CN101668994B - 空调***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空调***及一种控制所述空调***的方法。所述空调***包括：用于设定通风模式的控制器(60)；和基于由所述控制器(60)设定的通风模式来进行操作的通风/空气净化装置(10)。根据通过污染传感器(104)检测到的室内空气污染水平，改变所述通风/空气净化装置(10)的通风模式。在所述控制方法中，确定空调(70)是否与通风/空气净化装置(10)相关联地操作。如果是，则利用污染传感器(104)来检测室内空气的污染水平。根据检测到的污染水平，控制空调(70)和通风/空气净化装置(10)的操作。

Description

空调***及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种空调***及一种该空调***的控制方法，并且更具体地，涉及一种根据空气中的CO2浓度自动地以适当模式操作的空调***及一种该空调***的控制方法。 
背景技术
当人在封闭的空间呼吸时，CO2浓度随时间的推移而增加，使人呼吸困难。因此，许多人停留的办公室或者具有很小的室内空间的汽车应该定期通风。为此目的，能够使用通风***。 
普通的通风***安装在地板上或者固定到天花板以引进室外空气和排出室内空气。通风***能够有效地用于空气流动很少或者许多人停留的地方。 
然而，现有技术的通风***仅仅具有空气净化装置或者通风装置。因此，当室内温度与室外温度相差很大时，由于很大的温度差异使得现有技术的通风***不能提供舒适的通风。 
另外，通风***的空气净化装置和通风装置不能根据室内空气的污染水平和温度相互关联地操作。因而，通风***的操作模式应该手动选择。因此，现有技术的通风***不能提供最佳的空气调节。 
发明内容
因此，本发明针对的是基本上避免了由现有技术的局限和缺点引起的一个或多个问题的空调***及其控制方法。 
本发明的目的是提供一种空调***及一种控制该空调***的方法，空调***根据室内空气所包含的CO2浓度自动地以净化模式或者通风模式操作通风/空气净化装置并且操作与通风/空气净化装置相关联的空调以保持舒适的室内空气温度。 
为了实现这些以及其它优点并且根据本发明的目的，如具体实施和广泛描述的，本发明提供： 
根据本发明的另一个方面，提供一种空调***，该空调***包括：控制器，其用于设定通风模式；通风/空气净化装置，其基于由控制器设定的通风模式进行操作；热回收通风器，其风扇马达基于所述通风/空气净化装置的通风模式的变化来选择性地进行操作；和空调，其能够与所述通风/空气净化装置相关联地操作，其中根据由污染传感器检测到的室内空气污染水平，改变通风/空气净化装置的通风模式。 
根据本发明的另一个方面，提供了一种控制空调***的方法，该方法包括：确定空调是否与通风/空气净化装置相关联地操作；如果是，则利用污染传感器检测室内空气的污染水平；并且根据检测到的污染水平来控制空调和通风/空气净化装置的操作。 
根据本发明，检测室内空气中的CO2浓度和CO2浓度的变化率以便将CO2浓度的变化率与预定的基准值相比较。如果CO2浓度的变化率等于或高于预定的基准值，则通风/空气净化装置和空调均通过自动地改变与空调的操作相关联的通风/空气净化装置的操作模式得到控制。因此由于能够以经济的方法提供舒适的空气调节，所以本发明提高了产品的商业和经济价值。 
附图说明
附图提供本发明的进一步理解。 
图1是示出根据本发明的空调***的通风/空气净化装置的立体图。 
图2是图1的通风/空气净化装置的立体分解图。 
图3是示出在通风模式中的通风/空气净化装置的气流的立体图。 
图4是示出在空气净化模式中的通风/空气净化装置的气流的立体图。 
图5是示出根据本发明的空调***的立体图。 
图6是示出图5的空调***的气流的剖面图。 
图7是示出根据本发明的空调***的气流的示意性结构图。 
图8是用于说明控制根据本发明的空调***的方法的流程图 
