CN1244783C - 空调机 - Google Patents
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Abstract
一种空调机,如箭头Y1所示,最初由显热能力大的通常制冷模式进行运转,使室内温度快速移行至目标水平,其后,进行由过节流制冷模式或再热干燥模式的运转,达到目标湿度。由此,能充实除湿运转功能,可进行更加细致且快速的除湿控制,可提高舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及具有由2个热交换器形成的室内热交换器、可进行包括再热干燥模式的多种运转模式的空调机。
背景技术
一般而言,空调机大致可分为只能进行制冷运转、以及可进行制冷和制暖双方运转的两种类型,近年来,随着使用者一方对多功能化的要求和空调机制造厂家一方的各种技术的快速进步,后类的空调机已占大半。
在此场合,制冷运转时,室外热交换器具有作为凝缩器的功能,室内热交换器具有作为蒸发器的功能,在本发明书中,将这种运转模式称为「通常制冷模式」。制暖运转时,室外热交换器具有作为蒸发器的功能,室内热交换器具有作为凝缩器的功能,在本发明书中,将这种运转模式称为「通常制暖模式」。
在空调机中,除了这种通常制冷模式和通常制暖模式之外,还有可进行除去室内湿气用的、称为干燥模式(除湿模式)的模式。以往,作为长期以来进行的除湿运转的方式,包括:制冷运转或制暖运转进行中向设于室内机的加热器通电的方式、或者制冷运转进行中临时性进行制暖运转而在制暖运转中临时性进行制冷运转的方式等。
通常,在进行除湿运转时,室内温热环境变化大,有时会给人以不适感。为此,迄今为止一直在开展着以舒适性除湿为目标的各种除湿运转方式的研究。在这种除湿运转方式中,有一种是所谓的「再热干燥运转模式」。它是一种在室内机中具有2台室内热交换器、除湿时使一方的室内热交换器发挥与室外热交换器相同的凝缩器功能又使另一方的热交换器发挥蒸发器功能的结构(例如参照日本专利特开2001-280668号公报(第2页、图6))。此外,还有一种所谓的「过节流制冷模式运转模式」。它是一种只能在制冷运转时才进行、将设于室外热交换器与室内热交换器间的电子膨胀阀的开度节流成大于通常制冷运转模式大且在到达室内热交换器的出口跟前处结束制冷剂蒸发的结构(例如参照日本专利特开平10-103791号公报(第5页~第6页、图4))。
以往,在室内机中具有2台室内热交换器的可进行再热干燥运转的空调机是不能进行过节流制冷运转的,在使用可过节流制冷运转的空调机时,通常是在室内机中不设置2台室内热交换器,在此场合,当然不能进行再热干燥运转。
在制冷运转中或制暖运转中进行除湿运转时,因临时性降低室温控制功能而使室内温热环境变化,故有时会给居住在室内的使用者以不适感,但自从导入上述那种再热干燥运转模式和过节流制冷运转模式以来,可以在相当程度上减少对使用者的不适感。
然而,如上所述,在传统的空调机中,可再热干燥运转型通常是不能进行过节流制冷运转,而可过节流制冷运转型则不能进行再热干燥运转。即,可进行的运转模式的种类受到了限制。因此,从实现舒适性空调化的观点出发,具有改良的余地。
例如,在使用者使用遥控器等对室内设定温度作了设定的场合,若是以往,该室内设定温度通常是指由干球温度(dry-bulb temperature)表示的温度,但在最近的空调控制中,通过使用在干球温度表示的温度中反映湿度变化的所谓「体感温度(feeling temperature)」来实现舒适性空调的结构越来越多。这样,在最近的空调控制中,湿度控制具有重要的意义,要求有更加细致的控制,但传统的空调机的运转模式相当有限,难以充分适应这种要求。由此,因运转模式有限,故在传统的空调机中,当目标温度和目标湿度的水平与当时的室温和湿度水平距离很大时,则难以将室温和湿度双方达到目标值、或者即使达到了目标值也需要有非常长的时间。
鉴于上述的问题,本发明的目的在于提供一种能充实除湿运转功能、可进行更加细致且快速的除湿控制、可提高舒适性的空调机。
发明内容
