WO2024066290A1

WO2024066290A1 - 衣物处理设备的烘干控制方法

Info

Publication number: WO2024066290A1
Application number: PCT/CN2023/087427
Authority: WO
Inventors: 罗荣邦; 崔俊
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: 2022-09-28
Filing date: 2023-04-11
Publication date: 2024-04-04
Also published as: CN115450027A

Abstract

本发明涉及衣物处理技术领域，具体涉及一种衣物处理设备的烘干控制方法。本申请旨在解决采用定速压缩机的干衣机不能自动调节烘干速度的问题。为此目的，本申请的衣物处理设备包括变容变频压缩机，变容变频压缩机包括缸体和设置于缸体内的活塞，活塞的移动行程可调。控制方法包括：根据待烘干衣物信息，确定压缩机的最佳排气量；获取活塞的初始行程；控制压缩机的活塞按照初始行程运行并调节压缩机的频率，使压缩机的实际排气量等于最佳排气量或与最佳排气量的差值处于预设差值范围；获取压缩机的当前频率并判断当前频率是否处于预设频率区间；根据判断结果，选择性地调节活塞的移动行程。本申请可自动调节烘干速度，烘干效率高，且节能。

Description

衣物处理设备的烘干控制方法

技术领域

本发明涉及衣物处理技术领域，具体涉及一种衣物处理设备的烘干控制方法。

背景技术

随着生活水平的提高，越来越多的家庭购买干衣机，使用干衣机便捷又方便。对于干衣机来说，热泵式干衣机由于其工作效率高等特点，而成为市场上的主流产品。

但是目前市场上的热泵式干衣机使用的压缩机都是定速压缩机，频率和排量固定，不能根据用户需要自动调节烘干速度。这样一来，对于待烘干的衣服较多或者急需穿着的情况下，烘干时间长、极大地浪费时间。对于单件衣服或者小物件烘干时，又存在耗电量大的缺陷，导致用户抱怨。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述至少一个问题，即为了解决现有采用定速压缩机的干衣机存在的不能自动调节烘干速度的问题，本申请提供了一种衣物处理设备的烘干控制方法，所述衣物处理设备包括箱体、烘干风道、变容变频压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，所述箱体具有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口分别与所述烘干风道连通，所述变容变频压缩机、所述冷凝器、所述节流装置与所述蒸发器之间通过冷媒管路依次连接，所述冷凝器和所述蒸发器设置于所述烘干风道中，所述变容变频压缩机包括缸体和滑动设置于所述缸体内的活塞，所述活塞在所述缸体内的移动行程可调，

所述控制方法包括：

根据待烘干衣物信息，确定所述压缩机的最佳排气量；

获取所述活塞的初始行程；

控制所述压缩机的活塞按照所述初始行程运行并调节所述压缩机的频率，使得所述压缩机的实际排气量等于所述最佳排气量、或者所述实际排气量与所述最佳排气量的差值处于预设差值范围内；

获取所述压缩机的当前频率，并判断所述当前频率是否处于预设频率区间；

根据判断结果，选择性地调节所述活塞的移动行程。

在上述衣物处理设备的烘干控制方法的优选技术方案中，“根据判断结果，选择性地调节所述活塞的移动行程”的步骤进一步包括：

如果所述当前频率处于所述预设频率区间，则控制所述压缩机以所述当前频率继续运行；

如果所述当前频率未处于所述预设频率区间，则调节所述活塞的移动行程。

在上述衣物处理设备的烘干控制方法的优选技术方案中，“如果所述当前频率未处于所述预设频率区间，则调节所述活塞的移动行程”的步骤进一步包括：

如果所述当前频率小于所述预设频率区间的最小值，则减小所述活塞的移动行程；

如果所述当前频率大于所述预设频率区间的最大值，则增大所述活塞的移动行程。

在上述衣物处理设备的烘干控制方法的优选技术方案中，所述预设频率区间基于所述压缩机的最佳效率频率确定。

在上述衣物处理设备的烘干控制方法的优选技术方案中，所述减小所述活塞的移动行程的步骤进一步包括：

通过如下公式来计算所述活塞需要减小到的行程：
La＝L0×[(fn-2)/fn]

其中，La为所述活塞需要减小到的行程；L0为所述初始行程；fn为所述最佳效率频率；(fn-2)为所述预设频率区间的最小值。

在上述衣物处理设备的烘干控制方法的优选技术方案中，所述增大所述活塞的移动行程的步骤进一步包括：

通过如下公式来计算所述活塞需要增大到的行程：
Lb＝L0×[(fn+2)/fn]

