空氣調節裝置及其控制方法
【專利摘要】本發明涉及可在室外溫度低的環境下穩定地執行制冷運行的空氣調節裝置，本發明的空氣調節裝置包括：外罩，其形成有流入口、旁通流入口及排出口；風扇，其使空氣流入上述外罩內部并向外罩外部排出空氣；熱交換流路，其形成于上述流入口和排出口之間；熱交換器，其設置于上述熱交換流路上；旁通流路，其形成于上述旁通流入口和上述排出口之間。
【專利說明】空氣調節裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及空氣調節裝置，更具體地涉及在室外溫度低的環境下能夠穩定地執行制冷運行的空氣調節裝置。
【背景技術】
[0002]通常，空氣調節裝置是對居住空間、餐廳或辦公室等的室內空間進行制冷或制熱的裝置。
[0003]另外，空氣調節裝置可包括設置于室外空間的室外機和設置于室內空間的室內機，上述室外機可包括用于壓縮制冷劑的壓縮器、用于使室外空氣與制冷劑進行熱交換的室外熱交換器和送風風扇及用于連接上述壓縮器和室內機的各種配管，上述室內機可包括用于使室內空氣與制冷劑進行熱交換的室內熱交換器及膨脹閥。
[0004]另一方面，在與多個室內機相連的室外機上，安裝有用于增大熱交換面積的大型的室外熱交換器，安裝有用于壓縮在空氣調節循環中循環的制冷劑的壓縮器、工作油分離器及氣液分離器等，安裝有用于強制地使空氣流動的風扇及用于使風扇旋轉的馬達，并且在室外機中容置有用于與各結構要素及室內機連接的多個制冷劑配管。
[0005]圖1是示出了以往的室外機的立體圖，圖2是用于說明以往的室外機的風扇的運行狀態的圖。
[0006]參照圖1，室外機20包括形成外觀的外罩21，上述外罩21上形成有流入口 22及排出口 23，在上述外罩21的內部的上述流入口 22—側配置有熱交換器24。此時，經由上述流入口 22流入的空氣在通過上述熱交換器24的過程中與制冷劑進行熱交換之后通過上述排出口 23排出到外部。
[0007]另一方面，參照圖2，在室外機20在室外溫度低的環境(例如，_5°C )下執行制冷運行的情況下，在熱交換器內部流動的制冷劑的冷凝溫度或冷凝壓力變低，從而壓縮器不能順暢地運行。
[0008]此時，在以往的室外機中以降低風扇的RPM(下面，稱為轉速)來減少經由流入口22流入的空氣量的方式調節制冷負荷。
[0009]但是，在風扇的轉速降低至規定轉速(RPM)以下的情況下，因在低的轉速下風扇的運行受到限制而只能對風扇進行反復的接通(ON)/斷開(OFF)控制。在存在這樣的不連續的控制區間的情況下，在制冷循環中制冷劑的冷凝溫度或蒸發溫度發生波動(hunting)F1，從而存在不能向室內人員提供舒適的制冷的問題。
【發明內容】
[0010]本發明要解決的問題
[0011]本發明的目的在于，提供在室外溫度低的環境下能夠穩定地執行制冷運行的空氣調節裝置。
[0012]另外，本發明的目的在于，提供在風扇的不連續控制區間內也能夠對通過熱交換器的空氣量連續地進行控制的空氣調節裝置。
[0013]另外，本發明的目的在于，提供能夠防止因向熱交換器流入的風的急劇增加而引起的高壓下降的空氣調節裝置。
[0014]用于解決問題的手段
[0015]為了解決上述問題，根據本發明的一個技術方案，提供一種空氣調節裝置，該空氣調節裝置包括:外罩，其形成有流入口、旁通流入口及排出口 ；風扇，其向上述外罩內部流入空氣，向外罩外部排出空氣；熱交換流路，其形成于上述流入口和排出口之間；熱交換器，其設置于上述熱交換流路上；旁通流路，其形成于上述旁通流入口和上述排出口之間。
