CN105276687A - 空气净化器的清洗提示系统及清洗提示方法、空气净化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了空气净化器的清洗提示系统，其包括控制单元、和与控制单元连接的清洗提示装置，还包括与控制单元连接的变档通信模块和污染物浓度传感器，其中，控制单元根据变档通信模块传来的风机档位信号和污染物浓度传感器传来的污染物浓度信号计算空气净化器的净化部件上的积尘量并判断是否达到清洗净化部件的条件，清洗提示装置根据控制单元的判断结果发出提示信号。本发明的清洗提示系统能够准确地判断净化部件上的积尘量是否达到清洗净化部件的条件，从而准确地提示用户进行清洗。本发明还公开了该清洗提示系统的清洗提示方法以及空气净化器。

Description

空气净化器的清洗提示系统及清洗提示方法、空气净化器

技术领域

本发明总体上涉及家用电器领域，具体涉及空气净化器的清洗提示系统。本发明还涉及空气净化器的清洗提示方法以及空气净化器。

背景技术

空气净化器(特别是电净化空气净化器)通常具备清洗提示功能，即，在运行一段时间后，向用户发出清洗净化部件(特别是电净化部件)的提示信号。目前，这类空气净化器的清洗提示功能主要包括以下两种实现方式：一种是通过检测电流来实现(即检测到电流异常时发出提示)，另一种则是按照系统设定进行计时来实现。

然而，上述两种实现方式都存在明显的缺陷：

对于检测电流的方式而言，其最大的问题在于，电流信号传感器过于灵敏或不灵敏都会对实际使用造成影响。例如，在极个别天气(如雷暴天气)的影响下、或者存在其它电磁干扰的情况下，电流的偶尔异常并不意味着达到清洗条件，因而并不影响实际使用，但如果电流信号传感器捕捉到该信号，就会向用户发出清洗提示信号，这会造成用户的额外负担。

而对于计时的方式，现有技术中多是采用固定时间的计时方式，这种计时方式完全不考虑实际的空气质量状况(即污染物浓度)，因而准确度最差；现有技术中也有分档位或分浓度区间进行计时的，但是计时功能与实际积尘情况也并不对应，在空气质量较好时用户开最高档运行，相比于在空气质量非常差(或室内污染物浓度很高)时用户开最高档运行，积尘量会有很大的差别；即使按照检测污染物浓度的信号来分别计时，则在污染物浓度不发生变化和污染物浓度随时间有较大变化的不同情况下，净化部件上的积尘量仍会有巨大差别。

现有技术中尚不存在能通过计算净化部件上的积尘量来合理提示用户清洗净化部件的空气净化器清洗提示系统。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供空气净化器的清洗提示系统，其能够更为准确地判断净化部件上的积尘量是否达到清洗净化部件的条件，从而准确地提示用户进行清洗。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种空气净化器的清洗提示系统，其包括控制单元、和与控制单元连接的清洗提示装置，还包括与控制单元连接的变档通信模块和污染物浓度传感器，其中，控制单元根据变档通信模块传来的风机档位信号和污染物浓度传感器传来的污染物浓度信号计算空气净化器的净化部件上的污染物净化总累积量，并判断是否达到清洗净化部件的条件，清洗提示装置根据控制单元的判断结果发出提示信号。

优选地，还包括输入装置，所述输入装置用于用户输入设定值至控制单元。

优选地，所述设定值包括设定的污染物累积总量和/或计时间隔。

优选地，所述污染物浓度传感器包括PM2.5计数器或指示灯。

优选地，所述净化部件为电净化部件。

优选地，所述输入装置包括触摸屏或按键。

本发明的另一方面目的在于提供对应前述系统的清洗提示方法，其包括：

读取并记录当前的污染物浓度数据；

读取风机档位信号，并调用与风机档位对应的计算公式及参量；

经过设定的计时间隔后，再次读取并记录当前的污染物浓度数据；

基于本次与风机档位对应的所述计算公式和此前两次记录的污染物浓度数据计算本次计时间隔内的污染物净化累积量；

将计算出的所述本次计时间隔内的污染物净化累积量与该计时间隔之前的污染物净化累积量相加所计算出的污染物净化总累积量与预先设定的污染物累积总量进行比较：若计算出的污染物净化总累积量大于或等于设定的累积总量，则发出提示清洗的信号；若计算出的污染物净化总累积量小于设定的累积总量，则返回读取风机档位信号，并调用与风机档位对应的计算公式及参量，继续运行。

优选地，还包括：若计算出的污染物净化总累积量大于或等于设定的污染物累积总量，则控制单元还强制停机。

优选地，计算出的污染物净化总累积量存储在控制单元中，直至被新的污染物净化总累积量所替换或者在清洗提示装置发出提示信号之后被清空。

优选地，所述设定的计时间隔在出厂前被设置或者由用户自行设置；和/或，所述设定的污染物累积总量在出厂前被设置或者由用户自行设置。

优选地，所述计时间隔为1min、2min、3min、……、或1小时。

优选地，所述参量包括CADR值。

优选地，在一个计时间隔内，当风机档位发生变化时，变档通信模块即时向控制单元发送风机档位信号，并且，在该计时间隔结束后，控制单元计算本次计时间隔内的污染物净化累积量时在公式中增加修正系数。

优选地，控制单元记录风机档位发生变化的时间，并根据本计时间隔内不同风机档位运行的时长确定所述修正系数。

本发明的又另一方面提供了一种空气净化器，其包括前述的清洗提示系统，或者，其利用前述的清洗提示方法来实现清洗提示功能。

本发明的再另一方面提供了一种空气净化器的清洗提示方法，包括：

读取并记录当前的污染物浓度数据；

读取风机档位信号，并调用与风机档位对应的计算公式及参量；

经过设定的计时间隔后，再次读取并记录当前的污染物浓度数据；

基于本次与风机档位对应的所述计算公式和此前两次记录的污染物浓度数据计算本次计时间隔内的污染物净化累积量；

将计算出的所述本次计时间隔内的污染物净化累积量与该计时间隔之前的污染物净化累积量相加所计算出的污染物净化总累积量与预先设定的污染物累积总量进行比较：若计算出的污染物净化总累积量大于或等于设定的累积总量，则发出提示清洗的信号；若计算出的污染物净化总累积量小于设定的累积总量，则返回读取风机档位信号，并调用与风机档位对应的计算公式及参量，继续运行。

优选地，还包括：若计算出的污染物净化总累积量大于或等于设定的污染物累积总量，则强制停机。

优选地，存储计算出的污染物净化总累积量，直至被新的污染物净化总累积量所替换或者在发出提示清洗的信号之后清空。

优选地，所述设定的计时间隔在出厂前被设置或者由用户自行设置；和/或，所述设定的污染物累积总量在出厂前被设置或者由用户自行设置。

优选地，所述计时间隔为1min、2min、3min、……、或1小时。

优选地，所述参量包括CADR值。

优选地，在一个计时间隔内，如果风机档位发生变化，则在该计时间隔结束后，计算本次计时间隔内的污染物净化累积量时，在公式中增加修正系数。

优选地，记录风机档位发生变化的时间，并根据本计时间隔内不同风机档位运行的时长确定所述修正系数。

本发明的清洗提示系统能够根据风机档位信息和环境污染物浓度数据计算净化部件上的积尘量，当积尘量达到清洗要求值时，提示用户清洗。进一步地，本发明的清洗提示系统中，不同风机档位对应不同的参数(如CADR参量)，切换成不同档位时，档位通信模块将档位信息传输给控制单元，控制单元将自动切换计算参数。同时，本发明的清洗提示系统中，控制单元接收的污染物浓度数据为实时监测的变化值，监测的值发生改变时，计算的总累积量也发生改变。进一步地，本发明的清洗提示系统可以允许用户自行调整设定的污染物累积总量，以适应不同用户的生活习惯或喜好。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的优选实施方式的空气净化器清洗提示系统及其工作方法进行描述。图中：

图1为本发明的优选实施方式的空气净化器清洗提示系统的结构框图；

图2为本发明的空气净化器清洗提示方法的一实施例流程图；

图3为本发明的方案的一应用示例的流程图；

图4为本发明的变档通信模块的电路原理图；

图5为累积净化量的模型示意图。

具体实施方式

本发明的一方面提供了一种空气净化器的清洗提示系统，该系统用于提示用户清洗净化部件，该系统的优选模块结构如图1所示。

本发明的空气净化器的清洗提示系统包括控制单元101、和与控制单元101连接的清洗提示装置102。另外，该清洗提示系统还包括与控制单元101连接的变档通信模块103和污染物浓度传感器104，变档通信模块103用于将空气净化器的风机档位信息传输给控制单元101，污染物浓度传感器104检测外界污染物浓度并将检测结果传输给控制单元101。控制单元101于是可以根据变档通信模块103传来的风机档位信号和污染物浓度传感器104传来的污染物浓度信号计算空气净化器的净化部件上的积尘量并判断是否达到清洗净化部件的条件，而清洗提示装置102则可以根据控制单元101的判断结果发出提示信号，以便提示用户清洗净化部件。

