CN100580331C - 一种带湿度控制功能的空调控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带湿度控制功能的空调控制器，其主控MCU单元上连接有将水高频高速震动成为水雾的超声加湿单元和将水雾吹入环境中加湿专用风扇单元；超声加湿单元置于空调室内机内部装有适量水的水箱中，加湿专用风扇单元置于超声加湿单元的一侧；遥控和/或按键接口单元发出控制指令给主控MCU单元，主控MCU单元通过开停控制端口对超声加湿单元进行开停控制；加湿专用风扇单元由主控MCU单元控制与超声加湿单元同步开启、延时设定时间关闭。本发明提供的整体式带湿度控制功能的空调控制器，解决现有技术中加湿装置、控制器与空调室内机分离、加湿量不足；使用E2PROM单元记忆温湿度及工作模式关系库，能进行自适应校正并刷新记忆，提高空调的舒适性控制效果。

Description

一种带湿度控制功能的空调控制器
技术领域
本发明涉及空调控制领域，特别涉及空调的加湿控制技术领域。
背景技术
已有的空调加湿装置以及其控制都是和空调以及空调控制器相分离的，部分可以实现由空调器控制，但加湿单元和空调也是分离的，影响空调的整体性，安装也不方便。另外，其加湿技术一般采用水帘式等机械式出雾技术，技术落后；还有一些日本厂家采用无水加湿等技术，加湿量偏小，在相对湿度低的地区无使用价值，制热状态下无法加湿。另外，由于温度与湿度的独立控制，使得现有的空调器对用户的温湿度舒适性关怀不够，没有适合每个用户自己的温湿度控制关系曲线。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，利用超声加湿技术，提供一种整体式的带湿度控制功能的空调控制器。而且由于采用有水加湿，加湿量大，液态水雾化后的水雾颗粒小，加湿效果好。
本发明进一步要解决的技术问题是提供一种对湿度进行智能化控制的空调控制器，每个用户都有适合自己的最佳温湿度控制关系曲线。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种带湿度控制功能的空调控制器，包括遥控和/或按键接口单元、电源单元、主控MCU单元，其特征在于：所述主控MCU单元上连接有将水高频高速震动成为水雾的超声加湿单元和将水雾吹入环境中加湿专用风扇单元；超声加湿单元置于空调室内机内部装有适量水的水箱中，加湿专用风扇单元置于超声加湿单元的一侧；所述遥控和/或键接口单元发出控制指令给主控MCU单元，主控MCU单元通过开停控制端口对超声加湿单元进行开停控制；所述加湿专用风扇单元由主控MCU单元控制与超声加湿单元同步开启、延时设定时间关闭。
为实现本发明控制器对湿度的智能化控制，所述主控MCU单元上还连接有用以检测空调器所在环境相对湿度、并将湿度信号转换为电信号传递给主控MCU单元的湿度检测单元，主控MCU单元将接收的信号转换为数字信号，并同设定的湿度目标值Hs1比较，根据比较结果向超声加湿单元发出控制指令。
所述主控MCU单元上还连接有与超声加湿单元一体或相互独立、用于检测水箱水位的加湿器水位检测单元，所述加湿器水位检测单元将检测的水位信号传送至主控MCU单元，主控MCU单元根据水位信号控制超声加湿单元7的开停。
所述超声加湿单元内设有过热检测单元、过流检测单元以及过电压、欠电压检测单元；所产生的检测信号通过超声加湿单元的告警反馈端口反馈给主控MCU单元，主控MCU单元根据检测信号控制超声加湿单元的开停。
所述遥控接口单元包括遥控单元和遥控接收单元，遥控单元设有用以设定相对湿度的湿度控制按键；遥控接收单元接收相对湿度控制指令、并传递给主控MCU单元；主控MCU单元按指令并结合湿度检测单元、加湿器水位检测单元的检测结果控制超声加湿单元及加湿专用风扇单元的工作。
所述按键接口单元设有用以设定相对湿度的湿度控制按键，并将指令直接传递给主控MCU单元，主控MCU单元按指令并结合湿度检测单元、加湿器水位检测单元的检测结果控制超声加湿单元及加湿专用风扇单元的工作。
