一种空调器及其控制方法与流程

1.本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空调器及其控制方法。


背景技术：

2.当前的某些商用空调产品(如机房空调产品)在使用期间，由于结构的设置，在工作时，空气在风机的带动下，从机组的进风口侧进入机组内，通过蒸发器进行热交换，在热交换过程中空气遇冷产生凝结水汇集在接水盘上，然后从出风口侧吹出。但是，在工作要求静压很高的情况下，热交换空气在从出风口吹出前在风管机内部形成很大的负压且流动性很强，而由于接水盘的排水嘴内径较小，机组内的负压对冷凝水产生吸附作用，在吸附力足够强大且持续存在的情况下，冷凝水则无法顺畅的从接水盘的排水嘴排除。
3.与此同时由于机组持续运行，进风口风速逐渐提升，将导致接水盘内积存的未排出的冷凝水飞溅到机组外侧底盘上，导致机组漏水。
4.由于现有技术中的空调在使用期间由于形成负压状态，无法顺利排出接水盘中冷凝水；积存的水会被高速气流带出造成机组漏水；长期还会形成水垢造成脏堵等技术问题，因此本发明研究设计出一种空调器及其控制方法。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空调存在在使用期间由于形成负压状态，无法顺利排出接水盘中冷凝水的缺陷，从而提供一种空调器及其控制方法。
6.本发明提供一种空调器，其包括：
7.进风口、接水盘、水泵、液位传感器、速度传感器和控制模块，所述水泵设置于所述接水盘内以能够排出所述接水盘中的冷凝水，所述液位传感器能够检测所述接水盘中的冷凝水的高度，所述速度传感器能够检测所述进风口处的气流速度，所述控制模块能够根据所述接水盘中的冷凝水的液位高度和所述进风口处的气流速度来控制所述水泵开启或关闭。
8.在一些实施方式中，还包括数据处理模块，所述速度传感器、所述控制模块和所述数据处理模块组成集成模块，所述数据处理模块能够接收所述速度传感器检测的速度值和所述液位传感器检测的液位高度值，所述数据处理模块能将处理后的数据输送至所述控制模块，所述控制模块能产生控制信号。
9.在一些实施方式中，还包括横梁结构，所述横梁结构与所述进风口连接设置，所述集成模块设置在所述横梁结构上。
10.在一些实施方式中，所述水泵为直流水泵，所述水泵设置于所述接水盘的底部；和/或，所述接水盘的底部还连通设置有排水管，所述排水管的一端连通设置于所述接水盘的内部底部、另一端连通至所述接水盘的外部。
11.在一些实施方式中，所述进风口位于所述接水盘的上方，所述进风口为两个，其中一个所述进风口位于所述接水盘的一侧、另一个所述进风口位于所述接水盘的另一侧。
12.在一些实施方式中，所述接水盘的底部内侧表面和内周侧表面均涂覆有疏水涂层涂料。
13.在一些实施方式中，所述疏水涂层涂料为纳米疏水涂层涂料。
14.本发明还提供一种如前任一项所述的空调器的控制方法，其包括：检测步骤：检测所述接水盘中的冷凝水的高度h0，同时检测所述进风口处的气流速度v；
15.判断步骤，判断h0与第一预设高度h1、第二预设高度h2和第三预设高度h3之间的关系，并判断v与第一预设速度v1、第二预设速度v2和第三预设速度v3之间的关系，其中h1＜h2＜h3，v1＜v2＜v3；
16.控制步骤，根据h0与h1、h2和h3之间的关系以及v与v1、v2和v3之间的关系控制所述水泵开启或关闭。
17.在一些实施方式中，当h2≤h0＜h3或v＝v3时，控制所述水泵启动；
18.当h1≤h0＜h2且v＝v2时，控制所述水泵启动；
19.当h1≤h0＜h2且v＝v1时，控制所述水泵不启动；
20.当0≤h0＜h1时，控制所述水泵不启动。
21.在一些实施方式中，所述接水盘的总深度h＝h3，并且h1＝h/3，h2＝2h/3。
22.在一些实施方式中，0m/s≤v1＜4m/s，为低速范围；
23.4m/s＜v2＜7m/s，为中速范围；
24.v3≥7m/s，为高速范围。
25.本发明提供的一种空调器及其控制方法具有如下有益效果：
