CN101196331A - 空调机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有排水泵的空调机及其控制方法，尤其涉及具有用于排出冷凝水的排水泵的空调机中通过控制排水泵运行来防止冷凝水逆流的空调机及其控制方法。本发明所提供的具有排水泵的空调机及其控制方法，检测冷凝水逆流时发生在排水泵驱动部的反电动势，当判断为冷凝水发生逆流时控制排水泵自动运行，因此无需安装专门的逆流防止装置即可防止冷凝水逆流，所以节省了安装专门的逆流防止装置所需的作业时间及费用。

Description

空调机及其控制方法
技术领域
本发明涉及具有排水泵的空调机及其控制方法，尤其涉及在具有用于排出冷凝水的排水泵的空调机中通过控制排水泵运行来防止冷凝水逆流的空调机及其控制方法。
背景技术
空调机利用制冷剂循环配管连接压缩机、冷凝器、膨胀装置及室内热交换器等主要构成要素而构成制冷循环，并将所述构成要素分开安装到室外机和室内机，从而通过所述室内机对室内空间进行制冷或制热。
这种空调机按照室内机的设置位置分为固定于墙壁上的壁挂式空调机、设置于室内屋顶上的吸顶式空调机、立在室内地面上的立式空调机等，各室内机在室内热交换器下部设置冷凝水收集器，以收集在与室内空气的热交换过程中在室内热交换器表面产生的冷凝水并将其排到外部。
通常，聚积在所述冷凝水收集器中的冷凝水通过形成在下部的排水孔进行自然排水，但吸顶式空调机由于室内机被嵌入到天花板中导致排水条件恶劣，因此具有通过专门的排水泵向外强制排水的结构。
具有所述排水结构的吸顶式空调机，当空调机停止运行且排水泵也随之停止工作时，会发生残留在排水管内部的冷凝水逆流的现象。此时，如果超出了冷凝水收集器的蓄水容量，会发生向室内机漏水的问题。
现有的吸顶式空调机为了解决上述问题，在排水管中间设置止回阀以防止冷凝水逆流，但是设置止回阀导致作业时间及安装费用增加，而且当排水管与止回阀没有被完全连接时，连接部位会发生漏水。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种具有用于排出冷凝水的排水泵的空调机及其控制方法，该空调机没有设置专门的防逆流装置，而是通过控制所述排水泵运行来防止冷凝水逆流，从而可以减小安装时间和安装费用。
为了实现上述目的，依据本发明所提供的空调机，包含用于收集冷凝水的冷凝水收集器和用于排出聚积在所述冷凝水收集器中的冷凝水的排水泵单元，其特征在于还包含：电压检测部，以用于检测所述排水泵单元上产生的反电动势；控制部，该控制部利用所述电压检测部检测出的反电动势判断冷凝水是否发生逆流，并根据该判断结果控制所述排水泵单元的运行。
本发明所提供的空调机，其特征在于所述排水泵单元包含叶轮和驱动叶轮旋转的驱动电机，该驱动电机使叶轮朝第一方向即排水时的旋转方向旋转。
本发明所提供的空调机，其特征在于所述电压检测部用于检测驱动电机停止运行之后由所述驱动电机产生的反电动势。
本发明所提供的空调机，其特征在于所述控制部当所述反电动势相位不同于驱动电机朝第一方向旋转时产生的反电动势相位时，判断为冷凝水发生逆流。
本发明所提供的空调机，其特征在于：还包含用于计算发生所述反电动势的时间的计时器；所述控制部当所述计时器计算的时间超出第一设定时间时，判断为冷凝水发生逆流。
本发明所提供的空调机，其特征在于所述控制部当反电动势值超出设定值时控制所述计时器开始计算时间。
本发明所提供的空调机，其特征在于所述控制部当判断冷凝水发生逆流时使所述驱动电机朝第一方向旋转第二设定时间。
本发明所提供的空调机，其特征在于：还包含用于检测所述冷凝水收集器水位的水位检测部；所述控制部当所述水位检测部检测出的水位超出设定水位时旋转所述驱动电机。
本发明提供一种空调机的控制方法，该空调机包含用于收集冷凝水的冷凝水收集器和用于排出聚积在所述冷凝水收集器中的冷凝水的排水泵单元，其特征在于包含步骤：第一步骤，检测所述排水泵单元产生的反电动势；第二步骤，利用所述第一步骤中检测出的反电动势来判断冷凝水是否发生逆流；及第三步骤，根据所述第二步骤的判断结果控制所述排水泵单元的运行。
