專利名稱：空調(diào)機的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對室內(nèi)進行致冷的空調(diào)機，特別是涉及空調(diào)機的控制方法，判別室內(nèi)外的致冷負荷來決定空調(diào)機的設(shè)定溫度和風向及風量，由此得到舒適致冷運轉(zhuǎn)，抑制成為空調(diào)病的原因的過度致冷。
一般，空調(diào)機具有冷凍循環(huán)。如

圖1所示的那樣，冷凍循環(huán)由下列部分構(gòu)成壓縮冷卻媒質(zhì)使之成為高溫、高壓的壓縮機11；使從上述壓縮機11所得到的高溫、高壓的氣體冷卻媒質(zhì)液化的冷凝器12；降低由上述冷凝器12所供給的液體冷卻媒質(zhì)的壓力，使其一部分汽化的毛細管13；使由上述毛細管13所供給的冷卻媒質(zhì)汽化來使周圍的空氣冷卻的蒸發(fā)器14。
這樣構(gòu)成的冷凍循環(huán)的動作如下由壓縮機11所壓縮的冷卻媒質(zhì)移動到冷凝器12中進行冷凝，在冷凝器12中氣體狀態(tài)的冷卻媒質(zhì)一邊變化為液體狀態(tài)一邊使熱釋放到室外。從冷凝器12出來的冷卻媒質(zhì)一邊通過毛細管13一邊降低壓力，通過壓力降低，液體冷卻媒質(zhì)的一部分汽化，流過毛細管13的冷卻媒質(zhì)的狀態(tài)變?yōu)橐后w與氣體相混合的兩相狀態(tài)。壓力降低了的冷卻媒質(zhì)在蒸發(fā)器14中進行汽化而吸熱。
即，冷卻媒質(zhì)從液體狀態(tài)變?yōu)闅怏w狀態(tài)，這要求高的蒸發(fā)潛熱，因此，蒸發(fā)器14的表面被冷卻，則與冷卻了的蒸發(fā)器14的表面相接觸的空氣被冷卻。因此，通過室內(nèi)風扇15，室內(nèi)的熱空氣通過與蒸發(fā)器14進行熱交換而被冷卻，然后被排出，由此，室內(nèi)的溫度下降。設(shè)置在冷凝器12一側(cè)的室外風扇16向冷凝器12側(cè)送風，通過冷卻媒質(zhì)的液化將被加熱的空氣排出到機器外部，并供給新的空氣，被迅速地冷凝。
使用上述冷凍循環(huán)來對室內(nèi)進行致冷的裝置是空調(diào)機。空調(diào)機分為上述冷凍循環(huán)裝入一個裝置內(nèi)的一體型空調(diào)機和將發(fā)生熱負荷的壓縮機與冷凝器設(shè)置在室外而僅將蒸發(fā)器設(shè)置在室內(nèi)的分體型空調(diào)機。分體型空調(diào)機一般是大容量的，把設(shè)置壓縮機和冷凝器的部分稱為室外機，把設(shè)置蒸發(fā)器的部分稱為室內(nèi)機。
圖2表示了一般的空調(diào)機的室內(nèi)機，包括形成在外殼20的下部并使室內(nèi)空氣流入的吸入格柵21；設(shè)置在上述外殼20的上部并使被冷卻的空氣排出的排出格柵22；設(shè)置在上述外殼20的內(nèi)部并使流入的室內(nèi)空氣冷卻的蒸發(fā)器23；設(shè)置在上述蒸發(fā)器23的前面并檢測流入的室內(nèi)空氣的溫度的溫度傳感器24；設(shè)置在上述外殼20的內(nèi)部并使室內(nèi)空氣流入、使被冷卻的空氣排出的室內(nèi)風扇25。在上述排出格柵22上設(shè)置用于調(diào)節(jié)所排出的空氣的排出方向的上下風向葉片26和左右風向葉片27。
這樣構(gòu)成的室內(nèi)機，使室內(nèi)風扇被驅(qū)動，而使室內(nèi)空氣流入并冷卻，然后，通過排出格柵而被排出，由此，對室內(nèi)進行致冷。
當室內(nèi)風扇25被驅(qū)動時，室內(nèi)空氣通過吸入格柵21流入外殼20的內(nèi)部，流入的空氣一邊通過蒸發(fā)器23一邊被冷卻。被冷卻的空氣通過排出格柵22被排出到室內(nèi)，使用上下風向葉片26和左右風向葉片27把冷氣的排出方向調(diào)節(jié)到所需方向上。并且，上述溫度傳感器24檢測流入外殼20內(nèi)部的室內(nèi)空氣的溫度，控制上述室內(nèi)風扇25的驅(qū)動。
一般，在使空調(diào)機工作時，使用使被冷卻的空氣從排出格柵水平排出的水平排出。在水平排出時，致冷氣流被排出到處于起居區(qū)域(空調(diào)機的前方1.5至3m)中的座立姿勢的使用者的頭部或胸部。因此，致冷氣流接觸的部分被長時間過度冷卻，而致冷氣流沒有接觸的部分相對地處于高溫下，則由局部的氣流感或者溫度感而感覺不舒服。
在夏季，使用空調(diào)機的致冷頻率變高，空調(diào)病患者占內(nèi)科患者的約20％，使用空調(diào)機的使用者的約60％擔憂空調(diào)病的發(fā)生?？照{(diào)病的發(fā)生原因可能是因為處于過度的室內(nèi)外溫差、冷卻人體的氣流直接接觸的直接風以及長時間處于致冷狀態(tài)的環(huán)境中。
例如，當室外溫度上升到35℃時，在室內(nèi)進行致冷的情況下，通常，把25℃作為設(shè)定溫度來進行致冷。因此，室內(nèi)外的溫差約為10℃，這樣的過度溫差為引起空調(diào)病的原因。
在日本國的一部分公司中，在空調(diào)機的室外機中裝有溫度傳感器來檢測室外的溫度，但是，這不僅成為價格上升的原因而且室外機周圍的溫度并不能代表室外溫度，而產(chǎn)生誤檢測室外溫度的情況。即，由于室外機設(shè)置在建筑物的墻壁或者屋頂上，其周邊的溫度并不代表室外溫度，當在住宅的外部設(shè)置室外機時，由于從相鄰的室外機排出的熱風而誤檢測室外溫度。
