專(zhuān)利名稱(chēng)：空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于致冷和采暖的熱泵型空調(diào)裝置，尤其涉及一種具有恒定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)的恒速空調(diào)裝置，其致冷和采暖功率能按需要改變。
在用于致冷和采暖的熱泵型空調(diào)裝置的情況下，例如一種恒速室內(nèi)空調(diào)器，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速不能改變，因而在這方面它不同一種具有轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的其壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速可變的空調(diào)裝置。因此，為了提供大采暖功率的空調(diào)器，必須采用大功率壓縮機(jī)。
然而，就大功率壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，有個(gè)在制冷作業(yè)時(shí)功率消耗太大的問(wèn)題。這就是說(shuō)，在恒速空調(diào)裝置的情況下，不可能在制冷作業(yè)期間降低功率消耗和提高采暖能力。
此外，業(yè)已知道，例如一種在公開(kāi)號(hào)為2-263070的未審的日本專(zhuān)利中所公開(kāi)的用于采暖和致冷的空調(diào)器。該種空調(diào)裝置包括一個(gè)壓縮機(jī)104，一個(gè)四通閥100，一個(gè)室內(nèi)熱交換器109，卸壓裝置129和一個(gè)室外熱交換器110，它們由一些致冷管件連接。一個(gè)旁通管114將四通閥100的壓力變換腔R2跟壓縮機(jī)104的吸氣管106連在一起。在該旁通管114中設(shè)置一個(gè)用作旁通閥的控制電磁閥115。
在用于采暖和致冷的該空調(diào)器中的四通閥100的結(jié)構(gòu)將被更詳細(xì)地說(shuō)明。四通閥100的圓柱形主體101的內(nèi)部空間由活塞112分隔為一高壓腔R1和壓力變換腔R2。壓縮機(jī)104的排氣管105和熱交換器的兩個(gè)導(dǎo)管107、108跟高壓腔R1連接。在壓縮機(jī)104的吸氣管106的相對(duì)兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)管107和108。用于切換這些管中流動(dòng)的滑閥件127連接于活塞112。設(shè)有一彈簧113，以便將活塞112推向高壓側(cè)R1。
在活塞112由彈簧113移向高壓腔R1的情況下，滑閥件將室外熱交換器110跟壓縮機(jī)104的吸氣側(cè)106連通，這樣，室內(nèi)熱交換器109經(jīng)高壓腔R1跟壓氣機(jī)104的排氣側(cè)105連接，而壓氣機(jī)104的壓力變換腔R2由控制電磁閥115跟吸氣側(cè)106切斷。
當(dāng)通電時(shí)，控制電磁閥115開(kāi)啟，使壓力變換腔R2跟壓綜機(jī)104的吸氣側(cè)106連通，這樣，由于高壓腔R1和壓力變換腔R2之間的差動(dòng)壓力，使活塞112克服彈簧113的彈力而移動(dòng)，并且，滑閥件127將室內(nèi)熱交換器109跟壓縮機(jī)104的吸氣側(cè)106連通，從而將室外熱交換器110經(jīng)高壓腔R1跟壓縮機(jī)104的排氣側(cè)105連通。
因此，在公開(kāi)號(hào)為2-263070的未審的日本專(zhuān)利中所公開(kāi)的用于采暖和致冷的空調(diào)器中，在采暖作業(yè)時(shí)，能加快起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，同樣，能以較短的時(shí)間完成從采暖循環(huán)到致冷循環(huán)的轉(zhuǎn)換。
作為另一個(gè)一般的例子，在圖5中表示了一種在公開(kāi)號(hào)為60-59876的未審的日本實(shí)用新型中所公開(kāi)的空調(diào)裝置。該裝置同樣包括一壓縮機(jī)201，一四通閥202，一室外熱交換器203，卸壓裝置204和一室內(nèi)熱交換器205，它們由一些致冷管206連在一起，并基本上以上述一般例子同樣的方式工作。
然而，在該空調(diào)裝置中，在四通閥202的活塞212內(nèi)制出一個(gè)用于連通圓柱腔213和閥腔210的放氣口218，以使活塞202能緩慢地滑動(dòng)。此外，在閥腔構(gòu)件208內(nèi)設(shè)有一閥件219，以便當(dāng)活塞212移至右端時(shí)關(guān)閉放氣口218。
