发明内容
但是,如果是无给水的话,考虑用于静电雾化的水不足,或者不能够生成水的情况。再有,考虑会生成过剩的水的情况。这些问题基本上只要使帕尔贴(ペルチエ)元件的冷却面在露点温度以下不要过低即可,但是并不是只要控制帕尔贴元件的驱动电源就能解决的问题。特别考虑在运行条件即室温·湿度等发生各种变化的场合下的以下三个条件。
第一,考虑水难以生成的条件。例如,低温低湿时发生的水的生成不足、高温时的散热不足引起的水的生成不足那样的运行条件。因为在低温低湿时露点温度也低,所以有帕尔贴元件的冷却面不降到露点温度以下这样的问题。反之,在室温高的高温条件下因为散热面的温度也难于降低,因此有帕尔贴元件的冷却面不降到露点温度以下这样的问题。它们都是存在帕尔贴元件的吸热能力不足、亦即在帕尔贴元件的特性上不能生成水的条件。
第二,考虑帕尔贴元件的冷却面结冰那样室温是低温的条件。因为在低温下冷却面的温度也容易降低,有时露点温度也成为冰点以下,所以有时结冰而不能生成水。
第三,考虑湿度非常高,生成过剩的水量这样的条件。此时静电雾化装置附近有被水浸之虞,也有水溢入空调机内部的可能性。也有可能甚至从空调机向室内漏水。
因此,本发明的目的是提供一种空调机,其能够在各种条件下,在无给水的状态下发挥静电雾化功能。另外,本发明的目的是提供一种空调机,其不需维护而能够发挥静电雾化功能。
上述目的通过一种空调机实现,其实现使用帕尔贴元件的静电雾化功能,所述空调机具有为促进所述帕尔贴元件的散热面的散热的冷却风扇、和检测室温的室温温度计,根据所述室温温度计的检测值控制所述冷却风扇的转速。
另外,上述目的通过一种空调机实现,其实现使用帕尔贴元件的静电雾化功能,所述空调机具有为促进所述帕尔贴元件的散热面的散热的冷却风扇、和检测室内湿度的室内湿度传感器(sensor),根据所述室内湿度传感器的检测值控制所述冷却风扇的转速。
另外,上述目的通过一种空调机实现,其包括:具有检测室外的气温的外部气温温度计的室外机、和通过通信线和所述室外机连接、且具有帕尔贴元件的室内机,所述空调机实现静电雾化功能,所述室内机具有为促进所述帕尔贴元件的散热面的散热的冷却风扇,根据所述外部气温温度计的检测值控制所述冷却风扇的转速。
另外,上述目的通过一种空调机实现,其包括:具有检测室外的湿度的室外湿度传感器的室外机、和通过通信线和所述室外机连接、且具有帕尔贴元件的室内机,所述空调机实现静电雾化功能,所述室内机具有为促进所述帕尔贴元件的散热面的散热的冷却风扇,根据所述室外湿度传感器的检测值控制所述冷却风扇的转速。
另外,上述目的通过一种空调机实现,其包括:具有检测室外的气温的外部气温温度计的室外机、和通过通信线和所述室外机连接、且具有帕尔贴元件和检测室温的室温温度计的室内机,所述空调机实现静电雾化功能,所述室内机具有为促进所述帕尔贴元件的散热面的散热的冷却风扇,根据室温温度计的检测值和所述外部气温温度计的检测值的差控制所述冷却风扇的转速。
可以实现能够在各种条件下,在无给水的状态下发挥静电雾化功能的空调机。另外,能够实现不需维护而能够发挥静电雾化功能的空调机。
具体实施方式
下面说明本发明的实施方式。
图1所示的空调机1由室内机10和室外机13构成。室内机10和室外机13通过电源以及通信用的电缆11和传送冷媒的管道12连接。室内机10通过框体4构成其外观,在框体4上构成空气吸入口2和空气吹出口3。另外,在框体4内,设置热交换器5、用金属喷镀的过滤器6、通过空气吹出口吹出空气的送风风扇7、和交换室内和室外的空气的换气风扇8。此外,过滤器6在空气吸入口2和热交换器5之间设置,在图1中仅表示设置换气风扇8的大体位置。另外,换气软管9从室内机10伸出。
下面,作为本发明中的结构,在图2、图3中表示静电雾化装置的结构图,在图4、图5、图6中表示静电雾化装置的外观构造,在图7、图8中表示电路结构,在图9、图10中表示控制例。
在室内机10内,设置图2所示的静电雾化装置14。静电雾化装置14由水引导单元18、和生成约-6kV的高电压的高电压发生器19等构成。水引导单元18具有多孔材料的棒状雾离子用放电电极15、给雾离子用放电电极15供给水的水积存部16、和保水材料17。保水材料17在水积存部16和雾离子用放电电极15之间设置,由把在水积存部16中积存的水吸上来保持的海绵那样的材料构成。
