用于恒温控制的空调器、恒温控制系统及恒温控制方法

摘要

本申请公开了一种用于恒温控制的空调器、恒温控制系统及恒温控制方法，其在室外环境温度严重高于控制目标时，直接对被控室进行制冷，当室外环境温度接近甚至低于控制目标时，再根据室内环境温度进一步确定对被控室的控制方式（制冷或制热）；即仅在室外环境温度和/或室内环境温度与控制目标差异较大时，才通过设置或切换空调器的控制模式，对室内环境温度进行调节，使其保持在预设范围内，不仅实现了对被控室自动恒温控制，且相对于现有采用恒温恒湿机的方式，减少了通过相应设备进行加热或降温的时间，从而减少了恒温控制过程中的耗电量、降低了控制成本。

说明书

技术领域

本申请涉及空调控制技术领域，尤其涉及一种用于恒温控制的空调器、 恒温控制系统及恒温控制方法。

背景技术

随着人们对食用菌营养价值认识的逐渐提高，食用菌需求量不断增加， 食用菌工厂化生产模式发展速度加快，大型培育房的温度控制成为工厂化生 产面临的主要问题。

现有生产技术普遍采用恒温恒湿机、风管机等普通商用空调器进行食用 菌培育房的恒温控制，均在不同程度上增加了生产成本，如恒温恒湿机根据 室内温度、结合电加热方式进行恒温恒湿控制，耗电量大；风管机需手动设 置制冷/制热模式，无法随四季温度变化对培育房内进行自动控温，需投入较 多的人力资源。

发明内容

有鉴于此，本申请目的在于提供一种用于恒温控制的空调器、恒温控制 系统及恒温控制方法，以降低食用菌恒温控制成本。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种恒温控制方法，基于设置于被控室内的空调器，包括：

分别检测被控室的室外环境温度和室内环境温度；

比较预设室外温度和所述室外环境温度；

当所述室外环境温度大于所述预设室外温度时，生成使所述空调器运行 于制冷模式的制冷控制指令；

当所述室外环境温度不大于所述预设室外温度时，比较预设室内温度阈 值与所述室内环境温度，并根据比较结果生成模式控制指令，以使所述空调 器运行于相应的模式；

其中，所述模式控制指令包括使所述空调器运行于制热模式的制热控制 指令和所述制冷控制指令。

优选的，所述预设室内温度阈值包括预设室内上限值和预设室内下限值；

所述比较预设室内温度阈值与所述室内环境温度，并根据比较结果生成 模式控制指令，包括：

比较所述室内环境温度和预设室内下限值，当所述室内环境温度小于所 述预设室内下限值时，生成所述制热控制指令；

比较所述室内环境温度和预设室内上限值，当所述室内环境温度大于所 述预设室内上限值时，生成所述制冷控制指令。

优选的，所述被控室设置有多个风口；所述风口包括一一对应的出风口 和回风口，所述出风口设置于被控室顶部，所述回风口设置于被控室底部、 相应出风口的下方；

所述恒温控制方法还包括：

分别检测所述空调器的室内机环境温度和所述回风口处的回风温度；

计算所述回风温度和室内机环境温度的差值；

将所述差值分别与正向温差阈值和负向温差阈值进行比较，当所述差值 小于所述负向温差阈值时，生成风量减小指令，当所述差值大于所述正向温 差阈值时，生成风量增大指令；其中，所述负向温差阈值小于零，所述正向 温差阈值大于零；

根据所述风量减小指令或风量增大指令调节所述出风口的出风风量。

一种空调器，包括节能恒温自动控制单元；

所述节能恒温自动控制单元包括：

室外温度检测模块，用于检测被控室的室外环境温度；

室内温度检测模块，用于检测被控室的室内环境温度；

室外温度判断模块，用于比较预设室外温度和所述室外环境温度，且当 所述室外环境温度大于所述预设室外温度时，生成制冷控制指令，以使所述 空调器运行于制冷模式；

室内温度判断模块，用于当所述室外温度判断模块判定所述室外环境温 度不大于所述预设室外温度时，比较预设室内温度阈值与所述室内环境温度， 并根据比较结果生成模式控制指令；所述模式控制指令包括使所述空调器运 行于制热模式的制热控制指令和所述制冷控制指令。

