一种冰箱制冷与空调器联合降温系统及其控制方法与流程

本发明涉及空气调节技术领域，具体涉及一种冰箱制冷与空调器联合降温系统及其控制方法

背景技术：

自空气调节技术问世以来，节能、降噪以及提高制冷/热量，始终是制冷空调工程师追求的三大目标。随着空调技术的不断演变发展，出现了商用空调、家用空调器（分体式空调）、洁净空调以及特种空调。对于家用空调来说，一般分为卧式空调器、立式空调器以及顶棚嵌入式空调器，其中，卧式空调器已具备根据用户的年龄、健康状态、体温等进行智能调节的功能；立式空调器可以实现可充电式移动；净化空调（或空气净化器）可以根据室内气体的成分、浓度选择相应的净化功能，在滤网发生堵塞时提醒用户进行及时清洗。

然而，现有的大功率空调器仍然无法摆脱蒸汽压缩式制冷系统的束缚，采用蒸汽压缩式制冷系统就意味着在空调器运行时会产生45~55db的噪音，而且会浪费大量电能，现有的家用空调器的室外机一般是放置在房间的窗户外，室外机仅与室内机一墙之隔，当用户夏季炎热的夜晚开启空调制冷时，会听见室外机“嗡嗡嗡......”作响，严重影响用户的休息，而且家用空调器需电设备有压缩机、室外风机、室内风机、控制板等，耗电量巨大，经过测试不同品牌的家用空调器开启一晚（当天晚上10:00~第二天早上7:00）的耗电量，耗电量均在1kw∙h以上，从经济角度来说，对于普通用户确实是个考验，而从环保角度来说，制冷剂泄漏日积月累，会加剧全球温室效应。

另外，目前市场上常见的分体式空调器仅具备空调调节和净化功能，虽然也有不少用户开始使用移动式智能家居设备（如远程监控机器人、家政机器人、移动式空气净化器以及扫地机器人），但现有的智能家居设备功能单一，例如扫地机器人体型较小，仅具备拖地清扫的功能，并没有制冷或空气进化功能，已不能满足人们希望全方位提升生活品质的需求。因此，虽然现有的移动式智能家居设备应用范围越来越广，但大部分只针对家居生活中的一种进行，智能化程度较低，不能满足人们个性化、多样化、生活品质提升的需求。

现有技术中，由于夜晚属于用电低谷时期，根据某些地区谷峰电价政策，已经出现了在夜晚利用冰箱制冷，白天将冰箱内的冰块拿出放到散热装置冷进行制冷的装置，但现有的装置不智能，需要用户手动拿取冰块，而且房间内温度也无法得到有效调节。

鉴于现有的家用空调器以及移动式智能家居设备存在上述诸多问题，本发明特此提供了一项解决上述各类问题的全新的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种冰箱制冷与空调器联合降温系统及其控制方法，在制冷的同时实现节能、降噪、全方位进行家居服务的目的。为实现本发明目，采用如下所述的技术方案：

一种冰箱制冷与空调器联合降温系统，一种冰箱制冷与空调器联合降温系统，包括智能空调器与冰箱，智能空调器与冰箱之间无线连接，智能空调器又包括：空调器控制单元、空调器释冷单元和空调器行走机构。其中，所述空调器控制单元与空调器释冷单元的顶部转动连接，所述空调器释冷单元的底部转动连接有空调器行走机构。所述空调器控制单元采用球形壳体封装，所述球形壳体的底部固定连接有颈部连接部，所述空调器控制单元用于对所述空调器释冷单元以及空调器行走机构的状态进行调节控制，所述空调器释冷单元用于对房间温度进行调节，所述空调器行走单元用于带动空调器释冷单元移动。所述空调器释冷单元上部和中部前后贯穿设置有多个冰块放置部，冰块放置部用于放置冰块，位于上部和中部的冰块放置部的下部均设置有第一风筒和第二风筒，所述第一风筒内设置有第一风扇，所述第二风筒内设置有第一风扇。

所述空调器释冷单元包含矩形形状的外壳，外壳内贴附有保温材料，外壳由正面面板、背面面板、两个侧面板、顶板以及底板组成，所述空调器释冷单元的两个侧面板分别设置有机械臂，所述机械臂用于在需要制冷时，从冰箱中拿去冰块，然后将其放置在所述冰块放置部中。其中，所述侧面板上设置有充电插座，所述充电插座接有充电插头，可以对所述智能空调器进行充电。