本发明所提供的空调机的控制方法，其特征在于所述第一步骤中反电动势的检测是在所述排水泵单元停止运行以后进行的。
本发明所提供的空调机的控制方法，其特征在于所述第二步骤中当第一步骤检测出的反电动势相位与所述排水泵单元朝排水旋转方向旋转时产生的反电动势相位不同时，判断为冷凝水发生逆流。
本发明所提供的空调机的控制方法，其特征在于：所述第一步骤中计算检测出反电动势的时间；所述第二步骤中当第一步骤计算出的时间超出第一设定时间时，判断为冷凝水发生逆流。
本发明所提供的空调机的控制方法，其特征在于所述第一步骤中当反电动势值超出设定值时计算所述时间。
本发明所提供的空调机的控制方法，其特征在于当第二步骤判断出冷凝水发生逆流时，所述第三步骤中使驱动电机朝排水时旋转方向旋转第二设定时间。
本发明所提供的空调机的控制方法，其特征在于所述第三步骤检测所述冷凝水收集器的水位，当该水位超出设定水位时旋转所述驱动电机。
附图说明
图1为表示依据本发明第一、第二实施例所提供的吸顶式空调机的室内机结构的剖面图；
图2为放大依据本发明第一实施例所提供的空调机排水泵单元结构的剖面图；
图3为依据本发明第一实施例所提供的空调机的运行控制框图；
图4为依据本发明第一实施例所提供的空调机的控制方法流程图；
图5为放大依据本发明第二实施例所提供的空调机排水泵单元结构的剖面图；
图6为依据本发明第二实施例所提供的空调机的运行控制框图；
图7为依据本发明第二实施例所提供的空调机的控制方法流程图。
主要符号说明：1为冷凝水收集器，4为排水电机，7为叶轮，15为水位检测部，100为控制部，140为电压检测部。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的优选实施例。
图1为表示依据本发明第一、第二实施例所提供的吸顶式空调机的室内机结构的剖面图。
如图1所示，吸顶式空调机的室内机20通过设在天花板上的开口部设置于天花板内，室内机20包含下端开口的四方箱体形状的主体21和盖住主体21的开口部而形成主体21下端的天花板面板30。
主体21内部设有产生吸入力及排风力使室内空气在主体21内部循环的室内热交换器风扇23和围住室内热交换器风扇23的径向外侧的室内热交换器2，室内热交换器风扇23布置于主体21内部的中央部分，并由产生旋转力的室内热交换器风扇电机22驱动旋转，室内热交换器2与从室内热交换器风扇23排出的空气进行热交换，从而冷却室内空气。
本实施例中主体21大致呈四方箱体形状，而室内热交换器2大致呈四角环形状，以对应主体21形状。室内热交换器2布置于室内热交换器风扇23外侧，而室内热交换器风扇23为从轴向吸入空气后朝径向外侧排出的离心式风扇。
天花板面板30的中央部分设有形成为格子形状的吸入格栅31，以用于从室内空间吸入空气；天花板面板30的吸入格栅31外围形成排出格栅32，用于将被室内热交换器2冷却或加热的空气重新排到室内空间。
并且，这种吸顶式空调机在冷却室内空气的过程中室内热交换器2表面会产生冷凝水，为了能收集所述冷凝水将其排到外部，室内热交换器2的下侧设有收集室内热交换器2上产生的冷凝水的冷凝水收集器1，冷凝水收集器1中设有排水泵单元3，以用于将聚积在内部的冷凝水强制排到外部。
图2为放大依据本发明第一实施例所提供的空调机排水泵单元结构的剖面图。
排水泵单元3包含内部形成泵腔6的泵主体11、可旋转地设置于泵主体11泵腔6内部的叶轮(impeller)7及为了朝一定方向旋转叶轮7而通过驱动轴5与叶轮7连接并结合到泵主体11的排水电机4。
并且，泵主体11在下部形成与内部的泵腔6相连通的吸入口8，在侧方形成排出口9，而排出口9上连接用于将从泵腔6排出的冷凝水导向冷凝水收集器1外部的排水管10。
泵主体11的吸入口8被淹没在冷凝水收集器1中聚积的冷凝水中，由此流入到泵腔6内部的冷凝水随着叶轮7的旋转经过排出口9和排水管10被排到冷凝水收集器1外部。
