CN1603704A - 一种分区温控和智能分级换气的空调 - Google Patents

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Abstract

一种分区温控和智能分级换气的空调，包括制冷制热装置(20)、出风口组(40)、温控单元(60)和电控单元(50)，尤其是还包括出风口控制单元(70)和冷暖气分配单元(80)；所述电控单元(50)中的智能测温温控子单元(51)根据被监控人(110)体温变化，或监控区(100)内的空气温度变化，实时控制出风口控制单元(70)和冷暖气分配单元(80)，使各个小区(100.j)有各自的温度。本发明并能智能化跟踪被监控人的移动，始终使被监控人处在一个舒适的温度环境中。本发明还能根据室内人数、空气质量的好坏智能化分级换气，有效地解决换气量过大浪费能源的问题。

Description

一种分区温控和智能分级换气的空调
技术领域    本发明涉及室内空气调节装置，特别涉及有多风道的空气调节装置，尤其涉及分区温控和智能分级换气的空调。
背景技术    中国是一个以大家庭共同生活模式为主体的“亲情”社会，虽然近年来父母家庭和子女家庭有分开居住的趋势，但周末、节假日父母家庭和子女家庭的团聚、子女为父母养老、父母为子女看护小孩的传统依然占大多数，这就形成老、中、幼三代共同生活的家庭模式，老、中、幼三代对空调需求特性是不同的，例如：现在住宅流行大客厅，当一大家子人在客厅里一起看电视或吃饭时，中青年人新陈代谢旺盛，体表温度较高，希望空调设定温度较低，如24度；老年人新陈代谢不旺盛，体表温度不高，或有畏寒疾病，对空调设定温度要求较高，如26度；婴幼儿本身在不同活动状态对空调设定温度要求就不同，如嬉戏玩耍时，婴幼儿对空调设定温度要求是24度，而婴幼儿在安静状态或在客厅里睡眠时，对空调设定温度要求是26度或28度，所以这就造成现有空调的单一温度设定不能同时满足老、中、幼三代的不同温度需求，常常是满足了其中一方的温度需求，不能满足另外二方的温度需求，甚至对老人、婴幼儿造成身体伤害，患上空调病，或者迫使老人、中青年人不得不调整自己在房间里所处位置，以减缓不适温度的影响，否则就不得不忍受过低、过高的设定温度，造成人“将就”空调，而不是空调为人提供舒适服务。商用中央空调也存在不能分人分区温控的问题。
现有技术中，不管是单体空调、分体空调，还是中央空调，都是将一种温度、一种风量的冷暖气吹到一个房间中去，即便在一个房间有不同的温度、不同风量的冷气吹出，也是以固定模式吹出。而在实际使用中，尤其是房间内有两个以上的人存在时，往往不同的人希望得到不同的环境温度，这样的需要，现有技术的空调难以满足。例如第03201999号中国实用新型专利公开了一种名为“保健空调”的技术方案，其方案是：“主要由外壳、进气管、一级风机、二级风机、水泵、进水管、出水管、一级喷嘴、二级喷嘴、三级喷嘴、一级换热管、二级换热管、一级气水分离管、二级气水分离室、物理吸附气水分离室、化学吸附干燥室、电加热升温室、出口风向控制器等组成。其工作原理为以风机和水泵为动力将室外空气与地下水抽至空调器内的盘管里经多次冷热交换处理和气水分离处理而最终送出接近地下水温的新鲜空气”。
可以看出，该方案并没有解决分人分区温控的问题。
还有第99235706号中国实用新型专利，公开了一种名为“带换气装置的空调器”的技术方案，该方案主要是：“空调器除有室内机和室外机外，增设一台换气扇，安装在室外墙上，通过接头和换气管，将其与室内机上进风口连接，换气扇采用轴流风扇或离心风扇。通过排气式或吸气式，可将室内的污浊空气与室外的新鲜空气交换，提高空气品质，防止“空调病”发生”。
可以看出，该方案也没有解决分人分区温控的问题，而且也没有解决根据室内空气质量智能换气的问题和在保证空气最低新鲜度的前提下尽可能减少换气以节能的问题。
还有第03204436号中国实用新型专利，公开了一种名为“空调风口人字阀”的技术方案，该方案主要是：“它有一个矩形的阀体，在该阀体内安装有若干个活动叶片，在每个活动叶片的两端设有转轴，该活动叶片是由扳手板控制，其特点是，在活动叶片的端部转轴上分别套接有主动齿轮和从动齿轮，在主动齿轮的侧壁上固定连接有扳手板，该主动齿轮与从动齿轮相互啮合。根据实际生产要求，在所述活动叶片的一端转轴上套接有主动齿轮，在主动齿轮两侧的活动叶片转轴上套接有从动齿轮。使用时，用手扳动扳手板，使主动齿轮转动，通过主动齿轮的转动再带动从动齿轮的转动，由主动齿轮和从动齿轮的转动带动活动叶片转动，达到调节风量的作用。本实用新型的优点是：结构简单、使用方便、活动叶片转动灵活、不产生噪音”。
