CN106403200A - 空调送风控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空调送风控制系统及方法，通过遥控器设置风力档位、送风模式，系统包括：测距模块，用于测量房间的空间结构数据，包括房间的长a与b、宽c、高h；角度测量模块，用于测量空调的送风角度数据，包括空调的左右导风板的角度、上下导风板的角度；控制器，用于根据该空间结构数据、送风角度数据、风力档位，控制空调的送风量。本发明可根据房间的空间结构调节风力强度，使得房间中不同位置的风力较为均衡，房间中处于不同位置的人均感受较高的舒适度，同时可降低能耗。

Description

空调送风控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种空调控制系统，特别是涉及一种空调送风控制系统及方法。
背景技术
传统的空调送风控制系统是通过调整风力强弱、送风角度来调节室内温度和适度，通过遥控器设定风力档位、送风模式分别调整风力强弱和送风角度，控制简单，使用方便，只要遥控器设置好各项参数，空调输出的风力恒定，然而，在实际使用中，受房间空间结构的影响，处于房间中不同位置的人将感受不同的风力和舒适度，若设置强风档位，距离空调较远的人感觉较为舒适，而距离空调很近的人因吹风感强而感觉不适，若设置弱风档位，距离空调较远的人无吹风感而感觉不适，距离空调很近的人感觉较为舒适。
另一方面，现有的房屋，其形状结构一般呈长方体或近似长方体，不同户型的长、宽、高尺寸差异较大，空调的送风量会受其安装位置的影响，例如，对于较为狭长的房间，空调受制冷剂输送管的长度限制，一般安装在房间的一端，为了保证距离空调出风口最远处的人也能享受空调带来的舒适，需设置强风档位以增加空调的送风量，造成空调机组的高负荷运转，浪费能源。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种空调送风控制系统及方法，可根据房间的空间结构调节风力强度，使得房间中不同位置的风力较为均衡，房间中处于不同位置的人均感受较高的舒适度，同时可降低能耗。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种空调送风控制系统，通过遥控器设置风力档位、送风模式，包括：
测距模块，用于测量房间的空间结构数据，包括房间的长a与b、宽c、高h；
角度测量模块，用于测量空调的送风角度数据，包括空调的左右导风板的角度、上下导风板的角度；
控制器，用于根据该空间结构数据、送风角度数据、风力档位，控制空调的送风量。
进一步的，
所述控制器根据所述空间结构数据、送风角度数据、风力档位，依据公式(1)、(2)计算空调的送风电机的转速：
v＝kiXj+Cj (1)
其中，Xj为风力档位值，Cj为与风力档位相对应的送风电机转速，ki为权重系数，i、j为正整数，α为左右导风板与安装空调墙面之间的夹角，0°＜α＜180°，β为上下导风板与水平面之间的夹角，0°＜β＜90°。
所述测距模块包括四个测距传感器，分别安装于空调机壳的左、右、前、下端面上，所述角度测量模块包括两个角度传感器，分别安装于左右导风板、上下导风板位置，
所述控制器包括第一控制芯片和第二控制芯片，四个测距传感器的信号输出端分别与第一控制芯片的数据输入端相连接，所述遥控器与第一控制芯片通过无线收发模块信号连接，第一控制芯片的数据输出端与第二控制芯片的数据输入端相连接；两个角度传感器的信号输出端分别与第二控制芯片的数据输入端相连接，第二控制芯片的控制端与所述送风电机的控制端相连接。
所述测距传感器测量的空间结构数据、所述遥控器设置的风力档位、送风模式参数传输至所述第一控制芯片，所述第一控制芯片将上述数据传输至第二控制芯片，由其存储模块保存，所述角度传感器测量所述左右导风板角度与上下导风板角度，所述第二控制芯片根据空间结构数据、风力档位、左右导风板角度、上下导风板角度计算获取所述送风电机的转速。
所述权重系数ki根据空调送风角度划分为多个等级。
基于上述空调送风控制系统实现的空调送风控制方法，包括：
利用测距模块获取房间的空间结构数据，包括房间的长a与b、宽c、高h；
通过遥控器设置风力档位、送风模式；
利用角度测量模块获取空调左右导风板与上下导风板的送风角度数据；
根据该空间结构数据、风力档位、送风角度数据，得到空调的出风量。
依据公式(1)、(2)计算空调送风电机的转速，
v＝kiXj+Cj (1)
其中，Xj为风力档位值，Cj为与风力档位相对应的送风电机转速，ki为权重系数，i、j为正整数，α为左右导风板与安装空调墙面之间的夹角，0°＜α＜180°，β为上下导风板与水平面之间的夹角，0°＜β＜90°。
所述权重系数ki根据空调送风角度划分为多个等级。
所述空调的出风量以空调吹远处、高处风速较大，吹近处低处风速较小为原则。
本发明的优点是：
本发明的空调送风控制系统及方法，可以根据房间的空间结构，综合风力档位、送风模式等因素对空调输出的风量和风速进行控制，最大限度的保证房间内不同位置具有均衡的送风量，使得处于不同位置的人均拥有较高的舒适度；对于狭长的房间，不仅可保证距离空调较远的人感觉较为舒适，同时可降低能耗。