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本发明优选的实施方式。 
图1是示出根据本发明的空调***的通风/空气净化装置10的立体图，而图2是通风/空气净化装置10的立体分解图。 
参考图1和图2，通风/空气净化装置10包括：在中心部分具有吸气口111(参考图4)的前盖11；接纳前盖11的盖导向件12；格栅14，其在前部和侧部具有排出格栅141并且通过将盖导向件12滑到排出格栅141而与盖导向件12联接；过滤器13，其设置在格栅14的下面以从吸入通风/空气净化装置10的空气中除去臭味和例如灰尘的异物；联接到排出格栅141的下边缘的控制盒19；可拆卸地联接到盖导向件12的下部的控制板21；以及选择性地打开和关闭排放格栅14的排出格栅141的遮挡构件23。 
详细地，控制盒19包括用于控制通风/空气净化装置10的操作的主印刷电路板基板。为此，在主印刷电路板上安装微型计算机作为控制单元。显示印刷电路板基板安装在控制板21的后表面上以显示通风/空气净化装置10的操作状况。 
当通风/空气净化装置10固定到天花板和墙壁交汇处的拐角时，排出格栅141面向墙壁的一侧被遮挡构件23遮挡。在这种情况下，空气经排气格栅141的另一侧的和前面从通风/空气净化装置10排出。 
通风/空气净化装置10还包括：风扇15，其设置在过滤器13上方以将室内空气或者室外空气吸入通风/空气净化装置10；护罩145，其可拆卸地联接到格栅14下部以引导通过风扇15吸入的室内空气或者室外空气；驱动风扇15的风扇马达20；以及其上安装有风扇马达20的背板16。排气管和送风管连接到背板16的侧部。 
通风/空气净化装置10还包括：作为加强构件而联接到背板16上部的底板22；安装盒17，其联接到背板16的与排气管和供气管连接的侧部以便易于将排气管和送风管联接到背板16；和安装杆18，其可拆卸地联接到背板16的顶部以使背板16容易安装到墙壁或者天花板。 
详细地，安装盒17包括允许室外空气流入的吸入孔173和允许室内空气流出的排出孔172。背板16包括分别对应于吸入孔173和排出孔172的吸入孔163和排出孔162。因此，室内空气和室外空气能够经吸入孔173和排出孔172以及吸入孔163和排出孔162流入和流出通风/空气净化装置10。 
现在将参考附图描述在空气净化或通风模式中空气如何流过通风/空气净化装置10。 
图3是用于说明在通风模式中空气如何流过通风/空气净化装置10。 
参考图3，通风/空气净化装置10安装在天花板上，并且贯穿墙壁形成的管构件30连接到安装盒17的吸入孔173和排出孔172。替代地，贯穿天花板形成的管构件连接到安装盒17。在这种情况下，安装盒17可以具有不同的形状。将省略替代情况的详细描述。 
管构件30包括允许室外空气流入通风/空气净化装置10的供气管31和允许室内空气排放到室外区域的排气管32。 
更具体地，当选择通风模式时，室外空气从供气管31经安装盒17的吸入孔173和背板16的吸入孔163引入通风/空气净化装置10。在通风/空气净化装置10中，风扇15致使空气经设置在格栅14下面的过滤器13向上流动到在格栅14和排气格栅141之间形成的空间。当空气流经过滤器13时，例如灰尘的异物从空气清除。然后空气水平地分散并经排放格栅14的排出格栅141从通风/空气净化装置10排放到室内区域。 
同时在通风模式中，室内空气经在排放格栅14的侧向转角部形成的通气格栅148引入通风/空气净化装置10。通气格栅148沿背板16的排出孔162的边缘弯曲。经通气格栅148引入的室内空气被引导至排出孔162和172，然后经排气管32排放到室外区域。 
图4是用于说明在空气净化模式中空气如何流经通风/空气净化装置10。 
参考图4，当为通风/空气净化装置10选择空气净化模式时，由于在空气净化模式中连接到空气供气管31和排气管32的热回收通风器(下文描述)不运转，所以空气不流经供气管31和排气管32。这将更加详细地描述。 
