WO2022105941A1

WO2022105941A1 - 一种空调器及其控制方法

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Publication number: WO2022105941A1
Application number: PCT/CN2022/071267
Authority: WO
Inventors: 张纯; 张振富; 王若峰; 乔光宝
Original assignee: 青岛海尔空调器有限总公司; 青岛海尔空调电子有限公司; 海尔智家股份有限公司
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2022-05-27
Also published as: CN113266884B; CN113266884A

Abstract

本发明提供了一种空调器及其控制方法，空调器包括壳体、位于壳体上的进风口和出风口、位于壳体内的风机，风机与进风口之间形成进风风道，风机与出风口之间形成出风风道；进风风道内安装有冷凝器；还包括共用风道壁和半导体制冷装置，共用风道壁具有进风风道侧和出风风道侧，进风风道侧形成部分进风风道，出风风道侧形成部分出风风道；共用风道壁上开设有安装通孔；半导体制冷装置位于安装通孔内，半导体制冷装置的热端用于向出风风道传递热量，半导体制冷装置的冷端与冷凝器连接。本发明半导体制冷装置嵌装在风道中，不占用风道内空间，无需增加空调体积，不会对风道内的气流流动产生干扰，不会产生风阻。

Description

一种空调器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种空气调节装置技术领域，特别涉及一种空调器及其控制方法。

背景技术

随着经济的发展，空调已经成为人们日常生活中必不可少的家用电器。

空调一般设有四通阀，在制热制冷转换时，通过改变系统中的冷媒走向路径，切换两个换热器的功效，实现制热。

在空调使用时，制热模式下往往存在制热量不足的情形，尤其是开机状态，由于冷凝器制热量无法满足需求，为了避免风机运行出冷风，导致用户舒适度较差，一般开机几分钟内，风机不运行，导致用户体验度较差。

为了解决上述问题，现有的空调上一般配有加热丝进行辅助制热，以弥补空调制热速度较慢、受环境温度影响较大的缺陷。但是，加热丝的表面温度很高，会挥发掉空气中的水分，使吹出的空气很干，影响用户体验。另外，加热丝的危险系数较高。最为重要的是，加热丝需要一定的安装空间，往往需要增加空调的尺寸，而且加热丝一般安装在风道内，不仅占用风道空间，而且在无需使用加热丝的情况会影响风道内风的传输，增加风阻。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

技术问题

本发明的目的是要提供一种空调器及其控制方法，解决了现有空调器同哦过加热丝解决制热不足存在的舒适性差、危险系数高和占用空间的技术问题。

技术解决方案

本发明提供了一种空调器及其控制方法：

一种空调器，包括壳体、位于所述壳体上的进风口和出风口、位于所述壳体内的风机，所述风机与所述进风口之间形成进风风道，所述风机与所述出风口之间形成出风风道；所述进风风道内安装有冷凝器，还包括：

共用风道壁，其具有进风风道侧和出风风道侧，所述进风风道侧形成部分进风风道，所述出风风道侧形成部分出风风道；

安装通孔，其位于所述共用风道壁上；

半导体制冷装置，其位于所述安装通孔内，所述半导体制冷装置的热端用于向所述出风风道传递热量，所述半导体制冷装置的冷端与所述冷凝器连接。

如上所述的空调器，所述半导体制冷装置的冷端与所述冷凝器的端部连接。

如上所述的空调器，所述共用风道壁的进风风道侧上所述冷凝器与所述风机之间具有凸起的遮挡部。

如上所述的壁挂式空调室内机的送风机构，所述遮挡部为弧面。

如上所述的空调器，所述半导体制冷装置包括：

安装座，其上设置有若干安装孔；

半导体制冷片，其安装于所述安装孔内；

导热盖板，其与所述安装座装配，所述导热盖板与所述半导体制冷片的制热端相接，所述导热盖板外侧的形状与所述共用风道壁的出风风道侧形状相适配

散热片，其安装在所述安装座上，所述散热片与所述半导体制冷片的制冷端相接。

如上所述的空调器，所述导热盖板上设置有凸筋。

如上所述的空调器，所述散热片的翅片与所述冷凝器的翅片相接。

如上所述的空调器，所述半导体制冷装置为长条形，所述半导体制冷装置的长度方向与所述冷凝器的长度方向相同。

一种基于上述的空调器的控制方法，所述方法为：

接收制热信号和设定温度；

检测室内温度；

在所述室内温度≥设定温度-设定值时，开启所述半导体制冷装置，否则，关闭所述半导体制冷装置。

如上所述的空调器的控制方法，在所述室内温度≥设定温度-设定值时，根据室内温度和设定温度的关系控制所述半导体制冷装置的运行功率，所述设定温度和所述室内温度的差值与所述运行功率正相关。

