CN116839103A - 空调室内机、空调系统和用于空调系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调室内机、空调系统和用于空调系统的控制方法。该空调室内机包括：气流驱动装置；换热器，换热器布置成围绕气流驱动装置，并且在换热器的表面设有光触媒涂层；紫外线灯，紫外线灯设置在气流驱动装置和换热器之间并配置成可发出照射到光触媒涂层上的紫外线。该控制方法包括：当空调系统获取到除菌指令后，控制空调系统从当前模式转换到制热模式运行；空调系统转换到制热模式后，控制紫外线灯开启。上述的技术方案旨在解决现有技术中的空调除菌效果不佳的问题。

Description

空调室内机、空调系统和用于空调系统的控制方法

技术领域

本发明涉及空调领域，具体提供一种空调室内机、空调系统和用于空调系统的控制方法。

背景技术

随着人们生活质量的不断提高，人们对室内空气质量产生了更高的要求，洁净、健康的空气逐渐成为人们对空调器的重要需求与期待。然而，现有的空调器对室内空气的清洁方案集中于滤网过滤，以及从将室外空气送风至室内。无论是滤网还是送风，都无法对空气中的细菌进行有效的灭杀清洁。另增设空气净化器不仅占用更多的室内空间，耗电量也会增加。

现有的空气净化技术主要包括吸附、室温催化氧化等。其中吸附法利用活性炭等吸附材料吸附空气中的挥发性有机物和有害气体，但其无法分解这些污染物，吸附饱和后会成为新的污染源重新释放污染物，需要定期更换吸附剂保持其净化性能；另外，吸附法无法杀菌消毒，长期使用表面还会滋生细菌、病毒等病原体，不利于空气净化。

室温催化氧化是利用强氧化剂，氧化分解空气中的污染物。光触媒(光催化剂)材料在可见光或紫外光的作用下通过光生电子和空穴对的形成，产生活性物种，如氧化剂(例如超氧阴离子和羟基自由基)，化学性能稳定，能将甲醛、甲苯、二甲苯、氨、氡、TVOC等有害有机物、污染物、臭气、细菌、微生物等有害有机物彻底分解成无害的CO2和H2O，并具有去除污染物、亲水性、自洁性等特性，性能持久，不产生二次污染。这种技术广泛应用于汽车涂层、建筑涂层等领域，也可用于室内空气净化，但现有技术中利用光触媒净化空气的空调除菌效果不佳。

因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的空调除菌效果不佳的问题，本发明提供一种空调室内机。本发明的空调室内机包括：气流驱动装置；换热器，换热器布置成围绕气流驱动装置，并且在换热器的表面设有光触媒涂层；紫外线灯，紫外线灯设置在气流驱动装置和换热器之间并配置成可发出照射到光触媒涂层上的紫外线。

本发明采用气流驱动装置，用于驱动室内的空气按照一定的方向流动，将热空气和冷空气均匀地分布到整个房间中，以提供均匀的温度和湿度，也能够促进房间内的空气从除菌设备中流过，以充分净化房间内的空气。换热器布置成围绕气流驱动装置，并且在换热器的表面设有光触媒涂层。通过上述的配置，换热器围绕在气流驱动装置的外侧，以便于从多个方向流经气流驱动装置的空气都能够呗有效除菌。紫外线灯设置在气流驱动装置和换热器之间并配置成可发出照射到光触媒涂层上的紫外线。通过上述的配置，紫外线灯能够促进光触媒涂层释放出负离子，并且紫外线灯设置在换热器与气流驱动装置之间，能够防止在长期使用中紫外线灯由于灰尘积蓄导致除菌效率下降。

在上述空调室内机的优选技术方案中，空调室内机还包括罩壳，罩壳具有进风口，并且在罩壳的内部靠近进风口的位置处设有空气质量传感器。空调室内机通过气流驱动装置在房间内形成空气循环，将空气质量传感器布置在室内机的进风口处，有利于准确测定当前室内进风空气的污染物浓度。

