CN1181485A - 空调系统的运转方法及空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种空调系统的运转方法及空调装置,具有在地面附近使用的室内机,该机有吸入口、上、下排出口、上、下热交换器、上、下风扇、由副节流机构将上、下热交换器串联连接,制冷运转时,使制冷剂在从上热交换器通过下侧热交换器的流路流过,采暖运转时,使制冷剂从相反的流路流过,其有控制机构,至少在制冷和采暖运转时,控制主、副节流机构中任一方,把比从下排出口排出的空气温度低的空气从上排出口排出。

Description

空调系统的运转方法及空调装置
本发明涉及备有室内机的空调系统的运转方法及空调装置，该室内机具有上下排出口并配置在地面附近使用
如所周知，家用空调装置中，是以采暖、制冷兼用的热泵型空调装置为主流。这种空调装置中，由于设置空间的原因，其室内机多安装在靠近天花板的墙壁上，即所谓的壁挂式。这种型式的室内机，在前面部有吸入室内空气的吸入口，从该吸入口吸入的室内空气与热交换器接触后，从形成在下部的排出口朝斜前下方排出。
但是，这种壁挂式的、从前面吸入后向斜下方排出的室内机，存在以下问题。即，这种壁挂式室内机，在制冷运转时，由于冷气朝下方降落，所以不能使整个房间均匀冷却，没有舒适感。在采暖运转时，由于暖气不容易达到地面，所以，脚部不感到暖和，采暖时的舒适感也欠佳。
为了提高采暖时的舒适感，曾考虑过将室内机设置在地面上或地面附近，使暖气达到地面的方式。但是，这种设置形态，在制冷运转时，冷气集中供给到地面附近，不能使整个房间制冷到均匀的温度，不仅欠缺制冷时的舒适感，而且导致效率降低。
最近，为了解决上述问题，出现了一种把室内机配置在地面附近使用的空调装置，该空调装置中的室内机，具有上侧排出路和下侧排出路，使通过前面吸入口吸入的室内空气的一部分从上侧排出口排出，使通过吸入口吸入的室内空气的其余部分从下侧排出口排出。
这种采用一吸入、二排出方式的、配置在地面附近使用的室内机中，由于将气流朝着地面方向和房间的高度方向中间部排出，所以，不仅在制冷时，而且在采暖时也能使整个房间的温度均匀。
但是，从舒适感方面考虑，使整个房间的温度均匀，并不一定能满足舒适感。也就是说，对生活在房间内的人而言，具有舒适感的温度环境，应该是各部位受到的体感温度能使各器官良好工作的温度条件。这种备有一吸入、二排出方式、配置在地面附近使用的室内机的空调装置，仅致力于使整个房间的温度均匀，而没有考虑到居住者所需的真正舒适感，在这方面尚有待于改进。
因此，如上所述，这种备有一吸入、二排出方式的、配置在地面附近使用的室内机的空调装置，在满足居住者所需的真正舒适感方面，尚有待于改进。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种能为房间内的居住者营造理想温度环境的空调系统运转方法及空调装置。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种空调系统的运转方法，其特征在于，该空调系统备有配置在地面附近使用的室内机，该室内机具有用于吸入室内空气吸入口、把通过该吸入口吸入的室内空气的一部分从上侧排出口排出的上侧排出路、配置在该上侧排出路内的上侧热交换器和上侧风扇、把通过上述吸入口吸入的室内空气的其余部分从下侧排出口排出的下侧排出路、配置在该下侧排出路内的下侧热交换器和下侧风扇；
至少在制冷运转时和采暖运转时，使比下侧排出口排出之空气温度低的空气从上侧排出口排出，进行上下有温度差的运转。
