CN100516689C

CN100516689C - 换气系统风量的控制方法

Info

Publication number: CN100516689C
Application number: CNB2004100199191A
Authority: CN
Inventors: 廉宽镐; 崔皓善; 李起燮
Original assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2024-07-08
Also published as: CN1719137A

Abstract

换气系统风量的控制方法，包括检测当前的CO₂浓度判断是否需要进行换气的阶段；需要进行换气时，检测CO₂浓度变化量，若其浓度变化量大于基准值K，则以最强的强度控制驱动供气风扇和排气风扇的阶段；若其浓度变化量小于基准值K时，则根据该CO₂浓度水平控制风量，该浓度持续基准时间时，将供气风扇和排气风扇的强度较现状上升一个档的阶段。本发明在CO₂浓度的绝对值以外，利用单位时间浓度的变化量控制风量，有效地对应室内空气的污染；在基准时间内换气无法改善CO₂浓度时，将供气风扇和排气风扇的驱动强度上升一个档，提高换气效率；利用CO₂浓度值、有无设定自动风量、CO₂浓度变化量、室外温度等因素控制风量，根据室内空气的污染情况，以最佳状态进行换气。

Description

换气系统风量的控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调设备，特别是涉及一种针对二氧化碳(CO₂)浓度的急剧变化及持续一定时间的状态，保证风扇的风量，提高换气效率的换气系统风量的控制方法。

背景技术

以下说明中空调设备包括空调器和换气系统。

一般情况下，空调器是由循环封闭回路，利用热交换媒体与周边大气间的热交换过程，来控制室内制冷、加热的机械装置组成。指夏天冷却室内热空气的空调和冬天加热室内冷空气的暖风机。

具有以上功能的空调器，一般与嵌入安装在建筑物天棚上形成的凹槽内的换气系统一同使用，此换气系统包括，将吸入的室内空气排出至室外，吸进室外的空气引入至室内的过程。

换气系统由于具有不占用室内空间的优点，最近使用的趋势有与空调器一样增加的趋势。

下面，结合附图说明现有技术的空调设备。

图1是由空调器和换气系统组成的一般空调设备的整体结构示意图；图2是以换气系统为中心的空调设备的模块图。

如图1所示，一般情况下，空调器是由室内部分和室外部分组成。当空调器10进行制冷程序运转时，换气系统驱动供气风扇，吸入室外空气，将吸入的空气通过热交换器20冷却至与室温相近的温度后，通过供气部22供到室内。

当空调器10进行加热程序运转时，通过与制冷循环相反的循环回路，将室内空气通过排气部24和热交换器20排至室外。

对上述空调设备的组成，以换气系统为中心详细进行说明。

换气系统如图2所示，包括：控制整个系统，检测二氧化碳的浓度，并根据其数据控制供气风扇和排气风扇的驱动，对室内空气进行换气的控制部21；检测室外温度的室外温度传感器32；检测室内温度的室温传感器23；为调节风量的检测风挡位置的风挡位置检测传感器26；为检测室内二氧化碳(CO₂)浓度的CO₂气体传感器；根据上述各传感器的检测结果，通过控制部21的控制，驱动将室外空气供到室内的供气风扇驱动电路28；驱动将室内空气排出至室外的排气风扇驱动电路29；若通过控制部21的控制决定风量，则根据风挡位置检测传感器26的检测结果驱动风挡的风挡驱动电路30。

其中，未说明的符号34是根据使用者的选择，为控制换气系统的动作，而输入信号的遥控装置，25是空调器的室内机。

封闭空间的空气随着生命体的呼吸，其二氧化碳的含量会逐步增加阻碍生命体的呼吸。

因此，如在办公室或车辆内等停留人数多的窄小空间里，需将室内污染的空气用室外新鲜的空气替换。

此时使用的是如图2所示的换气系统。图2的换气系统解决的是使用一个风扇时，只能强制排出室内空气的装置上所存在的问题。

现有技术的换气系统的风量控制方法的说明如下。

图3是现有技术的空调设备中换气系统的风量控制流程图。

现有技术的换气系统的换气控制方法是，单纯地检测CO₂浓度，根据CO₂浓度的量将供气风扇和排气风扇的风量分5个阶段控制的运算法则(日本公开专利公报2001-304645号)。

