一种压缩机预热控制方法、空调、计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种压缩机预热控制方法、空调、计算机可读存储介质。


背景技术：

2.空调是人们日常生活中不可或缺的电器设备，具有多种多样的结构形式。随着工业设计水平的不断提高，以及新工艺、新材料、新造型、新技术在空调上的运用，不仅开发出了各式各样的空调，而且对空调在不同运行场景下的控制方法也进行了相应的改进。
3.以空调制热运行过程为例，空调运行制热过程中，在压缩机停机后，由于冷媒的趋冷性，停机后大部分冷媒都会在室外机沉积。为了保证压缩机再次启动的可靠性，一般会在压缩机底部(油池处)加1
‑
2根曲轴加热带，在特定条件下曲轴加热带开启，以保证压缩机在停机状态下油池中的液态冷媒完全蒸发，从而确保压缩机再次开启运行的可靠性。
4.在现有技术中，除在压缩机底部增加曲轴加热带，也可以通过压缩机预热模块给压缩机电机绕组线圈通电，促使电机发热以保证压缩机油温。通过此方法，可取消曲轴加热带，降低整机成本。为此，现有技术往往采用压缩机预热模块给压缩机预热，但现有技术中的压缩机预热模块往往仅能够按照一个或若干个固定功率进行预热，这使得压缩机预热模块的输出功率较为固定，导致空调对压缩机预热功率的可调节程度较低，不利于提高空调对压缩机预热控制过程的智能化程度。
5.同时，这种以固定功率对压缩机进行预热的方式往往缺乏全场景通用性，当外界环境温度高的情况下，压缩机油池的预热功率需求较小，很容易出现实际输出功率偏高的情况，导致空调耗能高，不利于提高空调的节能减排性能，当外界环境温度低的情况下，压缩机油池的预热功率需求大，往往需要更大的功率输出，而现有技术中固定功率的预热方式往往难以满足外界极端低温环境下的压缩机预热需求，难以保证空调在极端低温环境下的启动可靠性。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明旨在提出一种压缩机预热控制方法、空调、计算机可读存储介质，以解决现有技术中空调对压缩机预热功率的可调节程度较低，容易出现能耗偏大、启动可靠性较差等问题。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.一种压缩机预热控制方法，包括：步骤一、空调控制压缩机停机，实时检测室外环境温度ta；步骤二、空调根据ta，控制压缩机预热模块以预设的启动功率开启预热，并持续预热第二预设时长t2；步骤三、空调实时检测当前的压缩机油池温度td’，并根据td’对压缩机预热模块的当前预热功率pw实时进行pi调控。其中，步骤二为初始预热过程，步骤三为预热智能调控过程；从而本技术在控制压缩机预热的过程中，依次执行初始预热过程、预热智能调控过程，一方面使得相关部件能够较为平稳地启动，并逐步达到其正常工作状态，提高
其运行可靠性，另一方面提高了空调对压缩机预热功率的可调节程度、智能化程度，使得空调在面临不同的外界环境下，均能够以相对合适的功率对压缩机进行预热，避免了现有技术中压缩机预热模块实际输出功率偏高或不足的情况发生，能够有效地确保压缩机在低温工况下启动的可靠性，同时也能够保障空调具有良好的节能减排性能。
9.进一步的，步骤一中，空调在压缩机停机之后、实时检测ta之前，执行压缩机预热启动的第一判定过程；具体的是指，步骤一包括：s1、空调控制压缩机停机；s2、空调实时检测压缩机油池温度td、压缩机停机的持续时长t；s3、空调判断是否同时满足td＜预设油池温度tds、t≥第一预设时长t1；若是，则进行步骤s4；若否，则维持压缩机预热模块关闭状态；s4、空调实时检测室外环境温度ta。从而本技术在启动压缩机预热之前，首先执行压缩机预热启动的第一判定过程，通过对td、t进行双参数的检测、判断，使其作为压缩机预热启动的第一判定条件，在压缩机油池温度低于tds，且压缩机停机持续时长达到t1后，则说明可能需要对压缩机进行预热，然后再进行后续的控制过程，第一判定过程的设置，有利于对压缩机的预热启动情况进行较为准确地控制，在一定程度上避免了不必要的预热启动。
