CN103988027A - 空气调节装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可在室外温度低的环境下稳定地执行制冷运行的空气调节装置，本发明的空气调节装置包括：外罩，其形成有流入口、旁通流入口及排出口；风扇，其使空气流入上述外罩内部并向外罩外部排出空气；热交换流路，其形成于上述流入口和排出口之间；热交换器，其设置于上述热交换流路上；旁通流路，其形成于上述旁通流入口和上述排出口之间。

Description

空气调节装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及空气调节装置，更具体地涉及在室外温度低的环境下能够稳定地执行制冷运行的空气调节装置。
背景技术
通常，空气调节装置是对居住空间、餐厅或办公室等的室内空间进行制冷或制热的装置。
另外，空气调节装置可包括设置于室外空间的室外机和设置于室内空间的室内机，上述室外机可包括用于压缩制冷剂的压缩器、用于使室外空气与制冷剂进行热交换的室外热交换器和送风风扇及用于连接上述压缩器和室内机的各种配管，上述室内机可包括用于使室内空气与制冷剂进行热交换的室内热交换器及膨胀阀。
另一方面，在与多个室内机相连的室外机上，安装有用于增大热交换面积的大型的室外热交换器，安装有用于压缩在空气调节循环中循环的制冷剂的压缩器、工作油分离器及气液分离器等，安装有用于强制地使空气流动的风扇及用于使风扇旋转的马达，并且在室外机中容置有用于与各结构要素及室内机连接的多个制冷剂配管。
图1是示出了以往的室外机的立体图，图2是用于说明以往的室外机的风扇的运行状态的图。
参照图1，室外机20包括形成外观的外罩21，上述外罩21上形成有流入口22及排出口23，在上述外罩21的内部的上述流入口22一侧配置有热交换器24。此时，经由上述流入口22流入的空气在通过上述热交换器24的过程中与制冷剂进行热交换之后通过上述排出口23排出到外部。
另一方面，参照图2，在室外机20在室外温度低的环境(例如，-5℃)下执行制冷运行的情况下，在热交换器内部流动的制冷剂的冷凝温度或冷凝压力变低，从而压缩器不能顺畅地运行。
此时，在以往的室外机中以降低风扇的RPM(下面，称为转速)来减少经由流入口22流入的空气量的方式调节制冷负荷。
但是，在风扇的转速降低至规定转速(RPM)以下的情况下，因在低的转速下风扇的运行受到限制而只能对风扇进行反复的接通(ON)/断开(OFF)控制。在存在这样的不连续的控制区间的情况下，在制冷循环中制冷剂的冷凝温度或蒸发温度发生波动(hunting)F1，从而存在不能向室内人员提供舒适的制冷的问题。
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供在室外温度低的环境下能够稳定地执行制冷运行的空气调节装置。
另外，本发明的目的在于，提供在风扇的不连续控制区间内也能够对通过热交换器的空气量连续地进行控制的空气调节装置。
另外，本发明的目的在于，提供能够防止因向热交换器流入的风的急剧增加而引起的高压下降的空气调节装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，根据本发明的一个技术方案，提供一种空气调节装置，该空气调节装置包括：外罩，其形成有流入口、旁通流入口及排出口；风扇，其向上述外罩内部流入空气，向外罩外部排出空气；热交换流路，其形成于上述流入口和排出口之间；热交换器，其设置于上述热交换流路上；旁通流路，其形成于上述旁通流入口和上述排出口之间。
根据本发明的另一技术方案，提供一种空气调节装置，该空气调节装置包括室外机及与上述室外机相连的一个以上的室内机，上述室外机包括：外罩，其形成有流入口、旁通流入口及排出口，风扇，其使空气经由上述流入口和旁通流入口流入上述外罩内部，并经由上述排出口向外罩外部排出空气，控制部，其用于控制上述风扇的驱动。
在此，上述流入口和排出口经由热交换器相互连通，上述旁通流入口与上述排出口直接连通，上述控制部对从上述旁通流入口流入的空气量进行调节来改变从上述流入口流入的空气量。
