專利名稱：發(fā)動機操作或電動操作的空調及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用制冷循環(huán)裝置的空調，尤其涉及一種能夠根據壓縮機的負載程度選擇性地驅動發(fā)動機或電動機的空調及其控制方法。
背景技術：
圖1是示出具有傳統(tǒng)壓縮機驅動結構的空調的制冷循環(huán)的示意圖。
如圖1所示，該空調的制冷循環(huán)裝置包括壓縮機10，其供應高壓高溫的氣體制冷劑；以及相繼連接至壓縮機10的冷凝器13、膨脹器15和蒸發(fā)器17。
更具體地，在家用空調的情形中，壓縮機10主要是這種類型的壓縮機，即壓縮機構和電動機20安裝在高壓殼體內，以便使用商業(yè)電源進行驅動。在燃氣發(fā)動機操作的空調或車用空調的情形中，壓縮機10主要是這種類型的壓縮機，即燃氣、柴油或汽油發(fā)動機連接至壓縮機構的軸，以進行制冷劑的壓縮。
使用發(fā)動機操作的壓縮機的空調運轉有利于降低燃料成本，并將廢熱應用于制熱，使用電動操作的壓縮機的空調有利于便利的維護。
然而，發(fā)動機操作的壓縮機存在的問題在于，雖然這種壓縮機在壓縮機工作頻率高的高負載區(qū)域內具有高的發(fā)動機操作效率和好的排氣性能，但在壓縮機的RPM即壓縮機的工作頻率低的低負載區(qū)域內，僅獲得低的發(fā)動機操作效率，并且經受更多廢氣的損害。
電動操作的壓縮機還存在的問題在于，其難以使用恒速電動機而獲得變速控制。然而，變速電動機在壓縮機的高負載區(qū)域則易于過度增加電力輸入，即耗電。

發(fā)明內容
因此，鑒于上述問題而提出本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種發(fā)動機操作或電動操作的空調及其控制方法，在該空調中設置有發(fā)動機和電動機，以根據壓縮機的工作負載范圍而選擇性地用于操作壓縮機，從而改善壓縮機的操作效率，并降低空調的維護成本。
按照本發(fā)明的一個方案，通過提供一種發(fā)動機操作或電動操作的空調可實現上述和其它目的，該空調包括一制冷循環(huán)裝置，其包括壓縮機、冷凝器、膨脹器和蒸發(fā)器；一電動機，其提供驅動力以驅動該壓縮機；一發(fā)動機，其提供驅動力以驅動該壓縮機；以及一電力傳輸選擇機構，用以從該電動機和該發(fā)動機中選擇一驅動源來驅動該壓縮機。
優(yōu)選地，該電力傳輸選擇機構可包括一對離合機構，所述離合機構分別設置在該壓縮機和該電動機之間以及該壓縮機和該發(fā)動機之間，以選擇性地截取電力傳輸。
優(yōu)選地，通過分別插入所述離合機構，使得該電動機和該發(fā)動機可連接至從該壓縮機的相對側延伸的相應軸。
優(yōu)選地，該電動機可連接至一蓄電池，以使用由該發(fā)動機的驅動力產生的電來進行驅動。
按照本發(fā)明的另一方案，通過提供一種發(fā)動機操作或電動操作的空調的控制方法可實現上述和其它目的，其中，根據壓縮機的工作頻率，通過選擇性地使用由電動機傳送的驅動力或發(fā)動機傳送的驅動力來驅動該空調的壓縮機。
優(yōu)選地，在該壓縮機的工作頻率低于一預定工作頻率的低負載區(qū)域內，可以通過使用該電動機來驅動該壓縮機，并且在該壓縮機的工作頻率高于該預定工作頻率的高負載區(qū)域內，可以通過使用該發(fā)動機來驅動該壓縮機。
優(yōu)選地，在該壓縮機初始運轉時，可以通過使用該電動機來驅動該壓縮機。
優(yōu)選地，當該發(fā)動機的每分鐘轉數(RPM)處于該壓縮機的高負載區(qū)域中的一預定RPM范圍內時，可以通過使用該發(fā)動機來驅動該壓縮機。
對于按照本發(fā)明的發(fā)動機操作或電動操作的空調及其控制方法，通過選擇性地使用該電動機或發(fā)動機作為一驅動源來驅動該壓縮機，從而，由于電動操作和發(fā)動機操作的壓縮機的集成優(yōu)勢，保證了高操作效率和良好的制冷/制熱性能。此外，該壓縮機的高操作效率具有減少驅動壓縮機所需能量的效果，導致了空調的低維護成本。