一种空调装置，备有配置在地面附近使用的室内机，该室内机具有用于吸入室内空气吸入口、把通过该吸入口吸入的室内空气的一部分从上侧排出口排出的上侧排出路、配置在该上侧排出路内的上侧热交换器和上侧风扇、把通过上述吸入口吸入的室内空气的其余部分从下侧排出口排出的下侧排出路、配置在该下侧排出路内的下侧热交换器和下侧风扇；其特征在于，
备有串联回路、制冷循环要素群、制冷剂流动方向切换机构和温度差形成机构；
串联回路是通过副节流机构将上侧热交换器和下侧热交换器串联连接而形成；
制冷循环要素群包含主节流机构，与上述串联回路一起至少构成制冷运转和采暖运转的制冷循环；
在制冷运转时，制冷剂流动方向切换机构使制冷剂在从上侧热交换器通过下侧热交换器的流路中流过，在采暖运转时，该切换机构使制冷剂在从下侧热交换器通过上侧热交换器的流路中流过；
至少在制冷运转时和采暖运转时，温度差形成机构控制上述的副节流机构和主节流机构中的任一方，使比从下侧排出口排出的空气温度低的空气从上侧排出口排出。
所述的空调装置，其特征在于，在制冷运转时，上述温度差形成机构调节主节流机构的节流量而形成温度差，使上侧热交换器的上流侧温度与下流侧温度之差成为预定值。
所述的空调装置，其特征在于，在采暖运转时，上述温度差形成机构调节副节流机构的节流量而形成温度差。
所述的空调装置，其特征在于，还备有控制下侧风扇的控制系统，至少在制冷运转时，该控制系统控制下侧风扇，使得从下侧排出路排出的空气流产生晃动。所记载的空调系统的运转方法中，该空调系统备有配置在地面附近使用的室内机，该室内机具有用于吸入室内空气吸入口、把通过该吸入口吸入的室内空气的一部分从上侧排出口排出的上侧排出路、配置在该上侧排出路内的上侧热交换器和上侧风扇、把通过上述吸入口吸入的室内空气的其余部分从下侧排出口排出的下侧排出路、配置在该下侧排出路内的下侧热交换器和下侧风扇；其特征在于，至少在制冷运转时和采暖运转时，使比下侧排出口排出之空气温度低的空气从上侧排出口排出，进行上下有温度差的运转。
为了实现上述目的，所记载的空调装置中，备有配置在地面附近使用的室内机，该室内机具有用于吸入室内空气吸入口、把通过该吸入口吸入的室内空气的一部分从上侧排出口排出的上侧排出路、配置在该上侧排出路内的上侧热交换器和上侧风扇、把通过上述吸入口吸入的室内空气的其余部分从下侧排出口排出的下侧排出路、配置在该下侧排出路内的下侧热交换器和下侧风扇；其特征在于，
备有串联回路、制冷循环要素群、制冷剂流动方向切换机构和温度差形成机构；
串联回路是通过副节流机构将上侧热交换器和下侧热交换器串联连接而形成；
制冷循环要素群包含主节流机构，与上述串联回路一起至少构成制冷运转和采暖运转的制冷循环；
在制冷运转时，制冷剂流动方向切换机构使制冷剂在从上侧热交换器通过下侧热交换器的流路中流过，在采暖运转时，该切换机构使制冷剂在从下侧热交换器通过上侧热交换器的流路中流过；
至少在制冷运转时和采暖运转时，温度差形成机构控制上述的副节流机构和主节流机构中的任一方，使比从下侧排出口排出的空气温度低的空气从上侧排出口排出。
所记载的空调装置中，在制冷运转时，上述温度差形成机构也可以调节主节流机构的节流量而形成温度差，使上侧热交换器的上流侧温度与下流温度之差成为预定值。
另外，上述的上下温度差形成机构，在采暖运转时，也可以调节副节流机构的节流量而形成温度差。
另外，还备有控制下侧风扇的控制系统，至少在制冷运转时，该控制系统控制下侧风扇，使得从下侧排出路排出的空气流产生晃动。
在本发明的运转方法和权利要求2的装置中，至少在制冷运转时和采暖运转时，使比从下侧排出口排出的空气温度低的空气从上侧排出口排出，进行有上下温度差的运转，所以，可营造出头凉脚暖的温度环境，更提高舒适性。
本发明的效果：
如上所述，根据本发明，备有以一吸入、两排出方式、配置在地面附近使用的室内机的空调系统的特征，能提高更加舒适的室内温度环境。以下参照附图，详细说明本发明的实施例：