在空气净化模式中，室内空气经前盖11的吸气口111引入通风/空气净化装置10。在通风/空气净化装置10中，空气被过滤器13净化然后经格栅14的排出格栅141排回室内区域 
更详细地，在空气净化模式中，风扇15被驱动以将室内空气经吸气口111引入。然后，引入的空气通过从过滤器13经过而得到净化并且经孔口143引导至风扇15(参考图2)。在风扇15处，空气水平分散。空气导向件144 引导水平分散的空气到排出格栅141以使空气经排出格栅141排回室内区域。 
图5是示出根据本发明的空调***的立体图，并且图6是用于说明空气如何流经图5的空调***的剖面图。 
参考图5和图6，本发明的空调***包括通风/空气净化装置10、通过管构件30连接到通风/空气净化装置10的热回收通风器50、以及用于选择通风或空气净化模式的通过有线/无线通信方案连接到通风/空气净化装置10的控制器60。 
详细地，管构件30包括供气管31和排气管32。管构件30的一端连接到通风/空气净化装置10的吸入孔173和排出孔172，并且管构件30的另一端连接到热回收通风器50。吸入连接管33和排出连接管34置于管构件30和热回收通风器50之间以将管构件30牢固地连接到热回收通风器50。 
热回收通风器50被安装用于在引入的室外空气和排放到室外区域的室内空气之间进行热交换，从而能够防止室内区域的温度骤升或骤降。例如，当室内区域的温度等于或高于室外区域的温度时，热量从排放到室外区域的室内空气转移到引入室内区域的室外空气。因而，引入室内区域的室外空气的温度能够接近室内区域的温度，并且能够防止室内区域的温度受到从室外区域引入室内区域的室外空气的影响而剧烈变化。 
详细地，热回收通风器50包括排放入口52、与排放入口52间隔开的供气出口53、在与排放入口52相对的位置形成的排放出口54、在与供气出口53相对的位置形成的供气入口55、以及热交换器51。 
更详细地，热交换器51安装在热回收通风器50中用于在室外空气和室内空气之间进行热交换而不混合室外空气和室内空气。 
热回收通风器50还包括：安装于连接在排放入口52和排放出口54之间的管件之中的排风扇57；以及安装于连接在供气入口55和供气出口53之间的管件之中的供风扇56。 
详细地，排放入口52形成在与供气出口53相同的侧部上，而排放出口54形成在与供气入口55相同的侧部上。根据热回收通风器50的类型，排放入口52和供气出口53的位置能够变化。同理，排放出口54和供气入口55的位置也能够变化。 
更详细地，排放入口52连接到排出连接管34以接收从通风/空气净化装置10排出的室内空气。供气出口53连接到供气连接管33以将室外空气供至通风/空气净化装置10。 
使用者操纵控制器60的操作按钮以便单独地或者以联动的方式操作通风/空气净化装置10和/或热回收通风器50。 
换而言之，当使用者选择通风模式时，通风/空气净化装置10和热回收通风器50一起操作用于通风。另一方面，当使用者选择空气净化模式时，仅通风/空气净化装置10操作用于循环和净化室内空气。
通风/空气净化装置10还包括CO2传感器或者挥发性有机化合物(VOC)传感器。 
详细地，CO2传感器通过检测室内空气中包含的CO2量来测量室内区域的污染水平。挥发性有机化合物传感器则用于通过检测室内空气中包含的挥发性有机化合物(VOCs)的量来确定室内空气中包含的有害物质的量。文中，术语“挥发性有机化合物”用于表示能够在室内温度及压力下以液相或固相存在或者能够在大气中以气相存在的全部种类的有机化合物。当空气中包含大量挥发性有机化合物时，人体会得呼吸***疾病、过敏性皮肤病或头痛。另外，气体传感器能够安装在通风/空气净化装置10中用于检测不同于挥发性有机化合物的其它气体。替代地，气体传感器能够附连到墙壁并通过有线通信方案连接到通风/空气净化装置10的控制单元。利用上述传感器能够测量室内空气的污染水平，并且通风/空气净化装置10能够根据测量到的污染水平自动地以通风和/或空气净化模式操作。 