從以下結合附圖的詳細說明中，將更清楚地了解本發(fā)明的上述和其它目的、特征及其它優(yōu)點，其中圖1是示出具有傳統(tǒng)壓縮機驅動結構的空調的制冷循環(huán)的示意圖；圖2是示出按照本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的發(fā)動機操作或電動操作的空調的制冷循環(huán)的示意圖；圖3是示出按照本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的發(fā)動機操作或電動操作的空調的制冷循環(huán)的示意圖；圖4是示出按照本發(fā)明的發(fā)動機操作或電動操作的空調的控制方法的流程圖；以及圖5是按照發(fā)動機的每分鐘轉數示出燃料消耗率、軸轉矩和軸輸出變化的曲線圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖詳細說明按照本發(fā)明的發(fā)動機操作或電動操作的空調及其控制方法的優(yōu)選實施例。
圖2是示出按照本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的發(fā)動機操作或電動操作的空調的制冷循環(huán)的示意圖。
如圖2中所示，按照本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的發(fā)動機操作或電動操作的空調包括一制冷循環(huán)裝置，與公知的制冷循環(huán)相似，該制冷循環(huán)裝置包括壓縮機50、冷凝器53、膨脹器55和蒸發(fā)器57。壓縮機50連接至電動機60和發(fā)動機70，以從那里接收驅動力。
電動機60設置在壓縮機50的一側，并且用于使用商業(yè)電源來獲得壓縮機50的旋轉驅動。這樣的電動機60經由軸51連接至壓縮機50的驅動機構，從而經由電力傳輸而允許壓縮機50壓縮運轉。
發(fā)動機70是從燃氣、柴油和汽油發(fā)動機中選擇的一種。與電動機60相似，發(fā)動機70經由軸52連接至壓縮機50的驅動機構，從而經由電力傳輸而允許壓縮機50壓縮運轉。
電動機60和壓縮機50之間的軸51與發(fā)動機70和壓縮機50之間的軸52分別設置有離合(clutch)機構65和75。離合機構65和75用作電力傳輸選擇機構，以選擇性地截取到壓縮機50的電力傳輸。
也就是說，電動機60和發(fā)動機70連接至從壓縮機50的相對側延伸的相應軸51和52，并且離合機構65和75分別插入電動機60和壓縮機50之間以及發(fā)動機70和壓縮機50之間。
在此，離合機構65和75可從這種類型的公知離合系統(tǒng)中選擇，即該公知離合系統(tǒng)的電力傳輸機構根據控制單元的信號彼此連接或斷開。
優(yōu)選地，電動機60電連接至蓄電池80，該蓄電池80存儲發(fā)動機驅動型發(fā)電機78中產生的電。這允許電動機60使用在驅動發(fā)動機70時產生的電來進行驅動。
圖3是示出按照本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的發(fā)動機操作或電動操作的空調的制冷循環(huán)的示意圖。
如圖3中所示，除了從電動機160和發(fā)動機170到壓縮機150的電力傳輸結構之外，按照本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的發(fā)動機操作或電動操作的空調具有基本與上述第一實施例的結構相似的結構。
在第二實施例中，壓縮機150內連接至用于從電動機160或發(fā)動機170進行電力傳輸的單驅動軸151，電力傳輸選擇機構155設置在驅動軸151以及電動機160和發(fā)動機170之間，以從發(fā)動機170或電動機160選擇性地截取電力傳輸。