[0016]根據本發明的另一技術方案，提供一種空氣調節裝置，該空氣調節裝置包括室外機及與上述室外機相連的一個以上的室內機，上述室外機包括:外罩，其形成有流入口、旁通流入口及排出口，風扇，其使空氣經由上述流入口和旁通流入口流入上述外罩內部，并經由上述排出口向外罩外部排出空氣，控制部，其用于控制上述風扇的驅動。
[0017]在此，上述流入口和排出口經由熱交換器相互連通，上述旁通流入口與上述排出口直接連通，上述控制部對從上述旁通流入口流入的空氣量進行調節來改變從上述流入口流入的空氣量。
[0018]根據本發明的又一技術方案，提供一種空氣調節裝置的控制方法，該空氣調節裝置的控制方法包括以下步驟:在室外機中檢測制冷劑的冷凝壓力或冷凝溫度的步驟；風扇恒速運行步驟，在上述檢測的結果小于第一設定值的情況下，將室外機的風扇馬達的轉速控制為最低控制轉速，并改變向熱交換器流入的空氣量；風扇可變運行步驟，在上述檢測的結果在第一設定值以上的情況下，將室外機的風扇馬達的轉速控制為超過上述最低控制轉速的轉速。
[0019]發明效果
[0020]如上述的說明，本發明的一個實施例的空氣調節裝置在室外溫度低的環境下穩定地執行制冷運行。
[0021]另外，本發明的一個實施例的空氣調節裝置在風扇的不連續控制區間內也對通過熱交換器的空氣量連續地進行控制。
[0022]另外，本發明的一個實施例的空氣調節裝置防止因向熱交換器流入的風的急劇增加而引起的高壓下降。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是示出了以往的室外機的立體圖。
[0024]圖2是用于說明以往的室外機風扇的運行狀態的圖。
[0025]圖3是本發明的一個實施例的空氣調節裝置的框圖。
[0026]圖4是本發明的一個實施例的空氣調節裝置的立體圖。
[0027]圖5是用于說明本發明的空氣調節裝置中的空氣的流入流動的概念圖。
[0028]圖6是用于說明本發明的一個實施例的空氣調節裝置所包括的風扇的運行狀態的圖。
[0029]圖7是本發明的另一實施例的空氣調節裝置的立體圖。
[0030]圖8是示出了本發明的一個實施例的空氣調節裝置的控制方法的流程圖。【具體實施方式】
[0031]下面，參照附圖，詳細說明本發明的一個實施例的空氣調節裝置。附圖示出了本發明的示例性的實施方式，該實施方式僅僅是為了更詳細地說明本發明而提供的，并不限定本發明的技術范圍。
[0032]另外，與附圖標記無關地，對相同或相對應的結構要素賦予相同的參照編號，并省略重復說明，為了方便說明，可夸張或縮小圖示的各結構要素的大小及形狀。
[0033]另一方面，可在說明各種結構要素時使用如第一或第二等包括序數的用語，但上述結構要素并不限定于上述用語，使用上述用語的目的在于用于從其他結構要素中區分出
一個結構要素。
[0034]圖3是本發明的一個實施例的空氣調節裝置的框圖，圖4是本發明的一個實施例的空氣調節裝置的立體圖，圖5是用于說明本發明的空氣調節裝置中的空氣的流入流動的概念圖。
[0035]本發明的一個實施例的空氣調節裝置可包括設置于室外空間的室外機300和設置于室內空間的室內機500，上述室外機300包括用于壓縮制冷劑的壓縮器200、用于使室外空氣與制冷劑進行熱交換的室外熱交換器320和風扇(未圖示)、用于驅動上述風扇的風扇馬達350、以及用于使上述壓縮器200分別與室外熱交換器320及室內機500相連的各種配管(未圖示)，在上述配管上配置有可測定制冷劑的溫度和壓力的溫度傳感器和壓力傳感器。
[0036]另外，上述室內機500可包括:用于使室內空氣與制冷劑進行熱交換的室內熱交換器(未圖示)、膨脹閥(未圖示)及風扇(未圖示)；用于驅動上述風扇的風扇馬達550。
[0037]另外，上述空氣調節裝置包括控制部100，該控制部100用于控制上述室外機300和上述室內機500的動作。
