基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測方法、系統和空調與流程
2023-07-24 07:41:26
本發明涉及空調控制領域，特別涉及一種基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測方法、系統和空調。
背景技術：
濾塵網與換熱器在空調室內機空氣循環中佔據重要位置，空氣首先流經濾塵網，再經過換熱器構成風循環通路，空氣在風道中流動把換熱器中的熱量帶出，從而實現室內空間的製冷或制熱。但由於空氣中漂浮塵粒的存在，這兩個部件極易積灰而影響空調室內機的空氣循環。無論是換熱器髒堵還是濾塵網髒堵，都會對空調性能產生很大的影響。換熱器或濾塵網髒堵後，空氣在風道中的流通量不夠，則會導致換熱器中的熱量不能充分散發，造成在製冷模式下，換熱器溫度持續降低；制熱模式下，換熱器溫度持續升高的結果，而溫度的持續下降或上升會導致換熱器及其他器件損壞，或者觸發空調保護機制而停止運行。除此之外，室內機換熱器或濾塵網髒堵還會使空調出風帶有灰塵味，使用戶體驗變差。而且灰塵在濾塵網和換熱器上附著後，很多細菌會寄生其中，這些細菌隨空調出風瀰漫於室內空間會對人體健康造成危害。
傳統濾塵網或空調室內機的髒堵檢測方法有風機功率檢測法與雙側壓差檢測法。前一種方法屬於間接檢測，原理是風機功率會隨髒堵程度的不同而變化。但由於空調系統的複雜性，影響風機功率的因素很多，除髒堵外還有很多其他顯性因素與隱性因素。顯性因素如電網電壓波動、導風條角度等可以加以補償與修正，但諸多的隱性因素並沒有辦法進行補償，這是造成其檢測結果不夠準確的最大原因。第二種檢測方法為直接測量法，檢測準確，但需要兩個壓力傳感器同時測量兩側壓力，成本相對較高。
技術實現要素：
本發明提供了一種基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測方法、系統和空調，解決了以上技術問題。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下：
依據本發明的一個方面，提供了一種基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測方法，包括以下步驟：
步驟1，獲取第一風機轉速下的濾塵網背風側壓力值，或者第一風機轉速下的換熱器背風側壓力值；
步驟2，根據第一風機轉速和濾塵網背風側壓力值獲取對應的濾塵網髒堵等級，或者根據第一風機轉速和換熱器背風側壓力值獲取對應的室內機髒堵等級。
依據本發明的另一個方面，還提供了一種基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測系統，包括第一獲取模塊和第二獲取模塊，
所述第一獲取模塊用於獲取第一風機轉速下的濾塵網背風側壓力值，或者第一風機轉速下的換熱器背風側壓力值；
所述第二獲取模塊用於根據第一風機轉速和濾塵網背風側壓力值獲取對應的濾塵網髒堵等級，或者根據第一風機轉速和換熱器背風側壓力值獲取對應的室內機髒堵等級。
為了解決本發明的技術問題，本發明還提供了一種空調，包括以上所述的基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測系統。
