專利名稱：一機多端型空調的用電量計算方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種一機多端型空調，更確切地說，涉及一種一機多端型空調的用電量計算方法(Method for calculating power consumption inmulti-airconditioner)，上述方法是一種在使用若干個室內機的空調中，分別計算各個室內機所用電費的方法。
背景技術：
一般來說，空調可以根據(jù)使用者的需要而進行制冷運轉和制熱運轉。在制熱運轉模式下，空調機可以通過驅動制熱循環(huán)而在寒冷的冬季使室內變得溫暖。在制冷漠式下，空調機可以通過驅動制冷循環(huán)而在炎熱的夏季使室內變得涼爽。另外，空調還可以調節(jié)室內空氣的濕度，從而使室內空氣保持在令人舒適的潔凈狀態(tài)。
最近人們正在尋求這樣的產品，即除了具備如上所述的通過啟動空調而使室內空氣保持舒適的基本功能外，還能夠在降低空調的耗電量的同時提高效率?，F(xiàn)在市場上就有這樣的空調，除了具備能夠使室內空氣保持舒適的功能以外，還兼具叫醒功能(morning call)、保安功能等附加功能，因而可以為使用者提供多種多樣的服務。
此外，在學校、公司以及寫字樓(building)等有著若干個相互分隔的空間的場所中，為了進行冷熱調節(jié)，一般會使用一機多端型空調。上述一機多端型空調采用的是在一個室外機上連接若干個室內機的形式。因此它以一個室外機與若干個室內機全部連接的形式構成了制冷循環(huán)。
圖1a為現(xiàn)有的一機多端型空調的構成圖，圖1b為室內機的構成圖。
圖中所示的一機多端型空調的室內機可以是多種形式，如機柜式(slim)、壁掛式、棚頂管道式(duct)等。室內機20、30、40連接在一臺室外機10上。一機多端型空調可以像圖中所示的結構那樣，在室外機上連接多種形式的室內機來使用。在這里，上述一臺室外機10的容量需與若干個室內機20、30、40的總容量成正比。
具有上述結構的現(xiàn)有的一機多端型空調的制冷、制熱循環(huán)可以控制制冷運轉和制熱運轉。下面以制冷運轉模式下的制冷循環(huán)為例進行說明。為了實現(xiàn)上述制冷運轉的控制，雖然圖中未示，但上述室外機10包括以下部件而構成，即能夠將制冷劑壓縮成高溫高壓狀態(tài)的壓縮機；能夠使上述制冷劑冷凝，從而將熱風向外部排出的熱交換器；用來防止液態(tài)制冷劑流入壓縮機的壓縮空氣桶(accumulator)等。
上述室內機20包括熱交換器25，這個熱交換器25能夠吸入由上述室外機10提供的制冷劑，然后通過熱交換而將冷風排放到空調空間內。上述室內機20以外的其它的室內機30、40也都具有與上述室內機20相同的構造。
另外，在上述室外機10與室內機20、30、40之間設置有制冷劑流動的管道，上述管道是為了使制冷劑在室外機10與室內機20、30、40之間循環(huán)而安裝的。即上述管道由用來將在上述室外機10中被壓縮成高溫高壓狀態(tài)的制冷劑向各個室內機20、30、40輸送的管道和用來將在上述各個室內機20、30、40完成了熱交換的制冷劑向室外機10輸送的管道而構成。
并且在上述管道上裝有閥門，用來接通或切斷在室內機與室外機之間進行的制冷劑的循環(huán)。另外，為了對通過上述管道而流向各個室內機20、30、40的制冷劑的量進行控制，在上述室內機20、30、40的吸入口一側安裝有電子膨脹閥門LEV1、LEV2、LEV3。
具有上述結構的現(xiàn)有的一機多端型空調在控制部件(圖中未示)的控制下，形成用來實現(xiàn)制冷運轉的制冷循環(huán)。在這里，由壓縮機產生的高溫高壓的制冷劑會進行循環(huán)，由此空氣通過室內機20、30、40內部的熱交換器25排出冷風，而室外機10內部的熱交換器空氣通過則排出熱風。
下面對現(xiàn)有的一機多端型空調的動作控制過程進行詳細描述。
如果空調開始驅動，那么在壓縮機中被壓縮成高溫高壓狀態(tài)的制冷劑會在室外機的熱交換器中實現(xiàn)冷凝。流過了上述熱交換器的制冷劑通過管道而被輸送到各個室內機20、30、40內部的熱交換器內。上述室內機20、30、40通過輸送過來的制冷劑與空氣之間的熱交換作用，可以向室內排出涼爽的冷風，在這些排出的冷風的作用下室內的溫度會漸漸降低。
