CN1712842A - 空调系统及用于控制该空调系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空调系统及用于控制该空调系统的方法，该空调系统包括：用户输入装置；显示装置，用于提供环境因素参数设置菜单；存储单元，用于存储环境因素和所述环境因素的参数；通风扇；净气扇；以及控制单元，用于通过使用由用户设置的所述环境因素的参数而计算环境指标，并且根据该环境指标控制该通风扇和该净气扇，从而使用户的舒适感最大化，并且使例如复合化学物质过敏的健康危害最小化。

Description

空调系统及用于控制该空调系统的方法

相关申请的交叉参考

本申请要求在2004年6月25日申请的韩国申请No.P2004-0048195的权益，特此将其并入参考，即如同完整地阐述于此。

技术领域

本发明涉及一种空调系统，尤其涉及一种空调系统及用于控制该空调系统的方法。

背景技术

大多数的现代人在室内空间度过大约80％的时间，比如在家里、办公室、或者地下空间。对于在这类室内空间度过大约80％的时间的现代人来说，舒适的室内环境成为提高工作效率并且保持其健康的非常重要的因素。特别是随着人们的生活水平变高，对于舒适的室内空间的需求也就变得更高。

但是，由于二氧化碳含量随着室内人们的呼吸而增大，封闭空间内的空气变得造成不适感，并且由于办公自动化以及来自地价上升的密度，办公室的热负载迅速增加。

为了解决不适感的问题，并且为了给办公室内的人们提供更舒适的环境，便使用空调系统以控制办公室的温度、湿度等等。

但是，考虑到例如温度、湿度、空气流速和办公室的辐射等物理因素与人体热感之间的相互关系，在空调系统的有效控制中存在局限。

据此，已经有许多人体热感的指标用于定量表达人体热感的各种因素对人体的影响，并且提出了人体热感的简单而精确的舒适范围。

特别地，对于指标，ASHRAE(美国加热、制冷与空调工程师协会)的用于美国的新有效温度(ET)、以及用于欧洲的被采用为ISO(国际标准化组织)7730的预测平均表决(PMV)和预测不满意百分数(PPD)是用于人体热感的典型指标。

PMV是用于预测人体热感的指标，是通过测量人类的人体热感以及环境的6个因素即空气温度、湿度、空气流速、平均辐射温度、人们穿衣量以及活动量，并且基于人体的热平衡用测量值代入舒适等式而理论上获得的。

PPD根据PMV例如“热”、“暖”、“微暖”、“中等(0)”、“微凉”、“凉”、“冷”等等设置人体热感的等级，并且利用人体热感的等级表示出对于当前环境的不满意人群的预测百分数。

图1示出根据PMV和PPD而显示ISO-7730的舒适区的曲线图，其中应注意舒适区落在满足条件-0.5＜PMV＜+0.5且PPD＜10％的范围内。也就是说，通过控制空调系统以满足落在PMV和PPD的该范围内的室内温度和湿度条件，能够提供给室内的人们更好的舒适度。

但是，相关技术的空调系统具有下列问题。

首先，只考虑室温和湿度的相关技术的空调系统的空气调节，在解决不舒适感及提供用户舒适度方面具有局限。

其次，“家居综合症”的问题变得逐渐严重，其中出现头疼、疲劳、呼吸短促(dysnea)、哮喘、鼻炎、皮炎等等症状。

“家居综合症”是一种复合化学物质过敏症(MCS)，其中室内污染物的某一特定化学物质或者多种化学物质混合地影响人体。通常，呈现上述症状的人对来自室内环境中的物质例如清洁剂、香水、乙烯板材的化学品的气味产生过敏反应，以造成严重的健康危害。

实际上，家具、墙纸、瓷砖、地板纸、地毯、绝缘材料、芳香剂、石棉等等，以及施工过程中使用的粘合剂、油漆等等，都含有引起复合化学物质过敏的大量的挥发性有机化学物质，例如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等等。

