CN1755257A - 空调机的适宜运行装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空调机的适宜运行控制装置及其方法，通过计算针对排出空气温度及风速的体感温度而控制压缩机的运行频率及室内风扇的转速，致使所排出的空气温度控制在使人感到舒适的体感温度带。为此，本发明所提供的空调机的运行方法，包括步骤：判断是否为适宜方式；若为适宜方式，则按所定的方式计算体感温度；计算出的体感温度与事先预定的适宜温度进行比较；若所述体感温度超出适宜温度范围，则进行适宜运行。通过上述步骤排出的空气，即使直接接触到人体也不会使人感到不快而始终提供舒适的空气，并且还可以预防空调病。

Description

空调机的适宜运行装置及其方法
                         技术领域
本发明涉及空调机的适宜运行控制方法及其装置，尤其为将所排出的空气温度控制在使人感到舒适的体感温度带而提供的一种空调机的适宜运行控制装置及其方法。
                         背景技术
目前的空调机，既有将室内的热空气进行冷却而向室内供应的制冷装置和将室内的冷空气进行加热而向室内供应的制热装置，也有将上述的制冷功能和制热功能相兼备的制冷热装置，甚至还包含将污染的室内空气进行净化的清净功能。
通常，控制压缩机的频率而实现制冷热功能的空调机，例如大韩民国公开专利公报1999-0069705号。
所述公报上所记载的空调机，制热运行时的压缩机频率控制方法为：当室内温度低于设定温度时将压缩机的频率控制在高频率，而当室内温度接近于设定温度时将压缩机的频率控制在比上述情形相对低的频率。而且，当室内温度到达设定温度时将压缩机控制为停止状态后，当室内温度低于设定温度一定值时再驱动压缩机并如同上述过程进行控制。
与之相反，其制冷运行时的压缩机频率控制为：当室内温度高于设定温度时将压缩机的频率控制在高频率以使室内温度快速下降，而当室内温度接近于设定温度时将压缩机的频率控制在较上述情形相对低的频率。而且，当室内温度到达设定温度时将压缩机控制为停止状态后，当室内温度高于设定温度一定值时再将压缩机控制在适当频率而驱动。
也就是说，当室内温度与设定温度相差较大时将压缩机的频率控制在高频率，这是为了快速达到制冷或制热而提高其运行性能。并且，当室内温度接近于设定温度时将压缩机的频率控制在低频率，这是由于制冷或制热已达到一定状态，因而控制为降低其运行性能。
但是，如上所述的已有空调机并未考虑实际所排出的空气温度，只以室内温度和设定温度为基准将压缩机的频率控制为上升(UP)/下降(DOWN)(如变频型)或者将压缩机控制为开(ON)/关(OFF)(如定速型)，因而实际排出的空气温度以过热或过冷状态而排出，可能导致使人感到不快。
尚且，由于制冷时的排出空气温度很低(标准条件27℃时，约为13℃)，因而实际上居室内人当直接接触由室内机排出的冷气时，不仅使接近于室内机的人不仅感到寒气或者因局部皮肤温差等而感到不快，严重时还极有可能患感冒或空调病。
                         发明内容
本发明为了解决如上所述的问题，其目的在于将排出的空气温度控制在使人感到舒适的体感温度带而提供的一种空调机的适宜运行控制装置及其方法。
本发明为了达到上述目的而提供的空调机适宜运行控制方法，其特征在于：判断是否为适宜方式；若为适宜方式，则按事先预定的方式计算体感温度；将所计算出的体感温度与事先预定的适宜温度进行比较，若所述体感温度不在适宜温度范围，则进行适宜运行。
而且，依据本发明的另一特征在于：所述的体感温度为根据排出空气温度计算，或者根据排出空气温度及风速而计算；所述的适宜运行为控制室内风扇的转速，将排出空气温度调节在适宜温度范围；所述的适宜运行为控制压缩机的运行频率，将排出空气温度调节在适宜温度范围；所述的适宜运行为控制压缩机的运行频率及室内风扇的转速，将排出空气温度调节在适宜温度范围。