10.进一步的，步骤二包括：s5、空调判断是否满足ta≥第一预设温度t1；若否，则进行步骤s6；若是，则维持压缩机预热模块关闭状态；s6、空调控制压缩机预热模块以预设的启动功率开启预热，并持续预热第二预设时长t2。在步骤二中，通过步骤s5对室外环境温度进行判定，使其作为压缩机预热启动的第二判定条件，从而空调在满足第一判定条件后，在压缩机可能需要预热的情况下，利用室外环境温度对是否启动压缩机预热进行再次分析，能够对压缩机的预热启动情况进行较为准确地控制，避免不必要的预热启动，有利于减少压缩机驱动模块的启闭次数，还有利于避免空调产生不必要的能耗，最大程度上确保空调的节能减排性能。
11.进一步的，步骤s6包括：若第二预设温度t2≤ta＜t1时，空调控制压缩机预热模块以第一启动功率pw1开启预热；若第三预设温度t3≤ta＜t2时，空调控制压缩机预热模块以第二启动功率pw2开启预热；若第四预设温度t4≤ta＜t3时，空调控制压缩机预热模块以第三启动功率pw3开启预热；若ta＜t4时，空调控制压缩机预热模块以第四启动功率pw4开启预热，pw1＜pw2＜pw3＜pw4。优选的，t1≥20℃，5℃≤t2＜t1，
‑
7℃≤t3＜t2，t4＜t3；pw1≤10w，15w≤pw2≤20w，25w≤pw3≤30w，35w≤pw4。从而使得在空调进行初始预热过程中，能够根据不同的外界环境温度来确定压缩机预热模块的启动功率，使得压缩机预热模块的预运行过程与当下的外界环境温度更为匹配，一方面有利于提高压缩机预热的效率，另一方面有利于提高空调对压缩机预热功率的可调节程度。
12.进一步的，在步骤三的pi调控过程中：pw＝pw(k
‑
l)+
△
p；
△
p＝kp
·
e(k)+ki
·
[e(k)
‑
e(k
‑
l)]；e(k)＝tds
‑
td(k)；e(k
‑
l)＝tds
‑
td(k
‑
l)；其中，l为压缩机预热模块的预热功率在智能调控过程中的调节周期；pw(k
‑
l)为压缩机预热模块在上一调节周期中的预热功率；kp为pi控制中的p常数，ki为pi控制中的i常数；td(k)为当前压缩机油池温度值；td(k
‑
l)为上一调节周期压缩机油池温度值；0≤pw≤pwmax；pwmax为压缩机预热模块的最大输出功率。从而通过在空调预热智能调控过程中，能够实时根据当前的压缩机油池温度，来对压缩机预热模块的当前预热功率进行智能化调节，一方面提高了空调对压缩机预热功率的可调节程度、智能化程度、以及相关功率调控过程的控制精准程度，另一方面使得空调在面临不同的外界环境下，均能够以合适的功率对压缩机进行预热，避免了现有技术中压缩
机预热模块实际输出功率偏高或不足的情况发生，能够有效地确保压缩机在低温工况下启动的可靠性，同时也能够减少电能的浪费，保障空调具有良好的节能减排性能。
[0013]
进一步的，步骤s6包括：s61、空调控制压缩机预热模块以预设的启动功率开启预热；s62、空调实时检测初始预热过程的持续时间t’；s63、空调判断是否t’≥t2；若是，则进行步骤三；若否，则返回步骤s62。从而本技术在满足第一判定条件、第二判定条件之后，空调进入初始预热过程，即压缩机预热模块以预设的启动功率启动，并预运行一段时间；这一方面在对压缩机预热功率进行智能调控之前，有利于确保相关部件能够较为平稳地启动，并逐步达到其正常工作状态，提高其运行可靠性，另一方面也确保了在满足相应判定条件后，能够及时有效地对压缩机提供热量输入，在一定程度上避免了液态冷媒在压缩机油池沉积，以保证压缩机再次启动时的可靠性。
[0014]
一种空调，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现所述的压缩机预热控制方法。
[0015]
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现所述的压缩机预热控制方法。
[0016]
相对于现有技术，本发明所述的一种压缩机预热控制方法、空调、计算机可读存储介质具有以下优势：
[0017]
本发明所述的一种压缩机预热控制方法、空调、计算机可读存储介质，通过两级判定条件对压缩机预热启动进行分析处理，能够对压缩机的预热启动情况进行较为准确地控制，避免不必要的预热启动，有利于减少压缩机预热模块的启闭次数，还有利于避免空调产生不必要的能耗，最大程度上确保空调的节能减排性能。
[0018]
同时，本技术在确定需要进行压缩机预热后，依次执行初始预热过程、预热智能调控过程，一方面使得相关部件能够较为平稳地启动，并逐步达到其正常工作状态，提高其运行可靠性，另一方面提高了空调对压缩机预热功率的可调节程度、智能化程度，使得空调在面临不同的外界环境下，均能够以相对合适的功率对压缩机进行预热，避免了现有技术中压缩机预热模块实际输出功率偏高或不足的情况发生，能够有效地确保压缩机在低温工况下启动的可靠性，同时也能够保障空调具有良好的节能减排性能。
附图说明
[0019]
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0020]
图1为常规空调系统中的外机结构示意图；
[0021]
图2为本发明实施例所述的一种压缩机预热控制方法的流程示意图。
[0022]
附图标记说明：
[0023]
1、压缩机；2、第一温度传感器；3、高压压力开关；4、油分离器；5、高压压力传感器；6、四通阀；7、过滤器；8、气侧截止阀；9、液侧截止阀；10、电子膨胀阀；11、第三温度传感器；12、室外换热器；13、室外风机；14、分配器；15、第四温度传感器；16、气液分离器；17、第二温度传感器；18、回油毛细管；19、第五温度传感器。
具体实施方式
[0024]
下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。
[0025]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0027]
在现有技术中，当空调制热过程中压缩机停机后，往往采用压缩机预热模块给压缩机预热，但现有技术中的压缩机预热模块往往仅能够按照一个或若干个固定功率进行预热，这使得压缩机预热模块的输出功率较为固定，导致空调对压缩机预热功率的可调节程度较低，不利于提高空调对压缩机预热控制过程的智能化程度，在面临不同的外界环境下，容易出现实际输出功率偏高的情况，导致空调耗能高，或者难以满足外界极端低温环境下的压缩机预热需求，难以保证空调在极端低温环境下的启动可靠性。
[0028]
为了解决现有技术中空调对压缩机预热功率的可调节程度较低，容易出现能耗偏大、启动可靠性较差等问题，本实施例提出一种压缩机预热控制方法、空调、计算机可读存储介质。
[0029]
对于空调的结构而言，如附图1所示，与常规空调系统中的外机结构设置基本一致，在此不进行赘述。需要说明的是，第一温度传感器2用于检测压缩机1的排气温度，第二温度传感器17用于检测压缩机1的吸气温度，第三温度传感器11用于检测外界环境温度，第四温度传感器15用于检测化霜温度，第五温度传感器19用于检测压缩机1的油池温度。在此结构的基础上，所述空调还包括压缩机预热模块，通过压缩机预热模块给压缩机电机绕组线圈通电，促使电机发热以保证压缩机底部油池的温度；在本技术的描述用语中，“压缩机驱动模块关闭状态”为压缩机预热模块不给压缩机电机绕组线圈通电的操作，或者空调不进行电机发热的其它相关操作；压缩机驱动模块的“开启预热”为压缩机预热模块以一定的功率给压缩机电机绕组线圈通电的操作，或者空调在一定功率的输出下，进行电机发热的其它相关操作。
[0030]
对于压缩机预热模块的结构及其设置情况、压缩机自身的结构及其设置情况，均可以采用现有技术，在此不进行赘述。
[0031]
对于压缩机预热控制方法而言，如附图2所示，所述压缩机预热控制方法包括：
[0032]
s1、空调控制压缩机停机；
[0033]
其中，步骤s1表示空调在制热运行过程中，压缩机的停机。所述停机可以是空调关机、达温停机、自检停机、异常停机、故障停机等多种常规的压缩机停机情况；同样的，本技术主要针对压缩机的停机预热控制，对于压缩机自身的运行状况无需进行过多限制。
[0034]
s2、空调实时检测压缩机油池温度td、压缩机停机的持续时长t；
[0035]
其中，td可以通过第五温度传感器19来检测获取，t是指压缩机在每次停机后开始计时，所得到的压缩机在当前这一次的停机状态下的停机持续时长，由空调中设置的时间模块来检测获取。
[0036]
s3、空调判断是否同时满足td＜预设油池温度tds、t≥第一预设时长t1；若是，则进行步骤s4；若否，则维持压缩机预热模块关闭状态，并返回步骤s2；
[0037]
其中，tds、t1均为空调预设数据，为空调生产厂商在空调数据存储装置中预设的数据，鉴于不同空调厂商的研发过程、空调性能要求、冷媒种类、压缩机用油等情况的不同，tds、t1的设置建议以实际生产制造的情况来确定。在本技术中，
‑
20℃≤tds≤20℃，0.5h≤t1≤3h；优选的，tds＝10℃，t1＝2h。
[0038]
s4、空调实时检测室外环境温度ta；
[0039]
其中，ta可以通过第三温度传感器11来检测获取。
[0040]
s5、空调判断是否满足ta≥第一预设温度t1；若否，则进行步骤s6；若是，则维持压缩机预热模块关闭状态，并返回步骤s2；
[0041]
其中，第一预设温度t1为空调预设数据，为空调生产厂商在空调数据存储装置中预设的数据，同样建议以实际生产制造的情况来确定；在本技术中，t1≥20℃；优选的，t1＝22℃。
[0042]
在步骤s2
‑
s5的过程中，通过步骤s3对td、t进行双参数判定，使其作为压缩机预热启动的第一判定条件，使得压缩机油池温度低于tds，且压缩机停机持续时长达到t1后，则说明可能需要对压缩机进行预热；再继续通过步骤s5对室外环境温度进行判定，使其作为压缩机预热启动的第二判定条件。从而空调在满足第一判定条件后，在压缩机可能需要预热的情况下，利用室外环境温度对是否启动压缩机预热进行再次分析，能够对压缩机的预热启动情况进行较为准确地控制，避免不必要的预热启动，有利于减少压缩机预热模块的启闭次数，还有利于避免空调产生不必要的能耗，最大程度上确保空调的节能减排性能。
[0043]
s6、空调进行初始预热过程，并控制压缩机预热模块以预设的启动功率开启预热；
[0044]
在步骤s6中，考虑到压缩机预热的效率，以及外界环境温度对压缩机预热过程的影响，本技术并不局限于以一个固定的预热功率来开启压缩机预热模块的预运行；为此，本技术对压缩机预热模块在启动时的预热功率进行优化，即步骤s6包括：
[0045]