利用這種一般例子的構(gòu)件，可以獲得一種包括一簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的四通閥的空調(diào)裝置，而且，其制造價(jià)能大幅度降低。。此外，四通閥的簡(jiǎn)化能使空調(diào)裝置的尺寸縮小。
然而，在上述的一般性例子中，該恒速空調(diào)裝置在制冷作業(yè)期間不能以低功率消耗工作，而在采暖期間不能以大載荷工作，此外，在制冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)間，不能增加其載荷。
換句話說(shuō)，具有恒速壓縮機(jī)的恒速空調(diào)裝置有一個(gè)缺點(diǎn)，在致冷和采暖期間，其輸出不能按工作狀況受控改變。
本發(fā)明已經(jīng)解決了上述傳統(tǒng)技術(shù)的種種問(wèn)題。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的空調(diào)裝置，它實(shí)現(xiàn)了在制冷作業(yè)期間降低功率消耗，并在采暖作業(yè)期間具有高功率性能，而無(wú)須采用特殊的裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在制冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)提高載荷的空調(diào)裝置。
為了達(dá)到第一個(gè)目的，按照本發(fā)明的空調(diào)裝置包括一壓縮機(jī);一四通閥，它被一個(gè)具有一旁通口的活塞分隔成一高壓腔和一壓力變換腔;一室內(nèi)熱交換器，卸壓裝置和一室外熱交換器，它們由一些制冷管件連接在一起。四通閥的壓力變換腔借助于一旁通管，經(jīng)一旁通閥連于壓縮機(jī)的吸氣管側(cè)。此外，設(shè)有控制裝置，以便在采暖工作期間通過(guò)關(guān)閉旁道閥而在致冷工作期間通過(guò)打開(kāi)旁通閥來(lái)控制制冷循環(huán)。
為了達(dá)到第二個(gè)目的，按本發(fā)明的空調(diào)裝置包括用來(lái)在制冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)關(guān)閉旁通閥并在隨后的正常工作期間開(kāi)啟旁通閥的控制裝置。
采用上述的構(gòu)件，在制冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)，當(dāng)旁通閥關(guān)閉時(shí)，自四通閥內(nèi)旁通口滲漏致冷劑停止了，因此，能提高制冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)的載荷。同樣，在制冷作業(yè)期期，當(dāng)旁通閥開(kāi)啟時(shí)，完成了自四通閥內(nèi)旁通口的致冷劑的循環(huán)，使致冷劑經(jīng)旁通管滲漏，這樣，不但抑制了工作載負(fù)，而且抑制制功率消耗。
另一方面，因?yàn)樵诓膳鳂I(yè)期間旁通閥是關(guān)閉的，自四通閥內(nèi)旁通口滲漏冷卻劑停止了，從而獲得大采暖能力。
用這種方法，當(dāng)切換旁通閥時(shí)，產(chǎn)生和阻止自旁通口的滲漏，有可能提供一種無(wú)須采用特殊裝置在制冷作業(yè)時(shí)易于達(dá)到降低功率消耗而在采暖作業(yè)時(shí)獲得大功率性能的空調(diào)裝置。
圖是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)裝置的致冷循環(huán)構(gòu)件的系統(tǒng)圖;
圖2是

圖1所示空調(diào)裝置的控制方塊圖;
圖3是表示作業(yè)控制的順序步驟流程圖;
圖4是表示處于采暖作業(yè)狀態(tài)中的普通的空調(diào)裝置的橫剖視圖;
圖5是表示另一普通空調(diào)裝置的用于制冷循環(huán)的四通閥及制冷循環(huán)的橫剖視圖;
下面參照?qǐng)D1至3敘述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在圖1和2中，相同的部件以共同的標(biāo)號(hào)標(biāo)記。
