CN100485281C

CN100485281C - 空调机

Info

Publication number: CN100485281C
Application number: CNB2006101464615A
Authority: CN
Inventors: 铃木秀明; 杉崎智子
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: CN1963324A; JP4668769B2; JP2007132560A

Abstract

本发明提供一种在夜间室外气温较低时可持续地运转而无需频繁地开关压缩机、且可抑制室内湿度发生急剧变化从而实现舒适的睡眠环境的空调机。本空调机具有对室内空气利用第1室内热交换器进行加热、且利用第2室内热交换器进行冷却的再热除湿运转功能，包括进行控制以使制冷运转时具有室温从目标温度下降的降温区域和之后室内温度上升的升温区域的睡眠模式运转控制装置，该睡眠模式运转控制装置具有在降温区域中进行制冷运转、在升温区域的控制开始时从制冷运转切换为再热除湿运转的运转切换控制模式。

Description

空调机

技术领域

本发明涉及一种空调机，尤其涉及具有睡眠模式运转(asleep comfortmode operation)控制装置、在室内温度从目标温度下降的降温区域和室内温度从该降温区域上升的升温区域内进行运转的空调机。

背景技术

一般情况下，空调机在使用者(user)的睡眠中和未睡时要求进行不同的空调控制。因此，作为适合于睡眠时的制冷运转模式(cooling operation mode)设定有“睡眠模式(mode)”，进行基于该“睡眠模式”的制冷运转。

基于以往的空调机中设定的睡眠运转模式进行的制冷运转，在使用者最初设定的目标温度下运转了一定时间后，使室温缓缓上升，从而可顺应人体在睡眠中的代谢量降低，与进行通常的制冷运转的情况相比可得到更舒适的睡眠。

以往的“睡眠模式”基本上不以整晚持续进行制冷运转为前提，在进入室外气温开始降低的时间段后，制冷运转会停止。

然而，以往的“睡眠模式”下，即使室内湿度升高也不会自动地从制冷运转切换为除湿运转，使用者必须进行手动切换。

因此，在日本专利特开2004—93066号公报(以下称专利文献1)中提出一种空调机，在睡眠模式运转中可自动地从通常运转切换为使除湿功能优先的运转，而且，即使进行此类使除湿功能优先的运转也不会有损控制的稳定性。

然而，专利文献1所述的空调机的“睡眠模式”下的制冷运转是在室外温度较低的夜间进行的，而且逐渐使室温上升，因此会变成低效率的制冷运转，导致压缩机频繁地进行开关(ON/OFF)，使室温变化容易发生波动(hunting：振荡现象)，室温控制可能会变得不稳定。另外，有时需要进行加热倾向的除湿运转，然而在制冷运转或过节流制冷运转时不能进行加热倾向的运转。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种即使在夜间室外气温低于室内温度时也无需频繁地开关压缩机、且可抑制室内湿度发生急剧变化从而实现舒适的睡眠环境的空调机。

为了达成上述目的，本发明的空调机包括：压缩机、四通切换阀、室外热交换器、主回路节流机构、除湿运转时作为冷凝器的第1室内热交换器、除湿运转时作为蒸发器的第2室内热交换器、以及设置在所述第1室内热交换器与所述第2室内热交换器之间的除湿用节流机构，可进行对室内空气利用所述第1室内热交换器进行加热、且利用所述第2室内热交换器进行冷却的再热除湿运转，其特征在于，包括进行控制以使制冷运转时具有室温从目标温度下降的降温区域和之后室内温度上升的升温区域的睡眠模式运转控制装置，该睡眠模式运转控制装置具有在降温区域中进行制冷运转、在升温区域的控制开始时从制冷运转切换为再热除湿运转的运转切换控制模式(pattern)，所述再热除湿运转是使所述主回路节流机构开放且使所述除湿用节流机构节流，对室内空气利用所述第1室内热交换器进行加热、且利用所述第2室内热交换器进行冷却。

采用本发明，可提供一种在夜间室外气温较低时也可持续地运转而无需频繁地开关压缩机、且可抑制室内湿度发生急剧变化从而实现舒适的睡眠环境的空调机。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的空调机的方框图。

