空调和用于控制该空调的方法技术

公开了一种空调和用于控制该空调的方法。该空调通过实现包括在基于R410A制冷剂的空调中的电子膨胀阀之间的串联连接来实现多级膨胀方案，并且因此在所有制冷/加热负载区域中保证最优压缩比。尽管通过将R410A制冷剂改变为R32制冷剂改变了循环特性，但空调仅通过分别控制电子膨胀阀的开度来使循环最优化。由于使用传统电子膨胀阀串联耦接的多级膨胀方案来实现循环优化，故在不对必要构成元件(诸如，热交换器)进行设计修改的情况下使设计修改最小化，方便了系统的实现，从而得到了成本和生产率方面的高效率。在所有负载条件下实现制冷/加热性能的改善和可靠性保证，从而使系统效率得到提高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空调和用于控制该空调的方法
本公开的实施例涉及一种多级膨胀型空调和用于控制该多级膨胀型空调的方法。
技术介绍
一种空调包括执行室外空气与制冷剂之间的热交换的室外单元和执行室内空气与制冷剂之间的热交换的室内单元。空调是利用在制冷剂的蒸发和冷凝期间产生的热的移动来冷却或加热室内空气的设备，其中，制冷剂在包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器的制冷剂循环中进行循环。作为用于使用上述空调将室内空气的热能供应到室外空间或者将室外空气的热能供应到室内空间的代表性制冷剂，使用众所周知的作为氟利昂气的基于氯氟碳化合物(CFC)制冷剂。然而，由于基于CFC的制冷剂是同温层中的臭氧消耗的主要原因，故在全世界已经完全禁止基于CFC的制冷剂的使用，因而基于氢氯氟碳化合物(HCFC)的制冷剂被用作替代制冷剂。近来，由于针对制冷剂规定的标准已经从臭氧消耗潜能值(ODP)改变为全球变暖潜能值(GWP)，故已经将基于氢氟碳化合物(HFC)的制冷剂用作基于氢氯氟碳化合物(HCFC)的制冷剂的替代物。在家用空调中广泛使用的最普通的制冷剂可以是基于HFC的R410A制冷剂，并且基于R410A制冷剂的空调所需的构成元件(例如，热交换器、压缩机和膨胀装置)可考虑R410A制冷剂的物理性质被最优化设计。然而，尽管在空调中使用基于HFC的制冷剂，但如果基于HFC的制冷剂具有高GWP，则基于HFC的高GWP制冷剂导致全球变暖，因而基于HFC的高GWP制冷剂通常受制于国际规定。R410A制冷剂具有2089的GWP，因而迫切需要应用低GWP制冷剂。基于HFC的R32制冷剂具有与R410A制冷剂的GWP‘2089’的约1/3相应的675的GWP，因而R32制冷剂已经被提出并且广泛用作替代制冷剂。然而，假设将R32制冷剂应用于基于R410A制冷剂的空调，即使在使用相同的基于HFC的制冷剂时决定制冷剂密度和质量流量(诸如比体积)所需的制冷剂物理性质也会改变，因而在循环中进行循环的制冷剂的流量被改变并且用于确定蒸发和冷凝的效率的压缩比也被改变。总而言之，未实现循环最优化因而难以保证性能和可靠性。为了实现循环最优化，需要改变诸如热交换器的必要构成元件的设计，因而需要开发新的构成元件。由于构成元件的设计改变，可能大量增加生产成本和消耗时间，导致降低产品竞争力。
技术实现思路
技术问题因此，本公开的一方面为了提供用于使利用多级膨胀装置的循环最优化的空调和用于控制该空调的方法，在多级膨胀装置中，即使在使用R32制冷剂而不是R410A制冷剂时，能够调整开度的电子膨胀阀也串联连接，从而使设计修改最小化。本公开的另外的方面将在以下描述中被部分阐明，并且部分地通过描述将是明显的，或者可通过本专利技术的实践被获知。解决方案根据本公开的一方面，一种空调包括：压缩机，被配置为对制冷剂进行压缩；流动通道切换阀，被配置为根据制冷模式和加热模式中的至少一个切换所述制冷剂的流动；以及多级膨胀装置，被配置为对所述制冷剂进行减压。压缩机是使用所述制冷剂作为工作流体的旋转式压缩机，并且多级膨胀装置包括第一膨胀阀和第二膨胀阀，其中，第一膨胀阀用于在所述制冷剂是高压制冷剂时对所述制冷剂的压力进行减压，第二膨胀阀用于在所述制冷剂是中压制冷剂时对所述制冷剂的压力进行减压。第一膨胀阀和第二膨胀阀可串联连接以实现2级膨胀方案，并且当制冷剂是R32制冷剂时，可通过改变第一膨胀阀的开度和第二膨胀阀的开度分别调整所述R32制冷剂的流量和压力。压缩机可以是具有可变容量的每分钟转数(RPM)可变型压缩机。空调还可包括：控制器，被配置为分别控制第一膨胀阀的开度和第二膨胀阀的开度，以便在制冷模式和加热模式的所有负载区域中获取最优压缩比。