在上述空调室内机的优选技术方案中，气流驱动装置为贯流风机；空调室内机包括罩壳，罩壳具有位于贯流风机的轴向两侧的第一侧壁和第二侧壁；紫外线灯配置为灯管，并且其一端与第一侧壁形成固定连接，其另一端朝向第二侧壁延伸；或者一端与第二侧壁形成固定连接，另一端朝向第一侧壁延伸。通过贯流风机的设置，室内机的结构较为紧凑，使得整个空调室内机的占用空间较小。通过紫外线灯管的设置，能够充分利用换热器的表面设置的光触媒涂层。

为了解决现有技术中的空调除菌效果不佳的问题，本发明还提供一种空调系统。本发明空调系统包括根据上述任一项优选技术方案中的空调室内机。通过上述的空调室内机的设置，本发明的空调系统具备较强的除菌性能。

为了解决现有技术中的空调除菌效果不佳的问题，本发明还提供一种用于空调系统的控制方法。本发明的控制方法在根据上述空调系统中执行，控制方法包括：

当空调系统获取到除菌指令后，控制空调系统从当前模式转换到制热模式运行；

空调系统转换到制热模式后，控制紫外线灯开启。通过上述的设置，空调室内机在获取到除菌指令后转换到制热模式运行，充分利用空调室内机的换热器产生的高温，结合光触媒涂层释放出的负离子共同杀灭室内空气中的细菌、有害气体等，达到更为理想的除菌效果。

在上述用于空调系统的控制方法的优选技术方案中，“空调系统进入制热模式后，控制紫外线灯开启”的步骤包括：

空调系统进入制热模式后，实时获取空调系统的空调室内机的换热器的表面温度T_s；

当表面温度T_s大于等于预定温度T_d时，控制紫外线灯开启。通过上述的配置，在换热器的表面温度T_s未达到预定温度T_d时开启紫外线灯除菌效率较低；在换热器的表面温度T_s达到预定温度T_d时再开启紫外线灯能够保证较高的除菌效率，从而在尽可能短的时间内完成除菌工作，同时也减少了紫外线灯的开启时长，以便于节能。

在上述用于空调系统的控制方法的优选技术方案中，预定温度T_d满足：15℃≤T_d≤30℃。通过上述的配置，换热器表面的预定温度T_d达到该区间时即可与紫外线灯促进光触媒涂层释放的负离子共同作用消灭空气中的细菌、有害气体等等。

在上述用于空调系统的控制方法的优选技术方案中，控制方法包括：空调系统进入制热模式后，控制空调系统的空调室内机的气流驱动装置以预定转速n运行，预定转速n满足：600rpm≤n≤800rpm。载高风速下，被气流驱动装置引导的室内空气与蒸发器表面、紫外线灯的接触时间较短，空气中的细菌和有毒气体等不能充分地被高温杀灭、或与强氧化剂发生反应从而被消灭。通过上述的较低风速的设置，提高除菌效率。

在上述用于空调系统的控制方法的优选技术方案中，空调室内机的罩壳具有进风口，在罩壳的内部靠近进风口的位置处设有空气质量传感器，控制方法还包括：

紫外线灯开启后经过预定时间t时，使用空气质量传感器检测空气中的污染物浓度；

当污染物浓度小于预定浓度时，控制紫外线灯关闭并且空调系统回归当前模式运行。通过上述的设置，以污染物浓度为判断除菌效果的依据，使得本发明的控制方法更为精准，在污染物浓度低时更加节能，在污染物浓度高时充分消除污染物，以满足更多用户的需求。

在上述用于空调系统的控制方法的优选技术方案中，预定时间t满足：5min≤t≤15min。通过上述的配置，换热器表面的温度能够持续地提升到更高，进一步提升除菌效率。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明空调室内机的实施例的结构示意图；