所述叶轮7采用多个翅片被布置为放射状的通常的离心式风扇。所述叶轮7随着排水电机4的旋转朝一定方向旋转，使得通过泵主体11吸入口8流入的冷凝水被排到形成排出口9的泵主体11周向。
图3为依据本发明第一实施例所提供的空调机的运行控制框图。
当用户将室内机20的运行停止信号输入到输入部110时，控制部100将用于停止排水电机4、压缩机170及室内热交换器风扇23运行的控制信号分别传送到电机驱动部150、压缩机驱动部160及风扇驱动部180。
当排水电机4和通过驱动轴5连接于排水电机4的叶轮7根据上述控制信号停止运行时，控制部100向电压检测部140传送用于检测排水电机4引起的反电动势的控制信号。
据此，电压检测部140检测排水电机4引起的反电动势，并将有关信息传送到控制部100。
此时，反电动势是指与排水运行时由电机驱动部150施加于排水电机4的电动势方向相反的电动势。排水电机4停止时所述电动势为零，此时如果处于静止状态的排水电机4转子(未图示)和通过驱动轴5连接于所述转子的叶轮7因外部强制力发生旋转，则排水电机4定子(未图示)线圈上的感应电流产生反电动势。
这时，旋转叶轮7的外部强制力是从排水管10逆流到泵腔6的冷凝水的流动引起的，而且叶轮7的旋转方向与排水时的旋转方向相反。
另外，从电压检测部140接收到关于反电动势的信息之后，控制部100利用存储在存储器120中的数据和计时器130判断是否发生了冷凝水的逆流现象，如果发生了冷凝水的逆流现象，则将用于运行排水电机4的信号传送到电机驱动部150。
图4为依据本发明第一实施例所提供的空调机的控制方法流程图。
当接通空调机的电源时，控制部100根据用户输入到输入部110的运行指令或预先存储在存储器120中的运行程序反复的起动/停止室内机20运行(S200)。
完成S200步骤之后，控制部100判断室内机20是否处于运行停止状态(S210)，如果处于运行状态则返回S210步骤。
另外，如果在S210步骤判断出室内机20处于停止状态，则控制部100将用于检测由排水电机4产生的反电动势的控制信号传送到电压检测部140，并接收关于反电动势的反馈信息(S220)。
此时，如前所述，如果室内机20处于停止状态，则排水电机4转子及叶轮7也处于停止状态，因此除非作用外部强制力，否则反电动势为零。
完成S220步骤之后，控制部100利用S220步骤中接收到的关于反电动势的信息判断所述排水电机4转子及叶轮7是否发生逆旋转(S230)。
此时，逆旋转是指排水电机4转子及叶轮7按照与正常排水过程中的旋转方向相反的方向旋转，这种逆旋转是在冷凝水按照与排水时的流动方向相反的方向流动时，即冷凝水从排水管10逆流到泵腔6时发生的。
如果在S230步骤没有产生反电动势，或者虽然产生了反电动势，但是该反电动势是由叶轮7朝排水方向旋转而产生的，则控制部100返回S220步骤。换句话来说，当检测出的反电动势相位不同于叶轮7朝排水方向旋转而产生的反电动势相位时，在S230步骤判断为发生逆旋转。
另外，如果在S230步骤发生逆旋转，则控制部100起动计时器130判断发生逆旋转的时间是否超过第一设定时间(S240，S250)。
此时，第一设定时间是预先存储于存储器120中的通过试验求出的时间值，最好设定为能够判断冷凝水实际发生逆流的最小时间。
并且，本实施例中考虑到电噪声影响，只有当反电动势大小超出设定值时才判断为发生逆旋转，而所述设定值通过试验求出并预先存储于存储器120中。
如果在S250步骤发生逆旋转的时间小于第一设定时间，则控制部100再次检测排水电机4的反电动势，并判断是否继续发生逆旋转(S251，S252)。如果继续发生逆旋转，则返回S250步骤累计逆旋转时间；如果逆旋转现象中止，则判断为是暂时性现象，并返回S220步骤。
另外，如果在S250步骤发生逆旋转的时间超出第一设定时间，则控制部100判断为冷凝水发生逆流，因此将用于起动排水电机4的控制信号传送给电机驱动部150(S260)，其结果起动排水电机4。
完成S260步骤之后，控制部100判断排水电机4运行时间是否超出第二设定时间(S270)，如果没有超出则返回S270步骤，如果超出则中止排水电机4的运行(S280)。