所述主控MCU单元上连接有E2PROM单元，用以存储按照在制冷、制热模式下设定与温度对应的湿度值数据，并将湿度设定值按照一定的加权系数和原E2PROM单元中存储的对应数据加权平均后，成为新的数据存入E2PROM对应单元，并在下一次按照用户设定的温度自动调用E2PROM单元中对应的湿度控制值，通过主控MCU单元控制超声加湿单元工作，实现根据每个不同用户的使用喜好进行自适应校正的目的，提高空调的舒适性控制效果。
所述主控MCU单元上连接有恒定湿度控制单元，当环境湿度低于目标值M1，开启超声加湿单元及加湿专用风扇单元，直到环境湿度到达目标值M2；当环境湿度高于目标值M3，启动空调的除湿功能，直到环境湿度达到目标值M4，这里目标值M1＜目标值M2、目标值M4＜目标值M3。
本发明提供了一种整体式的带湿度控制功能的空调控制器，并且通过湿度检测单元监控环境的湿度，湿度不足时超声加湿单元利用换能片的超声震动将液态的水化为水雾，水雾被加湿专用风扇产生的风吹开进入环境中，完成加湿功能。当湿度过高时，还可以利用空调的除湿功能进行除湿；加湿器水位检测单元检测加湿器的水位，确保水位在低于加湿器的雾化时的最低水位要求时告警并关闭加湿器；该控制器具有加湿器异常、加湿器水位异常保护功能；加湿、除湿功能还可以独立控制；E2PROM单元用以存储温湿度及工作模式关系库并在舒适模式下调用，提高空调的舒适性控制效果。
附图说明
附图1：本发明的原理框图；
附图2：本发明的第二种实施例原理框图；
附图3：超声加湿单元原理框图(包含水位检测单元6)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明带湿度控制功能的空调控制器作进一步说明。
本发明的原理框图见附图1，由超声加湿单元7、加湿专用风扇单元4、加湿器水位检测单元6、湿度检测单元5、主控MCU 10、电源单元9、遥控单元1、按键接口单元3、遥控接受单元2、恒定湿度控制单元8或其它控制单元等单元电路组成；该控制器整体安装于空调室内机的内部。工作原理描述如下：
用户使用遥控单元1或按键单元3上的加湿功能按键，可以启动加湿功能，此时电源单元9给主控MCU单元10及其相关接口电路提供电源Vcc，给超声加湿单元7及加湿专用风扇单元4提供电源Vdd，超声加湿单元7放置于装有适量水的半封闭容器中，该半封闭容器的侧面安装有加湿专用风扇单元4，另一面开有一个出雾的排雾口，同时还有一个储水箱为该半封闭容器补充被雾化的水，使得超声加湿单元7上的水始终保持在一个适当的水位，加湿开始后超声加湿单元7上的水面上方会产生大量的水雾，在加湿开始时加湿专用风扇单元4也同时开始工作，产生的风将水雾通过排雾口排向环境中，实现向环境加湿的目的。
加湿器水位检测单元6随时监测超声加湿单元7所在的半封闭容器的水位，当该水位低于预定的值时向主控MCU单元10发出缺水告警，主控MCU单元10收到告警信息后，立即发出指令停止超声加湿单元7的工作，同时向用户发出缺水告警指示，提醒用户加水；超声加湿单元7具有过/欠压(针对Vdd电压)、过流、过热告警功能，在超声加湿单元7自身出现过/欠压、过流、过热等保护时会向主控MCU 10发出告警信息，主控MCU 10收到告警信息后立即关断超声加湿单元7的工作，同时控制电源控制单元12切断超声加湿单元7的工作电源Vdd。
湿度检测单元5检测环境的相对湿度，并将相对湿度信息转换为模拟电信号传递给主控MCU 10，主控MCU 10将此信号经过模数转换后，转换为数字信号，并同设定的湿度目标值Hs1比较，若达到该目标值，则发出停止加湿指令停止超声加湿单元7的工作，加湿专用风扇延时工作一段时间T分钟，用以吹散剩余的雾气同时带走超声加湿单元7工作时产生的热量，T分钟后关闭风扇，同时通过电源控制单元12切断Vdd电源。
该控制器的一个特别之处还在于，在制冷、制热模式下有一个特别的S模式，进入S模式后按照不同的设定温度会自动对应一个相对湿度值，相同的设定温度对应在制冷、制热模式下该值会有差异，在全部的可以设定的温度值范围内每个设定温度值对应一个最适合人体舒适性要求的湿度值，该值存放于E2PROM单元11中；在产品出厂时该值为厂家提供的经验值，当用户开始使用该功能后，用户认为厂家给出的不同温度下的湿度值舒适性很好，可以直接使用厂家的舒适性温湿度经验值He；当用户认为不太适合时，可以在制冷、制热模式下根据自己的实际需要设置温度、湿度值，主控MCU 10会按照用户的喜好，把用户的设定值Hy按照一定的加权系数α1和原E2PROM单元中存储的该模式下该设定温度对应的相对湿度数据He按加权系数α2进行加权平均，加权平均后的新值为Hm，计算公式为式(1)、式(2)(注：所列加权算法为一实施例，还可以根据需要使用其他合适的算法)；将新值Hm存入E2PROM单元11中替换对应的原有He值，这样随着用户使用次数的增加，He值得到不断的修正优化，实现每个用户需求的自适应校正，逐渐形成符合用户舒适性要求的温湿度值。
