CN109084442A - 一种母婴空调控制方法和具有母婴模式的空调器 - Google Patents

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Abstract

母婴空调控制方法包括：母婴模式下；采样实时室外环境温度和室外机换热器蒸发温度；判定是否满足结霜条件：若满足，则第一计时器启动；判定在第一计时器的有效计时周期内，是否始终满足结霜条件；若满足，则判定结霜条件延续时间是否满足设定条件；若结霜条件延续时间满足所述设定条件，则执行除霜控制：四通阀换向，电子膨胀阀以设定速度开阀直至全开状态，室内风机工作在低风档位，压缩机以对应低风档位的限制频率为目标频率运行；判定是否不再满足结霜条件；若不再满足，则第二计时器启动；判定有效计时周期内是否始终不满足结霜条件；若始终不满足结霜条件，则退出除霜控制。还公开一种具有母婴模式的空调器。具有智能化程度高的优点。

Description

一种母婴空调控制方法和具有母婴模式的空调器
技术领域
本发明涉及空气调节设备技术领域，尤其涉及一种母婴空调控制方法，以及具有母婴模式的空调器。
背景技术
2016年全年，我国新生儿分娩数为1846万人，是2000年以来出生人口最高的年份。母婴人群也越来越成为备受社会关注的特殊群体。传统的母婴空调控制方法，是针对普通成年人的使用需求而制定的。其中并未考虑到母婴人群抵抗力较差、对环境敏感等更严苛的使用需求。
在细分市场的发展趋势下，逐渐有针对母婴人群的空调器上市。其设计要点集中在健康性方面，要求母婴空调具备除菌抗菌功能。当家中有人感冒时，可以及时消除空气中的流感病毒，避免母婴人群感冒。此外，设置母婴空调具备自清洁功能，可以清除蒸发器上积存的细菌污垢，不留卫生死角。部分母婴空调还增加了定制空调模式，睡眠曲线根据婴儿习惯生成，提高智能化程度。但是，在上述控制方式中，并未考虑到空调自身运行状态对室内环境的影响。在制热模式下，空调器会在达到除霜设定条件后进行除霜，除霜操作相当于短时进入制冷模式。在这种状态下，空调房间的热量会出现明显的损失。对于普通成年人来说，这种温度波动可能仅仅会对舒适性造成影响。而对于母婴人群来说，则可能导致呼吸系统疾病的发生。 从而导致母婴空调的除菌抗菌功能被削弱。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开一种母婴空调控制方法。包括以下步骤：
S1. 空调器运行在制热工况并设定进入母婴模式；
S2. 采样实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2；
S3. 判定实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2是否满足以下任意一项结霜条件：
A.当实时室外环境温度t1≥ts1时，室外机换热器蒸发温度t2满足t2≤- ts2；
B.当实时室外环境温度t1<ts1时，室外机换热器蒸发温度t2 满足t2 <-(｜t1｜+ ts2）；
其中，ts1为第一设定温度，ts2为第二设定温度；
S4. 如果实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2满足上述任意一个结霜条件，则第一计时器启动；
S5. 判定在第一计时器的有效计时周期T1内，实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2是否始终满足结霜条件；
S6. 如果在有效计时周期T1内始终满足结霜条件，则判定结霜条件延续时间是否满足设定条件；
S7. 如果结霜条件延续时间满足所述设定条件，则执行除霜控制：控制四通阀换向，电子膨胀阀以设定速度开阀直至全开状态，控制室内风机工作在低风档位，控制压缩机以对应低风档位的限制频率为目标频率运行；
S8. 判定在当前室外环境温度条件下，室外机换热器蒸发温度t2是否不再满足结霜条件；
S9. 如果不再满足结霜条件，则第二计时器启动；
S10. 判定在第二计时器的有效计时周期T2内室外机换热器蒸发温度t2是否始终不满足结霜条件；
S11. 如果始终不满足结霜条件，则退出除霜控制。
通过本发明所公开的母婴空调控制方法，可以在母婴模式下实现除霜过程的精细化控制，准确捕捉除霜时机，智能化调整除霜控制时的压缩机目标运行频率，避免空调房间温度、湿度的波动。
同时还公开一种具有母婴模式的空调器，采用母婴空调控制方法。 母婴空调控制方法包括以下步骤：
S1. 空调器运行在制热工况并设定进入母婴模式；
S2. 采样实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2；
S3. 判定实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2是否满足以下任意一项结霜条件：