圖1中所示的用于致冷和采暖的熱泵型空調(diào)裝置包括一恒轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)1，一四通閥2，一室外熱交換器3，卸壓裝置4和一室內(nèi)熱交換器5，它們由致冷管6連在一起。設(shè)置一旁通管9，它經(jīng)旁通閥7將四通閥2跟壓縮機(jī)1的吸氣管6d連接，該旁通閥控制在四通閥2的活塞22內(nèi)制出的旁通口8內(nèi)的致冷劑流。圖1還表示一室外風(fēng)扇馬達(dá)3a，一室內(nèi)風(fēng)扇馬達(dá)5a和一室溫檢測(cè)器16。在圖1中，實(shí)線箭頭表示制冷作業(yè)時(shí)致冷劑的流動(dòng)方向，而虛線箭頭表示采暖作業(yè)時(shí)致冷劑的流動(dòng)方向。
在圖1中以簡(jiǎn)化的方式表示一種普通公知的結(jié)構(gòu)的四通閥2。四通閥2包括一滑閥部件21，活塞22，一彈簧23，一高壓腔24和一壓力變換腔25。更具體地說(shuō)，四通閥2的圓柱形主體的內(nèi)部空間由活塞22分隔成高壓腔24和壓力變換腔25。壓縮機(jī)1的排氣管6a，壓縮機(jī)1的吸氣管6d，跟室外熱交換器3連通的導(dǎo)管6b，跟室內(nèi)熱交換器5連通的導(dǎo)管6c均連于高壓腔24。在吸氣管6d的相反兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)管6b和6c。作為主閥用于切換這些管內(nèi)流動(dòng)的滑閥部件21連于活塞22。彈簧23驅(qū)使活塞22向高壓腔24移動(dòng)。
在活塞22被彈簧23移向高壓腔24的(以虛線表示)的情況下，跟室外熱交換器3連通的導(dǎo)管6b經(jīng)滑閥部件21連于壓縮機(jī)1的吸氣管6d，這樣，跟室內(nèi)熱交換器5連通的導(dǎo)管6d，這樣，跟室內(nèi)熱交換器5連通的導(dǎo)管6c經(jīng)高壓腔24連于壓縮機(jī)1的排氣管6a，從而構(gòu)成一個(gè)由虛線箭頭指示的采暖循環(huán)。
在正常采暖作業(yè)期間，旁通閥7是關(guān)閉著的。
另一方面，當(dāng)旁通閥7開(kāi)啟時(shí)，壓力變換腔25經(jīng)旁通管9連于壓縮機(jī)1的吸氣管6d，而活塞22由于高壓腔24和壓力變換腔25之間，即壓縮機(jī)的吸氣管和排氣管之間的差動(dòng)壓力使其克服彈簧23的力而移動(dòng)(如實(shí)踐所示)。因此跟室內(nèi)熱交換器5連通的導(dǎo)管6c經(jīng)滑閥部件21連于壓縮機(jī)1的吸氣管6d，同時(shí)，跟室外熱交換器3連通的導(dǎo)管6b經(jīng)高壓腔24連于壓縮機(jī)1的排氣管6a，從而構(gòu)成以虛線箭頭指示的致冷循環(huán)。
圖2表示按照本實(shí)施例用于致冷和采暖的熱泵型空調(diào)裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，該空調(diào)裝置11通常被分成一室內(nèi)機(jī)組12和一室外機(jī)組13。室內(nèi)機(jī)組12的主要部件是控制部分14，它用作室內(nèi)機(jī)組12和室外機(jī)組13的控制中心。室內(nèi)機(jī)組12還包括一運(yùn)轉(zhuǎn)/停止鈕15，用以運(yùn)轉(zhuǎn)或停止空調(diào)裝置11，該鈕設(shè)于人工操作部分，后者用于遙控適于檢測(cè)室溫的室溫檢測(cè)器116和適于驅(qū)動(dòng)室內(nèi)熱交換器5的風(fēng)扇的室內(nèi)風(fēng)扇馬達(dá)5a或用于諸如遙控之類(lèi)。
另一方面，室外機(jī)組13包括作為空調(diào)裝置的1的心藏的壓縮機(jī)1，用于驅(qū)動(dòng)室外熱交換器3的風(fēng)扇的室外鳳扇馬達(dá)和作為本發(fā)明重要實(shí)體的四通閥2。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3的流程圖敘述該實(shí)施例的控制操作。在圖3的流序圖中的工序號(hào)在下面用圓括號(hào)括住。
首先，空調(diào)裝置11的控制部分14校驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)/停止鈕15是否接通(S1)。如果它是接通的，控制部分14判斷空調(diào)裝置11是否停止(S2)。如果不是停止，即如果空調(diào)裝置11正在運(yùn)轉(zhuǎn)，則控制部分14進(jìn)行停止作業(yè)程序，例如，它停止壓縮機(jī)1，室內(nèi)風(fēng)扇馬達(dá)5a和室外風(fēng)扇馬達(dá)3a(S3)。