完成S280步骤之后，控制部100判断是否符合室内机20运行条件(S290)。如果不符合运行条件，则返回S220步骤继续判断冷凝水是否在逆流；如果符合运行条件，则运行室内机20之后结束控制操作(S300)。
图5为放大依据本发明第二实施例所提供的空调机排水泵单元结构的剖面图，对与第一实施例相同的构成要素赋予相同的附图标号并省略重复说明。
第二实施例的结构与第一实施例大致相同，区别点在于在冷凝水收集器1的另一侧内部设置用于检测聚积在冷凝水收集器1中的冷凝水水位的水位检测部15。
水位检测部15可以采用任意一个公知的水位检测装置来实现其功能，本实施例中采用了根据浮标的高度差检测水位的浮子传感器(floating sensor)。
图6为依据本发明第二实施例所提供的空调机的运行控制框图，对与第一实施例相同的构成要素赋予相同的附图标号并省略重复说明。
控制部100利用由水位检测部15传送的有关冷凝水收集器1水位的信息在冷凝水发生逆流时控制排水电机4的动作。
图7为依据本发明第二实施例所提供的空调机的控制方法流程图。
当接通空调机电源时，控制部100根据用户输入到输入部110的运行指令或预先存储在存储器120中的运行程序反复的起动/停止室内机20运行(S400)。
完成S400步骤之后，控制部100判断室内机20是否处于运行停止状态(S410)，如果处于运行状态则返回S410步骤。
另外，在S410步骤如果室内机20处于停止状态，则控制部100将用于检测由排水电机4产生的反电动势的控制信号传送到电压检测部140，并接收关于反电动势的反馈信息(S420)。
此时，如前所述，如果室内机20处于停止状态，则排水电机4转子及叶轮7也处于停止状态，因此除非作用外部强制力，否则反电动势为零。
完成S420步骤之后，控制部100利用S420步骤中接收到的关于反电动势的信息判断所述排水电机4转子及叶轮7是否发生逆旋转(S430)。
此时，逆旋转是指排水电机4转子及叶轮7按照与正常排水过程中的旋转方向相反的方向旋转，这种逆旋转是在冷凝水按照与排水时的流动方向相反的方向流动时，即冷凝水从排水管10逆流到泵腔6时发生的。
如果在S430步骤没有产生反电动势，或者虽然产生了反电动势，但是该反电动势是由叶轮7朝排水方向旋转而产生的，则控制部100返回S420步骤。换句话来说，当检测出的反电动势相位不同于叶轮7朝排水方向旋转而产生的反电动势相位时，判断为发生逆旋转。
另外，如果在S430步骤发生逆旋转，则控制部100起动计时器130判断发生逆旋转的时间是否超过第一设定时间(S440，S450)。
此时，第一设定时间是预先存储于存储器120中的通过试验求出的时间值，最好设定为能够判断冷凝水实际发生逆流的最小时间。
并且，本实施例中考虑到电噪声影响，只有当反电动势大小超出设定值时才判断为发生逆旋转，而所述设定值通过试验求出并预先存储于存储器120中。
如果在S450步骤发生逆旋转的时间小于第一设定时间，则控制部100再次检测排水电机4的反电动势，并判断是否继续发生逆旋转(S451，S452)。如果继续发生逆旋转，则返回S450步骤累计逆旋转时间；如果逆旋转现象中止，则判断为是暂时性现象，并返回S420步骤。
另外，如果在S450步骤发生逆旋转的时间超出第一设定时间，则控制部100判断由水位检测部15传送的冷凝水收集器1水位是否高于设定水位(S460，S470)，如果没有达到设定水位则返回S460步骤。
此时，设定水位通过试验求出并预先存储于存储器120中，其数值最好设定为冷凝水实际发生逆流时冷凝水收集器1发生溢出的最低水位。
另外，如果在S470步骤冷凝水收集器1的水位超出设定水位，则控制部100判断为因冷凝水发生逆流使冷凝水收集器1发生溢出现象，因此将用于起动排水电机4的控制信号传送给电机驱动部150(S480)，其结果起动排水电机4。
根据S460至S480步骤，本实施例即使发生冷凝水逆流现象，也只在超出冷凝水收集器1的蓄水容量而可能向室内机20的天花板面板30侧漏水时才运行排水电机4，因此可以减少电力消耗及排水电机4运行引起的噪音。
