一種空調風扇聯動系統及控制方法

2023-12-04 09:46:56 2

專利名稱：一種空調風扇聯動系統及控制方法
技術領域：
本發明屬於風扇及空調器領域，特別涉及一種空調風扇聯動系統及控制方法。
背景技術：
目前，很多地區晝夜溫差大，加上氣溫變 化快，經常有室內外溫差比較大的天氣現象出現。比如夏季，在室內空氣溫度為32度或者30度時，消費者夜間開空調器製冷，設置室內目標溫度26度，此時空調器製冷運行。然而，由於氣溫的變化，很多情況，此時室外的氣溫已低於26度，比如，此時室外氣溫為24度。也就是說，此時完全沒有必要開啟空調器製冷，僅通過通風換氣，利用室內外溫差，充分引進室外的新風，就完全可達到室內降溫目的，不僅可以有效地節約能耗，而且換氣降溫帶來的舒適性和空氣新鮮度也遠高於在室內密閉環境下開空調器製冷的效果。同理，在冬季，也經常在室內氣溫很低的情況下，消費者開啟空調器制熱，實際在很多情況下，此時室外豔陽高照，室外的氣溫比室內要高几度，因而，此時完全可通過引進室外新風來升高室內溫度，以達到節能環保，提高舒適性目的。或者，常規的風扇系統，不具備設置定時段運行功能，經常是人走後也不停機連續運行，實際上，此時，室內外的溫差和空氣的新鮮度都沒有問題，造成電力白白浪費。很多情況下，普通消費者需要一種體積小，重量輕，同時也經濟實惠的換氣系統，能夠自動利用室內外的溫差運行以提升室內的舒適度，也具有設置定時段運行功能，用於保證室內空氣的新鮮度的節能型換氣系統。比如，消費者設置風扇系統在夜間每隔2小時運行15分鐘左右，用以將室內的空氣換一遍，以解決室內空氣的新鮮度問題。

發明內容
為克服上述現有技術的不足，本發明提出一種空調風扇聯動系統及控制方法，充分利用了室外冷熱源，該空調風扇聯動系統具有室內外空氣溫度檢測功能，能夠適時動態檢測室內外溫溼度，並根據檢測結果和用戶設定的目標參數差而自動運行。本發明的空調風扇系統能有效保證室內空氣的溫度、新鮮度和舒適性，具有環保節能，經濟實用等優點。為實現上述目的，本發明的技術方案為
一種空調風扇聯動系統，包括風扇、空調器；所述空調器上設有室外溫度傳感器、室內溫度傳感器和空調控制器，風扇上設有風扇控制器；室外溫度傳感器的信號輸出端與空調控制器的信號輸入端連接，室內溫度傳感器的信號輸出端與空調控制器的信號輸入端連接，空調控制器與風扇控制器連接。室外溫度傳感器安裝在空調器的室外機上。室內溫度傳感器安裝在空調器的室內機上。風扇控制器上設有定時啟閉裝置，所述空調控制器的信號輸出端與風扇控制器上的定時啟閉裝置的信號輸入端連接。一種應用於空調風扇聯動系統的控制方法，包括以下步驟1)室外溫度傳感器採集室外溫度Tw，室內溫度傳感器採集室內溫度Tn，並將室外溫度Tw和室內溫度Tn發送至空調控制器，空調控制器設定室內目標溫度Tg ；
2)空調控制器根據室外溫度Tw、室內溫度Tn和室內目標溫度Tg發送控制至位於風扇上的風扇控制器，控制風扇的運行或停止。所述步驟2)中，空調器的空調控制器還設定有風扇的最長連續運行時間Smax、最短連續運行時間Smin。所述空調器的空調控制器通過風扇控制器控制風扇的運行包括以下情況
11)當空調器的空調控制器根據室外溫度傳感器、室內溫度傳感器的輸入信號判斷室外溫度Tw ^目標溫度Tg>室內溫度Tn時，空調控制器控制空調器聯動啟動風扇運行，直到室內溫度Tn彡目標溫度Tg,且風扇連續運行時間S彡Smin ;或風扇連續運行時間S彡Smax時，空調器控制風扇停止運行；風扇停止運行後，若室內溫度Tn仍低於目標溫度Tg，空調控 制器控制空調器再啟動制熱模式運行，直到室內溫度Tg等於目標溫度Tg ；
12)當空調器的空調控制器根據室外溫度傳感器、室內溫度傳感器的輸入信號判斷目標溫度Tg >室外溫度Tw>室內溫度Tn時，空調控制器控制空調器聯動啟動風扇運行，直到室內溫度Tn等於室外溫度Tw，且風扇連續運行時間彡Smin ;或風扇連續運行時間S彡Smax時，空調器控制風扇停止運行。空調控制器控制空調器再啟動制熱模式運行，直到室內溫度Tn等於目標溫度Tg;
13)當空調器的空調控制器根據室外溫度傳感器、室內溫度傳感器的輸入信號判斷室外溫度Tw〈目標溫度Tg〈室內溫度Tn時，空調控制器控制空調器不運行，由空調器啟動風扇運行，直到室內溫度Tn (目標溫度Tg，且風扇連續運行時間S彡Smin ;或風扇連續運行時間S彡Smax時，空調器控制風扇停止運行；風扇停止運行後，若室內溫度Tn仍高於目標溫度Tg，空調控制器控制空調器(2)再啟動製冷模式運行，直到室內溫度Tn等於目標溫度Tg ；
14)當空調器的空調控制器根據室外溫度傳感器、室內溫度傳感器的輸入信號判斷目標溫度Tg <室外溫度Tw〈室內溫度Tn時，空調控制器控制空調器聯動啟動風扇運行，直到室內溫度Tn等於室外溫度Tw，且風扇連續運行時間S彡Smin ;或風扇連續運行時間S ^ Smax時，空調器控制風扇停止運行。空調控制器控制空調器再啟動製冷模式運行，直到室內溫度Tn等於目標溫度Tg。所述空調控制器通過風扇控制器所設的定時啟閉裝置控制風扇的定時運行。本發明的空調風扇聯動系統，該空調風扇聯動系統中的風扇用於將室內的空氣往室外輸送；或者將室外的空氣往室內輸送；該風扇既可固定安裝在牆壁、門窗上使用，也可單獨移動使用。本發明的有益效果具有室內外空氣溫度檢測功能，能夠實時動態檢測室內外溫度，並根據檢測結果由空調器啟動風扇運行或停止。本發明的空調器風扇系統能夠根據消費者的需要設置室內溫度，並設置風扇的運行時間以及風扇的定時段運行功能。本發明的空調風扇系統能有效保證室內空氣的溫度、新鮮度和舒適性，具有環保節能，經濟實用等優點。


圖I為本發明的空調風扇聯動系統的結構不意 圖2為本發明的空調風扇聯動系統的安裝示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。如圖I所示，一種空調風扇聯動系統，包括風扇I、空調器2 ;空調器2上設有室外溫度傳感器3、室內溫度傳感器4和空調控制器51，風扇I上設有風扇控制器52，風扇控制器52上設有定時啟閉裝置6 ;室外溫度傳感器3的信號輸出端與空調控制器51的信號輸入端連接，室內溫度傳感器4的信號輸出端與空調控制器51的信號輸入端連接，空調控制器51與風扇控制器52連接，空調控制器51的信號輸出端與風扇控制器52上的定時啟閉裝置6的信號輸入端連接。 一種應用於空調風扇聯動系統的控制方法，包括以下步驟
1)室外溫度傳感器3採集室外溫度Tw，室內溫度傳感器4採集室內溫度Tn，並將室外溫度Tw和室內溫度Tn發送至空調控制器51，空調控制器51設定室內目標溫度Tg ；
2)空調控制器51根據室外溫度Tw、室內溫度Tn和室內目標溫度Tg發送控制至位於風扇I上的風扇控制器52，控制風扇I的運行或停止；空調器2的空調控制器51還設定有風扇I的最長連續運行時間Smax、最短連續運行時間Smin。如圖2所示，風扇I與空調器2分開，風扇I安裝在牆壁18上的開設通風孔19處，以形成氣流通道。風扇控制器52設置在風扇I上，風扇控制器52設有定時啟閉裝置6，室外溫度傳感器3安裝在空調器室外機上，用於動態檢測室外空氣的溫度Tw ;空調控制器51及室內溫度傳感器4安裝在空調器室內機上，室內溫度傳感器4用於動態檢測室內空氣溫度Τη。該空調風扇聯動系統中的風扇I將室內側的空氣往室外側輸送；或者將室外側的空氣往室內側輸送。該系統安裝在牆壁、門窗上使用，該系統可以單獨移動使用。風扇控制器52與空調控制器51可以通過引線連接控制，也可以通過無線紅外系統實現風扇I與空調器2之間的無線通訊，以有效傳遞控制信號。空調控制器51與空調器2之間可通過無線紅外系統通訊，也可以通過導線連接通訊。用空調控制器51進行室內目標溫度Tg的設置時，根據個人需要，夏天一般設置Tg為22-28度，冬天一般設置Tg為16-28度，春秋季節一般設置Tg為15-25度。以上設置的理想目標溫度Tg通過風扇I換氣並不一定能達到，其目的主要是設置一個用戶需求的理想溫度，讓空調器2通過檢測和對比室內外的溫度差，以及該溫度差與用戶需求的目標溫度Tg之間的相對關係，從而有效利用室外的冷/熱源，通過換氣的方式提高/降低室內溫度，讓室內溫度接近或達到用戶需求的目標溫度Tg，達到節能降耗，提高室內新風量和舒適性目的。以全年平均來說，大約有40-50%的時間段可以通過換新風來提高/降低室內溫度，讓室內溫度達到或接近舒適目標溫度。用空調控制器51設置風扇I的最短連續運行時間Smin，主要是為了充分換氣，以減少室內的有害氣體含量，保證足夠的新風量，同時也是為了防止風扇I短時間內頻繁啟動和停止。設置最短連續運行時間Smin參數時，一是要參考風扇系統的排風量Q(單位m3/h，立方米/小時)，二是要參考室內人數，按照30m3/h/人的新風量標準大致計算最短連續運行時間Smin。比如，若風扇系統的排風量Q為300m3/h，室內有3人，則最短連續運行時間Smin可設置為(3(T3)/300=0. 3小時，S卩18分鐘。又比如，若風扇I的排風量Q為500m3/h，室內有4人，則最短連續運行時間Smin可設置為:(30^4)/500=0. 24小時，約15分鐘。為保證低噪音，家庭使用場合的風扇系統風量Q —般小於600m3/h。為了防止系統頻繁啟動和停止，建議家庭使用場合的最短連續運行時間Smin —般設置為5-60分鐘範圍。用空調控制器51設置風扇I的最長連續運行時間Smax，主要是為了防止風扇I過長時間不停機連續運行。設置最長連續運行時間Smax參數時，一是要參考風扇I的風量Q，二是要參考使用風扇I的房間體積，一般考慮單次最長連續運行時間用於將室內空氣更換不超過2-3次。如，若風扇I的排風量Q為300m3/h，室內體積60m3，則將室內空氣全部更換一次需要時間為60/300=0. 2小時，則風扇I的最長連續運行時間Smax可設置為O. 4-0. 6小時，即2Γ36分鐘。視風扇I的風量大小，建議家庭使用場合的最長連續運行時間Smax —般設置為O. 5-2小時。當然，一定要保證設置的風扇I的最長連續運行時間Smax大於最短連續運行時間，也可以考慮設置Smax為2-5倍Smin.