图2是本发明用于空调系统的控制方法的流程示意图；

图3是本发明用于空调系统的控制方法的流程示意图的第一部分；

图4是本发明用于空调系统的控制方法的流程示意图的第二部分。

附图标记列表：

100、空调室内机；10、罩壳；11、进风口；12、出风口；13、第一侧壁；20、气流驱动装置；30、换热器；31、第一换热段；32、第二换热段；33、第三换热段；40、紫外线灯；50、空气质量传感器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了解决现有技术中的空调除菌效果不佳的问题，本发明提供一种空调室内机100。本发明的空调室内机100包括：气流驱动装置20；换热器30，换热器30布置成围绕气流驱动装置20，并且在换热器30的表面设有光触媒涂层；紫外线灯40，紫外线灯40设置在气流驱动装置20和换热器30之间并配置成可发出照射到光触媒涂层上的紫外线。

图1是本发明空调室内机100的实施例的结构示意图。如图1所示，在一种或多种实施例中，本发明的空调室内机100具有罩壳10，罩壳10具有进风口11和出风口12。在罩壳10内设有换热器30、气流驱动装置20、紫外线灯40和空气质量传感器50。替代地，也可根据实际情况取消空气质量传感器50的设置。在一种或多种实施例中，罩壳10包括相对的第一侧壁13和第二侧壁(图中未示出)。在空调室内机100安装到房间内的状态下，第一侧壁13和第二侧壁都大致沿竖直方向延伸。

继续参阅图1，在一种或多种实施例中，气流驱动装置20配置为贯流风机，以便将房间内的空气从进风口11抽吸进贯流风机并传输到出风口12处。在一种或多种实施例中，贯流风机的轴向在第一侧壁13和第二侧壁之间延伸。在空调室内机100安装到房间内的状态下，该轴向大致垂直于竖直方向。在一种或多种实施例中，该贯流风机可采用不锈钢、铝合金等金属材质加工而成，以延长其使用寿命。替代地，该贯流风机也可采用ABS、AS等合适的树脂材料加工而成，以减轻其重量，降低制造成本。替代地，气流驱动装置20也可配置为其它合适的风机。

继续参阅图1，在一种或多种实施例中，在换热器30的表面设有光触媒涂层。该光触媒涂层的主要成分为TiO2(二氧化钛)。替代地，也可采用ZnO、Fe2O3等其它合适的光触媒材料。在一种或多种实施例中，该换热器30为盘管翅片式换热器。光触媒涂层可以只设置在换热器30的翅片上，也可同时设置在换热器30的翅片上和盘管的外表面上。光触媒涂层可只设置在紫外线灯40能够照射到的位置，例如换热器30的朝向气流驱动装置20的一侧上；也可在换热器30的其它位置也设置光触媒涂层，以通过其它可见光激发其催化活性。替代地，换热器30也可配置成其它合适的换热器，例如微通道换热器等。在一种或多种实施例中，换热器30围绕在气流驱动装置20的外侧。换热器30配置为折弯式的，并具有依次相连的第一换热段31、第二换热段32和第三换热段33。如图1所示，第一换热段31、第二换热段32和第三换热段33分别位于气流驱动装置20的右上方、左上方和左下方。通过上述的配置，弯折的换热器可以增加有效光触媒涂层面积，提高除菌效率。通过增加弯折的数量和角度，可以增大空气流过换热器30的路径长度，使除菌更加充分，从而提高除菌效果。另外，弯折的设计也可以使得换热器30在有限的空间内容纳更多的管路，从而提高整体性能而不增加空调室内机100的机身尺寸。替代地，换热器30的折弯的数量和角度也可根据实际需要配置成其它数值。