所述机械臂由转动肩部、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂和机械手组成，所述转动肩部与第一机械臂的一端转动连接，所述第一机械臂的另一端与第二机械臂转动连接，所述第二机械臂的另一端与第三机械臂的一端设置的球形转动关节转动连接，所述第三机械臂的另一端设置有伸缩筒，所述伸缩筒的一端固定设置有机械手。通过所述机械臂的转动，可以带动所述机械手从冰箱的冷冻箱内拿去冰块，并将拿去的冰块放入所述冰块放置部中。

所述空调器行走单元包括顶部的载置台，所述载置台的上部固定设置有转动连接部，所述转动连接部与所述空调器释冷单元的底部转动连接，所述空调器行走单元的前部和后部均设置有挡板，前部挡板上设置有前侧位置传感器，用于检测行走机构距离前侧障碍物的距离，后部挡板上设置有后侧位置传感器，用于检测行走机构距离后侧障碍物的距离；所述载置台的下部连接有传动控制机构，所述传动控制机构的两侧均设置有主动轮、从动轮以及多个滚轮，履带缠绕在主动轮、从动轮以及多个滚轮的轮缘上，通过所述传动控制机构带动主动轮转动，进而带动所述履带转动，所述传动控制机构的底部设置有清扫机构、微型摄像头，其中所述清扫机构是可以伸缩的。

所述空调器释冷单元内还设置有盘绕在所述第一风筒外壁的第一换热盘管以及盘绕在所述第二风筒外壁的第二换热盘管；所述空调器释冷单元外壳内底部设置有凹槽，所述凹槽内盛放有水箱放置部；所述第一/二换热盘管内部为融冰水，所述第一/二换热盘管的出口与所述水箱放置部连接。

所述冰块放置部由上层凹槽和下层空腔，所述上层凹槽的容纳空间大于下层空腔的容纳空间，所述上层凹槽和下层空腔采用带孔的隔板分开，冰块可以放置在所述冰块放置部的上层，所述顶部冰块放置部的下层空腔与第一换热盘管的入口连接，所述第一换热盘管的出口与中部冰块放置部的所述上层凹槽连接，中部冰块放置部的下层空腔与所述第二换热盘管的入口连接，所述第二换热盘管的出口与所述水箱放置部的进水口连接，所述水箱放置部的出水口通过回水管与顶部冰块放置部的所述上层凹槽的进水口连接，所述回水管在流动方向上依次设置有电磁阀、蠕动泵。

所述冰块放置部用于放置冰块，所述水箱放置部用于回收冷凝水，所述冰块放置部水箱放置部均为上端开口、侧面及底面封闭的抽屉式结构，可以实现从空调器释冷单元的抽出与放入。

所述水箱放置部内还设置有液位传感器和水温传感器，所述液位传感器用于测量凝水液位，所述水温传感器用于测量凝水水温，所述液位传感器和水温传感器均与数模转换器电连接。

所述空调器释冷单元内部还设置有与冰块放置部两侧对应的ptc加热片，当室内需要迅速加热时，则启动ptc加热片，使冰块溶解一小部分，当液位传感器检测到液位达到预设液位时，控制所述电磁阀打开，所述蠕动泵启动。

所述空调器控制单元主要包括微处理器、存储器、控制器、时钟单元、声音采集单元、图像采集单元、数/模转换器、状态指示单元、音频播放单元、图像处理单元。所述微处理器的输入端口与存储器、时钟单元、数/模转换器连接，微处理器的输出端口与控制器连接，所述控制器的输出端与所述空调器释冷单元和行走单元的各用电部件电连接；所述图像采集单元与所述行走单元的前侧位置传感器、后侧位置传感器以及微型摄像头电连接。所述控制器的输出端还连接有音频播放单元、图像处理单元以及状态指示单元的输入端，所述音频播放单元、图像处理单元以及状态指示单元的输出端与显示器连接，通过所述显示器可以播放语音提示、指示空调器释冷单元和空调器行走单元的状态。此外，所述空调器控制单元内还设置有信号处理单元、信号接收单元、信号发送单元，用于在空调器控制单元与智能控制终端无线连接时，通过所述信号接收单元接收智能控制终端发送的控制信号，通过所述信号处理单元将信号处理后传递给微处理器，通过所述微处理器将信号处理完成后通过信号发送单元发送反馈信号至所述智能控制终端。