图2是说明本发明的一个实施例的空调机在“睡眠模式”运转中的室温变化的图表。

图3是说明本发明的一个实施例的空调机在“睡眠模式”运转中进行再热除湿运转时的室温变化的图表。

图4是说明比较例的空调机在“睡眠模式”运转中进行再热除湿运转时的室温变化的图表。

图5是说明本发明的其他实施例的空调机在“睡眠模式”运转中进行再热除湿运转时的室温变化的图表。

(符号说明)

1 空调机 2 制冷循环

3 压缩机 5 室外热交换器

6 电子膨胀阀 7 第1室内热交换器

8 电子膨胀阀 9 第2室内热交换器

10 变频装置 11 室外风机

12 室内风机 13 运转控制回路

14 睡眠模式控制装置 15 遥控器

具体实施方式

下面参照附图对本发明一个实施例的空调机进行说明。

图1是本发明一个实施例的空调机的构成图。另外，本实施例中以具有两台室内热交换器的所谓“再热除湿型”空调机的制冷运转为例进行说明。

如图1所示，本发明的空调机1具有循环有制冷剂的制冷循环(refrigeration cycle)2，利用该制冷循环2的压缩机3进行压缩而成为高温高压的制冷剂通过四通阀4被送出至作为冷凝器的室外热交换器5，在此通过与室外空气进行热交换而冷凝液化成为高温高压的液态制冷剂。

该高温高压的液态制冷剂利用作为主节流机构的电子膨胀阀6进行节流，成为低温低压的液态制冷剂并被送往第1室内热交换器7，然后通过作为除湿用节流机构的电子膨胀阀8被送往第2室内热交换器9。

被送往作为蒸发器运行的第1室内热交换器7和第2室内热交换器9的低温低压的液态制冷剂在第1及第2室内热交换器7、9中与室内空气进行热交换而发生气化，成为低温低压的气态制冷剂。室内空气因与此时的液态制冷剂进行热交换而释放热量，从而被冷却。

来自第2室内热交换器9的气态制冷剂重新通过四通阀4被送往压缩机2的吸入侧并利用该压缩机2进行压缩，重复着与上述相同的过程。

另一方面，在进行本发明的“睡眠模式”下的再热除湿运转时，电子膨胀阀6被开启，除湿用电子膨胀阀8被节流，第1室内热交换器7作为冷凝器运行，且第2室内热交换器9作为蒸发器运行，将利用该第2室内热交换器9进行过冷却和除湿的室内空气利用第1室内热交换器7进行加热，或将利用第2室内热交换器9进行过冷却和除湿的室内空气与利用第1室内热交换器7进行过加热的室内空气混合并吹出，使室内的温度缓缓上升。

另外，压缩机3通过来自变频(inverter)装置10的供电被驱动旋转，相对于室外热交换器5设置的螺旋桨(propeller)型的室外风机(fan)11被驱动旋转，且相对于第1及第2室内热交换器7、9双方共用地设置的横流式的室内风机12被驱动旋转，从而促进热交换。这些变频装置10、室外风机11及室内风机12由运转控制回路13的睡眠模式控制装置14所发出的控制信号进行控制。

另外，通过遥控器(remote controller)15将使用者所设定的目标温度及目标湿度输出至睡眠模式控制装置14。另外，在室内机的空气吹出口附近、即室内风机12的附近安装有室温检测器16及湿度检测器17，这些检测器发出的室温检测信号及湿度检测信号也被输出至睡眠模式控制装置14。另外，在第2室内热交换器9的制冷剂入口部及制冷剂出口部分别安装有热交换温度检测器18、19，这些检测器检测出的热交换温度检测信号也分别被输出至睡眠模式控制装置14。

该睡眠模式控制装置14根据以上各检测信号，通过变频装置10对压缩机3进行控制，且对室外风机11及室内风机12进行控制，对电子膨胀阀6进行开度控制，并且在再热除湿运转时通过运转控制回路13对电子膨胀阀8进行开闭控制。也就是说，本发明的空调机控制成：在睡眠模式控制装置14接收到上述各检测信号并判断为满足一定条件时，进行再热除湿运转。