在一般的舒適控制算法中，控制空調(diào)機以使室內(nèi)溫度一律為26℃，這沒有考慮與人間的溫度環(huán)境相對的適應程度，因此，成為空調(diào)病的發(fā)生原因。即，即使人們同樣連續(xù)地居住在26℃的空間中，在經(jīng)過一段時間后，舒適程度變化，但現(xiàn)有的舒適控制算法沒有考慮到這一點，而一律僅簡單的控制溫度。
實際上，在使用空調(diào)機的情況下，由于下列原因而產(chǎn)生不滿即，產(chǎn)生致冷負荷與致冷能力的不一致，而引起使用者的不滿。
第一，當空調(diào)機的致冷能力與實際設(shè)置場所的致冷負荷不一致時，會產(chǎn)生上述不滿。即，當把9坪(日本面積單位，1坪合3.3057平方米)致冷能力的空調(diào)機設(shè)置在5坪的空間中時，成為過度致冷的原因，而設(shè)置到13坪的空間中時，室內(nèi)溫度的降低溫度滯后而引起不舒服感覺。
第二，隨空間的換氣的有無，致冷負荷發(fā)生變化。即，即使把5坪型的空調(diào)機設(shè)置在5坪的空間中，在出入口或者窗口打開的情況下，致冷不足，感覺不到?jīng)鏊?br> 第三，室外氣溫的變化成為致冷負荷的變動因素。即使在以空調(diào)機為主使用的的夏季，室外氣溫也不是一定的，隨時間而變化，這樣的室外溫度的變化對室內(nèi)溫度產(chǎn)生影響。夏季的室外溫度從早晨開始上升，在14時至15時到達最高溫度，然后下降。這樣的室外溫度的變化對住宅的外壁溫度產(chǎn)生影響，其通過熱傳導而對室內(nèi)壁產(chǎn)生影響。室內(nèi)壁的溫度不僅對人們的全身冷暖感或者舒適感產(chǎn)生影響，而且通過輻射對室內(nèi)溫度也產(chǎn)生影響，而成為致冷負荷而起作用。
上述全身冷暖感簡稱為PMV(Predicted Mean Vote預測平均投票值)，其是由Fanger教授所提出，由作為空調(diào)環(huán)境下的物理量的溫度、氣流、濕度、內(nèi)壁的輻射溫度和作為環(huán)境因素的人們活動量以及著衣量6個要素所決定。即，PMV是一邊使上述6要素變化，一邊對約1300人進行實驗，把由此所產(chǎn)生的投票值定型化而形成的。當PMV=-3時，是“非常冷”的意思，當PMV=-2時，是“冷”的意思，當PMV=-1時，是“稍冷”的意思，當PMV=0時，代表不冷也不熱的中立狀態(tài)的意思。而且，當PMV=1時，代表“稍熱”，當PMV=2時，代表“熱”，當PMV=3時，代表“非常熱”，因此由這樣的7段所構(gòu)成。
第四，隨空調(diào)機所設(shè)置的住宅的方位不同，致冷負荷發(fā)生變化。即，朝西的住宅比朝北的住宅要產(chǎn)生約3倍的致冷負荷，隨住宅的墻壁厚度、公寓的層數(shù)的不同，致冷負荷發(fā)生變化。
第五，室內(nèi)人數(shù)與致冷負荷相關(guān)。即，通常，一人產(chǎn)生約120kcal/h的熱量，鑒于5坪型空調(diào)機的致冷能力為1800kcal/h，顯然室內(nèi)人數(shù)對致冷能力產(chǎn)生較大的影響。
第六，在空調(diào)機工作的過程中，當使用熱器具或者計算機時，致冷負荷上升。即，當使用熱器具或者計算機時，產(chǎn)生大量的熱，而使致冷負荷增加。
但是，現(xiàn)有的空調(diào)機沒有與致冷負荷的變動相對應的溫度及氣流的控制方法，因此，成為由過度致冷所引起的空調(diào)病的原因，不能實現(xiàn)足夠舒適的空調(diào)，而誘發(fā)不舒服的感覺。
因此，為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種空調(diào)機的控制方法，根據(jù)致冷負荷的變動能夠隨時對應地控制設(shè)定溫度、風向和風量，同時，考慮人體適應度來控制空調(diào)機的工作狀態(tài)以不感到寒冷，由此，提高舒適性，防止過度致冷現(xiàn)象，而預防空調(diào)病，并節(jié)減空調(diào)機的工作耗能。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特征在于，包括致冷負荷判別步驟，一邊進行一定時間致冷運轉(zhuǎn)，一邊檢測壓縮機接通的時間和關(guān)斷的時間，與預先設(shè)定的基準時間值相比較，來判別致冷負荷；和致冷負荷對應步驟，根據(jù)在上述致冷負荷判別步驟中所判別的致冷負荷，在使空調(diào)機的室內(nèi)致冷溫度變化的同時至少使排出冷氣的風向及風量的一方變化，以成為舒適致冷運轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的特征在于，包括運轉(zhuǎn)時間檢驗步驟，在使空調(diào)機工作并進行了一定時間致冷運轉(zhuǎn)之后，檢測空調(diào)機在預定的設(shè)定溫度下運轉(zhuǎn)的時間；人體適應度判別步驟，把在上述運轉(zhuǎn)時間檢驗步驟中所檢測的運轉(zhuǎn)時間與在微機中所存儲的各個溫度下人體適應度時間進行比較，來判別人體對致冷的適應度；以及人體適應度對應步驟，根據(jù)在上述人體適應度判別步驟中所判別的人體適應度，在使空調(diào)機的致冷溫度變化的同時，使排出冷氣的風向和風量的某一方變化。