控制部件(圖中未示)能夠對室內機20所處的空調空間內部的溫度與設定溫度進行比較，然后根據(jù)上述溫度差調整需要輸送給熱交換器25的制冷劑的量。上述制冷劑的量的調節(jié)通過電子膨脹閥門LEV1來實現(xiàn)。與此相同，輸送給室內機30的制冷劑的量是通過其它的電子膨脹閥門來實現(xiàn)的。
以上述路徑通過管道而輸送到各個室內機20、30、40的制冷劑會在各個室內機20、30、40內部的熱交換器25中實現(xiàn)熱交換，之后通過回流管道重新流回到室外機10內。通過反復進行如上所述的動作，各個室內機20、30、40所處的空調空間內部的溫度會被調節(jié)到能夠滿足使用者的要求的設定溫度。
另外，對于具有上述結構的一機多端型空調來說，如果所有的室內機均歸同一使用者所有，那么就不會有什么問題。但當各個室內機的使用者各不相同時，則會產生以下問題，即根據(jù)制冷、制熱的使用量而進行的用電量的計算非常麻煩。
現(xiàn)有的一機多端型空調是利用分別連接在各個室內機上的電子膨脹閥門的開啟程度來計算用電量的。但是，由于上述電子膨脹閥門是用來調節(jié)過冷度和過熱度的部件，因此利用上述電子膨脹閥門的開啟程度來測定用電量的方法不可避免地會不夠準確。
另外，現(xiàn)有的一機多端型空調還可以利用各個室內機的運轉時間來計算用電量。但是對于各個室內機來說，由于在輸送給各個室內機的制冷劑的量的最佳過冷度/過熱度方面存在差異，因此單純利用上述室內機的運轉時間來測定用電量也還是不夠準確。
因此采用現(xiàn)有技術的一機多端型空調存在以下問題，即由于不能提供一種準確地計算電費的方法，因而會給使用者帶來不便。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠準確地計算出一機多端型空調中的各個室內機的所使用的電費的一機多端型空調的用電量計算方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種一機多端型空調的用電量計算方法，在具備若干個室內機并且需要分別測定各個室內機的用電量的一機多端型空調中，計算方法包括如下步驟檢測各個室內機的容量的第1階段；在各個室內機處于運轉中的狀態(tài)下，檢測膨脹閥門的開啟程度和制冷劑的壓力的第2階段；利用在上述第1、2階段中檢測出的容量、開啟程度、壓力來計算各個室內機的用電量的第3階段；將在第3階段中計算出的用電量與電費進行比較，從而計算出各個室內機所使用的電費的第4階段。
上述第2階段的特征是在制冷運轉方式下能夠檢測出過熱度和制冷劑的低壓。
上述第2階段的特征是在制熱運轉方式下能夠檢測出過冷度和制冷劑的高壓。
上述第4階段的特征是在一定周期期間內，對通過至上述第3階段為止的計算方法計算出的各個室內機的用電量進行累計計算，從而得出每個室內機的累計用電量，并將上述所有室內機的累計用電量加起來，從而得出整體用電量。然后根據(jù)上述整體用電量計算出各個室內機的電費比例，再將上述電費比例乘以整體電費，從而計算出各個室內機的電費。
當連接在一臺室外機上的若干臺室內機的使用者都不同的情況下，通過本發(fā)明的用電量計算方法，可以準確地計算出各個室內機進行制冷、制熱消耗的用電量。并且本發(fā)明的控制實際上可以在機器本身內部進行，并將結果提供給各個室內機，因此可以為生活在裝有一機多端型空調的建筑中的實際使用者消除疑問、解決難題，從而提高產品的可靠性。


圖1a為一機多端型空調的構成圖；圖1b為室內機的構成圖；圖2為用于控制本發(fā)明的一機多端型空調的室內機的部件構成圖；圖3為用于控制本發(fā)明的一機多端型空調的室外機的部件構成圖；圖4為本發(fā)明的一機多端型空調中，用來分別計算各個室內機所用電費的控制流程圖。
主要部件附圖標記說明500、556通信部件 503室外溫度監(jiān)測傳感器505、555存儲器506、559控制部件509模式轉換驅動部件 512壓縮機驅動部件515室外風扇驅動部件 210壓力傳感器550信號輸入部 553室內溫度監(jiān)測傳感器557計時器 562電子膨脹閥門驅動部件565顯示部件 568室內風扇驅動部件具體實施方式
