空调器节能工作的控制方法 本发明涉及一种空调器,它适于在正常工作期间通过建立高于用户设定温度的节能设定温度缩短压缩机的工作时间,实现节能工作,具体地说,本发明涉及一种空调器节能工作的控制方法,所述空调器适于在节能工作期间控制空气排放的方向,从而提高空调器的节能效果。
一般地说,按其构造和功能将空调器分成几类。可将空调器分成专用于致冷的、专用于致冷并除湿的,和致冷及致热双重功能的。还可按照结构将空调器分成一体式的,它被安装于窗口处,用于整体地冷却热辐射,还有分体式的,它有室内的致冷装置,而将散热及压缩装置安装在室外。
分体式空调器有多种类型,它们都有一个室外单元,与两个以上的室内单元相连,用于对多个房间进行空调。
图1示出用于致冷及致热双重功能的分体式空调器室内单元。如图1所示,该空调器包括室内装置1、吸入口3和出口5。出口5还包括遥控信号接收器7,用以接收来自遥控器9(下称遥控)的遥控信号,以及竖向叶片11,它用于沿竖向控制空气的方向,还有用于水平控制空气方向的水平叶片13。同时,遥控9装有多个操作方式键,用于输入空调器工作/停止、工作方式选择(自动、致冷、除湿、送风、致热、节能等)、风量选择(高风、中度风。低风等)、增压、轻柔、温度调节等,还装有多个定时方式键,用以输入当前、手动预设、开始/结束等。
图2是用于表示安装于墙面上的室内单元的侧向断面图,其中使用同样的参考标号表示相似或相同的部件或部分,并省去冗赘的论述。
如图2所示,其中给室内单元1设置室内热交换器15,它位于吸入口3后面,用于对经吸入口3吸入的室内空气的热交换,使之成为冷空气或成为热空气,还设置室内风扇17,其位于室内热交换器15地后面,用于排放由室内热交换器15热交换的空气,还设有导管部件19,用以导引经吸入口3吸入的气流并排放至出口5。未予说明的参考标号21是蒸馏水盘。
在如此结构的致冷与致热工作双重目的所用的转换器型空调中,在致热工作期间,致冷剂流经如下构成的致冷剂循环:压缩机30→四通阀31→室内热交换器15→毛细管50→室外热交换器40→四通阀31→压缩机30,如图3的虚线箭头所示的那样;而四通阀31是被打开的。
另一方面,在致冷工作过程中,四通阀31不起作用,致冷剂流经如下构成的致冷剂循环:压缩机30→四通阀31→室外热交换器40→毛细管50→室内热交换器15→四通阀31→压缩机30,即如图3中实线箭头所示那样。
在通过构成上述致冷剂循环执行致热与致冷工作双重目的的空调器中,当用户操纵遥控9,并按工作/停止键(下称操作键),输入所需的工作方式(例如致冷)时,设定温度Ts及风量,一个与按键输入相应的遥控信号按预定方案受到编码,调制编码信号,以红外信号形式发射。
当由遥控9发射这种红外信号时,该信号被遥控信号接收器7接收,其后被转换成电信号。解调被转换的电信号,令室内单元1开始工作。此时,室内风扇17根据设定的室内风量转动,室内空气经吸入口3被吸入室内单元1。
继而,当在室内单元1中由温度传感器(未示出)检测经吸入口3吸入的室内空气的温度时,室内单元1将室内温度Tr与遥控9发射的设定温度Ts进行比较,如果室内温度Tr高于设定温度Ts,则压缩机30被接通,如图4所示。
当压缩机30执行启动时,形成如图3实线箭头所示的致冷剂环路。换句话说,当在室外单元处将压缩机30排放的高压、高温气态致冷剂经四通阀31注入室外热交换器40时,室外热交换器40使高温、高压状态下压缩的气态致冷剂对室外风扇41吹入的空气热交换,强制冷却并压缩它们,由该室外热交换器40压缩的低压、低温液态致冷剂被注入毛细管50。
注入毛细管50的低压、低温液态致冷剂膨胀为易蒸发的低压、低温无霜致冷剂,并在室内单元1处注入室内热交换器15。
