整體式空調系統及其運行控制方法
2023-04-23 16:35:41
專利名稱：整體式空調系統及其運行控制方法
技術領域：
本發明涉及一種空調系統，特別涉及一種整體式(unitary)空調系統及其運行控制方法。
背景技術：
通常，整體式空調系統採用一種中央制熱和空調系統，其通過使用設置在工廠、辦公室、旅店、住宅的底部的空調或加熱器在一個地方產生冷空氣或熱空氣，並通過設置於建築物的牆體中的管道將產生的冷空氣或熱空氣輸送並供應至將被調節空氣或加熱的空間。
在整體式空調系統中，為了區分需要空調的區域和需要制熱的區域，在管道中間安裝區域控制器，以獨立地將冷空氣或熱空氣供應至每個區域，或者根據將被調節空氣或加熱的區域的數目獨立地安裝多個空調設備或者制熱設備。
圖1和圖2是顯示根據現有技術的整體式空調系統的一個例子的示意圖和電路圖。
如圖1和圖2所示，傳統的整體式空調系統包括一個室外單元1，固定地安裝於建築物(圖1的二層住宅)的外部；室內熱交換器2A，固定地安裝於該建築物、附屬建築物等的底部，並通過製冷劑管與室外單元1的室外熱交換器1B連接；供氣管3和排氣管4，分別連接至室內單元2的供氣口和排氣口，並被單獨地嵌入每層(floor)的牆體中；以及區域控制器5A至5D，安裝於供氣管3和排氣管4之間，並控制將空氣供應至每層或從每層排出空氣。
室外單元1包括一個或多個壓縮機1A，安裝於室外單元1的殼體的內部，並壓縮製冷劑氣體；室外熱交換器1B，通過製冷劑管與壓縮機1A連接，並使製冷劑氣體冷凝(在製冷時)或吸收潛熱(在制熱時)；膨脹單元1C，與室外熱交換器1B連接，並使製冷劑氣體減壓且使製冷劑氣體膨脹；以及室外風扇(未示出)，用於將外部空氣供應給室外熱交換器1B，以提高室外熱交換器1B的熱交換性能。
室內單元2包括室內熱交換器2A，與膨脹單元1C的另一端連接，該膨脹單元1C與室外熱交換器1B的一端連接；以及供氣風扇(未示出)，位於室內熱交換器2A的下側，並將冷空氣或熱空氣引入供氣管3。
在室內單元2的殼體中，形成U形空氣通道，以容納室內熱交換器2A和供氣風扇，並且供氣管3與該空氣通道的供氣側連接，排氣管4與室內單元的殼體內的排氣側連接。
如上所述，與該供氣口連接的供氣管3以及與排氣口連接的排氣管4被單獨地嵌入相應的區域Z1和Z2中，以便將冷空氣或熱空氣供應至區域Z1和Z2，或從區域Z1和Z2排出冷空氣或熱空氣。在供氣管3上形成排出通道3A，以將冷空氣或熱空氣供應至相應的區域Z1和Z2，並且在排氣管4上形成吸入口4A，以吸入相應區域Z1和Z2的室內空氣，使室內空氣循環。
區域控制器5A至5D是一種閥，其安裝於被嵌入相應區域Z1和Z2的供氣管3和排氣管4的中間，並區分地將冷空氣或熱空氣供應至相應區域Z1和Z2。區域控制器5A至5D檢測區域Z1和Z2的溫度或溼度，將檢測值與預定值進行比較，並與一控制器(未示出)連接，以便區域控制器5A至5D將被自動地打開或關閉或者人工地打開或關閉。
如上所述構造的整體式空調系統的運行情況如下。
在兩層住宅的情況下，如果從每層、相應的區域Z1和Z2檢測的負載大小值不小於預定值，則冷空氣或熱空氣通過每層的供氣管3被供應至每層。同時，如果相應區域Z1和Z2其中之一的負載大小值不小於該預定值，則冷空氣或熱空氣通過一個層的供氣管3被供應至一個層。
例如，當使用熱力泵型製冷循環的整體式空調系統進行製冷操作時，室外單元1的壓縮機1A被驅動以壓縮製冷劑氣體，並且被壓縮的製冷劑氣體在室外單元1的室外熱交換器1B中被冷凝並經過膨脹單元1C。
隨後，已經經過膨脹單元1C的製冷劑氣體帶走被吸入空氣通道的空氣的熱量，從而將吸入的空氣變成冷空氣。