但是，相关技术的空调系统不能解决由包含这些挥发性有机化学物质的室内环境引起的引起复合化学物质过敏的问题。

发明内容

因此，本发明涉及一种空调系统及用于控制该空调系统的方法，其基本消除了由相关技术的局限和缺陷造成的一个或多个问题。

本发明的目的在于提供一种空调系统及用于控制该空调系统的方法，其能够解决化学物质过敏的问题，并且最大程度地考虑到居住环境而提高空调性能。

本发明的其它优点、目的和特征将在随后的说明书中部分地阐述，并且通过检视下文对本领域普通技术人员部分地变得明显，或者可以从本发明的实践中被了解。本发明的目的和其它优点可以通过书面说明书及其权利要求书以及附图中所特别指出的结构而实现并获得。

为了实现这些目的和其它优点并且根据本发明的用途，这里作为具体化和概括描述，一种空调系统包括用户输入装置，用于设置至少一个环境因素参数；显示装置，用于提供环境因素参数设置菜单；存储单元，用于存储环境因素和所述环境因素的参数；通风扇，用于使室内通风；净气扇，用于净化室内空气；以及控制单元，用于通过使用由用户设置的所述环境因素的参数而计算环境指标，并且根据该环境指标控制该通风扇和该净气扇。

在本发明的另一方案中，一种用于控制空调系统的方法包括步骤：用户设置适于用户的居住环境的环境因素参数；通过使用所述环境因素参数而计算环境指标；以及根据该环境指标控制通风和空气净化操作。

应当理解的是，本发明的上述概括描述和随后的详细描述都是典型的和说明性的，旨在提供如权利要求所要求的本发明的进一步解释。

附图说明

被包含以提供本发明的进一步理解且被并入而组成本申请一部分的附图示出本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1示出根据人体热感的指标PMV和PPD而显示ISO-7730的舒适区的曲线图；

图2示出根据本发明的优选实施例的空调系统的方框图；

图3示出室内环境因素参数的查找表；

图4示出根据本发明的优选实施例的显示用于在空调系统中设置环境因素参数的方法的步骤的流程图；

图5A和图5B示出根据本发明的优选实施例的显示用于设置环境因素参数的菜单屏幕的实例的图表；

图6示出根据本发明的优选实施例的显示利用查找表设置室内环境因素参数的实例的图表；以及

图7示出根据本发明的优选实施例的显示用于控制空调系统的方法的步骤的流程图。

具体实施方式

将详细参考本发明的优选实施例，其实例示出于附图中。尽可能在全部附图中使用相同的附图标记指代相同或者相似的部件。

参考图2，根据本发明的优选实施例的空调系统包括用户输入装置10、显示装置20、气体传感器30、通风扇40、净气扇50、存储单元60、以及控制单元70。

用户输入装置10可以是键盘和遥控器，用于施加用户的居住空间的环境因素参数。显示装置20可以是装在主体或者遥控器上的LCD等，用于显示环境因素参数设置菜单。

气体传感器30测量室内的气味强度。通风扇40通过将室外空气引入室内并将室内空气排出到室外而使室内通风。净气扇50使室内空气循环，并且利用过滤器等净化室内空气。

存储单元60具有存储于其中的查找表。该查找表包含环境因素参数设置菜单显示、环境因素项目、环境因素项目的详细项目、以及每一详细项目的参数的视频信息。

参考图3，存储单元60中的查找表具有多个环境因素项目、以及为每一环境因素项目的每一详细项目分配的参数。

多个环境因素项目是建筑年数“A”、室内面积“B”、建筑材料“C”、室内人数“D”、家具的购买年数“F”、燃烧仪器的数量“G”、通风频率“H”、吸烟者人数“I”、吸烟量“J”、活动量“K”、以及宠物数量“L”。

如从环境因素的参数中能够注意到的一样，参数越小，环境越好。例如，如果建筑年数“A”小于一年，那么其参数就是最大的，而如果建筑年数“A”是10，那么其参数就是最小的。

也就是说，如果建筑年数“A”小于一年，因为家居综合症最为严重，所以其参数被设为最大；而如果建筑年数“A”是10，因为家居综合症已被充分解决，所以其参数被设为最小。

如果室内面积小于10平米(pyeong)，那么室内面积“B”的参数最大；而如果室内面积大于40平米，那么其参数最小。也就是说，如果室内面积小于10平米，因为通风困难并且热负载量大，因此该参数被设为最大；而如果室内面积大于40平米，因为通风良好并且热负载轻，因此该参数被设为最小。