本發明的有益效果是：本發明的髒堵檢測方法和檢測系統，在獲取濾塵網髒堵等級時綜合考慮風機轉速和濾塵網背風側壓力值，在獲取室內機髒堵等級時綜合考慮風機轉速和換熱器背風側壓力值，相較於風機功率檢測法與雙側壓差檢測法，不僅檢測結果準確，檢測方法簡單而且只需要使用一個壓力傳感器，檢測成本低廉。
附圖說明
圖1為實施例1基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測方法的流程示意圖；
圖2為實施例1基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測系統的結構示意圖；
圖3為實施例2基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測方法的流程示意圖；
圖4為實施例2基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測系統的結構示意圖；
圖5為實施例3一種空調的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
本發明提供了一種基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測方法，包括以下步驟：
步驟1，獲取第一風機轉速下的濾塵網背風側壓力值，或者第一風機轉速下的換熱器背風側壓力值；
步驟2，根據第一風機轉速和濾塵網背風側壓力值獲取對應的濾塵網髒堵等級，或者根據第一風機轉速和換熱器背風側壓力值獲取對應的室內機髒堵等級。
基於上述髒堵檢測方法，本發明既可檢測濾塵網的髒堵程度，也可以檢測空調室內機的髒堵程度，空調室內機的髒堵程度為濾塵網與換熱器的整體髒堵程度，兩者的區別在於壓力傳感器的位置設置不同。當需要檢測濾塵網的髒堵程度時，將壓力傳感器設置在濾塵網和換熱器之間，通過檢測濾塵網背風側的壓力和第一風機轉速獲取濾塵網的髒堵等級；當需要檢測室內機的髒堵程度時，將壓力傳感器設置在換熱器的背風側，通過檢測換熱器背風側的壓力和第一風機轉速獲取室內機的髒堵等級。以上兩種方法中，除了壓力傳感器設置的位置和採集的數據不一樣，其餘步驟均相同。因此以下實施例只對檢測濾塵網髒堵等級的方法進行詳細說明，檢測室內機髒堵等級的方法參考實施例的步驟進行修改即可。同時，本發明可以採用兩種方法獲取濾塵網髒堵等級，一種是在當前風機轉速下檢測濾塵網髒堵等級，另一種是將當前風機轉速調整為目標風機轉速，然後計算目標風機轉速下的濾塵網髒堵等級，以下分別對上述兩種方法進行詳細說明。
如圖1所示，為實施例1一種基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測方法的流程示意圖，包括以下步驟：
步驟1，獲取當前風機轉速和當前濾塵網背風側壓力值；
步驟2，根據當前風機轉速和當前濾塵網背風側壓力值獲取對應的濾塵網髒堵等級。
本實施例步驟1中，直接通過轉速傳感器採集當前風機轉速為960r/min，通過壓力傳感器採集濾塵網背風側壓力值為p0。在其他實施例中，為了保證濾塵網背風側壓力值的準確性，可以採用多次採集取均值的方法，具體為：保持當前風機轉速不變，對通過壓力傳感器連續採集到的濾塵網背風側的多個壓力值取均值得到所述濾塵網背風側壓力值。比如檢測時，首先獲取當前風機轉速960r/min，保持當前風機轉速為960r/min不變，連續檢測5次背風側壓力，取5次壓力數據的平均值得到濾塵網背風側壓力值為p0。在其他實施例中，還可以對通過壓力傳感器連續採集到的濾塵網背風側的多個壓力值去掉最大值和最小值後取均值得到所述濾塵網背風側壓力值，在此不進行詳細舉例。