A.当实时室外环境温度t1≥ts1时，室外机换热器蒸发温度t2满足t2≤- ts2；
B.当实时室外环境温度t1<ts1时，室外机换热器蒸发温度t2 满足t2 <-(｜t1｜+ ts2）；
其中，ts1为第一设定温度，ts2为第二设定温度；
S4. 如果实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2满足上述任意一个结霜条件，则第一计时器启动；
S5. 判定在第一计时器的有效计时周期T1内，实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2是否始终满足结霜条件；
S6. 如果在有效计时周期T1内始终满足结霜条件，则判定结霜条件延续时间是否满足设定条件；
S7. 如果结霜条件延续时间满足所述设定条件，则执行除霜控制：控制四通阀换向，电子膨胀阀以设定速度开阀直至全开状态，控制室内风机工作在低风档位，控制压缩机以对应低风档位的限制频率为目标频率运行；
S8. 判定在当前室外环境温度条件下，室外机换热器蒸发温度t2是否不再满足结霜条件；
S9. 如果不再满足结霜条件，则第二计时器启动；
S10. 判定在第二计时器的有效计时周期T2内室外机换热器蒸发温度t2是否始终不满足结霜条件；
S11. 如果始终不满足结霜条件，则退出除霜控制。
本发明所公开的具有母婴模式的空调器具有智能化程度高的优点。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所公开的母婴空调控制方法一种具体实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示为本发明所公开的母婴空调控制方法第一种实施例的流程图。本发明所公开的控制方法应用于变频空调器。如图1所示，本发明所公开的母婴空调控制方法包括以下步骤：
S1，空调器室内机上电开机，用户通过遥控器、智能终端或远程控制输出设定信号，设定空调器运行在制热模式。如果用户未设定进入母婴模式，则在压缩机累计运行时长达到30分钟，同时满足压缩机连续运行1分钟以上且满足结霜条件时允许进入首次除霜。其中，如果用户未设定进入母婴模式，结霜条件采用现有技术中的惯用的结霜条件，在此不再赘述。在上述判定过程中，如果空调器进入制冷或除湿模式，则压缩机累计运行时间清零。但是空调器关机或感温器OFF，压缩机累计运行时间均不清零。如果是非首次除霜，则在满足压缩机累计运行时长达到30分钟，压缩机连续运行1分钟，与上次除霜控制的间隔时间大于45分钟且满足结霜条件时，允许进入除霜控制。除霜控制结束、空调器进入制冷或除湿模式时，压缩机累计运行时间清零。而空调器关机时，压缩机累计运行时间不清零，但关机后的时间不计入与上次除霜控制的间隔时间。30分钟和45分钟的设定时间可以根据实际机型进行调整。采用上述方式，在空调器的非母婴模式操作下，可以兼顾除霜需求和空调舒适程度，实时的换热器进行除霜。
如果用户设定进入母婴模式，则进一步对母婴模式下的除霜过程进行精细化控制，避免室内温度出现大幅度波动，对敏感人群形成良好的保护。
S2，在母婴模式中，采样实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2。其中，室外机换热器蒸发温度t2优选通过室外机换热器中间温度传感器采集。
S3，判定实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2是否满足以下任意一项结霜条件：
A.当实时室外环境温度t1≥ts1时，室外机换热器蒸发温度t2满足t2≤- ts2；
B.当实时室外环境温度t1<ts1时，室外机换热器蒸发温度t2 满足t2 <-(｜t1｜+ ts2）；
其中，ts1为第一设定温度，ts1为第二设定温度。优选的，第一设定温度ts1为0℃，第二设定温度ts2为2℃。即根据外部环境工况，准确地判定要保持的室外机换热器中间温度范围。
S4，如果实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2满足上述任意一个结霜条件，则第一计时器启动。第一计时器可以集成在空调器室内机控制器中，也可以采用一颗独立的定时电路。
S5，判定在第一计时器的有效计时周期T1内，实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2是否始终满足结霜条件。优选的，设定第一计时器的有效计时周期T1为2分钟。在2分钟的有效计时周期内，如果出现不满足结霜条件的情况，则第一计时器的计时清零。
S6，如果在2分钟的有效计时周期T1内，始终满足结霜条件，则进一步判定结霜条件延续时间是否满足设定条件。设定本步骤是为了精准捕捉除霜时机。
具体来说，如果结霜条件延续时间满足以下任意一个设定条件，则判定为结霜条件延续时间满足设定条件。