有益效果

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明空调器包括壳体、位于壳体上的进风口和出风口、位于壳体内的风机，风机与进风口之间形成进风风道，风机与出风口之间形成出风风道；进风风道内安装有冷凝器；空调器还包括共用风道壁和半导体制冷装置，共用风道壁具有进风风道侧和出风风道侧，进风风道侧形成部分进风风道，出风风道侧形成部分出风风道；共用风道壁上开设有安装通孔；半导体制冷装置位于安装通孔内，半导体制冷装置的热端用于向出风风道传递热量，半导体制冷装置的冷端与冷凝器连接。半导体制冷装置工作时制热量高于制冷量，其热效率很高，半导体制冷装置还拥有能量密度高、无噪音、体积小等优点。本发明通过利用半导体制冷装置通电后一面制冷一面制热的特性，将半导体制冷装置嵌入在空调风道中，制热端用于空调制热模式下辅助制热，制冷端与冷凝器相贴合，通过与冷凝器的传热,维持半导体装置的两面温差,使其持续稳定工作。因而，本发明舒适性高，危险性小，由于半导体制冷装置嵌装在风道中，不占用风道内空间，无需增加空调体积，最为重要的是，半导体制冷装置不会对风道内的气流流动产生干扰，不会产生风阻。

本发明空调器的控制方法在设定温度和室内温度的差值大于设定值时，开启半导体制冷装置，通过半导体制冷装置产生的热量补充空调制冷循环系统产生的热量，提高制热舒适性，并且本发明的危险性小，由于半导体制冷装置嵌装在风道中，不占用风道内空间，无需增加空调体积，最为重要的是，半导体制冷装置不会对风道内的气流流动产生干扰，不会产生风阻。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明具体实施例窗式空调的示意图。

图2是图1B-B向的示意图。

图3是图2中半导体制冷装置处的放大图。

图4是本发明具体实施例窗式空调室内部分风道的分解图。

图5是本发明实施例半导体制冷装置的示意图。

图6是本发明具体实施例半导体制冷装置的分解图。

图7、8是本发明具体实施例空调器控制方法的流程图。

图中，

1、壳体；

11、进风口；

12、出风口；

13、换热器/冷凝器；

14、风机；

15、进风风道；

16、出风风道；

156、共用风道壁；

1561、进风风道侧；

1562、出风风道侧；

1563、安装通孔；

1564、遮挡部；

2、半导体制冷装置；

21、安装座；

211、安装孔；

22、半导体制冷片；

23、导热盖板；

231、凸筋；

24、散热片。

本发明的最佳实施方式

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“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，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“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。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本实施例空调器在现有正常风道的基础上，增加半导体制冷装置，空调器的正常风道包括风机与进风口之间的进风风道和风机与出风口之间的出风风道，进风风道和出风风道之间具有一个共用风道壁，共用风道壁具有进风风道侧和出风风道侧，进风风道侧形成部分进风风道，出风风道侧形成部分出风风道，共用风道壁上开设有安装通孔；半导体制冷装置位于安装通孔内，半导体制冷装置的热端用于向出风风道传递热量，半导体制冷装置的冷端与冷凝器连接。将半导体制冷装置嵌入在空调风道中，制热端用于空调制热模式下辅助制热，制冷端与冷凝器相贴合，通过与冷凝器的传热,维持半导体装置的两面温差,使其持续稳定工作，由于半导体制冷装置工作时制热量高于制冷量，冷端产生的冷量不足以抵消热端产生的热量，而冷端位于冷凝器的端部，其产生的冷量被冷凝器产生的热量所抵消，因而，半导体制冷装置的热效率很高，可以达到制热模式开机即送风的效果。本实施例由于半导体制冷装置嵌装在风道中，不占用风道内空间，无需增加空调体积，最为重要的是，半导体制冷装置不会对风道内的气流流动产生干扰，不会产生风阻。

