CN101949576B - 节能空调和空调风扇联动*** - Google Patents

节能空调和空调风扇联动*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种节能空调和空调风扇联动***，在本发明实施例提供的空调在使用时，如果不启动睡眠功能，则与普通空调无异。当启动睡眠功能时，则按上述高效节能的睡眠模式运行。相对于现有技术中的温度调节方式，本发明实施例提供的空调可以实现空调和电风扇的联动运行，既能满足人体舒适度的要求，又可以减少空调制冷的运行时间，从而达到节能效果。

Description

节能空调和空调风扇联动***
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种节能空调和空调风扇联动***。
背景技术
在炎热的夏季，风扇吹风降温早已不是唯一的选择，空调逐渐走入寻常百姓家，夏季夜间睡眠期间开启空调的用户所占比例逐年上升。由于空调压缩机的功率较大，夜间空调节能就显得尤为重要。
现有空调一般都有睡眠功能。现有空调的睡眠功能具体为：空调按照初始温度T运行1小时后，自动升高设定温度1℃，再运行1小时后，设定温度将再次升高1℃，然后就以升高后的温度T+2持续运转6小时后自动停机。
发明人在研究现有技术的过程中发现，现有空调的睡眠模式只能少量提高设定温度，空调在仍在较长时间内处于制冷运行状态，能耗较高。
发明内容
本发明提供一种在夜间满足人体舒适度的情况下节能的空调以及空调风扇联动***。
为解决上述技术问题，本发明实施例是采用如下技术方案来实现的。
本发明实施例提供一种节能空调，包括：
用于检测室内温度的温度检测单元、单片机、以及用于制冷的制冷单元；
与所述温度检测单元连接的风扇控制单元，以及与风扇控制单元连接的插座，所述插座用于连接电风扇；
所述单片机用于控制所述制冷单元维持室内温度在正常设定温度后，如果启动睡眠功能，则在正常设定温度运行预设的时间后重新自动设定第一预设温度，在所述温度检测单元检测到的室内温度高于第一预设温度时，控制所述制冷单元开始制冷；
所述风扇控制单元用于在所述温度检测单元检测到的室内温度T高于正常设定温度且小于第一预设温度时，根据室内温度T和风速V之间的系列的对应关系调整外接电风扇的风速，所述外接电风扇的转速随着室内温度的升高而加快，且所述外接电风扇的转速满足人体舒适度的要求。
本发明实施例还提供一种空调风扇联动***，包括电风扇和如上所述的空调，电风扇通过所述空调的插座和所述空调连接。
在本发明实施例提供的空调在使用时，如果不启动睡眠功能，则与普通空调无异。当启动睡眠功能时，则按上述高效节能的睡眠模式运行。相对于现有技术中的温度调节方式，本发明实施例提供的空调可以实现空调和电风扇的联动运行，既能满足人体舒适度的要求，又可以减少空调制冷的运行时间，从而达到节能效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的节能空调的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的空调风扇联动***的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种空调和空调风扇联动***。为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的实施例进行详细地描述。
参见图1，图1是本发明实施例一提供的节能空调的结构示意图。
如图1所示，空调包括单片机110、温度检测单元120、风扇控制单元130、制冷单元140以及插座150。其中，温度检测单元120用于检测室内温度，具体可以为温度传感器。制冷单元140用于制冷，其制冷功能可以由空调中的压缩机、蒸发器、冷凝器等常规器件组成的制冷***来实现。
其中，风扇控制单元130与温度检测单元120连接，插座150与风扇控制单元130连接，插座150用于连接电风扇。正常运行情况下，单片机110用于控制制冷单元140维持室内温度在正常设定温度。当启动睡眠功能后，空调机仍然按设定温度为正常设定温度运行预设时间，之后，空调机的设定温度被自动设定在第一预设温度。其中，上述预设时间可以为30分钟或其他的时间长度，该时间长度是可调的。第一预设温度可以根据人体舒适度模型来确定，其具体的温度值可以小于或等于30摄氏度。
风扇控制单元130用于在温度检测单元120检测到的室内温度T高于开扇温度且小于第一预设温度时，根据室内温度T和风速V之间的对应关系调整外接电风扇的风速，外接电风扇的转速随着室内温度的升高而加快，且外接电风扇的转速满足人体舒适度的要求。
依据PMV舒适度指标，在正常人体活动时，空调状态下，室内温度维持26℃左右是舒适的，但人体处于睡眠状态时，人体新陈代谢率会显著下降，室内温度需高于26℃才能保证舒适的环境。例如，睡眠中的人在给定寝具(包括被褥、床、睡衣裤)的条件下，对人体舒适度模型进行修正后，经测算在微风条件下，温度27℃，相对湿度60％条件下，PMV为0.5以内，处于舒适范围，PPD为7.86，即预测不满意百分数仅为7.86％。当加大风速时，温度可提升至30℃，大部分人仍感觉舒适。
