CN108332376B - 一种空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调器及其控制方法，通过获取室内人体以及非人体热源，当非人体热源高于预设温度时，检测人体与检测用户与所述非人体之间的距离，当该距离满足一定预设条件时，获取该用户处于该位置的时间，当该时间大于一定预设条件时，根据最终所述非人体热源的温度、面积生成目标空气温度，从而确定空调的运行方式，同时设置加湿单元，可以根据室内空气湿度对空气进行加湿，能够获得更加舒适的环境，使用户的体验感更好，同时能够节约能源。

Description

一种空调器及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调器及其控制方法。

背景技术

随着生活水平的提高，空调器成为现代生活所不可缺少的电器之一，能够为人们提供舒适的室内环境，而智能控制器在空调其中的应用也使得人们能够更加随心的控制空调器。

然而，现在的家庭或者办公环境中除了人之外，会有各种各样的设备，例如：电脑、微波炉、电磁炉、烤炉等设备，这些设备在工作的时候，会散发出热量，相当于室内的非人体热源，现有的空调在进行温度控制的时候，会根据多个温度传感器获取的温度平均值来控制空调的出风温度和出风速度，然而，当人体离这些热源很近的时候，这些热源发出的热量会与人体之间形成辐射对流换热，如果此时空调仍然按照室内平均室温进行温度控制的话，会使得人体周围温度超过人体舒适温度，造成人体燥热烦闷，因此，迫切需要一种能够根据室内的热源的温度以及位置来对室内的温度进行调节的空调设备。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种空调器及其控制方法，旨在为了解决现有空调器不能根据室内热源的温度以及位置来调整室内温度的问题。

为实现上述目的，本发明提供的空调控制方法，包括：

S1：用户发送制热指令；

S2：开启热释红外探测装置采集室内热源信息，确定人体热源和非人体热源；当不存在所述非人体热源时，进入步骤S6；

S3：当存在所述非人体热源时，比较人体热源温度T₁和非人体热源的温度T₂，若T₂-T₁大于等于预设温度T_预，进入步骤S4，否则，进入步骤S6；

S4：计算所述人体热源与非人体热源之间的距离D，若D小于等于预设距离D_预，进入步骤S5，否则，进入步骤S6；

S5:开启计时器进行计时，计算人体热源位于非人体热源预设距离D_预范围内的时间t，当t大于等于预设时间t_预时，进入步骤S7，否则，进入步骤S6；

S6：采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T_目，控制空调器根据所述目标空气温度T_目运行；

S7：采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T_目，然后根据所述非人体热源的温度T₂、面积S修正目标空气温度T_目，得出修正目标空气温度T_修，控制空调器根据所述修正目标空气温度T_修运行。

S8：利用湿度传感器检测室内环境湿度，若所述环境湿度低于预设湿度值时，开启加湿单元进行加湿处理；

当所述热释红外检测装置没有检测到人体热源时，自动关闭空调。

作为优选，所述正常人体温下限值的取值范围是25℃-28℃，所述正常人体温上限值的取值范围是37℃-38℃，所述预设温度T_预＝3℃，所述预设时间t_预＝2min，所述预设距离D_预＝1.5m。

作为优选，其中确定人体热源和非人体热源包括：当热源温度大于或等于正常人体温下限值且小于等于正常人体温上限值，并且热源核心温度与背景温度差值大于等于预设的温度阈值，则判定该热源为人体热源，并记录所述人体热源的温度T₁和位置；否则，则判定为非人体热源，并记录所述非人体热源的温度T₂、位置和面积S。

作为优选，在接收到空调制热指令后，控制所述热释红外探测装置执行初始化操作。

作为优选，所述热释红外探测装置包括带菲尼尔透镜的热释红外传感器、以及带动所述热释红外传感器在水平方向转动的步进电机，在收到所述空调制热指令后，控制所述步进电机带动所述热释红外传感器旋转角度，探测室内热源。

作为优选，根据非人体热源的温度T₂、面积S对目标空气温度进行修正的公式为：

其中C_S为辐射换热系数，k为人体表面换热系数。

本发明提供的一种空调器，包括：

遥控器，用于供用户发送制热指令；

热释红外探测装置，安装在空调本体上或者与空调本体分体安装，采集室内热源图像；

遥控器接收部，用于接收遥控器信号；

负载单元，用于对室内进行制冷或者制热；

加湿单元，用于对室内进行加湿；

湿度传感器，用于获取环境湿度；

控制器，分别用与热释红外探测装置、遥控器接收部、负载单元电连接；

计时器，用于计算人体热源位于非人体热源预设距离D_预范围内的时间t；

控制器包括：

热源分析单元，用于确定人体热源和非人体热源；

储存单元，用于储存各项数据信息；

控制单元，用于当所述热释红外检测装置没有检测到人体热源时，自动关闭空调；当存在所述非人体热源时，比较人体热源温度T₁和非人体热源的温度T₂，若T₂-T₁大于等于预设温度T_预，计算所述人体热源与非人体热源之间的距离D，若D小于等于预设距离D_预，开启计时器进行计时，计算人体热源位于非人体热源预设距离D_预范围内的时间t，当t大于等于预设时间t_预时，采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T_目，然后根据所述非人体热源的温度T₂、面积S修正目标空气温度T_目，得出修正目标空气温度T_修，控制所述负载单元根据所述修正目标空气温度T_修运行。

所述控制单元还用于当室内不存在非人体热源，或者当T₂-T₁小于所述预设温度T_预或者当若D大于所述预设距离D_预或者当t小于所述预设时间t_预时，采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T_目，控制所述负载单元根据所述目标空气温度T_目运行。

所述控制单元还用于当所述环境湿度低于预设湿度值时，开启加湿单元进行加湿处理。

作为优选，所述正常人体温下限值的取值范围是25℃-28℃，所述正常人体温上限值的取值范围是37℃-38℃，所述预设时间t_预＝2mi n，所述预设距离D_预＝1.5m。

作为优选，确定人体热源和非人体热源包括：当热源温度大于或等于正常人体温下限值且小于等于正常人体温上限值，并且热源核心温度与背景温度差值大于等于预设的温度阈值，则判定该热源为人体热源，并记录所述人体热源的温度T₁和位置；否则，则判定为非人体热源，并记录所述非人体热源的温度T₂、位置和面积S。

作为优选，所述热释红外探测装置包括带菲尼尔透镜的热释红外传感器、以及带动所述热释红外传感器在水平方向转动的步进电机，所述控制器还用于在收到所述空调制热指令后，控制所述步进电机带动所述热释红外传感器旋转角度，探测室内热源。

作为优选，根据非人体热源的温度T₂、面积S对目标空气温度进行修正的公式为：其中C_S为辐射换热系数，k为人体表面换热系数。

有益效果在于：本发明公开了一种空调及其控制方法，本发明公开了一种空调器及其控制方法，通过获取室内人体以及非人体热源，非人体热源的温度高于预设温度时，检测人体与检测用户与所述非人体之间的距离，当该距离满足一定预设条件时，获取该用户处于该位置的时间，当该时间大于一定预设条件时，根据最终所述非人体热源的温度、面积生成目标空气温度，从而确定空调的运行方式，同时设置加湿单元，可以根据室内空气湿度对空气进行加湿，能够获得更加舒适的环境，使用户的体验感更好，同时能够节约能源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的基本流程图；

图2是本发明的扩展性流程图；

图3是本发明的空调器的方框示意图；

图4是本发明的空调控制器结构框图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1是本发明的基本流程图，本发明的空调器控制方法根据室内非人体热源的各项参数以及室内、环境空气温度来控制空调的运行，可以理解的是，本发明的空调器采用基本的具有制冷或者制热或者冷热空调器即可实现，其制冷或制热的的温度控制方法在相应的教科书或者工具书上均有所记载，因此，在此不予阐述；

如图2所示，示出了本发明提供的一种空调器控制方法的实施例。该实施例的空调器的控制方法包括以下步骤:

S1：用户发送制热指令，用户可在智能移动终端上设置目标空气温度，也可设置成自动模式，此时，空调会自动根据室内外环境温度生成目标温度，其中，自动生成目标空气温度的具体方式在相关教科书或者工具书中均有所记载，属于本领域的常规技术手段，在此不进行阐述。