当低压、低温无霜致冷剂通过毛细管50降低压力,经由多个管路而被蒸发并汽化时,室内热交换器15从由室内风扇17吹入的空气带走热量,使室内空气冷却。
由室内热交换器15热交换的冷空气沿水平及竖直方向受到竖向叶片11和水平叶片13角度的调节,实现致冷工作,从而使被室内热交换器15冷却的低压、低温气态致冷剂再次经四通阀31被吸入压缩机30,并由压缩机30的绝热压缩动作变成高压、高温致冷剂气体,以便在这之后重复所述的致冷循环。
在所述的致冷工作被执行一段预定的时间情况下,使室温逐渐降低,并测量正在变化的室温Tr,当该室温Tr达到设定的温度Ts时,压缩机30断开,如图4所示。
在压缩机30不启动,并且室温Tr逐渐增高,达到设定温度加(+)1℃的情况下,如图4所示,压缩机30再次被接通,重复使室温Tr降低到设定温度Ts的动作和使室温Tr保持在设定温度Ts的正常工作,如图4的正常工作区所示。
当在进行所述正常工作过程中用户选择节能工作时,如图4所示那样,建立高于正常工作的设定温度Ts的节能设定温度Tm,并使压缩机30接通,这时的室温Tr高于节能工作设定温度Tm。
随着压缩机30的动作,室温Tr逐渐降低,当室温Tr达到节能设定温度Tm时,使压缩机30断开,即如图4所示那样。
继而,当随着压缩机30不工作,室温Tr逐渐增高,接近节能设定温度Tm加(+)1℃时,压缩机30再次执行启动,重复室温Tr向着节能设定温度Tm降低的过程,从而如图4中的节能工作区所示,使室温Tr保持在节能设定温度Tm处,实现缩短压缩机30动作时间的节能工作。
然而,如此所述的常规节能工作方法存在一个问题,即难于达到令人满意的工作状况,因为当用户离开室内单元1一段距离时,用户感受不到舒适的温度,并如图10所示那样,使预期的不满意比率(PPD)的指标增大,这表示为用户所感到的持续的不舒适随着增大,使得用户感到极不满意,因为尽管在围绕室内单元1周围区域存在节能工作的优点,但节能效果随室内空间的大小而不同,其中并未把用户建立的设定温度Ts区域考虑用于以恒定的值计算节能设定温度Tm,而且为了实行节能工作,使竖向/水平叶片11和13被固定。
本发明被揭示用以解决上述问题,其目的在于提供一种空调器节能工作的控制方法,所述空调器适于建立一接近舒适于用户设定温度的节能设定温度,同时还控制叶片动作,用以调整排风的方向,以保持室内处于舒适的状态,而与离开室内单元的距离及房间的大小无关,从而提高节能效果。
根据本发明的这一目的,提供一种空调器节能工作的控制方法,所述空调器装有竖向/水平叶片,用以沿竖向和水平方向调整排风方向,本方法包括如下步骤:
根据用户输入的设定温度与室温之间的比较结果接通或断开压缩机,使室温保持在设定的温度;
判断是否已输入节能工作信号;
在信号输入判断步骤已判断输入了节能工作信号时,沿竖向和水平方向摆动竖向/水平叶片,调整整个房间的排风方向;
在信号输入判断步骤已判断输入了节能工作信号时,判断压缩机是否执行启动;
在判断压缩机启动步骤已判断出压缩机执行启动时,根据室温和在压缩机执行启动时设定的温度计算节能设定温度;
根据在节能设定温度计算步骤算得的节能设定温度与室温之间的比较结果接通或断开压缩机,以将室温保持于节能设定温度值。
为了更充分地理解本发明的性质和目的,以下将参照附图对其进行详细的说明,其中:
图1是表示普通空调器室内单元的透视图;
图2是表示安装于墙面上的图1室内单元的侧向断面图;
图3是普通空调器中致冷剂循环的示意图;
图4是表示普通空调器中根据室温与设定温度之间的比较压缩机工作状态的示意图;
图5是本发明一种具体实施例的空调器中节能控制单元的控制方框图;