继续参阅图1，紫外线灯40设置在气流驱动装置20和换热器30之间。在一种或多种实施例中，紫外线灯40位于第一换热段31和第二换热段32的夹角处，以便尽可能地扩大紫外线的照射面积，激发更多光触媒的催化活性。替代地，也可根据实际需要，将紫外线灯40设置在换热器30和气流驱动装置20之间的其它合适的位置，例如第二换热段32和第三换热段33的夹角处。在一种或多种实施例中，紫外线灯40固定在罩壳10上，并配置成灯管，以便尽可能地扩大紫外线的照射面积，激发更多光触媒的催化活性。在一种或多种实施例中，该灯管的一端固定在第一侧壁13上，其另一端朝向第二侧壁延伸预定距离；或者该灯管的一端固定在第二侧壁上，其另一端朝向第一侧壁13延伸预定距离。替代地，紫外线灯40也可固定在罩壳10内的其它合适的位置上。

继续参阅图1，在一种或多种实施例中，空气质量传感器50设置在靠近进风口11处。替代地，也可将空气质量传感器50设置在空调室内机100的其它合适的位置。在一种或多种实施例中，空气质量传感器50用于检测空气中的有机物(例如甲醛)、微粒(例如PM2.5)的浓度值。替代地，空气质量传感器50也可配置成获取其它污染物浓度的设备。在一种或多种实施例中，空气质量传感器50通过其内部配备的相应的传感器生成检测信号，并通过运算放大器将传感器的检测信号放大，再通过滤波电路去除噪声干扰，然后通过AD采集经CPU处理计算，最终转化为污染物浓度值。

本发明还提供一种空调系统，该空调系统包括上述的空调室内机100。在一种或多种实施例中，空调室内机100的换热器30配置成通过冷媒管路与压缩机、室外换热器、节流装置(图中均未示出)等部件互联以形成允许冷媒(例如R304a)在其流动的制冷循环回路。空调室内机100的换热器30在制冷循环回路内充当冷凝器的作用，其包括但不限于板式换热器、翅片盘管式换热器等。在一种或多种实施例中，压缩机为定频压缩机，以降低整个空调系统的制造成本。替代地，该压缩机也可为变频压缩机，以提高热量输出的精度。室外换热器在制冷循环回路内充当蒸发器的作用，其包括但不限于板式换热器、翅片盘管式换热器等。节流装置可以是电子膨胀阀、热力膨胀阀或者其它合适的节流装置。当该空调系统的压缩机运行时，低温低压的气态冷媒被从压缩机的进气口进入压缩机内部，被压缩成高温高压的气态冷媒后从排气口流出；高温高压的气态冷媒经过空调室内机100的换热器30使其表面的空气被加热。在此过程中，换热器30充当了冷凝器的作用，高温高压的气态冷媒转化为中温高压的液体冷媒。接着，中温高压的液态冷媒经过节流部件(例如电子膨胀阀等)的节流降压作用，转化为低温低压的液态冷媒。低温低压的液态冷媒流向室外换热器，并转化为低温低压的气态冷媒。在此过程中，室外换热器充当了蒸发器的作用。低温低压的气态冷媒再次被抽吸进压缩机，开始新一轮的冷媒循环。

图2是本发明用于空调系统的控制方法的流程示意图。本发明还提供一种用于空调系统的控制方法，该控制方法在上述的空调系统中执行。如图2所示，当本发明用于空调系统的控制方法开始后，执行步骤S1，即当空调系统获取到除菌指令后，控制空调系统从当前模式转换到制热模式运行。在一种或多种实施例中，当前模式为制冷模式或除湿模式。在制冷模式或除湿模式下，空调室内机100的换热器30的表面温度较低，通常会产生冷凝水或结霜。在这种情况下转换到制热模式运行时，冷凝水会蒸发并且霜会融化，因此换热器30周围的H₂O分子浓度较大，有利于光触媒涂层将吸附在其表面上的H₂O分子氧化成羟基自由基，从而强效分解各种具有不稳定化学键的有机化合物和部分无机物。替代地，当前模式也可为待机模式、送风模式等空调系统具备的其它模式。在制热模式下，空调室内机100的换热器30的表面温度能够达到45℃-65℃，这样的高温有助于杀菌，能够大大提高除菌效率。然后执行步骤S2，即空调系统转换到制热模式后，控制紫外线灯40开启。在一种或多种实施例中，空调系统转换到制热模式经过一段时间以后，紫外线灯40才开启，以便于在换热器30表面温度还为达到能够有效除菌时或者换热器30上的霜还未融化时，先不开启紫外线灯40，以便于节能。替代地，紫外线灯40也可配置成在空调系统转换到制热模式的同时开启。