26.1.本发明通过在接水盘上增加液位检测装置，使得接水盘中的冷凝水位的相关信息具有即时性，利于调节水位，通过设置速度传感器，能够实现气体流速的监测，以进风口、接水盘附近气体流速为判断依据之一来调控，在接水盘底部设置的水泵，以及控制模块，能够根据所述接水盘中的冷凝水的液位高度和所述进风口处的气流速度来控制所述水泵开启或关闭，根据气流流速与水位的情况，来共同调控直流水泵，在不同情况下来调控水位，实现冷凝水的合理有效排出，防止负压状态或水位过高时冷凝水被负压吸至空调内部的其他位置而导致无法有效地将冷凝水从排水口及时排出的情况，解决负压状态下无法顺利排出接水盘中冷凝水的问题，也有效解决积存的水会被高速气流带出造成机组漏水的问题；
27.2.本发明通过智能调控直流水泵的运行可以灵活控制接水盘中冷凝水的水量，避免持续运行，可及时排出冷凝水，可节省能源，提高用电效率；通过速度传感器监测风机进风口处气体流速，联通机组总控制系统，实时反馈机组运行状态，避免出现机组漏水的现象(例如飞溅到空调其他部件如底盘上)，提高调控的及时性、时效性；本发明可保证接水盘现有高度不变，机组外形尺寸不变；风机转速、风量不变，保证机组现有性能不受影响。
28.3.本发明还通过涂覆纳米涂层材料，能够增加冷凝水的流动性，使得水能够及时被水泵抽出，从而有效避免底部产生腐蚀或水垢造成脏堵现象，解决了接水盘长期被冷凝水侵蚀而形成的水垢造成脏堵的问题。
附图说明
29.图1是本发明的空调器的接水盘部分的外部结构图；
30.图2是本发明的空调器的接水盘部分的内部结构图；
31.图3是本发明的空调器的集成模块的俯视剖面图；
32.图4是本发明的空调器的控制方法的控制逻辑图。
33.图中附图标记表示为：
34.1、进风口；2、接水盘；3、水泵；4、液位传感器；5、速度传感器；6、控制模块；7、数据处理模块；8、集成模块；9、横梁结构；10、排水管；11、疏水涂层涂料。
具体实施方式
35.如图1-3所示，本发明提供一种空调器，其包括：
36.进风口1、接水盘2、水泵3、液位传感器4、速度传感器5和控制模块6，所述水泵3设置于所述接水盘2内以能够排出所述接水盘2中的冷凝水，所述液位传感器4能够检测所述接水盘2中的冷凝水的高度，所述速度传感器5能够检测所述进风口1处的气流速度，所述控制模块6能够根据所述接水盘2中的冷凝水的液位高度和所述进风口1处的气流速度来控制所述水泵3开启或关闭。
37.本发明通过在接水盘上增加液位检测装置，使得接水盘中的冷凝水位的相关信息具有即时性，利于调节水位，通过设置速度传感器，能够实现气体流速的监测，以进风口、接水盘附近气体流速为判断依据之一来调控，在接水盘底部设置的水泵，以及控制模块，能够根据所述接水盘中的冷凝水的液位高度和所述进风口处的气流速度来控制所述水泵开启或关闭，根据气流流速与水位的情况，来共同调控直流水泵，在不同情况下来调控水位，实现冷凝水的合理有效排出，防止负压状态或水位过高时冷凝水被负压吸至空调内部的其他位置而导致无法有效地将冷凝水从排水口及时排出的情况，解决负压状态下无法顺利排出接水盘中冷凝水的问题，也有效解决积存的水会被高速气流带出造成机组漏水的问题。
38.由于机组进风口的气体流速会影响靠近进风口的接水盘附近的负压大小，进而影响接水盘排水的效果，同时也会影响空调接水盘中冷凝水的状态。因为液体会由于附近气体的流速不同，其状态也不同，可能呈现为：层流、波浪流、扩散流等等状态。通过采集模块采集机组的运行状态,在预处理模块和计算模块(集成在数据处理模块中)中基于采集的数据进行预处理后，判断机组内是否为负压状态，该参数是基于机组的使用状态以及进风口1处流过集成模块8的气流速度通过公式判断得出的，输入集成模块8中的数据需要包括气流流速v，以及机组运行情况，带入伯努利公式进行判断；同时液位传感器4进行实时监测接水盘内的冷凝水位高度信息，与气体流速的变化信息共同作用，实现直流水泵(水泵3)的精确控制，从而对接水盘内冷凝水量进行精确调控。