图6是表示按照本发明控制空调器节能工作程序的流程图;
图7是表示按照本发明根据室温与设定温度之间的比较压缩机工作状态的示意图;
图8是表示按照本发明节能设定温度变化的图表;
图9是表示按照本发明工作效率与消耗能量的关系图表;
图10是表示本发明中PPD值随距离变化的关系曲线。
以下将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
本发明空调器的结构与图1、2及3的结构是等同的,因而使用相同的参考标号表示相同的或者等效的部件或部分,并省略冗赘的说明。
如图5所示,电源装置100把交流线端子(未示出)提供的市电交流电压转换成供空调器工作所需的预定直流电压,并输出之;动作操纵装置102布置有多个功能键,用以输入空调器的工作方式(自动、致冷、除湿、送风、致热等)、设定风量、设定风向以及设定温度Ts;还布置有用于输入空调器工作/停止的操作键,和用于输入节能工作/节能工作停止的节能工作键;其中动作操纵装置102装有设在室内单元1控制面板上的按键输入机构103;遥控信号接收装置7接收由遥控9根据遥控9的按键控制所发送的红外信号。
控制单元104是一微机,用于接收电源装置100的直流输出,启动空调器,并用于按照由动作操纵装置102输入的工作选择信号控制空调器的全部动作,其中控制单元104在节能工作期间还按照节能方法计算节能设定温度Tg,并控制竖向/水平叶片11和13的气流方向角度。
室温检测装置106按照用户根据动作操纵装置102设定的温度Ts控制室温,使吸入室内单元1的室温Tr得到检测,以执行空调器的致冷并节能工作,室外温度检测装置108检测在空调器工作期间变化的室外温度,并将其输出给控制单元104。
此外,风向调节装置110沿竖向和水平方向调整排风的方向,为的是使随着节能工作键的启动通过排放出口排出的风扩散到整个室内,其中风向调节装置110包括竖向风调节机构112,它接收控制单元104输出的脉冲信号,驱动竖向步进电机113,移动竖向叶片11,还包括水平风调节机构114,它接收控制单元104输出的脉冲信号,驱动水平步进电机115,移动水平叶片13。
压缩机驱动装置116接收控制单元104输出的控制信号,启动和停止压缩机30,所说的输出是根据用户依动作操纵装置的动作所设定的温度Ts与室温检测装置106所测得的室温Tr之间的比较结果的,同时还按照控制单元104算得的节能设定温度Tg控制压缩机30。
室外风扇电机驱动装置118接收控制单元104根据用户依动作操纵装置102的动作设定的温度Ts与室温检测装置106所测得的室温Tr之间的比较结果输出的控制信号控制室外风扇电机的运转,使由室外热交换器40实现热交换的空气可被送至室外,并以可控方式驱动室外风扇41。
室内风扇电机驱动装置120接收控制单元104根据用户响应动作操纵装置的动作确定的风量输出的控制信号,控制室内风扇电机的运转,使经热交换的室内空气(冷空气或热空气)流动,并以可控方式驱动室内风扇17。
四通阀驱动装置122接收控制单元104输出的控制信号,为的是按照由动作操纵装置102输入的工作条件(致冷或致热)改变致冷剂的流动,并启动/停止四通阀31。
图中的显示装置124指示由动作操纵装置102根据控制单元104的控制所输入的各种工作选择方式(自动、致冷、除湿、送风、致热、节能等),并显示空调器的工作状态。
以下将描述这种结构的空调器节能工作控制方法的工作效果。
图6是表示按照本发明的空调器中控制节能工作程序的流程图,其中S表示步骤。
