CN108731147A - 用于空气净化器的加热控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于空气净化器的加热控制装置和方法，其中，该加热控制装置包括：电机；加热组件；控制器；第一温度传感器，其感测环境温度；第二温度传感器，其感测出风口处的温度；以及空气质量传感器，其感测环境空气质量，其中，第一温度传感器、第二温度传感器及空气质量传感器与控制器电性连接；其中，控制器包括：风速等级确定单元，其根据空气质量传感器所感测到的空气质量参数来确定风速等级；参数确定单元，其根据风速等级确定最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T；出风口温升计算单元，其根据第一温度传感器和第二温度传感器的感测数据来计算出风口温升Tr；以及转速调节单元，其配置为设定电机的转速。

Description

用于空气净化器的加热控制装置和方法
技术领域
本发明涉及用于控制空气加热的方法，并且更具体而言，涉及一种用于空气净化器的加热控制装置，用于控制空气净化器出风口的温升并优化加热组件的功率消耗。本发明还涉及一种用于空气净化器的加热控制方法。
背景技术
已知的是，空气吹送装置(例如，空气净化器等)中常设置有加热组件，例如PTC陶瓷加热组件等，以便对输送的空气进行适当的加热，提高出风温度，从而改善用户的舒适度。
然而，PTC陶瓷加热组件在使用中的温度也会发生变化。当PTC陶瓷加热组件的温度升高时，其电阻增大，功率降低，而当PTC陶瓷加热组件的温度降低时，其电阻减小，功率增大。因此，当输送空气的风速增大时，PTC陶瓷加热组件的温度趋于降低，从而导致功率增大，影响了空气加热效果，使得整体能耗增大。在此情况下，不仅空气吹送装置的能耗增大，而且所产生的功率需求波动会影响设备电源的安全运行。
因此，所期望的是提供一种新的加热控制方法和包括其的空气净化器，其能够避免上述技术缺陷并使空气吹送装置的运行更加节能稳定。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于空气净化器的加热控制装置，其根据设定来调整电机转速和空气流速，从而实现加热组件功耗的优化。本发明的另一个目的在于提供一种用于空气净化器的加热控制方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种加热控制装置，包括：电机，其设置在风道内；加热组件，其设置在风道内；控制器，其与电机及加热组件电性连接；第一温度传感器，其配置为感测环境温度；第二温度传感器，其设置在风道的出风口处并且配置为感测出风口处的温度；以及空气质量传感器，其配置为感测环境空气质量，其中，第一温度传感器、第二温度传感器及空气质量传感器与控制器电性连接；
其中，控制器包括：风速等级确定单元，其根据空气质量传感器所感测到的空气质量参数来确定风速等级；参数确定单元，其根据风速等级确定最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T；出风口温升计算单元，其根据第一温度传感器和第二温度传感器的感测数据来计算出风口温升Tr；以及转速调节单元，其配置为设定电机的转速。
可选地，还包括供用户手动选择风速等级的风速等级选择器。
可选地，最大电机转速Nmax配置为使环境空气质量能够在第一预定时间内净化至预定空气质量水平，且最小电机转速Nmin配置为使环境空气质量能够在第二预定时间内净化至预定空气质量水平。
可选地，第二预定时间比第一预定时间长5-10%。
可选地，加热组件120为PTC陶瓷加热组件。
一种加热控制方法，其用于上述加热控制装置，可选地，包括下列步骤：
S1：确定风速等级；
S2：根据风速等级确定最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T；
S3：获取电机转速N，并根据出风口温度与环境温度来计算出风口温升Tr；
S4：将目标温升T和出风口温升Tr进行比较；以及
S5：调整电机转速，并返回至步骤S1。
可选地，在步骤S1中，通过检测周边空气质量来确定风速等级，或由用户手动选择风速等级。
可选地，在步骤S2中，通过风速等级来确定最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T。
可选地，在步骤S3中，出风口温升Tr根据以下方法来确定：感测环境温度T1和出风口温度T2，环境温度T1和出风口温度T2之差即为出风口温升Tr。
可选地，在步骤S4中，如果出风口温升Tr小于目标温升T，则使电机转速降低第一预定值，如果出风口温升Tr仍未到达预定值，则电机转速继续降低，在最小电机转速Nmin与电机转速N之差是第一预定值的整数倍的情况下，电机转速将继续降低至最小电机转速Nmin，在最小电机转速Nmin与电机转速N之差不是第一预定值的整数倍的情况下，电机转速将继续降低至最接近最小电机转速Nmin的转速；如果在电机转速降低至最小电机转速Nmin或最接近最小电机转速Nmin的转速之后出风口温升Tr仍然小于目标温升T，则保持电机转速为最小电机转速Nmin。
可选地，在步骤S4中，如果出风口温升Tr大于目标温升T，则使电机转速提高第二预定值，如果出风口温升Tr仍未到达预定值，则电机转速继续增大，在最大电机转速Nmax与电机转速N之差是第二预定值的整数倍的情况下，电机转速将继续增大至最大电机转速Nmax，在最大电机转速Nmax与电机转速N之差不是第二预定值的整数倍的情况下，电机转速将继续增大至最接近最大电机转速Nmax的转速；如果在电机转速增大至最大电机转速Nmax或最接近最大电机转速Nmax的转速之后出风口温升Tr仍然大于目标温升T，则保持电机转速为最大电机转速Nmax。
可选地，在步骤S4中，如果出风口温升Tr等于目标温升T，则不改变电机转速。
可选地，在步骤S5中，如果加热组件被关闭，则将电机转速设定为当前风速等级下的最大电机转速Nmax。
本发明的有益效果在于：本发明的加热控制装置和方法具有简单、可靠、维护方便等优点，能够有效地降低空气净化器的能耗水平，提高安全性。
附图说明
以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
图1是本发明的加热控制装置的一个实施例的示意图。
图2是本发明的加热控制方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。
首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。
此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本发明的其他实施例。
应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。
图1是本发明的加热控制装置的一个实施例的示意图。其中，用于空气净化器的加热控制装置100包括：电机110，其设置在风道130内；加热组件120，其设置在风道130内；控制器140，其与电机110及加热组件120电性连接；第一温度传感器141，其配置为感测环境温度；第二温度传感器142，其设置在风道130的出风口131处并且配置为感测出风口131处的温度；以及空气质量传感器143，其配置为感测环境空气质量，其中，第一温度传感器141、第二温度传感器142及空气质量传感器143与控制器140电性连接。
其中，控制器140包括：风速等级确定单元，其根据空气质量传感器143所感测到的空气质量参数来确定风速等级；参数确定单元，其根据风速等级确定最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T；出风口温升计算单元，其根据第一温度传感器141和第二温度传感器142的感测数据来计算出风口温升Tr；以及转速调节单元，其配置为设定电机110的转速。
可选地，还包括供用户手动选择风速等级的风速等级选择器150。
可选地，还包括存储器，其储存与各个风速等级相关联的最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T的值。
可选地，最大电机转速Nmax配置为使环境空气质量能够在第一预定时间内净化至预定空气质量水平。
可选地，最小电机转速Nmin配置为使环境空气质量能够在第二预定时间内净化至预定空气质量水平。
可选地，第二预定时间比第一预定时间长5-10%。
可选地，加热组件120为PTC陶瓷加热组件。
图2是本发明的加热控制方法的一个实施例的流程图。其中，加热控制方法用于上述加热控制装置，并包括下列步骤：
S1：确定风速等级；
S2：根据风速等级确定最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T；