在此，電力傳輸選擇機構155可從這種類型的公知機構中選擇，即該公知機構將壓縮機選擇性地連接至多個電源中的一個。
優(yōu)選地，電動機160連接至蓄電池180，該蓄電池180存儲發(fā)動機驅動型發(fā)電機(engine generator)178中產生的電，以從那里接收電力，但其并不限于此，普通的外部商業(yè)電源也可連接至電動機160。
除了上述電力傳輸結構之外，分別與第一實施例的組成元件相對應的第二實施例的組成元件用相同的附圖標記表示，并且不再給出其詳細說明。
圖4是示出按照本發(fā)明的發(fā)動機操作或電動操作的空調的控制方法的流程圖。該控制方法以第一實施例為基礎，因此將參照圖2進行說明。
在壓縮機50的初始運轉期間，或者在壓縮機50的工作頻率低于預定工作頻率的低負載區(qū)域內，具有發(fā)動機70和電動機60的空調使用電動機60作為驅動源來操作壓縮機50。另一方面，在壓縮機50的工作頻率高于預定工作頻率的高負載區(qū)域內，空調使用發(fā)動機70作為驅動源來操作壓縮機50。
在壓縮機50的高負載區(qū)域內，考慮到發(fā)動機70的發(fā)電效率，優(yōu)選地，當發(fā)動機70的每分鐘轉數(RPM)在2000至3000rpm的預定范圍內，即在最佳操作區(qū)域內時，使用發(fā)動機70來操作壓縮機50。
在此，應當理解的是，最佳操作區(qū)域的RPM范圍根據發(fā)動機的效率和運轉狀態(tài)是可以以不同的方式進行變化的。
在上述第一實施例中，因為電動機60和發(fā)動機70連接至從壓縮機50的相對側延伸的相應軸51和52，因此能夠通過選擇性地在壓縮機50的低負載區(qū)域內使用電動機60，或在壓縮機50的高負載區(qū)域內使用發(fā)動機70，來驅動壓縮機50。在后一種情形中，發(fā)動機70還用于給蓄電池80充電，用于驅動電動機60。
圖5是按照發(fā)動機70的每分鐘轉數示出燃料消耗率、軸轉矩和軸輸出變化的曲線圖。為了獲得足夠的轉矩，發(fā)動機70必須旋轉到2000至3000rpm，但電動機60只要一旋轉就能獲得最大轉矩。
也就是說，當電動機60是傳統(tǒng)的倒相電動機時，其具有30至120Hz的工作頻帶，并且在50至60Hz的頻帶內具有最佳操作效率。若電動機60超出其最佳RPM范圍進行運轉時，電輸入會急劇增加，導致壓縮機50的高負載運轉。這對壓縮機50的可靠性造成了不利影響。
因此，在具有2000至3000rpm的頻帶的壓縮機50的高負載區(qū)域(即，高旋轉區(qū)域)內，發(fā)動機70被用于驅動壓縮機50。電動機60僅在壓縮機50的低負載區(qū)域(即，低旋轉區(qū)域)內使用。
在低旋轉區(qū)域內使用電動機60并且在高旋轉區(qū)域內使用發(fā)動機70來操作壓縮機50，導致了壓縮機50驅動效率的提高，從而減少了驅動壓縮機50所需的能量(即，燃料消耗率)。
特別地，在大型空調的情形中，公知的是，由于增加的供電容量，這種大型空調需要大量的電動機60，以驅動壓縮機50。然而，因為如果必要的話，本發(fā)明允許通過使用發(fā)動機70作為獨立電源來驅動壓縮機，因此可減少所需的供電容量，能夠更有效地驅動大型壓縮機。
從上述說明中顯而易見的是，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機操作或電動操作的空調及其控制方法，其允許通過選擇性地使用發(fā)動機或電動機來驅動壓縮機，從而由于電動操作和發(fā)動機操作的壓縮機的集成優(yōu)勢，保證了壓縮機的高操作效率以及隨之發(fā)生的空調的良好制冷/制熱性能。壓縮機的高操作效率具有減少驅動壓縮機所需能量的效果，導致了空調的低維護成本。
