CN103822332A - 基于睡眠状态调节温度的空调及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空调，特别涉及根据人体睡眠状态智能调节温度的空调，目的是为了解决现有智能空调无法和人体实时睡眠状态和实际温度需求相关联，舒适性程度不高的问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：根据人体睡眠过程把睡眠分为不同的睡眠状态，再对每个睡眠状态时间段根据室内外温度输入参数分别自动匹配适宜的空调设定温度，并输出最佳压缩机运转频率和风扇电机转速，从而使空调设定温度智能的随着人体实际温度需求变化而变化，满足舒适性感受。本发明适用于智能空调。

Description

基于睡眠状态调节温度的空调及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调，特别涉及根据人体睡眠状态智能调节温度的空调。
背景技术
夏季在睡觉前人体处于活动状态，空调设定温度一般相对较低，睡觉后至睡醒后这一段睡眠时间由于人体的生理活动有一个降低、再降低、逐渐升高的变化趋势，这时为了保证人体睡眠的舒适性感受和好的睡眠质量就需要空调的设定温度和人体实时的睡眠状态和实际温度需求相匹配。
目前一部分变频空调器在夏季夜晚使用者睡眠时，空调设定温度往往保持不变，根本不能满足使用者睡眠时的舒适需求；而另一部分变频空调为了解决这个问题，则根据时间对设定温度自动调整，这种方式虽然能改变环境温度，但这种控制方式却无法和人体实时睡眠状态和实际温度需求相关联，舒适性程度也不高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有智能空调无法和人体实时睡眠状态和实际温度需求相关联，舒适性程度不高的问题。
为达到上述目的，本发明提供一种基于睡眠状态调节温度的空调，包括风扇及压缩机，还包括处理器及数据采集模块，所述处理器分别与风扇、压缩机及数据采集模块连接；所述数据采集模块包括室内环境温度采集单元、室外环境温度采集单元、室内换热器盘管温度采集单元、室外换热器盘管温度采集单元及睡眠状态采集单元；
室内环境温度采集单元，用于采集室内环境温度数据并传输给处理器；
室外环境温度采集单元，用于采集室外环境温度数据并传输给处理器；
室内换热器盘管温度采集单元，用于采集室内换热器盘管温数据度并传输给处理器；
室外换热器盘管温度采集单元，用于采集室外换热器盘管温度数据并传输给处理器；
睡眠状态采集单元，用于采集人体睡眠的状态信息并传输给处理器；
处理器，根据人体睡眠状态信息、室内环境温度数据、室内换热器盘管温度数据、室外环境温度数据、室外换热器盘管温度数据以及预先设定的人体在不同睡眠状态下对应的最佳温度需求控制压缩机运转频率和风扇电机转速。
进一步地，还包括数据采集器，所述处理器通过所述数据采集器与所述数据采集模块连接。
具体地，所述睡眠状态采集单元为传感器，所述传感器为红外摄像头。
本发明还提供一种基于睡眠状态调节温度的空调控制方法，包括如下步骤：
A.设定人体在不同睡眠状态下对应的最佳需求温度；
B.数据采集模块采集环境温度数据、换热器盘管温度数据及睡眠状态数据并传输给处理器；
C.处理器根据所述环境温度数据、换热器盘管温度数据、睡眠状态数据及预先设定的人体在不同睡眠状态下对应的最佳需求温度控制压缩机运转频率和风扇电机转速。
具体地，所述人体睡眠状态至少包括2个，每一个人体睡眠状态对应一个最佳需求温度或最佳需求温度范围。
具体地，所述人体睡眠状态包括睡觉-浅睡、浅睡-熟睡、熟睡-保持熟睡、保持熟睡-浅睡及浅睡-睡醒五个睡眠状态。
本发明的有益效果是：通过空调设定温度和人体睡眠状态温度需求的智能匹配，可以提高人体在睡眠过程的舒适性感受，提高睡眠质量，有利于身体健康；同时由于人体夏季睡眠过程整体活动量减小，实际需求温度会升高，因此空调设定温度也会升高，空调夏季设定温度升高后会有效减小房间漏热量，缩小室内外温差减小空调负荷，从而达到节能效果。
附图说明
图1为实施例的基于睡眠状态调节温度的空调的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：根据人体睡眠过程把睡眠分为不同的睡眠状态，再对每个睡眠状态时间段根据室内外温度输入参数分别自动匹配适宜的空调设定温度，并输出最佳压缩机运转频率和风扇电机转速，从而使空调设定温度智能的随着人体实际温度需求变化而变化，满足舒适性感受。
实施例
如图1所示，本发明的基于睡眠状态调节温度的空调，包括风扇及压缩机，还包括：
处理器：根据人体睡眠状态信息、室内环境温度数据、室内换热器盘管温度数据、室外环境温度数据、室外换热器盘管温度数据以及预先设定的人体在不同睡眠状态下对应的最佳温度需求控制压缩机运转频率和风扇电机转速。
数据采集模块，数据采集模块包括：
室内环境温度采集单元：用于采集室内环境温度数据并传输给处理器；
室外环境温度采集单元：用于采集室外环境温度数据并传输给处理器；
室内换热器盘管温度采集单元：用于采集室内换热器盘管温数据度并传输给处理器；
室外换热器盘管温度采集单元：用于采集室外换热器盘管温度数据并传输给处理器；
睡眠状态采集单元：用于采集人体睡眠的状态信息并传输给处理器，睡眠状态采集单元为传感器，传感器可以为红外摄像头，根据人体在不同睡眠状态表现出的不同的体表温度确定人体的睡眠状态，并匹配适宜的设定温度。室内环境温度采集单元、室外环境温度采集单元、室内换热器盘管温度采集单元及室外换热器盘管温度采集单元都可以使用温度传感器。
处理器分别与风扇、压缩机及数据采集模块连接，空调还可以包括数据采集器，数据采集器与所述数据采集模块连接，用于对数据采集模块采集得到的数据批量处理后传输给处理器。室内环境温度采集单元、室外环境温度采集单元、室内换热器盘管温度采集单元及室外换热器盘管温度采集单元都使用温度传感器。
空调开启后，首先用户需要设定人体在不同睡眠状态下对应的最佳需求温度或最佳需求温度范围；用户进入睡眠状态后，数据采集模块的室内环境温度采集单元、室外环境温度采集单元、室内换热器盘管温度采集单元、室外换热器盘管温度采集单元及睡眠状态采集单元采集室内环境温度数据、室外环境温度数据、室内换热器盘管温度数据、室外换热器盘管温度数据及睡眠状态数据并传输给处理器；处理器根据所述环境温度数据、换热器盘管温度数据、睡眠状态数据及预先设定的人体在不同睡眠状态下对应的最佳需求温度或最佳需求温度范围控制压缩机运转频率和风扇电机转速。人体睡眠状态至少包括2个，每一个人体睡眠状态对应一个最佳需求温度或最佳需求温度范围。
下面以人体睡眠状态包括睡觉-浅睡、浅睡-熟睡、熟睡-保持熟睡、保持熟睡-浅睡及浅睡-睡醒为例，对本发明的技术方案作进一步说明。
在睡觉-浅睡段人体需求温度较低，设定温度为24℃，在浅睡-熟睡段人体需求温度逐渐升高，设定温度由24℃逐渐升至26℃，在熟睡-保持熟睡段人体需求温度再次逐渐升高，设定温度由26℃逐渐升至28℃，在保持熟睡-浅睡段人体需求温度保持不变，设定温度也保持28℃不变，在浅睡-睡醒段人体需求温度则逐渐降低，设定温度则由28℃逐渐降低至26℃。
设定温度越高，室内外的温差也就越小，漏热也就越小，空调负荷降低，可以有效降低压缩机频率和风扇电机转速，实现舒适和节能双重效果。另外睡眠状态和压缩机频率及风扇电机转速的调节是通过匹配的设定温度的改变实现的，由于压缩机频率及风扇电机转速不仅仅和设定温度相关，还和房间漏热情况以及室外环境等相关，因此睡眠状态和压缩机频率及风扇电机转速的调节只能是定性的：睡眠时人体生理活动量降低时，设定温度升高，压缩机频率及风扇电机转速降低，反之也成立。
需要指出的是，本例所述具体睡眠状态及相关温度参数可以根据人体睡眠实际温度需求进行调整，并非是要将本发明局限在所示和所述的实施方式内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明权利要求所保护的范围。