首先,当对空调器供给能量时,电源装置100把交流线端子(未示出)提供的市电交流电压转换成驱动空调器所需的预定直流电压,并将其输出给各驱动电路及控制单元104。
在步骤S1,控制单元104接收电源装置100输出的直流电压,启动空调器。此时,当用户操纵动作操纵装置102并揿按操作键,输入一种工作方式(如致冷)时,设定空调器的温度Ts和风量,将工作开始信号(下称工作信号)和工作选择信号从动作操纵装置102输入给控制单元104。
继而在步骤S2,所述控制单元判断是否已从动作操纵装置102输入工作信号,如果尚未输入所述工作信号(否情况),则控制单元104使空调器保持工作等待状态,并重复动作,再到步骤S2。
作为在步骤S2判断的结果,如果已将工作信号输入(是情况),则过程进到步骤S3,这时,控制单元104按照设定的温度Ts控制室温,使空调器进入正常工作,如图7中正常工作区所示。
换句话说,控制单元104在设定温度Ts与室温Tr之间进行比较,如果室温Tr高于所设定的温度Ts,则控制单元对压缩机驱动装置116输出一控制信号,以启动压缩机30,这时,压缩机驱动装置116接收控制单元104输出的控制信号,接通压缩机30。
当由于室温Tr逐渐降低而使室温Tr随着压缩机的启动达到设定温度Ts时,压缩机驱动装置116接收控制单元104输出的控制信号,使压缩机30不启动。
当由于压缩机30的不启动而使室温Tr逐渐增高,以致达到设定温度Ts加(+)1℃时,压缩机驱动装置116接收控制单元104输出的控制信号,再次接通压缩机30,并重复使室温Tr降至设定温度Ts的过程,实现如图7中正常工作区所示的使室温保持在设定温度Ts的正常工作。
在如此描述的正常工作时,在步骤S4判断在动作操纵装置102处的节能工作键是否执行启动,从而接收控制单元104由于动作操纵装置102所致的节能工作信号,如果并未接收节能工作信号(否情况),则流程返回步骤S3,重复动作,继续到步骤S3。
作为步骤S4的判断结果,如果已接收节能工作信号(是情况),则流程进到步骤S5,在此,控制单元104判断竖向叶片11和水平叶片13是否在正常工作下摆动。
作为步骤S5的判断结果,如果叶片11和13并未摆动(否情况),则流程前进至步骤S6,在此,控制单元104对竖向风扇调节机构112和水平风扇调节机构114输出驱动脉冲,以摆动叶片11和13。
继而,竖向风扇调节机构112接收控制单元104输出的驱动脉冲,驱动竖向步进电机113,之后即重复地摆动竖向叶片,同时,水平风扇调节机构114也接收控制单元104输出的驱动脉冲,驱动水平步进电机115,之后即重复地摆动水平叶片,使得通过排放出口5向整个房间排风的方向受到调节。
此后在步骤S7,控制单元104判断压缩机30是否执行启动,如果压缩机已启动(是情况),则流程进到步骤S8,在此,控制单元判断是否已经过3分钟延迟,以保护压缩机30,如果并未经过3分钟延迟(否情况),则动作继续重复地执行步骤S8,直至经过3分钟延迟。
作为步骤S8的判断结果,如果已经过3分钟延迟(是情况),则流程前进至步骤S9,在此,控制单元104对压缩机驱动装置116输出一控制信号,为的是驱动压缩机30。压缩机驱动装置116接收控制单元104输出的控制信号,如图7中节能工作区所示的那样,启动压缩机30。
当压缩机30执行启动时,在室外单元处从压缩机30输出的高压、高温气态致冷剂被吸入室外热交换器40,其中室外热交换器40使被其压缩成高压和高温的气态致冷剂热交换,成为被室外风扇41吹送的风,并被强制冷却而凝结。之后,被室外热交换器40冷凝的低温、低压液态致冷剂被吸入毛细管50。