根据本发明的又一技术方案，提供一种空气调节装置的控制方法，该空气调节装置的控制方法包括以下步骤：在室外机中检测制冷剂的冷凝压力或冷凝温度的步骤；风扇恒速运行步骤，在上述检测的结果小于第一设定值的情况下，将室外机的风扇马达的转速控制为最低控制转速，并改变向热交换器流入的空气量；风扇可变运行步骤，在上述检测的结果在第一设定值以上的情况下，将室外机的风扇马达的转速控制为超过上述最低控制转速的转速。
发明效果
如上述的说明，本发明的一个实施例的空气调节装置在室外温度低的环境下稳定地执行制冷运行。
另外，本发明的一个实施例的空气调节装置在风扇的不连续控制区间内也对通过热交换器的空气量连续地进行控制。
另外，本发明的一个实施例的空气调节装置防止因向热交换器流入的风的急剧增加而引起的高压下降。
附图说明
图1是示出了以往的室外机的立体图。
图2是用于说明以往的室外机风扇的运行状态的图。
图3是本发明的一个实施例的空气调节装置的框图。
图4是本发明的一个实施例的空气调节装置的立体图。
图5是用于说明本发明的空气调节装置中的空气的流入流动的概念图。
图6是用于说明本发明的一个实施例的空气调节装置所包括的风扇的运行状态的图。
图7是本发明的另一实施例的空气调节装置的立体图。
图8是示出了本发明的一个实施例的空气调节装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细说明本发明的一个实施例的空气调节装置。附图示出了本发明的示例性的实施方式，该实施方式仅仅是为了更详细地说明本发明而提供的，并不限定本发明的技术范围。
另外，与附图标记无关地，对相同或相对应的结构要素赋予相同的参照编号，并省略重复说明，为了方便说明，可夸张或缩小图示的各结构要素的大小及形状。
另一方面，可在说明各种结构要素时使用如第一或第二等包括序数的用语，但上述结构要素并不限定于上述用语，使用上述用语的目的在于用于从其他结构要素中区分出一个结构要素。
图3是本发明的一个实施例的空气调节装置的框图，图4是本发明的一个实施例的空气调节装置的立体图，图5是用于说明本发明的空气调节装置中的空气的流入流动的概念图。
本发明的一个实施例的空气调节装置可包括设置于室外空间的室外机300和设置于室内空间的室内机500，上述室外机300包括用于压缩制冷剂的压缩器200、用于使室外空气与制冷剂进行热交换的室外热交换器320和风扇(未图示)、用于驱动上述风扇的风扇马达350、以及用于使上述压缩器200分别与室外热交换器320及室内机500相连的各种配管(未图示)，在上述配管上配置有可测定制冷剂的温度和压力的温度传感器和压力传感器。
另外，上述室内机500可包括：用于使室内空气与制冷剂进行热交换的室内热交换器(未图示)、膨胀阀(未图示)及风扇(未图示)；用于驱动上述风扇的风扇马达550。
另外，上述空气调节装置包括控制部100，该控制部100用于控制上述室外机300和上述室内机500的动作。
另一方面，本发明的一个实施例的空气调节装置包括制冷循环，该制冷循环包括压缩器200、室外热交换器320、膨胀阀及室内热交换器。
详细说明上述制冷循环，在上述压缩器中被压缩的制冷剂气体流入室外热交换器后相变为制冷剂液体，通过由制冷剂在上述室外热交换器中发生相变来向外部排放热量，此后从室外热交换器排出的制冷剂在经由膨胀阀时进行膨胀后流入室内热交换器。
此后，流入到室内热交换器的液体制冷剂相变为制冷剂气体。同样地，通过由上述制冷剂在室内热交换器内发生相变来吸收外部的热量。
在本说明书中空气调节装置可用作包括室外机和室内机的概念，还可用作仅包括室外机的概念，下面，为了方便说明，将空气调节装置限定为只表示室外机来进行说明。
本发明的一个实施例的空气调节装置300包括：外罩310，其形成有流入口311、旁通流入口313及排出口312；风扇，其向上述外罩310内部流入空气，并向外罩310外部排出空气；热交换流路，其形成在上述流入口311和排出口312之间；热交换器320，其设在上述热交换流路上；旁通流路，其形成在上述旁通流入口313和上述排出口312之间。
上述外罩310上形成有使室外空气向热交换器320侧流入的一个以上的流入口311，作为一个实施方式，可在上述外罩310的两个侧面分别配置有上述流入口311。另外，上述外罩310上形成有用于排出借助风扇来流动的空气的排出口312，作为一个实施方式，可在上述外罩310的上表面配置有多个上述排出口312。