通過空調器2還能設置風扇I的定時啟動、定時關機功能，即空調器2具有設置風扇 I的定時段運行功能。當室內外的溫度差不能達到換氣要求時，此時可通過設置的定時段運行功能讓系統強制換氣，既可以保證室內空氣的清新度，也能有效節約用電。比如，可以設置風扇I在夜間I點-1:30分、夜間4:00-4:30分換氣，或者設置風扇I每2個小時換氣20分鐘等，以保證房間內空氣清新，或者還可以設置每天早上5:00-5:30運行，以保證引入室內的空氣清新。空調器2的空調控制器51通過風扇控制器52控制風扇I的運行包括以下情況
11)當空調器2的空調控制器51根據室外溫度傳感器3、室內溫度傳感器4的輸入信
號判斷室外溫度Tw >目標溫度Tg>室內溫度Tn時，空調控制器51控制空調器2聯動啟動風扇I運行，直到室內溫度Tn彡目標溫度Tg，且風扇I連續運行時間S彡Smin ;或風扇I連續運行時間S彡Smax時，空調器2控制風扇I停止運行；風扇I停止運行後，若室內溫度Tn仍低於目標溫度Tg，空調控制器51控制空調器2再啟動制熱模式運行，直到室內溫度Tg等於目標溫度Tg;
當室外溫度Tw為25度，室內溫度Tn為為15度，目標溫度Tg為22度時，設置的風扇I的最短連續運行時間Smin為30分鐘。設置的風扇I的最長連續運行時間Smax為I小時，空調器2啟動風扇I運行換氣。直到室內溫度Tn不小於22度，且運行時間不小於30分鐘，風扇I停止運行。當風扇I運行30分鐘後，室內溫度Tn已經達到22度或者23度，此時，空調器2不需要繼續運行制熱模式。當風扇I聯繫運行已經超過設置的最長I小時後，室內溫度Tn仍只有19度，低於目標溫度22度，此時，空調器2控制風扇I停止運行，空調器2自身啟動運行制熱模式，直到室內溫度Tn達到22度為止，空調器2再自身停止運行。12)當空調器2的空調控制器51根據室外溫度傳感器3、室內溫度傳感器4的輸入信號判斷目標溫度Tg >室外溫度Tw>室內溫度Tn時，空調控制器51控制空調器2聯動啟動風扇I運行，直到室內溫度Tn等於室外溫度Tw，且風扇I連續運行時間> Smin ;或風扇I連續運行時間S彡Smax時，空調器2控制風扇I停止運行，空調控制器51控制空調器2再啟動制熱模式運行，直到室內溫度Tn等於目標溫度Tg。當室外溫度Tw為20度，室內溫度Tn為15度，目標溫度Tg為22度時。設置的風扇I的最短連續運行時間Smin為20分鐘,風扇I的最長連續運行時間Smax為I小時,空調器2啟動風扇I運行，直到室內溫度Tn達到20度，且運行時間不小於20分鐘時，風扇I停止；或者雖然室內溫度Tn還沒有達到20度，但已連續運行超過了 I小時，風扇I也停止運行。當風扇I連續運行20分鐘後，室內溫度Tn達到20度，風扇I停止運行；或者，風扇I連續運行超過I小時，室內溫度Tn仍只有19度，低於室外溫度Tw，風扇I也停止運行。此後，空調器2再啟動制熱模式，直到室內溫度Tn等於目標溫度22度。13)當空調器2的空調控制器51根據室外溫度傳感器3、室內溫度傳感器4的輸入信號判斷室外溫度Tw〈目標溫度Tg〈室內溫度Tn時，空調控制器51控制空調器2不運行，由空調器2啟動風扇I運行，直到室內溫度Tn <目標溫度Tg，且風扇連續運行時間S彡Smin ;或風扇連續運行時間S彡Smax時，空調器2控制風扇I停止運行；風扇I停止運行後，若室內溫度Tn仍高於目標溫度Tg，空調控制器51控制空調器2再啟動製冷模式運行，直到室內溫度Tn等於目標溫度Tg。當室外溫度Tw為24度，室內溫度Tn為30度，目標溫度Tg為26度時。設置的風扇I的最短連續運行時間Smin為20分鐘,風扇I的最長連續運行時間Smax為I小時,空調 器2啟動風扇I運行。