空调还可包括：室外温度检测器，被配置为检测室外温度；以及每分钟转数(RPM)检测器，被配置为检测压缩机的每分钟转数(RPM)。控制器响应于由室外温度检测器检测到的室外温度和由RPM检测器检测到的压缩机RPM选择第一膨胀阀和第二膨胀阀中的每一个的初始开度。空调还可包括：室内温度检测器，被配置为检测室内温度。控制器响应于由室内温度检测器检测到的室内温度、由室外温度检测器检测到的室外温度和由RPM检测器检测到的压缩机RPM选择第一膨胀阀和第二膨胀阀中的每一个的初始开度。空调还可包括：排出温度检测器，被配置为检测压缩机的出口处的制冷剂温度。控制器响应于由排出温度检测器检测到的压缩机排出温度和由RPM检测器检测到的压缩机RPM分别计算第一膨胀阀的目标开度和第二膨胀阀的目标开度。控制器可通过以预定时间的间隔检测压缩机排出温度和压缩机RPM分别控制第一膨胀阀的目标开度和第二膨胀阀的目标开度。空调还可包括：检测器，被配置为分别检测第一膨胀阀的当前开度和第二膨胀阀的当前开度。控制器响应于压缩机排出温度、压缩机RPM以及第一膨胀阀的当前开度和第二膨胀阀的当前开度分别周期性地追踪和控制第一膨胀阀的目标开度和第二膨胀阀的目标开度。空调还可包括：室内温度检测器，被配置为检测室内温度；以及室外温度检测器，被配置为检测室外温度。控制器响应于由室内温度检测器检测到的室内温度和由室外温度检测器检测到的室外温度预测制冷/加热负载，并且控制第一膨胀阀的开度。空调还可包括：检测器，被配置为分别检测第一膨胀阀的当前开度和第二膨胀阀的当前开度。控制器响应于室内温度、室外温度和第一膨胀阀的当前开度周期性地追踪和控制第一膨胀阀的目标开度。空调还可包括：排出温度检测器，被配置为检测压缩机出口处的制冷剂温度。控制器响应于由排出温度检测器检测到的压缩机排出温度、压缩机RPM和第二膨胀阀的当前开度周期性地追踪和控制第二膨胀阀的目标开度。根据本公开的另一方面，一种用于控制包括压缩机、第一膨胀阀和第二膨胀阀的空调的方法，其中，压缩机用于对制冷剂进行压缩并且是使用R32制冷剂作为工作流体的旋转式压缩机，第一膨胀阀和第二膨胀阀用于使用2级膨胀方案对所述制冷剂进行减压。所述方法包括：检测室外温度、压缩机的每分钟转数(RPM)和压缩机的制冷剂排出温度；响应于检测到的室外温度和压缩机RPM分别选择第一膨胀阀的初始开度和第二膨胀阀的初始开度；响应于压缩机排出温度和压缩机RPM分别计算第一膨胀阀的目标开度和第二膨胀阀的目标开度；并且根据分别计算的第一膨胀阀的目标开度和第二膨胀阀的目标开度控制第一膨胀阀的开度和第二膨胀阀的开度。控制第一膨胀阀的开度和第二膨胀阀的开度的步骤可包括：通过以预定时间的间隔检测压缩机排出温度和压缩机RPM分别控制第一膨胀阀的目标开度和第二膨胀阀的目标开度。所述方法还可包括检测第一膨胀阀的当前开度和第二膨胀阀的当前开度。控制第一膨胀阀的开度和第二膨胀阀的开度的步骤可包括响应于压缩机排出温度、压缩机RPM以及第一膨胀阀的当前开度和第二膨胀阀的当前开度分别周期性地追踪和控制第一膨胀阀的目标开度和第二膨胀阀的目标开度。所述方法还可包括：检测室内温度；响应于室内温度、室外温度和第一膨胀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调，包括：/n压缩机，被配置为对制冷剂进行压缩；/n流动通道切换阀，被配置为根据制冷模式和加热模式中的至少一个分别切换所述制冷剂的流动；以及/n多级膨胀装置，被配置为对所述制冷剂进行减压，/n其中，压缩机是使用所述制冷剂作为工作流体的旋转式压缩机，并且/n多级膨胀装置包括第一膨胀阀和第二膨胀阀，其中，第一膨胀阀用于在所述制冷剂是高压制冷剂时对所述制冷剂的压力进行减压，第二膨胀阀用于在所述制冷剂是中压制冷剂时对所述制冷剂的压力进行减压。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170531 KR 10-2017-00677941.一种空调，包括：
压缩机，被配置为对制冷剂进行压缩；
流动通道切换阀，被配置为根据制冷模式和加热模式中的至少一个分别切换所述制冷剂的流动；以及
多级膨胀装置，被配置为对所述制冷剂进行减压，
其中，压缩机是使用所述制冷剂作为工作流体的旋转式压缩机，并且
多级膨胀装置包括第一膨胀阀和第二膨胀阀，其中，第一膨胀阀用于在所述制冷剂是高压制冷剂时对所述制冷剂的压力进行减压，第二膨胀阀用于在所述制冷剂是中压制冷剂时对所述制冷剂的压力进行减压。