39.在一些实施方式中，还包括数据处理模块7，所述速度传感器5、所述控制模块6和所述数据处理模块7组成集成模块8，所述数据处理模块7能够接收所述速度传感器5检测的速度值和所述液位传感器4检测的液位高度值，所述数据处理模块7能将处理后的数据输送至所述控制模块6，所述控制模块6能产生控制信号。这是本发明的空调器的进一步优选结构形式，通过数据处理模块能够处理液位传感器检测的液位高度值，以及处理速度传感器检测的气流速度值，集成模块能够使得上述3个模块集成到一个模块上，使得体积更为紧凑。
40.本发明在设备运行中，导致接水盘附近处在负压状态下，通过检测气流流速与接水盘冷凝水水位，进行共同调控的冷凝水量的方案，如图1所示，靠近进风口1附近设有一个
集成模块8。该模块中包含数据处理模块7(cpu)、控制模块6，气体流速传感器模块(速度传感器5)。
41.图2为该接水盘整体的俯视图。
42.图3是集成模块8的俯视剖面图。如图所示，该集成模块8是有一个外壳,外壳内部嵌有数据处理模块7(cpu)、控制模块6、气体流速传感器(速度传感器5)。集成模块8的外侧设置有电路连接机组的主控制系统，与集成模块8中的数据处理模块(cpu)连接。其中各模块由机组主电源供电。纳米涂层材料涂在接水盘内壁底部及四周。直流水泵设置在接水盘内壁底部的位置。
43.在一些实施方式中，还包括横梁结构9，所述横梁结构9与所述进风口1连接设置，所述集成模块8设置在所述横梁结构9上。本发明通过设置的横梁结构能够对进风口进行支撑，并且集成模块设置在横梁结构上能够使得速度传感器在进风口的位置能够精确检测进风气流的速度。
44.在一些实施方式中，所述水泵3为直流水泵，所述水泵3设置于所述接水盘2的底部；和/或，所述接水盘2的底部还连通设置有排水管10，所述排水管10的一端连通设置于所述接水盘2的内部底部、另一端连通至所述接水盘2的外部。这是本发明的水泵的优选结构形式，通过智能调控直流水泵的运行可以灵活控制接水盘中冷凝水的水量，避免持续运行，可及时排出冷凝水，可节省能源，提高用电效率。
45.在一些实施方式中，所述进风口1位于所述接水盘2的上方，所述进风口1为两个，其中一个所述进风口1位于所述接水盘2的一侧、另一个所述进风口1位于所述接水盘2的另一侧。这是本发明的进风口、接水盘之间的优选布置形式，即形成两侧进风，接水盘位于中间，进一步优选位于蒸发器的底部能够承接蒸发器上滴落的冷凝水。
46.在一些实施方式中，所述接水盘2的底部内侧表面和内周侧表面均涂覆有疏水涂层涂料11。本发明在接水盘的底部以及四周使用纳米涂层材料涂覆，增加冷凝水的流动性，使得水能及时被水泵抽出，避免底部产生腐蚀或水垢造成脏堵现象。
47.在一些实施方式中，所述疏水涂层涂料11为纳米疏水涂层涂料。接水盘底部与四壁涂有纳米疏水涂层涂料，增加冷凝水流动性，能够及时被水泵抽出，同时防止底部产生腐蚀现象或水垢等。纳米材料的加入会提高涂料的硬度、耐水性、耐污性，如纳米sio2等。
48.纳米涂层材料为超疏水涂料是一种具有特殊表面性质的新型涂料，是指固体涂膜的水接触角大于150
°
并且常指水接触角滞后小于5
°
，具有防水、防雾、防雪、防污染、抗粘连、抗氧化、防腐蚀和自清洁以及防止电流传导等重要特点.在科学研究和生产、生活等诸多领域中有极为广泛的应用前景。纳米材料的加入可以提高涂料的硬度、耐水性，进而提高涂料的耐污性。在本专利中，主要应用到该涂层材料的疏水性和自清洁性。如图3所示，纳米涂层材料设计使用在接水盘底部以及内部四壁表面，主要用于增强冷凝水流动性，使得接水盘中冷凝水在水泵的抽力作用下能更快更迅速流动；同时利用其自清洁的特性防止冷凝水附着在接水盘底部产生水垢，防止可能造成水泵的脏堵问题。
49.如图4，本发明还提供一种如前任一项所述的空调器的控制方法，其包括：检测步骤：检测所述接水盘2中的冷凝水的高度h0，同时检测所述进风口1处的气流速度v；
50.判断步骤，判断h0与第一预设高度h1、第二预设高度h2和第三预设高度h3之间的关系，并判断v与第一预设速度v1、第二预设速度v2和第三预设速度v3之间的关系，其中h1
＜h2＜h3，v1＜v2＜v3；
51.控制步骤，根据h0与h1、h2和h3之间的关系以及v与v1、v2和v3之间的关系控制所述水泵3开启或关闭。