本實施例步驟2中，通過查詢預先建立的濾塵網髒堵等級和不同風機轉速、濾塵網背風側壓力值的第一對應關係表，獲取當前濾塵網背風側壓力值在當前風機轉速下對應的濾塵網髒堵等級。進風端濾塵網背風側壓力不僅與濾塵網髒堵程度有關，而且與風機轉速有關，風機轉速越大、髒堵越嚴重，濾塵網背風側壓力越小，因此在評估濾塵網髒堵等級時，只有綜合考慮風機轉速和濾塵網背風側壓力，得到的濾塵網髒堵等級才會更加準確。本實施例中，第一對應關係表是在對空調進行數據測試的過程得到的，並在空調出廠前就已經固化在空調運行程序中以方便查詢使用。在數據測試過程中，建立所述第一對應關係表包括以下步驟：
S201，將風機可運行轉速範圍按照預設的轉速跨度劃分為m個轉速區間d1～dm；m由風機的可運行轉速範圍與轉速跨度決定，轉速跨度取值範圍為30～120為宜，取值太小所測壓力值沒有變化，取值太大會影響最後髒堵檢測結果的準確性。
S202，獲取空調第一次使用時，每個轉速區間中點處轉速值對應的濾塵網背風側壓力值，並將所述濾塵網背風側壓力值設為第一數值；
S203，經過預設時間後，比如經過一年且濾塵網一直未清洗時，再次獲取每個轉速區間中點處轉速值對應的濾塵網背風側壓力值，並將所述濾塵網背風側壓力值設為第二數值；所述第一數值和第二數值形成該轉速區間對應的濾塵網背風側壓力值範圍；
S204，將所述濾塵網背風側壓力值範圍按照預設的髒堵等級個數進行均分，獲取該轉速區間下，每個濾塵網髒堵等級對應的濾塵網背風側壓力值範圍。本實施例中，均分個數根據需要可任意選取，只需滿足每個髒堵等級中壓力值有一定跨度即可，比如本實施例中將所述濾塵網背風側壓力值範圍等分為4個小範圍，每個小範圍對應一個濾塵網髒堵等級，即將濾塵網髒堵等級分為4級。本實施例中，風機可運行轉速最小限制值為600r/min，最大限制值為1199r/min，轉速跨度取100r/min，則m為6，即形成d1～d6這6個轉速區間，每個轉速區間對應的濾塵網髒堵等級都分為4級，可形成如下表1所示的第一對應關係表：
表1不同風機轉速區間的第一對應關係表
本實施例中，當前風機轉速為960r/min，處於d4區間；若P42＜p0≤P43，則可以得到此時的濾塵網髒堵等級為z3級，然後可以根據濾塵網的髒堵等級對空調進行相應的控制。
在其他實施例中，也可以按照如上方法建立用於獲取室內機的髒堵等級的第二對應關係表，具體包括以下步驟：
將風機可運行轉速範圍按照預設的轉速跨度劃分為多個轉速區間；所述轉速跨度為30～120r/min；
獲取空調第一次使用時，每個轉速區間中點處轉速值對應的換熱器背風側壓力值，並將所述換熱器背風側壓力值設為第一數值；
經過預設時間後，再次獲取每個轉速區間中點處轉速值對應的換熱器背風側壓力值，並將所述換熱器背風側壓力值設為第二數值；所述第一數值和第二數值形成該轉速區間對應的換熱器背風側壓力值範圍；
將所述換熱器背風側壓力值範圍按照預設的髒堵等級個數進行均分，獲取該轉速區間下，每個室內機髒堵等級對應的換熱器背風側壓力值範圍。
然後通過查詢所述第二對應關係表，獲取當前換熱器背風側壓力值在當前風機轉速下對應的室內機髒堵等級。
通過本發明的髒堵檢測方法獲得了濾塵網的髒堵等級後，可以根據不同的濾塵網髒堵等級或室內機髒堵等級對空調採取不同的控制方式，比如本實施例中：
當濾塵網髒堵等級或者室內機髒堵等級為z1級時，通過顯示板顯示髒堵等級；