本实施例以空调器为窗式空调器为例进行说明，当然，空调器的类型并不限定在窗式空调，例如，空调器还可以是立式空调、壁挂式空调等，凡是具有共同风道壁并在共同风道壁上安装半导体制冷装置的方案，均在本发明的保护范围之内。

本实施例窗式空调风道集成了半导体模块，利用窗机空调风道本身作为半导体模块的密封支撑结构，将半导体模块作为风道结构的一部分，简化窗机空调的结构。同时，利用半导体制冷片的特性，在空调制热功能启用时，风机和半导体制冷装置同时工作，半导体制冷装置辅助制热，提升空调制热效率，提升用户体验。在不额外增加空调尺寸的情况下，优化空调制热功能。

下面结合附图1-6对空调器进行具体说明：

一种空调器，包括壳体1、位于壳体1上的进风口11和出风口12、位于壳体1内的风机14、换热器13和半导体制冷装置2。由于本实施例的半导体制冷装置2主要用于空调器制热模式时使用，空调器制热模式时，换热器13为冷凝器13，因而，本实施例的换热器13以冷凝器13进行说明。

本实施例的进风口11和出风口12均位于壳体1的前面板上，进风口11位于出风口12的下方，当然，进风口11和出风口12的位置可根据需求进行调整，本发明不做限定。

其中，在风机14与进风口11之间形成进风风道15，风机14与出风口12之间形成出风风道16；进风风道15内安装有冷凝器13。在风机14启动时，壳体1外的空气从进风口11进入进风风道15与冷凝器13进行热交换后，经过风机14、经过出风风道16后，从出风口13排出壳体1。

具体的，在本实施例中，进风风道15位于出风风道16的下方，风机14位于冷凝器13的后方。

在壳体1内设置共用风道壁156，共用风道壁156位于进风风道15和出风风道16之间。共用风道壁156具有进风风道侧1561和出风风道侧1562，进风风道侧1561形成部分进风风道15，出风风道侧1562形成部分出风风道16。

具体的，在本实施例中，共用风道壁156的上表面为出风风道侧1562，下表面为进风风道侧1561。

在共用风道壁156上开设有安装通孔1563，安装通孔1563用于安装半导体制冷装置2。

半导体制冷装置2位于安装通孔1563内，半导体制冷装置1563的热端用于向出风风道16传递热量，半导体制冷装置2的冷端与冷凝器13连接。一般的，半导体制冷装置2的热端与出风风道侧1562相接，且半导体制冷装置2的热端的形状与出风风道侧1562的形状相适配，以保证出风风道16的出风顺畅，避免半导体制冷装置2对空调出风产生不利影响。

为了尽量多的安装半导体制冷片，以提高制热量，并且能够最大程度的保证半导体制冷装置2的冷端的散热，本实施例的安装通孔1563为与冷凝器13的长度相适配或略小于冷凝器13的长度的长条形，安装通孔1563位于冷凝器13的长方。

半导体制冷装置2的冷端与冷凝器13的端部连接，以使得半导体制冷装置2的冷端产生的冷量直接被冷凝器13所中和抵消，尽量减小半导体制冷装置2的冷端产生的冷量被带入风道。

由于风机14在运行的过程中，产生的气流有可能带走部分半导体制冷装置2的冷端产生的冷量，为了进一步减小半导体制冷装置2的冷端产生的冷量对风道气流的影响，在共用风道壁156的进风风道侧1561上冷凝器13与风机14之间具有凸起的遮挡部1564。

由于该遮挡部1564的存在，风机14运行产生的气流不会直接将半导体制冷装置2的冷端产生的冷量吸入风机14，半导体制冷装置2的冷端产生的冷量在风机14的作用下，首先需要经过冷凝器13的端部，由于冷凝器13产生热量，因而，半导体制冷装置2的冷端产生的冷量在经过冷凝器13的端部的时候被冷凝器13产生热量所中和抵消，因而，本实施例半导体制冷装置2的冷端产生的冷量不会进入出风风道16，也即不会从出风口12送出，保证空调制热的舒适性。