下面參照附圖對本發(fā)明的一機多端型空調的用電量計算方法予以詳細說明。
圖2為本發(fā)明的一機多端型空調中的用于控制室內機的構成圖，圖3為本發(fā)明的一機多端型空調中的用于控制室外機的構成圖。附圖中所示的所有室內機最好都具備與圖2的室內機控制結構相同的結構。另外，對于一機多端型空調的制冷循環(huán)結構，將根據(jù)需要參照圖1予以說明。下面將以制冷運轉為例進行說明。
本發(fā)明的一機多端型空調的室外機10中具備用來與室內機20進行數(shù)據(jù)收發(fā)的通信部件500。上述通信部件500收發(fā)的數(shù)據(jù)由控制部件506提供?？刂撇考?06能夠對安裝在室外機10內的各個電氣部件進行控制。
即上述控制部件506能夠通過壓縮機驅動部件512來控制壓縮機的動作。并且控制部件506可以通過模式轉換驅動部件509來控制制冷、制熱的轉換。另外，控制部件506還可以控制用來驅動圖中未示的室外風扇的室外風扇驅動部件515。除此之外，室外機10還具備室外溫度檢測傳感器503，由上述室外溫度檢測傳感器503檢測出來的室外溫度會被輸入到控制部件506內，在進行制冷運轉的控制時可以將它作為基礎信息來使用。
室內機20的控制結構如圖2所示，設置有供使用者輸入各種控制信號的信號輸入部件550，并且通過上述信號輸入部件550而選擇的控制信號需能夠被輸入到控制部件559內。
另外，本發(fā)明的室內機20還具有壓力傳感器210，其安裝在壓縮機的制冷劑流入口和排出口上，能夠檢測出制冷劑的壓力。由于上述壓力傳感器210需要在制冷運轉時測定低壓PL，在制熱運轉時測定高壓PH，因此它由低壓傳感器和高壓傳感器而構成。由上述壓力傳感器210產生的信號需要能夠被輸入到控制部件559內。
除此之外，本發(fā)明的室內機20還具備以下部件，即用來檢測室內溫度的室內溫度檢測傳感器553；用來與上述室外機10進行數(shù)據(jù)收發(fā)的通信部件556；用來控制安裝在室內機內部的室內風扇的動作的室內風扇驅動部件568；用來調節(jié)流入室內機20的熱交換器內的制冷劑的量的電子膨脹閥門驅動部件562；能夠將各種顯示信號顯示出來以提供給使用者的顯示部件565。
上述電子膨脹閥門驅動部件562能夠在控制部件559的控制下，調節(jié)電子膨脹閥門的開啟(OPEN)程度。也就是說，控制部件559在制冷運轉時調節(jié)上述電子膨脹閥門的過熱度SH，在制熱運轉時調節(jié)上述電子膨脹閥門的過冷度SC。
此外，本發(fā)明的室外機10和室內機20中還包括存儲器505和存儲器555，根據(jù)本發(fā)明的示例，其內部存儲著用來計算各個室內機的用電量的各種變量、用來控制空調的十進制編碼(algorism)、用來計算各個室內機的用電量的十進制編碼(algorism)以及機器的容量Q。上述數(shù)據(jù)可以存儲在上述任意一個存儲器中。此外，附圖標記557為計時器。
下面對具有上述結構的本發(fā)明的一機多端型空調的動作過程予以說明。
如果有驅動信號輸入到了空調內，從而使空調內部的各種電氣部件都接通了電源，那么室內機20側的通信部件556與室外機10側的通信部件500之間就會進行與空調驅動有關的各種信號的接收和發(fā)送。
在這里，室外機10的控制部件506會接收到用于驅動壓縮機的信號，從而通過壓縮機驅動部件512驅動壓縮機。此外，控制部件會向室外風扇驅動部件515輸出驅動信號，從而驅動室外風扇。此時模式轉換驅動部件509會被控制成與現(xiàn)在的運轉模式相適應的狀態(tài)。
另外，室內機20的控制部件會通過室內風扇驅動部件568來驅動室內風扇，通過電子膨脹閥門驅動部件562而使電子膨脹閥門LEV11開啟到一定程度。
如果實現(xiàn)了如上所述的動作，那么在壓縮機中被壓縮成高溫高壓狀態(tài)的制冷劑會在熱交換器3中實現(xiàn)第1次熱交換，之后通過管道L1被輸送到各個室內機20、30、40內。