现在将描述空气如何流经空调***。 
当使用者为空调***选择或者自动地选择通风模式时，通风/空气净化装置10的风扇15被驱动，而且热回收通风器50的供风扇56和排风扇57也被驱动。 
室外空气通过供风扇56的操作引入热回收通风器50，而室内空气通过排风扇57的操作引入热回收通风器50。室外空气与室内空气在热交换器51中交换热量，然后室外空气经供气管31供给通风/空气净化装置10。在通风/空气净化装置10中，室外空气经过过滤器13然后经格栅14的排出格栅141排放到室内区域。 
图7是示出根据本发明实施方式的空调***的示意性结构图。 
参考图7，当前实施方式的空调***包括控制器60、通风/空气净化装置10、热回收通风器50、以及空调70。控制器60用于为空调***选择期望的通风模式。通风/空气净化装置10以选择的通风模式操作。通风/空气净化装置10测量室内空气所包含的CO2量以便根据测出的CO2量来改变空调***的当前操作模式。热回收通风器50根据操作模式的改变来操作其风扇马达。空调70能够与通风/空气净化装置10相关联地进行操作。 
详细地，控制器60包括用于接收模式选择命令的输入单元61和用于显示模式选择命令的显示单元62。 
文中，通风/空气净化装置10能够人工操作或者根据通过输入单元61输入的命令自动操作。另外，能够通过输入单元61输入其它基本设定命令。显示单元62显示关于从输入单元61输入的命令的信息以通知命令的使用者。也就是说，显示单元62显示关于通风/空气净化装置10的操作状况的信息。 
通风/空气净化装置10包括用于从控制器60接收模式选择命令的信号接收单元102、检测空气中包含的CO2量的检测单元103、以及用于利用模式选择命令和空气中包含的CO2量来控制通风/空气净化装置10的模式变化的控制单元101。 
详细地，信号接收单元102接收模式选择命令并将模式选择命令传递到控制单元101。此处，信号接收单元102通过有线或者无线通信方案从控制器60接收模式选择命令。 
[0061]检测单元103包括用于检测室内空气中包含的CO2浓度的CO2传感器104和用于核查CO2传感器104检测CO2浓度的时间的计时器105。通过CO2传感器104测量CO2浓度并且由计时器105核查的测量时间送达控制单元101。 
CO2传感器104仅检测室内空气中包含的CO2量并传递与检测到的CO2量相对应的电子信号到检测单元103。当CO2传感器104操作时，计时器105将时间信息传递到检测单元103。 
利用从CO2传感器104传递的电子信号，控制单元101计算CO2浓度以及CO2浓度的变化。利用在预定时间所测出的CO2浓度的变化量以及以 下公式1，控制单元101能够计算出CO2浓度的变化率。 
[公式1] 
CO2浓度的变化率＝(ΔCO2/T1+ΔCO2/T2)/2 
其中ΔCO2表示CO2浓度的变化量，T1表示第一测量时间段，而T2表示第二测量时间段。 
由此，控制单元101能够算出对应于第一测量时间段T1和第二测量时间段T2的CO2浓度的变化率。 
例如，控制单元101控制检测单元103以测出CO2浓度。然后检测单元103利用CO2传感器104测出CO2浓度。同时，计时器105测定CO2传感器的CO2浓度的测量操作的起始和终止时间点。 
然后，测出的CO2浓度和时间信息从检测单元103传递到控制单元101。控制单元101将其间测量CO2浓度的时间段分成第一和第二测量时间段T1和T2并算出对应于第一和第二测量时间段T1和T2的CO2浓度的变化率。 
详细地，控制单元101确定与总测量时间成正比的第一和第二测量时间段T1和T2。然后，通过以对应于第一时间段T1的CO2浓度的变化量除以第一时间段T1，控制单元101算出CO2浓度的第一变化率，并且通过以对应于第二时间段T2的CO2浓度的变化量除以第二时间段T2，控制单元101算出CO2浓度的第二变化率。之后，通过将第一与第二变化率之和除以二，控制单元101算出CO2浓度的变化率的平均值。 