a. 自所述第一计时器的有效计时周期T1结束时始，实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2连续满足结霜条件的时长达到第一时长设定值Ts1；
b. 自所述第一计时器的有效计时周期T1结束时始，实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2累计满足结霜条件的时长达到第二时长设定值Ts2；
其中，第二时长设定值Ts2大于第一时长设定值Ts1。
当实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2连续满足结霜条件，且达到第一时长设定值Ts1时，认为室外盘管结霜的程度达到安全范围的上限阈值。此种条件下，室外机换热器蒸发温度t2的波动小，结霜厚度达到临界点，需要对其除霜。优选的，设定第一时长设定值Ts1为30分钟，即除霜控制开始相对较快，间隔周期较短。而如果在第一时长设定值Ts1中，并不连续满足结霜条件，则认为室外盘管结霜程度与安全范围的上限阈值还存在一定的可控范围，此种条件下，室外机换热器蒸发温度t2还存在一定波动。以空调房间的舒适度为优先控制对象，自第一计时器的有效周期T1结束时始，计算室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2满足结霜条件的累计时长，室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2的累计时长满足结霜条件的第二时长设定值Ts2时，认为室外盘管的霜层厚度达到临界值，进行除霜控制。优选的，设定第二时长设定值Ts2为120分钟。相对来说，除霜控制开始的相对较晚，间隔周期较长。
S7，若满足所述设定条件，则执行除霜控制。具体来说，除霜控制包括以下步骤：控制四通阀换向，电子膨胀阀以设定速度开阀直至全开状态，控制室内风机工作在低风档位，控制压缩机以对应低风档位的限制频率为目标频率运行。限制频率可以设定为一个固定值。但优选采用以下方式生成。
具体来说，对应低风档位的限制频率优选通过以下步骤生成：
1) 判定实时室外环境温度t1所属的室外环境温度区间；
2) 调用低风风速权重ω；
3) 控制压缩机以第二限制频率f 2n为目标频率运行，所述第二限制频率f 2n=所属室外环境温度所对应的第一限制频率f 1n×低风风速权重ω。
其中，低风风速权重ω小于1，优选设定为（0.6，0.7）。
具体来说，判定实时室外环境温度t1所属室外环境温度区间实际上是对当前工况下室外环境与舒适环境的偏离程度的判定，以根据偏离程度控制压缩机的目标频率处于平衡的范围，降低除霜控制带来的空调房间的参数波动。
生成第一限制频率f 1n时包括以下步骤：
首先，根据实时室外环境温度t1所属的室外环境温度区间调用当前运行模式的额定运行频率f n。其中，额定运行频率f n是指空调器在当前运行模式中达到额定制冷量或额定制冷功率时的频率值。每一个室外环境温度区间对应的额定运行频率由专业技术人员在国家标准和制冷技术原理的指导下经过大量实验得到。需要说明的是，第一限制频率f 1n，第二限制频率f 2n和额定运行频率f n，以及下文限频系数k n中的n仅为区分描述各个室外环境温度区间对应的频率值或限频系数，其与室外环境温度区间对应，如为第一室外温度区间，则n为1，如为第二室外温度区间，则n为2，以此类推。其不具有实际意义。
其次，调用限频系数k n。在本实施例中，每一个划分出的室外环境温度区间对应一个限频系数k n。限频系数k n预先存储在空调器控制器的一个存储单元中。限频系数k n为压缩机满足噪音合格的最大频率f NL与额定运行频率f n的比值。其中，当前运行模式下压缩机满足噪音合格的最大频率通过噪音实验得到。预先计算出的限频系数k n转换为十六进制存储在空调器控制器的一个存储单元中以供随时调用。
第三，计算第一限制频率f 1n，所述第一限制频率f 1n=额定运行频率f n×限频系数k n。
S8，判定在当前室外环境温度条件下，室外机换热器蒸发温度t2是否不再满足结霜条件。步骤S8为除霜动作结束的判定条件。以优选值为例，如果实时室外环境温度t1≥0℃，室外机换热器蒸发温度t2 > -2℃；或者t1 <0℃，室外机换热器蒸发温度t2 ≥ -(｜t1｜+2）℃时，认为室外机换热器蒸发温度t2不再满足结霜条件。
S9. 若不再满足结霜条件，则第二计时器启动。
S10. 判定在第二计时器的有效计时周期T2内室外机换热器蒸发温度t2是否始终不满足结霜条件。优选有效计时周期T2为5分钟。
S11. 若始终不满足结霜条件，则表明化霜结束，退出除霜控制。
通过本发明上述实施例所公开的母婴空调控制方法，可以在母婴模式下实现除霜过程的精细化控制，准确捕捉除霜时机，智能化调整除霜控制时的压缩机目标运行频率，避免空调房间温度、湿度的波动。
为了实现对室内温度的补偿，在本发明所公开的母婴空调控制方法中还包括以下步骤：