如图3所示，在供电的情况下根据室内机的信号，判断是否是制冷模式(S301)，根据制冷模式和非制冷模式控制风量。

首先，对制冷时的换气进行说明。

当室外温度和设定温度T_S低于室温时，换气系统直接引入外部冷气，为提高制冷效率，按最大风量HH进行普通换气。(S302、S303、S308)

当室温＜室外温＜设定温度T_S时，也同上，按最大风量HH进行换气。(S302、S304、S308)

当设定温度T_S＞室温＞室外温时，用排气加温供气的室外空气，再供到室内，进行热交换换气。(S302、S303、S309)

当室外温度高于室温和设定温度T_S时，也如上进行热交换换气。(S302、S304、S309)

非制冷模式下，即加热或调温模式下的换气过程说明如下。

室外温和设定温度T_S高于室温时，直接引入外部的暖空气，为提高加热效率，按最大风量HH进行普通换气。(S305、S306、S308)

当室温＞室外温＞设定温度T_S时，也如上按最大风量HH进行普通换气。(S305、S307、S308)

当室外温＞室温＞设定温度T_S时，通过排气冷却供气的外气，来实现热交换换气。(S305、S306、S309)

室外温小于室温和设定温度T_S时，也如上进行热交换换气。(S305、S307、S309)

上述的换气过程中热交换换气的实施过程如下。

首先，判定二氧化碳气体的浓度水平，根据二氧化碳气体浓度水平，按最大风量HH，大风量H，中风量M及低风量L运转供气风扇和排气风扇，二氧化碳气体的浓度明显低时，停止供气风扇和排气风扇的驱动，结束换气。

如上所述的现有技术的换气控制方法是检测室内温度和室外温度，并将其与设定温度T_S进行比较后，分普通换气和热交换换气的控制方法。

如果不是普通换气，而需要热交换换气的情况下，检测CO₂浓度，根据浓度水平用供气风扇和排气风扇，分5个阶段进行换气。

以上说明的现有技术的换气系统的风量控制方法存在如下问题。

现有技术的换气系统，是根据CO₂浓度的绝对值将供气风扇和排气风扇的风量分5个阶段进行控制的方法，上述的风量控制只根据CO₂浓度的绝对值，只是对CO₂浓度有急剧变化或在一定时间内进行换气，而在CO₂浓度维持一定值，未达到纯净的室内环境的时后，无法有效地进行换气。

即，因室内有人吸烟或室内人员的急剧增多等原因导致的CO₂浓度的急剧变化，使室内空气快速变坏的情况下，只根据CO₂浓度控制风量，在维持室内纯净度等方面效果欠佳。

以换气为目的的风量控制，应随室内环境状态而变，若没有浓度变化，上述的控制方法将继续维持现有的风量却无法改善室内环境的问题。

这是由于主要考虑了减少空调器的负荷方面，进行换气而引起的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种针对CO₂浓度的急剧变化及二氧化碳浓度维持一定时间的情况，保证风扇的风量，提供换气效率的换气系统风量的控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种换气系统风量的控制方法，包括检测当前的CO₂浓度判断是否需要进行换气的阶段；需要进行换气时，检测CO₂浓度变化量，若其浓度变化量大于基准值K，则以最强的强度控制驱动供气风扇和排气风扇的阶段；若其浓度变化量小于基准值K时，则根据该CO₂浓度水平控制风量，该浓度持续基准时间时，将供气风扇和排气风扇的强度较现状上升一个档的阶段。