可以看出，该方案仍然没有解决分人分区温控的问题，而且也没有解决根据室内人员需求而自动调节叶片的问题。
发明内容    本发明的目的在于，避免现有技术的不足之处，提出一种分区温控和智能分级换气的空调。
本发明是一种分区温控和智能分级换气的空调，包括制冷制热装置、出风口组、温控单元和电控单元，尤其是还包括出风口控制单元和冷暖气分配单元；所述电控单元包括智能测温温控子单元，所述智能测温温控子单元根据输入的温度数据，而实时将控制指令传输到出风口控制单元和冷暖气分配单元，使监控区内各个小区有各自的温度。
本发明采用网格状布设的温度传感器组测量监控区内各个小区空气温度变化，并将这一数值输入空调温控系统，使空调温控可以随着各个小区空气温度变化而实时相应变化，使不同区域、不同温度需求的人，可以享受到不同的温度。
本发明利用红外测温传感器非接触式测量人体体表温度变化，并将这一数值输入空调温控系统，使空调温控可以随着人体体表温度变化而实时相应变化，减少了传统手动红外遥控空调的操作环节、温控环节，消除了传统空调中热敏电阻只能测局部室温的缺点，从人体手动红外遥控的被动温控方式过渡到空调主动测温、主动温控的方式。
本发明采用红外测温传感器不仅可以非接触测量人体体表温度，而且可以测量出房间不同区域的空气温度，当人体体表温度和人体所在区域的空气温度快达到设定温度的要求时，可提前减少吹向这一区域的风量或通过变频等技术减少压缩机功率以节能，从而减缓人体体表温度和人体所在区域的空气温度的降温速率，增加舒适感，并可实现压缩机不停机的均衡温控。
本发明还可以非接触测量人体在房间里的位置坐标，并可锁定一个以上的人体红外目标，当这个人在房间里移动位置时，可以跟踪这个人并测量出这个人在房间里的新位置坐标，使出风口吹向他或避开他所处的方位，并调控每个方位的送风量、送风温度，从而在不同区域形成该区域的人所需求的温度。
本发明通过以下的技术方案来实现：
设计制造一种分区温控和智能分级换气的空调，包括制冷制热装置、出风口组、温控单元和电控单元，尤其是还包括出风口控制单元和冷暖气分配单元；所述电控单元包括智能测温温控子单元，所述智能测温温控子单元根据输入的温度数据而实时将控制指令传输到室内出风口控制单元和冷暖气分配单元，使监控区内各个小区有不同的温度。
所述温控单元包括测量监控区内空气温度变化的温度传感器组，所述温度传感器组网格状布设在监控区，所述温度传感器组将测量到的各个小区的空气温度数据及该温度数据所在的区域位置数据传输到电控单元中的智能测温温控子单元；再由智能测温温控子单元向出风口控制单元和冷暖气分配单元发出调整信号，调整流量、流速、出风温度和出风方向，使监控区内各个小区有不同的温度。
所述温控单元包括红外测温传感器和位置探测传感器，所述红外测温传感器将监控区内被监控人的体表温度T数据传输到电控单元中的智能测温温控子单元；所述位置探测传感器对监控人在监控区内的移动进行追踪探测，感知其相对空调所处的方向位置和角度，并将位置数据传到智能测温温控子单元，再由智能测温温控子单元向出风口控制单元和冷暖气分配单元发出调整信号，调整流量、流速、出风温度和出风方向，使监控人的活动区域局部温度保持在其设定的舒适温度范围内。
所述出风口控制单元包括风向调整装置和风速和流量调整装置；所述各个出风口互相彼此独立，受风速和流量调整装置控制，都有各自的风速、流量和风温；所述风向调整装置驱动出风口组中各出风口都有各自的方向；所述各出风口都有风口叶片，该叶片连接风速和流量调整装置。
所述冷暖气分配单元连接制冷制热装置，受控制输出不同风速、不同流量、不同温度的冷暖气分送给出风口组各出风口；所述风速和流量调整装置连通冷暖气分配单元，分别调整各出风口的风速、流量、温度值；所述出风口组的各个出风口或集中设置在一起，或分开设置在监控区内不同的小区。
所述出风口控制单元在设定调整温度值时由遥控器、或由空调操作板上的操作键盘事先输入，或由中央空调操作台调控，调整不同监控区以及各个小区有不同的温度和降温速率。
所述的温控单元包括测量监控人体表温度的红外测温传感器，所述红外测温传感器或与集中的出风口组设置在一起，或与分开的各个出风口联体设置，或单独设置在监控区内不同的小区；所述红外测温传感器与温控单元之间的数据传输采用有线、无线或红外线方式。
所述被监控人包括老年人、中年人和儿童，在所述智能测温温控子单元中设定固化老年人、中年人和儿童的舒适室温值，例如T1(26℃)、T2(24℃)和T3(28℃)，所述温控单元将被监控人的体表温度值T输入到智能测温温控子单元中，并与所设定的舒适温度值T1、T2、和T3相比较，根据比较后的结果输出调控信号。
在监控区有二个或二个以上的监控人时，对设定温度要求不同的人，位置探测传感器及红外测温传感器会分别追踪探测各监控人的体表温度、空间位置，根据事先设定的需求温度，将不同的个人与不同的设定温度结合起来，向出风口控制单元和冷气分配单元发出调整信号，调整流量、流速和出风温度。
本发明的空调还包括一个智能分级换气子单元，该子单元控制一流量调控装置，在向该子单元输入监控区内被监控人的多少、监控区空间大小、监控区空间自身换气能力大小等换气参数之后，自动开启或关闭换气扇及调整换气扇的换气量，在保证空气最低新鲜度的前提下尽可能减少换气以达到节能目的。
所述智能分级换气子单元连接一空气质量传感器，该空气质量传感器自动对监控区内的空气中不良气体的含量进行测量，并对所测量的值进行判断是否自动开启或关闭换气及调整换气量的大小；对所测量的值进行判断的空气新鲜度的标准可以按不同人的不同需求设定，对空气新鲜度的要求高的人可设定高标准，换气量就大，耗能也大；对空气新鲜度的要求不高的人可设定低标准，换气量就小，耗能也少。
与现有技术相比较，本发明能够对监控区内不同温度需求的被监控人、被监控区域内各个小区进行温度检测，然后驱动不同的出风口对准不同的被监控人、被监控区域内各个小区，吹出适合的温度的风来；本发明并能智能化跟踪被监控人的移动，始终使被监控人处在一个舒适的温度环境中。本发明还能根据室内人员的多少、空气质量的好坏智能化地对室内空气智能分级换气，有效地解决换气量过大不节能问题。
附图说明    图1是本发明一种分区温控和智能分级换气的空调的原理方框图；
图2是本发明所述空调出风口分小区布置的示意图；
图3是本发明所述空调出风口集中设置并可受控调节的示意图；
图4是本发明所述空调接受设置指令的示意图。
具体实施方式    下面结合附图对本发明做进一步详尽的描述。
如图1所示：设计制造一种分区温控和智能分级换气的空调，包括制冷制热装置20、出风口组40、温控单元60和电控单元50，尤其是还包括出风口控制单元70和冷暖气分配单元80；所述电控单元50包括智能测温温控子单元51，所述智能测温温控子单元51根据输入的温度数据而实时将控制指令传输到室内出风口控制单元70和冷暖气分配单元80，使监控区100内各个小区100.j(j＝1，2，3......n)有不同的温度。
所述温控单元60包括测量监控区100内空气温度变化的温度传感器组63，所述温度传感器组63网格状布设在监控区100，所述温度传感器组63将测量到的各个小区100.j的空气温度数据及该温度数据所在的区域位置数据传输到电控单元50中的智能测温温控子单元51；再由智能测温温控子单元51向出风口控制单元70和冷暖气分配单元80发出调整信号，调整流量、流速、出风温度和出风方向，使监控区100内各个小区100.j有不同的温度。
所述温控单元60还包括红外测温传感器61和位置探测传感器62，所述红外测温传感器61将监控区100内被监控人110的体表温度T数据传输到电控单元50中的智能测温温控子单元51；所述位置探测传感器62对监控人110在监控区100内的移动进行追踪探测，感知其相对空调所处的方向位置和角度，并将位置数据传到智能测温温控子单元51，再由智能测温温控子单元51向出风口控制单元70和冷暖气分配单元80发出调整信号，调整流量、流速、出风温度和出风方向，使监控人110的活动区域局部温度保持在其设定的舒适温度范围内。
如图3所示：所述出风口控制单元70包括风向调整装置71和风速和流量调整装置72；所述各个出风口40.i(i＝1，2，3......n)互相彼此独立，受风速和流量调整装置72控制，都有各自的风速、流量和风温；所述风向调整装置71驱动出风口组40中各出风口40.i都有各自的方向；所述各出风口40.i都有风口叶片41，该叶片41连接风速和流量调整装置72。
如图1、3所示：所述冷暖气分配单元80连接制冷制热装置20，受控制输出不同风速、不同流量、不同温度的冷暖气分送给出风口组40各出风口40.i；所述风速和流量调整装置72连通冷暖气分配单元80，分别调整各出风口40.i的风速、流量、风温。
如图2所示：所述出风口组40的各个出风口40.i或集中设置在一起，或分开设置在监控区100内不同的小区100.j。
如图4所示：所述出风口控制单元70在设定调整温度值时由遥控器75、或由空调操作板76上的操作键盘77事先输入，或由中央空调操作台200调控，调整不同监控区100以及各个小区100.j有不同的温度和降温速率。
所述的温控单元60包括测量监控人110体表温度的红外测温传感器61，所述红外测温传感器61或与集中设置的出风口组40设置在一起，或与分开的各个出风口40.i联体设置，或单独设置在监控区100内不同的小区100.j；所述红外测温传感器61与温控单元60之间的数据传输采用有线、无线或红外线方式。
如图1所示：所述被监控人110包括老年人111、中年人112和儿童113，在所述智能测温温控子单元51中设定固化老年人111、中年人112和儿童113的舒适室温值，例如：T1(26℃)、T2(24℃)和T3(28℃)。所述温控单元60将被监控人110的体表温度值T输入到智能测温温控子单元51中，并与所设定的舒适温度值T1、T2、和T3相比较，根据比较后的结果输出调控信号。
在监控区100有二个或二个以上的监控人110时，对设定温度要求不同的人，位置探测传感器62及红外测温传感器61会分别追踪探测各监控人110的体表温度、空间位置，根据事先设定的需求温度，将不同的个人与不同的设定温度结合起来，向出风口控制单元70和冷气分配单元80发出调整信号，调整流量、流速和出风温度。
如图1所示：本发明的空调还包括一个智能分级换气子单元52，该子单元52控制一流量调控装置130，在向该子单元52输入监控区100内被监控人110的多少、监控区100空间大小、监控区100空间自身换气能力大小等换气参数之后，自动开启或关闭换气扇170及调整换气扇170的换气量。
所述智能分级换气子单元52连接一空气质量传感器140，该空气质量传感器140自动对监控区100内的空气中不良气体的含量进行测量，并对所测量的值进行判断是否自动开启或关闭空调换气，以及调整换气量的大小。在本发明的一种实施例中，流量调控装置130可以无级调节，同时，换气扇170的转速也可以无级调节。这样可以最大程度地节约能源。
本发明中分别设有红外测温传感器61、位置探测传感器62，应当指出此二个传感器的作用也可由一个具有此二个传感器作用的传感器替代。
实践证明，本发明能够对监控区内不同温度需求的被监控人、被监控区域内各个小区进行温度检测，然后驱动不同的出风口对准不同的被监控人，吹出适合的温度的风来；本发明并能智能化跟踪被监控人的移动，始终使被监控人处在一个舒适的温度环境中。本发明还能根据室内人员的多少、空气质量的好坏智能化地对室内空气智能分级换气，有效地解决换气量过大不节能问题。

Claims (11)

1.一种分区温控和智能分级换气的空调，包括制冷制热装置(20)、出风口组(40)、温控单元(60)和电控单元(50)，其特征在于：还包括出风口控制单元(70)和冷暖气分配单元(80)；所述电控单元(50)包括智能测温温控子单元(51)，所述智能测温温控子单元(51)根据输入的温度数据，实时将控制指令传输到出风口控制单元(70)和冷暖气分配单元(80)，使监控区(100)内各个小区(100.j)有各自的温度。
2、根据权利要求1所述的分区温控和智能分级换气的空调，其特征在于：所述温控单元(60)包括测量监控区(100)内空气温度变化的温度传感器组(63)，所述温度传感器组(63)呈网格状布设在监控区(100)，所述温度传感器组(63)将测量到的各个小区(100.j)的空气温度数据及该温度数据所在的区域位置数据传输到电控单元(50)中的智能测温温控子单元(51)，再由智能测温温控子单元(51)向出风口控制单元(70)和冷暖气分配单元(80)发出调整信号，调整流量、流速、出风温度和出风方向，使监控区(100)内各个小区(100.j)有各自的温度。
