CN1800738B - 自然风空调和自然风的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空调，特别涉及一种能产生自然风的空调和自然风的实现方法。一种自然风空调，其特征在于，其是将普通空调的隔栅分成两部分，并增加一控制电机，可以使隔栅两分别进行不同动作，其还增加一控制导风叶片的电机，使两片导风叶片可分别动作。由于本发明是通过改变原有空调隔栅结构，无需另加风量调节装置，使空调内部结构紧凑，简单，并能够更好的实现风速、风速频谱、湍流强度等参数的变化，使吹出的风更接近自然风。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调，特别涉及一种能产生自然风的空调和自然风的实现方法。
背景技术
目前多数空调的吹风方式为稳态或者摆动送风形式。稳态送风时风速是稳定的，没有风速波动。摆动送风是通过出口摆叶摆动实现扫描送风的。这两种吹风方式都与自然风差别较大，人体很难适应。申请日为2001年3月26日、申请号为01107916.9的中国专利《自然风空调》揭露了如图1至图3所示的自然风空调，该空调主要特征在于在蒸发器2后增加了风量调节装置3，流经风机4的气流在经过蒸发器2后到达风量调节装置3，通过风量调节装置3调节风速。风量调节装置3如图2、图3所示：风量调节装置3的流道截面被隔板6分隔成两部分8和9，每部分都由一组转动叶片7组成，转动叶片7可以绕转动轴5转动，截面的变化由单片机控制步进电机带动转动叶片7实现。该发明的不足在于，需要在原有空调内部增设风量调节装置，使空调结构变得复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的自然风空调和一种实现自然风的方法。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：一种自然风空调，其特征在于，其是将普通空调的隔栅分成两部分，并增加一控制电机，可以使隔栅两分别进行不同动作，其还增加一控制导风叶片的电机，使两片导风叶片可分别动作。
本发明还揭露一种上述自然风空调实现自然风的方法，其包括如下过程：I.改变风速和速度分布；II.改变风速的频谱；III.湍流强度变化；IV.启动负离子发生器，使室内空气清新。另外，使用自然风功能时，前20分钟自动启动换新风功能，并且换新风装置的风量可调，以此达到改变出口风量的目的；间隔40分钟后再启动换新风功能20分钟。
由于本发明是通过改变原有空调隔栅结构，无需另加风量调节装置，使空调内部结构紧凑，简单，并能够更好的实现风速、风速频谱、湍流强度等参数的变化，使吹出的风更接近自然风。
附图说明
图1为现有技术结构示意图；
图2为现有技术风量调节装置的侧面结构示意图；
图3为现有技术风量调节装置的正面结构示意图；
图4为本发明空调出口风速随时间变化曲线图；
图5为本发明隔栅的三种动作模式示意图；
图6为本发明导风叶片的三种动作模式示意图。
具体实施方式
一种自然风空调，其是将普通空调的隔栅分成两部分，并增加一控制电机，可以使隔栅分别进行不同动作，其还增加一控制导风叶片的电机，使两片导风叶片可分别动作。
本发明还揭露一种上述自然风空调实现自然风的方法，其包括如下过程：I.改变风速和速度分布；II.改变风速的频谱；III.湍流强度变化；IV.启动负离子发生器，使室内空气清新。另外，使用自然风功能时，前20分钟自动启动换新风功能，并且换新风装置的风量可调，以此达到改变出口风量的目的；间隔40分钟后再启动换新风功能20分钟。
下面结合一实例介绍空调自然风的实现方法：
1、改变速度和速度分布。
将空调出风口的与机械风相比较，自然风的速度变化范围很大，而且是随机和不确定的。根据目前的研究看，机械风的速度分布呈较规则的正态分布，自然风的速度分布却并非呈完全随机变量的正态分布，而是由于受到湍流的间接性和近地表环境的影响，使速度分布偏离正态分布，而呈现为一种右偏态分布。
通过自然风与机械风吹风感的对比试验表明，风速分布呈偏态分布的自然风比呈正态分布的机械风具有更好的接受性。这主要是由于偏态分布的气流更易使人们感到风速的起伏波动变化，而且低风速作用时间较长，也减弱了吹风的疲劳感。
空调出风口风速一般为4m/s左右，本实施例中采用几种不同风速组合，并且使低风速作用时间较长，如表1所示。其风速与运行时间如图4所示。风机出口风速按此运行，每2分钟为1个循环。
表1出风口的风速与时间组合
| 作用时间(s) | 0 | 14 | 18 | 20 | 26 | 32 | 40 |