变档通信模块的电路图例如如图4所示，其中变档时，通过输入脉冲信号，改变风机的驱动电压，从而改变转速(风机档位)，在改变的同时，信号也传输至控制单元101。

本发明清洗提示系统的控制单元101至少基于风机档位和外界污染物浓度两项数据来计算净化部件上累积的污染物，从而判断是否满足清洗净化部件的条件。

例如，在风机档位确定时，风速实际上确定的，也即一定时间内经过净化部件的空气总量也是确定的，如果外界的污染物浓度也是已知的，那么净化部件上累积的污染物的量则在理论上等于前述空气总量与污染物浓度的某种乘积，例如，乘以类似于净化率等的系数。从空气净化器开始运行以来，每个时间段内在净化部件上累积的污染物的量的总和，即为污染物净化总累积量，该量达到或超过确定的值(例如用户或厂商设定一个值或者说阈值)，认为应当清洗净化部件。

再例如，在风机档位确定时，同一空气净化器的CADR值也是确定的。所谓CADR(CleanAirDeliveryRate)值，即单位时间内产生的洁净空气的体积，它是反映空气净化器使用特性和净化能力的指标，在机器额定功率相同的情况下，CADR值越高，则表示净化效果越好。

为此，控制单元101中可以存储有对应于不同档位的计算公式和参量，例如CADR参量等，从而当风机档位改变时，则调取与该档位相适应的计算公式和参量，从而更准确地计算污染物累积量。

随着空气净化器的连续运行，室内空气中的污染物浓度必然是不断变化的，例如连续降低，因此，本发明的空气净化器还可以通过污染物浓度传感器104检测到这种变化，例如，控制单元101可以定时地读取污染物浓度传感器104的检测结果，从而准确记录污染物浓度的变化情况，并根据浓度变化情况计算污染物累积量。

优选地，如图1所示，本发明的空气净化器的清洗提示系统还可以包括输入装置105，所述输入装置105用于用户输入设定值至控制单元101。

例如，用户输入的设定值可以包括设定的污染物累积总量，该设定的污染物累积总量例如作为控制单元101判断是否达到清洗净化部件的条件的参考值或阈值，例如，控制单元101可以将计算出的污染物实际累积量与之进行比较，从而得出是否达到清洗条件的结论。

再例如，用户输入的设定值还可以包括计时间隔，从而便于控制单元101分时段计算污染物累积量或者分时段考虑污染物浓度的变化。为此，控制单元101中还可以包括计时器，在计时达到设定的计时间隔时进行计算。

优选地，所述污染物浓度传感器104包括PM2.5计数器或指示灯。其中，前者可以直接将数据提供给控制单元101，后者则需要控制单元101根据其检测信号换算成污染浓度。例如，指示灯的原理与PM2.5计数器相似，一般也都是光学法，通过光的散射原理来测量颗粒物的浓度，区别在于，对于检测到的光强度，PM2.5计数器通过换算得到PM2.5的浓度值，而指示灯是将光强度换成几个区间，不同区间用不同的灯光显示。

优选地，所述净化部件为电净化部件，也即，本发明的空气净化器优选为电净化空气净化器。在此，电净化部件是可清洗净化器的统称。也即，只要是可清洗的空气净化器，都可以用这种方法指示清洗时间。

优选地，所述输入装置105包括触摸屏或按键，例如，其位于机身上的操作面板上。

本发明的另一方面提供了一种空气净化器的清洗提示方法，优选地，以前述的清洗提示系统为例说明该方法实施过程。该方法包括步骤(如图2所示本发明的方法的一实施例流程图)：

在步骤S210，读取并记录当前的污染物浓度数据；

在步骤S220，读取风机档位信号，并调用与风机档位对应的计算公式及参量；

在步骤S230，经过设定的计时间隔后，再次读取并记录当前的污染物浓度数据；

在步骤S240，利用步骤S220中的计算公式和此前两次记录(例如，步骤S210、S230)的污染物浓度数据计算本次计时间隔内的污染物净化累积量；

步骤S250，将计算出的本次计时间隔内的污染物净化累积量与该计时间隔之前的污染物净化累积量相加，得到污染物净化总累积量；

步骤S260，控制单元将计算出的污染物净化总累积量与预先设定的污染物累积总量进行比较：若计算出的污染物净化总累积量大于或等于设定的累积总量，则指示清洗提示装置发出提示信号；若计算出的污染物净化总累积量小于设定的累积总量，则返回步骤S220。例如，设定累积总量为6610mg。