再有，依据本发明所提供的空调机的运行方法，其特征在于：判断是否为适宜方式；若为非适宜方式，则根据吸入空气温度进行一般运行；若为适宜方式，则根据排出空气温度进行适宜运行。
而且，依据本发明的另一特征在于：所述的适宜运行为根据排出空气温度计算体感温度，而所计算的体感温度若为不在事先预定的适宜温度范围，则控制室内风扇的转速；所述的适宜运行为根据排出空气温度计算体感温度，而所计算的体感温度若为不在事先预定的适宜温度范围，则控制压缩机的运行频率。
而且，依据本发明的另一特征在于：判断所述适宜运行是否选定为制冷或制热运行中；制冷运行中的适宜方式若为所述体感温度低于适宜温度范围，则控制为降低压缩机的运行频率、提高室内风扇的转速；制冷运行中的适宜方式若为所述体感温度高于适宜温度范围，则控制为提高压缩机的运行频率、降低室内风扇的转速。
而且，依据本发明的另一特征在于：判断所述适宜运行是否选定为制冷或制热运行中；制热运行中的适宜方式若为所述体感温度低于适宜温度范围，则控制为提高压缩机的运行频率、降低室内风扇的转速；制热运行中的适宜方式若为所述体感温度高于适宜温度范围，则控制为降低压缩机的运行频率、提高室内风扇的转速。
再有，依据本发明所提供的一种空调机的适宜运行装置，其特征在于包含：选择适宜方式的信号输入部；以及，若为适宜方式则按事先预定的方式计算体感温度而控制适宜运行的控制部。
而且，依据本发明的其另一特征在于：进一步包含用于监测排出空气温度的排出温度监测部；所述控制部为根据排出空气温度计算体感温度，若所计算的体感温度不在事先预定的适宜温度范围，则控制为适宜运行。
而且，依据本发明的其另一特征在于：进一步包含用于监测室内风扇转速的转速监测部；所述控制部为根据室内风扇的转速计算风速，并根据所计算的风速以及排出空气温度计算体感温度，而所计算的体感温度若不在适宜温度范围，则控制为适宜运行。
所述控制部的特征在于：如果体感温度不在适宜温度范围，则控制室内风扇的转速或/和控制压缩机的运行频率。
所述控制部的另一特征在于将由风速和排出空气温度而计算出的体感温度表分别按季节予以储存；而且，所述体感温度为根据下列式子计算：
Figure A20051000867800061
                         附图说明
图1为依据本发明提供的表示空调机室内装置的截面图；
图2为表示一般空调机的制冷剂循环图；
图3为依据本发明的实施例之一所提供的空调机适宜运行控制装置的结构示意图；
图4a及图4b为表示依据本发明提供的空调机在制冷运行时的适宜运行控制方法的工作流程图；
图5a及图5b为表示依据本发明提供的空调机在制热运行时的适宜运行控制方法的工作流程图；
图6为依据本发明的针对排出空气温度及风速的体感温度表；
图7为依据本发明的按季节显示的适宜温度范围表。
                         具体实施方式
下面对本发明所提供的最佳实施例，参照附图予以详细描述。
图1为依据本发明提供的表示空调机室内装置的截面图。
图1中，室内装置1的前面上部形成用于吸入室内空气的吸入口3，该吸入口3的后侧设有用于过滤由所述吸入口3吸入室内空气中浮游异物的空气过滤器5，该空气过滤器5的内侧设有用于监测由所述吸入口3吸入的室内空气温度的室内温度传感器6，以及其前面下部形成用于将所吸入的空气再向室内排出的排出口7。
位于排出口7设有用于由所述排出口7排出的空气上下、左右方向进行风向调节的风向调节叶片9、11，而所述室内装置1的内部设有用于引导由所述吸入口3吸入、向排出口7排出的空气流动的导流板13。
为了使所述吸入口3吸入的室内空气根据制冷剂的蒸发吸热而热交换为冷风或者热风，将室内热交换器15设置于吸入口3的后侧；而且，将室内风扇17设置于该室内热交换器15后侧下部，以用于由所述吸入口3吸入室内空气的同时经所述室内热交换器15热交换的空气通过所述排出口7向室内排出空气；并且，将排出温度传感器30设置于排出口7的内侧，以用于监测经所述室内热交换器15热交换后通过排出口7排出的空气温度。