其中，Lb为所述活塞需要增大到的行程；L0为所述初始行程；fn为所述最佳效率频率；(fn+2)为所述预设频率区间的最大值。

在上述衣物处理设备的烘干控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：

获取烘干档位；

根据所述烘干档位，确定所述活塞的初始行程。

在上述衣物处理设备的烘干控制方法的优选技术方案中，“根据待烘干衣物信息，确定所述压缩机的最佳排气量”的步骤进一步包括：

获取待烘干衣物的重量和体积；

根据所述待烘干衣物的重量和体积，确定所述压缩机的最佳排气量。

在上述衣物处理设备的烘干控制方法的优选技术方案中，所述实际排气量通过如下公式计算确定：
Q＝f×L×π×(d/2)²

其中，Q为所述实际排气量；f为所述压缩机的频率；L为所述活塞的移动行程；d为所述缸体的直径。

在上述衣物处理设备的烘干控制方法的优选技术方案中，所述活塞与可调整弹力弹簧连接，“调节所述活塞的移动行程”的步骤进一步包括：

通过调节所述可调整弹力弹簧的弹力来调节所述活塞的移动行程。

通过设置变容变频压缩机，本申请的衣物处理设备可以通过调节压缩机的排气量和运行频率来自动调节烘干速度，并使得压缩机频率尽可能运行在效率的最高点或者最高点附近，烘干效率高，且节约能源。

附图说明

下面参照附图来描述本申请的衣物处理设备的烘干控制方法。附图中：

图1为本申请的衣物处理设备的***示意图；

图2为本申请的衣物处理设备的烘干控制方法的流程图；

图3为本申请的压缩机的频率-工作效率曲线图。

附图标记列表

1、变容变频压缩机；11、缸体；12、活塞；13、弹力弹簧；2、冷凝器；3、节流装置；4、蒸发器；5、箱体。

具体实施方式

下面参照附图来描述本申请的优选实施方式。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申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。例如，以下实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本申请的保护范围之内。

首先参照图1和图2，对本申请的衣物处理设备的烘干控制方法进行描述。其中，图1为本申请的衣物处理设备的***示意图；图2为本申请的衣物处理设备的烘干控制方法的流程图。

为了解决现有采用定速压缩机1的干衣机存在的不能自动调节烘干速度的问题，本申请提供了一种衣物处理设备的烘干控制方法。其中，如图1所示，衣物处理设备包括箱体5、烘干风道、变容变频压缩机1、冷凝器2、节流装置3和蒸发器4，箱体5具有进风口和出风口，进风口和出风口分别与烘干风道连通，变容变频压缩机1、冷凝器2、节流装置3与蒸发器4之间通过冷媒管路依次连接，冷凝器2和蒸发器4设置于烘干风道中，变容变频压缩机1包括缸体11和滑动设置于缸体11内的活塞12，活塞12在缸体11内的移动行程可调。具体地，烘干风道、压缩机1、冷凝器2、节流装置3以及蒸发器4构成传统烘干回路，各部件之间的连接关系和烘干原理为本领域常规手段，此处不再赘述。特别地，本申请的压缩机1采用变容变频压缩机1，该压缩机1具有缸体11和活塞12，活塞12通过在缸体11内的往复移动来实现压缩的目的。其中，活塞12的移动行程可调，换句话说，活塞12在缸体11内的滑动的最大位移可调，也即图1中L是可变的。

进一步地，本申请中，活塞12远离缸体11的一端连接有弹力弹簧13，活塞12的移动行程通过弹力弹簧13进行调节。本申请对弹力弹簧13的具体形式不作限制，只要其弹力可自动调节，均可以应用于本申请。如弹力弹簧13可以为电磁弹簧、空气弹簧、气压弹簧以及机械可调弹力弹簧13等，通过调整弹力弹簧13的弹力，从而调节活塞12在缸体11内的移动行程L。

当然，除了上述活塞12行程可调节外，本领域技术人员也可以选用其他变容变频压缩机1来进行替换，以便本申请适用于更加具体的应用场景。举例而言，本领域技术人员还可以选用缸体11体积可调的压变容变频缩机，或者采用其他方式的移动行程可调节压缩机1，例如通过控制电机轴的伸出缩回长度/正反转角度等，来控制活塞12的移动行程。