被吸入毛细管50的低压、低温液态致冷剂膨胀而成为易蒸发的无霜低压、低温液态致冷剂,之后被吸入安装在室内单元1中的室内热交换器15内。当所述致冷剂蒸发,随后汽化时,室内热交换器15从被室内风扇吹送的空气带走热量,从而冷却室内的空气。
被致冷的空气排放于室内,实现致冷操作,并且被室内热交换器15致冷的低压、低温气态致冷剂再次被吸入压缩机30,随着压缩机30的绝热压缩作用变成高温、高压致冷剂气体,沿图3中实线箭头重复流过致冷剂循环,实现室内的致冷操作。
继而在步骤S10,控制单元104在节能工作情况下当压缩机30被启动时通过采用下述节能工作控制公式建立节能设定温度Tg:
Tg=Ts+(Tr-Ts)×0.4(节能系数)……(1)式中Tg:节能设定温度,
Ts:设定温度,
Tr:压缩机启动时的室温并预计到小数点后第二位被四舍五入。
于是,在节能工作情况下,由比正常工作情况下的设定温度Ts高的重新建立的节能设定温度Tg按启动和不启动的方式使压缩机30受到控制。当计算所述节能设定温度Tg时,在步骤S11,由室温检测装置106检测经吸入口3被吸入室内单元1的空气温度Tr。
继而在步骤S12,控制单元104接收室温检测装置106测得的室温模拟数据,将其转换成数字数据,并使室温Tr与所述节能设定温度Tg比较。与此同时,判断室温Tr是否低于所述节能设定温度Tg,如果室温Tr并不低于节能设定温度Tg(否情况),则动作继续重复执行步骤S12。
作为步骤S12的判断结果,如果室温Tr低于节能设定温度Tg(是情况),则流程进到步骤S13,在此,控制单元104对压缩机驱动装置116输出一控制信号,目的在于停止压缩机30。
继而,压缩机驱动装置116接收控制单元104输出的控制信号,断开压缩机30,如图7中节能工作区所示。
当在这种状态下继续工作时,室温Tr逐渐增高,以致在步骤S14判断室温Tr是否高于所述节能设定温度Tg加(+)a(=1.0℃),如果室温Tr并未高于所述节能设定温度Tg加(+)a(否情况),则流程回到步骤S13,压缩机30不启动,并重新执行步骤S13。
作为步骤S14的判断结果,如果室温Tr高于节能设定温度Tg加(+)a(是情况),则流程前进至步骤S15,在此,控制单元104控制压缩机驱动装置116,再次接通压缩机30,如图7中节能工作区所示,并实行节能工作,用以在节能工作条件下,使室温Tr保持在所述节能设定温度Tg。
继而在步骤S16,当压缩机30执行启动,随后返回时,控制单元104在节能工作条件下按照前述公式(1)重新建立节能设定温度。
另外,作为步骤S5的判断结果,如果竖向及水平叶片11和13摆动(是情况),流程进到步骤S7,执行步骤S7的动作。作为步骤S7的判断结果,如果压缩机30并未执行启动(否情况),则流程前进到步骤S14,判断室温Tr是否高于所述节能设定温度Tg加(+)a,若室温Tr高于节能设定温度Tg加(+)a,则压缩机30执行启动,在节能工作条件下重新建立节能设定温度Tg,随后返回,即如图7中节能工作区所示。
如图7和8所示(在设定温度25℃并且a=1.0℃时节能设定温度的变化),使节能设定温度Tg逐渐变化,减少由于突然的温度变化所引起的不满意情况,并且由于竖向及水平叶片11和13在沿竖向及水平方向摆动,于是与叶片11和13不摆动时相比,压缩机的工作速率和消耗的能量进一步减少,如图9所示那样。此外,如图10所示,PPD指标略有压缩,从而给用户以舒适的感觉,而与离开室内单元1的距离及房间的大小无关。
如前所见,按照本发明的空调器节能工作控制方法,其优点在于建立一个节能设定温度,它接近用户设定温度的舒适温度,而且为调整排风方向而控制叶片的移动,以保持房间处在舒适的状态,而与离开室内单元的距离及房间的大小无关,从而提高节能效果。