[0038]另一方面，本發明的一個實施例的空氣調節裝置包括制冷循環，該制冷循環包括壓縮器200、室外熱交換器320、膨脹閥及室內熱交換器。
[0039]詳細說明上述制冷循環，在上述壓縮器中被壓縮的制冷劑氣體流入室外熱交換器后相變為制冷劑液體，通過由制冷劑在上述室外熱交換器中發生相變來向外部排放熱量，此后從室外熱交換器排出的制冷劑在經由膨脹閥時進行膨脹后流入室內熱交換器。
[0040]此后，流入到室內熱交換器的液體制冷劑相變為制冷劑氣體。同樣地，通過由上述制冷劑在室內熱交換器內發生相變來吸收外部的熱量。
[0041]在本說明書中空氣調節裝置可用作包括室外機和室內機的概念，還可用作僅包括室外機的概念，下面，為了方便說明，將空氣調節裝置限定為只表示室外機來進行說明。
[0042]本發明的一個實施例的空氣調節裝置300包括:外罩310，其形成有流入口 311、旁通流入口 313及排出口 312 ;風扇，其向上述外罩310內部流入空氣，并向外罩310外部排出空氣；熱交換流路，其形成在上述流入口 311和排出口 312之間；熱交換器320，其設在上述熱交換流路上；旁通流路，其形成在上述旁通流入口 313和上述排出口 312之間。
[0043]上述外罩310上形成有使室外空氣向熱交換器320側流入的一個以上的流入口311，作為一個實施方式，可在上述外罩310的兩個側面分別配置有上述流入口 311。另外，上述外罩310上形成有用于排出借助風扇來流動的空氣的排出口 312，作為一個實施方式，可在上述外罩310的上表面配置有多個上述排出口 312。
[0044]在上述外罩310的下部空間可配置有一個以上的熱交換器320，在上部空間可配置有一個以上的風扇。另外，上述熱交換器320可以與上述流入口 311相對應地分別配置在上述外罩310內部的兩個側端部，為了增大熱交換面積，可形成為“L”字形狀或“I=”字形狀。
[0045]在此，上述熱交換流路是指形成在上述流入口 311和排出口 312之間的路徑，從上述流入口 311流入的空氣在通過熱交換器320的過程中與制冷劑進行熱交換。
[0046]另外，上述外罩310上形成有一個以上的旁通流入口 313，經由上述旁通流入口313流入的空氣不直接通過熱交換器320。因此，在流入口 311分別形成在外罩310的兩個側面上的情況下，上述旁通流入口 313可形成在外罩310的前表面上。
[0047]在此，旁通流路形成于上述旁通流入口 311和上述排出口 312之間，從旁通流入口311流入的空氣的一部分可流向熱交換器320 —側，但大部分空氣可以不通過熱交換器320而經由排出口 312排出。
[0048]上述流入口 311和旁通流入口 313的差異在于，在各自的流入口一側是否配置有熱交換器。具體地，在上述流入口 311 —側配置有熱交換器320，因而在上述流入口 311和旁通流入口 313都開放的情況下，上述熱交換器320對從上述流入口 311流入的空氣發揮阻礙體的作用，因而與旁通流入口 313被截斷的情況相比，從上述流入口 311流入的空氣量變少。
[0049]因此，在本發明的一個實施例的空氣調節裝置中，可通過調節從上述旁通流入口313流入的空氣量來控制從上述流入口 311流入的空氣量，由此可對在通過熱交換器320的過程中進行熱交換的空氣量進行調節，因而可調節制冷負荷。
[0050]為此，本發明的一個實施例的空氣調節裝置300可包括選擇性地開閉上述旁通流入口 313的旁通截斷裝置330。在利用上述旁通截斷裝置330開放上述旁通流入口 313時可減少經由流入口 311流入的空氣量，在截斷上述旁通流入口 313時可增加經由流入口 311流入的空氣量。