| 风速(m/s) | 1 | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 | 1 |
| 作用时间(s) | 46 | 54 | 60 | 74 | 78 | 80 | 84 |
| 风速(m/s) | 3 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4.5 | 2 |
| 作用时间(s) | 92 | 100 | 106 | 114 | 120 | ||
| 风速(m/s) | 3 | 1 | 3 | 2 | 1 |
2、风速的频谱
自然风与机械风的频谱比较可知：(1)与自然风相比，机械风的频谱较平坦，尤其在高频区域；自然风的功率谱密度随频率增高而下降，低频区的斜率较小，高频区的斜率较大。(2)两类风在低频区域的频谱差异很大。自然风在低频区域的功率谱密度要远大于高频区的功率谱密度，其频谱比机械风丰富，而且也大于机械风的功率谱密度；在高频区域机械风的功率谱密度却大于自然风的功率谱密度，机械风的功率谱密度随频率变化较小。
有研究表明：人体对风速波动的感觉有一个频率上限和下限，频率上限约为1.0Hz，下限在0.244mHz～0.488mHz。本发明中将风速波动的频率确定为0.5～1.0mHz，且风速的功率谱密度与频率成反比，有更好的冷却效果，更舒适。
3、湍流强度变化
由大气环流而引起的自然风多处于湍流状态下，其气流的运动形态极不稳定，气流流速波动程度可用湍流强度来表示。与机械风的风速变化相比较，自然风的速度波动较大，自然风的湍流强度也大于机械风的湍流强度。这一方面会使人们感受到自然风的气流波动，减小了机械风吹拂的单调感。另一方面由于自然风的湍流强度较大，使人体在与环境的对流交换中的对流换热量增大，因而增强了气流的冷却效果。本发明通过空调器的隔栅和导风叶片的动作调节气流的湍流强度。
(1)隔栅的动作
将隔栅分为两部分，可以进行不同的动作。控制其转动为向左——向右——分别向左和向右，以此循环，如图5所示。
(2)导风叶片的动作
导风叶片采用不同的风机控制，使两片叶片的上下转速不一致，使其采用以下的方式循环：叶片1向上，叶片2向下——叶片1、2同时向下——叶片1、2同时向上，以此循环，如图6所示。并采用不同速度控制，在b、c阶段，第一次上下转速一致，第二次导风叶片向下的速度(b)低于向上转动的速度(c)，以此循环。
4、使用自然风功能时，空调器自动启动负离子发生器，使室内空气清新。
5、使用自然风功能时，前20分钟自动启动换新风功能，并且换新风装置的风量可调，以此达到改变出口风量的目的。间隔40分钟后再启动换新风功能20分钟。
6、因为风速波动大时，温度高也可使人感觉到舒适，使用自然风功能时，温度自动调整到比设定温度高1～2℃，可达到节能的目的。
本发明空调器的自然风功能具有以下优点：出风的速度、速度分布及方向具有多样性；导风叶片和隔栅的动作组合方式较多，可使房间内气流均匀，使用者感受到舒适；室内空气中负离子浓度高，且可进行室内外空气交换，同时具有节能的功能。另外，由于本发明是通过改变原有空调隔栅结构，无需另加风量调节装置，是空调内部结构紧凑，简单，并能够更好的实现风速、风速频谱、湍流强度等参数的变化，使吹出的风更接近自然风。
本发明还有其他一些变形或者改进。如果本技术领域的技术人员受到本发明的启发做出的显而易见的非实质性的改变或者改进，均属于本发明权利要求书的保护范围。
Claims (7)
1.一种自然风空调，其是将普通空调的隔栅分成两部分，并增加一控制电机，可以使隔栅分别进行不同动作；其特征在于，其还增加一控制导风叶片的电机，该隔栅纵向分布可以左右转动的导风件，导风叶片是水平分布可以上下转动的导风件。
2.一种空调的自然风实现方法，其特征在于，其包括如下过程：I.改变风速和速度分布；II.改变风速的频谱；III.湍流强度变化。
3.根据权利要求2所述的空调的自然风实现方法，其特征在于，其还包括一启动负离子发生器，使室内空气清新的过程。
4.根据权利要求2所述的空调的自然风实现方法，其特征在于，其还包括定时启动换新风装置的过程。
5.根据权利要求2所述的空调的自然风实现方法，其特征在于，其还包括调整温度到高于预设温度1～2度。
6.根据权利要求2所述的空调的自然风实现方法，其特征在于，风速分为1m/s、2m/s、3m/s、4m/s。
7.根据权利要求2所述的空调的自然风实现方法，其特征在于，风速的功率谱密度与频率成反比。
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