优选的，所述预设室内温度阈值包括预设室内上限值和预设室内下限值；

所述室内温度判断模块包括：

下限比较模块，用于比较所述室内环境温度和预设室内下限值，当所述 室内环境温度小于所述预设室内下限值时，生成所述制热控制指令；

上限比较模块，用于比较所述室内环境温度和预设室内上限值，当所述 室内环境温度大于所述预设室内上限值时，生成所述制冷控制指令。

优选的，所述空调器还包括均匀设置于被控室内的多个风口；所述风口 包括一一对应的出风口和回风口，所述出风口设置于被控室顶部，所述回风 口设置于被控室底部、相应出风口的下方。

优选的，所述空调器还包括：温度场均衡控制单元；

所述温度场均衡控制单元与所述风口一一对应，包括：

回风温度检测模块，设置于所述回风口处，用于检测回风温度；

风量控制模块，用于计算所述回风温度和所述室内温度检测模块检测到 的所述室内环境温度的差值，当所述差值小于负向温差阈值时，生成风量减 小指令，当所述差值大于正向温差阈值时，生成风量增大指令；其中，所述 负向温差阈值小于零，所述正向温差阈值大于零；

出风风量调节模块，设置于所述出风口处，用于根据所述风量减小指令 或风量增大指令调节所述出风口的出风风量。

优选的，所述空调器还包括远程通信模块，用于实现所述空调器与远程 监控终端的通信。

一种恒温控制系统，包括与被控室一一对应的、上述任一项所述的空调 器。

优选的，所述恒温控制系统还包括远程控制终端。

从上述的技术方案可以看出，本申请利用了室外环境温度对室内环境温 度的影响，当室外环境温度严重高于控制目标时，直接对被控室进行制冷， 当室外环境温度接近甚至低于控制目标时，再根据室内环境温度进一步确定 对被控室的控制方式（制冷或制热）；可见，本申请实施例仅在室外环境温 度和/或室内环境温度与控制目标差异较大时，才通过设置或切换空调器的控 制模式，对室内环境温度进行调节，使其保持在预设范围内，不仅实现了对 被控室自动恒温控制，且相对于现有采用恒温恒湿机的方式，减少了通过相 应设备进行加热或降温的时间，从而减少了恒温控制过程中的耗电量、降低 了控制成本，解决了现有技术的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的恒温控制方法流程图；

图2为本申请实施例二提供的恒温控制方法流程图；

图3为本申请实施例三提供的恒温控制方法流程图；

图4为本申请实施例四提供的用于自动恒温控制的空调器的结构框图；

图5为本申请实施例五提供的用于自动恒温控制的空调器的结构框图；

图6为本申请实施例六提供的用于自动恒温控制的空调器的结构框图；

图7为本申请实施例提供的被控室的风口设置示意图；

图8为本申请实施例提供的恒温控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例公开了一种用于恒温控制的空调器、恒温控制系统及恒温 控制方法，以降低食用菌恒温控制成本。

本申请实施例一提供了一种恒温控制方法，可应用于食用菌培育房等规 模较大、对温度控制要求较精准的场所；该方法基于一设置于被控室内的空 调器，如图1所示，包括如下步骤：

S101、分别检测被控室的室外环境温度T_out和室内环境温度T_in；

S102、判断室外环境温度T_out是否大于预设室外温度T_{out_0}，如果是，则 执行步骤S103，否则执行步骤S104；

S103、生成制冷控制指令，以控制所述空调器运行于制冷模式；

根据热泵原理，当室外环境温度过高时，室内环境温度必然处于较高温 度范围内，因此，必须控制空调器工作于制冷模式下，降低室内环境温度或 抑制室内温度的升高，实现恒温控制。

S104、比较预设室内温度阈值与所述室内环境温度T_in，并根据比较结果 生成模式控制指令，以使所述空调器运行于相应的模式。

其中，所述模式控制指令包括使所述空调器运行于制热模式的制热控制 指令和所述制冷控制指令。

当室外环境温度T_out接近甚至低于控制目标时，室内环境温度T_in既有可 能低于恒温控制的目标温度，亦由可能高于该目标温度，因此需进一步根据 室内环境温度T_in的大小确定对被控室的控制方式，即所述空调器的工作模式： 若根据所述比较结果判定室内环境温度T_in过高时，则生成制冷控制指令，若 判定室内环境温度T_in过低，则生成制热控制指令。