具有如上所述结构室内装置1的空调机在制冷热兼用的情况下，制热时接通四通阀21而使制冷剂如图2虚线箭头方向所示，并以压缩机20→四通阀21→室内热交换器15→膨胀阀23→制热用膨胀阀25→室外热交换器27→四通阀21→压缩机20为序形成制冷剂循环。
与此相反，当制冷时关闭四通阀21而使制冷剂如图2实线箭头方向所示，并以压缩机20→四通阀21→室外热交换器27→单向阀31→膨胀阀23→室内热交换器15→四通阀21→压缩机20为序形成制冷剂循环。
对于如上所述而形成制冷剂循环的制冷热兼用的空调机而言，用户只要输入所期望的运行方式(制冷或制热)以及设定温度、设定风量后打开运行键，则室内风扇17按所设定风量旋转并由吸入口3使室内空气吸入于室内装置1内。
而由所述吸入口3吸入的室内空气温度与设定温度相比较，并根据室内温度与设定温度之差控制压缩机20的运行频率而驱动压缩机20，从而实现制冷热功能。
图3为依据本发明一实施例所提供的空调机的适宜运行控制装置的结构示意图，该装置包含信号输入部100、室内温度监测部110、排出温度监测部120、转速监测部130、控制部140、压缩机驱动部150、室外风扇驱动部160、室内风扇驱动部170以及四通阀驱动部180而组成。
所述信号输入部100为由操作部等构成，以用于使用户输入所选择的运行方式(制冷、制热或适宜运行)以及设定温度、设定风量、设定风向等运行信息；而所述室内温度监测部110为由室内温度传感器6等构成，以用于监测经吸入口3吸入室内装置1内的室内空气温度。
所述排出温度监测部120为由排出温度传感器30等构成，以用于监测由室内热交换器15热交换后经排出口7排出空气的温度；而所述转速监测部130为监测根据设定风量或者所述控制部140的室内风扇控制信号而驱动的室内风扇的转速(RPM)。
所述控制部140为选择一般制冷热方式时比较室内温度与设定温度，并根据室内温度与设定温度之差决定压缩机20的运行频率；而选择适宜方式时根据排出空气温度和风速计算出人所感觉到的体感温度，并为了调节排出空气温度控制压缩机20的运行频率或者室内风扇17的转速(RPM)。因此，所述控制部140包含室内装置的控制芯片或者室外装置的控制芯片。
而且，所述控制部140为根据室内风扇17的转速(RPM)计算距室内装置1一定距离的风速，而该风速的计算则利用了将离室内装置1一定距离的风速数据与室内风扇17转速(RPM)之间的关系线性化的公式。
所述压缩机驱动部150为根据控制部140的压缩机控制信号控制压缩机20的驱动；而所述室外风扇驱动部160为根据控制部140的室外风扇控制信号控制室外风扇29的驱动。
所述室内风扇驱动部170为根据控制部140的室内风扇控制信号控制室内风扇17的驱动；所述四通阀控制部180为按照信号输入部100输入的运行方式(制冷或制热)将制冷剂循环转换为制冷或制热方向，并将四通阀21依据所述控制部140的阀控制信号控制为接通/关闭。
针对如上所述而构成的空调机适宜运行控制装置及其方法，下面描述其工作过程、作用及效果。
图4a及图4b为依据本发明提供的空调机在制冷运行时的适宜运行控制方法的工作流程图，而图5a及图5b为依据本发明提供的空调机在制热运行时的适宜运行控制方法的工作流程图。
依据本发明的空调机的适宜运行控制方法，包含：判断是否选定为适宜运行方式的适宜方式判断步骤(S100～S120或S200～S220)；若为适宜运行方式则按室内风扇17的转速(RPM)计算风速的风速计算步骤(S130～S140或S230～S240)；针对所计算的风速及排出空气温度计算体感温度的体感温度计算步骤(S150或S250)；所计算的体感温度与适宜温度范围相比较，并根据其比较结果控制压缩机20的运行频率或/和室内风扇的转速(RPM)而将排出空气温度调节为适宜温度范围的适宜运行控制步骤(S160～S195或S260～S295)。