[0051]另外，本發明的一個實施例的空氣調節裝置300可包括對上述旁通流入口的開度進行調節的旁通葉片331。可利用上述旁通葉片331來調節上述旁通流入口 313的開度，在增加開度時可減少經由流入口 311流入的空氣量，在減少開度時可增加經由流入口 311流入的空氣量。
[0052]另外，旁通截斷裝置330可由上述旁通葉片331構成，可由前述的控制部100控制這樣的旁通截斷裝置330或旁通葉片331或這雙方。
[0053]圖6是用于說明本發明的一個實施例的空氣調節裝置所包括的風扇的運行狀態的圖。
[0054]如前所述，在室外機20在室外溫度低的環境(例如，-50C )下執行制冷運行的情況下，在熱交換器內部流動的制冷劑的冷凝溫度或冷凝壓力變低，從而壓縮器不能順暢地運行。
[0055]此時，在以往的室外機中以通過降低風扇的RPM(下面，稱為轉速)來減少經由流入口 22流入的空氣量的方式調節制冷負荷。
[0056]但是，在風扇的轉速降低至規定轉速以下的情況下，因在低的轉速下風扇的運行受到限制而只能對風扇進行反復的接通(ON)/斷開(OFF)控制。在存在這樣的不連續的控制區間的情況下，在制冷循環中制冷劑的冷凝溫度或蒸發溫度產生波動F1，從而存在不能向室內人員提供舒適的制冷的問題(參照圖2)。
[0057]另一方面，前述的控制部100對用于驅動上述風扇的風扇馬達350的轉速進行控制，根據制冷劑的冷凝壓力或冷凝溫度來控制上述風扇馬達350的轉速。
[0058]此時，上述控制部100可在上述風扇馬達350以最低控制轉速運行時，進行控制來開放上述旁通流入口 311。
[0059]具體地，如以往那樣在室外溫度低的環境(例如，_5°C )下風扇的轉速變低(最低控制轉速)而風扇的動作停止，但在本發明的空氣調節裝置300中，不使風扇的動作停止，而通過調節經由旁通流入口 313流入的空氣量來調節向熱交換器320流入的空氣量。
[0060]參照圖2，在以往的空氣調節裝置中在室外溫度低的環境下，因存在風扇進行動作的時間tl和風扇停止的時間t2而產生風扇的不連續控制區間，但參照圖6，在本發明的一個實施例的空氣調節裝置300中，可確認在室外溫度低的環境下風扇進行動作的時間t3也會增加，并且冷凝溫度或蒸發溫度的波動F2變小。
[0061]因此，本發明的一個實施例的空氣調節裝置300可在室外溫度低的環境下穩定地執行制冷運行，在風扇的不連續控制區間內也可通過對通過熱交換器320的空氣量連續地進行控制，來調節制冷負荷。
[0062]圖7是本發明的另一實施例的空氣調節裝置的立體圖。
[0063]參照圖7，上述空氣調節裝置300可還包括蓋體340，該蓋體340用于防止外部空氣從與上述流入口 311垂直的方向直接流入上述流入口 311。上述蓋體340能夠執行防止因向熱交換器320流入的風的急劇增加而發生的高壓下降的功能。
[0064]作為一個實施方式，上述蓋體340包括主體341，該主體341上形成有蓋體上側流入口 342和蓋體側面流入口 343，該主體341用于使從與流入口 311垂直的方向直接流入的空氣迂回至上述蓋體上側流入口 342和蓋體側面流入口 343偵U。
[0065]另外，本發明的又一實施例的空氣調節裝置可包括室外機300和與上述室外機相連的一個以上的室內機500。
[0066]在此，如前所述，上述室外機300包括:外罩310，其形成有流入口 311、旁通流入口 313及排出口 312 ;風扇，其使空氣經由上述流入口 311和旁通流入口 313流入上述外罩310內部，并經由上述排出口 312向外罩310外部排出空氣；控制部100，其用于控制上述風扇的驅動。