當濾塵網髒堵等級或者室內機髒堵等級為z2級時，通過顯示板顯示髒堵等級，同時開機時採用蜂鳴器鳴響提示或者智能語音提示；
當濾塵網髒堵等級或者室內機髒堵等級為z3級時，通過顯示板顯示髒堵等級，同時採用蜂鳴器在空調開機和/或運行時以短時多次鳴響的方式進行蜂鳴提示和/或進行智能語音提示，並驅動清潔裝置進行自動清潔；
當濾塵網髒堵等級或者室內機髒堵等級為z4級時，通過顯示板顯示髒堵等級，採用蜂鳴器在空調開機和/或運行時以短時多次鳴響的方式進行蜂鳴提示和/或進行智能語音提示，並控制空調停止運行；所述控制方式中，髒堵等級越高，濾塵網或者室內機髒堵越嚴重。
在其他實施例中，通過本發明的髒堵檢測方法獲得了濾塵網的髒堵等級後，還可以進行以下控制：經過預設時間後再次檢測所述濾塵網髒堵等級或者室內機髒堵等級，當濾塵網髒堵等級或者室內機髒堵等級沒有下降時，提升風機轉速，對風量進行自動補償。對風量進行自動步驟包括以下步驟：
S301，根據濾塵網的髒堵等級獲取對應的風機轉速補償量；
S302，根據風機轉速補償量獲取風機的目標轉速；
S303，根據風機的目標轉速控制風機運行。
所述S301中，通過查詢預先建立的濾塵網髒堵等級與風機轉速補償量的映射表，獲取當前髒堵等級對應的風機轉速補償量。或者預先建立風機轉速補償量計算公式，將當前髒堵等級代入對應風機轉速補償量計算公式，生成當前髒堵等級對應的風機轉速補償量。
如圖2所示，為與實施例1的方法對應的基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測系統的結構示意圖，包括第一獲取模塊和第二獲取模塊，所述第一獲取模塊用於獲取當前風機轉速和當前濾塵網背風側壓力值，或者用於獲取當前風機轉速和當前換熱器背風側壓力值；所述第二獲取模塊用於根據當前風機轉速和當前濾塵網背風側壓力值獲取對應的濾塵網髒堵等級，或者用於根據當前風機轉速和當前換熱器背風側壓力值獲取對應的室內機髒堵等級。
優選的，本實施例中還包括控制模塊，所述控制模塊用於根據不同的濾塵網髒堵等級或者不同的室內機髒堵等級對空調採取不同的控制方式；和/或用於經過預設時間後再次檢測所述濾塵網髒堵等級或者室內機髒堵等級，當濾塵網髒堵等級或者室內機髒堵等級沒有下降時，提升風機轉速，對風量進行自動補償。
優選的，本實施例中所述第一獲取模塊包括：轉速採集單元，用於採集當前風機轉速；設置在濾塵網和換熱器之間的第一壓力傳感器，用於連續採集濾塵網背風側的壓力值；或者設置在換熱器背風側的第二壓力傳感器，用於連續採集換熱器背風側的壓力值；計算單元，用於對連續採集到的濾塵網背風側的多個壓力值直接取均值或者去掉最大值、最小值後取均值得到所述濾塵網背風側壓力值或者對連續採集到的換熱器背風側的多個壓力值直接取均值或者去掉最大值、最小值後取均值得到所述換熱器背風側壓力值。
所述第二獲取模塊包括存儲單元，用於存儲預先建立的濾塵網髒堵等級和不同風機轉速、濾塵網背風側壓力值的第一對應關係表，或者用於存儲預先建立的室內機髒堵等級和不同風機轉速、換熱器背風側壓力值的第二對應關係表；查詢單元，用於查詢所述第一對應關係表，獲取當前濾塵網背風側壓力值在當前風機轉速下對應的濾塵網髒堵等級，或者用於查詢第二對應關係表，獲取當前換熱器背風側壓力值在當前風機轉速下對應的室內機髒堵等級。
本發明的髒堵檢測方法和檢測系統，在獲取濾塵網髒堵等級時綜合考慮風機轉速和濾塵網背風側壓力值，在獲取室內機髒堵等級時綜合考慮風機轉速和換熱器背風側壓力值，相較於風機功率檢測法與雙側壓差檢測法，不僅檢測結果準確，檢測方法簡單而且只需要使用一個壓力傳感器，檢測成本低廉。