雖然為說明目的揭示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本領域的技術人員能夠理解的是，在不脫離所附權利要求中揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進行各種變動、添加及替換。
權利要求
1.一種發(fā)動機操作或電動操作的空調，包括一制冷循環(huán)裝置，其包括壓縮機(50)、冷凝器(53)、膨脹器(55)和蒸發(fā)器(57)；一電動機(60；160)，其提供驅動力以驅動該壓縮機(50)；一發(fā)動機(70；170)，其提供驅動力以驅動該壓縮機(50)；以及一電力傳輸選擇機構(65和75；155)，用以從該電動機(60；160)和該發(fā)動機(70；170)中選擇一驅動源來驅動該壓縮機(50)。
2.如權利要求1所述的空調，其中該電力傳輸選擇機構包括一對離合機構(65和75)，所述離合機構分別設置在該壓縮機(50)和該電動機(60)之間以及該壓縮機(50)和該發(fā)動機(70)之間，以選擇性地截取電力傳輸。
3.如權利要求2所述的空調，其中通過分別插入所述離合機構(65和75)，使得該電動機(60)和該發(fā)動機(70)連接至從該壓縮機(50)的相對側延伸的相應軸(51和52)。
4.如權利要求1所述的空調，其中該電動機(60)連接至一蓄電池(80)，以使用由該發(fā)動機(70)的驅動力產生的電進行驅動。
5.一種發(fā)動機操作或電動操作的空調的控制方法，其中根據壓縮機(50)的工作頻率，通過選擇性地使用由電動機(60)傳送的驅動力或由發(fā)動機(70)傳送的驅動力來驅動該空調的壓縮機(50)。
6.如權利要求5所述的控制方法，其中在該壓縮機(50)的工作頻率低于一預定工作頻率的低負載區(qū)域內，通過使用該電動機(60)來驅動該壓縮機(50)；并且在該壓縮機(50)的工作頻率高于該預定工作頻率的高負載區(qū)域內，通過使用該發(fā)動機(70)來驅動該壓縮機(50)。
7.如權利要求5所述的控制方法，其中在該壓縮機(50)的工作頻率低于一預定工作頻率的低負載區(qū)域內，通過使用該電動機(60)來驅動該壓縮機(50)；在該壓縮機(50)的工作頻率高于該預定工作頻率的高負載區(qū)域內，通過使用該發(fā)動機(70)來驅動該壓縮機(50)；并且在該壓縮機(50)初始運轉時，通過使用該電動機(60)來驅動該壓縮機(50)。
8.一種發(fā)動機操作或電動操作的空調的控制方法，其中在壓縮機(50)的工作頻率低于一預定工作頻率的低負載區(qū)域內，通過使用一電動機(60)來驅動該空調的該壓縮機(50)，并且在該壓縮機(50)的工作頻率高于該預定工作頻率的高負載區(qū)域內，通過使用一發(fā)動機(70)來驅動該壓縮機(50)；并且當該發(fā)動機(70)的每分鐘轉數(RPM)處于該壓縮機(50)的高負載區(qū)域中的一預定RPM范圍內時，通過使用該發(fā)動機(70)來驅動該壓縮機(50)。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種發(fā)動機操作或電動操作的空調及其控制方法。該空調被構造為，根據壓縮機的工作頻率，通過選擇性地使用由電動機(60)傳送的驅動力或由發(fā)動機(70)傳送的驅動力來驅動壓縮機(50)，從而，由于電動操作和發(fā)動機操作的壓縮機的集成優(yōu)勢，減少了燃料成本，并保證了壓縮機的高操作效率以及空調的良好制冷/制熱性能。
文檔編號F25B49/02GK1661307SQ20051000957
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月25日 優(yōu)先權日2004年2月25日
發(fā)明者吳世基, 張世東 申請人:Lg電子株式會社