2.如权利要求1所述的空调，其中，所述制冷剂是R32制冷剂，并且
第一膨胀阀和第二膨胀阀串联连接以实现2级膨胀方案，并且通过改变第一膨胀阀的开度和第二膨胀阀的开度分别调整所述R32制冷剂的流量和压力，
其中，压缩机是具有可变容量的每分钟转数RPM可变型压缩机。


3.如权利要求2所述的空调，还包括：
控制器，被配置为分别控制第一膨胀阀的开度和第二膨胀阀的开度，以便在制冷模式和加热模式的所有负载区域中分别获取最优压缩比。


4.如权利要求3所述的空调，还包括：
室外温度检测器，被配置为检测室外温度；以及
RPM检测器，被配置为检测压缩机的RPM，
其中，控制器响应于由室外温度检测器检测到的室外温度和由RPM检测器检测到的压缩机RPM选择第一膨胀阀和第二膨胀阀中的每一个的初始开度。


5.如权利要求4所述的空调，还包括：
室内温度检测器，被配置为检测室内温度，
其中，控制器响应于由室内温度检测器检测到的室内温度、由室外温度检测器检测到的室外温度和由RPM检测器检测到的压缩机RPM选择第一膨胀阀和第二膨胀阀中的每一个的初始开度。


6.如权利要求4所述的空调，还包括：
排出温度检测器，被配置为检测压缩机的出口处的制冷剂温度，
其中，控制器响应于由排出温度检测器检测到的压缩机排出温度和由RPM检测器检测到的压缩机RPM分别计算第一膨胀阀的目标开度和第二膨胀阀的目标开度。


7.如权利要求6所述的空调，其中，控制器通过以预定时间的间隔检测压缩机排出温度和压缩机RPM分别控制第一膨胀阀的目标开度和第二膨胀阀的目标开度。


8.如权利要求6所述的空调，还包括：
检测器，被配置为分别检测第一膨胀阀的当前开度和第二膨胀阀的当前开度，
其中，控制器响应于压缩机排出温度、压缩机RPM以及第一膨胀阀的当前开度和第二膨胀阀的当前开度分别周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙吉秀，金锡均，白钟烨，安秉玉，曹东号，金岘国，申孝俊，柳相浩，全弘锡，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR