CN114777308A - 一种空调器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调器及其控制方法,空调器包括室外机、压缩机、室内机、出风温度传感器、出风风速传感器和测距传感器;出风温度传感器和出风风速传感器分别用于检测室内机的出风温度和出风风速;测距传感器用于检测用户与室内机之间的用户距离;控制器被配置为根据出风温度、出风风速和用户距离计算与用户距离对应的气流带中心的标准有效温度;当标准有效温度超出预设的标准有效温度范围时,判断设定温差是否达到预设温差,根据判断结果控制风扇转速和压缩机的频率;当标准有效温度未超出预设的标准有效温度范围时,控制风扇转速和压缩机的频率保持不变。本发明通过对风温和风速联合控制,使得吹到用户身上的温度满足用户对温度舒适性的要求。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域,尤其涉及一种空调器及其控制方法。
背景技术
空调器是单一以温度作为控制目标,若用户需求空调的出风直接吹到用户身上时,当风速一定时,吹到用户身上的风温越低,人体感觉越凉。当吹到用户身上的温度一定时,风速越大,人体感觉越凉。这是因为人体实际感受的为风温和风速耦合后的感受,并不是单一温度产生的感受。
现有技术通过检测空调器的压缩机的运行频率和室内实际出风温度,将用户设置的出风温度和室内实际出风温度进行比较,根据比较结果和工作模式调整压缩机的运行频率,以实现对出风温度的控制。然而,从标准有效温度理论以及实际人体体验来说,仅控制出风温度有一定的缺陷,例如在风温较高,风速较大的情况下,人体实际感受到的温度反而比风温较低,风速较低时更冷,造成无法满足用户对温度舒适性的要求。
发明内容
本发明提供一种空调器及其控制方法,能够有效解决现有技术中直接控制空调器的出风温度无法满足用户对温度舒适性要求的问题。
本发明的第一实施例中提供的空调器,包括:
室外机,其内设压缩机用于压缩冷媒;
室内机,其内设出风温度传感器、出风风速传感器以及测距传感器;
所述出风温度传感器,用于检测所述室内机的出风温度;
所述出风风速传感器,用于检测所述室内机的出风风速;
所述测距传感器,用于检测用户与所述室内机出风口之间的用户距离;
控制器被配置为,根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度;
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围时,判断设定温差是否达到预设温差,根据判断结果控制风扇的转速以及所述压缩机的频率;
当所述标准有效温度未超出预设的标准有效温度范围时,控制风扇的转速以及所述压缩机的频率保持不变。
本发明的第二实施例中提供的空调器中,所述测距传感器还用于检测用户与所述室内机出风口之间的角度,则所述控制器还被配置为:
根据所述用户距离以及所述角度,控制所述室内机的气流控制机构运动,使所述室内机出风口的出风气流吹向用户所处位置。
本发明的第三实施例中提供的空调器中,所述根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度,具体包括:
根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速;
根据与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度。
本发明的第四实施例中提供的空调器中,所述控制器被配置为:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的下限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率保持不变;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率下降。
本发明的第五实施例中提供的空调器中,所述控制器被配置为:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的上限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率上升;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率保持不变。
本发明的第六实施例中提供的空调器的控制方法中,所述方法应用于包括室外机、压缩机、室内机、出风温度传感器、出风风速传感器、测距传感器以及控制器的空调器中,所述方法包括:
根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度;
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围时,判断设定温差是否达到预设温差,根据判断结果控制风扇的转速以及所述压缩机的频率;
当所述标准有效温度未超出预设的标准有效温度范围时,控制风扇的转速以及所述压缩机的频率保持不变。
本发明的第七实施例中提供的空调器的控制方法中,所述测距传感器还用于检测用户与所述室内机出风口之间的角度,则所述方法还包括:
根据所述用户距离以及所述角度,控制所述室内机的气流控制机构运动,使所述室内机出风口的出风气流吹向用户所处位置。
本发明的第八实施例中提供的空调器的控制方法中,所述根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度,具体包括:
根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速;
根据与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度。