图3中的查找表仅是显示用于形成最佳环境的因素A-L的本发明的一个实施例。但是，本发明不限于图3中的查找表，取决于实际产品设计，环境因素项目、详细项目、以及参数可被添加/移除/改变如所需的一样多。

控制单元70通过使用由用户设置的查找表上的环境因素参数来计算环境指标，并且根据这样计算出的环境指标控制通风扇40和净气扇50。

本发明的空调系统包括通讯单元80。该通讯单元80将该空调系统连接到外部PC，以便该PC和键盘能被用作用户输入装置和显示装置。

在本发明的前述空调系统中，控制单元70检测从用户输入装置10接收的用户命令，并且使该用户命令显示在显示装置20上。

然后，控制单元70将由用户设置的查找表上的环境因素参数应用到环境指标计算等式，以参考图3中的查找表计算环境指标。

然后，控制单元70参考环境指标和气体传感器30的输出来控制通风扇40和净气扇50，以对当前居住环境进行最佳通风和空气净化。

下面将描述根据本发明的优选实施例的用于控制空调系统的方法。

参考图4，将描述用于在空调系统中设置居住空间的环境因素参数的过程。

控制单元70确定用户是否通过用户输入装置10应用环境因素参数设置键(S10)。作为确定的结果，如果环境因素参数设置键被应用，则控制单元70在显示装置20上显示环境因素参数设置菜单(S11)。

该环境因素参数设置菜单具有各种环境因素项目、所选的环境因素的详细项目、以及详细项目的参数。

然后，用户在环境因素参数设置菜单上设置各种环境因素的详细项目，以适合用户自己的居住环境(S12)。

例如，参考图5A，如果用户从环境因素项目中选择了“室内人数”，那么详细项目屏被显示，以便用户能够通过使用用户输入装置10来设置当前的室内人数。

作为另一实例，参考图5B，如果用户从环境因素项目中选择了“建筑年数”，那么详细项目屏被显示，以便用户能够通过使用用户输入装置10来设置当前房屋的“建筑年数”。

根据上述方法，用户设置环境因素以适合该用户，例如建筑年数“A”、室内面积“B”、建筑材料“C”、室内人数“D”、清洁频率“E”、家具的购买年数“F”、燃烧仪器的数量“G”、通风频率“H”、吸烟者人数“I”、吸烟量“J”、活动量“K”、宠物数量“L”，等等。

在环境因素中，存在房屋环境因素和室内环境因素。也就是说，房屋环境因素是建筑年数“A”、室内面积“B”和建筑材料“C”。室内环境因素是室内人数“D”、清洁频率“E”、家具的购买年数“F”、燃烧仪器的数量“G”、通风频率“H”、吸烟者人数“I”、吸烟量“J”、活动量“K”和宠物数量“L”。

然后，控制单元70确定环境因素设置是否完成(S13)。

作为确定(S13)的结果，如果用户对于环境因素的设置完成，则控制单元读取用户参考查找表设置的环境因素A/B/C/D/E/F/G/H/I/J/K/L的参数，并将这些参数代入环境指标等式，以获得环境指标(S14)。本发明的环境指标等式如下列等式(1)定义。

环境指标＝A+B+C+D+E+F+G+H+I+J+K+L    --------------------(1)

因而，通过累加环境因素的参数而获得该环境指标。例如，如果用户选择如图6所示的环境因素(选择标有√的)，即A＝3，B＝2，C＝5，D＝3，E＝4，F＝2，G＝1，H＝4，I＝2，J＝3，K＝4且L＝2，以获得环境指标35。

同时，该环境指标等式可以如下列等式(2)定义。

环境指标＝(A*W)+(B*W)+(C*W)+(D*W)+(E*W)+(F*W)+(G*W)+(H*W)+(I*W)+(J*W)+(K*W)+(L*W)    ----------------------------------(2)

上述等式(2)通过将彼此不同的加权值“W”应用于参数并且将其累加来计算环境指标。

例如，在用户选择如图6所示的环境因素(选择标有√的)的情形下，即A＝3，B＝2，C＝5，D＝3，E＝4，F＝2，G＝1，H＝4，I＝2，J＝3，K＝4且L＝2，如果假设加权值(*2)施加至建筑年数“B”、清洁频率“E”、以及吸烟量“J”的每一个，并且加权值(*1)施加至其余环境因素的每一个，那么环境指标等式能够被定义为下列等式(3)。