为了解决上述课题,本发明第1技术方案的空调机,具有压缩机、四通阀、室外热交换器、由第1和第2两个热交换器形成的室内热交换器、在室外热交换器与室内热交换器之间形成的第1电子膨胀阀、在第1及第2室内热交换器之间形成的第2电子膨胀阀,具有制冷循环,该制冷循环具有:通过四通阀的切换而将压缩机、室外热交换器、第1电子膨胀阀、第1室内热交换器、第2电子膨胀阀、第2室内热交换器依次连接的以制冷运转为基调的制冷剂路径;以及将压缩机、第2室内热交换器、第2电子膨胀阀、第1室内热交换器、第1电子膨胀阀、室外热交换器依次连接的以制暖运转为基调的制冷剂路径,并且具有可进行包含再热干燥模式的多种运转模式的运转控制回路,所述运转控制回路至少包括:通过对第1电子膨胀阀及第2电子膨胀阀的节流进行控制,设定为以制冷运转为基调的制冷剂路径的、只将第1电子膨胀阀节流的通常制冷模式;只将第1电子膨胀阀进一步节流的过节流制冷模式;只将第2电子膨胀阀节流的制冷时再热干燥模式;以及设定为以制暖运转为基调的制冷剂路径的、只将第1电子膨胀阀节流的通常制暖模式;只将第2电子膨胀阀节流的制暖时再热干燥模式。
本发明第2技术方案的空调机,其特征在于,所述运转控制回路进行室温控制时,使用由干球温度表示的室内温度中反映湿度变化的体感温度来进行室温控制。
本发明第3技术方案的空调机,其特征在于,所述运转控制回路对室内温度向目标体感温度移行所需用的显热负载进行运算,根据该运算的显热负载的大小进行被选择的运转模式,其次,对室内温度到达目标体感温度时的室内温度向目标湿度移行所需用的潜热负载进行运算,根据该运算的潜热负载的大小选择下次的运转模式,并且,在进行该被选择的下次的运转模式时,对能否维持所定的室内温度作出判别,当判别为可维持时,进行被选择的下次的运转模式。
本发明第4技术方案的空调机,其特征在于,当目标体感温度维持所定时间以上、且在此期间的空压机转速未超出所定转速时,判别为可维持当时室内温度的水平。
本发明第5技术方案的空调机,其特征在于,正在进行通常制冷运转模式期间,当室内温度到达目标体感温度时,所述运转控制回路选择制冷时再热干燥模式作为所述下次的运转模式,并且,属于上述判别时,进行从通常制冷模式向制冷时再热干燥模式的切换而不经由过节流制冷模式。
本发明第6技术方案的空调机,其特征在于,想要将室内湿度向高湿侧变更时,所述运转控制回路选择比当时运转模式的潜热能力小的运转模式,并且,在进行比该潜热能力小的运转模式时,对能否维持该想要变更的湿度作出判别,只有在判别为可维持时,才能切换成比该潜热能力小的运转模式。
本发明第7技术方案的空调机,其特征在于,当想要变更的高湿侧湿度维持所定时间以上、且在此期间的空压机转速未超出所定转速F2时,判别为可维持当时室内温度的水平。
本发明第8技术方案的空调机,其特征在于,所述运转控制回路是在从以制冷运转为基调的运转模式向以制暖运转为基调的运转模式移行时,使该移行所需的室内加热显热能力的最大值小于以制暖运转为基调的运转模式中的室内加热显热能力。
本发明第9技术方案的空调机,其特征在于,所述运转控制回路是在从以制暖运转为基调的运转模式向以制冷运转为基调的运转模式移行时,使该移行所需的室内冷却显热能力的最大值小于以制冷运转为基调的运转模式中的室内冷却显热能力。
本发明第10技术方案的空调机,其特征在于,构成所述空调机的室内机具有风向板,所述运转控制回路在进行所述某一种运转模式时,将所述风向板的方向形成大致水平方向。
本发明第11技术方案的空调机,其特征在于,构成所述空调机的室外机具有室内风扇,所述运转控制回路在进行所述再热干燥模式时,对室内温度移行至目标体感温度所需用的显热负载进行运算,根据该运算的显热负载的大小控制所述室外风扇的转速,由此来控制室内热交换器的热交换能力。
本发明第12技术方案的空调机,其特征在于,构成所述空调机的室外机具有空压机,所述运转控制回路在进行所述再热干燥模式时,对室内温度移行至目标体感温度所需用的显热负载进行运算,根据该运算的显热负载的大小控制所述空压机的转速,由此来控制室内热交换器的热交换能力。
本发明第13术方案的空调机,其特征在于,所述空调机还具有室外热交换器以及设于该室外热交换器与所述室内热交换器间的电子膨胀阀,所述运转控制回路根据由所述空压机的转速控制的室内热交换器的热交换能力对所述电子膨胀阀的开度进行控制。