本发明的第九实施例中提供的空调器的控制方法中,所述方法具体包括:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的下限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率保持不变;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率下降。
本发明的第十实施例中提供的空调器的控制方法中,所述方法具体包括:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的上限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率上升;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率保持不变。
相对于现有技术,本发明实施例提供的一种空调器及其控制方法的有益效果在于:由于人体实际感受到的温度为温、湿、风综合的真实体感感受,而标准有效温度就是以温、湿、风等参数为基础,反映实际温、湿、风在人体身上的真实感受。因此,本发明实施例引入标准有效温度表征用户实际感受到的温度,通过对风温和风速联合控制,使得吹到用户身上的标准有效温度不会太凉,满足用户对温度舒适性的要求。由于如果不考虑风速,单维度的控制风温,必然会降低空调制冷量的输出,从而导致房间达到设定温度的时间变长,甚至始终达不到设定温度。因此,本发明实施例通过对风温和风速联合控制,使得在整体房间温度达到舒适区间的基础上还不会大幅降低空调制冷量的输出。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种空调器的结构示意图;
图2是本发明一实施例中用户与室内机位置的主视图;
图3是本发明一实施例中用户与室内机位置的俯视图;
图4是本发明一实施例中空调出风气流带中心风速与距离的关系图;
图5是本发明一实施例中气流带中心的风温与送风距离的关系图;
图6是本发明一实施例中气流带中心的风速与送风距离的关系图;
图7是本发明一实施例中空调器的工作流程图;
图8是本发明一实施例提供的一种空调器的控制方法的流程示意图;
图9是本发明一实施例中计算出风气流带中心的标准有效温度的流程示意图。
具体实施方式
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作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。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1,图1是本发明一实施例提供的一种空调器的结构示意图。本发明实施例中提供的空调器,包括:
室外机1,其内设压缩机11用于压缩冷媒;
室内机2,其内设出风温度传感器21、出风风速传感器22以及测距传感器23;
所述出风温度传感器21,用于检测所述室内机2的出风温度;
所述出风风速传感器22,用于检测所述室内机2的出风风速;
所述测距传感器23,用于检测用户与所述室内机2出风口之间的用户距离;
控制器被配置为,根据所述室内机2的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度;
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围时,判断设定温差是否达到预设温差,根据判断结果控制风扇的转速以及所述压缩机11的频率;
当所述标准有效温度未超出预设的标准有效温度范围时,控制风扇的转速以及所述压缩机11的频率保持不变。
具体的,本发明实施例提供了一种空调器,该空调器包括室外机,其内设压缩机用于压缩冷媒;室内机,其内设出风温度传感器、出风风速传感器以及测距传感器。其中,出风温度传感器,用于检测室内机的出风温度T_out。出风风速传感器,用于检测室内机的出风风速Va_out。测距传感器,用于检测用户与室内机出风口之间的用户距离ρ。控制器被配置为,根据室内机的出风温度T_out、出风风速Va_out以及用户距离ρ,计算与用户距离ρ相对应的出风气流带中心的标准有效温度。当标准有效温度超出预设的标准有效温度范围时,判断设定温差是否达到预设温差,根据判断结果控制风扇的转速以及压缩机的频率;当标准有效温度未超出预设的标准有效温度范围时,控制风扇的转速以及压缩机的频率保持不变。
需要说明的是,本实施例中的测距传感器包括但不限于毫米波雷达传感器和红外传感器。测距传感器可以精确定位用户与室内机出风口的相对位置关系,通过实时检测用户距离,可以控制室内机的出风气流吹向用户所处位置,满足用户对空调舒适性的要求。
本实施例中标准有效温度SET*的定义为:身着标准服装(热阻0.6clo)的人处于相对湿度50%、空气近似静止,近似0.1m/s、空气温度与平均辐射温度相同、代谢率为1met(相当于静止坐姿)的环境中,若此时的平均皮肤温度和皮肤湿度与某一实际环境和实际服装热阻条件下相同,则人体在标准环境和实际环境中会有相同的散热量,此时标准环境的空气温度就是实际所处环境的标准有效温度SET*。实际生活场景中,许多用户房间温度整体处于舒适的温度区,但又希望制冷空调出风温度高一点,吹到人体身上不能太凉。如果纯粹的提高出风温度,必然会减小空调制冷量的输出,从而可能导致房间达不到设定温度或者达到设定温度的时间变长。由于人体感受到的温度为温、湿、风综合的真实体感感受,而标准有效温度就是以温、湿、风等参数为基础,反映实际温、湿、风在人体身上的真实感受。本发明实施例通过对风温和风速联合控制,使得吹到用户身上的标准有效温度不会太凉,满足用户对温度舒适性的要求,并且在整体房间温度达到舒适区间的基础上还不会大幅降低空调制冷量的输出。
作为其中一个可选的实施例,所述测距传感器23还用于检测用户与所述室内机2出风口之间的角度θ,则所述控制器还被配置为:
根据所述用户距离ρ以及所述角度θ,控制所述室内机2的气流控制机构运动,使所述室内机2出风口的出风气流吹向用户所处位置。
具体的,测距传感器还用于检测用户与室内机出风口之间的角度θ,则控制器可以根据用户距离ρ以及角度θ,控制室内机的气流控制机构运动,使室内机出风口的出风气流吹向用户所处位置,实现用户的定向舒适,即可控制风温和风速的风吹人功能。例如,参阅图2和图3,图2是本发明一实施例中用户与室内机位置的主视图,图3是本发明一实施例中用户与室内机位置的俯视图。以室内机出风正面为0°基准,顺时针方向(向右送风)角度θ为负数,逆时针方向(向左送风)角度θ为正数。根据用户与室内机出风口之间的用户距离ρ和角度θ,控制室内机的气流控制机构运动,使室内机出风口的出风气流中心吹向用户所处位置。
需要说明的是,本实施例中的气流控制机构包括但不限于横向导风板、纵向导风板和出风口。
作为其中一个可选的实施例,所述根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度,具体包括:
根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速;
根据与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度。
具体的,本实施例通过出风温度传感器21检测室内机的出风温度T_out。在另一个实施方式中,出风温度T_out还可以通过经验公式计算得到:
T_out=K1*Te (式1)
式1中,Te为室内盘管温度,K1为温度常数。
本实施例通过出风风速传感器22检测室内机的出风风速Va_out。在另一个实施方式中,出风风速Va_out还可以通过转速-风速经验公式计算得到:
Va_out=K2*R (式2)
式2中,K2为风速系数,R为风扇转速。
本实施例通过测距传感器23检测用户与室内机出风口之间的用户距离ρ。
下表1为某1.5匹空调产品出风气流带中心距离与风速的对应关系,从表1中可知空调出风气流带的中心风速与距离近似成线性关系,如图4所示,图4是本发明一实施例中空调出风气流带中心风速与距离的关系图。
表1
随着距离的增加,风温上升,风速下降,标准有效温度SET*随之上升,即用户感受的标准有效温度SET*随距离增加而增加。因此,本实施例通过实时检测用户距离,控制室内机的出风气流吹向用户所处位置,以满足用户对空调舒适性的要求。
根据表1的数据,将转速R或者档位(每一档位有与其相对应的具体转速)与最远送风距离ρmax线性拟合为一次函数,具体为:
ρmax=K3*R+K4 (式3)
式3中,K3为距离常数,K4为截距。
将气流带中心的风温Ta_ρ与用户距离ρ(即用户与室内机之间的距离)线性拟合为一次函数,如图5所示,图5是本发明一实施例中气流带中心的风温与送风距离的关系图,从图5中可知:
当ρ=0,Ta_0=T_out;
当ρ=ρmax,Ta_ρmax=Ta。
因此,可以根据用户距离ρ计算出与用户距离ρ相对应的出风气流带中心的风温:
Ta_ρ=ρ*(Ta-T_out)/ρmax+T_out,(0≤ρ≤ρmax) (式4)
当ρ=1.5m时,Ta_1.5=1.5*(Ta-T_out)/ρmax+T_out;
当ρ>ρmax,Ta_ρ=Ta。
将气流带中心的风速Va与用户距离ρ(即用户与室内机之间的距离)线性拟合为一次函数,如图6所示,图6是本发明一实施例中气流带中心的风速与送风距离的关系图,从图6中可知:
当ρ=0,Va_0=Va_out;
当ρ=ρmax,Va_ρmax=0;
因此,可以根据用户距离ρ计算出与用户距离ρ相对应的出风气流带中心的风速:
Va_ρ=-Va_out*ρ/ρmax+Va_out,(0≤ρ≤ρmax) (式5)
当ρ=1.5m时,Va_1.5=-1.5Va_out/ρmax+Va_out;
当ρ>ρmax,Va_ρ=0。
需要说明的是,标准有效温度SET*由4个环境因子(空气温度Ta、相对湿度Rh、空气风速Va、平均辐射温度Tr)和2个人体因子(人体代谢率M、服装热阻clo)参与计算,则通过关于SET*=f(Ta,Va,Rh,Tr,M,cIo)的函数或计算程序可以计算出SET*值。
假设平均辐射温度Tr=空调检测的空气温度Ta,相对湿度Rh为空调检测的湿度,默认为50%(制冷时,空气经过蒸发器后,湿度已经下降,吹出的空气相对湿度一般在40%~70%之间,默认50%),夏季服装热阻0.6clo,人体代谢率为1.0M,则可以将SET*=f(Ta,Va,Rh,Tr,M,cIo)简化为通过空气温度Ta和空气风速Va求解标准有效温度SET*,即SET*=f(Ta,Va)的函数。SET*=f(Ta,Va)的逆函数为Ta=f(SET*,Va),即已知空气风速Va和标准有效温度SET*,可以求解出空气温度Ta。
下表2为通过SET*=f(Ta,Va)的函数解耦出的温度-风速-SET*关系表。表2中首行为空气风速Va,单位为m/s;首列为空气温度Ta,单位为℃;表中的值为标准有效温度SET*,单位为℃。其中SET*、Ta的最小分度为0.5℃,由空调的回风温度传感器的精度确定。若回风温度传感器的精度为0.5℃,则SET*、Ta的最小分度为0.5℃;若回风温度传感器的精度为0.1℃,则SET*、Ta的最小分度为0.1℃。
表2
下表3为通过逆函数Ta=f(SET*,Va)的函数解耦出的SET*-风速-温度关系表。表3中首行为空气风速Va,单位为m/s;首列为标准有效温度SET*,单位为℃;表中的值为空气温度Ta,单位为℃。其中SET*、Ta的最小分度为0.5℃,由空调的回风温度传感器的精度确定。若回风温度传感器的精度为0.5℃,则SET*、Ta的最小分度为0.5℃;若回风温度传感器的精度为0.1℃,则SET*、Ta的最小分度为0.1℃。
表3