根据PMV理论，经测算温度在26℃以下时，对于大部分人群无风亦觉得舒适，当温度为27℃，风速宜为0.4m/s；当温度为28℃，风速宜为0.7m/s；温度为29℃，风速宜为1.2m/s；温度为30℃，风速宜为2m/s。本发明实施例利用现有空调内部的单片机，利用空调的温度传感器检测的温度，依据PMV理论进行计算。其中，风扇控制单元具体可以为风扇电机调速器，风扇电机调速器可以使用变频的方式，上述计算结果就作为风扇电机调速器的设定值，也可以采用风扇电机调速器将风扇转速分为由小至大10个档位运行的方式，与单片机的计算结果最接近的档位作为调速器的设定值，风扇通过插座连接在风扇电机调速器而受空调内单片机的控制。
进一步的，在本发明实施例中单片机还用于在温度检测单元120检测到的室内温度高于第一预设温度时，控制制冷单元140开始制冷，从而避免温度过高对人体舒适度的影响。
在本发明实施例中，正常设定温度为26℃，第一预设温度为30℃，此外下述公式(1)中还规定了开扇温度，开扇温度为27℃，即当室内温度小于27时，V＝0。
若设定环境的初始温度为26℃，风速随环境温度变化的曲线方程为：
当T大于或等于27时，V＝0.1(T-26)2+0.3；(1)
当T小于27时，V＝0。
其中：v为环境风速，T为环境温度。
当环境温度为T＝26℃时，v＝0，风扇不会开启。当环境温度达到27℃时，即达到开扇温度，则根据方程1，环境风速v＝0.4m/s，风扇开启。环境温度达到30℃时，环境风速v＝2m/s。此实施例可以使90％以上人群感到舒适。
对于7.86％不满意人群可采用如下调节方法如下：将初始温度T0℃由26℃调高或调低外，还可以通过遥控器上的新增按钮进行调节，使舒适度达到最佳。对于感觉偏热的人群，可加大“最终风速”或调低“开扇温度”或在加大“最终风速”同时调低“开扇温度”。对于感觉偏冷的人群，则可以通过减小“最终风速”或调高“开扇温度”来解决。其中，最终风速是室内温度为30摄氏度时，根据上述公式计算得到的风速，最终风速是可以调整的。
需要指出的是，本实施例所述的环境风速与环境温度的关系(即方程1)不是唯一的，它显然是一个抛物线方程，其他曲线方程，如指数曲线、椭圆曲线的一部分、曲线与直线叠加所获得的曲线等均应在本发明的保护范围之内。例如按如下公式所示的曲线运行，也可满足舒适度要求。
例如，当T大于或等于27时，V＝0.3+0.1*(2(T-26)-1)；当T小于27时，V＝0。
参见图2，图2是本发明实施例提供的空调风扇联动***的示意图。
如图所示，本发明实施例提供的空调风扇联动***包括空调1和电风扇3。电风扇3通过空调的插座12和空调1连接。其中，空调1的具体结构参见上述实施例，在此不再重复描述，电风扇可以采用现有的电风扇。
本发明实施例提供的空调风扇联动***在使用时，可以在睡眠前空调设定温度为正常设定温度，当按下新型睡眠功能键，空调设定温度仍保持正常设定温度，持续时间达30min后，空调的制冷功能停止运行，室内温度上升。当室内温度达到开扇温度时，电风扇开启，电风扇在运行过程中可根据室内空气温度自动调节风速。
在电风扇开启的同时，空调设定温度自动上调为第一预设温度(需经人体热舒适性模型测算确定，假定为30℃)，即当室内空气温度超过第一预设温度时，空调压缩机启动，低于第一预设温度时，空调压缩机停机，此时风扇仍然受温度控制风速。鉴于个体对舒适的敏感程度不同，可以分别重新设定“最终风速”的大小和风扇开启的“开扇温度”的高低，重新设定的数据将被自动保持至下一次重新设定。重新设定的原则是：当一觉醒来感觉温度偏高，则应加大“最终风速”。反之，则应减小“最终风速”。当尚未睡着已感觉到温度偏高，则应调低“开扇温度”。反之，则应调高“开扇温度”。其中，最终风速是室内温度为30摄氏度时，根据上述公式计算得到的风速，最终风速是可以调整的。
本发明实施例提供的空调风扇联动***可将空调和风扇联动起来，基于人体的热适应能力，在空调设定温度和热舒适度上限之间的时间段内，用风扇来代替空调运行，既保证了人体的热舒适性，又可以达到良好的节能效果。
以上对本发明实施例提供的空调和空调风扇联动***进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种节能空调，包括：
用于检测室内温度的温度检测单元、单片机、以及用于制冷的制冷单元；
其特征在于，还包括：
与所述温度检测单元连接的风扇控制单元，以及与风扇控制单元连接的插座，所述插座用于连接电风扇；
所述单片机用于控制所述制冷单元维持室内温度在正常设定温度后，如果启动睡眠功能，则在正常设定温度运行预设的时间后重新自动设定第一预设温度，在所述温度检测单元检测到的室内温度高于第一预设温度时，控制所述制冷单元开始制冷；
所述风扇控制单元用于在所述温度检测单元检测到的室内温度T高于预设的开扇温度且小于第一预设温度时，根据室内温度T和风速V之间的对应关系调整外接电风扇的风速，所述外接电风扇的转速随着室内温度的升高而加快，且所述外接电风扇的转速满足人体舒适度的要求。
2.根据权利要求1所述的节能空调，其特征在于，
所述风扇控制单元使用变频调速模式调整外接电风扇的风速，或者通过调整电风扇电源的通断时间的比例来调整电风扇的风速。
3.根据权利要求1或2任一项所述的节能空调，其特征在于：
所述开扇温度为27摄氏度，所述第一预设温度为30摄氏度。
4.一种空调风扇联动***，包括电风扇，其特征在于，还包括：
如权利要求1到3任一项所述的空调，所述电风扇通过所述空调的插座和所述空调连接。
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