重复产生弱制冷信号，从而重复驱动或停止大容量压缩机(St116-St117)。例如，为了使负载在压缩机初始驱动后稳定，重复运行大容量压缩机约五次。然后，如果在判断室内负载已稳定到足够的程度后温度调节装置产生弱制冷信号，则运行小容量压缩机(St116-St117)。

最后，如果判断室内负载已稳定到足够的程度，温度调节装置就产生弱制冷信号，根据这个弱制冷信号运行小容量压缩机(St118-St119)。

图9是根据本发明又一实施例且在高负载条件下中央空调的驱动控制方法的流程图。

如图9所示，当用户选择了制冷模式时，温度调节装置产生弱制冷信号，根据这个弱制冷信号运行大容量压缩机(St120-St122)。

在经过一段时间后，判断负载大小。根据判断结果，温度调节装置重复产生弱制冷信号，从而重复驱动或停止大容量压缩机(St123-St124)。例如，为了使负载在压缩机初始驱动后稳定，重复运行大容量压缩机约五次。

最后，当判断室内负载已稳定到足够的程度时，温度调节装置就产生弱制冷信号，根据这个弱制冷信号运行小容量压缩机(St125-St126)。

图10A和10B是根据本发明又一实施例且在高负载条件下中央空调的驱动控制方法的流程图。

如图10A和10B所示，当用户选择了制冷模式时，温度调节装置产生一个弱制冷信号，根据这个弱制冷信号运行大容量压缩机(St130-St135)。

在经过一段时间后，判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生压缩机用于达到更强的制冷效果的压缩机开/关控制信号，就运行大容量和小容量压缩机(St136-St138)。

经过一段时间后，判断负载大小。根据判断结果，温度调节装置重复产生弱制冷信号，从而重复驱动或停止大容量压缩机(St139-St140)。例如，为了使负载在压缩机初始驱动后稳定，重复运行大容量压缩机约五次。

然后，如果判断室内负载已稳定到某种程度，温度调节装置就会产生弱制冷信号，运行小容量压缩机(St141-St142)。

图11A和11B是根据本发明再一实施例且在高负载条件下中央空调的驱动控制方法的流程图。

如图11A和11B所示，当用户选择了制冷模式时，温度调节装置产生弱制冷信号，根据这个弱制冷信号运行大容量压缩机(St150-St152)。

在一段时间后，判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生强制冷信号，根据这个强制冷信号，运行大容量和小容量压缩机(St153-St155)。

经过一段时间后，判断负载大小。根据判断结果，温度调节装置重复产生弱制冷信号，从而重复驱动或停止大容量压缩机(St159-St160)。例如，为了使负载在压缩机初始驱动后稳定，重复运行大容量压缩机约五次。

然后，如果判断室内负载已稳定到某种程度温度调节装置产生弱制冷信号，则运行小容量压缩机(St161-St162)。

图12是根据本发明再一实施例且在高负载条件下的中央空调的驱动控制方法的流程图。

如图12所示，当用户选择了制冷模式时，温度调节装置产生弱制冷信号，根据这个弱制冷信号运行大容量压缩机(St170-St172)。

在经过一段时间后，判断负载大小。如果根据判断结果，温度调节装置产生强制冷信号，根据此强制冷信号运行大容量和小容量的压缩机(St173-St175)。

经过一段时间后，判断负载大小。根据判断结果，温度调节装置重复产生弱制冷信号，从而重复驱动或停止大容量压缩机(St176-St177)。例如，为了使负载在压缩机初始驱动后稳定，重复运行大容量压缩机约五次。

然后，如果判断室内负载已被稳定到某种程度温度调节装置产生弱制冷信号，则运行小容量压缩机(St178-St179)。

图13A和图13B分别是根据传统技术和本发明负载对应能力的坐标图。

如图13A所示，传统技术中，在彻底减少初始负载之前执行最小驱动(例如，40％的驱动)，从而由于负载对应能力的匮乏使最大驱动(例如，100％的驱动)的次数很多。然而，如图13B所示，在使用了基于本发明的三阶控制算法的中央空调中，在高负载条件下重复进行中间驱动(例如，60％的驱动)，直到负载被降低到某种程度。然后，当负载稳定后，进行最小驱动(例如，40％的驱动)。因而，增强了压缩机的负载对应能力，从而降低了能耗，并使用户有舒适感。

图14是比较根据传统技术和本发明负载对应能力与能耗的图表。

如图14所示，在使用了基于本发明的三阶控制算法的中央空调中，能耗的减少增强了能源效率，负载对应能力的增强使用户有舒适感。也就是说，负载对应能力在高负载条件下被增强，从而可减少压缩机以最大工作模式运行的次数。因此，比传统技术减少了能耗。