由上述方法可知，本申请实施例充分利用了室外环境温度对室内环境温 度的影响，当室外环境温度严重高于控制目标时，直接对被控室进行制冷， 当室外环境温度接近甚至低于控制目标时，再根据室内环境温度进一步确定 对被控室的控制方式（制冷或制热）；可见，本申请实施例仅在室外环境温 度和/或室内环境温度与控制目标差异较大时，才通过设置或切换空调器的控 制模式，对室内环境温度进行调节，使其保持在预设范围内，不仅实现了对 被控室自动恒温控制，且相对于现有采用恒温恒湿机的方式，减少了通过相 应设备进行加热或降温的时间，从而减少了恒温控制过程中的耗电量、降低 了控制成本，解决了现有技术的问题。

实验证明，本申请实施例所述的控制方法比采用恒温恒湿机进行恒温控 制的方式，节能达30%以上，大大降低了控制成本。

优选的，所述预设室内温度阈值包括预设室内上限值和预设室内下限值； 基于此，本申请实施例二提供的另一种恒温控制方法；参照图2，该方法包括 如下步骤：

S201、分别检测被控室的室外环境温度T_out和室内环境温度T_in；

S202、判断室外环境温度T_out是否大于预设室外温度T_{out_0}，如果是，则 执行步骤S203，否则执行步骤S204；

S203、生成制冷控制指令，以控制所述空调器运行于制冷模式，本次控 制结束；

S204、判断室内环境温度T_in是否小于预设室内下限值T_in-，如果是，则 执行步骤S205，否则执行步骤S206；

S205、生成制热控制指令，以控制所述空调器运行于制热模式，本次控 制结束；

S206、判断室内环境温度T_in是否大于预设室内上限值T_in+，如果是，则 执行步骤S203，否则执行步骤S207；

S207、保持空调器的当前工作模式不变，或使空调器运行于默认工作模 式下，本次控制结束。

本申请实施例中，所有温度预设值，如T_{out_0}、T_in-、T_in+等，均可根据实 际控制目标进行设定；如以25℃为控制目标，则可设定T_{out_0}=24℃、T_in-=23℃、 T_in+=27℃，即当T_out>24℃时，控制空调器制冷运行；当T_out≤24℃时，若室 内环境温度T_in与控制目标（25℃）的温差绝对值在2℃以内，则不改变空调 器的工作模式，若T_in>27℃则控制空调器制冷运行，T_in<23℃则控制空调器 制热运行。

本申请实施例中，所述室内温度T_in优选空调机组室内机总回风口处的温 度，即通过在室内机总回风口处设置感温包等温度检测装置，来检测得到所 述室内温度T_in。

当被控室面积较大时，被控室内任一处的温度都难以反映被控室内的温 度场情况，因此无论将被控室内哪一位置的温度作为被控对象（即所述室内 温度T_in）进行恒温控制，都会出现室内温度场不均匀的现象，恒温效果较差； 有鉴于此为同时解决温度场均匀性问题，本申请实施例三又提供了一种恒温 控制方法，以使被控室内恒温且温度场均匀；该方法同样基于一空调器，同 时，如图7所示，被控室内还均匀设置有该空调器的多个风口，每个风口包 括一一对应的出风口701和回风口702；出风口701设置于被控室顶部，回风 口702设置于被控室底部、相应出风口701的下方；被控室内的空气通过回 风口702进入空调机组的制冷或制热系统，经过制冷或制热处理后，通过出 风口701送回被控室内。

如图3所示，本申请实施例三所述的恒温控制方法的具体步骤如下：

S301、分别检测被控室的室外环境温度T_out、室内环境温度T_in以及各回 风口处的回风温度T₂，并分别执行步骤S312和S322；

S312、判断室外环境温度T_out是否大于预设室外温度T_{out_0}，如果是，则 执行步骤S313，否则执行步骤S314；

S313、生成制冷控制指令，以控制所述空调器运行于制冷模式；

S314、比较预设室内温度阈值与所述室内环境温度T_in，并根据比较结果 生成模式控制指令，以使所述空调器运行于相应的模式；

根据T_out和T_in，通过步骤S312～S314调节空调机组的工作模式，使室内 环境温度T_in与预设室内温度阈值之差在允许范围内，即实现恒温控制。

S322、对于被控室的任一回风口处的回风温度T₂，计算其与室内环境温 度T_in的差值△T；

即△T=T₂-T_in。

S323、判断△T是否小于负向温差阈值△T_-，如果是，则执行步骤S314， 否则执行步骤S325；

S324、生成风量减小指令，以减小相应出风口的出风风量；

具体的，负向温差阈值△T_-＜0。

由于回风温度表征了被控室内回风口附近的环境温度，故若△T＜△T_-＜ 0，即T₂＜T_in+△T_-，说明相对于室内环境温度T_in，被控室内相应回风口附近 的温度过低；因此，应当减小该回风口对应的出风口的出风风量，以提高该 回风口附近的环境温度，使其趋于所述室内环境温度T_in。