图3是本发明用于空调系统的控制方法的流程示意图的第一部分。如图3所示，在一种或多种实施例中，步骤S1执行完毕后，控制方法进入步骤S21，即实时获取空调系统的空调室内机100的换热器30的表面温度T_s。表面温度T_s可通过设置在换热器30的翅片上的温度传感器来获取。然后执行步骤S22，即判断表面温度T_s是否大于等于预定温度T_d。在一种或多种实施例中，预定温度T_d满足：15℃≤T_d≤30℃，例如15℃、25℃、30℃等。在满足该区间的温度下，换热器30的表面温度较为适宜，能够将换热器30表面的冷凝水充分蒸发以及促进霜冻的融化。替代地，预定温度T_d也可设置成小于15℃或者高于30℃的其它合适的温度。如果判断结果为是，即表面温度T_s大于等于预定温度T_d，说明当前换热器30的表面温度适于配合紫外线灯40激发光触媒涂层产生氧化剂，消除空气中的细菌、有害气体等，则继续执行步骤S23，即控制紫外线灯40开启，控制空调系统的空调室内机100的气流驱动装置20以预定转速n运行。在一种或多种实施例中，预定转速n满足：600rpm≤n≤800rpm，例如600rpm、700rpm、800rpm等。在满足该区间的转速下，气流驱动装置20驱动室内空气循环的速度较低，空气与换热器30表面、紫外线灯40的接触时间较长，空气中的细菌和有毒气体等能够充分地被高温杀灭、或与强氧化剂发生反应从而被消灭。替代地，预定转速n也可根据实际情况配置成其它合适的转速。在一种或多种实施例中，气流驱动装置20从该当前模式的转速转换为预定转速n运行的时机为紫外线灯40开启时，以便于在换热器30表面温度T_s达到预定温度T_d、光触媒涂层被激发产生强氧化剂的同时降低转速至预定转速n，实现除菌效率的最大化。替代地，气流驱动装置20从该当前模式的转速转换为预定转速n运行的时机也可配置成在获取到除菌指令后并且在紫外线灯40开启前，或者配置成在紫外线灯40开启后。如果判断结果为否，即表面温度T_s小于预定温度T_d，说明当前换热器30的表面温度较低，不具备杀菌效果并且换热器30表面的霜冻以及冷凝水可能会干扰光触媒涂层的正常工作，因此返回执行S21，直到表面温度T_s大于等于预定温度T_d。