本发明的其他目的、特征及优点，可通过后述的实施例说明更加明确。

本发明的换气系统风量的控制方法，具有以下的效果。

第一、在CO₂浓度的绝对值以外，利用单位时间浓度的变化量控制风量，有效地对应室内空气的急剧污染。

第二、在基准时间内的换气无法改善CO₂浓度时，将供气风扇和排气风扇的驱动强度上升一个档，提高换气效率。

第三、利用CO₂浓度值、有无设定自动风量、CO₂浓度变化量、室外温度等因素控制风量，根据室内空气的污染情况，以最佳状态进行换气。

附图说明

图1是由空调器和换气系统组成的一般空调设备的整体结构示意图；

图2是以换气系统为中心的空调设备的模块图；

图3是现有技术的空调设备中换气系统的风量控制流程图；

图4是本发明的换气系统的风量控制流程图；

图5是本发明的控制风量时设定风量为非自动的情况下子程序流程图。

其中：

21：控制部 32：室外温度传感器

23：室温传感器 34：遥控装置

25：室内机 26：风挡位置检测传感器

27：CO₂气体传感器 28：供气风扇驱动电路

29：排气风扇驱动电路 30：风挡驱动电路

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的换气系统的风量控制方法的实施例进行详细的说明。

图4是本发明的换气系统的风量控制流程图；图5是本发明的控制风量时设定风量为非自动的情况下子程序流程图。

本发明的换气系统的风量控制方法是以CO₂的绝对浓度控制风量，CO₂浓度有急剧变化时，重新确定风扇的风量，CO₂浓度在一定时间内维持原状时，将风扇的风量上升一个档，能够有效的对应室内状况。

如上所述的本发明的风量控制方法是按照风量控制模式进行。

第一、风量控制模式未设定为“自动模式”时，如图5所示，根据设定风量控制供气风扇、排气风扇的强度。

第二、风量控制模式设定为“自动模式”时，包括有：进行对CO₂浓度的检测并根据检测结果控制供气风扇、排气风扇；进行对CO₂浓度变化量的检测并根据检测结果控制供气风扇、排气风扇；进行对CO₂浓度的持续时间的测量并根据测量结果控制供气风扇、排气风扇等运算法则。

上述的控制运算法则是为了将CO₂浓度、CO₂浓度的变化量、CO₂浓度的持续时间等数据应用到供气风扇和排气风扇的控制上，能够更加积极地判断室内状况，并采取有效的对策。

本发明的换气系统的风量控制方法，在遥控装置上的设定风量被输入为自动风量时，检测CO₂浓度，若检测的CO₂浓度为允许的最低浓度，即小于第一基准浓度S1时，被判断为纯净的空气，将供气风扇和排气风扇关掉(OFF)。

若CO₂浓度大于第一基准浓度S1时，测定CO₂浓度的变化量，若CO₂浓度的变化量大于一定常数K，说明室内空气受外部影响急剧变坏，此时以强风运转供气风扇和排气风扇。

若CO₂浓度的变化量不大，浓度小于第二基准浓度S2时，并持续在第一基准时间T1时，被判断为室内空气比较坏，以弱风运转供气风扇和排气风扇，所述的第二基准浓度S2为700ppm。此时，若持续时间大于第二基准时间T2，则被判断为当前风量的换气能力不足，将供气风扇和排气风扇的风量上升一个档。

若CO₂浓度小于第三基准浓度S3时，以中风运转供气风扇和排气风扇，若持续第二基准时间T2，则判断为当前风量的换气不足，将供气风扇和排气风扇的风量上升一个档。

若CO₂浓度在第一基准时间T1内大于第三基准浓度S3时，判断为室内空气很坏，以强风运转供气风扇和排气风扇。

具体来说，如图4所示，判断风量控制模式(S401)，若在“自动风量”时，判断室内的CO₂浓度是否小于第一基准浓度S1。(S403)

这里，第一基准浓度S1是指允许的CO₂浓度，在本发明的实施例中以500ppm为基准。

若在允许浓度，即小于第一基准浓度S1时，无需换气，将供气风扇和排气风扇关掉OFF。(S404)

若检测的CO₂浓度大于第一基准浓度S1时，确定检测到的当前CO₂浓度和以前的CO₂浓度的变化量。(S405)

在这里，测定以前CO₂浓度和当前CO₂浓度的时间间隔，可按风量控制的精确度而变。

检测CO₂浓度变化量，将检测的变化量与一定常数K进行比较，若检测的CO₂浓度变化量大于允许的一定常数K，则判断室内空气急剧变坏，以强风运转供气风扇和排气风扇。(S406、S407)