参照图2，在上述设置方式下，本申请的衣物处理设备的烘干控制方法包括：

S101、根据待烘干衣物信息，确定压缩机的最佳排气量。举例而言，待烘干衣物信息可以包括衣物数量、体积和重量中的一个或多个，衣物数量可以基于用户输入获取，也可以基于图像识别确定；衣物体积可以基于图像识别确定，或者根据用户输入的衣物类型估算；衣物重量可以基于重量传感器获取，也可以基于箱体转动时的电流等参数确定。在确定待烘干衣物信息后，基于待烘干衣物信息确定压缩机的最佳排气量，其中，确定方式可以为拟合公式、经验公式、对照关系表等，本申请对此不作限制。

S103、获取活塞的初始行程；举例而言，活塞的初始行程可以是用户输入的，可以是预设的，还可以是根据初始形成与其他参数如带烘干衣物信息、烘干档位等之间的对照关系表确定的。

S105、控制压缩机的活塞按照初始行程运行并调节压缩机的频率，使得压缩机的实际排气量等于最佳排气量、或者实际排气量与最佳排气量的差值处于预设差值范围内。举例而言，本申请中，压缩机运行过程的实际排气量与活塞的初始行程和压缩机的频率正相关。在确定处最佳排气量和初始行程后，调节弹力弹簧的弹力，使得控制压缩机活塞按照初始行程运行，然后调节压缩机的频率，并获取压缩机的实际排气量，直至压缩机的实际排气量等于最佳排气量，或者与最佳排气量的差值处于预设差值范围内。其中，预设差值范围为提前预设的。

S107、获取压缩机的当前频率，并判断当前频率是否处于预设频率区间。举例而言，在压缩机的实际排气量达到最佳排气量或与最佳排气量的差值处于预设差值范围内时，获取此时压缩机的当前频率，判断当前频率是否处于预设频率区间，如通过计算差值或比值的方式比较当前频率与预设频率区间中最大值和最小值之间的大小。其中，预设频率区间基于压缩机的最佳效率频率确定，如预设频率区间为最佳效率频率上下浮动一定量。参照图3，最佳效率频率为压缩机工作效率最高时的频率，该频率可以为额定频率，也可以为其他频率。

S109、根据判断结果，选择性地调节活塞的移动行程。举例而言，在当前频率处于预设频率区间时，不调节活塞的移动行程；在当前频率未处于预设频率区间时，调节活塞的移动行程，从而通过调节活塞的移动行程来间接调节压缩机的运行频率，以使得压缩机的工作频率能够接近或达到最佳效率频率。

下面以衣物处理设备是干衣机为例，对本申请的优选实施方式进行介绍。

一种优选实施方式中，“根据判断结果，选择性地调节活塞的移动行程”的步骤进一步包括：如果当前频率处于预设频率区间，则控制压缩机以当前频率继续运行；如果当前频率未处于预设频率区间，则调节活塞的移动行程。

举例而言，预设效率区间可以为(fn-2,fn+2)，其中fn为最佳效率频率。如果当前频率处于预设频率区间，则证明此时压缩机的工作频率为最佳效率频率或处于最佳效率频率附近，压缩机的工作效率最高，干衣效率高，耗电小，此时无需调节活塞的移动行程，控制压缩机以当前频率继续运行即可。反之，如果当前频率未处于预设频率区间，则证明压缩机的工作频率距离最佳效率频率还有一定差距，压缩机未工作在最佳效率，此时干衣机工作效率低，耗电大，需要调节活塞的移动行程，以改变压缩机的工作频率，使得压缩机工作在最佳效率附近。

当然，预设效率区间并非一成不变，本领域技术人员可以根据需求调整其具体范围，只要保证该范围处于最佳效率频率附近即可。

优选地，“如果当前频率未处于预设频率区间，则调节活塞的移动行程”的步骤进一步包括：如果当前频率小于预设频率区间的最小值，则减小活塞的移动行程；如果当前频率大于预设频率区间的最大值，则增大活塞的移动行程。

具体地，如果当前频率小于预设频率区间的最小值，则需要增大压缩机的运行频率，由于压缩机的实际排气量跟压缩机的频率和活塞的移动行程正相关，因此如果需要保持实际排气量与最佳排气量接近或相等，且压缩机的频率增大，只需减小活塞的移动行程。反之，如果当前频率大于预设频率区间的最大值，则需要减小压缩机的运行频率，此时只需增大活塞的移动行程。

一种优选实施方式中，减小活塞的移动行程的步骤进一步包括：通过如下公式来计算活塞需要减小到的行程：
La＝L0×[(fn-2)/fn] (1)

公式(1)中，La为活塞需要减小到的行程；L0为初始行程；fn为最佳效率频率；(fn-2)为预设频率区间的最小值。

一种优选实施方式中，增大活塞的移动行程的步骤进一步包括：通过如下公式来计算活塞需要增大到的行程：
L＝L0×[(fn+2)/fn] (2)