这里,雾离子用放电电极15如塑料芯笔的笔尖具有吸水性,从保水材料17通过毛细管现象吸水。这样,对于包含吸附的水的状态的雾离子用放电电极15,通过高电压发生器19施加高电压。于是,从雾离子用放电电极15放出带电的微粒的水,发生雾状的离子(雾离子)。该雾离子具有脱臭、除菌的效果。使该雾离子随着来自空气吹出口3的风而向室内扩散。
此时,因为雾离子从雾离子用放电电极15放出,消耗水,所以为使静电雾化装置14运转需要给水引导单元18补给水。亦即,需要在水积存部16中积存水,或者即使不积存也要雾离子用放电电极15能够从保水材料17吸水。但是,因为室内机10通常设置在房间的天花板附近的壁上,所以使用者为补给水非常麻烦。因此,生成从空气中的水分向水积存部积存并在保水材料17中保持的水,使使用者不亲自进行水的补给。因此,水发生装置28,为生成对水引导单元18供给的水,如专利文献1那样使用帕尔贴元件。帕尔贴元件23是当通电时冷却面和散热面上表面温度分开的元件。因此,如果给帕尔贴元件23通电,使冷却面成为露点温度(也称露点)以下而冷却面结露的话,则可以生成水。
水发生装置28,具有帕尔贴元件23、和在帕尔贴元件23的冷却面侧为减小和帕尔贴元件23之间的接触热阻的硅润滑脂(silicone grease)27、绝缘片26和金属性的冷却板24。为防止从高电压发生器19向帕尔贴元件23的漏电而设置了绝缘片26。存在在高电压发生器19生成的高电压通过雾离子用放电电极15、保水材料17从水的路径(将其称为电路)施加到帕尔贴元件23的可能性,但是通过设置绝缘片26,防止向帕尔贴元件23的电压施加。因此,在电路上在帕尔贴元件23和雾离子用放电电极15之间具有绝缘片26即可。
作为在水发生装置28中生成水的原理,给帕尔贴元件23通电,降低冷却面的温度,进而降低冷却板24的温度使成为露点以下。由此,冷却板24周围的空气被冷却,在冷却板24表面上发生结露,生成水。此时,在露珠从冷却板24落下积存的位置设置水积存部16即可。或者也可以直接用保水材料17吸收该水。如上述通过使帕尔贴元件23的冷却面保持在露点以下,能够在水积存部16中积存水。另外,即使不积存,雾离子用放电电极15也能够从保水材料17吸水。
另外,水发生装置28在帕尔贴元件23的散热面侧具有为促进帕尔贴元件23的散热而安装的金属制的散热板25。帕尔贴元件23具有当散热面的温度不降低时冷却面的温度难于降低的特性。反过来说,具有当散热面的温度降低时冷却面的温度也容易降低的特性。因此为了尽量改善特性而具有散热板25。另外,具有用于促进散热板25的散热的冷却风扇。通过该冷却风扇促进散热板25的散热,进而促进降低散热面的温度。此外,挪用换气风扇8来作为冷却风扇,通过把换气风扇8的通风路径的一部分和散热板25做成一体结构,能够促进散热。若难以做成一体结构,则使通风路径的壁和散热板25热接触就可以。
换气风扇8在室内机10上装备,由多叶片风扇(sirocco fan)或者螺旋式风扇(propeller fan)构成。在换气风扇8上连接换气软管9,换气软管9和管道12一起伸出室外。通过旋转换气风扇8能够把室外的空气吸入室内(供气),或者切换风路把室内的空气向室外排出(排气)。供气运行、排气运行、供排气运行停止的切换,也可以由使用者手动进行。在本实施例中通过把从换气风扇8连接到换气软管9的通风路径的一部分(例如图3的25)和散热板25做成一体结构,由在供气时以及排气时通过通风路径的空气的流动而强制冷却散热板。
在高电压发生器19上,和雾离子用放电电极15不同,可导通地构成由导电体组成的针状集尘用放电电极22。这里,通过施加高电压,从集尘用放电电极22尖端发生电晕放电,能够使空间中的尘埃带电。通过使使用金属喷镀的过滤器6也具有电位,容易吸附这样带电的尘埃,能够提高集尘效果。