本發(fā)明的特征在于，包括致冷負荷判別步驟，一邊進行一定時間致冷運轉(zhuǎn)，一邊檢測壓縮機接通的時間和關(guān)斷的時間，來判別致冷負荷致冷負荷對應步驟，根據(jù)在上述致冷負荷判別步驟中所判別的致冷負荷，使空調(diào)機的室內(nèi)致冷溫度、排出冷氣的風向及風量變化；人體適應度判別步驟，把在上述致冷負荷對應步驟中各溫度下運轉(zhuǎn)時間與在微機中所存儲的各個溫度下人體適應度時間進行比較，來判別人體對致冷的適應度；以及人體適應度對應步驟，根據(jù)在上述人體適應度判別步驟中所判別的人體適應度，使空調(diào)機的致冷溫度、排出冷氣的風向和風量變化。
本發(fā)明的這些和其他的目的、優(yōu)點及特征將通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例的描述而得到進一步說明。在這些附圖中圖1是表示一般的冷凍循環(huán)的概略圖；圖2是表示一般的空調(diào)機的室內(nèi)機的概略斷面圖；圖3是表示本發(fā)明的空調(diào)機的控制方法的流程圖；圖4是表示本發(fā)明的空調(diào)機的控制方法的實施例的圖；圖5是表示使用本發(fā)明的空調(diào)機的控制方法時的壓縮機的通/斷所需時間的圖；圖6是表示本發(fā)明的致冷負荷判別步驟的特性圖；圖7是表示上下風向?qū)椒ǖ膱D；圖8是表示室內(nèi)溫度上升時的人體適應度控制方式的圖；圖9是表示包含室內(nèi)溫度下降時的人體適應度控制方式的圖；圖10是表示各室內(nèi)溫度下人體適應度時間基準的標志。
圖11是在本發(fā)明中所使用的空調(diào)機的方框圖。
下面根據(jù)附圖來說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
本發(fā)明的空調(diào)機的控制方法，如圖3和圖4所示的那樣，包括致冷負荷判別步驟，檢測壓縮機接通的時間和關(guān)斷的時間，判別致冷負荷；致冷負荷對應步驟，根據(jù)所判別的致冷負荷，來控制空調(diào)機的工作狀態(tài)；人體適應度判別步驟，在致冷運轉(zhuǎn)中，檢驗各個溫度下運轉(zhuǎn)時間，判別人體對所排出的空氣的適應度；以及人體適應度對應步驟，根據(jù)所判別的人體適應度，來控制空調(diào)機的工作狀態(tài)。
上述本發(fā)明的空調(diào)機的控制方法，區(qū)分為大致冷負荷對應控制和人體適應度對應控制。
致冷負荷對應控制包括致冷負荷判別步驟，檢測壓縮機接通的時間和關(guān)斷的時間來判別致冷負荷；致冷負荷對應步驟，由所判別的致冷負荷來控制空調(diào)機的工作狀態(tài)；以及致冷時間檢驗步驟，檢驗致冷時間，決定致冷負荷判別時刻。不言而喻，上述壓縮機，在所吸入的空氣的溫度與設(shè)定溫度相比，產(chǎn)生一定范圍以上的差時，被接通或者被關(guān)斷。
上述致冷負荷判別步驟包括通/斷時間檢測步驟，在以一定設(shè)定溫度和風量及風向進行一定期間致冷運轉(zhuǎn)之后，檢測壓縮機被接通時的時間和壓縮機被關(guān)斷時的時間；空間負荷判別步驟，通過上述壓縮機被接通的時間和壓縮機被關(guān)斷的時間來判別空間負荷；以及環(huán)境判別步驟，判別環(huán)境負荷。
上述致冷負荷對應步驟包括室內(nèi)溫度對應步驟，通過由上述致冷負荷判別步驟所決定的致冷負荷來控制室內(nèi)溫度；上下風向?qū)襟E，根據(jù)由在上述室內(nèi)溫度對應步驟中所控制的設(shè)定溫度來控制上下風向；以及風量對應步驟，根據(jù)在上述上下風向?qū)襟E中所控制的上下風向來控制風量。
此時，上述室內(nèi)溫度對應步驟給對應的上述設(shè)定溫度提供上限值和下限值的規(guī)定幅度，上述致冷時間檢驗步驟從致冷負荷判別時檢驗時間，當經(jīng)過一定時間后，再次開始致冷負荷判別步驟。
人體適應度對應控制包括運轉(zhuǎn)時間檢驗步驟，在使空調(diào)機工作并進行了一定時間致冷運轉(zhuǎn)之后，分別檢測空調(diào)機在規(guī)定的設(shè)定溫度下運轉(zhuǎn)的時間；人體適應度判別步驟，把所檢驗的運轉(zhuǎn)時間與在微機中所存儲的各個溫度下人體適應度時間進行比較，判別人體對致冷的適應度；以及人體適應度對應步驟，對應于所判別的人體適應度來控制空調(diào)機的工作狀態(tài)。
上述人體適應度判別步驟，合計致冷運轉(zhuǎn)中判別時刻之前的各溫度下運轉(zhuǎn)時間，當該時間中的至少一個大于在微機中所存儲的各溫度下人體適應度時間時，判斷為“寒冷”，而開始進行人體適應度對應。此時，當室內(nèi)溫度持續(xù)上升時，僅合計判別時刻之前的各溫度下運轉(zhuǎn)時間，而忽略上升溫度以前的數(shù)據(jù)，僅合計上升溫度以后的運轉(zhuǎn)時間，來決定運轉(zhuǎn)時間，當室內(nèi)溫度下降時，合計所有判別時間之前的各溫度下運轉(zhuǎn)時間，來決定運轉(zhuǎn)時間。
上述人體適應度對應步驟包括室內(nèi)溫度對應步驟，控制設(shè)定溫度，以成為適合于人體的室內(nèi)溫度；上下風向?qū)襟E，把排出的空氣的上下風向調(diào)整到一定程度上側(cè)，以使人體不會感到氣流感；左右風向?qū)襟E，使所排出的空氣的左右風向周期性地往復驅(qū)動；風量對應步驟，把風量控制為微風。其中，上述室內(nèi)溫度對應步驟，對相應的設(shè)定溫度，具有一定范圍的上限值和下限值的規(guī)定幅度，當把室內(nèi)溫度控制為上限值時，在與上限值相對應的人體適應度判別時間大于與微機中的上限值相對應的人體適應度的時刻，使壓縮機的工作中止一定時間。