如圖3所述，為實施例2基於單個壓力傳感器對濾塵網進行髒堵檢測的方法，包括以下步驟：
步驟1，將當前風機轉速調整為預設的目標風機轉速，並獲取目標風機轉速下的濾塵網背風側壓力值；
步驟2，根據所述濾塵網背風側壓力值獲取對應的濾塵網髒堵等級
本實施例步驟1中，首先將風機的當前風機轉速調整為目標風機轉速，比如960r/min，然後通過壓力傳感器採集濾塵網背風側壓力值為p0。在其他實施例中，為了保證濾塵網背風側壓力值的準確性，可以採用多次採集取均值的方法，具體為：保持目標風機轉速960r/min不變，對通過壓力傳感器連續採集到的濾塵網背風側的多個壓力值取均值得到所述濾塵網背風側壓力值。比如檢測時，保持當前風機轉速為960r/min不變，連續檢測5次背風側壓力，取5次壓力數據的平均值得到濾塵網背風側壓力值為p0。在其他實施例中，還可以對通過壓力傳感器連續採集到的濾塵網背風側的多個壓力值去掉最大值和最小值後取均值得到所述濾塵網背風側壓力值，在此不進行詳細舉例。
然後，通過查詢預先建立的目標風機轉速下濾塵網髒堵等級和濾塵網背風側壓力值的第三對應關係表，獲取所述濾塵網背風側壓力值p0對應的濾塵網髒堵等級。本實施例中，第三對應關係表是在對空調進行數據測試的過程得到的，並在空調出廠前就已經固化在空調運行程序中以方便查詢使用。同時，本實施例中通過將風機轉速固定為目標風機轉速，因此只需要在數據測試過程中得到目標風機轉速下，濾塵網背風側壓力值和濾塵網髒堵等級的對應關係即可，無需經過多次檢測獲取不同風機轉速值下濾塵網背風側壓力值和濾塵網髒堵等級的對應關係，因此建立第三對應關係表的過程更加簡單。另一方面，本發明不需要將風機可運行轉速劃分為多個轉速區間，通過每個轉速區間中點處轉速值對應的濾塵網背風側壓力值來簡單衡量每個轉速區間對應的濾塵網髒堵等級，因此獲得的檢測結果也會更加準確。本實施例在數據測試過程中，建立所述第三對應關係表包括以下步驟：
S201，獲取空調第一次使用時，目標風機轉速對應的濾塵網背風側壓力值，並將所述濾塵網背風側壓力值設為第一數值；
S202，經過預設時間後，再次獲取目標風機轉速對應的濾塵網背風側壓力值，並將所述濾塵網背風側壓力值設為第二數值；所述第一數值和第二數值形成目標風機轉速對應的濾塵網背風側壓力值範圍；
S203，將所述濾塵網背風側壓力值範圍按照預設的髒堵等級個數進行均分，獲取目標風機轉速下，每個濾塵網髒堵等級對應的濾塵網背風側壓力值範圍。本實施例中，均分個數根據需要可任意選取，只需滿足每個髒堵等級中壓力值範圍有一定跨度即可，比如本實施例中將所述濾塵網背風側壓力值範圍等分為4個小範圍，每個小範圍對應一個濾塵網髒堵等級，即將濾塵網髒堵等級分為4級。本實施例中，目標風機轉速為960r/min，檢測到濾塵網背風側壓力值為p0，對應的濾塵網髒堵等級都分為4級，可形成如下表1所示的第三對應關係表：
表2目標風機轉速下的第三對應關係表
本實施例步驟3中，濾塵網背風側壓力值p0介於P11-P12之間，可以得到濾塵網的髒堵等級為z2級，然後可以根據濾塵網的髒堵等級對空調進行相應的控制。
在其他實施例中，也可以按照如上方法建立用於獲取室內機的髒堵等級的第四對應關係表，具體包括以下步驟：
獲取空調第一次使用時，目標風機轉速對應的換熱器背風側壓力值，並將所述換熱器背風側壓力值設為第一數值；
經過預設時間後，再次獲取目標風機轉速對應的換熱器背風側壓力值，並將所述換熱器背風側壓力值設為第二數值；所述第一數值和第二數值形成目標風機轉速對應的換熱器背風側壓力值範圍；