下面，对本实施例中所进行的再热除湿运转的切换条件进行说明。

图2是说明利用本实施例的“睡眠模式”进行制冷运转时的室温变化的图表。

在该“睡眠模式”运转的例子中，已知使用者以时刻t0～t3为运转时间，另外，目标温度设定为温度“Ts”。而且，该室温变化特性曲线具有时刻t0以后不久室内温度从目标温度“Ts”下降的降温区域(时刻t1～t2)、以及该降温区域后至时刻t3室内温度上升的升温区域(时刻t2～t3)。

设置这种降温区域的理由是由于人类在入睡后不久睡眠状态就会变成非快速眼动睡眠(non-REM sleep)，伴随着体温下降和出汗现象，因此配合该体温下降而使室温下降。另外，设置升温区域的理由是若使室温一直维持在大大低于体温的状态，则人类虽然会在最初入睡时感到舒适，然而之后就可能会因逐渐感到寒冷而半夜醒来，因此逐渐使室温接近于体温可得到舒适的睡眠。

在图2的图表中，时刻t0～t2中必须以较短时间大幅地降低温度，另外，是准备入睡的使用者处于脆弱(delicate)的生理状态的时间带。

因此，将时刻t1～t2作为室内温度下降的降温区域，将时刻t2～t3作为室内温度上升的升温区域，在该升温区域的控制开始时立即切换为可抑制室内湿度发生急剧变动的再热除湿运转。

在此，本实施例中，从制冷运转切换为再热除湿运转的再热除湿运转切换时的温度条件为“睡眠模式”的运转开始时室外温度与使用者设定的目标温度之差小于等于规定值时、或者升温区域的控制开始时室外温度与目标温度的温度差小于等于规定值时。

另外，再热除湿运转切换时的压缩机运转频率条件为压缩机3的输出低于规定输出水平时变频装置10的输出频率。

最理想的切换条件为满足上述温度条件和频率条件的时候。

本实施例中，具体规定了这种再热除湿运转切换条件，通过在“睡眠模式”下进行再热除湿运转，使得即使在夜间室外气温较低时室外气温低于室内温度，也能够持续地进行提高室内温度的运转而无需频繁地开关压缩机，另外可抑制室内湿度发生急剧变化。

像这样对再热除湿运转切换条件进行具体地规定，通过在“睡眠模式”下进行再热除湿运转，使得即使在夜间室外气温较低时室外气温低于室内温度，也能够持续地进行提高室内温度的运转而无需频繁地开关压缩机，另外可抑制室内湿度发生急剧变化。

以下，对本实施例的空调机的动作进行说明。

在睡眠时使用者通过操作遥控器15将时刻t0～t3设定为“睡眠模式”的对象时间带，将此时的目标温度Ts设定为26℃，目标湿度设定为50％。另外，通常使用者可设定的目标湿度根据空调机制造商(manufacturer)的规格限定在45～60％的范围内。

在时刻t0时，睡眠模式控制装置14开始进行“睡眠模式”的运转，向变频装置10输出起动指令。因此，变频装置10向压缩机3进行供电，使压缩机3被驱动旋转，使气态低温低压制冷剂被压缩而成为气态高温高压制冷剂，然后被送出至制冷循环2，在室外热交换器5及室内热交换器7、9内进行热交换。然后，通过室内热交换器7、9内的制冷剂蒸发使室内空气冷却，使室内温度降至作为目标温度的26℃。另外，此时电子膨胀阀6闭合至通常制冷运转用的开度，另外，除湿用电子膨胀阀8全部开启。

在时刻t1时，“睡眠模式”的运转进入降温区域，室内温度逐渐降低。然后，在作为降温区域的结束时刻的时刻t2时，例如室内温度降至24.5℃。时刻t0～t2中必须以较短时间大幅地降低温度，在该时间带中进行通常制冷运转。

另外，在本实施例中，由于将再热除湿运转切换时的温度条件规定为“升温区域的控制开始时室外温度与目标温度之差小于等于规定值时”或者“升温区域的控制开始时压缩机的运转频率小于等于规定频率时”，因此，在室外气温较高、需要充足的冷负荷时，在升温区域也进行制冷运转，不会发生室温无法控制的情况。