Hm＝Hy*α1+He*α2                       (1)
α1+α2＝1                        (2)
另外，上述的空调控制器还可以通过设置一个恒定湿度控制单元，来实现恒定湿度控制：当主控MCU 10通过湿度检测单元5监测到环境湿度低于目标值M1后，开启超声加湿单元7及加湿专用风扇单元4以增加环境的湿度，直到环境湿度到达目标值M2(M2-M1为允许的目标值控制偏差)；当主控MCU 10通过湿度检测单元5监测到环境湿度高于目标值M3后，恒定湿度控制单元8启动空调的除湿功能，直到环境湿度达到目标值M4(M3-M4为允许的目标值控制偏差)，这里M1＜M2、M4＜M3，(M1、M3)为恒定湿度维持区间范围，从而达到恒定湿度控制。
超声加湿单元7是利用超声震动原理，将水经过雾化片的高频、高速震动冲击成为颗粒极细的水珠并悬浮于加湿器上方的空气中，形成水雾。超声加湿单元7的框图见附图3。超声加湿单元7置于空调室内机内部的一个装有适量水的半密闭容器中，该容器由储水箱供水，在容器与储水箱之间有一机械式装置(如球形浮子阀)：当水位到达限定水位H1后由机械机构自动封住入水口，终止注水，随着加湿量的加大，水消耗加大，当水位低于限定水位H2后以最大流量注入水(H1＞H2)，该流量大于加湿所消耗的最大需水量，水位在H1与H2之间时，由机械装置限制实现限量供水，最终达到供水量与消耗量的动态平衡；加湿器水位检测单元6检测该水箱的水位是否低于告警值H3(H2＞H3)，当水位低于H3时产生告警信号传给主控MCU 10，主控MCU 10接收到告警信号后立即停止加湿器工作，同时发出告警信息提醒用户缺水。其控制的关键是确保加湿单元7所处的水位要合适，水位过高，加湿效率降低，甚至不出雾，水位不足则易产生加湿单元7过热或干烧造成危险。在超声加湿单元7中电源转换器71把电压Vdd转换为电压Vcc，为MCU控制单元74及其***接口电路供电，功率推动单元73和超声换能单元72以Vdd作电源，并受MCU控制单元74控制，过流检测单元77用以检测超声加湿单元7的总电流值并传递给MCU控制单元74，过热检测单元75使用温度传感器检测超声加湿单元7本体的温度MCU控制单元74相连接，同时MCU控制单元74还可以实施对Vdd的电压的检测，当发生过压/欠压、过流或过热时由MCU控制单元74向主控MCU单元10发出告警并立即停止功率推动单元73的工作，从而使超声加湿单元7停止工作；主控MCU 10在收到告警信号后立即给超声加湿单元7发出停止工作命令同时向用户告警。
水位检测单元6可以是磁篁水位开关、电阻式水位传感器或电容式水位传感器，除磁篁水位开关因体积较大只能作分离式独立检测外，电阻式水位传感器、电容式水位传感器既可以作分离式独立检测，也可以集成到和超声加湿单元7的内部构成一体式检测；磁篁水位开关即俗称的浮子开关，为一通用性器件；电阻式水位传感器即利用水的导电性，传感器在有水及无水时的阻值存在差异，检测到这个差异即可判断水的位置；电容式水位传感器是利用水的介电常数与空气的差异，当有水在附近与无水在附近时感应片的电容值有差异，检测该差异即可判断水的位置。
专用风扇4置于超声加湿单元7的旁边，当专用风扇4置于出雾通道，此方式为负压工作方式，要求风扇暴露在通道部分要防水；当专用风扇4置于进风通道侧，此方式为正压工作方式，对风扇的防水要求降低；
遥控单元1有与湿度控制相关的按键，用以设定相对湿度或启动S模式、恒定湿度控制，同时遥控单元1的显示屏有对应的显示；遥控单元发出的含有相对湿度控制指令的遥控码通过遥控接收单元2接收并传递给主控MCU 10；主控MCU 10按指令并结合湿度检测单元5、加湿器水位检测单元6的检测结果去控制超声加湿单元7及加湿专用风扇单元4的工作；