直到室內溫度Tn達到26度，且運行時間不小於20分鐘時，風扇I停止；或者雖然室內溫度Tn還沒有達到26度，但已連續運行超過了最長連續運行時間Smax，即連續運行超過了 I小時，風扇I也停止運行。當風扇I連續運行20分鐘後，室內溫度Tn為26度，風扇I停止運行；或者，風扇I連續運行超過I小時，室內溫度Tn仍有28度，高於室外溫度Tw24度，風扇I也停止運行。此後，空調器2再啟動製冷模式，直到室內溫度Tn等於目標溫度26度。14)當空調器2的空調控制器51根據室外溫度傳感器3、室內溫度傳感器4的輸入信號判斷目標溫度Tg <室外溫度Tw〈室內溫度Tn時，空調控制器51控制空調器2聯動啟動風扇I運行，直到室內溫度Tn等於室外溫度Tw，且風扇I連續運行時間S彡Smin ;或風扇I連續運行時間S ^ Smax時，空調器2控制風扇I停止運行，空調控制器51控制空調器2再啟動製冷模式運行，直到室內溫度Tn等於目標溫度Tg。im,當室外溫度Tw為25度，室內溫度Tn為30度，目標溫度Tg為22度時。設置的風扇I的最短連續運行時間Smin為20分鐘,風扇I的最長連續運行時間Smax為I小時，空調器2啟動風扇I運行。直到室內溫度Tn達到25度，且運行時間不小於20分鐘時，風扇I停止；或者雖然室內溫度Tn還沒有達到25度，但已連續運行超過了最長連續運行時間Smax，即連續運行超過了 I小時，風扇I也停止運行。比如，風扇I連續運行20分鐘後，室內溫度Tn為25度，風扇I停止運行；或者，風扇I連續運行超過I小時，室內溫度Tn仍有27度，仍高於室外溫度Tw，風扇I也停止運行。此後，空調器2再啟動製冷模式，直到室內溫度Tn等於目標溫度22度。本發明的空調風扇聯動系統，風扇I用於將室內側的空氣往室外側輸送；或者將室外側的空氣往室內側輸送。風扇I和空調器2安裝在牆壁、門窗上使用，或單獨移動使用。將本發明的空調風扇聯動系統安裝在窗戶上使用，一個月的實驗結果表明，若僅利用風扇I的定時段換氣功能，在保證室內空氣新鮮度的前提下，比傳統風扇每天24小時運行節電75%以上。將發明的風扇I與空調器2聯動使用，可以充分利用室外冷熱源，一個月的平均耗電量節省25%以上。本發明是一種節能環保，經濟實用的空調風扇聯動系統。
權利要求
1.一種空調風扇聯動系統，其特徵在於包括風扇(I)、空調器(2);所述空調器(2)上設有室外溫度傳感器(3)、室內溫度傳感器(4)和空調控制器(51)，所述風扇(I)上設有風扇控制器(52);所述室外溫度傳感器(3)的信號輸出端與空調控制器(51)的信號輸入端連接，室內溫度傳感器(4)的信號輸出端與空調控制器(51)的信號輸入端連接，空調控制器(51)與風扇控制器(52)連接。
2.根據權利要求I所述空調風扇聯動系統，其特徵在於所述室外溫度傳感器(3)安裝在空調器(2)的室外機上。
3.根據權利要求I所述空調風扇聯動系統，其特徵在於所述室內溫度傳感器(4)安裝在空調器(2)的室內機上。
4.根據權利要求I所述空調風扇聯動系統，其特徵在於所述風扇控制器(52)上設有定時啟閉裝置(6)，所述空調控制器(51)的信號輸出端與風扇控制器(52)上的定時啟閉裝置(6)的信號輸入端連接。
5.一種應用於權利要求I至4所述空調風扇聯動系統的控制方法，其特徵在於包括以下步驟 1)室外溫度傳感器(3)採集室外溫度Tw，室內溫度傳感器(4)採集室內溫度Tn，並將室外溫度Tw和室內溫度Tn發送至空調控制器(51)，空調控制器(51)設定室內目標溫度Tg ； 2)空調控制器(51)根據室外溫度Tw、室內溫度Tn和室內目標溫度Tg發送控制至位於風扇(I)上的風扇控制器(52)，控制風扇(I)的運行或停止。