3、根据权利要求1所述的分区温控和智能分级换气的空调，其特征在于：所述温控单元(60)包括红外测温传感器(61)和位置探测传感器(62)，所述红外测温传感器(61)将监控区(100)内被监控人(110)的体表温度数据传输到电控单元(50)中的智能测温温控子单元(51)；所述位置探测传感器(62)对监控人(110)在监控区(100)内的移动进行追踪探测，感知其相对空调所处的方向位置和角度，并将位置数据传到智能测温温控子单元(51)，再由智能测温温控子单元(51)向出风口控制单元(70)和冷暖气分配单元(80)发出调整信号，调整流量、流速、出风温度和出风方向，使监控人(110)的活动区域局部温度保持在其设定的舒适温度范围内。
4、根据权利要求1所述的分区温控和智能分级换气的空调，其特征在于：所述出风口控制单元(70)包括风向调整装置(71)和风速和流量调整装置(72)；所述各个出风口(40.i)互相彼此独立，受风速和流量调整装置(72)控制，都有各自的风速、流量和风温；所述风向调整装置(71)驱动出风口组(40)中各出风口(40.i)都有各自的方向；所述各出风口(40.i)都有风口叶片(41)，该叶片连接风速和流量调整装置(72)。
5、根据权利要求1所述的分区温控和智能分级换气的空调，其特征在于：所述冷暖气分配单元(80)连接制冷制热装置(20)，受控制输出不同风速、不同流量、不同温度的冷暖气分送给出风口组(40)各出风口(40.i)；所述风速和流量调整装置(72)连通冷暖气分配单元(80)，分别调整各出风口(40.i)的风速、流量、风温；所述出风口组(40)的各个出风口(40.i)或集中设置在一起，或分开设置在监控区(100)内不同的小区(100.j)。
6、根据权利要求1所述的分区温控和智能分级换气的空调，其特征在于：所述出风口控制单元(70)在设定调整温度值时由遥控器(75)、或由空调操作板(76)上的操作键盘(77)事先输入，或由中央空调操作台(200)调控，调整不同监控区(100)以及各个小区(100.j)有不同的温度和降温速率。
7、根据权利要求1所述的分区温控和智能分级换气的空调，其特征在于：所述的温控单元(60)包括测量监控人(110)体表温度的红外测温传感器(61)，所述红外测温传感器(61)或与集中出风口组(40)设置在一起，或与分开的各个出风口(40.i)联体设置，或单独设置在监控区(100)内不同的小区(100.j)；所述红外测温传感器(61)与温控单元(60)之间的数据传输采用有线、无线或红外线方式。
8、根据权利要求1所述的分区温控和智能分级换气的空调，其特征在于：所述被监控人(110)包括老年人(111)、中年人(112)和儿童(113)，在所述智能测温温控子单元(51)中设定固化老年人(111)、中年人(112)和儿童(113)的舒适室温值T1、T2和T3，所述温控单元(60)将被监控人(110)的体表温度值T输入到智能测温温控子单元(51)中，并与所设定的舒适温度值T1、T2、和T3相比较，根据比较后的结果输出调控信号。
9、根据权利要求1所述的分区温控和智能分级换气的空调，其特征在于：在监控区(100)有二个或二个以上的监控人(110)时，对设定温度要求不同的人，位置探测传感器(62)及红外测温传感器(61)会分别追踪探测各监控人(110)的体表温度、空间位置，根据事先设定的需求温度，将不同的个人与不同的设定温度结合起来，向出风口控制单元(70)和冷暖气分配单元(80)发出调整信号，调整流量、流速和出风温度。
10.根据权利要求1所述的分区温控和智能分级换气的空调，其特征在于：还包括一个智能分级换气子单元(52)，该子单元(52)控制一流量调控装置(130)，在向该子单元(52)输入监控区(100)内被监控人(110)的多少、监控区(100)空间大小、监控区(100)空间自身换气能力大小等换气参数之后，自动开启或关闭换气扇(170)及调整换气扇(170)的换气量。
11.根据权利要求10所述的分区温控和智能分级换气的空调，其特征在于：所述智能分级换气子单元(52)连接一空气质量传感器(140)，该空气质量传感器(140)自动对监控区(100)内的空气中不良气体的含量进行测量，并对所测量的值进行判断是否自动开启或关闭空调换气，及调整换气量的大小。
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