图1是本发明一实施例空调装置的构造图。
图2是说明图1所示装置中的室内机设置形态的图。
图3是表示图1所示装置在制冷运转时的莫里尔热力学计算图。
图4是说明图1所示装置在制冷运转时，室内机排出形态的图。
图5是表示图1所示装置在采暖运转时的莫里尔热力学计算图。
图6是说明图1所示装置在制冷运转时，室内机排出形态的图。
图7是表示图1所示装置在暖气味除湿运转时的莫里尔热力学计算图。
图8是说明图1所示装置在暖气味除湿运转时，室内机排出形态的图。
下面，参照附图说明本发明的实施例。
图1表示包含本发明一实施例空调装置的制冷循环的构成图。
图1中，1表示室内机。该室内机1的断面形状例如为梯形，备有在与图面垂直的方向形成为细长状的框体2。在框体2的前面壁上，如图中的粗箭头3所示，形成用于吸入室内空气的吸入口4。以吸入口4为界，在上侧的前面壁上形成上侧排出口6。通过吸入口4吸入的室内空气的一部分如图中粗箭头5所示地，从该上侧排出口6朝着斜前上方排出。该上侧排出口6通过由风扇前缘7和背面壳体8形成的上侧排出路9与吸入口4连通。以吸入口4为界，在下侧的前面壁上形成下侧排出口11。通过吸入口4吸入的室内空气的其余部分如图中粗箭头10所示地，从该下侧排出口11朝着斜前下方排出。该下侧排出口11通过由风扇前缘12和背面壳体13形成的下侧排出路14与吸入口4连通。
在上侧排出路9内和下侧排出路14内，配置着横流式的上侧风扇15和下侧风扇16。该上侧15风扇和下侧风扇16施加图中粗箭头3所示方向的吸入力和图中粗箭头5、10所示方向的排出力。在这些上侧风扇15和下侧风扇16与吸入口4之间，配置着上侧热交换器17和下侧热交换器18。上侧热交换器17和下侧热交换器18是把带翅片的制冷剂管沿着垂直于图面方向曲折而形成的。在构成上侧热交换器17的制冷剂管下端与构成下侧热交换器18的制冷剂管上端之间，设有电动控制式或电子控制式的副节流机构19。即，上侧热交换器17和下侧热交换器18通过副节流机构19串联连接，形成串联回路。
如图2所示，上述构造的室内机1安装在房间21的隔断墙22的内面，距地面23数10厘米处。
构成上侧热交换器17的制冷剂管的上端，通过配管25、电动控制式或电子控制式的主节流机构26、室外热交换器27、电动切换式四通阀28与压缩机29的吸入口连接。压缩机29的排出口通过四通阀28、配管30与构成下侧热交换器18的制冷剂管的下端连接。即，它们由通过副节流机构19串联连接的上侧热交换器17和下侧热交换器18构成制冷循环。在室外热交换器27上，付设有风扇31。
上述压缩机29的运转停止控制、四通阀28的切换控制、上侧风扇15和下侧风扇16的运转停止控制、副节流机构19的节流量控制、主节流机构26的节流量控制、风扇31的运转停止控制，是根据控制装置32的指令进行的。
即，控制装置32根据配置在各所需部位的温度传感器检测出的室温T0、构成室内机1的上侧热交换器17的制冷剂管的上端部内蒸发温度T1、构成上侧热交换器17的制冷剂管的下端部内蒸发温度T2、构成室内机1的下侧热交换器18的制冷剂管的中间部内蒸发温度T3、压缩机29的吸入气体温度T4、压缩机29的排出气体温度T5、室外热交换器27的制冷剂管内温度T6、导入室外温度T7从外部给的制冷运转指令S1、采暖运转指令S2、暖气味除湿指令S3，对上述构成制冷循环的各要素按后述关系进行控制。另外，室内温度T0的控制，是通过压缩机29的运转、停止控制或压缩机29的旋转数控制进行的。
下面，说明上述构造的空调系统即空调装置的运转形态。
〔制冷运转〕