如前所述，在本发明中，当至少两个容量不同的压缩机运行时，压缩机以三阶驱动模式运行，从而增强了空调的负载对应能力。同样，由于通过判断负载大小来决定压缩机的驱动模式，减少了能耗，从而增强了能源效率并使用户有舒适感。

由于本发明可以以其它的形式实施而不偏离其精神上和实质上的特征，也应该认为，除非另有说明，上述实施例并没有被前述的任何细节所限定，而是可以在从属权利要求定义的精神和范围内被广泛的解释，因此，所有属于权利要求界限的变化和修改，或者这些界限的等价物都将被包含进从属权利要求。

Claims

1.一种中央空调的驱动控制方法，该中央空调至少具有两个分别为小容量和大容量的压缩机，该方法包括：

基于用户在弱制冷模式或强制冷模式中选择的制冷模式，判断在所选择的制冷模式中的负载大小；以及

基于由此判断的负载大小，有差别地驱动各个压缩机。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该判断负载大小的步骤包括：

在选择了强制冷模式且从温度调节装置输出强制冷信号时，以最大驱动模式驱动小容量和大容量的压缩机；以及

在选择了强制冷模式且以最大驱动模式驱动该两个压缩机时，判断负载大小。

3.如权利要求1所述的方法，其中，该判断负载大小的步骤包括：

在选择了弱制冷模式且从温度调节装置输出弱制冷信号时，以中间驱动模式驱动一个具有小容量或大容量的压缩机；以及

在选择了弱制冷模式且以中间驱动模式驱动该压缩机时，判断负载大小。

4.如权利要求1所述的方法，其中，在该驱动压缩机的步骤中，当判断负载为高负载时，以中间驱动模式重复驱动该压缩机N次。

5.如权利要求4所述的方法，其中，该驱动压缩机的步骤还包括，当判断负载经过某一段时间后减少时，以最小驱动模式驱动该压缩机。

6.如权利要求1所述的方法，其中，在该判断负载大小的步骤中，当室内温度与用户设定的期望温度差别较大或者室外温度与用户设定的期望温度差别较大时，判断负载为高负载，而当室内温度与用户设定的期望温度差别较小或者室外温度与用户设定的期望温度差别较小时，判断负载为低负载。

7.如权利要求1所述的方法，其中，在该判断负载大小的步骤中，当室外温度低于参考温度时，判断负载为低负载，而当室外温度高于参考温度时，判断负载为高负载。

8.如权利要求1所述的方法，其中，在该判断负载大小的步骤中，基于室外温度和该压缩机的在先驱动状态来判断负载大小。

9.如权利要求1所述的方法，其中，在该驱动压缩机的步骤中，执行同时驱动小容量压缩机和大容量压缩机的最大驱动模式，仅驱动大容量压缩机的中间驱动模式，以及仅驱动小容量压缩机的最小驱动模式。

10.一种中央空调的驱动控制方法，该中央空调至少具有两个分别为小容量和大容量的压缩机，该方法包括：

基于用户在弱制冷模式和强制冷模式中选择的制冷模式，判断在所选择的制冷模式中的负载大小；以及

基于所判断的负载大小驱动该压缩机，其中如果判断负载为高负载，就以中间驱动模式重复驱动该压缩机N次，如果判断负载为低负载，则在下列情况以中间驱动模式驱动该压缩机一次，即，当从同时驱动小容量压缩机和大容量压缩机的最大驱动模式转换到仅驱动大容量压缩机的中间驱动模式时，或者当从中间驱动模式转换到仅驱动小容量压缩机的最小驱动模式时。

11.如权利要求10所述的方法，其中，该驱动压缩机的步骤还包括，当判断负载经过某一段时间后减少时，以最小驱动模式驱动该压缩机。

12.如权利要求10所述的方法，其中，在该判断负载大小的步骤中，当室内温度与用户设定的期望温度差别较大或者室外温度与用户设定的期望温度差别较大时，判断负载为高负载，而当室内温度与用户设定的期望温度差别较小或者室外温度与用户设定的期望温度差别较小时，判断负载为低负载。

13.如权利要求10所述的方法，其中，在该判断负载大小的步骤中，当室外温度低于参考温度时，判断负载为低负载，而当室外温度高于参考温度时，判断负载为高负载。

14.如权利要求10所述的方法，其中，在该判断负载大小的步骤中，基于室外温度和该压缩机的在先驱动状态来判断负载大小。