S3：获取电机转速，并根据出风口温度与环境温度来计算出风口温升Tr；
S4：将目标温升T和出风口温升Tr进行比较；以及
S5：调整电机转速，并返回至步骤S1。
可选地，在步骤S1中，通过检测周边空气质量来确定风速等级，或由用户手动选择风速等级。
可选地，在步骤S2中，通过风速等级来查表确定最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T。
可选地，步骤S3还包括将电机转速N与最大电机转速Nmax和最小电机转速Nmin进行比较，如果电机转速N并不位于最大电机转速Nmax与最小电机转速Nmin之间，则返回至步骤S1。
可选地，在步骤S3中，出风口温升Tr根据以下方法来确定：感测环境温度T1和出风口温度T2，环境温度T1和出风口温度T2之差即为出风口温升Tr。
可选地，在步骤S4中，如果出风口温升Tr小于目标温升T，则使电机转速降低第一预定值，直到电机转速降低至最小电机转速Nmin。
可选地，第一预定值设定为小于电机转速与最小电机转速Nmin之差，使电机转速不会减小至低于最小电机转速Nmin。例如，第一预定值可为电机转速与最小电机转速Nmin之差的三分之一，五分之一或十分之一等，或第一预定值可为固定值。
可选地，如果在电机转速降低至最小电机转速Nmin之后出风口温升Tr仍然小于目标温升T，则保持电机转速为最小电机转速Nmin。
可选地，在步骤S4中，如果出风口温升Tr大于目标温升T，则使电机转速提高第二预定值，直到电机转速增加至最大电机转速Nmax。
可选地，第二预定值设定为小于最大电机转速Nmax与电机转速N之差，使电机转速不会增大至超过最大电机转速Nmax。例如，第二预定值可为最大电机转速Nmax与电机转速N之差的三分之一，五分之一或十分之一等，或第二预定值可为固定值。
可选地，如果在电机转速增大至最大电机转速Nmax之后出风口温升Tr仍然大于目标温升T，则保持电机转速为最大电机转速Nmax。
可选地，在步骤S4中，如果出风口温升Tr等于目标温升T，则不改变电机转速。
可选地，在步骤S5中，如果加热组件被关闭，则将电机转速设定为当前风速等级下的最大电机转速Nmax。
在使用中，控制器140周期性地执行上文所记载的加热控制方法，从而不断地调整电机110的转速。电机110的转速直接决定了风道130中的风速，并且改变加热组件120的温度和阻抗，从而达到优化加热组件120功耗的目的。
具体而言，在上述步骤S4中，如果出风口温升Tr小于目标温升T，则降低电机110的转速，导致风道130内的空气流动速度下降，加热组件120的散热速度也随之下降，因此，加热组件120的温度升高，风道130内流经加热组件120的空气温度随之升高，从而提高出风口温升Tr。如果出风口温升Tr仍未到达预定值，则电机110的转速可以继续降低，直到达到当前风速等级下的最小电机转速Nmin(在最小电机转速Nmin与电机转速N之差是第一预定值的整数倍的情况下)或最接近最小电机转速Nmin的转速(在最小电机转速Nmin与电机转速N之差不是第一预定值的整数倍的情况下)。最小电机转速Nmin可以保证流经风道130的风速不低于预定值，从而满足净化能力需求。
如果出风口温升Tr大于目标温升T，则提高电机110的转速，导致风道130内的空气流动速度增大，加热组件120的散热速度也随之增大，因此，加热组件120的温度降低，风道130内流经加热组件120的空气温度随之降低，从而降低出风口温升Tr。如果出风口温升Tr仍未到达预定值，则电机110的转速可以继续增大，直到达到当前风速等级下的最大电机转速Nmax(在最大电机转速Nmax与电机转速N之差是第二预定值的整数倍的情况下)或最接近最大电机转速Nmax的转速(在最大电机转速Nmax与电机转速N之差不是第二预定值的整数倍的情况下)。最大电机转速Nmax可以保证足够的净化效率。
通过采用本发明的加热控制装置和方法，可以有效地调整空气净化器的出风温度，提高用户体验，并且降低能耗，避免功耗的大幅波动，提高了安全性。
本说明书参考附图来公开本发明，并且还使本领域中的技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本发明的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本发明请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (13)