公式(2)中，L为活塞需要增大到的行程；L0为初始行程；fn为最佳效率频率；(fn+2)为预设频率区间的最大值。

通过采用上述公式(1)和(2)计算活塞需要增大或减小到的行程，本申请能够实现对压缩机频率的平稳调节，直至压缩机运行至最佳效率频率或最佳效率频率附近，以提高干衣机工作效率，降低能耗。

一种优选实施方式中，控制方法还包括：获取烘干档位；根据烘干档位，确定活塞的初始行程。

具体地，烘干档位为用户选取的，或者干衣机根据带烘干衣物信息确定的，其反应了用户需求的烘干速度和效率。并且，每个烘干档位都对应着一个活塞的初始行程，当烘干档位确定后，活塞的初始行程也随即确定。其中，烘干档位与活塞的初始行程之间通过对照关系表确定，或者根据经验公式或分段函数等确定。

通过基于烘干档位确定活塞的初始行程，本申请的控制方法可以根据用户需求的烘干速度和效率来确定活塞的初始行程，使得压缩机以该初始行程运行时更容易到达最佳运行频率，从而减少调节时间，提高运行效率。

一种优选技术方案中，“根据待烘干衣物信息，确定压缩机的最佳排气量”的步骤进一步包括：获取待烘干衣物的重量和体积；根据待烘干衣物的重量和体积，确定压缩机的最佳排气量。

举例而言，在待烘干衣物被投入到箱体后，获取待烘干衣物的重量和体积，例如通过利用重量传感器来获取待烘干衣物的重量，通过拍摄箱体内的照片，并根据图像识别技术来估算待烘干衣物的体积，上述估算重量和体积的方式在本领域较为常用，因此不再赘述。获取到带烘干衣物的重量和体积后，根据二者确定压缩机的最佳排气量。优选地，基于带烘干衣物的体积、重量与压缩机的最佳排气量之间的对照关系表来确定最佳排气量。该对照关系表可以通过大量实验获取，通过实验来确定待烘干衣物在不同重量和体积情况下的达到最佳效率和烘干效果时的排气量，作为最佳排气量。

当然，最佳排气量除通过对照表获取外，还可以通过拟合公式、分段函数等获取，其具体公式和函数方式同样可以基于试验确定，在此不再赘述。

一种优选技术方案中，实际排气量通过如下公式计算确定：
Q＝f×L×π×(d/2)² (3)

公式(3)中，Q为实际排气量，单位为m3/s；f为压缩机的频率，单位为Hz；L为活塞的移动行程，单位为m；d为缸体的直径，单位为m。

通过公式(3)计算实际排气量，可以精准地获取压缩机的实际排气量，提高本申请的控制方法的控制精度。

一种优选技术方案中，活塞与可调整弹力弹簧连接，“调节活塞的移动行程”的步骤进一步包括：通过调节可调整弹力弹簧的弹力来调节活塞的移动行程。

如上所述，弹力弹簧的弹力可以通过多种方式来调节，在计算出活塞需要增大或减小到的行程后，通过调节弹力弹簧的弹力，如通过调整电磁弹簧的电流、空气弹簧的气压、气压弹簧的气压、机械可调弹簧的推板/内推杆的位置等，来调节弹力弹簧的弹力，进而调节活塞的移动行程。

通过调节弹力弹簧的弹力，来调节活塞的移动行程，可以实现活塞移动行程的精准调节，有利于压缩机最终运行至最佳效率频率。

下面对本申请的一种可能的控制过程进行介绍。

用户向干衣机中放入待烘干的衣物，并选择烘干档位后，启动运行干衣机。此时桶内的重量传感器检测待烘干衣物的重量，图像传感器检测待烘干衣物的体积，根据待烘干衣物的重量和体积从对照表中选择对应的最佳排气量，根据档位初次选择气缸的初始行程。然后根据最佳排气量和初始行程控制压缩机启动运行。待压缩机的实际排气量达到最佳排气量达到后，判定压缩机的运行频率f是否满足fn-2≤f≤fn+2。如果是，则压缩机维持现有频率继续运行，直至此次烘干程序结束。如果否，则调节气缸行程，如果f＜fn-2，减小气缸行程，使其变为La＝L0×[(fn-2)/fn]，然后继续返回判断；如果f＞fn+2，则增大气缸行程，使其变为Lb＝L0×[(fn+2)/fn]，调节后继续运行和检测，直至压缩机运行至最佳效率区间，然后保持该状态一直运行，直至此次烘干程序结束。