图4是本发明用于空调系统的控制方法的流程示意图的第二部分。如图4所示，在一种或多种实施例中，当除菌程序运行一段时间以后，控制方法开始判断是否除菌完毕。具体地，控制方法首先执行步骤S31，即判断开启紫外线灯40后是否经过预定时间t。在一种或多种实施例中，预定时间t满足：5min≤t≤15min，例如5min、8min、10min、15min等。在满足该区间的时间下，换热器30表面足以升高至45℃-65℃的高温并保持该高温运行一段时间。替代地，预定时间t也可根据实际情况配置成其它合适的时间。如果判断结果为是，即开启紫外线灯40后经过了预定时间t，说明光触媒涂层释放强氧化剂并且换热器30表面高温杀菌已经运行了一段时间，室内的空气很可能已经被除菌完毕，为提高空调的能效比，需判断除菌程序是否需要被关闭，因此执行步骤S32，即使用空气质量传感器50检测空气中的污染物浓度。如果判断结果为否，即开启紫外线灯40后未经过预定时间t，说明光触媒涂层释放强氧化剂并且换热器30表面高温杀菌的运行时间不足，室内空气内仍可能含有较多有害物质，因此重复执行步骤S23。步骤S32执行完毕后进入步骤S33，即判断污染物浓度是否小于预定浓度。在一种或多种实施例中，污染物浓度为室内空气中甲醛的浓度。预定浓度为低于等于0.05mg/m³并且小于等于0.08mg/m³的数值，例如0.05mg/m³、0.07mg/m³、0.08mg/m³等。替代地，污染物浓度也可配置成其它合适的指标，例如空气中的微粒的浓度。通过污染物的预定浓度的配置，可判断当前室内空气是否符合人体对健康空气环境的要求。如果判断结果为是，即污染物浓度小于预定浓度，说明当前室内空气符合人体对健康空气环境的要求，可退出除菌程序，则继续执行步骤S34，即控制紫外线灯40关闭并且空调系统回归当前模式运行。需要指出的是，该当前模式是在步骤S1中提及的当前模式。如果判断结果为否，即污染物浓度大于等于预定浓度，说明当前室内空气不符合人体对健康空气环境的要求，则重复执行步骤S32，直到污染物浓度小于预定浓度。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调室内机，其特征在于，所述空调室内机包括：

气流驱动装置；

换热器，所述换热器布置成围绕所述气流驱动装置，并且在所述换热器的表面设有光触媒涂层；

紫外线灯，所述紫外线灯设置在所述气流驱动装置和所述换热器之间并配置成可发出照射到所述光触媒涂层上的紫外线。

2.根据权利要求1所述的空调室内机，其特征在于，

所述空调室内机还包括罩壳，所述罩壳具有进风口，并且在所述罩壳的内部靠近所述进风口的位置处设有空气质量传感器。

3.根据权利要求1所述的空调室内机，其特征在于，

所述气流驱动装置为贯流风机；

所述空调室内机包括罩壳，所述罩壳具有位于所述贯流风机的轴向两侧的第一侧壁和第二侧壁；

所述紫外线灯配置为灯管，并且其一端与所述第一侧壁形成固定连接，其另一端朝向所述第二侧壁延伸；或者所述一端与所述第二侧壁形成固定连接，所述另一端朝向所述第一侧壁延伸。

4.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括根据权利要求1-3任一项所述的空调室内机。

5.一种用于空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法在根据权利要求4所述的空调系统中执行，所述控制方法包括：

当空调系统获取到除菌指令后，控制所述空调系统从当前模式转换到制热模式运行；

所述空调系统转换到制热模式后，控制紫外线灯开启。

6.根据权利要求5所述的用于空调系统的控制方法，其特征在于，“所述空调系统进入制热模式后，控制紫外线灯开启”的步骤包括：

所述空调系统进入制热模式后，实时获取所述空调系统的空调室内机的换热器的表面温度T_s；

当所述表面温度T_s大于等于预定温度T_d时，控制所述紫外线灯开启。

7.根据权利要求6所述的用于空调系统的控制方法，其特征在于，

所述预定温度T_d满足：15℃≤T_d≤30℃。

8.根据权利要求5所述的用于空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

所述空调系统进入制热模式后，控制所述空调系统的空调室内机的气流驱动装置以预定转速n运行，所述预定转速n满足：600rpm≤n≤800rpm。

9.根据权利要求5所述的用于空调系统的控制方法，其特征在于，所述空调室内机的罩壳具有进风口，在所述罩壳的内部靠近所述进风口的位置处设有空气质量传感器，所述控制方法还包括：

所述紫外线灯开启后经过预定时间t时，使用所述空气质量传感器检测空气中的污染物浓度；

当所述污染物浓度小于预定浓度时，控制所述紫外线灯关闭并且所述空调系统回归所述当前模式运行。

10.根据权利要求9所述的用于空调系统的控制方法，其特征在于，所述预定时间t满足：5min≤t≤15min。