在上述外罩310的下部空间可配置有一个以上的热交换器320，在上部空间可配置有一个以上的风扇。另外，上述热交换器320可以与上述流入口311相对应地分别配置在上述外罩310内部的两个侧端部，为了增大热交换面积，可形成为“”字形状或“”字形状。
在此，上述热交换流路是指形成在上述流入口311和排出口312之间的路径，从上述流入口311流入的空气在通过热交换器320的过程中与制冷剂进行热交换。
另外，上述外罩310上形成有一个以上的旁通流入口313，经由上述旁通流入口313流入的空气不直接通过热交换器320。因此，在流入口311分别形成在外罩310的两个侧面上的情况下，上述旁通流入口313可形成在外罩310的前表面上。
在此，旁通流路形成于上述旁通流入口311和上述排出口312之间，从旁通流入口311流入的空气的一部分可流向热交换器320一侧，但大部分空气可以不通过热交换器320而经由排出口312排出。
上述流入口311和旁通流入口313的差异在于，在各自的流入口一侧是否配置有热交换器。具体地，在上述流入口311一侧配置有热交换器320，因而在上述流入口311和旁通流入口313都开放的情况下，上述热交换器320对从上述流入口311流入的空气发挥阻碍体的作用，因而与旁通流入口313被截断的情况相比，从上述流入口311流入的空气量变少。
因此，在本发明的一个实施例的空气调节装置中，可通过调节从上述旁通流入口313流入的空气量来控制从上述流入口311流入的空气量，由此可对在通过热交换器320的过程中进行热交换的空气量进行调节，因而可调节制冷负荷。
为此，本发明的一个实施例的空气调节装置300可包括选择性地开闭上述旁通流入口313的旁通截断装置330。在利用上述旁通截断装置330开放上述旁通流入口313时可减少经由流入口311流入的空气量，在截断上述旁通流入口313时可增加经由流入口311流入的空气量。
另外，本发明的一个实施例的空气调节装置300可包括对上述旁通流入口的开度进行调节的旁通叶片331。可利用上述旁通叶片331来调节上述旁通流入口313的开度，在增加开度时可减少经由流入口311流入的空气量，在减少开度时可增加经由流入口311流入的空气量。
另外，旁通截断装置330可由上述旁通叶片331构成，可由前述的控制部100控制这样的旁通截断装置330或旁通叶片331或这双方。
图6是用于说明本发明的一个实施例的空气调节装置所包括的风扇的运行状态的图。
如前所述，在室外机20在室外温度低的环境(例如，-5℃)下执行制冷运行的情况下，在热交换器内部流动的制冷剂的冷凝温度或冷凝压力变低，从而压缩器不能顺畅地运行。
此时，在以往的室外机中以通过降低风扇的RPM(下面，称为转速)来减少经由流入口22流入的空气量的方式调节制冷负荷。
但是，在风扇的转速降低至规定转速以下的情况下，因在低的转速下风扇的运行受到限制而只能对风扇进行反复的接通(ON)/断开(OFF)控制。在存在这样的不连续的控制区间的情况下，在制冷循环中制冷剂的冷凝温度或蒸发温度产生波动F1，从而存在不能向室内人员提供舒适的制冷的问题(参照图2)。
另一方面，前述的控制部100对用于驱动上述风扇的风扇马达350的转速进行控制，根据制冷剂的冷凝压力或冷凝温度来控制上述风扇马达350的转速。
此时，上述控制部100可在上述风扇马达350以最低控制转速运行时，进行控制来开放上述旁通流入口311。
具体地，如以往那样在室外温度低的环境(例如，-5℃)下风扇的转速变低(最低控制转速)而风扇的动作停止，但在本发明的空气调节装置300中，不使风扇的动作停止，而通过调节经由旁通流入口313流入的空气量来调节向热交换器320流入的空气量。
参照图2，在以往的空气调节装置中在室外温度低的环境下，因存在风扇进行动作的时间t1和风扇停止的时间t2而产生风扇的不连续控制区间，但参照图6，在本发明的一个实施例的空气调节装置300中，可确认在室外温度低的环境下风扇进行动作的时间t3也会增加，并且冷凝温度或蒸发温度的波动F2变小。