本发明第14术方案的空调机,其特征在于,在形成所述室内热交换器的2个热交换器之间还具有电子膨胀阀,所述运转控制回路根据由所述空压机的转速控制的室内热交换器的热交换能力对所述电子膨胀阀的开度进行控制。
本发明第15方案的空调机,其特征在于,通过控制所述室内热交换器中流动的气态制冷剂的温度,对所述室内热交换器的热交换能力进行控制。
本发明第16技术方案的空调机,其特征在于,所述运转控制回路根据形成所述室内热交换器的2个热交换器中各自检测的气态制冷剂的温度,防止所述电子膨胀阀的开度节流过度。
综上所述,采用本发明,由于至少包括:以制冷运转为基调的通常制冷模式、过节流制冷模式、制冷时再热干燥模式、以制暖运转为基调的通常制暖模式、以及制暖时再热干燥模式,因此,能充实除湿运转功能,可进行更加细致且快速的除湿控制,可提高舒适性。
附图的简单说明
图1为本发明实施例的空调机的结构图。
图2为记载具有图1所示的空调机的运转模式的名称及其表示各运转模式特性事项的图表。
图3为表示由本发明实施例的室温控制及湿度控制所得到的室温变化一例的室温变化特性图。
图4为将本发明的实施例中表示实现室内温热环境的过程与传统例进行对比的概念图。
图5为表示本发明的实施例中由制冷时再热干燥模式进行室温控制时的控制项目的图表。
图6为表示本发明的实施例中由制冷时再热干燥模式的室温控制所得到的室内温热环境实现区的说明图。
具体实施方式
图1是本发明实施例的空调机的结构图。在以下的说明中,主要说明采用制冷运转模式运转的场合。图中,经空压机1压缩的由高温高湿气体化的制冷剂通过四通阀2(图示的四通阀2内的制冷剂路径表示制冷时的状况)向凝缩器即室外热交换器3送出,在那里通过与外气的热交换形成凝缩液化。该液态制冷剂经第1电子膨胀阀4节流后成为低温低压并送至第1室内热交换器5,再通过第2电子膨胀阀6送向第2室内热交换器7。该低温低压的液态制冷剂在具有蒸发器功能的该2个室内热交换器5、7中,与室内空气进行热交换而气化,成为低温低压的气态制冷剂。因室内空气通过上述热交换去除了热,故室温下降。并且,来自第2室内热交换器7的气态制冷剂再次通过四通阀2送向空压机1的吸入侧,并由该空压机1进行压缩。通过反复上述的过程来进行制冷运转模模式的运转。
空压机1依靠来自变换装置8的电力供给而驱动,在室外热交换器3中安装有螺旋桨型的室外风扇9,在室内热交换器5、7中安装有横流型的室内风扇10,以促进热交换。这些变换装置8、室外风扇9和室内风扇10由来自运转控制回路11的控制信号进行控制
从遥控器12输出由使用者的操作设定的室温设定值Ts和湿度设定值Hs。在室内风扇10与室内机的吹出口之间安装有室温检测器13和湿度检测器14,来自该处的室温检测值Ta和湿度检测值Ha也被输出至运转控制回路11。在第2室内热交换器7的制冷剂入口部和制冷剂出口部以及第1室内热交换器5的制冷剂入口部分别安装有制冷剂温度检测器15~17,来自该处的制冷剂温度Tc1~Tc3也被输出至运转控制回路11。运转控制回路11根据这些各种信号的输入,通过变换装置8进行空压机1的可变速控制同时控制室外风扇9和室内风扇10,并向第1、第2电子膨胀阀4、6输出开度指令PLS1、PLS2,进行这些开度控制。
图2是表示具有图1所示空调机的运转模式及其这些运转模式特性的图表。即,图1的空调机能进行图2所示的制冷运转和制暖运转双方的运转。在制冷运转模式中,至少具有通常制冷模式、过节流制冷模式、制冷再热干燥模式,又,在制暖运转模式中,至少具有制暖时再热干燥模式、通常制暖模式的2种模式。即,与具有2个室内热交换器5、7的传统的再热干燥型的空调机一样,除了具有制冷时再热干燥模式和制暖时再热干燥模式之外,,图1的空调机还具有过节流制冷模式。这样,与传统的空调机相比,图1的空调机可进行更加细致的除湿控制。另外,图1的空调机除了具有图2所示的运转模式之外,还具有多种模式。
以下说明图2的各运转模式。首先,在通常制冷模式中,室外热交换器3具有作为凝缩器的功能,同时第1室内热交换器5和第2室内热交换器7具有作为蒸发器的功能。在此场合,通过第1室内热交换器5和第2室内热交换器7的制冷剂主要是气相与液相混合的双相区域(以下称为气液双相区域),其显热能力大而潜热能力小。图2的表中,符号-表示制冷时的能力。其中,所谓显热是指空气的干球温度变化的热,在本发明书中,显热能力是指使室内温度变化的能力。潜热是指使空气的绝对湿度变化的水蒸气的蒸发或凝缩器所需的热,在本说明书中,潜热能力是指使室内温度变化的能力。