在经过时刻t2后，进入升温区域，室温缓缓上升。

在升温区域的控制开始时室外温度与目标温度之差小于等于规定值时、或者升温区域的控制开始时压缩机运转频率小于等于规定频率时，例如，利用图3所示的“睡眠模式”运转时的再热除湿运转的控制模式，在进入升温区域后立即切换为再热除湿运转。

再热除湿运转通过睡眠模式控制装置14所发出的控制信号对电子膨胀阀6及除湿用电子膨胀阀8进行控制，使电子膨胀阀6开启，电子膨胀阀8节流。

如此一来，经过压缩机3压缩的制冷剂在室外热交换器5及第1室内热交换器7内被冷却而液化，在电子膨胀阀8进行节流而减压，在第2室内热交换器9内蒸发，对进行热交换的室内空气进行冷却、除湿。另外，将利用第2室内热交换器9进行过冷却和除湿的室内空气利用第1室内热交换器7进行加热，或将利用第2室内热交换器9进行过冷却和除湿的室内空气与利用第1室内热交换器7进行过加热的室内空气混合并吹出，使室内的温度缓缓上升。

像这样，对“睡眠模式”运转时的再热除湿运转的控制模式进行改良，在进入升温区域后立即切换为再热除湿运转，使得即使在夜间室外气温较低时室外气温低于室内温度，也能够持续地运转而无需频繁地开关压缩机，另外可抑制室内湿度发生急剧变化从而实现舒适的睡眠环境。

另外，图4是说明本发明的发明者们为比较而进行的非公知的运转模式的图表。与图4的比较例所示的进入升温区域后经过规定时间后再从制冷运转切换为再热除湿运转的“睡眠模式”运转相比，本实施例可抑制室内湿度发生急剧变化。

以下，对本发明的其他实施例的“睡眠模式”运转时的再热除湿运转的控制模式进行说明。

上述实施例中，在降温区域的运转后，立即切换为升温区域的运转，然而在本实施例中，如图5所示地设置有在降温区域后一定时间内使室内温度保持不变的室温恒定区域，然后进入升温区域，在进入升温区域时切换为再热除湿运转。

本实施例中，例如在“睡眠模式”下进行制冷运转时，不立即从降温区域切换为再热除湿运转，而是在一定时间内使室内温度保持不变后，在进入升温区域时切换为再热除湿运转。

本实施例中，由于在进入升温区域前一定时间内使室内温度保持不变，因此可实现更舒适的睡眠环境。

采用上文所述的本发明各实施例的空调机，即使在夜间室外气温较低时也无需频繁地开关压缩机，另外可抑制室内湿度发生急剧变化从而实现舒适的睡眠环境。

Claims

1、一种空调机，包括：压缩机、四通切换阀、室外热交换器、主回路节流机构、除湿运转时作为冷凝器的第1室内热交换器、除湿运转时作为蒸发器的第2室内热交换器、以及设置在所述第1室内热交换器与所述第2室内热交换器之间的除湿用节流机构，可进行对室内空气利用所述第1室内热交换器进行加热、且利用所述第2室内热交换器进行冷却的再热除湿运转，其特征在于，

包括进行控制以使制冷运转时具有室温从目标温度下降的降温区域和之后室内温度上升的升温区域的睡眠模式运转控制装置，

该睡眠模式运转控制装置具有在降温区域中进行制冷运转、在升温区域的控制开始时从制冷运转切换为再热除湿运转的运转切换控制模式，

所述再热除湿运转是使所述主回路节流机构开放且使所述除湿用节流机构节流，对室内空气利用所述第1室内热交换器进行加热、且利用所述第2室内热交换器进行冷却。

2、如权利要求1所述的空调机，其特征在于，所述睡眠模式运转控制装置在睡眠模式运转控制开始时室外温度与目标温度的温度差小于等于规定温度差时、或者在升温区域的控制开始时室外温度与目标温度的温度差小于等于规定温度差时，从制冷运转切换为再热除湿运转。

3、如权利要求1或2所述的空调机，其特征在于，所述睡眠模式运转控制装置在升温区域的控制开始时压缩机的运转频率小于等于规定频率时，从制冷运转切换为再热除湿运转。