CN112696736A - 杀菌自适应控制方法和空调器 - Google Patents

杀菌自适应控制方法和空调器 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种杀菌自适应控制方法和空调器，涉及空调技术领域。杀菌自适应控制方法包括计算出UVC‑LED模块的衰减率ε；根据衰减率ε，控制UVC‑LED模块启停以及正负离子杀菌模块的开启时长。空调器的控制模块用于执行杀菌自适应控制方法。杀菌自适应控制方法和空调器能够使空调器保证达到标称的杀菌率，维护用户健康，同时，延长UVC‑LED模块的寿命，减少更换UVC‑LED模块的次数，提升用户经济性。

Description

杀菌自适应控制方法和空调器
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种杀菌自适应控制方法和空调器。
背景技术
随着近几年流感病毒的频发，人们对杀菌功能的需要越来越大，具有杀菌功能的空调不断得到用户的认可，但随着UVC-LED模块使用时间的累计和本身温度的升高，其性能会衰减，导致杀菌率在规定时间内会降低，达不到空调器标称的杀菌率，如果通过增加单次开启UVC-LED模块使用的时间，提高杀菌率，达到空调器标称的杀菌率，会降低UVC-LED模块的寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有空调器的UVC-LED模块的性能在使用过程中会衰减，导致在规定时间内达不到空调器标称的杀菌率，如果延长单次开启UVC-LED模块的时长，又会降低UVC-LED模块的寿命。
第一方面，本发明提供一种杀菌自适应控制方法，杀菌自适应控制方法包括：
计算出UVC-LED模块的衰减率ε；
根据衰减率ε，控制UVC-LED模块启停以及正负离子杀菌模块的开启时长。
这样，通过计算出UVC-LED模块的衰减率ε，控制UVC-LED模块启停以及正负离子杀菌模块的开启时长，使UVC-LED模块与正负离子杀菌模块配合使用，避免空调器达不到标称的杀菌率，维护用户健康，同时，也避免单次开启UVC-LED模块的时间过长，保证UVC-LED模块的寿命，减少更换UVC-LED模块的次数，提升用户经济性。
在可选的实施方式中，根据衰减率ε，控制UVC-LED模块启停以及正负离子杀菌模块的开启时长t3的步骤包括：
比较衰减率ε与第一阈值a1、第二阈值a2的大小关系，控制UVC-LED模块启停以及正负离子杀菌模块的开启时长，其中，a1<a2。
在可选的实施方式中，根据衰减率ε，控制UVC-LED模块启停以及正负离子杀菌模块的开启时长t3的步骤包括：
当ε≤a1时，控制UVC-LED模块开启、正负离子杀菌模块关闭；
当a1<ε<a2时，控制UVC-LED模块开启、正负离子杀菌模块开启第一时长t1；
当a2≤ε时，控制UVC-LED模块关闭、正负离子杀菌模块开启第二时长t2。
这样，在UVC-LED模块的衰减率ε较小的情况下，可以只开启UVC-LED模块，不开启正负离子杀菌模块，在UVC-LED模块的衰减率ε较大的情况下，可以少开启、甚至不开启UVC-LED模块，多开启正负离子杀菌模块，不仅能够保证达到空调器标称的杀菌率，还能够保证UVC-LED模块的寿命。
在可选的实施方式中，第一时长t1的计算公式为：
t1＝ε*t0
式中，t0为空调器单独开启正负离子杀菌模块时杀菌率达到η的测试时长。
在可选的实施方式中，第二时长t2的计算公式为：
t2＝(μ/η)*t0
式中，t0为空调器单独开启正负离子杀菌模块时杀菌率达到η的测试时长，η为空调模块的风档调到最大档时单独开启UVC-LED模块预设时长t3的杀菌率，μ为空调器达到标称杀菌率时细菌的残存率。
通过以上公式计算出第一时长t1和第二时长t2，能够精准确定正负离子杀菌模块的开启时长，有效达到标称的杀菌率以及保证UVC-LED模块的寿命的效果。
在可选的实施方式中，衰减率ε的计算公式为：
ε＝(y0-yt)/y0
式中，y0为UVC-LED模块初始辐射通量，yt为UVC-LED模块已累计使用时长t后的辐射通量。