冷空氣藉助供氣風扇(未示出)通過供氣口被移入供氣管3。在這種情況下，如果每個區域(Z1和Z2)的負載大小值都不小於預定值並且區域控制器被自動設定，則區域控制器5A至5D藉助控制器被自動打開，然而如果區域控制器被手動設定，則區域控制器5A至5D藉助使用者的操作被打開，從而冷空氣被移入每個供氣管3，然後通過形成於供氣管上的排出通道3A排出，以使每層製冷。
同時，當使用熱力泵型製冷循環的整體式空調系統進行製冷操作時，如果僅一個層(Z1或Z2)的負載大小值不小於預定值，則僅負載大小值不小於預定值的那一層的區域控制器被自動地或手動地打開。因此，冷空氣僅被移入負載大小值不小於預定值的該層的供氣管3，然後通過形成於供氣管的排出通道而排出，從而僅使負載大小值不小於預定值的該層製冷。
當整體式空調系統進行制熱操作時，該系統以同樣的方式運行，除非根據熱力泵型製冷循環以相反的順序進行製冷劑的循環。
在傳統的整體式空調系統中，置於室內的調溫器僅基於檢測的設定溫度值和使用者輸入的室溫值來控制該室內單元和室外單元。即，室內風扇和室外風扇旋轉和壓縮機運行，都取決於僅基於設定溫度值和室溫值計算而得的信息。
因此，由於室內單元和室外單元是僅基於檢測到的值而由調溫器控制，所以他們未能考慮到被引入室內熱交換器中的空氣的溫度和室內熱交換器的溫度的影響，從而室內單元和室外單元的運行無法被控制於最佳狀態，應付負載的能力也相對降低。
此外，如果室內單元和室外單元的生產商不同，則不能使用引入室內熱交換器的空氣的溫度和室內熱交換器的溫度來控制室外單元。
發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種整體式空調系統及其用於運行和控制室內單元和室外單元的控制方法，其中，即使該室內單元和該室外單元由不同生產商製造，但是該方法和系統通過將有關室內熱交換器的溫度和被引入該室內熱交換器中的空氣的溫度的信息、以及從該室內單元的調溫器檢測到的信息無線傳輸至該室外單元從而控制該室外單元。
為了實現這些和其它優點，根據本發明目的，正如在此廣義地描述和實施的那樣，本發明提供了一種整體式空調系統，包括調溫器，用於檢測由使用者輸入的設定溫度和室溫；溫度檢測單元，用於檢測室內熱交換器的第一溫度和被引入該室內熱交換器中的空氣的第二溫度；第一控制器，用於接收有關該設定溫度、該室溫、該第一溫度和該第二溫度的信息，並將有關該輸入的設定溫度、該室溫以及該第一溫度和該第二溫度的信息轉換成通訊信號；第一通訊單元，用於接收轉換後的該通訊信號並傳輸該通訊信號；第二通訊單元，用於接收來自該第一通訊單元的該通訊信號；以及第二控制器，用於基於從該第二通訊單元接收的該通訊信號來控制壓縮機的運行。
結合附圖從本發明的下面詳細描述中，本發明的上述和其他目的、特徵、方案和優點將變得更明顯。
為進一步理解本發明而包含併入的、構成本說明書一部分的附圖，圖解本發明的實施例，並與說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1是顯示根據現有技術的整體式空調系統的示意圖。
圖2是顯示根據現有技術的整體式空調系統的電路圖。
圖3是顯示根據本發明的整體式空調系統的結構的方框圖。
圖4是顯示根據本發明的控制整體式空調系統的方法的流程圖。
圖5是顯示根據本發明的整體式空調系統的另一實施例的方框圖。
具體實施例方式
下面將參考圖3至圖5描述根據本發明的優選實施例的一種整體式空調系統及其用於運行和控制室內單元和室外單元的控制方法，其中，即使該室內單元和該室外單元由不同生產商製造，但是該方法和系統基於有關室內熱交換器的溫度和被引入該室內熱交換器中的空氣的溫度的信息、以及從該室內單元的調溫器檢測到的信息來控制該室外單元。
圖3是顯示根據本發明的整體式空調系統的結構的方框圖。