上述各步骤中所涉及的公式如下：

首先，参照图5，累积净化量的计算模型为：

$V\frac{dC}{dt}=E+C_o{\mathrm{QP}}_p-CQ-kVC-CADR\·C$

式中：

V——为房间体积，m³；

C_o——为室外颗粒物浓度，mg/m³；

t——为时间，h；

E——为室内颗粒物产生源强度，mg/h；

Q——为自然通风换气量，m³/h；

P_p——为颗粒物从室外进入室内的穿透系数，h^-1；

C——为室内颗粒物浓度，mg/m³；

k——为室内颗粒物的沉积率，h^-1；

CADR——为空气净化器去除颗粒物的洁净空气量，m³/h。

当CADR不同时，屋内污染物浓度不同，而CADR根据不同风档有不同，当已知风档对应的CADR值之后，净化器累积净化的污染物的量就可以计算得到。

经过方程变换和处理，得到的如下计算式：

$E^{\′}=C_2-C_1+\frac{t\·{\mathrm{CADR}}_1\·C_1}{V\·60}$

其中V为最大CADR对应的房间适用体积，t为间隔两次浓度检测的时间(单位为分钟)，E’为在两次浓度检测之间，污染物产生、室外污染物侵入以及其自然沉降等因素综合影响后造成的污染物增量，那么当档位已知，对应一个固定的CADR₁，当程序读取两次污染物浓度C₁和C₂之后，通过上述公式即可得到E’，然后根据C₁、C₂、E’和CADR₁，可求在此之间沉积的污染物量，计算式为：

M₁＝(E′-C₂+C₁)·V

累积量的计算公式为

$M=\underset{1}{\Σ}{M}_n$

上述方法中，清洗提示系统将根据实时传输的档位信号、污染物浓度信号、计时间隔，并利用公式计算污染物的累积量值，多个连续计时间隔的累积量值进行累加，便得到污染物净化总累积量，该计算方法比现有技术的方法更为准确。

另外，公式能够通过污染物浓度变化、净化器的运行档位而得到污染物的累积量值，该累积量值中包含室内有污染源存在的情况及室外环境浓度发生变化的情况，因而符合实际情况。也即，因为变量取的是污染物实时的浓度值，即使有这两种情况在，也不影响积累量值的计算准确性。

优选地，步骤S260中，若计算出的污染物净化总累积量大于或等于设定的污染物累积总量，则控制单元还强制停机，例如，在发出提示信号的同时强制停机，从而实现安全保护。

优选地，计算出的污染物净化总累积量存储在控制单元中，直至被新的污染物净化总累积量所替换或者在清洗提示装置发出提示信号之后被清空。容易想到的是，存储的数据不应因关机而消失，在重新开机后，这些数据仍能被控制单元读取，从而在此基础上继续累加计算，直至达到清洗条件为止。

优选地，所述设定的计时间隔在出厂前被设置或者由用户自行设置；类似地，所述设定的污染物累积总量在出厂前被设置或者由用户自行设置。这些设定值在出厂前被设置的好处在于设定的值可以经过厂商的试验验证，因而设定值更合理。然而，这些设定值由用户自行设置，则可以更方便地实现个性化设置，例如，用户可以根据自己的实际需求或生活习惯或喜好来修改设定的累积总量和/或计时间隔，例如可以选择在净化部件较脏的时候再清洗/维护净化器，也可以选择在净化部件还较干净的时候便清洗/维护净化器。

优选地，所述方法中的计时间隔为1min、2min、3min、……、或1小时。当污染物浓度变化较明显时，显然计时间隔越短，计算结果越准确。

优选地，步骤S220中的参量包括CADR值。

优选地，在一个计时间隔内，当风机档位发生变化时，变档通信模块即时向控制单元发送风机档位信号，并且，在该计时间隔结束后，控制单元计算本次计时间隔内的污染物净化累积量时在公式中增加修正系数。

优选地，控制单元记录风机档位发生变化的时间，并根据本计时间隔内不同风机档位运行的时长确定所述修正系数，例如按照线性插值法来确定。

本发明的又另一方面提供了一种空气净化器，其包括前述的清洗提示系统，或者，其利用前述的工作方法来实现清洗提示功能。

以下为本发明的清洗提示系统及清洗提示方法的一个具体应用示例，如图3所示。

(1)设定污染物累积总量，设定计时间隔(例如，出厂前设置或用户自行设置)。

(2)开机后，读取污染物浓度传感器信号。

(3)读取风机档位信号，如变档通讯，调用相应的计算公式和参量。

例如：档位发生变化时，如进行档位判断，看是1档、2档、……还是N档，不同计算公式中的CADR参量将根据档位进行变动，并输出不同档位对应的计算公式，如输出不同档位计算公式。