附图说明
图1是本发明的空调送风控制系统的系统框图。
图2是本发明的空调安装于房间中的示例图。
图3是本发明的空调送风控制方法的流程图。
图4是本发明根据房间空间结构控制风力强弱的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1、2所示，本发明公开的空调送风控制系统，设置于空调中，该空调安装于长方体、正方体或近似长方体、正方体的房间中，系统包括控制器、遥控器、测距传感器、角度传感器、送风电机等，
控制器包括第一控制芯片、第二控制芯片，四个测距传感器T1、T2、T3、T4的信号输出端分别与第一控制芯片的数据输入端相连接，遥控器与第一控制芯片通过无线收发模块信号连接，第一控制芯片的数据输出端与第二控制芯片的数据输入端相连接，四个测距传感器T1、T2、T3、T4分别安装于空调机壳的左、右、前、下端面上，左端的测距传感器T1用于测量空调与左侧墙面之间的距离a，右端的测距传感器T2用于测量空调与右侧墙面之间的距离b，前端的测距传感器T3用于测量空调与对侧墙面(与空调安装墙面相对的墙面)之间的距离c，下端的测距传感器T4用于测量空调与地面之间的距离h；
空调安装完成，初次使用(或重置)时，四个测距传感器T1、T2、T3、T4采集空调与左、右、对侧墙面及地面的距离数据，并经第一控制芯片传输至第二控制芯片，由其存储模块保存；通过遥控器设置的风力档位、送风模式(左右导风板位置、上下导风板位置)等参数数据，也传输至第二控制芯片，由其存储模块保存。
角度传感器包括两个，其中一个角度传感器T5设置于左右导风电机或与其动力输出轴连接的传动部件或左右导风板附近，用于感测左右导风板的角度，另一个角度传感器T6设置于上下导风电机或与其动力输出轴连接的传动部件或上下导风板附近，用于感测上下导风板的角度，两个角度传感器T5、T6的信号输出端分别与第二控制芯片的数据输入端相连接，第二控制芯片的控制端分别与左右导风电机、上下导风电机的控制端相连接，用于根据遥控器设置的送风模式控制左右导风电机与上下导风电机动作，驱动左右导风板与上下导风板动作至设定位置，第二控制芯片的控制端与送风电机的控制端相连接，用于根据房间的空间结构、风力档位、出风方向等控制送风电机动作，输出不同的风量。
如图3、4所示，本发明公开的空调送风控制方法，包括：
1、空调初次使用或重置时，四个测距传感器采集房间的空间结构数据，包括房间的长(a、b)、宽(c)、高(h)数据，并保存于存储模块中；
2、遥控器设置风力档位、送风模式等参数，该送风模式包括左右导风板位置和上下导风板位置，设置好的参数数据保存于存储模块中；
3、第二控制芯片根据设置的送风模式控制左右导风电机与上下导风电机动作，使得左右导风板与上下导风板动作至设定位置；
4、两个角度传感器分别采集左右导风板与上下导风板的送风角度数据，传输至第二控制芯片；
5、第二控制芯片根据送风角度数据、风力档位、房间的空间结构数据等，控制送风电机动作，使得空调输出不同的风速与风量，具体方法是：
空调输出的风速控制条件为：
v＝kiXj+Cj (1)
其中，ki为权重系数，Xj为风力档位值，Cj为与风力档位相对应的送风电机转速，i、j为正整数，例如，若设定风力档位为1档，1档对应的送风电机转速为300转，则X1＝1，C1＝300，若设定风力档位为2档，2档对应的送风电机转速为400转，则X2＝2，C2＝400，依次类推，可保证最低风速，且档位内平滑风速，使房间内不同位置的吹风感均匀。
权重系数ki与房间的空间结构数据、出风方向(左右导风板角度、上下导风板角度)有关，具体为：
其中，α为左右导风板与安装空调墙面之间的夹角，由角度传感器T5测得，0°＜α＜180°；β为上下导风板与水平面之间的夹角，由角度传感器T6测得，0°＜β＜90°；a与b、c、h分别对应房间的长、宽、高。
这样，根据公式(1)、(2)，综合考虑房间的空间结构、设定的风力档位、送风模式，由第二控制芯片控制送风电机的转速，使得空调输出的风量与风速在整个房间中能够最大限度的达到均衡，房间中不同位置的人均可拥有较高的舒适度。
如图4所示，可根据房间的具体结构设定ki取不同的级数(k5对应强、k4对应较强、k3对应中、k2对应次弱、k1对应弱)，级数越高，送风电机的转速越高，送风量越大。一般原则是，吹远处高处(距空调)风速较大，近处低处风速要小。
于一具体实施例中，为便于计算，假设房间的空间结构数据为：a＝3，b＝3，c＝3，h＝3，即由测距传感器测量的房间长度为a+b＝6米，宽度c为3米，高度h为3米，则有：
1)若α＝β＝30度，则
根据导风板位置，上下导风板角度β与水平面夹角较小，空调吹房间中较远的位置，K值较大，对应的级数较大。
2)若α＝β＝45度，则
3)若α＝135度，β＝45度，则
上述2)、3)情况，根据导风板位置，可得空调正对房间对角线位置(如图2中的空调与节点D之间连线)，属于距离空调最远的位置，K值较大，对应的级数较大，空调输出风量较大。
4)若α＝135度，β＝60度，则
根据导风板位置，上下导风板角度β与水平面夹角较大，大致属于图4所示“中”的区域。