所述微型摄像头通过拍摄地板图像，将地板图像数据传至所述图像采集单元，所述图像采集单元又将上述数据通过数模转换器进行转换，将所述模拟信号转换为微处理器可处理的数字信号，所述存储器内存储有预先设置的多帧地板图像数据，将采集的地板图像数据与预设的地板图像数据进行比较，确定所述地板的洁净度，当所述地板的接近度超过预设值时，微处理器给控制器发送控制信号，控制器控制所述空调器行走单元中的清扫机构放下，并控制所述清扫机构旋转、吸尘，进而对地面进行清扫。

空调器控制单元既可以基于局域网控制，也可实现远程控制，当用户家里面没人时，用户在下班前，可以远程操作智能空调器从冰箱内拿取冰块，将冰块放入所述冰块放置部内，然后控制所述智能空调器移动到需要温度调节的房间内，开启所述第一风扇和/或第二风扇送风，进而在用户进入房间之前，使房间内温度调节到人体所需的舒适性温度。

本发明的技术方案还包括如下控制方法：

步骤s1：智能控制终端向智能空调器的空调器控制单元发送温度调节控制信号和温度调节房间的房间编号，智能控制单元控制机械臂打开冰块放置部，空调器行走单元行走到冰箱所在位置，同时，空调器控制单元向冰箱发送冷冻箱箱门开启信号；

步骤s2：冰箱自动打开冷冻箱箱门，并将已结冰的冷冻屉滑出，智能空调器的机械臂从冰箱冷冻屉拿取冰块，放入冰块放置部内，将冰块放置部推入空调器释冷单元内，并关闭冰块放置部；

步骤s3：空调器控制单元在确认步骤s2完成后，向冰箱发送冷冻箱箱门关闭信号，冰箱将冷冻屉收回，冷冻箱箱门关闭；

步骤s4：空调器控制单元控制空调器行走单元移动到温度调节房间；

步骤s5：空调器控制单元控制第一风扇和/或第二风扇开启送风，同时开启液位传感器和水温传感器实时监测检测，并周期性使行走单元行走或转动；

步骤s6：当液位传感器检测的液位超过预设液位时，空调器控制单元的控制器控制电磁阀打开，蠕动泵启动；

步骤s7：当水温传感器检测到房间内温度达到预设温度事，控制器控制第一风扇和第二风扇停止，同时关闭电磁阀和蠕动泵。

步骤s8：空调器控制单元控制行走单元移动至冰箱位置，控制机械臂将水箱放置部的水倒入冰箱冷冻屉，倒水完成后，控制机械臂将水箱放置部收回，并向冰箱发送关闭控制信号，冰箱将冷冻屉收回，冷冻箱箱门关闭，智能空调器复位。

本发明的一种冰箱制冷与空调器联合降温系统，包括智能空调器与冰箱，智能空调器由空调器控制单元、空调器释冷单元和行走机构组成，通过行走机构带动空调器释冷单元移动以及带动空调器行走机构底部的清扫机构扫地，可以实现空调器释冷单元的移动式送风，使房间内温度更加均匀，使地面更加干净。用户通过智能控制终端即可对智能空调器的状态进行控制，使制冷设备控制更加智能，且由于本发明的技术方案不设置压缩机，且蠕动泵几乎没有噪音，因而无论是白天制冷还是夜晚制冷，均能降低噪音，提高用户的睡眠质量，由于不设置压缩机，相对于现有的蒸汽压缩式制冷系统节能效果显著。

附图说明

图1为本发明智能空调器的主视图；

图2为本发明智能空调器的轴侧图；

图3为本发明智能空调器的轴侧图；

图4为本发明智能空调器的后侧视图；

图5为本发明智能空调器的空调器行走机构主视图；

图6为本发明智能空调器的空调器行走机构底部视图；

图7为本发明的换热装置的结构正面示意图；

图8为本发明的换热装置的结构侧面示意图；

图9为本发明的空调器控制单元电路图。

图中，1、空调器控制单元；2、显示器；3、颈部连接部；4、颈部转动连接件；5、空调器释冷单元；6、冰块放置部；7、转动肩部；8、第一风扇；9、第一风筒；10、第一机械臂；11、第二机械臂；12、第三机械臂；13、机械手；14、第二风扇；15、第二风筒；16、充电插座；17、底部连接部；18、空调器行走单元；19、铰接关节；20、球形转动关节；21、伸缩筒；22、侧面板；23、背面面板；24、水箱放置部；25、转动连接部；26、载置台；27、挡板；28、前侧位置传感器；29、后侧位置传感器；30、主动轮；31、从动轮；32、滚轮；33、清扫机构；34、履带；35、传动控制机构；36、微型摄像头；37、第一换热盘管；38、第二换热盘管；39、ptc加热片；40、回水管；41、电磁阀；42、蠕动泵。