0.08 | 0.2 | 0.3 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | |
13.0 | 13.0 | 13.5 | 14.5 | 15.0 | 15.5 | 16.0 | 16.5 | 16.5 | 16.5 | 17.0 | 17.0 | 17.5 | 17.5 |
13.5 | 13.5 | 14.0 | 14.5 | 15.5 | 16.0 | 16.5 | 16.5 | 17.0 | 17.5 | 17.5 | 17.5 | 18.0 | 18.0 |
14.0 | 14.0 | 15.0 | 15.5 | 16.5 | 17.0 | 17.5 | 17.5 | 17.5 | 18.0 | 18.0 | 18.5 | 19.0 | 19.0 |
14.5 | 14.5 | 15.5 | 16.0 | 17.0 | 17.5 | 18.0 | 18.0 | 18.0 | 18.5 | 18.5 | 19.0 | 19.5 | 20.0 |
15.0 | 15.0 | 16.0 | 16.5 | 17.0 | 18.0 | 18.0 | 18.5 | 18.5 | 19.0 | 19.0 | 19.0 | 19.5 | 20.0 |
15.5 | 15.5 | 16.5 | 17.0 | 17.5 | 18.0 | 18.5 | 19.0 | 19.0 | 19.0 | 19.5 | 19.5 | 20.0 | 20.0 |
16.0 | 16.0 | 17.0 | 17.0 | 17.5 | 18.5 | 19.0 | 19.0 | 19.5 | 19.5 | 19.5 | 20.0 | 20.0 | 20.5 |
16.5 | 16.5 | 17.5 | 18.0 | 18.5 | 19.0 | 19.0 | 19.5 | 19.5 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.5 | 21.0 |
17.0 | 17.0 | 18.0 | 18.0 | 18.5 | 19.0 | 19.5 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 20.5 | 20.5 | 21.0 | 21.0 |
17.5 | 17.5 | 18.0 | 18.5 | 19.5 | 20.0 | 20.0 | 20.5 | 20.5 | 21.0 | 21.0 | 21.0 | 21.5 | 21.5 |
18.0 | 18.0 | 19.0 | 19.0 | 20.0 | 20.0 | 20.5 | 21.0 | 21.0 | 21.0 | 21.5 | 21.5 | 22.0 | 22.0 |
18.5 | 18.5 | 19.0 | 19.5 | 20.0 | 20.5 | 21.0 | 21.0 | 21.5 | 21.5 | 22.0 | 22.0 | 22.0 | 22.5 |
19.0 | 19.0 | 20.0 | 20.0 | 20.5 | 21.0 | 21.5 | 21.5 | 22.0 | 22.0 | 22.0 | 22.5 | 22.5 | 23.0 |
19.5 | 19.5 | 20.0 | 20.5 | 21.0 | 21.5 | 22.0 | 22.0 | 22.5 | 22.5 | 22.5 | 23.0 | 23.0 | 23.0 |
20.0 | 20.0 | 20.5 | 21.0 | 21.5 | 22.0 | 22.5 | 22.5 | 23.0 | 23.0 | 23.0 | 23.0 | 23.5 | 23.5 |
20.5 | 20.5 | 21.0 | 21.5 | 22.0 | 22.5 | 22.5 | 23.0 | 23.0 | 23.5 | 23.5 | 23.5 | 24.0 | 24.0 |
21.0 | 21.0 | 21.5 | 22.0 | 22.5 | 23.0 | 23.0 | 23.5 | 23.5 | 24.0 | 24.0 | 24.0 | 24.0 | 24.5 |
21.5 | 21.5 | 22.0 | 22.0 | 23.0 | 23.0 | 23.5 | 23.5 | 24.0 | 24.0 | 24.0 | 24.5 | 24.5 | 25.0 |
22.0 | 22.0 | 22.5 | 22.5 | 23.5 | 23.5 | 24.0 | 24.0 | 24.5 | 24.5 | 24.5 | 25.0 | 25.0 | 25.0 |
22.5 | 22.5 | 23.0 | 23.0 | 24.0 | 24.0 | 24.5 | 24.5 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.5 | 25.5 |
23.0 | 23.0 | 23.5 | 23.5 | 24.0 | 24.5 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.5 | 25.5 | 25.5 | 26.0 | 26.0 |
23.5 | 23.5 | 24.0 | 24.0 | 24.5 | 25.0 | 25.5 | 25.5 | 26.0 | 26.0 | 26.0 | 26.0 | 26.5 | 26.5 |
24.0 | 24.0 | 24.5 | 24.5 | 25.0 | 25.5 | 26.0 | 26.0 | 26.0 | 26.5 | 26.5 | 26.5 | 27.0 | 27.0 |
24.5 | 24.5 | 25.0 | 25.0 | 25.5 | 26.0 | 26.5 | 26.5 | 27.0 | 27.0 | 27.0 | 27.0 | 27.0 | 27.0 |