如果空調(diào)裝置11是停止的，則室溫檢測(cè)器16檢測(cè)室溫(S4)。隨后，將該溫室跟要空調(diào)的空間所需要的某一預(yù)定溫度作比較(S5)。如果該室溫低于預(yù)定溫度，即如果要空調(diào)的空間內(nèi)的溫度必須升高，則切斷旁通閥7，室外風(fēng)扇馬達(dá)3a接通，壓綜機(jī)1接通以及室內(nèi)風(fēng)扇馬達(dá)5a接通，從而開(kāi)始采暖作業(yè)(S6)。所以，此時(shí)旁通閥7是關(guān)閉的。
當(dāng)室溫高于預(yù)定溫度時(shí)，旁通閥7接通，室外風(fēng)扇馬達(dá)3a接通，壓縮機(jī)1接通以及室內(nèi)風(fēng)扇馬達(dá)5a接通，從而開(kāi)始制冷作業(yè)(S7)。
在此制冷作業(yè)中，控制部分14一直等待至四通閥2完成其切換(S8)和旁通閥7被切斷(S9)。當(dāng)旁通閥7在此狀態(tài)下接通(作業(yè)S8)時(shí)，四通閥2的壓力變換腔25接到壓縮機(jī)1的吸氣管側(cè)，并具有某個(gè)低壓，活塞22由于高壓腔內(nèi)的高壓和壓力變換腔25內(nèi)的低壓之間的壓差而移動(dòng)。此時(shí)，作為四通閥2內(nèi)的主要閥件的滑閥部件21隨著活塞22而移動(dòng)和切換。
接著，S9的操作使旁通閥7關(guān)閉，這樣，致冷劑不再自四通閥2內(nèi)的旁通口8處滲漏。然而，因?yàn)榛y部件21在上側(cè)具有高壓而在下側(cè)具有低壓，所以由于它們之間的壓差，滑閥件21在上側(cè)受壓，在下側(cè)被吸，以保持其位置。因此，該空調(diào)裝置11能以最大載荷工作。在此情況下，在作業(yè)S8中所用的切換旁通閥7的時(shí)間最好應(yīng)為大約3秒或3秒以上。
此時(shí)，空調(diào)裝置11的控制部件14自室溫檢溫器獲得一個(gè)室溫，并監(jiān)控室溫檢測(cè)器16或類(lèi)似裝置直到被檢測(cè)的室溫低于設(shè)定的溫度或直到設(shè)定的時(shí)間過(guò)去(S10)。此后，旁通閥7被接通(S11)。隨后，旁通閥7開(kāi)啟，致冷劑經(jīng)四通閥2內(nèi)的旁通口8進(jìn)行循環(huán)，這樣，高壓腔24跟壓力變換腔25接通，并且致冷劑經(jīng)旁通管9滲漏到壓縮機(jī)1的吸氣管6d，從而不僅抑制工作載荷，而且抑制功率消耗。這樣，該空調(diào)裝置11以最大載荷運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍便受到限制。在此情況下，考慮到節(jié)能因素，所述預(yù)定時(shí)間，自要被空調(diào)的室溫穩(wěn)定開(kāi)始判斷，最后應(yīng)為50秒左右。
按照這一實(shí)施例，在制冷作業(yè)期間當(dāng)旁通閥7被切斷時(shí)(S9)，自四通閥2內(nèi)的旁通口8處的致冷劑的循環(huán)便停止以防止致冷劑滲漏，所以，能提高例如在制冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)的載荷。此外在致冷期間當(dāng)旁通閥7接通時(shí)，自四通閥2內(nèi)的旁通口8處的致冷劑循環(huán)便進(jìn)行以使致冷劑滲泄，從而抑制功率消耗和工作載荷。
另一方面，因?yàn)樵诓膳陂g旁通閥7被切斷，自四通閥2內(nèi)的旁通口8處的致冷劑循環(huán)便停止以防止致冷劑滲漏，因此能獲得大的采暖功率。
依此方式，在切換四通閥2時(shí)利用旁通口8，有可能提供一種無(wú)須采用特殊裝置在制冷作業(yè)時(shí)易于達(dá)到功率消耗降低而在采暖作業(yè)時(shí)易于獲得高功率性能的空調(diào)裝置。
在上述的實(shí)施例中，已說(shuō)明了在帶有恒轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)的恒速空調(diào)裝置中的控制實(shí)例。然而，本發(fā)明同樣能應(yīng)用于包括一具有橫轉(zhuǎn)向器的可變轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)的空調(diào)裝置。例如，當(dāng)無(wú)需大卻冷功率時(shí)，能以低功率進(jìn)行制冷作業(yè)，而無(wú)須將該裝置反覆地接通和切斷。此時(shí)，當(dāng)濕度高時(shí)，能以低功率進(jìn)行制冷作業(yè)，無(wú)需將該置重復(fù)地接通和切斷，以免急劇地降溫。因此，可實(shí)現(xiàn)舒適合意的空調(diào)。
在上述實(shí)施例中的旁通口是以這樣方式設(shè)計(jì)的，當(dāng)壓縮機(jī)在經(jīng)過(guò)短暫的停機(jī)后再起動(dòng)時(shí)，該旁通閥開(kāi)啟以使壓縮機(jī)的排氣管側(cè)和吸氣管側(cè)經(jīng)該旁通口連通，這樣，在這兩個(gè)管中的壓力在早期便會(huì)一致，從而能使壓縮機(jī)很快再起動(dòng)。