被輸送到各個室內機20、30、40內的制冷劑會與室內空氣實現(xiàn)熱交換，之后通過管道L2重新流回到室外機10內。流回到室外機10內的制冷劑通過壓縮空氣桶5而流入壓縮機。流入到壓縮機內的制冷劑會重新被壓縮成高溫高壓狀態(tài)后排出。
通過反復進行如上所述的動作，室內空氣的溫度就會漸漸降低，同時安裝在室內機20內的室內溫度檢測傳感器553會對室內空氣的溫度進行檢測并將檢測結果向控制部件559輸出。
控制部件559能夠對上述檢測出的室內溫度與設定好的設定溫度進行比較，從而實現(xiàn)與上述差值相應的控制。即當室內溫度相對比設定溫度高時，就繼續(xù)驅動壓縮機以使室內溫度降低。與此同時，調節(jié)用來控制流向室內機20的制冷劑的量的電子膨脹閥門LEV1的開啟程度，增加流入室內機20內的制冷劑流入量。這樣一來，室內機20內產生的熱交換的量就會增加，從而可以快速地降低室內的溫度。
相反，當室內溫度相對比設定溫度低時，控制部件559會通過通信部件556向室外機傳送壓縮機停止(OFF)信號。在這種情況下，通過使壓縮機停止一段時間可以防止制冷過量。另外在這種情況下，控制部件559還會調節(jié)電子膨脹閥門的開啟程度，從而減少流入室內機20的制冷劑的量。
如上所述的控制在室外機10與室內機20之間和室外機10與室內機30之間通過相同的過程實現(xiàn)。并且通過反復進行如上所述的控制動作，可以將安裝有室內機的空調空間內部的溫度調節(jié)到能夠滿足使用者的要求的溫度。
即如上所述，一機多端型空調中的各個室內機的控制是根據(jù)使用者設定的設定溫度與室內溫度之差而實現(xiàn)的。在這里，當室內溫度相對比設定溫度高時，將電子膨脹閥門LEV1的開啟程度增加，從而調節(jié)流入室內機20的制冷劑的量。相反，當室內溫度相對比設定溫度低時，則將電子膨脹閥門LEV1的開啟程度減小，從而調節(jié)流入室內機20的制冷劑的量。這種對上述電子膨脹閥門LEV1的開啟程度的調節(jié)在制冷運轉時稱之為過熱度(SH)控制，在制熱運轉時稱之為過冷度(SC)控制。
與此相同，各個室內機的運轉能力與電子膨脹閥門LEV1的開啟程度有著密切的關系。因此在制冷運轉時，根據(jù)運轉條件上述過熱度SH會發(fā)生變化，在制熱運轉時，根據(jù)運轉條件上述過冷度SC會發(fā)生變化。
另外，各個室內機的運轉能力還與壓力有著密切的關系。這是因為壓力與溫度存在一定的比例關系。即壓力越高溫度越高，反之壓力越低溫度也越低。因此當空調進行制熱運轉時，制熱狀態(tài)處于高溫狀態(tài)的現(xiàn)象出現(xiàn)在壓力大的情況(PH)。當空調進行制冷運轉時，制冷狀態(tài)處于低溫狀態(tài)的現(xiàn)象出現(xiàn)在壓力小的情況(PL)。
如上所述，室內機的運轉能力在制冷運轉時與過熱度SH和低壓PL有密切的關系，在制熱時與過冷度SC和高壓PH有密切的關系。因此本發(fā)明利用了如上所述的運轉條件來測定各個室內機的用電量。
圖4為在采用本發(fā)明的一機多端型空調中，用來分別計算各個室內機的與用電量相應的電費的動作流程圖。本發(fā)明的示例可以在各個室內機上單獨實現(xiàn)控制，也可以在控制著整個一機多端型空調的室外機或其它控制裝置上實現(xiàn)控制。在本發(fā)明中，以在室外機的控制部件506上實現(xiàn)控制為例進行說明。
首先，控制部件506檢測出各個室內機的容量Q(第100階段)。雖然與室外機10相連接的各個室內機20、30、40的容量可以相同，但也可以不同。因此控制部件506需要確認各個室內機的容量Q。
接下來控制部件506要從各個室內機20、30、40的控制部件559讀取數(shù)據(jù)，制冷運轉時讀取過熱度SH，制熱運轉時讀取過冷度SC(第103階段)。上述動作可以由控制部件506通過通信部件500向室內機提出要求而得以實現(xiàn)。
各個室內機在動作的過程中，各個室內機的壓力傳感器210會檢測出壓力值，而控制部件506則會對這些檢測出的壓力值進行讀取。上述壓力值在制冷運轉時為低壓PL檢測值，制熱運轉時為高壓PH檢測值(第106階段)。