然后，控制单元101将CO2浓度的变化率的平均值与第一基准值相比较。如果CO2浓度的变化率的平均值等于或大于第一基准值，则控制单元将通风/空气净化装置10转换到强制通风模式。此处，用于CO2浓度的变化率的第一基准值能够是100PPM/分钟。然而，第一基准值能够设成不同值。 
如果CO2浓度的变化率的平均值小于第一基准值，则控制单元101将CO2浓度与第二基准值相比较。如果CO2浓度等于或大于第二基准值，则控制单元101将通风/空气净化装置10转换到热处理模式，在热处理模式中，与通风/空气净化装置10联动的空调70停止而且仅通风/空气净化装置10操作。 
此处，用于CO2浓度的第二基准值能够是1000PPM。然而，第二基准值能够设成不同值。 
如以上说明，控制单元101能够根据测算出的CO2浓度以及二氧化碳浓度的变化率而不管空调70和通风/空气净化装置10的原始操作模式来控制空调70和通风/空气净化装置10的操作。热回收通风器50以如上所述的相同方式操作。因此，省略对热回收通风器50的操作的描述。 
图8是用于说明控制根据本发明的空调***的方法的流程图。 
参考图8，在操作S100中，确定通风/空气净化装置10的控制单元101是否控制空调70以与通风/空气净化装置10相关联地进行操作。 
如果空调70和通风/空气净化装置10中的一个不操作，则控制单元101分别控制空调70和通风/空气净化装置10以设定模式操作。也就是说，设定模式不会自动地改变。另外，控制单元101控制计时器105操作。 
如果空调70和通风/空气净化装置10互相关联地操作，则在操作S200中检查空调70的室内单元的操作。 
在操作S300中，控制单元101计算室内空气的CO2浓度的变化率并且将算出的变化率与第一基准值相比较。 
此处，当空调70的室内单元操作时，控制单元101控制CO2传感器104和计时器105以测出室内空气的CO2浓度的变化量。也就是说，CO2传感器104测定室内空气的CO2浓度的变化量并且计时器105测定CO2传感器104测量CO2浓度的变化量所用的时间段。与测定的CO2浓度的变化量以及测量时间有关的信息传送到控制单元101。然后，控制单元101利用收到的信息和公式1算出CO2浓度的变化率。 
然后，控制单元101将算出CO2浓度的变化率和第一基准值进行比较。如果算出的CO2浓度的变化率等于或大于第一基准值，则控制单元101控制空调70和通风/空气净化装置10以强制通风模式进行操作。另外，控制单元101控制计时器105进行操作。 
如果算出的CO2浓度的变化率小于第一基准值，则在操作S400中，控制单元101将算出的CO2浓度和第二基准值进行比较。 
在此，如果算出的CO2浓度等于或大于第二基准值，则控制单元101控制空调70和通风/空气净化装置10以热处理模式进行操作。 
也就是说，在热处理模式中控制单元101停止空调70和通风/空气净化装置10的操作。另外，控制单元101控制计时器105进行操作。 
如果算出的CO2浓度小于第二基准值，则在操作S500中，空调70和通风/空气净化装置10以设定的通风模式操作，并且计时器105操作。 
在此，当算出的CO2浓度小于第二基准值时，控制单元101控制空调70和通风/空气净化装置10根据设定模式进行操作。 
尽管文中已经参考本发明的优选实施方式描述和示出本发明，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下能够在本发明中做出各种不同的修改和变型。因此，期望本发明覆盖在所附权利要求及其等价物的范围内的本发明的修改和变型。 
本发明提供一种根据室内空气的CO2浓度自动地以期望通风模式操作的空调***及其控制方法。因此，由于本发明能够适用于各种不同的工业领域以用于舒适和方便的调节空气，所以本发明的工业实用性非常高。 

Claims (16)

1.一种空调***，包括：
控制器，其用于设定通风模式；
通风/空气净化装置，其基于由所述控制器设定的通风模式进行操作；