52.本发明的空调器的控制方法能够根据所述接水盘中的冷凝水的液位高度和所述进风口处的气流速度来控制所述水泵开启或关闭，根据气流流速与水位的情况，来共同调控直流水泵，在不同情况下来调控水位，实现冷凝水的合理有效排出，防止负压状态或水位过高时冷凝水被负压吸至空调内部的其他位置而导致无法有效地将冷凝水从排水口及时排出的情况，解决负压状态下无法顺利排出接水盘中冷凝水的问题，也有效解决积存的水会被高速气流带出造成机组漏水的问题，由于及时有效地将冷凝水排出。
53.图4是根据本发明一个实施例的控制流程图。
54.具体说明如下所示：
55.首先打开空调开关，此时空调开始工作，液位传感器4启动，监测接水盘中冷凝水水位的变化，设定接水盘水槽深度为h，将h均匀分成3段，水槽底部到h/3处的高度设定为h1，高于h1往上h处的位置设定为h2，水槽最高处高度设定为h3；例如：接水盘总深度12cm,则距离接水盘底部4cm处为h1，距离接水盘底部8cm处为h2。
56.同时将信号输入数据处理模块7(cpu)；气体流速传感器(速度传感器5)开始运行，监测机组开机状态下的从进风口进风的气流的速度。对于气体来说，根据伯努利方程：(其中c为常数)，当气体流速v越大时，压强p越小。当机组停机时，视为气流流速v＝0，即压强p与常数c相等，即为大气压101.325kpa，此时接水盘中的水由于自身重力势能，可以主动排出。
57.在一些实施方式中，当h2≤h0＜h3或v＝v3时，控制所述水泵启动；
58.当h1≤h0＜h2且v＝v2时，控制所述水泵启动；
59.当h1≤h0＜h2且v＝v1时，控制所述水泵不启动；
60.当0≤h0＜h1时，控制所述水泵不启动。
61.空调启动后，各模块开始运行，液位传感器4开始实时监测液位高度h0，实时输出到控制模块；气体流速传感器与cpu进行数据处理输出到控制模块。
62.首先判断是否为h2≤h0＜h3或风速为v3(即高风速)的情况，视为冷凝水量过多或进风风速高的状态。若判断为是，则此时直流水泵启动，将冷凝水抽出；若判断为否，则继续进行下一种情况判断；
63.当h1≤h0＜h2且风速为v2(即中风速)时，视为冷凝水量较多且进风风速较快的状态。若判断为是，则此时直流水泵启动，将冷凝水抽出；若判断为否，则继续进行下一种情况判断；
64.当h1≤h0＜h2且风速为v1(即低风速)时，视为冷凝水较多但进风风速较小的状态。若判断为是，则此时直流水泵处于不启动的状态；若判断为否，则继续进行下一种情况判断；
65.当0＜h0＜h1时，视为冷凝水较少的状态。若判断为是，则此时直流水泵处于不启动的状态；若判断为否，则重新开始新一轮判断，直至空调关闭或断电停机。
66.在一些实施方式中，所述接水盘2的总深度h＝h3，并且h1＝h/3，h2＝2h/3。
67.在一些实施方式中，0m/s≤v1＜4m/s，为低速范围；
68.4m/s＜v2＜7m/s，为中速范围；
69.v3≥7m/s，为高速范围。优选v3＝10m/s。
70.由于不同商用空调机组功能不同，所需风量不同，使用场景不同等情况，通过本装置的数据采集模块联通机组的控制系统进行机组状态信息辅助，根据实际情况(可手动输入风速低、中、高速的范围参数，以便精确判断)来判断通过气流流速传感器的气流流速v，是否符合：低速v1、中速v2、高速v3。如：机组最高进风风速为10m/s,则低速范围为0m/s≤v1＜4m/s，中速范围为4m/s＜v2＜7m/s,高速范围为v3≥7m/s。