按键接口单元3有与湿度控制相关的按键，用以设定相对湿度或启动S模式、恒定湿度控制，用以设定相对湿度，并将指令直接传递给主控MCU 10，主控MCU 10按指令并结合湿度检测单元5、加湿器水位检测单元6的的检测结果去控制超声加湿单元7及加湿专用风扇单元4的工作。
在实际使用过程中可以简化上述设计，去掉电源控制单元12和E2PROM单元11，将加湿器水位检测单元6与超声加湿单元7集成到一个集成度更高的超声加湿单元7A中，就得到如图2所示的另一个实施例的原理框图，由于工作原理同上述的类似，就不再重复。

Claims (8)

1、一种带湿度控制功能的空调控制器，包括遥控和/或按键接口单元、电源单元(9)、主控MCU单元(10)，其特征在于：所述主控MCU单元上连接有将水高频高速震动成为水雾的超声加湿单元(7)和将水雾吹入环境中加湿专用风扇单元(4)；超声加湿单元(7)置于空调室内机内部装有适量水的水箱中，加湿专用风扇单元(4)置于超声加湿单元(7)的一侧；所述遥控和/或键接口单元发出控制指令给主控MCU单元，主控MCU单元通过开停控制端口对超声加湿单元(7)进行开停控制；所述加湿专用风扇单元(4)由主控MCU单元控制与超声加湿单元同步开启、延时设定时间关闭。
2、根据权利要求1所述带湿度控制功能的空调控制器，其特征在于：所述主控MCU单元上还连接有用以检测空调器所在环境相对湿度、并将湿度信号转换为电信号传递给主控MCU单元的湿度检测单元(5)，主控MCU单元将接收的信号转换为数字信号，并同设定的湿度目标值Hs1比较，根据比较结果向超声加湿单元(7)发出控制指令。
3、根据权利要求2所述带湿度控制功能的空调控制器，其特征在于：所述主控MCU单元上还连接有与超声加湿单元(7)一体或相互独立、用于检测水箱水位的加湿器水位检测单元(6)，所述加湿器水位检测单元(6)将检测的水位信号传送至主控MCU单元，主控MCU单元根据水位信号控制超声加湿单元(7)的开停。
4、根据权利要求2所述带湿度控制功能的空调控制器，其特征在于：所述超声加湿单元(7)内设有过热检测单元(75)、过流检测单元(77)以及过电压、欠电压检测单元(76)；所产生的检测信号通过超声加湿单元(7)的告警反馈端口反馈给主控MCU单元，主控MCU单元根据检测信号控制超声加湿单元(7)的开停。
5、根据权利要求3所述带湿度控制功能的空调控制器，其特征在于：所述遥控接口单元包括遥控单元(1)和遥控接收单元(2)，遥控单元(1)设有用以设定相对湿度的湿度控制按键；遥控接收单元(2)接收相对湿度控制指令、并传递给主控MCU单元；主控MCU单元按指令并结合湿度检测单元(5)、加湿器水位检测单元(6)的检测结果控制超声加湿单元(7)及加湿专用风扇单元(4)的工作。
6、根据权利要求3所述带湿度控制功能的空调控制器，其特征在于：所述按键接口单元(3)设有用以设定相对湿度的湿度控制按键，并将指令直接传递给主控MCU单元，主控MCU单元按指令并结合湿度检测单元(5)、加湿器水位检测单元(6)的检测结果控制超声加湿单元(7)及加湿专用风扇单元(4)的工作。
7、根据权利要求3所述带湿度控制功能的空调控制器，其特征在于：所述主控MCU单元上连接有E2PROM单元(11)，用以存储按照在制冷、制热模式下设定与温度对应的湿度值数据，并将湿度设定值按照一定的加权系数和原E2PROM单元中存储的对应数据加权平均后，成为新的数据存入E2PROM对应单元，并在下一次按照用户设定的温度自动调用E2PROM单元中对应的湿度控制值，通过主控MCU单元控制超声加湿单元工作。
8、根据权利要求3所述带湿度控制功能的空调控制器，其特征在于：所述主控MCU单元上连接有恒定湿度控制单元(8)，当环境湿度低于目标值M1，开启超声加湿单元及加湿专用风扇单元，直到环境湿度到达目标值M2；当环境湿度高于目标值M3，启动空调的除湿功能，直到环境湿度达到目标值M4，这里目标值M1＜目标值M2、目标值M4＜目标值M3。
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