25.0 | 25.0 | 25.5 | 25.5 | 26.0 | 26.5 | 27.0 | 27.0 | 27.0 | 27.5 | 27.5 | 27.5 | 28.0 | 28.0 |
25.5 | 25.5 | 26.0 | 26.0 | 26.5 | 27.0 | 27.5 | 27.5 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.5 | 28.5 |
26.0 | 26.0 | 26.5 | 26.5 | 27.0 | 27.5 | 27.5 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.5 | 28.5 | 29.0 |
26.5 | 26.5 | 27.0 | 27.5 | 27.5 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.5 | 28.5 | 29.0 | 29.0 | 29.5 |
27.0 | 27.0 | 27.5 | 27.5 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.5 | 28.5 | 29.0 | 29.0 | 29.5 | 29.5 |
27.5 | 27.5 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 28.5 | 28.5 | 29.0 | 29.0 | 29.5 | 29.5 | 30.0 |
从表3可知,存在多组风温、风速组合,使得标准有效温度SET*相同。例如SET*=16℃,存在(17℃,0.3m/s)、(17.5℃,0.6m/s)、(18.5℃,0.8m/s)、(19℃,1.0m/s)、(19.5℃,1.4m/s)、(20℃,2.0m/s)、(20.5℃,3.0m/s)等多组风温和风速组合使得人体感受的真实标准有效温度SET*都为16℃。显然,上述组合中,风温越高,空调实际所需输出的冷量越低,即越节能。
空调器接受云服务器公式求解计算程序计算出的目标参数或者带操作系统的控制器可采用直接用公式求解出目标参数,对于芯片算力一般的控制器,可通过查表2或表3获取目标参数。
例如,根据出风温度传感器21检测的室内机的出风温度T_out、回风温度传感器检测的回风温度Ta以及测距传感器23检测的用户距离ρ,计算出与用户距离ρ相对应的空调器室内机出风气流带中心的风温为Ta_ρ=ρ*(Ta-T_out)/ρmax+T_out;
根据出风风速传感器22检测的室内机的出风风速Va_out以及测距传感器23检测的用户距离ρ,计算出与用户距离ρ相对应的空调器室内机出风气流带中心的风速为Va_ρ=-Va_out*ρ/ρmax+Va_out;
根据与用户距离ρ相对应的空调器室内机出风气流带中心的风温Ta_ρ以及风速Va_ρ,通过SET*=f(Ta,Va)计算出与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的标准有效温度SET*_ρ;或者通过查表2得到与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的标准有效温度SET*_ρ。
由于如果不考虑风速,单维度的控制风温,必然会降低空调制冷量的输出,从而导致房间达到设定温度的时间变长,甚至始终达不到设定温度。因此,本发明实施例通过对风温和风速联合控制,使得吹到用户身上的标准有效温度不会太凉,满足用户对温度舒适性的要求,并且在整体房间温度达到舒适区间的基础上还不会大幅降低空调制冷量的输出。
作为其中一个可选的实施例,所述控制器被配置为:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的下限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率保持不变;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率下降。
具体的,本实施例预设的标准有效温度范围为[SET*_s-△T1,SET*_s+△T1]。请参阅图7,图7是本发明一实施例中空调器的工作流程图。
当根据室内机的出风温度T_out、出风风速Va_out以及用户距离ρ计算得到的与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的标准有效温度SET*_ρ处于预设的标准有效温度范围内,即SET*_s-△T1≤SET*_ρ≤SET*_s+△T1时,则控制风扇的转速以及压缩机的频率保持不变。延时t1秒后,并以t1为周期,重新检测出风温度T_out、出风风速Va_out(也可通过式1、式2间接获取)、回风温度Ta、用户距离ρ,重复上述过程。
当根据室内机的出风温度T_out、出风风速Va_out以及用户距离ρ计算得到的与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的标准有效温度SET*_ρ超出预设的标准有效温度范围的下限值,即SET*_ρ<SET*_s-△T1时,则判断设定温差E(E=Ta-Ts,Ts为空调设定温度)是否达到预设温差E1。
若设定温差E未达到预设温差E1,则控制风扇的转速下降1档或△R,并控制压缩机的频率保持不变。
若设定温差E达到预设温差E1,则控制风扇的转速下降1档或△R,同时控制压缩机的频率下降△F。
需要说明的是,E≥E1表示设定温差E未达到预设温差E1;E<E1表示设定温差E达到预设温差E1。
需要说明的是,下表4为风扇档位/转速和压缩机频率对Ta_ρ、Va_ρ、SET*_ρ的影响。从表4可知,风扇档位/转速对Ta_ρ的影响可以忽略不计,对Va_ρ和SET*_ρ有重要影响(风扇档位/转速上升,则Va_ρ上升,SET*_ρ下降)。压缩机频率变化不影响Va_ρ,但对Ta_ρ和SET*_ρ有重要影响(压缩机频率上升,则Ta_ρ下降,SET*_ρ下降)。