在过节流制冷模式中,室外热交换器3具有作为凝缩器的功能,第1室内热交换器5和第2室内热交换器7具有作为蒸发器的功能。通过蒸发器内的制冷剂在第1室内热交换器5侧主要是气液双相区域,在第2室内热交换器7侧主要是气相区域。并且,显热能力和潜热能力均为「中」。
在制冷时再热干燥模式中,室外热交换器3和第1室内热交换器5具有作为凝缩器的功能,第2室内热交换器7具有作为蒸发器的功能。并且,显热能力为「小」,潜热能力为「大」。
在制暖时再热干燥模式中,室外热交换器3和第1室内热交换器5具有作为蒸发器的功能,第2室内热交换器7具有作为凝缩器的功能。并且,制暖时的显热能力为「中」,潜热能力为「大」。
在通常制暖模式中,室外热交换器3具有作为蒸发器的功能,第1室内热交换器5和第2室内热交换器7具有作为凝缩器的功能。并且,制暖时的显热能力为「大」,潜热能力为「零」。
下面简单说明第1电子膨胀阀4和第2电子膨胀阀6的开度控制。第1电子膨胀阀4在通常制冷模式和通常制暖模式中固定成各模式固有的开度,在过节流制冷模式中可以变化,基本上用于对流过第2室内热交换器7的气态制冷剂的过热度(Tc2-Tc1)进行控制。在制冷时再热干燥模式和制暖时再热干燥模式中,以往是被固定成全开状态,但本实施例中,根据空压机1的转速可变化(对此,以制冷时的场合为例后述)。
第2电子膨胀阀6在通常制冷模式、过节流制冷模式和通常制暖模式中处于全开状态,在制冷时再热干燥模式和制暖时再热干燥模式中,与第1电子膨胀阀4一样可变化,用于对流过第2室内热交换器7的过热度(Tc2-Tc1)进行控制。在传统的空调机中是采用二通阀等可切换全开状态和一定开度状态的2档式节流阀,在通常制冷模式、过节流制冷模式和通常制暖模式中形成全开状态,在制冷时再热干燥模式和制暖时再热干燥模式中切换成一定的节流开度。对此,本实施例中,可通过采用电子膨胀阀进行多档次的开度控制。这样,本实施例中,因可多档次控制第1电子膨胀阀4和第2电子膨胀阀6的开度,故可比以往进行更加舒适性的除湿控制。
下面说明本实施例的通常制冷模式时的动作。首先,使用者操作遥控器12将室温设定值设定为Ts1,将湿度设定值设定为Hs1。这样,运转控制回路11按下式(1)对由干球温度表示的室温中反映湿度变化的目标体感温度Tf1进行运算。此时,公式(1)中的Ha1就是当时的湿度检测值。公式(1)右边第2项的值在Hs1<Ha1时为负数。从该公式(1)中可以看出,目标体感温度Tf1越是Hs1与Ha1相近,则越是近似于室温设定值Ts1。
Tf1=Ts1+(Hs1-Ha1)/15 公式(1)
其次,运转控制回路11求出该运算后的目标体感温度Tf1和当时的室温检测值Ta1之差(Ta1-Tf1)。该差异(Ta1-Tf1)就是相当于使当时的室内温度接近于空调目标体感温度所需的显热负载。当该差异(Ta1-Tf1)为大时,运转控制回路11选择进行通常制冷模式作为「最初的运转模式」,当该差异(Ta1-Tf1)为中等程度时选择进行过节流制冷模式,作为「最初的运转模式」,当该差异(Ta1-Tf1)为小时,选择进行制冷时再热干燥模式作为「最初的运转模式」。通过选择进行这些运转模式,可快速地使当时的室内温度Ta1目标接近于目标体感温度Tf1,不久Ta1就可达到Tf1。
若室内温度未到达空调目标体感温度Tf1,则必须使室内湿度到达目标湿度Hs1。此时,运转控制回路11对作为使室内湿度Ha1达到目标湿度Hs1所需用的潜热负载,对两者之差(Ha1-Hs1)进行运算。当该差异(Ha1-Hs1)为大时,选择制冷时再热干燥模式作为「下次的运转模式」(只选择但尚未进行、以下相同),当该差异(Ha1-Hs1)为中等程度时,选择过节流制冷模式作为「下次的运转模式」,当该差异(Ha1-Hs1)为小时,选择通常制冷模式作为「下次的运转模式」。