S325、判断△T是否大于正向温差阈值△T₊时，如果是，则执行步骤S326， 否则执行步骤S327；

S326、生成风量增大指令，以增大所述出风口的出风风量；

正向温差阈值△T₊＞0，故若△T＞△T₊＞0，即T₂＞T_in+△T₊，说明相对 于室内环境温度T_in，被控室内相应回风口附近的温度过高；因此，应当增大 该回风口对应的出风口的出风风量，以降低该回风口附近的环境温度，使其 趋于所述室内环境温度T_in。

S327、保持所述出风口的当前出风风量不变。

当△T_-≤△T≤△T₊时，说明相应回风口对应的出风口的出风风量满足控 制需求，可以使相应回风口附近的环境温度保持在所述室内环境温度T_in附近。

针对任一回风口的回风温度，通过步骤S322～S326分别对每个出风口的 出风风量进行调节，使得相应的回风口的回风温度均趋于所述室内环境温度 T_in，从而实现了温度场均衡控制。

由上述方法步骤可知，本申请实施例不仅根据室外环境温度和室内环境 温度控制空调机组的工作模式，充分利用了室外环境温度对室内环境温度的 影响，使得恒温控制的耗能更少、成本更低；同时，通过对被控制内各个出 风口的出风风量的实时控制，使被控制内各处温度均趋于并保持在上述恒温 控制下的室内环境温度附近，提高了被控室温度场的均匀性。

相应于上文方法实施例一，本申请实施例四提供了一种空调器，应用于 食用菌培育房等规模较大、对温度控制要求较精准的场所的自动恒温控制。 如图4所示，该空调器包括节能恒温自动控制单元400。

具体的，节能恒温自动控制单元400包括室外温度检测模块410、室内温 度检测模块420、室外温度判断模块430和室内温度判断模块440。

室外温度检测模块410，用于检测被控室的室外环境温度；

室内温度检测模块420，用于检测被控室的室内环境温度；

室外温度判断模块430，用于比较预设室外温度和所述室外环境温度，且 当所述室外环境温度大于所述预设室外温度时，生成制冷控制指令；

室内温度判断模块440，用于当所述室外温度判断模块判定所述室外环境 温度不大于所述预设室外温度时，比较预设室内温度阈值与所述室内环境温 度，并根据比较结果生成模式控制指令；所述模式控制指令包括使所述空调 器运行于制热模式的制热控制指令和所述制冷控制指令。

由上述结构及功能可知，本申请实施例充分利用了室外环境温度对室内 环境温度的影响，当室外环境温度严重高于控制目标时，直接对被控室进行 制冷，当室外环境温度接近甚至低于控制目标时，再根据室内环境温度进一 步确定对被控室的控制方式（制冷或制热）；可见，本申请实施例仅在室外 环境温度和/或室内环境温度与控制目标差异较大时，才通过设置或切换空调 器的控制模式，对室内环境温度进行调节，使其保持在预设范围内，不仅实 现了对被控室自动恒温控制，且相对于现有采用恒温恒湿机的方式，减少了 通过相应设备进行加热或降温的时间，从而减少了恒温控制过程中的耗电量、 降低了控制成本，解决了现有技术的问题。

相应于上文实施例二，本申请实施例五提供了另一种用于自动恒温控制 的空调器；如图5所示，该空调器包括节能恒温自动控制单元400。

具体的，节能恒温自动控制单元400包括室外温度检测模块410、室内温 度检测模块420、室外温度判断模块430和室内温度判断模块440。

室外温度检测模块410，用于检测被控室的室外环境温度；

室内温度检测模块420，用于检测被控室的室内环境温度；

室外温度判断模块430，用于比较预设室外温度和所述室外环境温度，且 当所述室外环境温度大于所述预设室外温度时，生成制冷控制指令；

特别的，室内温度判断模块440包括下限比较模块441和上限比较模块 442；其中：

下限比较模块441，用于比较所述室内环境温度和预设室内下限值，当所 述室内环境温度小于所述预设室内下限值时，生成所述制热控制指令，以控 制所述空调器运行于制热模式；