如圖3所示，整體式空調系統包括調溫器31，用於檢測由使用者輸入的設定溫度和室溫；溫度檢測單元32，用於檢測室內熱交換器的第一溫度和被引入室內熱交換器中的空氣的第二溫度；第一控制器，用於接收有關設定溫度、室溫、第一溫度和第二溫度的信息，並將有關輸入的設定溫度、室溫和第一及第二溫度的信息轉換成通訊信號；第一通訊單元34，用於接收和傳輸轉換成的通訊信號；第二通訊單元35，用於接收來自第一通訊單元的通訊信號；以及第二控制器36，用於基於從第二通訊單元接收的通訊信號控制壓縮機的運行。
下面將參考圖4描述根據本發明的控制整體式空調系統的運行的方法。
圖4是根據本發明的控制整體式空調系統的方法的流程圖。
如圖4所示，控制整體式空調系統的方法包括檢測由使用者輸入的設定溫度、室溫、室內熱交換器的第一溫度、以及被引入室內熱交換器中的空氣的第二溫度(步驟S41)；將有關檢測到的設定溫度、室溫和第一及第二溫度的信息轉換成通訊信號(步驟S42)；無線傳輸轉換後的通訊信號(步驟S43)；接收被傳輸的通訊信號(步驟S44)；以及基於接收的通訊信號控制壓縮機的運行(步驟S45)。
下面將詳細描述控制整體式空調系統的運行的方法。
首先，安裝於室內的調溫器31檢測由使用者輸入的設定溫度和室溫，並將有關檢測到的設定溫度和室溫的信息應用於第一控制器33。
溫度檢測單元32檢測室內熱交換器的第一溫度和被引入室內熱交換器中的空氣的第二溫度，並將該第一溫度和第二溫度應用於第一控制器33(步驟S41)。
調溫器31安裝於室內，溫度檢測單元32和第一控制器33安裝於室內單元中。通常，室內單元被固定地安裝於底部或類似處。因此，被引入室內熱交換器中的空氣的溫度等於圍繞室內空氣的空氣溫度。
因此，第一控制器33安裝於室內單元的某個位置，並將有關設定溫度、室溫、第一和第二溫度的信息轉換成通訊信號(步驟S42)。另外，第一控制器33基於設定溫度、室溫以及第一和第二溫度控制室內風扇的運行。
第一通訊單元34將轉換後的通訊信號無線傳輸至第二通訊單元35(步驟S43)。這裡，第一通訊單元34將有關設定溫度、室溫以及第一和第二溫度的信息轉換成射頻(RF)信號，並傳輸轉換後的RF信號。
第一通訊單元34與室內單元中的一單元例如煤氣爐或空氣控制單元連接。第一通訊單元34能通過電纜將轉換後的通訊信號傳輸至第二通訊單元34。
第二通訊單元35接收傳輸來的通訊信號，將轉換後的通訊信號反轉，並將反轉的通訊信號應用於第二控制器36(步驟S44)。
第二控制器36接收來自第二通訊單元35的反轉的通訊信號，並基於接收的通訊信號來控制壓縮機38和室外風扇39的運行(步驟S45)。這裡，室外單元的輸出容量是根據壓縮機38和室外風扇39的運行而決定的。
下面將參考圖5描述根據本發明的整體式空調系統的另一實施例。
如圖5所示，根據本發明另一實施例的整體式空調系統包括溫度檢測單元51，用於檢測由使用者輸入的設定溫度、室溫、室內熱交換器的第一溫度以及被引入室內熱交換器中的空氣的第二溫度；第一控制器，用於基於設定溫度、室溫以及第一和第二溫度來控制確定室外單元的輸出容量的室外風扇55和壓縮機56的運行；以及第二控制器53，用於基於設定溫度和室溫來控制室內風扇54的運行。
根據本發明的另一實施例的整體式空調系統的運行情況如下。
溫度檢測單元51檢測由使用者輸入的設定溫度、室溫、室內熱交換器的溫度以及被引入室內熱交換器中的空氣的溫度，然後將有關檢測到的溫度的信息應用於第一控制器52和第二控制器53。
第一控制器52通過基於應用的有關溫度的信息控制室外風扇和壓縮機的運行來確定室外單元的輸出容量。
第二控制器53基於有關設定溫度和室溫的應用的信息來控制室內風扇的運行，此外還能基於設定溫度、室溫以及第一和第二溫度來控制室內風扇54的運行。
如上所述，根據本發明的整體式空調系統具有如下優點。
即，由於從調溫器檢測到的信息以及有關被引入室內熱交換器中的空氣的溫度和室內熱交換器的溫度的信息被無線傳輸至室外單元，因此即使室內單元和室外單元是分別由不同生產商製造的，也能基於室內熱交換器的溫度和被引入室內熱交換器中的空氣的溫度以及從調溫器檢測到的信息而控制室外單元。因此，室內單元和室外單元的運行能被控制在最佳狀態。