在这里，一定常数K是以即使有CO₂浓度的变化，其变化量也不大，若维持当前状态不改变供气风扇和排气风扇的驱动强度，也可有效进行室内换气的状态为基准的。

本发明的实施例中，一定常数设定为100ppm。

若CO₂浓度变化量小于一定常数K，则将检测到的CO₂浓度与第二基准浓度S2进行比较，判断是否小于S2。(S408)

若检测的CO₂浓度小于第二基准浓度S2，则判断是否持续在第一基准时T1以上。(S409)

在这里，若CO₂浓度不是持续在第一基准时间T1以上而是逐渐减少，则维持现状。

若CO₂浓度持续在第一基准时间T1以上，则以弱风控制供气风扇和排气风扇的驱动强度。(S410)

在如上以弱风控制供气风扇和排气风扇的驱动强度的状态控制换气风量的过程中，检测CO₂浓度，判断其浓度是否持续第二基准时间T2。(S411)

若CO₂浓度不是持续在第二基准时间T2以上而是减少，则维持现状；若CO₂浓度持续在第二基准时间T2以上，则将供气风扇和排气风扇的驱动强度上升一个档。(S411、S412)

上述说明的本发明的实施例中，第一基准时间T1设定为30分钟，第二基准时间T2设定为1个小时。

上述第S408步骤中检测的CO₂浓度若大于第二基准浓度S2，则将当前的CO₂浓度与第三基准浓度S3进行比较。(S413)

在这里，第三基准浓度S3是为了判断室内状态很坏的状态而设定，设定为1000ppm。

若检测的CO₂浓度大于第三基准浓度S3，则判断该浓度是否维持第一基准时间T1以上。(S414)

若CO₂浓度不是维持在第一基准时间T1以上，而是减少，则维持现状；若CO₂浓度维持第一基准时间T1以上，则以强风控制供气风扇和排气风扇的驱动强度。(S415)

若检测的CO₂浓度小于第三基准浓度(S3)，判断该浓度是否持续在第一基准时间T1以上。(S416)

若CO₂浓度不是维持在第一基准时间T1以上，而是减少，则维持现状；若CO₂浓度持续在第一基准时间T1以上，则以中风控制供气风扇和排气风扇的驱动强度。(S417)

若在S417中控制供气风扇和排气风扇为中风进行换气，则判断检测的CO₂浓度是否持续在第二基准时间T2以上。(S418)

若CO₂浓度持续第二基准时间T2以上，则被判断为当前的风量无法改善室内空气，将提升供气风扇和排气风扇的驱动强度。(S419)

以上的说明中，第一、二基准时间及第一、二、三基准浓度可根据控制精确度，设定为他值，或将基准浓度进一步细分，设定为多个浓度段。

而且，若遥控装置上的设定风量为非自动，则按遥控装置上的设定风量运转，若室温温度低于-10℃，为防止室内温度的下降，将设定风量控制为弱风。

具体来说，如图5所示，若按遥控装置上的设定风量运转时，实行设定风量子程序，先判断设定风量是否设定为强风。(S501)

若设定为强风，判断室外温度是否低于一定温度(S504)，若高于一定温度按照设定值，以强风控制供气风扇和排气风扇。(S506)

其中，室外温度的基准值为-10℃。

若室外温度低于-10℃，即使设定值为强风，也为防止室内温度下降，将风扇降低一个档以中风或弱风驱动。(S505)

若设定风量不是强风时，与室外温度的判断无关，判断设定值是中风还是弱风(S502、S503)，驱动供气风扇和排气风扇为中风(S507)或弱风(S508)。

当然，设定值不是强风、中风、弱风时，将供气风扇和排气风扇关掉OFF。(S509)

本发明的换气系统风量的控制方法，以CO₂的绝对浓度控制风扇风量，利用CO₂浓度的变化量，若有急剧增加时，保证风扇的风量，积极地对应室内状况。

通过以上说明的内容，同行业者可以知道，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可进行多样的变更和修正。因此，本发明的技术范围不应局限于实施例中记载的内容，应根据权利要求项范围而定。