如上所述而构成的空调机，若参照图4a及图4b进一步详细说明其制冷运行时适宜运行控制方法的工作过程，则用户所选定的制冷运行方式、设定温度、设定风量等运行信息将通过信号输入部100输入于控制部140。
所述控制部140根据所选定的制冷运行方式控制四通阀驱动部180使四通阀21切换为制冷循环，并通过控制压缩机驱动部150驱动压缩机20。
随后，控制部140判断压缩机20是否在制冷运行的运行之中(S100～S110)；如果压缩机20不在运行之中(No)，则判别压缩机20是否为ON条件；若为ON条件，则按所定的延迟时间驱动压缩机20(S111～S113)。
所述步骤S110的判断结果压缩机20在运行之中(Yes)，再判断用户是否选择了适宜运行方式(S120)；若为非适宜运行方式(No)，比较室内温度与设定温度，并根据室内温度与设定温度之差控制压缩机20的运行频率而进行一般的制冷运行(S121～S123)。
即，当室内温度高于设定温度时，将压缩机20的频率控制为高频率使室内温度快速下降；当室内温度接近于设定温度时，将压缩机20的频率控制在比上述情形相对低的频率。而当室内温度到达设定温度时将压缩机20控制为停止状态，然后当室内温度上升到比设定温度高出一定值时再将压缩机20控制在适当的频率而驱动。
所述步骤S120的判断结果为适宜运行方式(Yes)，室内风扇17的转速(RPM)由转速监测部130监测后输入于控制部140，而由排出温度监测部120监测的排出空气温度输入于控制部140(S130)。
因此，控制部140为根据由转速监测部130输出的室内风扇17转速计算距室内装置1一定距离的风速，而该风速的计算则利用了将由室内装置1一定距离的风速数据与室内风扇17转速(RPM)之间的关系线性化的公式。
根据所计算的风速与排出空气温度计算出人实际所感觉到的体感温度Tm(S150)，而该体感温度Tm由公式1计算：
Figure A20051000867800101
                                      --------------[公式1]
由上述公式1而计算的体感温度表将储存于控制部140，并如图6所示将其按季节予以分类。
由此可知，不同的排出空气温度和风速使人所感觉到的体感温度随之不同。因而，为使排出空气温度依据体感温度维持在适宜温度范围，将控制压缩机20及室内风扇17的适宜运行算法，则按下述方式实现。
控制部140将所计算的体感温度(Tm)与已设定的最低适宜温度(Tmin：夏季最低适宜温度，约19±1℃)及最高适宜温度(Tmax：夏季最高适宜温度，约21±1℃)进行比较(S160～S170)。
所述控制部140已设定的最低适宜温度(Tmin)及最高适宜温度(Tmax)可以参照政府相应部门的规定。如韩国***“销售设施及事务所设计标准(1994P2-28)”所建议的各季节最低、最高适宜温度，如图7所示。
比较结果，如果体感温度(Tm)在最低体感温度(Tmin)以上、最高体感温度(Tmax)以下的适宜温度范围时，将压缩机20的频率及室内风扇17的转速(RPM)控制为现在状态(Hold：保持)(S180)。
上述步骤S160的比较结果，如果体感温度(Tm)低于适宜温度范围(No)，则排出空气温度处于过低状态，因而将压缩机20的频率控制在低频率、室内风扇17的转速(RPM)控制在高转速，致使排出空气温度上升(S195)。
上述步骤S170的比较结果，如果体感温度(Tm)高于适宜温度范围(No)，则排出空气温度处于过高状态，因而将压缩机20的频率控制在高频率、室内风扇17的转速(RPM)控制在低转速，致使排出空气温度下降(S190)。
下面参照图5a及图5b，若进一步详细说明制热运行时适宜运行控制方法的工作过程，则用户所选定的制热运行方式、设定温度、设定风量等运行信息将通过信号输入部100而输入于控制部140。