在可选的实施方式中，UVC-LED模块的辐射通量y的计算公式为：
y＝a*eb*t+c*ed*T
式中，T为UVC-LED模块的温度，e为自然对数的底，a、b、c、d为采用Matlab形成的衰减曲线的表达式的系数。
通过以上公式计算出衰减率ε，能够准确反映UVC-LED模块的实际工作性能，有效达到标称的杀菌率以及保证UVC-LED模块的寿命的效果。
第二方面，本发明提供一种空调器，空调器包括：
UVC-LED模块；
正负离子杀菌模块；
控制模块，用于根据UVC-LED模块的衰减率ε，控制UVC-LED模块启停以及正负离子杀菌模块的开启时长。
在可选的实施方式中，控制模块中存储有第一阈值a1和第二阈值a2，其中，a1<a2，控制模块用于当ε≤a1时制UVC-LED模块开启、正负离子杀菌模块关闭；当a1<ε<a2时控制UVC-LED模块开启、正负离子杀菌模块开启第一时长t1；当a2≤ε时控制UVC-LED模块关闭、正负离子杀菌模块开启第二时长t2。
在可选的实施方式中，空调器还包括：
细菌浓度检测模块，用于实时检测环境中的细菌浓度，其中，控制模块用于根据环境中的细菌浓度，计算出杀菌率；
计时模块，用于统计出单独开启正负离子杀菌模块时杀菌率达到η的测试时长t0；
其中，控制模块用于根据t0和ε，计算出t1。
这样，空调器不仅能够保证达到空调器标称的杀菌率，还能够保证UVC-LED模块的寿命。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的空调器的组成框图；
图2为本发明第一实施例提供的空调器的工作流程图；
图3为本发明第二实施例提供的杀菌自适应控制方法的流程图。
附图标记说明：
1-空调器；2-空调模块；3-UVC-LED模块；4-正负离子杀菌模块；5-细菌浓度检测模块；6-计时模块；7-温度检测模块；8-控制模块。
具体实施方式
现有的空调器一般采用UVC-LED模块实现杀菌功能，但随着UVC-LED模块使用时间的累计和本身温度的升高，其性能会衰减，导致杀菌率在规定时间内会降低，达不到空调器标称的杀菌率，如果通过增加单次开启UVC-LED模块使用的时间，提高杀菌率，达到空调器标称的杀菌率，会降低UVC-LED模块的寿命。因此，本实施例提供一种杀菌自适应控制方法和空调器，以解决上述技术问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
第一实施例
请参阅图1，本实施例提供一种空调器1，这里的空调器1主要指室内机，空调器1包括空调模块2以及安装在空调模块2上的UVC-LED模块3、正负离子杀菌模块4、细菌浓度检测模块5、计时模块6、温度检测模块7、控制模块8。
其中，空调模块2主要包括室内机的通用的零件，例如蒸发器、风扇灯。UVC-LED模块3用于发出紫外线对吹入室内的空气进行消毒杀菌，UVC-LED模块3可以采用UVC3-LED灯珠串联形成，UVC3-LED灯珠就是灭菌紫外线二极管。正负离子杀菌模块4用于发出正负离子对吹入室内的空气进行消毒杀菌，正负离子杀菌模块4可以采用正负离子发生器。细菌浓度检测模块5用于实时检测环境中的细菌浓度，细菌浓度检测模块5可以采用细菌浓度检测仪。计时模块6用于统计UVC-LED模块3和正负离子杀菌模块4的工作时长。温度检测模块7用于检测UVC-LED模块3的温度，温度检测模块7可以采用温度传感器。
控制模块8与空调模块2、UVC-LED模块3、正负离子杀菌模块4、细菌浓度检测模块5、计时模块6、温度检测模块7电连接，控制模块8用于控制空调模块2的工作状态，还用于接收细菌浓度检测模块5和计时模块6的信息，并控制UVC-LED模块3和正负离子杀菌模块4的启停。
请参阅图2，空调器1的具体工作流程如下：
S1：启动空调器1。
S2：控制模块8判断是否已开启杀菌功能。若用户未开启杀菌功能，则保持空调器1的常规工作状态，若用户开启了杀菌功能，则进行S3。
其中，开启杀菌功能的指令可以由空调器1的遥控器发出，也可以由空调器1的控制面板发出，也可以由空调器1在满足一定条件下、自动启动灭菌功能。