在施加了高电压的电极(15,22)上,为了安全在使用者不能直接接触的位置上设置树脂盖20。地线21与热交换器5连接,从热交换器5通过管道12,从管道12通过室外机13,从室外机13连接到大地。
可以想到有时因为在雾离子用放电电极15、集尘用放电电极22上施加高电压并放出负离子,因此使树脂盖20自身带电,使用者接触盖时感觉静电的情况。另外,通过帕尔贴元件23的冷却在树脂盖20的表面产生过剩的露珠,在万一形成电路而漏电的场合,可成为触电的原因。为防备这点,在树脂盖20上安装地线21。由此通过放电使电压降低到大地电位,能够确保安全。
用DC/DC变换器33对通过绝缘型开关变压器30与商用电源31绝缘的微计算机32等的控制电压进行降压而生成帕尔贴元件23的电源(图7)。此外,如图8所示,也可以用DC/DC变换器33对与微计算机32等的控制电压分开设置的专用输出线圈43的输出进行降压而生成帕尔贴元件23的电源,所述微计算机32通过绝缘型开关变压器30与商用电源31绝缘。
另外,对于DC/DC变换器33的输出,亦即帕尔贴元件23的施加电压,通过输出切换电路34能够把输出切换成多级。例如,如图9、图10所示,可切换为V1和V2(V2>V1)。在帕尔贴元件23的吸热能力低的场合,通过把电压从V1提高到V2,能够降低帕尔贴元件23的冷却面的温度。由此,能够把冷却板24下调到露点温度。另外,控制电压使其从V2下降到V1,不使温度过低而过度生成水。
在室内机具有能够检测室温的室温温度计35和能够检测室内的湿度的室内湿度传感器36。它们安装在室内机的吸入口。亦即检测通过热交换器前的空气的温度、湿度。在微计算机32中把通过室温温度计35或者室内湿度传感器36检测出来的检测值和在存储器44中存储的任意设定值进行比较处理,控制换气风扇8的风量。由此,以散热板25的散热必要的最适合的风量控制散热,同时使冷却板24的温度成为露点以下。另外,将冷却板24的温度保持在适当的温度,防止由于过冷却而引起结冰。
根据在室内机10上装载的检测室内的气温的室温温度计35的检测值或者检测室内的湿度的室内湿度传感器36的检测值控制冷却风扇送出的风量,亦即冷却风扇的转速。于是通过改变冷却风扇的转速能够促进散热,使成为稳定的露点温度。另外,在成为露点温度时有余裕的场合抑制风扇转速。考虑使用者的舒适性,在不必要的场合,降低转速以降低噪音,谋求静音化。
此时,当根据室温温度计35的检测值即室温控制风扇的转速时,能够最适合地保持散热板25的散热量,进而能够最适合地保持冷却板24的温度。因此,能够防止由于过冷却而引起的结冰,防止由于冷却不足引起的水不足。这样因为能够将冷却板24的温度适当地控制在露点以下,所以能够稳定地确保水量。
另外,风扇的转速也可以根据室内湿度传感器36的检测值即室内湿度来控制。因为在高湿条件下露点温度高,所以即使帕尔贴元件23的吸热量小,也比较容易保持在露点温度以下。因此,在高湿条件下降低风扇的转速,防止生成过剩的水。如果降低风扇的转速则因为能够降低噪音所以也能提高使用者的舒适性。
另外,例如在80%以上等极端高湿的条件下,因为考虑由于采集过剩的水而引起的滴水或者漏电等,所以停止风扇,降低帕尔贴元件23的吸热量。再有停止静电雾化装置14,防止滴水或者漏电等不合适的情况。静电雾化装置14的停止导致了向帕尔贴元件23通电停止外,也不向雾离子用放电电极15施加电压。
另一方面,因为在低湿条件下露点温度低,所以必须增大帕尔贴元件23的吸热量。此时如果提高风扇的转速则能够增大散热板25的散热量,所以能够把冷却板24的温度保持在露点以下,能够稳定地向雾离子用放电电极15供给水。
再有,如果根据室温以及湿度把风扇的转速控制在最佳的转速,则能够更稳定地给电极供给水,能够稳定地发挥静电雾化功能。
另外,也可以根据在室外机13上装载的检测室外的气温的外部气温温度计37的检测值或者检测室外的湿度的室外湿度传感器38的检测值来控制冷却风扇所送出的风量,亦即冷却风扇的转速。在室外机13具有能够检测室外的气温的外部气温温度计37和能够检测室外的湿度的室外湿度传感器38,室外机用微计算机39处理通过外部气温温度计37或者室外湿度传感器38检测到的检测值,并通过电缆在通信电路41上进行通信,并在微计算机32中与在室内机10上装备的存储器44中所存储的任意设定值进行比较运算处理,控制换气风扇8的风量。由此,以散热板25的散热必要的最佳的风量控制散热,同时使冷却板24的温度成为露点以下。另外,把冷却板24的温度保持在适当的温度,防止由于过冷却而引起的结冰。