表4
注:↗表示上升,↘表示下降。
下表5为压缩机频率和风速对制冷能力和出风温度的影响程度,从表5可知,压缩机频率变化对制冷能力和出风温度的影响较风速变化要明显的多,而风速对房间温度均匀性的影响更为明显。因此在实际应用时,压缩机频率对房间温度能否达到设定温度有重要影响;风速大小对房间温度的均匀性有重要影响(风速越大,越促进房间内空气循环,温度均匀性越好);压缩机频率和风速对出风温度都有较大影响,其中压缩机频率比风速影响程度大。本发明实施例通过和设定温差E(E=Ta-Ts,E越小甚至负数,说明达到设定温度)组合,结合房间温度均匀性等影响,在尽量满足房间温度达到设定温度,且房间温度均匀性好的情况下,动态调整风扇档位/转速、压缩机频率,以实现测点处达到预设的标准有效温度SET*_s的需求。
表5
项目 | 制冷能力 | 出风温度 | 房间温度均匀性 |
压缩机频率 | ★★★★★ | ★★★★★ | ★ |
风速 | ★★ | ★★★ | ★★★★★ |
注:★的数量表示影响的程度。
作为其中一个可选的实施例,所述控制器被配置为:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的上限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率上升;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率保持不变。
具体的,本实施例预设的标准有效温度范围为[SET*_s-△T1,SET*_s+△T1]。请参阅图7,图7是本发明一实施例中空调器的工作流程图。
当根据室内机的出风温度T_out、出风风速Va_out以及用户距离ρ计算得到的与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的标准有效温度SET*_ρ超出预设的标准有效温度范围的上限值,即SET*_ρ>SET*_s+△T1时,则判断设定温差E是否达到预设温差E1。
若设定温差E未达到预设温差E1,则控制风扇的转速上升1档或△R,同时控制压缩机的频率上升△F。
若设定温差E达到预设温差E1,则控制风扇的转速上升1档或△R,并控制压缩机的频率保持不变。
下面结合图7对本实施例中提供的空调器的工作流程进行说明。
用户预先设置空调器的设定温度Ts以及风速档位等参数。当用户开启出风标准有效温度SET*功能(该功能仅在制冷模式有效)时,默认初始设定出风标准有效温度SET*_s为16℃(该功能下,风速默认为自动控制,且初始风速档位为用户预先设置的档位,如1~5档或自动档。SET*_s指用户所处位置的标准有效温度的预设值,用户可以自行设置)。
检测出风温度T_out、出风风速Va_out(也可通过式1:T_out=K1*Te、式2:Va_out=K2*R间接获取)、回风温度Ta、用户距离ρ及角度θ,计算设定温差E(E=Ta-Ts)。同时控制横向导风板、纵向导风板或者出风口旋转(适合出风口可整体旋转的机型)等气流控制机构,引导空调出风的气流中心吹向用户所处位置。获取当前风扇档位或具体转速,带入ρmax=K3*R+K4计算出最远送风距离ρmax。
将T_out、Va_out、ρmax、ρ分别带入Ta_ρ=ρ*(Ta-T_out)/ρmax+T_out、Va_ρ=-Va_out*ρ/ρmax+Va_out,计算出与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的Ta_ρ、Va_ρ。
查表2获取或通过SET*=f(Ta,Va)计算出与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的标准有效温度SET*_ρ,与SET*_s进行比较。
若SET*_ρ>SET*_s+△T1,则判断设定温差E是否达到预设温差E1。若设定温差E≥E1(即设定温差E未达到预设温差E1),则控制风扇转速上升1档或△R,同时控制压缩机频率上升△F;否则,控制风扇转速上升1档或△R,并控制压缩机频率保持不变。
若SET*_ρ<SET*_s-△T1,则判断设定温差E是否达到预设温差E1。若设定温差E≥E1,则控制风扇转速下降1档或△R,并控制压缩机频率保持不变;否则,控制风扇转速下降1档或△R,同时控制压缩机频率下降△F。
若SET*_s-△T1≤SET*_ρ≤SET*_s+△T1,则控制风扇转速和压缩机频率保持不变。延时t1秒后,并以t1为周期,重新检测出风温度T_out、出风风速Va_out(也可通过式1、式2间接获取)、回风温度Ta、用户距离ρ,重复上述过程。
其中,△F的取值范围为0.1~20Hz,△T1的取值范围为0.1~5℃,t1的取值范围为10~600秒。
示例:某1.5匹机型参数设置:△T1=1℃,E1=1.5℃,t1=60s,△F=5Hz,△R=100rpm,SET*_s默认16℃,K3=0.0033,K4=1.3。设有出风温度传感器、出风风速传感器、毫米波雷达传感器,分别检测出风口出风温度T_out、出风风速Va_out、用户距离ρ、用户角度θ。