这样,若选择「下次的运转模式」,则在实际进行该选择的「下次的运转模式」时,对是否仍然可维持到达目标体感温度Tf1的室内温度进行判别,只有在判别为可维持时才进行该选择的「下次的运转模式」。在此,所谓判别为可维持的场合是指从室内温度Ta1从到达目标体感温度Tf1的时点开始、经过所定时间t1(如10分钟)以上但不超过Tf1、且在此期间的空压机转速(变换器频率)未超过所定转速F1(如15[Hz])的场合。这是根据以下的经验,即,即使空压机以低速运转所定时间,因可将室温确实维持于一定温度以上,故即使切换成潜热能力小的运转模式,通过提高空压机的转速也能充分适应的缘故。
图3是根据上述的室温控制和湿度控制的室温(体感温度)变化的一例、与传统对比表示的室温变化特性图。该特性图是表示例如通过使用者操作遥控器12,将当初的室温Ta1为31.7℃、室内湿度为75%的室内温热环境设定成室温设定值Ts1为28℃、湿度设定值Hs1为40%而进行的运转场合。如图所示,在传统的空调机中,室温到达目标体感温度的时间大约需要210分钟,但在本实施例的空调机中可缩短为20分钟,约为它的十分之一。
采用本实施例的空调机,室温控制可达到如此快的速度,可快速适应使用者的要求。例如,从炎热的室外冒着汗刚回到家的使用者,当然是想尽快地在制冷有效果的室内能满足其要求的凉爽感。然而,传统的空调机进行的是室温与湿度同时到达目标值的控制,结果是想要使室温到达目标值则需要非常长的时间,使用者想要得到能满足要求的凉爽感必须等待长时间。对此,本实施例中,以室温控制为优先,然后进行湿度控制,因此,可使室内温度首先以非常快的速度到达目标水平,能满足想要尽快地得到凉爽感的使用者。
图4是表示运转模式区域与室内温热环境移行例的关系图。采用本实施例的空调机,可实现由通常制冷模式区域R1、过节流制冷模式区域R2、制冷时再热干燥模式区域R3所表示的各室内温热环境。该图是表示将图3中说明的当初的室内温热环境例如室温为31.7℃、湿度为75%的温热环境移行至使用者设定的目标室内温热环境例如室温为28℃、湿度为40%左右的目标温热环境的例子。如箭头Y2所示,传统的空调机尽管显热负载大,由于想要只由显热能力小的制冷时再热干燥模式区域R3的运转来向目标温热环境移行,因此,需要等待图3所示的非常长的时间。对此,在本实施例的空调机中,如箭头Y1所示,最初是以显热能力大的通常制冷模式区域R1进行运转,以室内温度为优先能快速到达目标温度。然后进行过节流制冷模式区域R2或再热干燥模式区域R3的运转,使湿度在慢于室内温度的状态下到达目标湿度。
图3是选择进行通常制冷模式作为「最初的运转模式」、选择进行过节流制冷模式作为「下次的运转模式」所得到的特性例。在此场合,在结束通常制冷模式的室温控制之后,当然也可以选择进行过节流制冷模式作为「下次的运转模式」。由于过节流制冷模式比制冷时再热干燥模式的显热能力大而潜热能力小,因此,若从控制的顺序来看无疑具有自然感。但是,在「最初的运转模式」结束时,因室温已到达目标温度,故若能维持该温度的最低限度,则不必受其显热能力大小的约束,最好是以选择进行潜热能力最大的制冷时再热干燥模式的一方来进行快速的湿度控制。因此,在上述例子中,选择进行通常制冷模式作为「最初的运转模式」之后,省略过节流制冷模式,选择进行制冷时再热干燥模式作为「下次的运转模式」。
又,在运转控制回路11进行「下次的运转模式」期间,当使用者操作遥控器12将设定湿度变更至相当高的值时,运转控制回路11形成将当时的目标湿度向高湿侧方向变更的形态。在此场合,在选择比当时的运转模式潜热能力小的运转模式、并进行了该潜热能力小的运转模式时,运转控制回路11对是否能维持该变更后的室内湿度作出判别,只有在判别为可维持时,才进行该选择的潜热能力小的运转模式。例如,在进行制冷时再热干燥模式作为「下次的运转模式」期间,当目标湿度从40%变更至55%时,运转控制回路11选择比制冷时再热干燥模式潜热负载小的过节流制冷模式。若切换成该过节流制冷模式而进行运转时,则对是否能将室内湿度维持在55%左右作出判别,在判别为可维持时,进行过节流制冷模式。
在此,所谓判别为将室内湿度可维持在55%左右的场合是指下列场合,即,在当时进行中的运转模式即制冷时再热干燥模式中,湿度55%以下的状态持续所定时间t2(如30分钟)以上,且在此期间,空压机的转速(变换器频率)未超过所定转速F2(如10「Hz」)的场合。这是根据以下的经验,即,即使空压机以低速运转所定时间,因可将室温可靠地维持于一定温度以上,故即使切换成潜热能力小的运转模式,通过提高空压机的转速也能充分适应的缘故。