另外,在DC/DC变换器33上设置电流检测电路42。因此,比较通过电流检测电路42检测到的、流过帕尔贴元件23的电流的电流值、和在微计算机32等中预先存储的正常范围的电流值,在是范围外的电流值的场合,立即切断向帕尔贴元件23的通电。另外,伴随通电的切断,也可以在室内机10上安装的显示部40上用灯或者蜂鸣器等向使用者报知异常。亦即,向帕尔贴元件23的通电的切断是根据检测流过帕尔贴元件23的电流的电流检测电路42的检测值来控制。
另外,和上述同样,在是范围外的电流值的场合,亦即在电流检测电路42中有异常现象的场合,也立即停止换气风扇8和高电压发生器19。
另外,在高电压发生器19内设置异常电流检测电路45。因为在雾离子用放电电极15以及集尘用放电电极22上施加-6kV等的高电压,所以考虑存在在尘埃等导电性异物附着的场合漏电,并通过火花使异物着火的可能性。因此在高电压发生器19的内部设置检测由于漏电而流动的异常电流的异常电流检测电路45,在检测到异常电流的场合立即切断高电压发生器19的输出电压。
切断向雾离子用放电电极15以及集尘用放电电极22的通电以防止由于漏电而发生的火花,原理上防止向尘埃等导电性异物的着火。异常电流检测电路45在切断输出电压的同时向微计算机32发送异常信号。微计算机32通过接收异常信号来识别系统的异常,停止换气风扇8、DC/DC变换器33。这里也可以在显示部40上用灯(例如LED灯)或者蜂鸣器向使用者报知异常。如果进行异常的报知则可以催促进行电极的清扫或者修理。
以上,一边使电流流过帕尔贴元件23一边控制冷却面的温度。该帕尔贴元件23具有通过使多的电流流过,冷却面的冷却量增加、散热面的发热量增加的特性。因此,能够使施加在帕尔贴元件23上的电压可变,能够对应室温、外部气温、室内湿度或者室外湿度或者这些的组合等控制冷却板24的温度,以便不发生过冷却、冷却不足。这样因为能够将冷却板24的温度适当地控制在露点以下,所以能够稳定地确保水量。
对空调机1进行冷气运行、暖气运行、除湿运行等运行模式的切换的场合,通过微计算机32对于在冷气运行时或者除湿运行时室温温度计35的检测值或者室内湿度传感器36的检测值、和在热交换器5上安装的、检测热交换器5的温度的热交换器温度检测传感器43的检测值进行比较运算处理。此时,在热交换器5的温度在露点以下而能够生成水的条件下,能够把该水用于静电雾化。
为利用这点,需要使前面或者后面的承露盘(50a,50b)与水积存部16连通。或者使保水材料17与承露盘(50a,50b)相切,并能够吸水就可以。在本实施例中,包含水引导单元18的静电雾化装置14在图1中用符号8指示的附近,与换气通路邻接而设置。因此,能够容易地使承露盘(50a,50b)和水积存部16连通。另外,也可以不直接连通而通过保水材料17将它们连通。通过这样构成,能够挪用在冷气运行时或者除湿运行时在热交换器5生成的水。
下面使用图9、图10说明向帕尔贴元件23的施加电压的切换控制以及冷却风扇(换气风扇8)的转速的切换控制。进行控制以使向帕尔贴元件23的施加电压或者风扇的转速根据室温温度计35、室内湿度传感器36、外部气温温度计37、室外湿度传感器38的检测值而变化。
另外,在微计算机32中,将由室温温度计35或者室内湿度传感器36检测到的值与在存储器44中存储的任意设定值进行比较运算处理,通过控制DC/DC变换器33的输出即给帕尔贴元件23的施加电压来控制冷却板24的温度。在微计算机32中,在判断为是容易结露的环境下的场合,即使减小给帕尔贴元件23的施加电压也能够结露并确保水,所以可以节约消耗功率。