S2：开启热释红外探测装置采集室内热源信息，确定人体热源和非人体热源，非人体热源可以是烧烤炉、烘烤箱、大功率电器、电脑等可以散热的设备；

其中确定人体热源和非人体热源包括：当热源温度大于或等于正常人体温下限值且小于等于正常人体温上限值，并且热源核心温度与背景温度差值大于等于预设的温度阈值，则判定该热源为人体热源，并记录所述人体热源的温度T₁、位置和面积S_人；否则，则判定为非人体热源，并记录所述非人体热源的温度T₂、位置和面积S_非；当不存在所述非人体热源时，进入步骤S6；此时，由于不存在非人体热源，因此，控制空调只需要根据原来用户设定的温度或者根据室内、室外温度检测器检测出来的温度自动生成目标空气温度来对室内空气温度进行调节；当然，在这种检测方法中会存在误差，如把与人体热源温度相当的非人体热源当成人体热源，然而，该种热源由于和人体温度相当，对人身体的冷暖度不会产生影响，因此，不会影响本方法的使用。

S3：当存在所述非人体热源时，比较人体热源温度T₁和非人体热源的温度T₂，若T₂-T₁大于等于预设温度T_预，进入步骤S4，否则，进入步骤S6，只有当非人体热源温度和人体热源温度相差到一定范围内，非人体热源散热才会对人身体的冷暖度产生影响，因此，为了避免不资源的不必要的浪费，只是在非人体热源达到一定的温度时，才进行非人体热源修正；

S4：计算所述人体热源与非人体热源之间的距离D，若D小于等于预设距离D_预，进入步骤S5，否则，进入步骤S6；

S5:开启计时器进行计时，计算人体热源位于非人体热源预设距离D_预范围内的时间t，当t大于等于预设时间t_预时，进入步骤S7，否则，进入步骤S6；

在S4、S5中，和步骤S3道理相同，只有当人体与高温非人体热源的距离处于一定的范围且达到一定的时间内，非人体热源才会对身体冷暖度穿绳影响，因此，进行非人体热源修正

S6：采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T_目，控制空调器根据所述目标空气温度T_目运行；

S7：采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T_目，然后根据所述非人体热源的温度T₂、面积S修正目标空气温度T_目，得出修正目标空气温度T_修，控制空调器根据所述运行修正目标空气温度T_修，根据非人体热源的温度T₂、面积S对目标空气温度进行修正的公式为：

其中C_S为辐射换热系数，k为人体表面换热系数，当然，修正目标空气温度也可以根据提前预设在控制器中的表格来进行，表格中的数据可以根据人体经验设置也可以根据上述公式计算。

S8：利用湿度传感器检测室内环境湿度，若所述环境湿度低于预设湿度值时，开启加湿单元进行加湿处理；引入加湿单元，可以在加热状态下，影响更加舒适的室内工作或者居住环境。

当所述热释红外检测装置没有检测到人体热源时，自动关闭空调，当没有检测到人体热源时，说明此时室内没有用户，继续开着空调会浪费能源，因此，可以控制空调自动关系。

需要指出的是，通过控制器内的相关计算模块来实现上述过程也均是本领域的常规技术手段，在此不进行进一步阐述。

进一步地，所述正常人体温下限值的取值范围是25℃-28℃，所述正常人体温上限值的取值范围是37℃-38℃。

进一步地，所述预设温度T_预＝3℃，所述预设时间t_预＝2mi n，所述预设距离D_预＝1.5m。

进一步地，在接收到空调制热指令后，控制所述热释红外探测装置执行初始化操作。

进一步地，所述热释红外探测装置包括带菲尼尔透镜的热释红外传感器、以及带动所述热释红外传感器在水平方向转动的步进电机，在收到所述空调制热指令后，控制所述步进电机带动所述热释红外传感器旋转角度，探测室内热源。

图3是本发明的空调器的一实施例的方框示意图，包括空调器本体1、遥控器2，其中与空调器本体1上设置有热释红外探测装置101、控制器102、遥控器接收部103、负载单元104、计时器105、湿度传感器106、加湿单元107，控制器102分别用与热释红外探测装置101、遥控器接收部103、负载单元104、计时器105、湿度传感器106以及加湿单元107电连接；