5)若α＝90，β＝85度，则
根据导风板位置，上下导风板角度β与水平面夹角较大，即，上下导风板与空调安装墙面之间夹角较小，空调接近吹墙面，此时，K值很小，对应的级数很小，空调出风量很小，降低能耗。
以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.空调送风控制系统，通过遥控器设置风力档位、送风模式，其特征在于，包括：
测距模块，用于测量房间的空间结构数据，包括房间的长a与b、宽c、高h；
角度测量模块，用于测量空调的送风角度数据，包括空调的左右导风板的角度、上下导风板的角度；
控制器，用于根据该空间结构数据、送风角度数据、风力档位，控制空调的送风量。
2.根据权利要求1所述的空调送风控制系统，其特征在于，所述控制器根据所述空间结构数据、送风角度数据、风力档位，依据公式(1)、(2)计算空调的送风电机的转速：
v＝kiXj+Cj (1)
k i = a h c o s &alpha; c o s &beta; ( 0 &le; &alpha; < arctan c a , 0 &le; &beta; &le; arctan c h ) c h sin &alpha; c o s &beta; ( arctan c a &le; &alpha; < &pi; - arctan c b , 0 &le; &beta; &le; arctan c h ) - b h cos &alpha; cos &beta; ( &pi; - arctan c b &le; &alpha; &le; &pi; , 0 &le; &beta; &le; arctan c h ) - - - ( 2 )
其中，Xj为风力档位值，Cj为与风力档位相对应的送风电机转速，ki为权重系数，i、j为正整数，α为左右导风板与安装空调墙面之间的夹角，0°＜α＜180°，β为上下导风板与水平面之间的夹角，0°＜β＜90°。
3.根据权利要求2所述的空调送风控制系统，其特征在于，所述测距模块包括四个测距传感器，分别安装于空调机壳的左、右、前、下端面上，所述角度测量模块包括两个角度传感器，分别安装于左右导风板、上下导风板位置，
所述控制器包括第一控制芯片和第二控制芯片，四个测距传感器的信号输出端分别与第一控制芯片的数据输入端相连接，所述遥控器与第一控制芯片通过无线收发模块信号连接，第一控制芯片的数据输出端与第二控制芯片的数据输入端相连接；两个角度传感器的信号输出端分别与第二控制芯片的数据输入端相连接，第二控制芯片的控制端与所述送风电机的控制端相连接。
4.根据权利要求3所述的空调送风控制系统，其特征在于，所述测距传感器测量的空间结构数据、所述遥控器设置的风力档位、送风模式参数传输至所述第一控制芯片，所述第一控制芯片将上述数据传输至第二控制芯片，由其存储模块保存，所述角度传感器测量所述左右导风板角度与上下导风板角度，所述第二控制芯片根据空间结构数据、风力档位、左右导风板角度、上下导风板角度计算获取所述送风电机的转速。
5.根据权利要求4所述的空调送风控制系统，其特征在于，所述权重系数ki根据空调送风角度划分为多个等级。
6.基于权利要求1至5中任意一项所述的空调送风控制系统实现的空调送风控制方法，其特征在于，包括：
利用测距模块获取房间的空间结构数据，包括房间的长a与b、宽c、高h；
通过遥控器设置风力档位、送风模式；
利用角度测量模块获取空调左右导风板与上下导风板的送风角度数据；
根据该空间结构数据、风力档位、送风角度数据，得到空调的出风量。
7.根据权利要求6所述的空调送风控制方法，其特征在于，
依据公式(1)、(2)计算空调送风电机的转速，
v＝kiXj+Cj (1)
k i = a h c o s &alpha; c o s &beta; ( 0 &le; &alpha; < arctan c a , 0 &le; &beta; &le; arctan c h ) c h sin &alpha; c o s &beta; ( arctan c a &le; &alpha; < &pi; - arctan c b , 0 &le; &beta; &le; arctan c h ) - b h cos &alpha; cos &beta; ( &pi; - arctan c b &le; &alpha; &le; &pi; , 0 &le; &beta; &le; arctan c h ) - - - ( 2 )
其中，Xj为风力档位值，Cj为与风力档位相对应的送风电机转速，ki为权重系数，i、j为正整数，α为左右导风板与安装空调墙面之间的夹角，0°＜α＜180°，β为上下导风板与水平面之间的夹角，0°＜β＜90°。
8.根据权利要求7所述的空调送风控制方法，其特征在于，所述权重系数ki根据空调送风角度划分为多个等级。
9.根据权利要求8所述的空调送风控制方法，其特征在于，所述空调的出风量以空调吹远处、高处风速较大，吹近处低处风速较小为原则。
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