Claims

1.一种换气系统风量的控制方法，其特征在于，包括检测当前的CO₂浓度判断是否需要进行换气的阶段；需要进行换气时，检测CO₂浓度变化量，若其浓度变化量大于基准值(K)，则以最强的强度控制驱动供气风扇和排气风扇的阶段；若其浓度变化量小于基准值(K)时，则根据该CO₂浓度水平控制风量，该浓度持续基准时间时，将供气风扇和排气风扇的强度较现状上升一个档的阶段。

2.根据权利要求1所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，当只有在风量控制模式为“自动风量”时，实行检测当前的CO₂浓度判断是否需要换气的阶段；当在风量控制模式为非自动风量的情况下，则根据使用者的设定风量控制供气风扇和排气风扇强度(S401、S402)。

3.根据权利要求2所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，根据设定风量控制供气风扇和排气风扇强度时，即使设定风量为最强强度，若室外温度低于一定温度时，则以最弱强度或中等强度中的一种驱动供气风扇和排气风扇(S505)。

4.根据权利要求3所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，室外温度低于-10℃时，以最弱的强度驱动供气风扇和排气风扇。

5.根据权利要求1所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，将基准值(K)设定为100ppm，比较当前的CO₂浓度和以前的CO₂浓度差值(S405)。

6.根据权利要求1所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，在判断是否需要换气的阶段中，将检测到的当前CO₂浓度值与设定为500ppm的第一基准浓度(S1)进行比较，若检测的当前CO₂浓度值小，则关掉供气风扇、排气风扇(S403、S404)。

7.根据权利要求1所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，所述的根据CO₂浓度水平控制风量的阶段，包括：若CO₂浓度变化量小于基准值(K)时，则将CO₂浓度与第二基准浓度(S2)进行比较的阶段；若检测的CO₂浓度小于第二基准浓度(S2)时，在该浓度经过第一基准时间(T1)后，以最弱强度驱动供气风扇和排气风扇的阶段；在以上述最弱强度驱动供气风扇和排气风扇的状态进行换气的过程中检测CO₂浓度，若该浓度持续第二基准时间(T2)以上，将供气风扇和排气风扇上升一个档驱动的阶段(S406、S408、S409、S410、S411、S412)。

8.根据权利要求7所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，在以最弱强度驱动供气风扇和排气风扇进行换气的过程中，CO₂浓度在过第二基准时间(T2)前有所减少，则被判断为现状可以改善室内空气，并维持原有的供气风扇和排气风扇的驱动强度。

9.根据权利要求7所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，所述的第二基准浓度(S2)为700ppm。

10.根据权利要求7所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，所述的根据CO₂浓度水平控制风量的阶段，还包括：若检测的CO₂浓度大于第二基准浓度(S2)时，再将当前的CO₂浓度与第三基准浓度(S3)进行比较的阶段；若检测的CO₂浓度大于第三基准浓度(S3)并持续第一基准时间(T1)以上时，则以最强强度驱动供气风扇和排气风扇(S408、S413、S414、S415)。

11.根据权利要求10所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，若检测的CO₂浓度小于第三基准浓度(S3)，且该浓度不是持续在第一基准时间(T1)以上，而是减少，则被判断为现状可以改善室内空气，并维持原有的供气风扇和排气风扇的驱动强度(S413、S416)。

12.根据权利要求10所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，所述的第三基准浓度(S3)是为判断室内状态很坏而设定，其设定值为1000ppm。

13.根据权利要求10所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，若检测的CO₂浓度小于第三基准浓度(S3)，且判断该浓度为持续第一基准时间(T1)以上，则以中等强度驱动供气风扇和排气风扇(S413、S416、S417)。

14.根据权利要求13所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，在以中等强度驱动供气风扇和排气风扇的过程中，该浓度持续第二基准时间(T2)以上时，将驱动强度上升一个档(S418、S419)。

15.根据权利要求7或10所述的换气系统风量的控制方法，其特征在于，所述的第一基准时间(T1)为30分钟，第二基准时间(T2)为1个小时。