1.一种加热控制装置，其特征在于，包括：电机，其设置在风道内；加热组件，其设置在所述风道内；控制器，其与所述电机及所述加热组件电性连接；第一温度传感器，其配置为感测环境温度；第二温度传感器，其设置在所述风道的出风口处并且配置为感测所述出风口处的温度；以及空气质量传感器，其配置为感测环境空气质量，其中，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器及所述空气质量传感器与所述控制器电性连接；
其中，所述控制器包括：风速等级确定单元，其根据所述空气质量传感器所感测到的空气质量参数来确定风速等级；参数确定单元，其根据所述风速等级确定最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T；出风口温升计算单元，其根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的感测数据来计算出风口温升Tr；以及转速调节单元，其配置为设定所述电机的转速。
2.根据权利要求1所述的加热控制装置，其特征在于，还包括供用户手动选择风速等级的风速等级选择器。
3.根据权利要求1所述的加热控制装置，其特征在于，所述最大电机转速Nmax配置为使环境空气质量能够在第一预定时间内净化至预定空气质量水平，且所述最小电机转速Nmin配置为使环境空气质量能够在第二预定时间内净化至预定空气质量水平。
4.根据权利要求3所述的加热控制装置，其特征在于，所述第二预定时间比所述第一预定时间长5-10%。
5.根据权利要求2所述的加热控制装置，其特征在于，所述加热组件120为PTC陶瓷加热组件。
6.一种加热控制方法，其用于根据权利要求1-5中任一项所述的加热控制装置，其特征在于，包括下列步骤：
S1：确定风速等级；
S2：根据风速等级确定最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T；
S3：获取电机转速N，并根据出风口温度与环境温度来计算出风口温升Tr；
S4：将目标温升T和出风口温升Tr进行比较；以及
S5：调整电机转速，并返回至步骤S1。
7.根据权利要求6所述的加热控制方法，其特征在于，在步骤S1中，通过检测周边空气质量来确定风速等级，或由用户手动选择风速等级。
8.根据权利要求6的加热控制方法，其特征在于，在步骤S2中，通过风速等级来确定最大电机转速Nmax、最小电机转速Nmin和目标温升T。
9.根据权利要求6所述的加热控制方法，其特征在于，在步骤S3中，出风口温升Tr根据以下方法来确定：感测环境温度T1和出风口温度T2，环境温度T1和出风口温度T2之差即为出风口温升Tr。
10.根据权利要求6所述的加热控制方法，其特征在于，在步骤S4中，如果出风口温升Tr小于目标温升T，则使电机转速降低第一预定值，如果出风口温升Tr仍未到达预定值，则电机转速继续降低，在最小电机转速Nmin与电机转速N之差是第一预定值的整数倍的情况下，电机转速将继续降低至最小电机转速Nmin，在最小电机转速Nmin与电机转速N之差不是第一预定值的整数倍的情况下，电机转速将继续降低至最接近最小电机转速Nmin的转速；如果在电机转速降低至最小电机转速Nmin或最接近最小电机转速Nmin的转速之后出风口温升Tr仍然小于目标温升T，则保持电机转速为最小电机转速Nmin。
11.根据权利要求6所述的加热控制方法，其特征在于，在步骤S4中，如果出风口温升Tr大于目标温升T，则使电机转速提高第二预定值，如果出风口温升Tr仍未到达预定值，则电机转速继续增大，在最大电机转速Nmax与电机转速N之差是第二预定值的整数倍的情况下，电机转速将继续增大至最大电机转速Nmax，在最大电机转速Nmax与电机转速N之差不是第二预定值的整数倍的情况下，电机转速将继续增大至最接近最大电机转速Nmax的转速；如果在电机转速增大至最大电机转速Nmax或最接近最大电机转速Nmax的转速之后出风口温升Tr仍然大于目标温升T，则保持电机转速为最大电机转速Nmax。
12.根据权利要求10或11所述的加热控制方法，其特征在于，在步骤S4中，如果出风口温升Tr等于目标温升T，则不改变电机转速。
13.根据权利要求6所述的加热控制方法，其特征在于，在步骤S5中，如果加热组件被关闭，则将电机转速设定为当前风速等级下的最大电机转速Nmax。
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