本实施例中，在控制模块8的程序中设置有S2，使空调器1的杀菌功能为手动模式，在其它实施例中，可以在控制模块8的程序中设置，在空调器1启动之后，空调器1自动启动杀菌功能，并自动进行S3。
S3：控制模块8计算出UVC-LED模块3的衰减率ε。
首先，控制模块8中存储有UVC-LED模块3的辐射通量y随时间变化的衰减曲线的表达式：
y＝a*eb*t+c*ed*T
式中，t为UVC-LED模块3已累计使用时长，由计时模块6统计得出。T为UVC-LED模块3的温度，由温度检测模块7检测得到。e为自然对数的底，a、b、c、d为采用Matlab形成的衰减曲线的表达式的系数。也就是说，根据实验数据，采用Matlab拟合UVC-LED模块3的辐射通量y随时间和UVC-LED模块3的温度变化形成衰减曲线，从而得到衰减曲线的表达式。
在其它实施例中，也可以采用其它模型得出衰减曲线的表达式，例如采用统计分析模型，得出衰减曲线的表达式。
其次，按照国标进行杀菌率测试，可以将空调模块2的风档调到最大档，并测试预设时长t3，其中，预设时长t3的取值范围可以是：0.25h≤t3≤2h，得到单独开启UVC-LED模块3的杀菌率达到η。其中，细菌浓度检测模块5实时检测环境中的细菌浓度，控制模块8根据细菌浓度即可计算出UVC-LED模块3的杀菌率或者正负离子杀菌模块4的杀菌率。
然后，单独开启正负离子杀菌模块4，并得出单独开启正负离子杀菌模块4时杀菌率达到η的测试时长t0，可以由计时模块6统计得出。
最后，控制模块8根据衰减曲线的表达式，计算出UVC-LED模块3的衰减率ε，其中，衰减率ε的计算公式为：
ε＝(y0-yt)/y0
式中，y0为UVC-LED模块3初始辐射通量，yt为UVC-LED模块3已累计使用时长t后的辐射通量。
这样，通过以上公式计算出衰减率ε，能够准确反映UVC-LED模块3的实际工作性能，有效达到标称的杀菌率以及保证UVC-LED模块3的寿命的效果。
接下来，控制模块8根据衰减率ε，控制UVC-LED模块3启停以及正负离子杀菌模块4的开启时长。具体控制策略如下：
S4：控制模块8比较衰减率ε与第一阈值a1、第二阈值a2的大小关系，再控制UVC-LED模块3启停以及正负离子杀菌模块4的开启时长，其中，a1<a2，a1的取值可以是10％，a2的取值可以是50％。具体可以分为以下三种情况。
S51：当ε≤a1时，控制UVC-LED模块3开启、正负离子杀菌模块4关闭。
S52：当a1<ε<a2时，控制UVC-LED模块3开启、正负离子杀菌模块4开启第一时长t1。其中，第一时长t1的计算公式为：
t1＝ε*t0
式中，t0为空调器1单独开启正负离子杀菌模块4时杀菌率达到η的测试时长。
S53：当a2≤ε时，控制UVC-LED模块3关闭、正负离子杀菌模块4开启第二时长t2。其中，第二时长t2的计算公式为：
t2＝(μ/η)*t0
式中，t0为空调器1单独开启正负离子杀菌模块4时杀菌率达到η的测试时长，μ为空调器1达到标称杀菌率时细菌的残存率。
这样，在UVC-LED模块3的衰减率ε较小的情况下，可以只开启UVC-LED模块3，不开启正负离子杀菌模块4，在UVC-LED模块3的衰减率ε较大的情况下，可以少开启、甚至不开启UVC-LED模块3，多开启正负离子杀菌模块4，不仅能够保证达到空调器1标称的杀菌率，还能够保证UVC-LED模块3的寿命。
而且，通过以上公式计算出第一时长t1和第二时长t2，能够精准确定正负离子杀菌模块4的开启时长，有效达到标称的杀菌率以及保证UVC-LED模块3的寿命的效果。
在其它实施例中，还可以采用其它计算公式计算出第一时长t1和第二时长t2，只要是依据以下规律：UVC-LED模块3的衰减率ε越大，UVC-LED模块3开启时长越短，正负离子杀菌模块4开启时长越长，这些变形的公式应该都属于本申请的技术构思。
本实施例提供的空调器1的有益效果包括：
通过计算出UVC-LED模块3的衰减率ε，控制UVC-LED模块3启停以及正负离子杀菌模块4的开启时长，使UVC-LED模块3与正负离子杀菌模块4配合使用，避免空调器1达不到标称的杀菌率，维护用户健康，同时，也避免单次开启UVC-LED模块3的时间过长，保证UVC-LED模块3的寿命，减少更换UVC-LED模块3的次数，提升用户经济性。