[0067]另外，上述流入口 311和排出口 312經由熱交換器320相互連通，上述旁通流入口313與上述排出口 312直接連通，上述控制部100通過對從上述旁通流入口 313流入的空氣量進行調節來改變從上述流入口 311流入的空氣量。
[0068]此時，如前所述，上述控制部100可根據制冷劑的冷凝壓力或冷凝溫度來控制上述風扇的驅動，上述室外機可包括旁通葉片331，該旁通葉片331用于選擇性地開閉上述旁通流入口 313并且用于調節上述旁通流入口 313的開度。
[0069]另外，上述控制部100可在上述風扇以最低控制轉速驅動時，進行控制來驅動上述芳通葉片331。
[0070]下面，參照附圖，具體說明具有如上所述的結構的空氣調節裝置300的控制方法。[0071]圖8是示出了本發明的一個實施例的空氣調節裝置的控制方法的流程圖。
[0072]本發明的一個實施例的空氣調節裝置的控制方法包括以下步驟:在室外機中檢測制冷劑的冷凝壓力或冷凝溫度的步驟(S3);風扇恒速運行步驟(S5)，在上述檢測結果小于第一設定值的情況下，將室外機的風扇馬達的轉速控制為最低控制轉速，并改變向熱交換器流入的空氣量；風扇可變運行步驟(S4)，在上述檢測結果在設定值以上的情況下，將室外機的風扇馬達的轉速控制為超過上述最低控制轉速的轉速。
[0073]此時，在上述風扇恒速運行步驟(S5)中，可改變不進行熱交換的旁通的空氣量，在進行上述風扇恒速運行步驟(S5)的途中可對上述檢測結果和第二設定值進行比較(S6)來在上述檢測結果小于第二設定值時使上述風扇停止驅動(S7)。
[0074]具體地，在制冷運行開始(SI)之后，若在制冷運行中室外溫度降低，則在室外機中檢測制冷劑的冷凝壓力或冷凝溫度(S3)。此時，在上述制冷劑的冷凝壓力或冷凝溫度在第一設定值以上時，執行風扇可變控制運行(S4)來改變風扇的轉速并調節向熱交換器流入的空氣量。
[0075]與此不同地，在上述制冷劑的冷凝壓力或冷凝溫度小于第一設定值時，不能通過改變上述風扇的轉速來調節向熱交換器流入的空氣量。此時，可執行風扇恒速控制運行
(S5)而不停止風扇的動作，如前所述，可通過改變不進行熱交換的旁通的空氣量來調節向熱交換器流入的空氣量。
[0076]另一方面，在風扇恒速控制運行(S5)中通過對上述檢測結果和第二設定值進行比較(S6)來在上述檢測結果小于第二設定值的情況下可停止上述風扇的驅動(S7)。
[0077]如上述說明，本發明的一個實施例的空氣調節裝置在室外溫度低的環境下穩定地執行制冷運行。
[0078]另外，本發明的一個實施例的空氣調節裝置在風扇的不連續控制區間內也對通過熱交換器的空氣量連續地進行控制。
[0079]另外，本發明的一個實施例的空氣調節裝置防止因向熱交換器流入的風的急劇增加而引起的高壓下降。
[0080]上面說明的本發明的優選的實施例是以示例為目的提出的，本發明所屬領域的技術人員能夠在本發明的思想范圍內進行各種修正、變更及追加，應認為這樣的修正、變更及追加屬于下述的權利要求范圍內。
【權利要求】
1.一種空氣調節裝置，其特征在于，包括: 外罩，其形成有流入口、旁通流入口及排出口 ； 風扇，其使空氣流入上述外罩內部，并向外罩外部排出空氣； 熱交換流路，其形成于上述流入口和排出口之間； 熱交換器，其設置于上述熱交換流路上； 旁通流路，其形成于上述旁通流入口和上述排出口之間。
2.如權利要求1所述的空氣調節裝置，其特征在于，包括用于選擇性地開閉上述旁通流入口的旁通截斷裝置。
3.如權利要求1所 述的空氣調節裝置，其特征在于，包括用于調節上述旁通流入口的開度的旁通葉片。
4.如權利要求1所述的空氣調節裝置，其特征在于，包括控制部，該控制部對驅動上述風扇的風扇馬達的轉速進行控制。