這樣構(gòu)成的本發(fā)明的空調(diào)機的控制方法，通過致冷負荷的變動來控制空調(diào)機的工作狀態(tài)，檢測人體適應度，而不會感到寒冷感，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)舒適的致冷控制。
當使負荷對應運轉(zhuǎn)開始時，為了判別致冷負荷，設(shè)定溫度為26℃，風量為微風，上下風向按圖7所示的那樣向著(α°＋β°)實施初期致冷運轉(zhuǎn)。當室內(nèi)溫度到達設(shè)定溫度時，壓縮機最初被關(guān)斷，設(shè)該時刻為n0。從該時刻開始，把在作為壓縮機第三次被關(guān)斷的時刻的n2之前作為第一致冷負荷判別步驟。
第一致冷負荷判別步驟被區(qū)分為空間負荷判別步驟和環(huán)境負荷判別步驟，為了判別這些負荷，首先，檢驗壓縮機的工作時間。即，當測定并計算與壓縮機被關(guān)斷的時間{t1(f)}和被接通的時間{t1(n)}時，按以下數(shù)學式來導出各個平均值。[數(shù)學式1]t1(f)=t(f1)+t(f2)2]]>t1(n)=t(n1)+t(n2)2]]>通過上述數(shù)學式1，當壓縮機被關(guān)斷的時間{t1(f)}和被接通的時間{t1(n)}分別被計算時，把該時間與預先安裝在微機內(nèi)的表(表1、表2、表3)的時間進行比較，來判別空間負荷和環(huán)境負荷。
下述表是致冷負荷判別步驟的環(huán)境負荷判別表，表1是過大空間下的判別表，表2是標準空間下的判別表，表3是過小空間下的判別表。

圖5是當判別致冷負荷時可以使用的特性圖，表示設(shè)定溫度為26℃，而進行致冷運轉(zhuǎn)。因此，分別計算與壓縮機被關(guān)斷的時間{t1(f)}和被接通的時間{t1(n)}，判別過大空間、標準空間、過小空間和空間負荷，同時把環(huán)境負荷判別為大區(qū)域、中區(qū)域、小區(qū)域。
如圖4所示的那樣，當空調(diào)機運轉(zhuǎn)時，t1(f)如圖6所示的那樣為t26n～t26nn，t1(n)為26q～t26qq，因此，空間負荷判別為“過小空間”，環(huán)境負荷判別為“中區(qū)域”。
如圖6所示的特性圖所示的那樣，當空調(diào)機所設(shè)置的空間為一定時，壓縮機的工作時間隨環(huán)境負荷的大小而變化。例如，如果在過小空間中以設(shè)定溫度26℃運轉(zhuǎn)，環(huán)境負荷變得越大，壓縮機的接通時間{t1(f)}越大，壓縮機的關(guān)斷時間{t1(n)}約小。當環(huán)境負荷變大時，在作為目的的設(shè)定溫度之前，用于降低室內(nèi)溫度的致冷時間變長，一旦壓縮機關(guān)斷時，在室內(nèi)溫度在到達壓縮機接通時間之前，由較大的環(huán)境負荷而使室內(nèi)溫度快速上升，因此，壓縮機關(guān)斷的時間變短。
一般，壓縮機的關(guān)斷條件是設(shè)定溫度的-0.5℃，壓縮機的接通時間是設(shè)定溫度的±0.5℃。因此，如果是相同負荷這樣的環(huán)境負荷，則設(shè)定溫度越低，壓縮機的接通時間越長。此時，壓縮機的關(guān)斷時間在相同空間的情況下大致相同。
即，當設(shè)定溫度為26℃時，在室內(nèi)溫度從25.5℃變到26.5℃之前，壓縮機被關(guān)斷；當設(shè)定溫度為27℃時，在室內(nèi)溫度從26.5℃變到27.5℃之前，壓縮機被關(guān)斷；當設(shè)定溫度為28℃時，在室內(nèi)溫度從27.5℃變到28.5℃之前，壓縮機被關(guān)斷，因此，各個室內(nèi)溫度的上升都為1℃，壓縮機的關(guān)斷時間大致相同。
在環(huán)境負荷和設(shè)定溫度相同的情況下，空間越大，空間負荷越大，因此，壓縮機接通的時間越大，壓縮機關(guān)斷的時間越短。
若參照圖6所示的特性圖，t1(f)處于t26n～t26nn的范圍內(nèi)，t1(n)處于t26q～t26qq的范圍內(nèi)，因此，空間負荷是“過小空間”，環(huán)境負荷被判別為“中區(qū)域”，由此，在第一致冷負荷對應步驟中，如下表4及圖7所示的那樣，進行對應運轉(zhuǎn)。<
即，通過室內(nèi)溫度對應步驟，設(shè)定溫度被控制為27℃，通過上下風向?qū)襟E，上下風向被控制為α°，通過風量對應步驟，風量被控制為中風，進行對應運轉(zhuǎn)。為了對應于變動的致冷負荷，即為了在維持舒適性的同時減小空調(diào)機的耗電，而進行對應控制。
下面簡要地介紹在具有相同空間負荷的室內(nèi)與環(huán)境負荷相對應的第一致冷負荷對應步驟。
第一，在環(huán)境負荷為“小”的情況下，把設(shè)定溫度控制為26℃，上下風向為(α°－β°)，風量控制為微風，此時，在居住區(qū)域中，氣流為0.2m/sec的程度。當計算為PMV值時，為約“-0.06”，這意味著是不冷不熱的舒適狀態(tài)。即，由于環(huán)境負荷較小，設(shè)室內(nèi)設(shè)定溫度為26℃來運轉(zhuǎn)，控制上下風量，此時，能夠維持舒適狀態(tài)。此時，作為除PMV之外的要素的相對濕度為55％RH，輻射溫度與室內(nèi)溫度相同為26℃，室內(nèi)人的活動量為讀書狀態(tài)的1.0M，室內(nèi)人的著衣量為夏季的平常服裝狀態(tài)的0.6clo。
