[发明专利]用于在热泵中防止溢流起动的方法和控制器

说明书

技术领域

本申请涉及用来降低在热泵中溢流起动的发生率的方法和控制器，并且尤其是在传统的加热和解冻操作模式之间切换时。

背景技术

制冷剂系统被用来控制在待调节的多样室内环境中空气的温度和湿度。在运行在冷却模式的通常的制冷剂系统中，制冷剂在压缩机中被压缩并且输送到冷凝器(或者在此情况中的户外的热交换器)中。在冷凝器中，热量在外部的环境空气和制冷剂之间进行交换。从冷凝器开始，制冷剂传送到膨胀装置中，在此处，制冷剂膨胀到更低的压力和温度，然后输送到蒸发器(或者室内的热交换器)中。在此蒸发器中，热量在制冷剂和室内空气之间交换，以调节室内空气。当制冷剂系统运行时，蒸发器冷却被供给到室内环境中的空气。此外，当室内的温度下降时，湿气通常还从该空气中抽出。如此，室内空气的湿度水平还得到控制。

上述描述是指利用在冷却运行模式下的制冷剂系统。在加热模式下，流过系统的制冷剂流基本上被反向。室内的热交换器变成冷凝器并且释放热量到待调节(在此情况下被加热)的环境中，并且户外的热交换器可充当蒸发器，其中热量从相对冷的室外空气传送到制冷剂中。热泵称为是使得流过冷却剂循环的制冷剂流可以反向的系统，以便于运行在加热和冷却两种模式中。这通常可通过结合四通换向阀(或者相当的装置)到在压缩机排出口示意下游的系统中实现。当该系统分别处于加热或者冷却运行模式时，该四通换向阀可选择地引导制冷剂流过户内或者户外的热交换器。如果膨胀装置不能处理反向流，则例如替代地可采用每个均伴随有止回阀的一对膨胀装置。

通常结合入热泵中的一个控制特征是解冻循环。通常的，在一定情况下，冷却制冷剂的热交换器易遭受结冰。解冻循环意图是融化在蒸发器上的冰并且恢复有效和可靠的系统运行。在运行在冷却模式的热泵情况下，可能潜在结冰的是户内热交换器，并且在运行在加热模式的热泵情况下，结冰的是户外热交换器，特别在较低的环境温度下。当希望启动解冻循环时，引导制冷剂在用于冷却/加热模式下的适当方向通过热泵的四通换向阀将被反向。因此，热的制冷剂将直接传送到已经遭受结冰情况下的热交换器中。实质上，对于在加热模式中的解冻运行，压缩机将在冷却模式方向驱动制冷剂，并且在冷却模式中的解冻，压缩机将在加热模式方向上驱动制冷剂。实际上，在热泵中的解冻循环大多频繁利用在加热运行模式下。

解冻循环提高在热泵中因为对多个系统组件的损坏引起的可靠性问题，例如内部压缩机部件，以及位于排出管路中的系统组件，诸如四通换向阀，止回阀等。这种损坏主要是由溢流起动所引起的。由于在热泵中传统的加热/冷却和解冻运行模式之间的交替过程，溢流起动会发生，因为当四通换向阀切换时，户内和户外的换热器的功能也切换。

举例来说，当从加热模式切换到解冻模式时，户内热交换器变成蒸发器。在解冻循环之前，它是冷凝器。户外的热交换器现在变成冷凝器，并且在解冻运行模式激活之前，其是蒸发器。

户外的热交换器现在暴露于热的排气中，并且将发生解冻。然而，在压缩机吸入处的溢流情况还可与此解冻运行开始相关联。当解冻循环首次起动时，由于大部分制冷剂将从加热模式的过去运行而位于户内盘管中，此溢流起动问题将发生。当四通换向阀切换到解冻模式时，该压缩机启动，储存在户内盘管中的液体制冷剂现在直接移动到压缩机吸入口中。这可以导致严重的溢流起动问题，并且如上所述，会导致永久的部件损害。

当系统从解冻操作模式切换回加热模式时，具有溢流起动的可能性将再次发生。

而且，溢流起动还在冷却运行模式中观察到并且对系统可靠性具有类似影响。

发明内容

本发明利用电子控制的膨胀阀，以解决上述溢流起动问题。当已经确定解冻循环将启动时，在系统停机情况下并且在解冻循环开始之前，电子膨胀阀移动到打开位置。

举例来说，在加热模式的上述运行中，当电子膨胀阀在停机情况下打开时，由于在系统停机之后立即存在于系统的高压和低压侧之间的压差，位于户内盘管中的制冷剂将移动到户外的盘管中。因为在停机之后，制冷剂已经移动到户外的盘管中，当系统再次启动或者就在启动之前，四通换向阀被切换以启动解冻循环，将不再存在溢流起动情况或者它的严重程度将相当地降低。

还优选在解冻循环结束时，电子膨胀阀将再次打开，使得在停机时存在的压差驱动力的情况下，制冷剂从户外的盘管移动回户内的盘管。当系统在它的正常加热模式下再次启动时，在户外的盘管将不存在或者存在极少的液体制冷剂，因为大多数的液体制冷剂已经转移到户内的盘管中，并且当制冷剂将从户外的盘管进入压缩机时不会发生溢流起动问题。