第二实施例
请参阅图3，本实施例提供一种杀菌自适应控制方法(以下简称：“方法”)，该方法采用了UVC-LED模块和正负离子杀菌模块实现对室内空气进行消毒杀菌的功能，这里的UVC-LED模块和正负离子杀菌模块可以集成在空调器中，成为空调器的组成部分，也可以相对于空调器独立存在，只是与空调器配合使用。该方法包括以下步骤：
S21：计算出UVC-LED模块的衰减率ε。
其中，衰减率ε的计算公式为：
ε＝(y0-yt)/y0
式中，y0为UVC-LED模块初始辐射通量，yt为UVC-LED模块已累计使用时长t后的辐射通量。这样，通过以上公式计算出衰减率ε，能够准确反映UVC-LED模块的实际工作性能，有效达到标称的杀菌率以及保证UVC-LED模块的寿命的效果。
其中，采用Matlab拟合UVC-LED模块的辐射通量y随时间和UVC-LED模块的温度变化形成衰减曲线，从而得到衰减曲线的表达式：
y＝a*eb*t+c*ed*T
式中，t为UVC-LED模块已累计使用时长，T为UVC-LED模块的温度，e为自然对数的底，a、b、c、d为采用Matlab形成的衰减曲线的表达式的系数。在其它实施例中，也可以采用其它模型得出衰减曲线的表达式，例如采用统计分析模型，得出衰减曲线的表达式。
S22：根据衰减率ε，控制UVC-LED模块启停以及正负离子杀菌模块的开启时长。
其中，通过比较衰减率ε与第一阈值a1、第二阈值a2的大小关系，控制UVC-LED模块启停以及正负离子杀菌模块的开启时长，其中，a1<a2，a1的取值可以是10％，a2的取值可以是50％。具体策略如下：
当ε≤a1时，控制UVC-LED模块开启、正负离子杀菌模块关闭。
当a1<ε<a2时，控制UVC-LED模块开启、正负离子杀菌模块开启第一时长t1。其中，第一时长t1的计算公式为：
t1＝ε*t0
式中，t0为空调器单独开启正负离子杀菌模块时杀菌率达到η的测试时长。
其中，按照国标进行杀菌率测试，可以将空调模块的风档调到最大档，并测试预设时长t3，其中，预设时长t3的取值范围可以是：0.25h≤t3≤2h，得到单独开启UVC-LED模块的杀菌率达到η。
当a2≤ε时，控制UVC-LED模块关闭、正负离子杀菌模块开启第二时长t2。其中，第二时长t2的计算公式为：
t2＝(μ/η)*t0
式中，t0为空调器单独开启正负离子杀菌模块时杀菌率达到η的测试时长，μ为空调器达到标称杀菌率时细菌的残存率。
这样，在UVC-LED模块的衰减率ε较小的情况下，可以只开启UVC-LED模块，不开启正负离子杀菌模块，在UVC-LED模块的衰减率ε较大的情况下，可以少开启、甚至不开启UVC-LED模块，多开启正负离子杀菌模块，不仅能够保证达到空调器标称的杀菌率，还能够保证UVC-LED模块的寿命。而且，通过以上公式计算出第一时长t1和第二时长t2，能够精准确定正负离子杀菌模块的开启时长，有效达到标称的杀菌率以及保证UVC-LED模块的寿命的效果。
在其它实施例中，还可以采用其它计算公式计算出第一时长t1和第二时长t2，只要是依据以下规律：UVC-LED模块的衰减率ε越大，UVC-LED模块开启时长越短，正负离子杀菌模块开启时长越长，这些变形的公式应该都属于本申请的技术构思。
本实施例提供的杀菌自适应控制方法的有益效果包括：
通过计算出UVC-LED模块的衰减率ε，控制UVC-LED模块启停以及正负离子杀菌模块的开启时长，使UVC-LED模块与正负离子杀菌模块配合使用，避免空调器达不到标称的杀菌率，维护用户健康，同时，也避免单次开启UVC-LED模块的时间过长，保证UVC-LED模块的寿命，减少更换UVC-LED模块的次数，提升用户经济性。