(4)运行到计时间隔结束时间，读取污染物浓度传感器信号。如获取环境污染物变化值。

(5)计算本次计时间隔内的污染物净化累积量以及污染物净化总累积量。

(6)将污染物净化总累积量与设定的污染物累积总量进行比较，小于设定的累积总量，则读取当前的风机档位信号，继续运行。即总累积量是否大于设定的累积总量。

(7)运行到计时间隔结束时间，读取污染物浓度传感器信号。

(8)计算本次计时间隔内的污染物净化累积量以及污染物净化总累积量。

(9)将污染物净化总累积量与设定的污染物累积总量进行比较，小于设定的累积总量，则读取当前的风机档位信号，继续运行。即总累积量是否大于设定的累积总量。

……

(10)到计时间隔结束时间，读取污染物浓度传感器信号；

(11)计算本次计时间隔内的污染物净化累积量以及污染物净化总累积量，即总累积量是否大于设定的累积总量。

(12)将污染物净化总累积量与设定的污染物累积总量进行比较，大于或等于设定的累积总量，提示用户清洗净化部件，机器停止运行。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (15)

1.空气净化器的清洗提示系统，其包括控制单元、和与控制单元连接的清洗提示装置，其特征在于，还包括与控制单元连接的变档通信模块和污染物浓度传感器，其中，控制单元根据变档通信模块传来的风机档位信号和污染物浓度传感器传来的污染物浓度信号计算空气净化器的净化部件上的污染物净化总累积量，并判断是否达到清洗净化部件的条件，清洗提示装置根据控制单元的判断结果发出提示信号。

2.根据权利要求1所述的清洗提示系统，其特征在于，还包括输入装置，所述输入装置用于用户输入设定值至控制单元。

3.根据权利要求2所述的清洗提示系统，其特征在于，所述设定值包括设定的污染物累积总量和/或计时间隔。

4.根据权利要求1-3之一所述的清洗提示系统，其特征在于，所述污染物浓度传感器包括PM2.5计数器或指示灯。

5.根据权利要求1-3之一所述的清洗提示系统，其特征在于，所述净化部件为电净化部件。

6.根据权利要求2或3所述的清洗提示系统，其特征在于，所述输入装置包括触摸屏或按键。

7.根据权利要求1-6之一所述的清洗提示系统的清洗提示方法，其特征在于，包括：

读取并记录当前的污染物浓度数据；

读取风机档位信号，并调用与风机档位对应的计算公式及参量；

经过设定的计时间隔后，再次读取并记录当前的污染物浓度数据；

基于本次与风机档位对应的所述计算公式和此前两次记录的污染物浓度数据计算本次计时间隔内的污染物净化累积量；

将计算出的所述本次计时间隔内的污染物净化累积量与该计时间隔之前的污染物净化累积量相加所计算出的污染物净化总累积量与预先设定的污染物累积总量进行比较：若计算出的污染物净化总累积量大于或等于设定的累积总量，则发出提示清洗的信号；若计算出的污染物净化总累积量小于设定的累积总量，则返回读取风机档位信号，并调用与风机档位对应的计算公式及参量，继续运行。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：若计算出的污染物净化总累积量大于或等于设定的污染物累积总量，则控制单元还强制停机。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算出的污染物净化总累积量存储在控制单元中，直至被新的污染物净化总累积量所替换或者在清洗提示装置发出提示信号之后被清空。

10.根据权利要求7-9之一所述的方法，其特征在于，所述设定的计时间隔在出厂前被设置或者由用户自行设置；和/或，所述设定的污染物累积总量在出厂前被设置或者由用户自行设置。

11.根据权利要求7-9之一所述的方法，其特征在于，所述计时间隔为1min、2min、3min、……、或1小时。

12.根据权利要求7-9之一所述的方法，其特征在于，所述参量包括CADR值。

13.根据权利要求7-9之一所述的方法，其特征在于，在一个计时间隔内，当风机档位发生变化时，变档通信模块即时向控制单元发送风机档位信号，并且，在该计时间隔结束后，控制单元计算本次计时间隔内的污染物净化累积量时在公式中增加修正系数。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，控制单元记录风机档位发生变化的时间，并根据本计时间隔内不同风机档位运行的时长确定所述修正系数。

15.一种空气净化器，其特征在于，其包括权利要求1-6之一所述的清洗提示系统，或者，其利用权利要求7-14之一所述的清洗提示方法来实现清洗提示功能。