由於本發明可以在不脫離其精神和必要特徵的情況下以多種形式來實現，所以應當理解上述實施例並不受限於前述的任何細節，除非有另外的規定，而是應當在由權利要求書限定的精神和範圍內被廣泛地理解。因此，落入權利要求範圍之內的所有改變和變化或範圍的等同物都趨向於被所附權利要求書所涵蓋。
權利要求
1.一種整體式空調系統，包括調溫器，用於檢測由使用者輸入的設定溫度和室溫；溫度檢測單元，用於檢測室內熱交換器的第一溫度和被引入該室內熱交換器中的空氣的第二溫度；第一控制器，用於接收有關該設定溫度、該室溫、該第一溫度和該第二溫度的信息，並將有關該輸入的設定溫度、該室溫以及該第一溫度和該第二溫度的信息轉換成通訊信號；第一通訊單元，用於接收轉換後的該通訊信號並傳輸該通訊信號；第二通訊單元，用於接收來自該第一通訊單元的該通訊信號；以及第二控制器，用於基於從該第二通訊單元接收的該通訊信號控制壓縮機的運行。
2.根據權利要求1所述的系統，其中該第一控制器基於有關該輸入的設定溫度和該室溫的信息控制室內風扇的運行。
3.根據權利要求1所述的系統，其中該第一控制器基於有關該輸入的設定溫度、室內溫度以及該第一溫度和該第二溫度的信息控制室內風扇的運行。
4.根據權利要求1所述的系統，其中該第一控制器通過該第一通訊單元將該輸入的通訊信號無線傳輸至該第二通訊單元。
5.根據權利要求1所述的系統，其中該第一通訊單元將該輸入的通訊信號轉換成射頻信號，並將該射頻信號傳輸至該第二通訊單元。
6.一種控制整體式空調系統的運行的方法，包括檢測由使用者輸入的設定溫度、室溫、室內熱交換器的第一溫度和被引入該室內熱交換器中的空氣的第二溫度；將有關檢測到的該設定溫度、該室溫以及該第一溫度和該第二溫度的信息轉換成通訊信號；無線傳輸該轉換後的通訊信號；接受該被傳輸的通訊信號；以及基於該接收到的通訊信號控制壓縮機的運行。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，在該傳輸步驟中，該轉換後的通訊信號被轉換成射頻信號並隨後被傳輸。
8.根據權利要求6所述的方法，還包括基於該檢測到的設定溫度、該室溫以及該第一溫度和該第二溫度控制室內風扇的運行。
9.根據權利要求6所述的方法，還包括基於該接收到的通訊信號控制室外風扇的運行。
10.一種整體式空調系統，包括溫度檢測單元，用於檢測室內熱交換器的第一溫度和被引入該室內熱交換器中的空氣的第二溫度；以及控制器，用於基於該第一溫度和該第二溫度控制室外風扇和壓縮機的運行。
11.根據權利要求10所述的系統，還包括溫度檢測單元，用於檢測室溫和由使用者輸入的設定溫度。
12.根據權利要求11所述的系統，其中基於該設定溫度和該室溫控制室內風扇的運行。
13.根據權利要求11所述的系統，其中基於該設定溫度、該室溫以及該第一溫度和該第二溫度控制室內風扇的運行。
全文摘要
一種整體式空調系統，包括調溫器，用於檢測由使用者輸入的設定溫度和室溫；溫度檢測單元，用於檢測室內熱交換器的第一溫度和被引入該室內熱交換器中的空氣的第二溫度；第一控制器，用於接收有關該設定溫度、該室溫、該第一溫度和該第二溫度的信息，並將有關該輸入的設定溫度、該室溫、該第一溫度和該第二溫度的信息轉換成通訊信號；第一通訊單元，用於接收轉換後的該通訊信號並傳輸該通訊信號；第二通訊單元，用於接收來自該第一通訊單元的該通訊信號；以及第二控制器，用於基於從該第二通訊單元接收的該通訊信號控制壓縮機的運行。
文檔編號F24F11/00GK1699870SQ20051000564
公開日2005年11月23日 申請日期2005年1月24日 優先權日2004年5月21日
發明者李元熙, 黃輪梯, 玄升燁 申請人:Lg電子株式會社