利用通過上述過程讀取到的各個室內機的容量Q、各個室內機的過熱度SH或過冷度SC以及各個室內機的低壓PL或高壓PH這些數(shù)據(jù)，通過以下的運算式1和運算式2就可以計算出各個室內機的用電量QS。
運算式1制冷運轉時的用電量QS＝[容量Q×基準低壓a]/[過熱度SH×低壓PL]運算式2制熱運轉時的用電量QS＝[容量Q×基準高壓b]/[過冷度SC×高壓PH]在這里，上述基準低壓a為5kgf/cm2，基準高壓b為20kgf/cm2。
接下來，控制部件506對各個室內機的累計用電量SQS進行計算(第112階段)。各個室內機在運轉的過程中反復進行上述第100階段至第109階段的動作過程，從而計算出現(xiàn)在運行狀態(tài)的用電量，將這樣得出的用電量在一定周期期間內加以累計就可以得出上述累計用電量SQS。上述一定周期指的是計算電費的周期。
然后控制部件506會將計算出的各個室內機的累計用電量SQS全部加起來，從而計算出整體用電量TSQS(第115階段)。
如果把在上述第115階段中計算出來的整體用電量TSQS與各個室內機的用電量進行比較，那么就可以得出各個室內機的電費比例(第118階段)。如果把如此計算出來的各個室內機的電費比例與整體電費相乘，那么就可以計算出各個室內機的電費(第121階段)?？刂撇考?06將這樣計算出來的各個室內機的電費通過通信部件500傳送給各個室內機，然后各個室內機的控制部件559會控制顯示部件565將各自的電費顯示出來(第124階段)。
如上所述，本發(fā)明的一機多端型空調的特征是利用能夠決定各個室內機的使用能力的運轉條件即過熱度或過冷度、制冷劑的壓力以及各個室內機的容量而計算出各個室內機的用電量。因此通過本發(fā)明可以根據(jù)各個室內機的實際用電量來準確地收取電費。
本發(fā)明的權利并不限定于上述示例，而應根據(jù)專利申請范圍中的內容予以定義。很顯然，對于那些掌握了本發(fā)明所屬領域的一般知識的人士來說，在申請范圍中所記載的權利范圍內是有可能做出變形處理或改造的。
權利要求
1.一種一機多端型空調的用電量計算方法，特征在于，在具備若干個室內機并且需要分別測定各個室內機的用電量的一機多端型空調中，計算方法包括如下步驟第1階段檢測各個室內機的容量；第2階段在各個室內機處于運轉中的狀態(tài)下，檢測膨脹閥門的開啟程度和制冷劑的壓力；第3階段利用在上述第1、2階段中檢測出的容量、開啟程度、壓力來計算各個室內機的用電量；第4階段將在第3階段中計算出的用電量與電費進行比較，從而計算出各個室內機所使用的電費。
2.根據(jù)權利要求1所述的一機多端型空調的用電量計算方法，其特征在于上述第2階段是在制冷運轉方式下檢測過熱度和制冷劑的低壓的階段。
3.根據(jù)權利要求1所述的一機多端型空調的用電量計算方法，其特征在于上述第2階段是在制熱運轉方式下檢測過冷度和制冷劑的高壓的階段。
4.根據(jù)權利要求1至3任意一項所述的一機多端型空調的用電量計算方法，其特征在于上述第4階段是在一定周期期間內，對通過至上述第3階段為止的計算方法計算出的各個室內機的用電量進行累計計算，從而得出每個室內機的累計用電量，并將上述所有室內機的累計用電量加起來，從而得出整體用電量，然后根據(jù)上述整體用電量計算出各個室內機的電費比例，再將上述電費比例乘以整體電費，從而計算出各個室內機的電費。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一機多端型空調的用電量計算方法，上述方法是一種在使用若干個室內機的空調中用來分別計算各個室內機所用電費的方法。本發(fā)明的一機多端型空調的特征是可以利用能夠決定各個室內機的使用能力的運轉條件即過熱度或過冷度、制冷劑的壓力以及各個室內機的容量而計算出各個室內機的用電量。因此通過本發(fā)明可以根據(jù)各個室內機的實際用電量來準確地收取電費。
文檔編號F24F11/00GK1590883SQ0314414
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月25日 優(yōu)先權日2003年8月25日
發(fā)明者金株尚 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司