以上实施例提供的杀菌自适应控制方法和空调器的核心在于：首先，在具有UVC-LED模块的基础上，增设正负离子杀菌模块，二者配合使用；其次，如果在UVC-LED模块的衰减率ε越大，则控制UVC-LED模块开启时长越短，正负离子杀菌模块开启时长越长，保证达到空调器标称的杀菌率，还保证UVC-LED模块的寿命。采用这一核心的技术都应该属于本申请要求保护的范围。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种杀菌自适应控制方法，其特征在于，所述杀菌自适应控制方法包括：计算出UVC-LED模块(3)的衰减率ε；
根据所述衰减率ε，控制所述UVC-LED模块(3)启停以及正负离子杀菌模块(4)的开启时长。
2.根据权利要求1所述的杀菌自适应控制方法，其特征在于，所述根据所述衰减率ε，控制所述UVC-LED模块(3)启停以及正负离子杀菌模块(4)的开启时长t3的步骤包括：
比较所述衰减率ε与第一阈值a1、第二阈值a2的大小关系，控制所述UVC-LED模块(3)启停以及正负离子杀菌模块(4)的开启时长，其中，a1<a2。
3.根据权利要求2所述的杀菌自适应控制方法，其特征在于，所述根据所述衰减率ε，控制所述UVC-LED模块(3)启停以及正负离子杀菌模块(4)的开启时长t3的步骤包括：
当ε≤a1时，控制所述UVC-LED模块(3)开启、所述正负离子杀菌模块(4)关闭；
当a1<ε<a2时，控制所述UVC-LED模块(3)开启、所述正负离子杀菌模块(4)开启第一时长t1；
当a2≤ε时，控制所述UVC-LED模块(3)关闭、所述正负离子杀菌模块(4)开启第二时长t2。
4.根据权利要求3所述的杀菌自适应控制方法，其特征在于，所述第一时长t1的计算公式为：
t1＝ε*t0
式中，t0为空调器单独开启所述正负离子杀菌模块(4)时杀菌率达到η的测试时长。
5.根据权利要求3所述的杀菌自适应控制方法，其特征在于，所述第二时长t2的计算公式为：
t2＝(μ/η)*t0
式中，t0为空调器单独开启所述正负离子杀菌模块(4)时杀菌率达到η的测试时长，η为空调模块的风档调到最大档时单独开启UVC-LED模块(3)预设时长t3的杀菌率，μ为空调器达到标称杀菌率时细菌的残存率。
6.根据权利要求1所述的杀菌自适应控制方法，其特征在于，所述衰减率ε的计算公式为：
ε＝(y0-yt)/y0
式中，y0为所述UVC-LED模块(3)初始辐射通量，yt为所述UVC-LED模块(3)已累计使用时长t后的辐射通量。
7.根据权利要求6所述的杀菌自适应控制方法，其特征在于，所述UVC-LED模块(3)的辐射通量y的计算公式为：
y＝a*eb*t+c*ed*T
式中，T为所述UVC-LED模块(3)的温度，e为自然对数的底，a、b、c、d为采用Matlab形成的衰减曲线的表达式的系数。
8.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括：
UVC-LED模块(3)；
正负离子杀菌模块(4)；
控制模块(8)，用于根据所述UVC-LED模块(3)的衰减率ε，控制所述UVC-LED模块(3)启停以及正负离子杀菌模块(4)的开启时长。
9.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于，所述控制模块(8)中存储有第一阈值a1和第二阈值a2，其中，a1<a2，所述控制模块(8)用于当ε≤a1时制所述UVC-LED模块(3)开启、所述正负离子杀菌模块(4)关闭；当a1<ε<a2时控制所述UVC-LED模块(3)开启、所述正负离子杀菌模块(4)开启第一时长t1；当a2≤ε时控制所述UVC-LED模块(3)关闭、所述正负离子杀菌模块(4)开启第二时长t2。
10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括：
细菌浓度检测模块(5)，用于实时检测环境中的细菌浓度，其中，所述控制模块(8)用于根据环境中的细菌浓度，计算出杀菌率；
计时模块(6)，用于统计出单独开启所述正负离子杀菌模块(4)时杀菌率达到η的测试时长t0；
其中，所述控制模块(8)用于根据所述t0和所述ε，计算出t1。
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