然而,通常是在夏季进行制冷运转而冬季进行制暖运转,但在季节转折点和室内环境变化等场合,有时也需要在制冷运转中进行临时性的制暖运转或在制暖运转中进行临时性制冷运转的情况。这种临时性的在制冷运转中出现室内加热源或制暖运转中出现室内冷却源,往往会给使用者带来明显的不适感。
在本实施例中,制冷运转中进行的临时性制暖运转,鉴于只需比冬季进行的通常的制暖运转小的能力的事实,可使该室内加热潜热能力的最大值小于通常的制暖运转时的值,同样,制暖运转中进行的临时性制冷运转,鉴于只需比夏季进行的通常的制冷运转小的能力的事实,可使该室内冷却潜热能力的最大值小于通常的制冷运转时的值。这样,可防止制冷运转中的过剩的室内加热引起的急速的温度上升和制暖运转中的过剩的室内冷却引起的急速的温度下降,可减少对使用者的不适感。
在本实施例中,这种场合的室内机的风向板的方向呈大致水平方向。由此,可使室内机吹出口的开口面积成为最大,可有效地发挥抑止高于通常的最大值的显热能力,可使室内的温度分布状态良好。又,通过将室内机的风向板在大致水平方向上固定成不动的状态,可防止带有与室内整体环境温度差异大的温度的风吹到使用者身上,可减少对使用者的不适感。
在本实施例中,在进行制冷时再热干燥模式或制暖时再热干燥模式的室温控制时引入了与传统不同的方法,下面以制冷时再热干燥模式的场合为例对其进行说明。
图5是表示在制冷时再热干燥模式中进行室温控制场合的控制项目的图表。首先,运转控制回路11对显热负载进行运算,根据该运算的显热负载的大小进行室外风扇9的转速控制。所谓显热负载是指室温当时值与空调机目标温度之差。即,当显热负载处于从「小」至「中」之间时,运转控制回路11可使室外风扇9的转速在「Min」(最小)至「Max」(最大)之间可变,若显热负载为「中」以上,则成为「Max」。例如,若提高室外风扇9的转速,则具有凝缩器功能的室外热交换器3和第1室内热交换器5的温度以及具有蒸发器功能的第2室内热交换器7的温度均可下降。这样,通过室外风扇9的转速控制,可使室内机的吹出口温度变化,可进行室温控制。这种室外风扇的转速控制与空压机的转速控制相比因减少了所需的电力量,故从省能源化的观点出发为佳。
但即使进行这种室外风扇的转速控制,有时也会出现不能得到充分的显热能力。在此场合,运转控制回路11再对具有蒸发器功能的第2室内热交换器7的过热度进行控制,由此使潜热能力上升。在此,将过热度作为Tsh,如下式(2)所示,过热度Tsh由第2室内热交换器7的制冷剂出口部的制冷剂温度Tc2与制冷剂入口部的制冷剂温度Tc1之差来表示。
Tsh=Tc2-Tc1 公式(2)
运转控制回路11预先记忆有所定的控制特性,可以了解对于当时的显热负载如何来设定目标过热度Tsh0。因此,运转控制回路11可将由公式(2)提供的过热度Tsh控制到接近于目标过热度Tsh0的状态。这种过热度控制基本上是通过空压机1的转速控制即变换装置8的频率控制的制冷剂流量的控制来进行。在此场合,运转控制回路11根据变换器频率来控制第1电子膨胀阀4的开度。即,如图5所示,变换器频率数低时(显热负载为「小」时),将开度作为「Min」,当变换器频率数为中等程度以上时,开度可从「Min」至「Max」之间变化。过热度Tsh既可由空压机的转速控制进行控制,也可由这种第1电子膨胀阀4的开度控制来进行。
一般而言,蒸发器的热交换能力为最大时,就是过热度Tsh处于Tsh=0±α(α:约1~2[K])的场合,在此场合,制冷剂在蒸发器出口处完全气化。并且,初始时只由空压机的转速控制来控制过热度Tsh,故通过对第1电子膨胀阀4的开度PLS1进行节流,可将Tsh<0的状态(所谓「重新液相状态」)作为Tsh0。这样,可使第1室内热交换器5和第2室内热交换器7的热交换器温度一起下降,可降低室内机的吹出口温度。在此,作为脉冲数,通常第1电子膨胀阀4的最大开度「Max」是500脉冲,最小开度「Min」是200脉冲。但是,本实施例中,在制冷时再热干燥模式中进行上述开度控制时,也可将最小开度「Min」设定为200脉冲以下。