完成S480步骤之后，控制部100判断排水电机4运行时间是否超出第二设定时间(S490)，如果没有超出则返回S490步骤，如果超出则中止排水电机4的运行(S500)。
完成S500步骤之后，控制部100判断是否符合室内机20运行条件(S510)。如果不符合运行条件，则返回S420步骤继续判断冷凝水是否在逆流；如果符合运行条件，则运行室内机20之后结束控制操作(S520)。
综上所述，本发明所提供的具有排水泵的空调机及其控制方法，通过检测冷凝水逆流时发生在排水泵驱动部的反电动势，当判断为冷凝水发生逆流时控制排水泵自动运行，因此无需安装专门的逆流防止装置即可防止冷凝水逆流，所以节省了安装专门的逆流防止装置所需的作业时间及费用。

Claims (15)

1.一种空调机，包含用于收集冷凝水的冷凝水收集器和用于排出聚积在所述冷凝水收集器中的冷凝水的排水泵单元，其特征在于还包含：
电压检测部，以用于检测所述排水泵单元上产生的反电动势；
控制部，该控制部利用所述电压检测部检测出的反电动势判断冷凝水是否发生逆流，并根据该判断结果控制所述排水泵单元的运行。
2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于所述排水泵单元包含叶轮和驱动所述叶轮旋转的驱动电机，该驱动电机使所述叶轮朝第一方向即排水时的旋转方向旋转。
3.根据权利要求2所述的空调机，其特征在于所述电压检测部用于检测驱动电机停止运行之后由所述驱动电机产生的反电动势。
4.根据权利要求3所述的空调机，其特征在于所述控制部当所述反电动势相位不同于驱动电机朝第一方向旋转时产生的反电动势相位时，判断为冷凝水发生逆流。
5.根据权利要求4所述的空调机，其特征在于：
还包含用于计算发生所述反电动势的时间的计时器；
所述控制部当所述计时器计算的时间超出第一设定时间时，判断为冷凝水发生逆流。
6.根据权利要求5所述的空调机，其特征在于所述控制部当反电动势值超出设定值时控制所述计时器开始计算时间。
7.根据权利要求2至6中任意一项所述的空调机，其特征在于所述控制部当判断冷凝水发生逆流时，使所述驱动电机朝第一方向旋转第二设定时间。
8.根据权利要求7所述的空调机，其特征在于：
还包含用于检测所述冷凝水收集器水位的水位检测部；
所述控制部当所述水位检测部检测出的水位超出设定水位时，旋转所述驱动电机。
9.一种空调机的控制方法，该空调机包含用于收集冷凝水的冷凝水收集器和用于排出聚积在所述冷凝水收集器中的冷凝水的排水泵单元，其特征在于包含步骤：
第一步骤，检测所述排水泵单元产生的反电动势；
第二步骤，利用所述第一步骤中检测出的反电动势来判断冷凝水是否发生逆流；及
第三步骤，根据所述第二步骤的判断结果控制所述排水泵单元的运行。
10.根据权利要求9所述的空调机的控制方法，其特征在于所述第一步骤中反电动势的检测是在所述排水泵单元停止运行以后进行的。
11.根据权利要求10所述的空调机的控制方法，其特征在于所述第二步骤中当第一步骤检测出的反电动势相位与所述排水泵单元朝排水旋转方向旋转时产生的反电动势相位不同时，判断为冷凝水发生逆流。
12.根据权利要求11所述的空调机的控制方法，其特征在于：
所述第一步骤中计算检测出反电动势的时间；
所述第二步骤中当第一步骤计算出的时间超出第一设定时间时，判断为冷凝水发生逆流。
13.根据权利要求12所述的空调机的控制方法，其特征在于所述第一步骤中当反电动势值超出设定值时计算所述时间。
14.根据权利要求9至13中任意一项所述的空调机的控制方法，其特征在于当第二步骤判断出冷凝水发生逆流时，所述第三步骤中使驱动电机朝排水时旋转方向旋转第二设定时间。
15.根据权利要求14所述的空调机的控制方法，其特征在于所述第三步骤检测所述冷凝水收集器的水位，当该水位超出设定水位时旋转所述驱动电机。
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