6.根據權利要求5所述空調風扇聯動系統的控制方法，其特徵在於所述步驟2)中，空調器(2)的空調控制器(51)還設定有風扇(I)的最長連續運行時間Smax、最短連續運行時間 Smin。
7.根據權利要求6所述空調風扇聯動系統的控制方法，其特徵在於所述空調器(2)的空調控制器(51)通過風扇控制器(52 )控制風扇(I)的運行包括以下情況 11)當空調器(2)的空調控制器(51)根據室外溫度傳感器(3)、室內溫度傳感器(4)的輸入信號判斷室外溫度Tw ^目標溫度Tg>室內溫度Tn時，空調控制器(51)控制空調器(2)聯動啟動風扇(I)運行，直到室內溫度Tn≥目標溫度Tg，且風扇(I)連續運行時間S≥Smin ;或風扇(I)連續運行時間S≥Smax時，空調器(2)控制風扇(I)停止運行；風扇(1)停止運行後，若室內溫度Tn仍低於目標溫度Tg，空調控制器(51)控制空調器(2)再啟動制熱模式運行，直到室內溫度Tg等於目標溫度Tg ； 12)當空調器(2)的空調控制器(51)根據室外溫度傳感器(3)、室內溫度傳感器(4)的輸入信號判斷目標溫度Tg≥室外溫度Tw>室內溫度Tn時，空調控制器(51)控制空調器(2)聯動啟動風扇(I)運行，直到室內溫度Tn等於室外溫度Tw，且風扇(I)連續運行時間≥Smin ;或風扇(I)連續運行時間≥Smax時，空調器(2)控制風扇(I)停止運行，空調控制器(51)控制空調器(2 )再啟動制熱模式運行，直到室內溫度Tn等於目標溫度Tg ； 13)當空調器(2)的空調控制器(51)根據室外溫度傳感器(3)、室內溫度傳感器(4)的輸入信號判斷室外溫度Tw〈目標溫度Tg〈室內溫度Tn時，空調控制器(51)控制空調器(2)不運行，由空調器(2)啟動風扇(I)運行，直到室內溫度Tn <目標溫度Tg，且風扇連續運行時間S≥Smin ;或風扇連續運行時間S≥Smax時，空調器(2)控制風扇(I)停止運行；風扇(I)停止運行後，若室內溫度Tn仍高於目標溫度Tg，空調控制器(51)控制空調器(2 )再啟動製冷模式運行，直到室內溫度Tn等於目標溫度Tg ； 14)當空調器(2)的空調控制器(51)根據室外溫度傳感器(3)、室內溫度傳感器(4)的輸入信號判斷目標溫度Tg <室外溫度Tw〈室內溫度Tn時，空調控制器(51)控制空調器(2)聯動啟動風扇(I)運行，直到室內溫度Tn等於室外溫度Tw，且風扇(I)連續運行時間S彡Smin ;或風扇(I)連續運行時間S彡Smax時，空調器(2)控制風扇(I)停止運行，空調控制器(51)控制空調器(2)再啟動製冷模式運行，直到室內溫度Tn等於目標溫度Tg。
8.根據權利要求6所述空調風扇聯動系統的控制方法，其特徵在於所述空調控制器(51)通過風扇控制器(52)所設的定時啟閉裝置(6)控制風扇(I)的定時運行。
全文摘要
本發明公開一種空調風扇聯動系統及控制方法，空調風扇聯動系統包括風扇、空調器；空調器上設有室外溫度傳感器、室內溫度傳感器和空調控制器，風扇上設有風扇控制器；室外溫度傳感器、室內溫度傳感器信號輸出端與空調控制器的信號輸入端連接，空調控制器與風扇控制器連接。其中風扇和空調器單獨分開安裝，風扇的啟動和停止由空調器控制，空調器能夠動態檢測室內溫度，室外溫度，並根據室內外溫度差以及設置的室內目標溫度而啟動或停止風扇的運行；空調器還能夠設置並控制風扇定時段換氣，定時啟動和停止等功能，能夠充分利用室外的冷熱源，降低或升高室內溫度，能提高室內空氣的新鮮度和舒適度，具有節能環保，經濟實用的優點。
文檔編號G05B19/04GK102789177SQ20121024872
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者呂豔紅, 遊斌 申請人:廣東美的電器股份有限公司