本领域技术人员可以理解，虽然上述实施方式是结合干衣机进行阐述的，但是这并非旨在于限制本申请的应用范围，在不偏离本申请原理的前提下，本领域技术人员可以将上述控制方法应用于其他应用场景中，以便提高本申请的适用性。如，本申请还可以应用于洗干一体机等。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的服务器、客户端中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，PC程序和PC程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在PC可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本申请的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

需要说明的是，尽管上文详细描述了本申请方法的详细步骤，但是，在不偏离本申请的基本原理的前提下，本领域技术人员可以对上述步骤进行组合、拆分及调换顺序，如此修改后的技术方案并没有改变本申请的基本构思，因此也落入本申请的保护范围之内。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims

一种衣物处理设备的烘干控制方法，其特征在于，所述衣物处理设备包括箱体、烘干风道、变容变频压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，所述箱体具有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口分别与所述烘干风道连通，所述变容变频压缩机、所述冷凝器、所述节流装置与所述蒸发器之间通过冷媒管路依次连接，所述冷凝器和所述蒸发器设置于所述烘干风道中，所述变容变频压缩机包括缸体和滑动设置于所述缸体内的活塞，所述活塞在所述缸体内的移动行程可调，

所述控制方法包括：

根据待烘干衣物信息，确定所述压缩机的最佳排气量；

获取所述活塞的初始行程；

控制所述压缩机的活塞按照所述初始行程运行并调节所述压缩机的频率，使得所述压缩机的实际排气量等于所述最佳排气量、或者所述实际排气量与所述最佳排气量的差值处于预设差值范围内；

获取所述压缩机的当前频率，并判断所述当前频率是否处于预设频率区间；

根据判断结果，选择性地调节所述活塞的移动行程。
根据权利要求1所述的衣物处理设备的烘干控制方法，其特征在于，“根据判断结果，选择性地调节所述活塞的移动行程”的步骤进一步包括：

如果所述当前频率处于所述预设频率区间，则控制所述压缩机以所述当前频率继续运行；

如果所述当前频率未处于所述预设频率区间，则调节所述活塞的移动行程。
根据权利要求2所述的衣物处理设备的烘干控制方法，其特征在于，“如果所述当前频率未处于所述预设频率区间，则调节所述活塞的移动行程”的步骤进一步包括：

如果所述当前频率小于所述预设频率区间的最小值，则减小所述活塞的移动行程；

如果所述当前频率大于所述预设频率区间的最大值，则增大所述活塞的移动行程。
根据权利要求3所述的衣物处理设备的烘干控制方法，其特征在于，所述预设频率区间基于所述压缩机的最佳效率频率确定。
根据权利要求4所述的衣物处理设备的烘干控制方法，其特征在于，所述减小所述活塞的移动行程的步骤进一步包括：

通过如下公式来计算所述活塞需要减小到的行程：
La＝L0×[(fn-2)/fn]

其中，La为所述活塞需要减小到的行程；L0为所述初始行程；fn为所述最佳效率频率；(fn-2)为所述预设频率区间的最小值。
根据权利要求4所述的衣物处理设备的烘干控制方法，其特征在于，所述增大所述活塞的移动行程的步骤进一步包括：

通过如下公式来计算所述活塞需要增大到的行程：
Lb＝L0×[(fn+2)/fn]

其中，Lb为所述活塞需要增大到的行程；L0为所述初始行程；fn为所述最佳效率频率；(fn+2)为所述预设频率区间的最大值。
根据权利要求1所述的衣物处理设备的烘干控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取烘干档位；

根据所述烘干档位，确定所述活塞的初始行程。
根据权利要求1所述的衣物处理设备的烘干控制方法，其特征在于，“根据待烘干衣物信息，确定所述压缩机的最佳排气量”的步骤进一步包括：

获取待烘干衣物的重量和体积；

根据所述待烘干衣物的重量和体积，确定所述压缩机的最佳排气量。
根据权利要求1所述的衣物处理设备的烘干控制方法，其特征在于，所述实际排气量通过如下公式计算确定：
Q＝f×L×π×(d/2)²

其中，Q为所述实际排气量；f为所述压缩机的频率；L为所述活塞的移动行程；d为所述缸体的直径。
根据权利要求1所述的衣物处理设备的烘干控制方法，其特征在于，所述活塞与可调整弹力弹簧连接，“调节所述活塞的移动行程”的步骤进一步包括：

通过调节所述可调整弹力弹簧的弹力来调节所述活塞的移动行程。