用户制冷模式(设定温度Ts为26℃,风速为自动)时,开启出风标准有效温度SET*控制功能。检测出风温度T_out=12℃、出风风速Va_out=3m/s、回风温度Ta=27℃、设定温差E(E=Ta-Ts)=27-26=1℃,ρ=1.5m,θ=-10°(空调出风正面为0°基准,顺时针方向(向右送风)角度为负数,逆时针方向(向左送风)角度为正数),当前风扇档位4档,转速为1050rpm,控制导风板等机构使得空调气流向右-10°送风。计算出ρmax=K3*R+K4=0.0033*1050+1.3≈4.8m。将T_out=12℃、Va_out=3m/s、ρmax=4.8m、ρ分别带入式4、式5,计算出与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的出风温度Ta_ρ(ρ=1.5)=1.5(Ta-T_out)/ρmax+T_out=1.5(27-12)/4.8+12≈16.8℃(取0.2的整数倍)、Va_ρ(ρ=1.5)=-1.5Va_out/ρmax+Va_out=-1.5*3/4.8+3≈2.0m/s。查表2获取或通过SET*=f(Ta,Va)计算出与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的标准有效温度SET*_ρ(ρ=1.5)≈10℃<SET*_s-△T1=16-1=15℃,此时E=27-26=1℃<1.5℃(E1=1.5℃),控制转速下降100rpm(△R=100rpm),压缩机频率下降5Hz(△F=5Hz)。延时60s后,重新检测出风温度T_out=15℃、出风风速Va_out=2.7m/s、回风温度Ta=26.5℃、设定温差E(E=Ta-Ts)=26.5-26=0.5℃,风扇转速为950rpm。计算出ρmax=K3*R+K4=0.0033*950+1.3≈4.4m。将T_out=15℃、Va_out=2.7m/s、ρmax=4.4m分别带入式4、式5,计算出与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的出风温度Ta_1.5=1.5(Ta-T_out)/ρmax+T_out=1.5(26.5-15)/4.8+15≈19℃(取0.2的整数倍)、Va_1.5=-1.5Va_out/ρmax+Va_out=-1.5*2.7/4.4+2.7≈1.8m/s。查表2获取或通过SET*=f(Ta,Va)计算出与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的标准有效温度SET*_ρ(ρ=1.5)≈13.2℃<SET*_s-△T1=16-1=15℃,此时E=26.5-26=0.5℃<1.5℃(E1=1.5℃),控制转速下降100rpm(△R=100rpm),压缩机频率下降5Hz(△F=5Hz)。若干周期后,检测出风温度T_out=18℃、出风风速Va_out=2.0m/s、回风温度Ta=26℃、设定温差E(E=Ta-Ts)=26-26=0℃,转速为750rpm。计算出ρmax=K3*R+K4=0.0033*750+1.3≈3.8m。将T_out=18℃、Va_out=2.2m/s、ρmax=3.8m分别带入式4、式5,计算出与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的出风温度Ta_1.5=1.5(Ta-T_out)/ρmax+T_out=1.5(26-18)/3.7+18≈21.2℃(取0.2的整数倍)、Va_1.5=-1.5Va_out/ρmax+Va_out=-1.5*2.2/3.8+2.2≈1.4m/s。查表2获取或通过SET*=f(Ta,Va)计算出与用户距离ρ相对应的室内机出风气流带中心的标准有效温度SET*_ρ(ρ=1.5)≈16.5℃∈[15,17],即达到用户设定的标准有效温度SET*=16℃的需求,控制风扇转速和压缩机频率保持不变。
请参阅图8,图8是本发明一实施例提供的一种空调器的控制方法的流程示意图。本发明实施例中提供的空调器的控制方法,应用于包括室外机、压缩机、室内机、出风温度传感器、出风风速传感器、测距传感器以及控制器的空调器中,所述方法包括:
S1、根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度;
S2、当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围时,判断设定温差是否达到预设温差,根据判断结果控制风扇的转速以及所述压缩机的频率;
S3、当所述标准有效温度未超出预设的标准有效温度范围时,控制风扇的转速以及所述压缩机的频率保持不变。
作为其中一个可选的实施例,所述测距传感器还用于检测用户与所述室内机出风口之间的角度,则所述方法还包括:
根据所述用户距离以及所述角度,控制所述室内机的气流控制机构运动,使所述室内机出风口的出风气流吹向用户所处位置。
请参阅图9,图9是本发明一实施例中计算出风气流带中心的标准有效温度的流程示意图。
作为其中一个可选的实施例,所述S1具体包括:
S11、根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速;
S12、根据与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度。
作为其中一个可选的实施例,所述方法具体包括:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的下限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率保持不变;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率下降。
作为其中一个可选的实施例,所述方法具体包括:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的上限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率上升;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率保持不变。