Claims (6)

1.基于睡眠状态调节温度的空调，包括风扇及压缩机，其特征在于，还包括处理器及数据采集模块，所述处理器分别与风扇、压缩机及数据采集模块连接；所述数据采集模块包括室内环境温度采集单元、室外环境温度采集单元、室内换热器盘管温度采集单元、室外换热器盘管温度采集单元及睡眠状态采集单元；
室内环境温度采集单元，用于采集室内环境温度数据并传输给处理器；
室外环境温度采集单元，用于采集室外环境温度数据并传输给处理器；
室内换热器盘管温度采集单元，用于采集室内换热器盘管温数据度并传输给处理器；
室外换热器盘管温度采集单元，用于采集室外换热器盘管温度数据并传输给处理器；
睡眠状态采集单元，用于采集人体睡眠的状态信息并传输给处理器；
处理器，根据人体睡眠状态信息、室内环境温度数据、室内换热器盘管温度数据、室外环境温度数据、室外换热器盘管温度数据以及预先设定的人体在不同睡眠状态下对应的最佳温度需求控制压缩机运转频率和风扇电机转速。
2.如权利要求1所述的基于睡眠状态调节温度的空调，其特征在于，还包括数据采集器，所述处理器通过所述数据采集器与所述数据采集模块连接。
3.如权利要求1或2所述的基于睡眠状态调节温度的空调，其特征在于，所述睡眠状态采集单元为传感器，所述传感器为红外摄像头。
4.基于睡眠状态调节温度的空调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.设定人体在不同睡眠状态下对应的最佳需求温度或最佳需求温度范围；
B.数据采集模块采集环境温度数据、换热器盘管温度数据及睡眠状态数据并传输给处理器；
C.处理器根据所述环境温度数据、换热器盘管温度数据、睡眠状态数据及预先设定的人体在不同睡眠状态下对应的最佳需求温度或最佳需求温度范围控制压缩机运转频率和风扇电机转速。
5.如权利要求4所述的基于睡眠状态调节温度的空调控制方法，其特征在于，所述人体睡眠状态至少包括2个，每一个人体睡眠状态对应一个最佳需求温度或最佳需求温度范围。
6.如权利要求5所述的基于睡眠状态调节温度的空调控制方法，其特征在于，所述人体睡眠状态包括睡觉-浅睡、浅睡-熟睡、熟睡-保持熟睡、保持熟睡-浅睡及浅睡-睡醒五个睡眠状态。
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