当给出了制冷运转指令S1时，控制装置32使四通阀28成为与图示相反的连接状态，即，压缩机29排出气体被切换成下述流路：四通阀→室外热交换器27→主节流机构26→室内机1的上侧热交换器17→副节流机构19→室内机1的下侧热交换器18→四通阀28→压缩机29的吸入口。
接着，将副节流机构19控制为全开，使上侧风扇15、下侧风扇16以预定旋转数开始旋转，再使压缩机29开始旋转，同时使风扇31开始旋转。
从压缩机29排出的高温、高压的制冷剂气体，通过四通阀28后，在室外热交换器27与室外空气进行热交换后冷凝，然后被主节流机构26节流而成为低压的气液2相状态。然后，在室内机1的上侧热交换器17与室内空气进行了热交换后蒸发，成为低温、低压的气体并通过下侧热交换器18后，再次被压缩机29压缩而成为高温、高压的气体。
这时，控制装置32调节主节流机构26的节流量，使构成室内机1的上侧热交换器17的制冷剂管的上端部内蒸发温度T1与下端部内蒸发温度T2之差成为预定值。即，这时的莫里尔热力学计算图如图3所示，调节主节流机构26的节流量，使得上侧热交换器17在蒸发区域、下侧热交换器18在过热区域。
在该运转形态时，由于上侧风扇15和下侧风扇16分别在运转状态，如图4所示，从上侧排出口6排出相应于蒸发温度的冷空气A，从下侧排出口11排出接近室温的空气B。经过一定时间后，控制装置32控制下侧风扇16的旋转数，使其不规则地增减，使得从下侧排出口11排出的空气流产生晃动。
在这种制冷运转形态中，例如从吸入口4吸入的空气温度为27℃，从下侧排出口11排出的空气温度为25℃，从上侧排出口6排出的空气温度为15℃时，吹向居住者的冷气是朝上方向，与室内温度接近的等温风是朝下方向，所以，可防止脚部过冷，可营造出头凉脚暖的环境，提高舒适性。
另外，伴随着不规则晃动从下侧排出口11排出的风，接近于电风扇的风，所以，具有使用电风扇的效果。与通常的把上排式室内机配置在地面附近的结构相比，可提高制冷时的设定温度，可将居住空间的平均温度从27℃提高到28℃，所以，具有较大的节能效果。
〔采暖运转〕
当给出了采暖运转指令S2时，控制装置32使四通阀28成为图示的连接状态，即，从压缩机29排出的气体切换为下述流路：四通阀28→室内机1的下侧热交换器18→副节流机构19→室内机1的上侧热交换器17→主节流机构26→室外热交换器27→四通阀28→压缩机29的吸入口。
接着，将副节流机构19和主节流机构26控制为预定的节流量，使上侧风扇15、下侧风扇16以预定旋转数开始旋转，再使压缩机29开始旋转，同时使风扇31开始旋转。
从压缩机29排出的高温、高压的制冷剂气体，通过四通阀28后，在下侧热交换器18与室内空气进行热交换后冷凝，然后被副节流机构19节流，在冷凝温度降低的状态，再在上侧热交换器17与室内空气进行热交换。该制冷剂被主节流机构26节流而成为低压的气液2相状态。然后，在室外热交换器27与室外空气进行热交换后蒸发，成为低温、低压的气体，被压缩机29吸入再次成为高温、高压气体。
这时，控制装置32调节副节流机构19的节流量，使得构成室内机1的上侧热交换器17的制冷剂管的上端部内蒸发温度T1与构成室内机1的下侧热交换器18的制冷剂管的中间部内蒸发温度T3之差成为预定值。即，这时的莫里尔热力学计算图如图5所示，为了实现2冷凝温度，进行副节流机构19的节流量调节，使得下侧热交换器18在第1冷凝区域，上侧热交换器17在比第1冷凝区域温度低的第2冷凝区域。
在这种采暖运转形态中，例如如图6所示，从上侧排出口6排出的空气温度可以设定为30℃，从下侧排出口11排出的空气温度可设定为40℃，所以，脚部暖和，靠近头部较冷，可实现头凉脚暖的环境，提高舒适性。另外，由于上方的较冷的暖气推入下方的较暖的暖气，所以，可以把采暖温度设定得低，居住空间平均温度例如从24℃变到23℃，具有节能效果。
〔暖气味除湿运转〕