第二，把環(huán)境控制在負荷為“中”的設(shè)定溫度為27℃，上下風向為(α°)，風量控制為中風，此時，在居住區(qū)域中，氣流為0.6m/sec的程度。當計算為PMV值時，為約“-0.05”，這意味著是不冷不熱的舒適狀態(tài)。即，為了適合于環(huán)境負荷，設(shè)室內(nèi)設(shè)定溫度為27℃來運轉(zhuǎn)，控制上下風向和風量，此時，不僅能夠維持舒適狀態(tài)，而且不會浪費地降低室內(nèi)溫度，因此能夠節(jié)約能量。
第三，在環(huán)境負荷為“大”的情況下，把設(shè)定溫度控制為28℃，上下風向為(α°＋β°)，風量控制為強風，此時，在居住區(qū)域中，氣流為1.1m/sec的程度。當計算為PMV值時，為約“-0.36”，這意味著是不冷不熱的舒適狀態(tài)。即，由于環(huán)境負荷較大，設(shè)室內(nèi)設(shè)定溫度為28℃來運轉(zhuǎn)，控制上下風向和風量，此時，不僅能夠維持舒適狀態(tài)，而且不會浪費地降低室內(nèi)溫度，而能夠節(jié)約能量。
在第一致冷負荷對應步驟中，為了適應于空間負荷和環(huán)境負荷，控制設(shè)定溫度、風量來運轉(zhuǎn)，在致冷時間檢驗步驟中，在進行對應致冷運轉(zhuǎn)期間，在作為第一致冷負荷判別步驟的第一部分的t(n0)時刻到成為一定時間(ta)的時間，檢驗致冷運轉(zhuǎn)時間。當致冷運轉(zhuǎn)時間經(jīng)過一定時間(ta)時，進到第二致冷負荷判別步驟中。
通過第一致冷負荷判別步驟和第一致冷負荷對應步驟，在進行致冷運轉(zhuǎn)期間，當經(jīng)過一定時間(ta)時，再次判別環(huán)境負荷。這是因為在進行致冷運轉(zhuǎn)期間，會產(chǎn)生環(huán)境負荷變化的情況，在此情況下，必須根據(jù)變化的環(huán)境負荷來進行新的致冷對應運轉(zhuǎn)。此時，由于空調(diào)機未移動，空間負荷當然沒有變化，空間負荷適用于在第一致冷負荷判別步驟中判別的空間負荷。
第二致冷負荷判別步驟，如圖3和圖4所示的那樣，經(jīng)過預定的致冷時間(ta)之后，分別測定從壓縮機最初被關(guān)斷的時刻到壓縮機再次接通又再次關(guān)斷為止所需要的時間，把這些時間值進行平均，由微機算出壓縮機關(guān)斷的時間和壓縮機接通的時間。
例如，在圖4中，如果從n5時刻前經(jīng)過一定時間(ta)，壓縮機關(guān)斷的時間為f6和f7時間，壓縮機接通的時間為n6和n7。因此，壓縮機關(guān)斷的時間的平均時間t2(f)和壓縮機接通的時間的平均時間t2(n)為下列數(shù)學式2這樣[數(shù)學式2]t2(f)=t(f6)+t(f7)2]]>t2(n)=t(n6)+t(n7)2]]>把由上述數(shù)學式2所計算的t2(f)和t2(n)時間與在微機中安裝的表(表1、表2、表3)進行比較，來判別環(huán)境負荷。
如圖4所示的那樣，在第一致冷負荷對應步驟中，確認空間負荷為“過小空間”，環(huán)境負荷為“中”，則設(shè)定溫度為27℃，上下風向為α°，風量為中風，來進行對應運轉(zhuǎn)。在進行對應運轉(zhuǎn)的過程中，當致冷完成時間經(jīng)過一定時間(ta)時，成為設(shè)定溫度27℃，在進行運轉(zhuǎn)的同時，再次進行致冷負荷判別。
在致冷運轉(zhuǎn)中，如果環(huán)境負荷從“中”變?yōu)椤按蟆?，在第二致冷負荷判別步驟中所測定的t2(f)和t2(n)，如圖6所示的那樣，區(qū)域有變化。即，是過小區(qū)域，在設(shè)定溫度27℃中進行致冷負荷對應運轉(zhuǎn)，而當環(huán)境負荷變?yōu)椤按蟆睍r，在特性上，該區(qū)域有變化。
換句話說，由數(shù)學式2所計算的t2(f)為處于t27o～t27oo的范圍中的值，t2(n)為處于t27r～t27rr的范圍中的值，此時，鑒于是過小空間的空間負荷，當確認表3時，環(huán)境負荷被判別為“大”。
由于通過所計算的t2(f)和t2(n)，而判別為空間負荷為“過小空間”，環(huán)境負荷為“大區(qū)域”，則，在第二致冷負荷對應步驟中，如表4和圖7所示的那樣，進行對應運轉(zhuǎn)。
即，通過室內(nèi)溫度對應步驟，設(shè)定溫度被控制為28℃，通過上下風向?qū)襟E，上下風向被控制為(α°－β°)，通過風量對應步驟，風量為強風，來進行運轉(zhuǎn)。為了對應變動的致冷負荷，即，為了在維持舒適性的同時減小空調(diào)機的耗電，而進行對應控制。
通過第一致冷負荷對應步驟和第二致冷負荷對應步驟，在對室內(nèi)進行致冷運轉(zhuǎn)期間，室內(nèi)溫度被控制為26℃或者27℃或者28℃，因此，相當于致冷狀態(tài)的時間中所暴露的室內(nèi)人開始感到寒冷。因此，檢驗其間所控制的室內(nèi)溫度的時間，需要使人體不感到寒冷。
圖9表示人體適應度時間，當室內(nèi)溫度被控制在26℃的時間為tx時間，或者被控制在27℃的時間為ty時間時，意味著人體感到寒冷。當然，當室內(nèi)溫度被控制在28℃的時間為tz時間時，同樣人體開始感到寒冷，tx、ty、tz時間是把身體健康的人作為對象感到寒冷的時間所進行實驗的結(jié)果值。