71.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种空调器，其特征在于：包括：进风口(1)、接水盘(2)、水泵(3)、液位传感器(4)、速度传感器(5)和控制模块(6)，所述水泵(3)设置于所述接水盘(2)内以能够排出所述接水盘(2)中的冷凝水，所述液位传感器(4)能够检测所述接水盘(2)中的冷凝水的高度，所述速度传感器(5)能够检测所述进风口(1)处的气流速度，所述控制模块(6)能够根据所述接水盘(2)中的冷凝水的液位高度和所述进风口(1)处的气流速度来控制所述水泵(3)开启或关闭。2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于：还包括数据处理模块(7)，所述速度传感器(5)、所述控制模块(6)和所述数据处理模块(7)组成集成模块(8)，所述数据处理模块(7)能够接收所述速度传感器(5)检测的速度值和所述液位传感器(4)检测的液位高度值，所述数据处理模块(7)能将处理后的数据输送至所述控制模块(6)，所述控制模块(6)能产生控制信号。3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于：还包括横梁结构(9)，所述横梁结构(9)与所述进风口(1)连接设置，所述集成模块(8)设置在所述横梁结构(9)上。4.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于：所述水泵(3)为直流水泵，所述水泵(3)设置于所述接水盘(2)的底部；和/或，所述接水盘(2)的底部还连通设置有排水管(10)，所述排水管(10)的一端连通设置于所述接水盘(2)的内部底部、另一端连通至所述接水盘(2)的外部。5.根据权利要求1-4中任一项所述的空调器，其特征在于：所述进风口(1)位于所述接水盘(2)的上方，所述进风口(1)为两个，其中一个所述进风口(1)位于所述接水盘(2)的一侧、另一个所述进风口(1)位于所述接水盘(2)的另一侧。6.根据权利要求1-5中任一项所述的空调器，其特征在于：所述接水盘(2)的底部内侧表面和内周侧表面均涂覆有疏水涂层涂料(11)。7.根据权利要求6所述的空调器，其特征在于：所述疏水涂层涂料(11)为纳米疏水涂层涂料。8.一种如权利要求1-7中任一项所述的空调器的控制方法，其特征在于：包括：检测步骤：检测所述接水盘(2)中的冷凝水的高度h0，同时检测所述进风口(1)处的气流速度v；判断步骤，判断h0与第一预设高度h1、第二预设高度h2和第三预设高度h3之间的关系，并判断v与第一预设速度v1、第二预设速度v2和第三预设速度v3之间的关系，其中h1＜h2＜h3，v1＜v2＜v3；控制步骤，根据h0与h1、h2和h3之间的关系以及v与v1、v2和v3之间的关系控制所述水泵(3)开启或关闭。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：当h2≤h0＜h3或v＝v3时，控制所述水泵启动；当h1≤h0＜h2且v＝v2时，控制所述水泵启动；当h1≤h0＜h2且v＝v1时，控制所述水泵不启动；当0≤h0＜h1时，控制所述水泵不启动。10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：所述接水盘(2)的总深度h＝h3，并且h1＝h/3，h2＝2h/3。
11.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：0m/s≤v1＜4m/s，为低速范围；4m/s＜v2＜7m/s，为中速范围；v3≥7m/s，为高速范围。

技术总结
本发明提供一种空调器及其控制方法，空调器包括：进风口、接水盘、水泵、液位传感器、速度传感器和控制模块，所述水泵设置于所述接水盘内以能够排出所述接水盘中的冷凝水，所述液位传感器能够检测所述接水盘中的冷凝水的高度，所述速度传感器能够检测所述进风口处的气流速度，所述控制模块能够根据所述接水盘中的冷凝水的液位高度和所述进风口处的气流速度来控制所述水泵开启或关闭。通过本发明能够根，根据气流流速与水位的情况，来共同调控直流水泵，在不同情况下来调控水位，实现冷凝水的合理有效排出，解决负压状态下无法顺利排出接水盘中冷凝水的问题，也有效解决积存的水会被高速气流带出造成机组漏水的问题。速气流带出造成机组漏水的问题。速气流带出造成机组漏水的问题。


技术研发人员：高源
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/3/8