具体实施方式

请考察附图1-2，一种冰箱制冷与空调器联合降温系统，包括智能空调器与冰箱，智能空调器与冰箱之间无线连接，智能空调器又包括：空调器控制单元1、空调器释冷单元5和空调器行走单元18。其中，空调器控制单元1与空调器释冷单元5的颈部转动连接，空调器释冷单元5的底部转动连接有空调器行走单元18。空调器控制单元1采用球形壳体封装，球形壳体的底部固定连接有颈部连接部3，空调器控制单元1用于对空调器释冷单元5以及空调器行走单元18的状态进行调节控制，空调器释冷单元5用于拿取冰箱中的冰块，并利用冰块对房间进行制冷，空调器行走单元18用于带动空调器释冷单元5移动；空调器释冷单元5的上部和中部前后贯穿设置有多个冰块放置部6，冰块放置部6用于放置冰块，位于上部和中部的冰块放置部6的下部设置有第一风筒9和第二风筒15，第一风筒9内设置有第一风扇8，第二风筒15内设置有第一风扇14。

考察图1-4，空调器释冷单元5包含矩形形状的外壳，外壳内贴附有保温材料，外壳由正面面板、背面面板、侧面板22、顶板以及底板组成，空调器释冷单元的两个侧面板22分别设置有机械臂，机械臂用于在需要制冷时，从冰箱中拿去冰块，然后将其放置在冰块放置部6中。

一个侧面板22上设置有充电插座16，充电插座16接有充电插头，可以对智能移动式空调进行充电。

机械臂由转动肩部7、第一机械臂10、第二机械臂11、第三机械臂12和机械手13组成，转动肩部7与第一机械臂10的一端转动连接，第一机械臂10的另一端与第二机械臂11转动连接，第二机械臂11的另一端与第三机械臂12的一端设置的球形转动关节20转动连接，第三机械臂12的另一端设置有伸缩筒21，伸缩筒21的一端固定设置有机械手13，通过机械臂的转动，可以带动机械手从冰箱的冷冻箱内拿去冰块，并将拿去的冰块放入冰块放置部6中。

考察图5-6，空调器行走单元18包括顶部的载置台26，载置台26的上部固定设置有转动连接部25，转动连接部25与空调器释冷单元5的底部转动连接，载置台26的前部和后部均设置有挡板27，前部挡板上设置有前侧位置传感器28，用于检测行走机构距离前侧障碍物的距离，后部挡板上设置有后侧位置传感器29，用于检测行走机构距离后侧障碍物的距离，载置台26的下部连接有传动控制机构35，传动控制机构35的两侧均设置有主动轮30、从动轮31以及多个滚轮32，履带34缠绕在主动轮30、从动轮31以及多个滚轮32的轮缘上，通过传动控制机构35带动主动轮30转动，进而带动履带34进行转动，传动控制机构35的底部设置有清扫机构33、微型摄像头36，其中清扫机构33可以伸缩的。

考察附图7-8，空调器释冷单元5内还设置有盘绕在第一风筒9外壁的第一换热盘管37以及盘绕在第二风筒15外壁的第二换热盘管38；空调器释冷单元外壳内底部设置有凹槽，凹槽内盛放有水箱放置部24；冰块放置部6与融冰槽连接，融冰槽通过管道与换热盘管连接，换热盘管盘绕在第一风筒9和第二风筒15的外壁上，换热盘管内部为融冰水，换热盘管的出口与水箱放置部24连接。

冰块放置部6由上层凹槽和下层空腔，上层凹槽的容纳空间大于下层空腔的容纳空间，上层凹槽和下层空腔采用带孔的隔板分开，冰块可以放置在冰块放置部6的上层，顶部冰块放置部6的下层空腔与第一换热盘管37的入口连接，第一换热盘管37的出口与中部冰块放置部6的上层凹槽连接，中部冰块放置部6的下层空腔与第二换热盘管38的入口连接，第二换热盘管38的出口与水箱放置部24的进水口连接，水箱放置部24的出水口通过回水管40与顶部冰块放置部6的上层凹槽的进水口连接，回水管40在流动方向上依次设置有电磁阀41、蠕动泵42。

冰块放置部6用于放置冰块，水箱放置部24用于回收冷凝水，冰块放置部6水箱放置部24均为上端开口、侧面及底面封闭的抽屉式结构，可以实现从空调器释冷单元的抽出与放入。