若对第1电子膨胀阀4的开度PLS1过度节流,则在室外热交换器3中会发生液态制冷剂过度积存的现象。一旦发生这种现象,则在第1室内热交换器5与第2室内热交换器7之间,缩小了热交换器温度之差,不能形成再热干燥循环。为此,从制冷剂温度检测器15、17输入制冷剂温度Tc1、Tc3,运转控制回路11对其中的差异(Tc1-Tc3)进行监视。当(Tc1-Tc3)小于所定值时,通过增加开度PLS1,以防止发生上述的异常。
在传统的再热干燥模式中,室外风扇9的转速始终一定,同时第1电子膨胀阀4的开度一直呈全开状态,故可室温控制的区域极其狭小,但在本实施例中,由于对室外风扇9的转速和第1电子膨胀阀4的开度双方进行了可变控制,因此,可大幅度扩大可室温控制的区域。当室内湿度高于一定以上时(如80%以上)时,若室外风扇9的转速达到最大、或者第1电子膨胀阀4的开度节流至最小或接近于最小,则会产生结露,降低热交换效率。因此,必须注意当室外风扇9的转速达到最大、或者第1电子膨胀阀4的开度节流至最小或接近于最小之时即是室内湿度Ha降至80%以下的场合。
在本实施例中,通过空压机1的转速控制即变换装置8和第2电子膨胀阀6的开度控制,可在大范围内进行制冷时再热干燥模式中的湿度控制。即,运转控制回路11首先对显热负载进行运算,根据该运算的显热负载的大小进行变换装置8的频率控制。所谓显热负载是指室内湿度当时值与目标湿度之差。
运转控制回路11预先记忆有所定的控制特性,可以了解对于当时的显热负载如何来设定目标过热度Tsh0’。因此,运转控制回路11可将由公式(2)提供的过热度Tsh控制到接近于目标过热度Tsh0’的状态。这种过热度控制基本上是通过变换装置8的频率控制的制冷剂流量的控制来进行。
上述过热度Tsh既可由变换装置8的频率控制(空压机的转速控制)进行控制,也可由第2电子膨胀阀6的开度控制来进行。即,如前所述,通常蒸发器的热交换能力为最大时,就是过热度Tsh处于Tsh=0±d(α:约1~2[K])的场合,在此场合,制冷剂在蒸发器出口处完全气化。并且,初始时只由变换器频率控制来控制过热度Tsh,故通过对第2电子膨胀阀6的开度PLS2进行节流,可将Tsh<0的状态(所谓「重新液相状态」)作为Tsh0。这样,若节流第2电子膨胀阀6的开度PLS2,则与节流第1电子膨胀阀4的场合不同,第1室内热交换器5的热交换器温度上升,而第2室内热交换器7的热交换器温度下降。可在不使室内机的吹出口温度大变化的情况下只提高除湿能力。若开度PLS2过度节流,因凝缩器压力上升,故运转控制回路11对制冷剂温度Tc3进行监视并进行高压保护。
在传统的再热干燥模式中不进行变换器频率控制的过热度控制,又,第2电子膨胀阀6的开度固定为所定值,因此,可湿度控制的区域狭小,但在本实施例中,由于进行了变换器频率控制的过热度控制和第2电子膨胀阀6开度的可变控制,因此,可大幅度扩大可湿度控制的区域。
图6是表示通过上述制冷时再热干燥模式控制所得到的室内温热环境实现区的说明图。如图所示,由于传统的区域是只能覆盖舒适区局部的狭小区域,因此,若也进行再热干燥模式时,则往往会影响舒适性。但采用上述的本实施例,可扩大这种狭小的传统区域,可覆盖舒适区的大半,因此,可大大提高再热干燥模式中的舒适性。即,通过对室外风扇9转速的增减和第1电子膨胀阀4的开度PLS1的增减,可扩大可室温控制区域,又,通过对变换装置8频率数的增减和第2电子膨胀阀6的开度PLS1的增减,可扩大可湿度控制区域。
Claims (16)
1.一种空调机,具有压缩机、四通阀、室外热交换器、由第1和第2两个热交换器形成的室内热交换器、在室外热交换器与室内热交换器之间形成的第1电子膨胀阀、在第1及第2室内热交换器之间形成的第2电子膨胀阀,具有制冷循环,该制冷循环具有:通过四通阀的切换而将压缩机、室外热交换器、第1电子膨胀阀、第1室内热交换器、第2电子膨胀阀、第2室内热交换器依次连接的以制冷运转为基调的制冷剂路径;以及将压缩机、第2室内热交换器、第2电子膨胀阀、第1室内热交换器、第1电子膨胀阀、室外热交换器依次连接的以制暖运转为基调的制冷剂路径,并且具有可进行包含再热干燥模式的多种运转模式的运转控制回路,其特征在于,