按照本發(fā)明，能提供一種無(wú)須特殊裝置在致冷時(shí)易于達(dá)到降低功率而在采暖作業(yè)時(shí)易于獲得高功率性能的空調(diào)裝置。
此外，按照本發(fā)明，能提供一種在制冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)提高載負(fù)的空調(diào)裝置。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)裝置，包括一臺(tái)壓縮機(jī)，一個(gè)包含由具有旁通口的活塞分隔而成的高壓腔和壓力變換腔的四通閥，室內(nèi)熱交換器，卸壓裝置和室外熱交換器，它們由一些制冷管件連接在一起，所述四通閥的壓力變換腔由一旁通管經(jīng)一旁通閥連于壓縮機(jī)的吸氣管側(cè)，其中沒(méi)有控制裝置，通過(guò)在采暖作業(yè)時(shí)關(guān)閉旁通閥而在制冷作業(yè)時(shí)開(kāi)啟旁通閥來(lái)控制致冷劑的循環(huán)。
2.一種按權(quán)利要求1所述的空調(diào)裝置，其特征在于設(shè)有控制裝置，以便在制冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)關(guān)閉旁通閥，而在隨后正常作業(yè)時(shí)開(kāi)啟旁通閥。
3.一種按權(quán)利要求1所述的空調(diào)裝置，其特征在于所述壓縮機(jī)是一種以恒轉(zhuǎn)速工作的壓縮機(jī)。
4.一種按權(quán)利要求2所述的空調(diào)裝置，其特征在于所述壓縮機(jī)是一種以恒轉(zhuǎn)速工作的壓縮機(jī)。
5.一種控制空調(diào)裝置的方法，該空調(diào)裝置包括一壓縮機(jī)，一個(gè)包含由具有一旁通孔的活塞分隔成的高壓腔和壓力變換腔的四通閥，一室內(nèi)熱交換器，卸壓裝置和一室外熱交換器，它們由一些制冷管件連接在一起，還包括一個(gè)將四通閥的壓力變換腔經(jīng)一旁通閥連于壓縮機(jī)吸氣管側(cè)的旁通管，和用于控制旁通閥開(kāi)/關(guān)的控制裝置;其中所述旁通閥在采暖作業(yè)時(shí)關(guān)閉，從而自旁通口的致冷劑循環(huán)停止，以獲得高采暖功率;所述旁通閥在致冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)開(kāi)啟，以使四通閥的壓力變換腔具有低壓;所述活塞由四通閥的高壓腔和壓力變換腔之間的差動(dòng)壓力推動(dòng)，因而連于所述活塞的滑閥部件也被帶動(dòng)，使四通閥處于制冷作業(yè)的位置;所述旁通閥在移動(dòng)滑閥部件后于制冷作業(yè)起動(dòng)時(shí)關(guān)閉，因此，所述空調(diào)裝置以高制冷功率工作;所述旁通閥在達(dá)到室溫并保持在某一預(yù)定溫度后開(kāi)啟，因此，制冷作業(yè)通過(guò)所述空調(diào)裝置以低功率消耗進(jìn)行。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的空調(diào)裝置，無(wú)須特殊裝置，在制冷作業(yè)時(shí)降低功耗，在采暖作業(yè)時(shí)獲得高功率，而在制冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)，載荷提高。該裝置包括壓縮機(jī)1，包含具有一旁通口8的活塞22的四通閥2，室外熱交換器3，卸壓裝置4和室內(nèi)熱交換器5，它們由制冷管6連在一起，還包括將四通閥經(jīng)旁道閥7連于壓縮機(jī)吸氣管6d側(cè)的旁通管9，以及在采暖作業(yè)時(shí)用來(lái)關(guān)閉、制冷作業(yè)時(shí)開(kāi)啟、關(guān)于制冷作業(yè)開(kāi)始時(shí)關(guān)閉而在隨后正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)啟旁通閥7的控制裝置。
文檔編號(hào)F25B41/04GK1088673SQ9311641
公開(kāi)日1994年6月29日 申請(qǐng)日期1993年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月9日
發(fā)明者高橋典夫, 須貝貴志, 北條昇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所