所述控制部140为根据所选择的制热运行方式控制四通阀驱动部180使四通阀21切换为制热循环，并控制压缩机驱动部150而驱动压缩机20。
接着，由控制部140判断压缩机20是否为制热运行时的运行之中(S200～S210)；若压缩机20不在运行之中(No)，则判别压缩机20是否为ON条件；若为ON条件，则按所定的延迟时间驱动压缩机20(S211～S213)。
所述步骤S210的判断结果压缩机20在运行之中(Yes)，再判断用户是否选择了适宜运行方式(S220)；若不是适宜运行方式(No)，则比较室内温度与设定温度，并根据室内温度与设定温度之差控制压缩机20的运行频率而进行一般的制热方式(S221～S223)。
即，当室内温度低于设定温度时，将压缩机20的频率控制在高频率以使室内温度快速上升；当室内温度接近于设定温度时，将压缩机20的频率控制在比上述情形相对低的频率。而当室内温度达到设定温度时将压缩机20控制为停止状态，然后当室内温度低于设定温度一定值时再驱动压缩机20，并进行如上所述相同的控制过程。
上述步骤S220的判断结果为适宜运行方式(Yes)，室内风扇17转速由转速监测部130监测后输入于控制部140，而由排出温度监测部120监测的排出空气温度也输入于控制部140(S230)。
然后，控制部140根据由转速控制部130输入的室内风扇17转速计算距室内装置1一定距离的风速，并根据所计算的风速及排出空气温度计算出人实际所感觉到的体感温度Tm(S250)。
由此可知，不同的排出空气温度和风速使人所感觉到的体感温度随之不同。因而，为使排出空气温度依据体感温度维持在适宜温度范围，将控制压缩机20及室内风扇17的适宜运行算法，则按下述方式实现
控制部140将所计算的体感温度(Tm)与已设定的最低适宜温度(Tmin：冬季最低适宜温度，约25±1℃)及最高适宜温度(Tmax：冬季最高适宜温度，约27±1℃)进行比较(S260～S270)。
比较结果，如果体感温度(Tm)在最低体感温度(Tmin)以上、最高体感温度(Tmax)以下的适宜温度范围时，将压缩机20的频率及室内风扇17的转速(RPM)控制为现在状态(Hold)(S280)。
所述S260步骤的比较结果，如果体感温度(Tm)低于适宜温度范围，则排出空气温度处于过低状态，因而将压缩机20的频率控制在高频率、将室内风扇17的转速(RPM)控制在低转速，致使排出空气温度上升(S295)。
所述S270步骤的比较结果，如果体感温度(Tm)高于适宜温度范围，则排出空气温度处于过高状态，因而将压缩机20的频率控制在低频率、将室内风扇17的转速(RPM)高转速，致使排出空气温度下降(S290)。
如上所述，一旦选择空调机在制冷或制热时的适宜运行方式，可以使排出空气维持在使人感到舒适的适宜温度范围。
此外，虽然本发明的一实施例之中仅以变频型空调机为例说明了根据排出空气温度和风速控制压缩机20运行频率及室内风扇17转速的方法，但本发明并非仅限于此，例如定速型空调机而言，仅仅控制室内风扇17的转速也可以达到与本发明相同的目的及效果。
如上所述的只不过为实施依据本发明的空调机适宜运行控制装置及其方法的一个实施例而已，本发明并非限定于上述的实施例，而且在不超出本发明的技术思想前提下作为所属领域的普通技术人员而言可有多种变形。
综上所述，本发明所提供的空调机的适宜运行控制装置及其方法，由于根据排出空气温度和风速计算人实际所感觉到的体感温度，并通过控制压缩机频率或室内风扇转速将所排出的空气温度控制在使人感到舒适的体感温度带，因而即使排出空气直接与人接触也可以实现始终为舒适的空调环境，而且还具有预防空调病的效果。

Claims (17)

1.一种空调机的适宜运行控制方法，其特征在于：
判断是否为适宜方式；
若为适宜方式，则按事先预定的方式计算体感温度；