在执行除霜控制时，空调控制器同时采样室内环境温度t3，判定室内环境温度t3是否满足补偿条件，若满足，则控制开启电加热；补偿条件为t3≤ts3，其中ts3为第三设定温度，ts3为20℃。
如果退出母婴模式，则除霜流程恢复至非母婴模式的除霜流程，具体除霜流程如步骤S1所述，在此不再赘述。
本发明同时还公开了一种具有母婴模式的空调器，采用上述实施例所公开的母婴空调控制方法。母婴空调控制方法的具体步骤参见上述实施例的详细描述和说明书附图的详细描绘，在此不再赘述。采用上述母婴空调控制方法的空调器可以达到相同的技术效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种母婴空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 空调器运行在制热工况并设定进入母婴模式；
S2. 采样实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2；
S3. 判定实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2是否满足以下任意一项结霜条件：
当实时室外环境温度t1≥ts1时，室外机换热器蒸发温度t2满足t2≤- ts2；
当实时室外环境温度t1<ts1时，室外机换热器蒸发温度t2 满足t2 <-(｜t1｜+ ts2）；
其中，ts1为第一设定温度，ts2为第二设定温度；
S4. 如果实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2满足上述任意一个结霜条件，则第一计时器启动；
S5. 判定在第一计时器的有效计时周期T1内，实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2是否始终满足结霜条件；
S6. 如果在有效计时周期T1内始终满足结霜条件，则判定结霜条件延续时间是否满足设定条件；
S7. 如果结霜条件延续时间满足所述设定条件，则执行除霜控制：控制四通阀换向、电子膨胀阀以设定速度开阀直至全开状态，控制室内风机工作在低风档位，控制压缩机以对应低风档位的限制频率为目标频率运行；
S8. 判定在当前室外环境温度条件下，室外机换热器蒸发温度t2是否不再满足结霜条件；
S9. 如果不再满足结霜条件，则第二计时器启动；
S10. 判定在第二计时器的有效计时周期T2内室外机换热器蒸发温度t2是否始终不满足结霜条件；
S11. 如果始终不满足结霜条件，则退出除霜控制。
2.根据权利要求1所述的母婴空调控制方法，其特征在于，在执行除霜控制的同时，采样室内环境温度t3，判定室内环境温度t3是否满足补偿条件，若满足，则控制开启电加热；补偿条件为t3≤ts3，其中ts3为第三设定温度。
3.根据权利要求2所述的母婴空调控制方法，其特征在于，步骤S6中，若结霜条件延续时间满足以下任意一个设定条件，则判定为结霜条件延续时间满足设定条件：
a. 自所述第一计时器的有效计时周期T1结束时始，实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2连续满足结霜条件的时长达到第一时长设定值Ts1；
b. 自所述第一计时器的有效计时周期T1结束时始，实时室外环境温度t1和室外机换热器蒸发温度t2累计满足结霜条件的时长达到第二时长设定值Ts2；
其中，第二时长设定值Ts2大于第一时长设定值Ts1。
4.根据权利要求3所述的母婴空调控制方法，其特征在于，控制压缩机工作在对应低风档位的限制频率包括以下步骤：
判定实时室内环境温度所属的室外环境温度区间并调用低风风速权重ω，控制压缩机以第二限制频率f 2n为目标频率运行，所述第二限制频率f 2n=所属室外环境温度所对应的第一限制频率f 1n×低风风速权重ω。
5.根据权利要求4所述的母婴空调控制方法，其特征在于，生成所述第一限制频率f 1n时包括以下步骤：
根据实时室外环境温度t1所属的室外环境温度区间调用对应的额定运行频率f n；
调用限频系数k n；
计算第一限制频率f 1n，所述第一限制频率f 1n=额定运行频率f n×限频系数k n。
6.根据权利要求5所述的母婴空调控制方法，其特征在于，
所述限频系数k n为压缩机满足噪音合格的最大频率f NL/额定运行频率f n的比值。
7.根据权利要求6所述的母婴空调控制方法，其特征在于，所述低风风速权重ω小于1。
8.根据权利要求7所述的母婴空调控制方法，其特征在于，所述室外机换热器蒸发温度T2通过室外机换热器中间温度传感器采集。
9.一种具有母婴模式的空调器，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的母婴空调控制方法。
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