具体的，遥控器2，用于供用户发送制热指令；

热释红外探测装置101，安装在空调本体1上或者与空调本体分体安装，用于采集室内热源图像；

遥控器接收部103，用于接收遥控器2信号；

负载单元104，用于对室内进行制冷或者制热；

计时器105，用于计算人体热源位于非人体热源预设距离D_预范围内的时间t；

加湿单元107，用于对室内进行加湿；

湿度传感器106，用于获取环境湿度；

图4是本发明的空调控制器结构框图，由图4可知，

控制器103包括：

A/D变换器110，用于将摄像单元101拍摄的图像转换为数字单元热源分析单元120，用于用于确定人体热源和非人体热源，其中确定人体热源和非人体热源包括：当热源温度大于或等于正常人体温下限值且小于等于正常人体温上限值，并且热源核心温度与背景温度差值大于等于预设的温度阈值，则判定该热源为人体热源，并记录所述人体热源的温度T₁和位置；否则，则判定为非人体热源，并记录所述非人体热源的温度T₂、位置和面积S；

储存单元130，用于储存各项数据信息；

控制单元140，用于当所述热释红外检测装置没有检测到人体热源时，自动关闭空调；当存在所述非人体热源时，比较人体热源温度T₁和非人体热源的温度T₂，若T₂-T₁大于等于预设温度T_预，计算所述人体热源与非人体热源之间的距离D，若D小于等于预设距离D_预，开启计时器进行计时，计算人体热源位于非人体热源预设距离D_预范围内的时间t，当t大于等于预设时间t_预时，采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T_目，然后根据所述非人体热源的温度T₂、面积S修正目标空气温度T_目，得出修正目标空气温度T_修，控制空调器根据所述运行修正目标空气温度T_修。

所述控制单元140还用于当室内不存在非人体热源，或者当T₂-T₁小于所述预设温度T_预或者当若D大于所述预设距离D_预或者当t小于所述预设时间t_预时，采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T_目，控制空调器根据所述目标空气温度T_目运行。当所述热释红外检测装置没有检测到人体热源时，自动关闭空调，当没有检测到人体热源时，说明此时室内没有用户，继续开着空调会浪费能源，因此，可以控制空调自动关闭。

根据所述用户的数目N对所述项目目标空气温度T₀进行修正，得出最终目标空气温度T₁，根据所述最终目标空气温度T₁对空气进行调节，根据所述最终目标空气温度T₁对空气进行调节，根据所述用户的数目对最终目标温度进行修正的公式为T₁＝(1-N/N₀)*T₀，其中N₀为瑜伽室内最大容纳用户量，由于室内用户人数越多，由于运动产生的热量越大，所需要的目标温度越低，用该目标温度调节的室温越适宜运动。

所述控制单元还用于当所述环境湿度低于预设湿度值时，开启加湿单元进行加湿处理，引入加湿单元，可以在加热状态下，影响更加舒适的室内工作或者居住环境。

进一步地，所述正常人体温下限值的取值范围是25℃-28℃，所述正常人体温上限值的取值范围是37℃-38℃。

进一步地，所述控制器还用于在接收到空调制热指令后，控制所述热释红外探测装置执行初始化操作。

进一步地，所述热释红外探测装置101包括带菲尼尔透镜的热释红外传感器、以及带动所述热释红外传感器在水平方向转动的步进电机，所述控制器还用于在收到所述空调制热指令后，控制所述步进电机带动所述热释红外传感器旋转角度，探测室内热源。

进一步地，根据非人体热源的温度T₂、面积S对目标空气温度进行修正的公式为：

其中C_S为辐射换热系数，k为人体表面换热系数。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种空调器控制方法，其特征在于，包括，

S1：用户发送制热指令；

S2：开启热释红外探测装置采集室内热源信息，确定人体热源和非人体热源；当不存在所述非人体热源时，进入步骤S6；

S3：当存在所述非人体热源时，比较人体热源温度T1和非人体热源的温度T2，若T2-T1大于等于预设温度T预，进入步骤S4，否则，进入步骤S6；

S4：计算所述人体热源与非人体热源之间的距离D，若D小于等于预设距离D预，进入步骤S5，否则，进入步骤S6；

S5:开启计时器进行计时，计算人体热源位于非人体热源预设距离D预范围内的时间t，当t大于等于预设时间t预时，进入步骤S7，否则，进入步骤S6；

S6：采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T目，控制空调器根据所述目标空气温度T目运行；

S7：采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T目，然后根据所述非人体热源的温度T2、面积S修正目标空气温度T目，得出修正目标空气温度T修，控制空调器根据所述修正目标空气温度T修运行；