将所计算出的体感温度与事先设定的适宜温度进行比较，若所述体感温度不在适宜温度范围，则进行适宜运行。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述体感温度为根据排出空气温度而计算。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述体感温度为根据排出空气温度及风速而计算。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述适宜运行为控制室内风扇的转速，将排出空气温度调节为适宜温度范围。
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于所述适宜运行为控制压缩机的运行频率，将排出空气温度调节在适宜温度范围。
6.一种空调机的适宜运行控制方法，其特征在于：
判断是否为适宜方式；
若为非适宜方式，则根据吸入空气温度进行一般运行；
若为适宜方式，则根据排出空气温度进行适宜运行。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述适宜运行为根据排出空气温度计算体感温度，而所计算的体感温度若为不在事先预定的适宜温度范围，则控制室内风扇的转速。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述适宜运行为根据排出空气温度计算体感温度，而所计算的体感温度若为不在事先预定的适宜温度范围，则控制压缩机的运行频率。
9.如权利要求6至8中的任一项所述的方法，其特征在于判断所述适宜运行是否选定为制冷或制热运行。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于制冷运行中的适宜方式为：
若所述体感温度低于适宜温度范围，则控制为降低压缩机的运行频率、提高室内风扇的转速；
若所述体感温度高于适宜温度范围，则控制为提高压缩机的运行频率、降低室内风扇的转速。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于制热运行中的适宜方式为：
若所述体感温度低于适宜温度范围，则控制为提高压缩机的运行频率、降低室内风扇的转速；
若所述体感温度高于适宜温度范围，则控制为降低压缩机的运行频率、提高室内风扇的转速。
12.一种空调机的适宜运行控制装置，其特征在于包含：
选择适宜方式的信号输入部；
若为适宜方式则按事先预定的方式计算体感温度而控制适宜运行的控制部。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于进一步包含用于监测排出空气温度的排出温度监测部，并且，
所述控制部为根据排出空气温度计算体感温度，若所计算的体感温度不在事先预定的适宜温度范围，则控制为适宜运行。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于进一步包含用于监测室内风扇转速的转速监测部，而且，
所述控制部为根据室内风扇的转速计算风速，并根据所计算的风速以及排出空气温度计算体感温度，而所计算的体感温度若不在适宜温度范围，则控制为适宜运行。
15.如权利要求12至14中的任一项所述的装置，其特征在于所述控制部为：如果体感温度不在适宜温度范围，则控制室内风扇的转速以用于调节排出空气温度。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于所述控制部为：如果体感温度不在适宜温度范围，则控制压缩机的运行频率以用于调节排出空气温度。
17.如权利要求12至14中的任一项所述的装置，其特征在于：
所述控制部为根据风速和排出空气温度而计算出的体感温度表分别按季节予以储存；而且，
所述体感温度为根据下列式子计算：
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