所述运转控制回路至少包括:通过对第1电子膨胀阀及第2电子膨胀阀的节流进行控制,设定为以制冷运转为基调的制冷剂路径的、只将第1电子膨胀阀节流的通常制冷模式;只将第1电子膨胀阀进一步节流的过节流制冷模式;只将第2电子膨胀阀节流的制冷时再热干燥模式;以及设定为以制暖运转为基调的制冷剂路径的、只将第1电子膨胀阀节流的通常制暖模式;只将第2电子膨胀阀节流的制暖时再热干燥模式。
2.如权利要求1所述的空调机,其特征在于,所述运转控制回路使用由干球温度表示的室内温度中反映湿度变化的体感温度来进行室温控制。
3.如权利要求2所述的空调机,其特征在于,所述运转控制回路对室内温度向目标体感温度移行所需用的显热负载进行运算,根据该运算的显热负载的大小进行被选择的运转模式,其次,对室内温度到达目标体感温度时的室内温度向目标湿度移行所需用的潜热负载进行运算,根据该运算的潜热负载的大小选择下次的运转模式,并且,在进行该被选择的下次的运转模式时,对能否维持所定的室内温度作出判别,当判别为可维持时,进行该被选择的下次的运转模式。
4.如权利要求3所述的空调机,其特征在于,当目标体感温度维持所定时间以上、且在此期间的空压机转速未超出所定转速F1时,所述运转控制回路判别为可维持当时室内温度的水平。
5.如权利要求3或4所述的空调机,其特征在于,正在进行通常制冷运转模式期间,当室内温度到达目标体感温度时,所述运转控制回路选择制冷时再热干燥模式作为所述下次的运转模式,并且,属于上述判别时,进行从通常制冷模式向制冷时再热干燥模式的切换而不经由过节流制冷模式。
6.如权利要求2所述的空调机,其特征在于,当要将室内湿度向高湿侧变更时,所述运转控制回路选择比当时运转模式的潜热能力小的运转模式,并且,在进行比该潜热能力小的运转模式时,对能否维持该想要变更的湿度作出判别,只有在判别为可维持时,才能切换成比该潜热能力小的运转模式。
7.如权利要求6所述的空调机,其特征在于,当要变更的高湿侧湿度维持所定时间以上、且在此期间的空压机转速未超出所定转速时,所述运转控制回路判别为可维持当时室内温度的水平。
8.如权利要求1所述的空调机,其特征在于,所述运转控制回路是在从以制冷运转为基调的运转模式向以制暖运转为基调的运转模式移行时,使该移行所需的室内加热显热能力的最大值小于以制暖运转为基调的运转模式中的室内加热显热能力。
9.如权利要求1所述的空调机,其特征在于,所述运转控制回路是在从以制暖运转为基调的运转模式向以制冷运转为基调的运转模式移行时,使该移行所需的室内冷却显热能力的最大值小于以制冷运转为基调的运转模式中的室内冷却显热能力。
10.如权利要求1所述的空调机,其特征在于,
构成所述空调机的室内机具有风向板,
所述运转控制回路在进行所述某一种运转模式时,将所述风向板的方向形成水平方向。
11.如权利要求1所述的空调机,其特征在于,
构成所述空调机的室外机具有室外风扇,
所述运转控制回路在进行所述再热干燥模式时,对室内温度移行至目标体感温度所需用的显热负载进行运算,根据该运算的显热负载的大小控制所述室外风扇的转速,由此来控制室内热交换器的热交换能力。
12.如权利要求1所述的空调机,其特征在于,
构成所述空调机的室外机具有空压机,
所述运转控制回路在进行所述再热干燥模式时,对室内温度移行至目标体感温度所需用的显热负载进行运算,根据该运算的显热负载的大小控制所述空压机的转速,由此来控制室内热交换器的热交换能力。
13.如权利要求12所述的空调机,其特征在于,
所述空调机还具有室外热交换器以及设于该室外热交换器与所述室内热交换器间的电子膨胀阀,
所述运转控制回路根据由所述空压机的转速控制的室内热交换器的热交换能力对所述电子膨胀阀的开度进行控制。
14.如权利要求12所述的空调机,其特征在于,在形成所述室内热交换器的2个热交换器之间还具有电子膨胀阀,所述运转控制回路根据由所述空压机的转速控制的室内热交换器的热交换能力对所述电子膨胀阀的开度进行控制。
15.如权利要求11至14任一项所述的空调机,其特征在于,通过控制所述室内热交换器中流动的气态制冷剂的温度,对所述室内热交换器的热交换能力进行控制。
16.如权利要求14所述的空调机,其特征在于,所述运转控制回路根据形成所述室内热交换器的2个热交换器中各自检测的气态制冷剂的温度,防止所述电子膨胀阀的开度节流过度。
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