当给出了暖气味除湿运转指令S3时，控制装置32使四通阀28成为图示的连接状态，即，从压缩机29排出的气体切换为下述流路：四通阀28→室内机1的下侧热交换器18→副节流机构19→室内机1的上侧热交换器17→主节流机构26→室外热交换器27→四通阀28→压缩机29的吸入口。
接着，将主节流机构26控制为全开，使上侧风扇15、下侧风扇16以预定旋转数开始旋转，再使压缩机29开始旋转，这时，风扇31不旋转。
从压缩机29排出的高温、高压的制冷剂气体，通过四通阀28后，在下侧热交换器18与室内空气进行热交换后冷凝，然后被副节流机构19节流，成为低压的气液2相状态。该制冷剂在上侧热交换器17与室内空气进行热交换后蒸发，成为低温低压气体，通过室外热交换器27后，再被压缩机29压缩而成为高温高压的气体。
这时，控制装置32调节副节流机构19的节流量，使得构成室内机1的上侧热交换器17的制冷剂管的中间上端部内蒸发温度T1与压缩机29的吸入气体温度T4之差成为预定值。即，这时的莫里尔热力学计算图如图7所示，调节副节流机构19的节流量，使得下侧热交换器18成为冷凝器，上侧热交换器17成为蒸发器。
在这种运转形态中，例如如图8所示，从上侧排出口6出来的冷气和从下侧排出口11出来的暖气排放到室内，所以，脚部暖和，靠近头部较冷，可实现头凉脚暖的环境，提高除湿运转时的舒适性。另外，由于是利用采暖循环进行暖气味除湿运转，所以，在低外气温多湿时，可一边除湿一边提高房间的温度。

Claims (5)

1.一种空调系统的运转方法，其特征在于，该空调系统备有配置在地面附近使用的室内机，该室内机具有用于吸入室内空气吸入口、把通过该吸入口吸入的室内空气的一部分从上侧排出口排出的上侧排出路、配置在该上侧排出路内的上侧热交换器和上侧风扇、把通过上述吸入口吸入的室内空气的其余部分从下侧排出口排出的下侧排出路、配置在该下侧排出路内的下侧热交换器和下侧风扇；
至少在制冷运转时和采暖运转时，使比下侧排出口排出之空气温度低的空气从上侧排出口排出，进行上下有温度差的运转。
2.一种空调装置，备有配置在地面附近使用的室内机，该室内机具有用于吸入室内空气吸入口、把通过该吸入口吸入的室内空气的一部分从上侧排出口排出的上侧排出路、配置在该上侧排出路内的上侧热交换器和上侧风扇、把通过上述吸入口吸入的室内空气的其余部分从下侧排出口排出的下侧排出路、配置在该下侧排出路内的下侧热交换器和下侧风扇；其特征在于，
备有串联回路、制冷循环要素群、制冷剂流动方向切换机构和温度差形成机构；
串联回路是通过副节流机构将上侧热交换器和下侧热交换器串联连接而形成；
制冷循环要素群包含主节流机构，与上述串联回路一起至少构成制冷运转和采暖运转的制冷循环；
在制冷运转时，制冷剂流动方向切换机构使制冷剂在从上侧热交换器通过下侧热交换器的流路中流过，在采暖运转时，该切换机构使制冷剂在从下侧热交换器通过上侧热交换器的流路中流过；
至少在制冷运转时和采暖运转时，温度差形成机构控制上述的副节流机构和主节流机构中的任一方，使比从下侧排出口排出的空气温度低的空气从上侧排出口排出。
3.如权利要求2所述的空调装置，其特征在于，在制冷运转时，上述温度差形成机构调节主节流机构的节流量而形成温度差，使上侧热交换器的上流侧温度与下流侧温度之差成为预定值。
4.如权利要求2或3所述的空调装置，其特征在于，在采暖运转时，上述温度差形成机构调节副节流机构的节流量而形成温度差。
5.如权利要求2所述的空调装置，其特征在于，还备有控制下侧风扇的控制系统，至少在制冷运转时，该控制系统控制下侧风扇，使得从下侧排出路排出的空气流产生晃动。
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