优选的，遮挡部1564为弧面，有利于空气的流动，尽量减小风阻和噪音。在本实施例中，在进风风道15的进风方向上，进风风道侧1561逐渐向壳体1的底部方向凸出。

其中，遮挡部1564与安装通孔1563的长度相适配或者略大于安装通孔1563的长度。

本实施例的关键在于半导体制冷装置2及其与风道的装配，下面结合图5、6说明半导体制冷装置2。

半导体制冷装置2为长条形，半导体制冷装置2的长度方向与冷凝器13的长度方向相同。

半导体制冷装置2包括安装座21、半导体制冷片22、导热盖板23和散热片24。

安装座21用于安装半导体制冷片22，安装座21为长条状，安装座21的大小与安装通孔1563相适配。

在安装座21上设置有若干安装孔211，安装孔211为通孔，安装孔211内安装有半导体制冷片22。

若干半导体制冷片22安装于安装孔221内，半导体制冷片22具有制冷端和制热端。

半导体制冷片22的数量与安装孔221的数量相同，半导体制冷片22一般通过导热胶固定在安装孔221内。

所有半导体制冷片22的制冷端位于安装座21的第一侧面上，所有半导体制冷片22的制热端位于安装座21的第二侧面上，其中，第一侧面与第二侧面相对。

导热盖板23与安装座21装配，导热盖板23的大小略大于安装座21，导热盖板23大于安装座21的部分与共用风道壁156的出风风道侧1562装配。

其中，导热盖板23一般通过导热胶和/或螺钉与安装座21装配。

导热盖板23一般通过导热胶和/或螺钉与出风风道侧1562装配。

导热盖板23与半导体制冷片22的制热端相接，导热盖板23外侧的形状与共用风道壁156的出风风道侧1562形状相适配，以减小半导体制冷装置2对出风风道的影响。

为了使导热盖板23与出风风道侧1562完美适配，在出风风道侧1562上设置有容纳导热盖板23的凹槽，导热盖板23嵌装在凹槽内。

在导热盖板23上设置有凸筋231，凸筋231一方面加强了导热盖板23的强度，另一方面，增加了散热量。

导热盖板23最终形成了半导体制冷装置2的热端。

散热片24安装在安装座21上，散热片24与半导体制冷片22的制冷端相接，用于快速散出将半导体制冷片22的制冷端产生的冷量，保证半导体制冷片22的正常工作。

散热片24包括一个平板状的导热板和设置在导热板上的若干翅片，导热板与导体制冷片22的制冷端相接，导热板安装在安装座21上，翅片与冷凝器的翅片相接触。

优选的，散热片24的翅片与冷凝器的翅片交叉设置。

散热片24一般通过导热胶和/或螺钉安装在安装座21上。

散热片24最终形成了半导体制冷装置2的冷端。

在空调器热量不足时，启动半导体制冷装置2，半导体制冷装置2的热端产生热量进入出风风道16并通过出风口12排出壳体1，以补充空调器的热量。半导体制冷装置2的冷端产生的冷量被冷凝器13产生的热量所抵消，由于半导体半导体制冷装置2的产热量大于冷量，因而，本实施例的半导体制冷装置2仍然能够补充空调器热量不足。

本实施例还提出了一种空调器的控制方法，方法为：

接收制热信号和设定温度Ts；

检测室内温度Tr；

在室内温度Tr≥设定温度Ts-设定值时，开启半导体制冷装置，否则，关闭导体制冷装置。

为了进一步提高舒适性，将半导体制冷装置的制热量与制热需求相匹配，具体的，在室内温度Tr≥设定温度Ts-设定值时，根据室内温度和设定温度的关系控制半导体制冷装置的运行功率，设定温度Ts和室内温度Tr的差值与运行功率正相关。