环境指标＝A+(B*2)+C+D+(E*2)+F+G+H+I+(J*2)+K+L    ------(3)

通过将上述所选择的环境因素参数代入上述环境指标等式(3)，得到环境指标44(＝3+2*2+5+3+4*2+2+1+4+2+3*2+4+2)。然后，控制单元70根据在存储单元60中存储的环境指标执行空调运行。

参考图7，将更详细地描述用于根据该环境指标控制空调系统的方法。

首先，控制单元70确定是否从用户接收到用于运行空调系统的命令(S20)。如果作为确定(S20)的结果接收到用于空调系统的运行的命令，那么控制单元70从存储单元60取回环境指标(S21)。

然后，如果环境指标小于第一设定值R1(S30)，那么控制单元70忽略用于运行空调系统的命令，使通风扇40和净气扇50处于关闭状态(S31)。

如果环境指标大于第一设定值R1并且小于第二设定值R2(S40)，那么控制单元70以低空气流速驱动净气扇50，同时通风扇40保持关闭，以净化空气(S41)。

如果环境指标大于第二设定值R2并且小于第三设定值R3(S50)，那么控制单元70驱动通风扇40以使室内通风，同时以中等空气流速驱动净气扇50以净化空气(S51)。

如果环境指标大于第三设定值R3(S50)，那么控制单元70驱动通风扇40以使室内通风，同时以高空气流速驱动净气扇50以净化空气(S60)。

第一设定值R1、第二设定值R2和第三设定值R3是用于对应于该环境指标确定用户的舒适感(例如，非常舒适/舒适/不适/极度不适)的参考值。

也就是说，能够如下确定：

非常舒适(环境指标＜R1)；

舒适(R1≤环境指标＜R2)；

不适(R2≤环境指标＜R3)；以及

极度不适(R3≤环境指标)。

例如，若假设R1＝25、R2＝35并且R3＝45，如果环境指标是20，确定是在非常舒适状态下，那么就像在步骤S31一样，空调系统不会运行。如果环境指标是27，确定是在舒适状态下，那么就像在步骤S41一样，空调系统以低速运行。如果环境指标是40，确定是在不适状态下，那么就像在步骤S51一样，进行通风和中速空气净化。如果环境指标是50，确定是在极度不适状态下，那么就像在步骤S60一样，进行通风和高速空气净化。

考虑到产品特性、产品设计时的居住环境变化等等，该第一至第三设定值是广泛可变的，并且在设定之后也是可改变的。

同时，在空调系统运行期间，控制单元70利用气体传感器30周期性地检测气味的强度(S70)。

然后，如果在气体传感器30检测到的气味的强度大于参考值(S71)，那么控制单元70保持当前空调系统运行的状态(S72)。反之，如果在气体传感器30检测到的气味的强度小于参考值，那么控制单元70关闭通风扇40和净气扇50，以进入节电模式(S73)。

考虑到产品特性和产品设计时的环境条件，参考值、即通过实验确定的适于居民感到清新的气味强度等级的值，也是可变化的，并且随后是可改变的。

如上所述，本发明的空调系统和用于控制该空调系统的方法具有下列优点。

第一，最大程度地考虑到各种居住环境因素的通风和空气净化能够最大化用户的舒适感。

第二，考虑到已无法处理的房屋环境因素，例如建筑年数、室内面积、建筑材料等等的通风和空气净化能够使健康危害、例如复合化学物质过敏最小化。

第三，考虑到由用户个人设定的居住和室内环境因素参数的通风和空气净化能够免除购买用于测量空气环境的昂贵仪器的必要。

对于本领域技术人员显见的是，只要不脱离本发明的精神或者范围，在本发明中能够进行各种修改和变化。因而，这就意味着本发明覆盖了来自随附权利要求及其等效范围内的对于此发明的修改和变化。

Claims (20)