S8：利用湿度传感器检测室内环境湿度，若所述环境湿度低于预设湿度值时，开启加湿单元进行加湿处理；

当所述热释红外检测装置没有检测到人体热源时，自动关闭空调；其中确定人体热源和非人体热源包括：当热源温度大于或等于正常人体温下限值且小于等于正常人体温上限值，并且热源核心温度与背景温度差值大于等于预设的温度阈值，则判定该热源为人体热源，并记录所述人体热源的温度T1和位置；否则，则判定为非人体热源，并记录所述非人体热源的温度T2、位置和面积S。

2.如权利要求1所述的一种空调器控制方法，其特征在于，所述正常人体温下限值的取值范围是25℃-28℃，所述正常人体温上限值的取值范围是37℃-38℃，所述预设温度T预＝3℃，所述预设时间t预＝2min，所述预设距离D预＝1.5m。

3.根据权利要求1-2所述的任意一种空调器控制方法，其特征在于：所述热释红外探测装置包括带菲尼尔透镜的热释红外传感器、以及带动所述热释红外传感器在水平方向转动的步进电机，在收到所述空调制热指令后，控制所述步进电机带动所述热释红外传感器旋转角度，探测室内热源。

4.根据权利要求2所述的一种空调器控制方法，其特征在于：根据所述非人体热源的温度T2、面积S对目标空气温度进行修正的公式为：其中CS为辐射换热系数，k为人体表面换热系数。

5.一种空调器，其特征在于，包括：

遥控器，用于供用户发送制热指令；

热释红外探测装置，安装在空调本体上或者与空调本体分体安装，采集室内热源图像；

遥控器接收部，用于接收遥控器信号；

负载单元，用于对室内进行制冷或者制热；

加湿单元，用于对室内进行加湿；

湿度传感器，用于获取环境湿度；

控制器，分别用与热释红外探测装置、遥控器接收部、负载单元电连接；

计时器，用于计算人体热源位于非人体热源预设距离D预范围内的时间t；

控制器包括：

热源分析单元，用于确定人体热源和非人体热源；

储存单元，用于储存各项数据信息；

控制单元，用于当所述热释红外检测装置没有检测到人体热源时，自动关闭空调；当存在所述非人体热源时，比较人体热源温度T1和非人体热源的温度T2，若T2-T1大于等于预设温度T预，计算所述人体热源与非人体热源之间的距离D，若D小于等于预设距离D预，开启计时器进行计时，计算人体热源位于非人体热源预设距离D预范围内的时间t，当t大于等于预设时间t预时，采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T目，然后根据所述非人体热源的温度T2、面积S修正目标空气温度T目，得出修正目标空气温度T修，控制所述负载单元根据所述修正目标空气温度T修运行；

所述控制单元还用于当室内不存在非人体热源，或者当T2-T1小于所述预设温度T预或者当若D大于所述预设距离D预或者当t小于所述预设时间t预时，采集室内环境温度和室外环境温度，控制器根据室内环境温度和室外环境温度生成目标空气温度T目，控制所述负载单元根据所述目标空气温度T目运行；

所述控制单元还用于当所述环境湿度低于预设湿度值时，开启加湿单元进行加湿处理；

确定人体热源和非人体热源包括：当热源温度大于或等于正常人体温下限值且小于等于正常人体温上限值，并且热源核心温度与背景温度差值大于等于预设的温度阈值，则判定该热源为人体热源，并记录所述人体热源的温度T1和位置；否则，则判定为非人体热源，并记录所述非人体热源的温度T2、位置和面积S。

6.如权利要求5所述的一种空调器，其特征在于，所述正常人体温下限值的取值范围是25℃-28℃，所述正常人体温上限值的取值范围是37℃-38℃，所述预设时间t预＝2min，所述预设距离D预＝1.5m。

7.根据权利要求5-6任意一项所述的一种空调器，其特征在于：所述热释红外探测装置包括带菲尼尔透镜的热释红外传感器、以及带动所述热释红外传感器在水平方向转动的步进电机，所述控制器还用于在收到所述空调制热指令后，控制所述步进电机带动所述热释红外传感器旋转角度，探测室内热源。

8.根据权利要求5所述的一种空调器，其特征在于：根据非人体热源的温度T2、面积S对目标空气温度进行修正的公式为：其中CS为辐射换热系数，k为人体表面换热系数。

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