上限比较模块442，用于比较所述室内环境温度和预设室内上限值，当所 述室内环境温度大于所述预设室内上限值时，生成所述制冷控制指令，以控 制所述空调器运行于制冷模式。

本申请实施例中，所述室内温度T_in优选空调机组室内机总回风口处的温 度，故室内温度检测模块420优选设置于室内机总回风口处的感温包等温度 检测装置。

相应于上文实施例三，本申请实施例六又提供了一种用于自动恒温控制 的空调器，如图6所示，其包括节能恒温自动控制单元400和温度场均衡控 制单元500。

其中，节能恒温自动控制单元400至少包括室外温度检测模块410、室内 温度检测模块420、室外温度判断模块430和室内温度判断模块440；其具体 结构可参照上文实施例四或实施例五，此处不再赘述。

温度场均衡控制单元500有多个，与被控室的多个风口一一对应；多个 风口均与设置于被控室的侧壁，如图7所示，每个风口包括一一对应的出风 口701和回风口702；出风口701设置于被控室顶部；回风口702设置于被控 室底部、相应出风口701的下方。

温度场均衡控制单元500包括回风温度检测模块510、风量控制模块520 和出风风量调节模块530。

具体的，回风温度检测模块510，设置于回风口702处，用于检测回风温 度。

风量控制模块520，用于计算所述回风温度和室内温度检测模块420检测 到的室内环境温度的差值，当所述差值小于负向温差阈值时，生成风量减小 指令，当所述差值大于正向温差阈值时，生成风量增大指令。所述负向温差 阈值小于零，所述正向温差阈值大于零。

出风风量调节模块530，设置于出风口701处，用于根据所述风量减小指 令或风量增大指令调节所述出风口的出风风量。

通过上述温度场均衡控制模块，本申请实施例实现了对各风口处的温度 调节，使其均稳定在室内机环境温度附近，即被控室内各处温度均稳定在附 近，实现了对被控室温度场的均匀性控制。

更具体的，回风温度检测模块510可采用设置于回风口702的感温包， 出风风量调节模块530可采用设置于出风口701处的风阀。室内温度检测模 块420优选设置于室内机总回风口处的感温包。

进一步的，为便于集中控制，本申请实施例所述的空调器均还设有一通 信模块，用于实现与远程控制终端的通信，即所述空调器的内外机数据（如 以上实施例所述的室外环境温度T_out、室内环境温度T_in、回风温度T₂等）通 过所述通信模块上传至所述远程控制终端，远程控制终端通过所述通信模块 将预设数据（如预设室外温度T_{out_0}、预设室内上限值T_in+、预设室内下限值 T_in-、负向温差阈值△T_-、正向温差阈值△T₊等）和/或相关控制指令发送至空 调器，以进行节能恒温控制、温度场均衡控制等。通过该通信模块及远程控 制终端，可实现同时对多个被控室的远程集中监控，对于大规模的工厂化生 产模式，大大提高了控制效率。

相应的，本申请实施例还提供了一种恒温控制系统，包括以上任一实施 例所述的空调器，每个被控室配置至少一台该空调器，实现了对被控室的自 动恒温控制，相对于现有技术，不仅降低了控制成本，还提高了控制效率， 更利于食用菌等产量的提高。

进一步的，如图8所示，本申请另一实施例提供的恒温控制系统，除上 述实施例所述的空调器810外，还包括远程控制终端820。其中，每台空调器 的内机811和外机812通过通讯线连接，外机812配置有一通信模块813，各 台空调器的通信模块813通过通讯线串联，并接入远程控制终端820。

更具体的，远程控制终端820包括企业用于对生产环境进行综合控制的 智能综合控制系统821和专门用于被控室温度控制的专有监控电脑822；其中， 专有监控电脑822通过转换器822’接收各通信模块813的数据。远程控制终 端820最多可同时对255台空调器进行集中管理和控制，即同时监控255个 被控室。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流 程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于 一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实 施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体 （Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory， RAM）等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。