[发明专利]改进的带有可变化风扇速度控制的强制空气热交换系统

说明书

本申请是1994年6月14日提交的美国专利申请08/259,396的部分继续申请。

本发明一般涉及热泵及空气调节系统(HVAC系统)。特别地，本发明涉及一改进的强制空气系统，其中室内风扇速度根据所测量的液体，冷却液温度可变地调节。

近年来，热泵及空调系统已变得相当复杂，这部分是由于对高效率及改进的居住舒适的需要。今天许多的用于热泵及空调器的控制系统使用带有广泛温度压力，温度传感器范围。一方面这些微处理机为主体的系统，带有多个不同传感器，与过去同样的简单系统相比是相当多用途的并且能更好地使效率及居住舒适最佳化。另一方面微处理机为主的体系变得更复杂。

通过进一步的例子美国专利号5,303,562 Bahel等人在1994年4月19日发表的题目为“对改进循环程序的用于热泵/空调系统的控制系统，描述了另一个微处理机为主的控制系统。这个专利已转让给本发明的受让人。它描述了一个使效率及开/关冷却循环最优化的系统。室内风扇速度是通过一个成比例电信号驱动可变速度电机来使与热交换元件的温度相连的空气流动最优化。所有这二个系统使用了多个温度传感器及一个湿度传感器。

本发明寻求保持微处理机为主技术的优点特别涉及强制空气流动控制。与过去技术相分离，然而，本发明寻求用一个简化传感排列来完成这一目的。象下面更全面地描述的那样，本最佳实施例使用单个传感器在流动控制装置的入口或上游边测量冷凝器液体冷却温度如热膨胀值来提供强制空气流动控制。与现有技术相比，本发明使用传感装置，它更简单，更易于制造，安装和维护并因而具有低成本。

本发明提供改进的强制空气热交换系统，其中风扇放在加热/冷却系统来将空气流动用系统的热交换器引入热交换接触。根据系统操作的模式风扇具有至少二速的操作并且可以提供分离的不连续速度或连续可变的速度之一，温度传感器是连合到系统上以便它将感受到液体冷却剂特别是在流动控制装置的入口或上游边。测量装置可以是例如一个可变化膨胀装置或向蒸发器释放致冷剂的受限制的小孔。

将控制线路连接到室内风扇并连到用于根据液体冷却剂温度来控制风扇速度。最好控制线路包括微处理机，它处理冷凝器液体冷却剂温度信息来选择最佳风扇速度。通过使用液体冷却剂温度来抽取通常由分离传感器送来的涉及不同系统功能的信息。例如，从冷凝器液体冷却温度，微处理机能够推导出室外环境温度并推导出冷却剂压缩机是否运转。这个信息被用于选择最佳室内风扇速度。

为了更完全的理解本发明，其目的及优点，可参照下列说明并参照附图。

图1是本发明的体系框图；

图2示出了怎样在具有一单个双向流动控制装置的热泵系统中执行本发明；

图3A及3B示出怎样在使用多个流动控制装置的热泵系统中执行本发明，图3A描述了冷却模式中热泵及3B描述了加热模式的热泵；

图4A及4B是流程图示出了现在较好的微处理机设定；

图5是流程图示出了用在图4A—4B的程序传感器检查线路；

图6是示出了在室内空气流动率(实线)及冷凝器液体温度(虚线)之间的关系图，二者都作为室外空气温度的函数；

图7是描述冷凝器冷却液温度作为室外空气温度的函数用于加热及冷却模式，示出了冷却剂充填不足及过量充填的效果；

图8A及8B描述了室内空气流动率作为冷凝器冷却液温度的函数的曲线；

图8A对应于冷却模式中的热泵的曲线而图8B对应于热模中的热泵；

图9A及9B是描述冷凝器液体温度(实线)及室内空气流动(虚线)二者作为时间的函数，图9A对应于冷却模式中的热泵而图9B对应于加热模式中的热泵；

图10A及10B是描述室内空气流动率作为冷凝器液体冷却剂温度的函数，图10A对应于冷却模式中的热泵而图10B对应于加热模式中的热泵；

图中11A和11B每一个都是一组图描述了室内空气流动和冷凝器液体冷却剂温度作为室外空气温度的函数，图11A对应于冷却模式的热泵而图11B对应于加热模式中的热泵。