即，當室內(nèi)溫度被控制在26℃的時間大于tx時間，或者被控制在27℃的時間大于ty時間時，或者當室內(nèi)溫度被控制在28℃的時間大于tz時間時，進到人體適應度對應步驟中。
其中，在表5、圖8、表6和圖9中分別表示了計算作為各溫度下人體適應度判別時間的t(26℃)、t(27℃)、t(28℃)的方法。人體適應度判別時間計算方法大致分為兩種在進行致冷負荷對應運轉(zhuǎn)的過程中僅存在室內(nèi)溫度上升的狀態(tài)的情況和室內(nèi)溫度處于下降狀態(tài)中的情況。
下表5和圖8是前者的情況，表6和圖9表示后者的情況，表5是在圖8的情況下計算人體適應度時間的結(jié)果，表6是在圖9的情況下計算人體適應度時間的結(jié)果。
在進行第一次致冷控制運轉(zhuǎn)期間，在僅存在室內(nèi)溫度上升的情況下，參照圖8和表5來計算人體適應度時間。即，如圖8所示的那樣，在用于致冷負荷對應的控制運轉(zhuǎn)時，如果環(huán)境負荷沒有變化或者上升，則按表5那樣計算作為人體適應度判別時間的t(26℃)、t(27℃)、t(28℃)。在人體適應度判別時刻(H1、H2、H3)，由微機檢驗該期間內(nèi)所控制運轉(zhuǎn)的室內(nèi)溫度，如果室內(nèi)溫度沒有變化，則持續(xù)地對室內(nèi)溫度進行合計。
反之，如果室內(nèi)溫度上升，則把上升前的室內(nèi)溫度進行復位(Reset)，僅合計上升以后的室內(nèi)溫度，同時進行存儲。這是因為在致冷負荷對應步驟中，當室內(nèi)溫度上升時，由于室內(nèi)溫度上升，減少了由上升前的室內(nèi)溫度對人體提供寒冷感的影響，更加支配性地受到上升的室內(nèi)溫度的影響。
例如，如果用圖8的控制方式3來進行致冷對應運轉(zhuǎn)，在人體適應度對應步驟中，在人體適應度判別時刻(H1、H2、H3)的人體適應度判別時間為以下這樣控制方式3是在第一致冷負荷判別步驟中，以設(shè)定溫度26℃進行運轉(zhuǎn)，在第一致冷負荷對應步驟和第二致冷負荷判別步驟中，以27℃進行運轉(zhuǎn)，在第二致冷負荷對應步驟中，以設(shè)定室內(nèi)溫度為28℃來進行控制。因此，如表5所示的那樣，求出人體適應度判別時間。
即，在第一人體適應度判別時刻(H1)，26℃的人體適應度判別時間t(26℃)為“0”，27℃的人體適應度判別時間t(27℃)為“0”，28℃的人體適應度判別時間t(28℃)為“t3”時間。
在第二人體適應度判別時刻(H2)，26℃的人體適應度判別時間t(26℃)為“0”，27℃的人體適應度判別時間t(27℃)為“0”，28℃的人體適應度判別時間t(28℃)為“t3＋t4”時間。
在第三人體適應度判別時刻(H3)，26℃的人體適應度判別時間t(26℃)為“0”，27℃的人體適應度判別時間t(27℃)為“0”，28℃的人體適應度判別時間t(28℃)為“t3＋t4＋t5”時間。
在人體適應度判別步驟中，在由微機所判別的時刻，即人體適應度判別時刻(H1)，t(26℃)為“0”，t(27℃)為“0”，t(28℃)為“t3”時間，通過這樣進行計算，來進行人體適應度對應運轉(zhuǎn)或者接著進行致冷負荷對應運轉(zhuǎn)。
即，當t(28℃)大于28℃的人體適應度時間tz時，進到人體適應度對應步驟中，控制適合于人體適應度的室內(nèi)溫度、上下風向、左右風向、風量，當t(28℃)小于28℃的人體適應度時間tz或者相同時，繼續(xù)在致冷負荷對應步驟中進行控制運轉(zhuǎn)。
在其他的人體適應度判別時刻(H2、H3、…)，在停止信號或者中止負荷對應運轉(zhuǎn)的信號輸入之前，用相同方法進行致冷負荷對應運轉(zhuǎn)或者人體適應度對應運轉(zhuǎn)。[表6]
接著，在致冷對應運轉(zhuǎn)中，以包含室內(nèi)溫度下降的狀態(tài)時的控制方式，參照圖9和表6來計算人體適應度判別時間。
換句話說，當進行圖9那樣的用于致冷負荷對應的控制運轉(zhuǎn)時，如果是環(huán)境負荷降低的情況，按表6那樣計算作為人體適應度判別時間的t(26℃)、t(27℃)、t(28℃)。即，在人體適應度判別時刻，當由微機檢驗該期間內(nèi)所控制運轉(zhuǎn)的室內(nèi)溫度時，如果室內(nèi)溫度沒有變化，則持續(xù)地對室內(nèi)溫度進行合計，而如果室內(nèi)溫度上升，則把上升前的室內(nèi)溫度進行復位，僅合計上升的室內(nèi)溫度，如果室內(nèi)溫度下降，下降前的室內(nèi)溫度原封不動地進行存儲，持續(xù)地合計下降的室內(nèi)溫度。
如果室內(nèi)溫度下降，下降的室內(nèi)溫度當然對人體提供寒冷感，下降前的室內(nèi)溫度對人體提供寒冷感程度，而在后續(xù)的步驟中不能得到補償，因此，對人體適應度判別時間進行合計/存儲。
例如，如果用圖9的控制方式7來進行致冷對應運轉(zhuǎn)，在人體適應度對應步驟中，在人體適應度判別時刻(H1、H2、H3)的人體適應度判別時間按表6那樣進行計算。
控制方式7是如圖9所示的那樣，在第一致冷負荷判別步驟中，以26℃進行運轉(zhuǎn)，在第一致冷負荷對應步驟和第二致冷負荷判別步驟中，以27℃進行運轉(zhuǎn)，在第二致冷負荷對應步驟中，以26℃進行運轉(zhuǎn)。