水箱放置部24内还设置有液位传感器和水温传感器，液位传感器用于测量凝水液位，水温传感器用于测量凝水水温，液位传感器和水温传感器均与数模转换器电连接。

空调器释冷单元5内部还设置有与冰块放置部6两侧对应的ptc加热片39，当室内需要迅速加热时，则启动ptc加热片，使冰块溶解1/5，当液位传感器检测到液位达到预设液位时，控制电磁阀41打开，蠕动泵42启动。

第一换热盘管37和第二换热盘管38均采用纯铜材料。

空调器控制单元1主要包括微处理器、存储器、控制器、时钟单元、声音采集单元、图像采集单元、数/模转换器、状态指示单元、音频播放单元、图像处理单元。微处理器的输入端口与存储器、时钟单元、数/模转换器连接，微处理器的输出端口与控制器连接，控制器的输出端与空调器释冷单元和行走单元的各用电部件电连接；图像采集单元与空调器行走单元18的前侧位置传感器、后侧位置传感器以及微型摄像头电连接。控制器的输出端还连接有音频播放单元、图像处理单元以及状态指示单元的输入端，音频播放单元、图像处理单元以及状态指示单元的输出端与显示器连接，通过显示器可以播放语音提示、指示空调器释冷单元和行走单元的状态。此外，智能控制单元内还设置有信号处理单元、信号接收单元、信号发送单元，用于在智能控制单元与智能控制终端（智能手机、pc端）无线连接时，通过信号接收单元接收智能控制终端发送的控制信号，通过信号处理单元将信号处理后传递给微处理器，微处理器将信号处理完成后通过信号发送单元发送反馈信号至智能控制终端。

微型摄像头36通过拍摄地板图像，将地板图像数据传至图像采集单元，图像采集单元又将上述数据通过数模转换器进行转换，将模拟信号转换为微处理器可处理的数字信号，存储器内存储有预先设置的多帧地板图像数据，将采集的地板图像数据与预设的地板图像数据进行比较，确定地板的洁净度，当地板的接近度超过预设值时，微处理器给控制器发送控制信号，控制器控制行走单元18中的清扫机构33放下，并控制清扫机构33旋转、吸尘，进而对地面进行清扫。

空调器控制单元1既可以基于局域网控制，也可实现远程控制，当用户家里面没人时，用户在下班前，可以远程操作智能移动式空调从冰箱内拿取冰块，将冰块放入冰块放置部6内，然后控制智能移动式空调移动到需要温度调节的房间内，开启第一风扇8和/或第二风扇14送风，进而在用户进入房间之前，使房间内温度调节到人体所需的舒适性温度。

冰箱冷冻箱的各个冷冻屉内设置有图像传感器，可以检查各个冷冻屉内的水是否已结冰；冰箱可以控制冷冻屉自动滑出或自动收回。

本发明的技术方案还包括如下控制方法：

步骤s1：智能控制终端向智能空调器的空调器控制单元发送温度调节控制信号和温度调节房间的房间编号，智能控制单元控制机械臂打开冰块放置部，空调器行走单元行走到冰箱所在位置，同时，空调器控制单元向冰箱发送冷冻箱箱门开启信号；

步骤s2：冰箱自动打开冷冻箱箱门，并将已结冰的冷冻屉滑出，智能空调器的机械臂从冰箱冷冻屉拿取冰块，放入冰块放置部内，将冰块放置部推入空调器释冷单元内，并关闭冰块放置部；

步骤s3：空调器控制单元在确认步骤s2完成后，向冰箱发送冷冻箱箱门关闭信号，冰箱将冷冻屉收回，冷冻箱箱门关闭；

步骤s4：空调器控制单元控制空调器行走单元移动到温度调节房间；

步骤s5：空调器控制单元控制第一风扇8和/或第二风扇14开启送风，同时开启液位传感器和水温传感器实时监测检测，并周期性使行走单元行走或转动；

步骤s6：当液位传感器检测的液位超过预设液位时，空调器控制单元的控制器控制电磁阀打开，蠕动泵启动；

步骤s7：当水温传感器检测到房间内温度达到预设温度事，控制器控制第一风扇8和第二风扇14停止，同时关闭电磁阀和蠕动泵。

步骤s8：空调器控制单元控制行走单元移动至冰箱位置，控制机械臂将水箱放置部的水倒入冰箱冷冻屉，倒水完成后，控制机械臂将水箱放置部收回，并向冰箱发送关闭控制信号，冰箱将冷冻屉收回，冷冻箱箱门关闭，智能空调器复位。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。