5.如權利要求4所述的空氣調節裝置，其特征在于，上述控制部根據制冷劑的冷凝壓力或冷凝溫度來控制上述風扇馬達的轉速。
6.如權利要求5所述的空氣調節裝置，其特征在于，在上述冷凝壓力或上述冷凝溫度小于第一設定值的情況下，上述控制部將上述風扇馬達的轉速控制為最低控制轉速，在上述冷凝壓力或上述冷凝溫度比小于上述第一設定值的第二設定值更小的情況下，上述控制部控制上述風扇馬達停止驅動。
7.如權利要求5所述的空氣調節裝置，其特征在于，包括旁通葉片，該旁通葉片用于選擇性地開閉上述旁通流入口并調節上述旁通流入口的開度。
8.如權利要求7所述的空氣調節裝置，其特征在于，在上述風扇馬達以最低控制轉速運行時，上述控制部控制上述旁通葉片來開放上述旁通流入口。
9.如權利要求8所述的空氣調節裝置，其特征在于，在上述風扇馬達以最低控制轉速運行時，上述控制部增加上述旁通流入口的開度，來增加從上述旁通流入口流入的空氣量并減少從上述流入口流入的空氣量。
10.如權利要求1所述的空氣調節裝置，其特征在于，包括蓋體，該蓋體用于防止外部空氣直接從與上述流入口垂直的方向流入。
11.如權利要求10所述的空氣調節裝置，其特征在于，上述蓋體包括主體，該主體上形成有蓋體上側流入口及蓋體側面流入口，該主體用于使直接從與上述外罩的流入口垂直的方向流入的空氣迂回至上述蓋體上側流入口和上述蓋體側面流入口。
12.—種空氣調節裝置，包括室外機及與上述室外機相連的一個以上的室內機，其特征在于， 上述室外機包括: 外罩，其形成有流入口、旁通流入口及排出口， 風扇，其使空氣經由上述流入口和旁通流入口流入上述外罩內部，并經由上述排出口向外罩外部排出空氣， 控制部，其用于控制上述風扇的驅動； 上述流入口和排出口經由熱交換器相互連通，上述旁通流入口與上述排出口直接連通，上述控制部對從上述旁通流入口流入的空氣量進行調節來改變從上述流入口流入的空氣量。
13.如權利要求12所述的空氣調節裝置，其特征在于，上述控制部根據制冷劑的冷凝壓力或冷凝溫度來控制上述風扇的驅動。
14.如權利要求12所述的空氣調節裝置，其特征在于，包括旁通葉片，該旁通葉片用于選擇性地開閉上述旁通流入口并調節上述旁通流入口的開度。
15.如權利要求14所述的空氣調節裝置，其特征在于，在風扇馬達以最低控制轉速驅動時，上述控制部控制上述旁通葉片驅動。
16.一種空氣調節裝置的控制方法，其特征在于，包括: 在室外機中檢測制冷劑的冷凝壓力或冷凝溫度的步驟； 風扇恒速運行步驟，在上述檢測的結果小于第一設定值的情況下，將室外機的風扇馬達的轉速控制為最低控制轉速，并改變向熱交換器流入的空氣量； 風扇可變運行步驟，在上述檢測的結果在第一設定值以上的情況下，將室外機的風扇馬達的轉速控制為超過上述最低控制轉速的轉速。
17.如權利要求16所述的空氣調節裝置的控制方法，其特征在于，在上述風扇恒速運行步驟中，改變未被熱交 換的旁通的空氣量。
18.如權利要求17所述的空氣調節裝置的控制方法，其特征在于，在上述風扇恒速運行步驟中，通過增加從上述旁通流入口旁通的空氣量來減少經由流入口向上述熱交換器流入的空氣量。
19.如權利要求16所述的空氣調節裝置的控制方法，其特征在于，在進行上述風扇恒速運行步驟的過程中，在上述檢測的結果小于第二設定值的情況下，使上述風扇停止驅動。
【文檔編號】F24F11/04GK103988027SQ201280060547
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年12月14日 優先權日:2011年12月14日
【發明者】趙殷晙, 徐范洙 申請人:Lg電子株式會社