將所述換熱器背風側壓力值範圍按照預設的髒堵等級個數進行均分，獲取目標風機轉速下，每個室內機髒堵等級對應的換熱器背風側壓力值範圍。
然後通過查詢所述第四對應關係表，獲取步驟1計算出的所述換熱器背風側壓力值對應的室內機髒堵等級。
在本發明的其他實施例中，也可以預先設定多個目標風機轉速，且第三對應關係表中包括每個目標風機轉速下，濾塵網背風側壓力值與濾塵網髒堵等級的對應關係，第四對應關係表中包括每個目標風機轉速下，換熱器背風側壓力值與室內機髒堵等級的對應關係，這樣在應用本發明的方法時，可以根據當前風機轉速選擇最接近的目標風機轉速，儘可能避免對當前風機轉速進行調整，不僅控制過程更加簡單，而且可以保證髒堵等級檢測結果的準確性。
通過本發明的髒堵檢測方法獲得了濾塵網的髒堵等級後，可以根據不同的濾塵網髒堵等級或換熱器髒堵等級對空調採取不同的控制方式，或者對風量進行自動補償，具體方法與可以參照實施例1中的方法，在此不進行詳細說明。
如圖4所示，為與實施例2的方法對應的基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測系統的結構示意圖，包括轉速調整模塊、第一獲取模塊和第二獲取模塊，所述轉速調整模塊用於將當前風機轉速調整為預設的目標風機轉速；所述第一獲取模塊用於獲取目標風機轉速下的濾塵網背風側壓力值或者換熱器背風側壓力值；所述第二獲取模塊用於根據所述濾塵網背風側壓力值獲取對應的濾塵網髒堵等級，或者根據所述換熱器背風側壓力值獲取對應的室內機髒堵等級。
優選的，本實施例中還包括控制模塊，所述控制模塊用於根據不同的濾塵網髒堵等級或者不同的室內機髒堵等級對空調採取不同的控制方式；和/或用於經過預設時間後再次檢測所述濾塵網髒堵等級或者室內機髒堵等級，當濾塵網髒堵等級或者室內機髒堵等級沒有下降時，提升風機轉速，對風量進行自動補償。
優選的，本實施例中所述第一獲取模塊包括：設置在濾塵網和換熱器之間的第一壓力傳感器，用於連續採集濾塵網背風側的壓力值；或者設置在換熱器背風側的第二壓力傳感器，用於連續採集換熱器背風側的壓力值；計算單元，用於對連續採集到的濾塵網背風側的多個壓力值直接取均值或者去掉最大值、最小值後取均值得到所述濾塵網背風側壓力值或者對連續採集到的換熱器背風側的多個壓力值直接取均值或者去掉最大值、最小值後取均值得到所述換熱器背風側壓力值。
所述第二獲取模塊包括存儲單元，用於存儲預先建立的目標風機轉速下濾塵網髒堵等級和濾塵網背風側壓力值的第三對應關係表，或者用於存儲預先建立的目標風機轉速下室內機髒堵等級和換熱器背風側壓力值的第四對應關係表；查詢單元，用於查詢所述第三對應關係表，獲取步驟1計算出的濾塵網背風側壓力值在目標風機轉速下對應的濾塵網髒堵等級，或者用於查詢第四對應關係表，獲取步驟1計算出的換熱器背風側壓力值在目標風機轉速下對應的室內機髒堵等級。
本發明的髒堵檢測方法和檢測系統，在獲取濾塵網髒堵等級時綜合考慮風機轉速和濾塵網背風側壓力值，在獲取室內機髒堵等級時綜合考慮風機轉速和換熱器背風側壓力值，相較於風機功率檢測法與雙側壓差檢測法，不僅檢測結果準確，檢測方法簡單而且只需要使用一個壓力傳感器，檢測成本低廉。
如圖5所示，為本實施例3一種空調的結構示意圖，包括以上所述的基於單個壓力傳感器的空調髒堵檢測系統。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。