热回收通风器，其风扇马达基于所述通风/空气净化装置的通风模式的变化来选择性地进行操作；和
空调，其能够与所述通风/空气净化装置相关联地操作，
其中，根据由污染传感器检测出的室内空气的污染水平，改变所述通风/空气净化装置的通风模式。
2.如权利要求1所述的空调***，其中，所述控制器包括：
输入单元，其接收用于设定通风模式的模式选择命令；和
显示单元，其用于显示模式选择命令。
3.如权利要求2所述的空调***，其中，所述通风/空气净化装置包括：
信号接收单元，其用于从所述控制器接收模式选择命令；
检测单元，其包括所述污染传感器；和
控制单元，其接收来自所述信号接收单元的模式选择命令和来自所述检测单元的室内空气污染水平以便基于接收到的模式选择命令和室内空气污染水平来改变所述通风/空气净化装置的通风模式，
其中，所述污染传感器是检测CO2浓度的CO2传感器。
4.如权利要求3所述的空调***，其中，所述检测单元还包括用于测定所述CO2传感器的操作时间的计时器。
5.如权利要求3所述的空调***，其中，当所述控制单元基于室内空气的CO2浓度而改变所述通风/空气净化装置的通风模式时，所述控制单元控制所述空调和所述通风/空气净化装置的操作模式。
6.如权利要求3所述的空调***，其中，所述控制单元控制所述空调和所述通风/空气净化装置以使其以设定模式单独地操作。
7.如权利要求3所述的空调***，其中，所述控制单元接收关于室内空气的CO2浓度变化量和CO2浓度变化量的测量时间的信息，并且利用以下公式计算CO2浓度的变化率：
[公式1] 
CO2浓度的变化率＝(ΔCO2/T1+ΔCO2/T2)/2
式中ΔCO2表示CO2浓度的变化量，T1表示第一测量时间段，并且T2表示第二测量时间段。
8.如权利要求7所述的空调***，其中，当CO2浓度的变化率等于或大于第一基准值时，所述控制单元将所述通风/空气净化装置转换到强制通风模式以便强制性地操作所述通风/空气净化装置。
9.如权利要求8所述的空调***，其中，当CO2浓度的变化率小于第一基准值时，所述控制单元将CO2浓度与第二基准值相比较，
当CO2浓度等于或大于所述第二基准值时，所述控制单元停止所述空调并操作所述通风/空气净化装置。
10.如权利要求9所述的空调***，其中，当CO2浓度小于所述第二基准值时，所述控制单元操作所述空调并停止所述通风/空气净化装置。
11.一种控制如权利要求1所述的空调***的方法，包括：
确定空调是否与通风/空气净化装置相关联地操作；
如果是，则利用污染传感器检测室内空气的污染水平；以及
根据测到的污染水平来控制所述空调和所述通风/空气净化装置的操作。
12.如权利要求11所述的方法，还包括，如果所述空调没有与所述通风/空气净化装置相关联地操作，则以设定模式操作所述空调和所述通风/空气净化装置。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述污染传感器是检测CO2浓度的CO2传感器，所述方法还包括：
利用对应于预定时间所测出的CO2浓度的变化量来计算CO2浓度的变化率；
将CO2浓度的变化率与第一基准值相比较；以及
如果CO2浓度的变化率等于或大于所述第一基准值，则以强制通风模式操作所述通风/空气净化装置。
14.如权利要求13所述的方法，其中，如果CO2浓度的变化率小于所述第一基准值，则所述方法还包括：
将所述CO2浓度与第二基准值相比较；以及
如果所述CO2浓度小于所述第二基准值，则分别以设定模式操作所述通 风/空气净化装置和所述空调。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一基准值是100PPM/分钟并且所述第二基准值是1000PPM。
16.如权利要求14所述的方法，还包括：
如果所述CO2浓度等于或大于所述第二基准值，则停止所述空调并以设定模式操作所述通风/空气净化装置。 
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