因此，在第一人體適應度判別時刻(H1)，t(26℃)為“t3”，t(27℃)為“t2”，t(28℃)為“0”時間。而且，在第二人體適應度判別時刻(H2)，t(26℃)為“0”時間，t(27℃)為“t2＋t4”時間，t(28℃)為“0”時間。在第三人體適應度判別時刻(H3)，t(26℃)為“0”時間，t(27℃)為“0”，t(28℃)為“t5”時間。
在人體適應度判別步驟中，在由微機所判別的時刻，即第一人體適應度判別時刻(H1)，t(26℃)為“t3”時間，t(27℃)為“t2”時間，t(28℃)為“0”時間，進行計算，因此，當“t3”時間大于26℃的人體適應度時間tx時，進到人體適應度對應步驟中，控制適合于人體適應度的室內(nèi)溫度、上下風向、左右風向、風量，當“t3”小于tx或者相同時，繼續(xù)在致冷負荷對應步驟中進行控制運轉(zhuǎn)。
其中，由于控制致冷時間，以使作為27℃的人體適應度判別時間t(27℃)的“t2”小于人體適應度時間ty，則“t3”時間大于tx的情況和“t2”時間大于ty的情況不會同時發(fā)生。
在其他的人體適應度判別時刻(H2、H3、…)，在停止信號或者中止負荷對應運轉(zhuǎn)的信號輸入之前，用相同方法進行致冷負荷對應運轉(zhuǎn)或者人體適應度對應運轉(zhuǎn)。
在致冷負荷對應步驟和人體適應度判別步驟中，當t(26℃)＞tx或者t(27℃)＞ty或者t(28℃)＞tz時，按下表7那樣執(zhí)行人體適應度對應步驟。
即，在室內(nèi)溫度以26℃進行控制運轉(zhuǎn)期間，在t(26℃)變?yōu)榇笥趖x的時刻，根據(jù)室內(nèi)溫度對應步驟，使設(shè)定溫度上升1℃，而使設(shè)定溫度在27℃下進行控制運轉(zhuǎn)，根據(jù)上下風向?qū)襟E，上下風向被控制為(α°＋β°)，根據(jù)左右風向?qū)襟E，左右風向被控制為在一定角度中左右轉(zhuǎn)動，根據(jù)風量對應步驟，風量被控制為微風而運轉(zhuǎn)。[表7]
并且，在室內(nèi)溫度以27℃進行控制運轉(zhuǎn)期間，在t(27℃)變?yōu)榇笥趖y的時刻，使設(shè)定溫度上升1℃，而使設(shè)定溫度在28℃下進行控制運轉(zhuǎn)，上下風向為(α°＋β°)，左右風向為左右轉(zhuǎn)動，風量為微風來進行控制運轉(zhuǎn)。接著，在室內(nèi)溫度以28℃進行控制運轉(zhuǎn)期間，在t(28℃)變?yōu)榇笥趖z的時刻，在經(jīng)過預定時間(time(h))而使壓縮機停止之后，使設(shè)定溫度為28℃來進行控制運轉(zhuǎn)，上下風向為(α°＋β°)，左右風向為左右轉(zhuǎn)動，風量為微風來進行控制運轉(zhuǎn)。在停止信號或者中止負荷對應運轉(zhuǎn)的信號輸入之前，用相同方法進行控制運轉(zhuǎn)。
圖11是在本發(fā)明中所使用的空調(diào)機的方框圖，室內(nèi)溫度傳感器部51使用溫度傳感器，在測定了所吸入的室內(nèi)空氣的溫度之后，傳輸給微機50，壓縮機工作時間檢測部53檢測壓縮機60工作的接通時間和壓縮機60不工作的關(guān)斷時間，致冷時間檢驗部54檢驗致冷時間，而傳輸給微機50。人體適應度判別時間檢驗部52檢驗人體適應度判別時間，傳輸給微機50，微機50進行人體適應度對應運轉(zhuǎn)。
室內(nèi)風扇驅(qū)動部55根據(jù)微機50的控制來控制室內(nèi)風扇56的輸出來調(diào)節(jié)風量，上下風向驅(qū)動部57控制上下風向風扇57’來調(diào)節(jié)上下風向，左右風向驅(qū)動部58控制左右風向風扇58’來調(diào)節(jié)左右風向。而且，壓縮機驅(qū)動部59按微機50指示的設(shè)定溫度來控制壓縮機60的動作。
如以上說明的那樣，本發(fā)明的空調(diào)機的控制方法提供了以下優(yōu)點能夠隨時對應致冷負荷的變動，來控制設(shè)定溫度、風向和風量，由此，能夠在維持舒適感的同時節(jié)約能量，而防止過度致冷，預防空調(diào)病。
即，本發(fā)明為當負荷變高時，把PMV控制在不冷不熱的狀態(tài)的-0.5～+0.5范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)風量和風向，同時，使設(shè)定溫度上升，由此，防止無道理地在低溫下進行運轉(zhuǎn)，而減少耗電。反之，即使負荷變低，在-0.5～+0.5范圍內(nèi)控制PMV，調(diào)節(jié)風量和風向，同時，設(shè)定為適合于設(shè)定溫度較低的負荷來進行控制，由此，提高了舒適性，而防止了過度致冷，來預防過度致冷所引起的空調(diào)病。