因此，本发明的一个实施例的空气调节装置300可在室外温度低的环境下稳定地执行制冷运行，在风扇的不连续控制区间内也可通过对通过热交换器320的空气量连续地进行控制，来调节制冷负荷。
图7是本发明的另一实施例的空气调节装置的立体图。
参照图7，上述空气调节装置300可还包括盖体340，该盖体340用于防止外部空气从与上述流入口311垂直的方向直接流入上述流入口311。上述盖体340能够执行防止因向热交换器320流入的风的急剧增加而发生的高压下降的功能。
作为一个实施方式，上述盖体340包括主体341，该主体341上形成有盖体上侧流入口342和盖体侧面流入口343，该主体341用于使从与流入口311垂直的方向直接流入的空气迂回至上述盖体上侧流入口342和盖体侧面流入口343侧。
另外，本发明的又一实施例的空气调节装置可包括室外机300和与上述室外机相连的一个以上的室内机500。
在此，如前所述，上述室外机300包括：外罩310，其形成有流入口311、旁通流入口313及排出口312；风扇，其使空气经由上述流入口311和旁通流入口313流入上述外罩310内部，并经由上述排出口312向外罩310外部排出空气；控制部100，其用于控制上述风扇的驱动。
另外，上述流入口311和排出口312经由热交换器320相互连通，上述旁通流入口313与上述排出口312直接连通，上述控制部100通过对从上述旁通流入口313流入的空气量进行调节来改变从上述流入口311流入的空气量。
此时，如前所述，上述控制部100可根据制冷剂的冷凝压力或冷凝温度来控制上述风扇的驱动，上述室外机可包括旁通叶片331，该旁通叶片331用于选择性地开闭上述旁通流入口313并且用于调节上述旁通流入口313的开度。
另外，上述控制部100可在上述风扇以最低控制转速驱动时，进行控制来驱动上述旁通叶片331。
下面，参照附图，具体说明具有如上所述的结构的空气调节装置300的控制方法。
图8是示出了本发明的一个实施例的空气调节装置的控制方法的流程图。
本发明的一个实施例的空气调节装置的控制方法包括以下步骤：在室外机中检测制冷剂的冷凝压力或冷凝温度的步骤(S3)；风扇恒速运行步骤(S5)，在上述检测结果小于第一设定值的情况下，将室外机的风扇马达的转速控制为最低控制转速，并改变向热交换器流入的空气量；风扇可变运行步骤(S4)，在上述检测结果在设定值以上的情况下，将室外机的风扇马达的转速控制为超过上述最低控制转速的转速。
此时，在上述风扇恒速运行步骤(S5)中，可改变不进行热交换的旁通的空气量，在进行上述风扇恒速运行步骤(S5)的途中可对上述检测结果和第二设定值进行比较(S6)来在上述检测结果小于第二设定值时使上述风扇停止驱动(S7)。
具体地，在制冷运行开始(S1)之后，若在制冷运行中室外温度降低，则在室外机中检测制冷剂的冷凝压力或冷凝温度(S3)。此时，在上述制冷剂的冷凝压力或冷凝温度在第一设定值以上时，执行风扇可变控制运行(S4)来改变风扇的转速并调节向热交换器流入的空气量。
与此不同地，在上述制冷剂的冷凝压力或冷凝温度小于第一设定值时，不能通过改变上述风扇的转速来调节向热交换器流入的空气量。此时，可执行风扇恒速控制运行(S5)而不停止风扇的动作，如前所述，可通过改变不进行热交换的旁通的空气量来调节向热交换器流入的空气量。
另一方面，在风扇恒速控制运行(S5)中通过对上述检测结果和第二设定值进行比较(S6)来在上述检测结果小于第二设定值的情况下可停止上述风扇的驱动(S7)。
如上述说明，本发明的一个实施例的空气调节装置在室外温度低的环境下稳定地执行制冷运行。
另外，本发明的一个实施例的空气调节装置在风扇的不连续控制区间内也对通过热交换器的空气量连续地进行控制。
另外，本发明的一个实施例的空气调节装置防止因向热交换器流入的风的急剧增加而引起的高压下降。
上面说明的本发明的优选的实施例是以示例为目的提出的，本发明所属领域的技术人员能够在本发明的思想范围内进行各种修正、变更及追加，应认为这样的修正、变更及追加属于下述的权利要求范围内。

Claims (19)

1.一种空气调节装置，其特征在于，包括：
外罩，其形成有流入口、旁通流入口及排出口；
风扇，其使空气流入上述外罩内部，并向外罩外部排出空气；
热交换流路，其形成于上述流入口和排出口之间；