在上述中,在根据室温对给帕尔贴元件的施加电压进行控制的场合,在判断为是高温环境下时,进行控制,以便增大施加电压,或者提高帕尔贴元件23的吸热能力,降低冷却板24的温度。另外,在高温环境下,因为散热板25的散热效率差,所以进行控制以便提高风扇的转速、增大通风量,能够促进散热。
在上述中,在根据室内湿度控制给帕尔贴元件的施加电压的场合,在判断是高湿的环境下时,因为是露点温度高的环境下,所以能够容易地使冷却板24的温度降低到露点温度,进而考虑存在由于水的过剩采集而形成露珠滴落的可能。因此,进行降低给帕尔贴元件23的施加电压、降低风扇的转速的控制。由此能够防止水的过剩采集。此时也要保证冷却板24的温度在露点以下。
另外,也可以通过通信电路41对由外部气温温度计37或者室外湿度传感器38检测到的值进行通信,在微计算机32中和在存储器44中存储的任意设定值进行比较运算处理,通过控制DC/DC变换器33的输出即给帕尔贴元件23的施加电压来控制冷却板24的温度。
另外,考虑预先在存储器44中存储如下条件:容易降低到露点的气温以及湿度、采集多量的生成的水(例如高温高湿的状况)。也可以通过在微计算机32中,把这些条件、从室温温度计35得到的值或者从室内湿度传感器36得到的值与在存储器44中存储的任意设定值进行比较运算,一定时间内允许给帕尔贴元件23的施加电压,在其后进行控制使在一定时间停止通电,或者禁止通电等。另外,也可以在这样限制给帕尔贴元件23的通电的同时,停止换气风扇8的运行。
亦即认为水充分积存,停止水的发生这样的动作。此外,例如,当在覆盖集尘用放电电极22以及雾离子用放电电极15的周围的树脂盖20上生成过剩的露珠时,有产生电流并引起漏电的可能性。因此,也可以进行控制使给帕尔贴元件23的通电的时间为T1(例如3小时),非通电的时间为T2(例如1小时)。不用说T也可以任意设定为30分钟、45分钟、60分钟等。此时因为水在水积存部16或者保水材料17中,所以如果进行向电极(15,22)的通电,则能够发挥静电雾化功能。
另外,例如在80%以上等非常高湿的场合,为防止露珠滴落的问题或者漏电,禁止静电雾化装置14运行。此时除了停止给帕尔贴元件23通电之外,也不向雾离子用放电电极15施加电压。
另外,考虑在存储器44中预先存储如下条件:露点在冰点下、冷却板24表面结冰、不能生成水(例如低温低湿时等露点温度低的状况)。通过在微计算机32中,把这些条件、从室温温度计35得到的值或者从室内湿度传感器36得到的值与在存储器44中存储的任意设定值进行比较运算,来禁止向帕尔贴元件23的施加电压、高电压发生器19的输出、换气风扇8的运行。亦即,在冷却板24的温度不降到露点以下而不能生成水的场合、或者结冰而不能生成水的场合,因为不能发生雾离子,所以自动停止静电雾化装置14的运行。
另外,有时交换室外空气和室内的空气时由于气温差而结露。例如,在用换气风扇8进行供气运行的场合等,成为供来的室外的空气冷、室内的空气暖的状况。在这种场合,因为在从外部供给来的空气的温度和室内的换气风扇8的温度之间产生温度差,所以有换气风扇结露、露珠从换气风扇8流出来的可能性。因此,通过在微计算机32中,将从室温温度计35得到的值和从外部气温温度计37得到的值与存储在存储器44钟的任意设定值进行比较运算处理,来禁止换气风扇8、DC/DC变换器33、和高电压发生器19的运行。亦即,因为有时从换气风扇8流出露珠,所以此时自动停止静电雾化装置14的运行。
因为在极端高温、高湿、低温、低湿的条件下有发生水的过剩采集或者结冰等的问题的可能性,所以如上述进行对通电时间施加限制等的控制。在本实施例中的附有静电雾化装置的空调机中,进行根据室温温度计、室内湿度传感器的值控制冷却风扇的转速从而促进散热面的散热的强制冷却,由此控制帕尔贴元件的冷却面侧的温度。另外,通过组合把作为帕尔贴元件的电源的DC/DC变换器的输出切换为多级的情况,能够稳定地使冷却板的温度成为露点以下。由此能够按照各种室内的温度、湿度条件生成水。因此,寒冷的冬天也好炎热的夏天也好,都能够发挥静电雾化功能。此外,在不能生成水时,或者过剩生成水时,停止静电雾化功能。如上,能够在无给水的状态下实现静电雾化功能,另外能够在无维护的状态下实现静电雾化功能。