本发明实施例提供了一种空调器的控制方法,由于人体实际感受到的温度为温、湿、风综合的真实体感感受,而标准有效温度就是以温、湿、风等参数为基础,反映实际温、湿、风在人体身上的真实感受。因此,本发明实施例引入标准有效温度表征用户实际感受到的温度,通过对风温和风速联合控制,使得吹到用户身上的标准有效温度不会太凉,满足用户对温度舒适性的要求。由于如果不考虑风速,单维度的控制风温,必然会降低空调制冷量的输出,从而导致房间达到设定温度的时间变长,甚至始终达不到设定温度。因此,本发明实施例通过对风温和风速联合控制,使得在整体房间温度达到舒适区间的基础上还不会大幅降低空调制冷量的输出。
需说明的是,以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外,本发明提供的系统实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种空调器,其特征在于,包括:
室外机,其内设压缩机用于压缩冷媒;
室内机,其内设出风温度传感器、出风风速传感器以及测距传感器;
所述出风温度传感器,用于检测所述室内机的出风温度;
所述出风风速传感器,用于检测所述室内机的出风风速;
所述测距传感器,用于检测用户与所述室内机出风口之间的用户距离;
控制器被配置为,根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度;
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围时,判断设定温差是否达到预设温差,根据判断结果控制风扇的转速以及所述压缩机的频率;
当所述标准有效温度未超出预设的标准有效温度范围时,控制风扇的转速以及所述压缩机的频率保持不变。
2.如权利要求1所述的空调器,其特征在于,所述测距传感器还用于检测用户与所述室内机出风口之间的角度,则所述控制器还被配置为:
根据所述用户距离以及所述角度,控制所述室内机的气流控制机构运动,使所述室内机出风口的出风气流吹向用户所处位置。
3.如权利要求2所述的空调器,其特征在于,所述根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度,具体包括:
根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速;
根据与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度。
4.如权利要求1所述的空调器,其特征在于,所述控制器被配置为:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的下限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率保持不变;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率下降。
5.如权利要求1或4所述的空调器,其特征在于,所述控制器被配置为:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的上限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率上升;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率保持不变。
6.一种空调器的控制方法,其特征在于,所述方法应用于包括室外机、压缩机、室内机、出风温度传感器、出风风速传感器、测距传感器以及控制器的空调器中,所述方法包括:
根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度;
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围时,判断设定温差是否达到预设温差,根据判断结果控制风扇的转速以及所述压缩机的频率;
当所述标准有效温度未超出预设的标准有效温度范围时,控制风扇的转速以及所述压缩机的频率保持不变。
7.如权利要求6所述的空调器的控制方法,其特征在于,所述测距传感器还用于检测用户与所述室内机出风口之间的角度,则所述方法还包括:
根据所述用户距离以及所述角度,控制所述室内机的气流控制机构运动,使所述室内机出风口的出风气流吹向用户所处位置。
8.如权利要求7所述的空调器的控制方法,其特征在于,所述根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度,具体包括:
根据所述室内机的出风温度、出风风速以及所述用户距离,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速;
根据与所述用户距离相对应的出风气流带中心的风温以及风速,计算与所述用户距离相对应的出风气流带中心的标准有效温度。
9.如权利要求6所述的空调器的控制方法,其特征在于,所述方法具体包括:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的下限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率保持不变;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速下降,所述压缩机的频率下降。
10.如权利要求6或9所述的空调器的控制方法,其特征在于,所述方法具体包括:
当所述标准有效温度超出预设的标准有效温度范围的上限值时,判断设定温差是否达到预设温差;
若所述设定温差未达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率上升;
若所述设定温差达到所述预设温差,则控制风扇的转速上升,所述压缩机的频率保持不变。
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