热交换器，其设置于上述热交换流路上；
旁通流路，其形成于上述旁通流入口和上述排出口之间。
2.如权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，包括用于选择性地开闭上述旁通流入口的旁通截断装置。
3.如权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，包括用于调节上述旁通流入口的开度的旁通叶片。
4.如权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，包括控制部，该控制部对驱动上述风扇的风扇马达的转速进行控制。
5.如权利要求4所述的空气调节装置，其特征在于，上述控制部根据制冷剂的冷凝压力或冷凝温度来控制上述风扇马达的转速。
6.如权利要求5所述的空气调节装置，其特征在于，在上述冷凝压力或上述冷凝温度小于第一设定值的情况下，上述控制部将上述风扇马达的转速控制为最低控制转速，在上述冷凝压力或上述冷凝温度比小于上述第一设定值的第二设定值更小的情况下，上述控制部控制上述风扇马达停止驱动。
7.如权利要求5所述的空气调节装置，其特征在于，包括旁通叶片，该旁通叶片用于选择性地开闭上述旁通流入口并调节上述旁通流入口的开度。
8.如权利要求7所述的空气调节装置，其特征在于，在上述风扇马达以最低控制转速运行时，上述控制部控制上述旁通叶片来开放上述旁通流入口。
9.如权利要求8所述的空气调节装置，其特征在于，在上述风扇马达以最低控制转速运行时，上述控制部增加上述旁通流入口的开度，来增加从上述旁通流入口流入的空气量并减少从上述流入口流入的空气量。
10.如权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，包括盖体，该盖体用于防止外部空气直接从与上述流入口垂直的方向流入。
11.如权利要求10所述的空气调节装置，其特征在于，上述盖体包括主体，该主体上形成有盖体上侧流入口及盖体侧面流入口，该主体用于使直接从与上述外罩的流入口垂直的方向流入的空气迂回至上述盖体上侧流入口和上述盖体侧面流入口。
12.一种空气调节装置，包括室外机及与上述室外机相连的一个以上的室内机，其特征在于，
上述室外机包括：
外罩，其形成有流入口、旁通流入口及排出口，
风扇，其使空气经由上述流入口和旁通流入口流入上述外罩内部，并经由上述排出口向外罩外部排出空气，
控制部，其用于控制上述风扇的驱动；
上述流入口和排出口经由热交换器相互连通，上述旁通流入口与上述排出口直接连通，
上述控制部对从上述旁通流入口流入的空气量进行调节来改变从上述流入口流入的空气量。
13.如权利要求12所述的空气调节装置，其特征在于，上述控制部根据制冷剂的冷凝压力或冷凝温度来控制上述风扇的驱动。
14.如权利要求12所述的空气调节装置，其特征在于，包括旁通叶片，该旁通叶片用于选择性地开闭上述旁通流入口并调节上述旁通流入口的开度。
15.如权利要求14所述的空气调节装置，其特征在于，在风扇马达以最低控制转速驱动时，上述控制部控制上述旁通叶片驱动。
16.一种空气调节装置的控制方法，其特征在于，包括：
在室外机中检测制冷剂的冷凝压力或冷凝温度的步骤；
风扇恒速运行步骤，在上述检测的结果小于第一设定值的情况下，将室外机的风扇马达的转速控制为最低控制转速，并改变向热交换器流入的空气量；
风扇可变运行步骤，在上述检测的结果在第一设定值以上的情况下，将室外机的风扇马达的转速控制为超过上述最低控制转速的转速。
17.如权利要求16所述的空气调节装置的控制方法，其特征在于，在上述风扇恒速运行步骤中，改变未被热交换的旁通的空气量。
18.如权利要求17所述的空气调节装置的控制方法，其特征在于，在上述风扇恒速运行步骤中，通过增加从上述旁通流入口旁通的空气量来减少经由流入口向上述热交换器流入的空气量。
19.如权利要求16所述的空气调节装置的控制方法，其特征在于，在进行上述风扇恒速运行步骤的过程中，在上述检测的结果小于第二设定值的情况下，使上述风扇停止驱动。
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