1、一种空调系统，包括：

用户输入装置，用于设置至少一个环境因素参数；

显示装置，用于提供环境因素参数设置菜单；

存储单元，用于存储环境因素和所述环境因素的参数；

通风扇，用于使室内通风；

净气扇，用于净化室内空气；以及

控制单元，用于通过使用由用户设置的所述环境因素的参数而计算环境指标，并且根据该环境指标控制该通风扇和该净气扇。

2、根据权利要求1的空调系统，其中该用户输入装置是在主体上的键盘或者遥控器中的至少一个。

3、根据权利要求1的空调系统，其中该用户输入装置还包括PC即个人计算机。

4、根据权利要求1的空调系统，其中该显示装置安装到该主体或者该遥控器中的至少一个。

5、根据权利要求1的空调系统，其中该显示装置还附加包括监视器。

6、根据权利要求1的空调系统，其中该存储单元中具有用于定义环境因素和参数的查找表。

7、根据权利要求6的空调系统，其中该查找表包括环境因素项目、所述环境因素项目的详细项目、以及所述详细项目的参数。

8、根据权利要求7的空调系统，其中所述环境因素项目包括从建筑年数“A”、室内面积“B”、建筑材料“C”、室内人数“D”、家具的购买年数“F”、燃烧仪器的数量“G”、通风频率“H”、吸烟者人数“I”、吸烟量“J”、活动量“K”、以及宠物数量“L”中所选择的至少两个。

9、根据权利要求7的空调系统，其中取决于每一个所述环境因素的详细项目而不同地定义所述参数。

10、一种用于控制空调系统的方法，包括步骤：

用户设置适于用户的居住环境的环境因素参数；

通过使用所述环境因素参数而计算环境指标；以及

根据该环境指标控制通风和空气净化操作。

11、根据权利要求10的方法，其中用户设置环境因素参数的步骤包括步骤：

根据用户的命令显示所述环境因素参数的设置菜单；

在该设置菜单上设置所述环境因素参数以适于用户的居住环境；以及

存储环境因素参数设置状态。

12、根据权利要求11的方法，其中所述环境因素参数的设置菜单包括至少一个环境因素项目和该用户选择的环境因素项目的详细项目。

13、根据权利要求12的方法，其中所述环境因素项目包括从建筑年数“A”、室内面积“B”、建筑材料“C”、室内人数“D”、家具的购买年数“F”、燃烧仪器的数量“G”、通风频率“H”、吸烟者人数“I”、吸烟量“J”、活动量“K”、以及宠物数量“L”中所选择的至少两个。

14、根据权利要求10的方法，其中该计算环境指标的步骤包括累加所述环境因素的参数的步骤。

15、根据权利要求10的方法，其中该计算环境指标的步骤包括分别将彼此不同的加权值与所述环境因素的参数相乘、并且累加相乘的加权值的步骤。

16、根据权利要求10的方法，其中该控制通风和空气净化操作的步骤包括步骤：

若该环境指标小于第一设定值R1，则不进行通风和空气净化操作；

若该环境指标大于该第一设定值R1并且小于第二设定值R2，则不进行通风操作，并且以第一空气流速进行空气净化操作；

若该环境指标大于该第二设定值R2并且小于第三设定值R3，则进行通风操作，并且以第二空气流速进行空气净化操作；

若该环境指标大于该第三设定值R3，则进行通风操作，并且以第三空气流速进行空气净化操作。

17、根据权利要求16的方法，其中该第一设定值R1至该第三设定值R3是根据该环境指标定义的、用于确定该用户的舒适感的参考值。

18、根据权利要求16的方法，其中从功率上看，该第一空气流速、该第二空气流速和该第三空气流速具有如下关系：该第一空气流速＜该第二空气流速＜该第三空气流速。

19、根据权利要求10的方法，其中还包括根据室内气味的强度控制该通风和空气净化操作的步骤。

20、根据权利要求19的方法，其中根据室内气味的强度控制该通风和空气净化操作的步骤包括步骤：

在根据该环境指标进行该通风和空气净化操作的过程中，周期性地检测室内气味的强度；

若检测到的气味的强度大于预设参考值，则保持当前的通风和空气净化操作；以及

若检测到的气味的强度小于该预设参考值，则停止当前的通风和空气净化操作。

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