具体的，对空调的整个控制过程如下：

正常制热模式时，检测室内温度Tr, 获取用户设定温度Ts。

当室内温度Tr≥设定温度Ts-第一设定温度，风机高风运行，空调压机高频（55 -70 HZ）运行制热，开启半导体组模块；

当室内温度Tr≥设定温度Ts-第二设定温度时，风机中风运行，空调压机转为中频（40 - 50 HZ），关闭半导体组模块；

当室内温度Tr＜设定温度Ts-第二设定温度时，风机低风运行，压机停机。

其中，第二设定温度＜第一设定温度。

如图7所示，控制方法包括如下步骤：

S1、接收制热模式信号。

S2、检测室内温度Tr, 获取用户设定温度Ts。

S3、判断室内温度Tr≥设定温度Ts-第一设定温度，若是，进入步骤S4、否则，进入步骤S5。

S4、风机高风运行，空调压机高频（55 -70 HZ）运行制热，开启半导体组模块。

S5、判断室内温度Tr≥设定温度Ts-第二设定温度时，若是，进入步骤S6，否则，进入步骤S7。

S6、风机中风运行，空调压机转为中频（40 - 50 HZ），关闭半导体组模块。

S7、室内温度Tr＜设定温度Ts-第二设定温度时，风机低风运行，压机停机。

本实施例还设置有静音制热模式，

静音制热模式时，检测室内温度Tr, 获取用户设定温度Ts。

当室内温度Tr≥设定温度Ts-第一设定温度，风机中风运行，压机低频运行制热(25 -38 HZ )，开启半导体组模块辅热；

当室内温度Tr≥设定温度Ts-第二设定温度时，风机低风运行，压机低频运行制热(25 -38 HZ)，半导体组模块继续辅热；

当室内温度Tr＜设定温度Ts-第二设定温度时，风机低风运行，压机停机，半导体辅热模块停止工作。

其中，第二设定温度＜第一设定温度。

如图8所示，控制方法包括如下步骤：

S1、接收静音制热模式信号。

S2、检测室内温度Tr, 获取用户设定温度Ts。

S4、风机中风运行，压机低频运行制热(25 -38 HZ )，开启半导体组模块辅热。

S5、判断当室内温度Tr≥设定温度Ts-第二设定温度时，若是，进入步骤S6，否则，进入步骤S7。

S6、风机低风运行，压机低频运行制热(25 -38 HZ)，半导体组模块继续辅热。

S7、室内温度Tr＜设定温度Ts-第二设定温度时，风机低风运行，压机停机，半导体辅热模块停止工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

一种空调器，包括壳体、位于所述壳体上的进风口和出风口、位于所述壳体内的风机，所述风机与所述进风口之间形成进风风道，所述风机与所述出风口之间形成出风风道；所述进风风道内安装有冷凝器，其特征在于，还包括：

共用风道壁，其具有进风风道侧和出风风道侧，所述进风风道侧形成部分进风风道，所述出风风道侧形成部分出风风道；

安装通孔，其位于所述共用风道壁上；

半导体制冷装置，其位于所述安装通孔内，所述半导体制冷装置的热端用于向所述出风风道传递热量，所述半导体制冷装置的冷端与所述冷凝器连接。
根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述半导体制冷装置的冷端与所述冷凝器的端部连接。
根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述共用风道壁的进风风道侧上所述冷凝器与所述风机之间具有凸起的遮挡部。
根据权利要求3所述的壁挂式空调室内机的送风机构，其特征在于，所述遮挡部为弧面。
根据权利要求1-4任意一项所述的空调器，其特征在于，所述半导体制冷装置包括：

安装座，其上设置有若干安装孔；

半导体制冷片，其安装于所述安装孔内；

导热盖板，其与所述安装座装配，所述导热盖板与所述半导体制冷片的制热端相接，所述导热盖板外侧的形状与所述共用风道壁的出风风道侧形状相适配

散热片，其安装在所述安装座上，所述散热片与所述半导体制冷片的制冷端相接。
根据权利要求5所述的空调器，其特征在于，所述导热盖板上设置有凸筋。
根据权利要求5所述的空调器，其特征在于，所述散热片的翅片与所述冷凝器的翅片相接。
根据权利要求5所述的空调器，其特征在于，所述半导体制冷装置为长条形，所述半导体制冷装置的长度方向与所述冷凝器的长度方向相同。
一种基于权利要求1-8任意一项所述的空调器的控制方法，其特征在于，所述方法为：

接收制热信号和设定温度；

检测室内温度；

在所述室内温度≥设定温度-设定值时，开启所述半导体制冷装置，否则，关闭所述半导体制冷装置。
根据权利要求9所述的空调器的控制方法，其特征在于，在所述室内温度≥设定温度-设定值时，根据室内温度和设定温度的关系控制所述半导体制冷装置的运行功率，所述设定温度和所述室内温度的差值与所述运行功率正相关。