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)機的控制方法，其特征在于，包括致冷負荷判別步驟，一邊進行一定時間致冷運轉(zhuǎn)，一邊檢測壓縮機接通的時間和關(guān)斷的時間，與預先設(shè)定的基準時間值相比較，來判別致冷負荷；致冷負荷對應步驟，根據(jù)在上述致冷負荷判別步驟中所判別的致冷負荷，在使空調(diào)機的室內(nèi)致冷溫度變化的同時使排出冷氣的風向及風量的至少一方變化，以成為舒適致冷運轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于，上述致冷負荷判別步驟包括通/斷時間檢測步驟，在以一定設(shè)定溫度和風量及風向進行一定期間致冷運轉(zhuǎn)之后，檢測壓縮機被接通時的時間和壓縮機被關(guān)斷時的時間；空間及環(huán)境負荷判別步驟，把上述壓縮機被接通的時間和壓縮機被關(guān)斷的時間與預先設(shè)定的基準時間值進行比較，來判別空間負荷和環(huán)境負荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于，上述致冷負荷對應步驟包括室內(nèi)溫度對應步驟，通過由上述致冷負荷判別步驟所決定的致冷負荷來改變并控制室內(nèi)溫度；上下風向?qū)襟E，根據(jù)由在上述室內(nèi)溫度對應步驟中所控制的設(shè)定溫度來控制排出冷氣的上下風向；風量對應步驟，根據(jù)在上述上下風向?qū)襟E中所控制的上下風向來控制排出冷氣的風量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于，上述空調(diào)機的控制方法進一步包括致冷時間檢驗步驟，檢驗從上述致冷負荷判別步驟到致冷負荷對應步驟的時間，進行決定，以便于每隔一定時間再次開始致冷負荷判別步驟。
5.一種空調(diào)機的控制方法，其特征在于，包括運轉(zhuǎn)時間檢驗步驟，在使空調(diào)機工作并進行了一定時間致冷運轉(zhuǎn)之后，檢測空調(diào)機在預定的設(shè)定溫度下運轉(zhuǎn)的時間；人體適應度判別步驟，把在上述運轉(zhuǎn)時間檢驗步驟中所檢測的運轉(zhuǎn)時間與在微機中所存儲的各個溫度下人體適應度時間進行比較，來判別人體對致冷的適應度；人體適應度對應步驟，根據(jù)在上述人體適應度判別步驟中所判別的人體適應度，在使空調(diào)機的致冷溫度變化的同時，使排出冷氣的風向和風量的某一方變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于，上述人體適應度判別步驟，合計致冷運轉(zhuǎn)中判別時刻之前的各溫度下運轉(zhuǎn)時間，當該時間中的至少一個大于在微機中所存儲的各溫度下人體適應度時間時，判斷為“寒冷”，而開始進行人體適應度對應。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于，上述人體適應度判別步驟，當室內(nèi)溫度持續(xù)上升時，僅合計從上述上升溫度以后到判別時刻之前的各溫度下運轉(zhuǎn)時間，來決定運轉(zhuǎn)時間，當室內(nèi)溫度下降時，合計所有判別時間之前的各溫度下運轉(zhuǎn)時間，來決定運轉(zhuǎn)時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于，上述人體適應度對應步驟包括室內(nèi)溫度對應步驟，使設(shè)定溫度變化，以成為適合于人體的室內(nèi)溫度；上下風向?qū)襟E，把排出的空氣的上下風向調(diào)整到一定程度上側(cè)，以使人體不會感到氣流感；左右風向?qū)襟E，使所排出的空氣的左右風向周期性地往復轉(zhuǎn)動；風量對應步驟，把風量控制為微風。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于，上述室內(nèi)溫度對應步驟的上述室內(nèi)致冷設(shè)定溫度具有一定范圍的上限值和下限值的規(guī)定幅度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空調(diào)機的控制方法，其特征在于，在上述室內(nèi)溫度對應步驟中，當把室內(nèi)溫度控制為上限值時，在與上限值相對應的人體適應度判別時間大于與微機中的上限值相對應的人體適應度的時刻，使壓縮機的工作中止一定時間。
11.一種空調(diào)機的控制方法，其特征在于，包括致冷負荷判別步驟，一邊進行一定時間致冷運轉(zhuǎn)，一邊檢測壓縮機接通的時間和關(guān)斷的時間，來判別致冷負荷；致冷負荷對應步驟，根據(jù)在上述致冷負荷判別步驟中所判別的致冷負荷，使空調(diào)機的室內(nèi)致冷溫度和排出冷氣的風向及風量變化；人體適應度判別步驟，把在上述致冷負荷對應步驟中在各溫度下的運轉(zhuǎn)時間與在微機中所存儲的各個溫度下人體適應度時間進行比較，來判別人體對致冷的適應度；人體適應度對應步驟，根據(jù)在上述人體適應度判別步驟中所判別的人體適應度，使空調(diào)機的致冷溫度和排出冷氣的風向和風量變化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種空調(diào)機的控制方法，判別室內(nèi)外的致冷負荷來決定空調(diào)機的設(shè)定溫度和風向及風量，由此得到舒適致冷運轉(zhuǎn)，抑制成為空調(diào)病的原因的過度致冷。本發(fā)明的方法包括以下步驟致冷負荷判別步驟，致冷負荷對應步驟，人體適應度判別步驟，人體適應度對應步驟。
文檔編號F24F11/02GK1239211SQ99109008
公開日1999年12月22日 申請日期1999年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月11日
發(fā)明者崔皓善, 李起燮, 咸成勛 申請人:Lg電子株式會社