若第二预设温度t2≤ta＜t1时，空调控制压缩机预热模块以第一启动功率pw1开启预热；若第三预设温度t3≤ta＜t2时，空调控制压缩机预热模块以第二启动功率pw2开启预热；若第四预设温度t4≤ta＜t3时，空调控制压缩机预热模块以第三启动功率pw3开启预热；若ta＜t4时，空调控制压缩机预热模块以第四启动功率pw4开启预热；其中，pw1＜pw2＜pw3＜pw4。
[0046]
其中，t1、t2、t3、t4、pw1、pw2、pw3、pw4为空调预设数据，为空调生产厂商在空调数据存储装置中预设的数据，同样建议以实际生产制造的情况来确定；在本技术中，步骤s6中的t1与步骤s5中的t1相同，5℃≤t2＜t1，
‑
7℃≤t3＜t2，t4＜t3；优选的，t2＝8℃，t3＝
‑
5℃，t4＝
‑
12℃。此外，pw1≤10w，15w≤pw2≤20w，25w≤pw3≤30w，35w≤pw4；优选的，pw1＝8w，pw2＝16w，pw3＝26w，pw4＝40w。
[0047]
从而使得在空调进行初始预热过程中，能够根据不同的外界环境温度来确定压缩机预热模块的启动功率，使得压缩机预热模块的预运行过程与当下的外界环境温度更为匹配，一方面有利于提高压缩机预热的效率，另一方面有利于提高空调对压缩机预热功率的可调节程度。
[0048]
s7、空调实时检测初始预热过程的持续时间t’；
[0049]
其中，t’是指空调在每次进入初始预热过程后开始计时，所得到的在当前这一次的初始预热过程中的持续运行时长，同样由空调中设置的时间模块来检测获取。
[0050]
s8、空调判断是否t’≥第二预设时长t2；若是，则进行步骤s9；若否，则返回步骤s7；
[0051]
其中，第二预设时长t2为空调预设数据，为空调生产厂商在空调数据存储装置中预设的数据，同样建议以实际生产制造的情况来确定。在本技术中，t2≥10min；优选的，t2＝12min。
[0052]
步骤s6
‑
s8的执行过程中，在满足第一判定条件、第二判定条件之后，空调进入初始预热过程，即压缩机预热模块以预设的启动功率启动，并预运行一段时间；这一方面在对压缩机预热功率进行智能调控之前，有利于确保相关部件能够较为平稳地启动，并逐步达到其正常工作状态，提高其运行可靠性，另一方面也确保了在满足相应判定条件后，能够及时有效地对压缩机提供热量输入，在一定程度上避免了液态冷媒在压缩机油池沉积，以保证压缩机再次启动时的可靠性。
[0053]
s9、空调由初始预热过程转为预热智能调控过程，实时检测当前的压缩机油池温度td’，并根据td’对压缩机预热模块的当前预热功率pw实时进行pi调控。
[0054]
其中，在空调的初始预热过程进行t2时长后，即压缩机预热相关的部件达到正常的工作状态后，空调由初始预热过程转为预热智能调控过程，对压缩机预热功率进行智能调控。此外，pi控制为自动控制原理pid控制常用的一种控制方法，往往是根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。
[0055]
从而本技术通过两级判定条件对压缩机预热启动进行分析处理，能够对压缩机的预热启动情况进行较为准确地控制，避免不必要的预热启动，有利于减少压缩机预热模块的启闭次数，还有利于避免空调产生不必要的能耗，最大程度上确保空调的节能减排性能。同时，本技术在确定需要进行压缩机预热后，依次执行初始预热过程、预热智能调控过程，一方面使得相关部件能够较为平稳地启动，并逐步达到其正常工作状态，提高其运行可靠性，另一方面提高了空调对压缩机预热功率的可调节程度、智能化程度，使得空调在面临不同的外界环境下，均能够以相对合适的功率对压缩机进行预热，避免了现有技术中压缩机预热模块实际输出功率偏高或不足的情况发生，能够有效地确保压缩机在低温工况下启动的可靠性，同时也能够保障空调具有良好的节能减排性能。
[0056]
为了进一步提高预热智能调控过程的控制精准性能，本技术对pi调控过程进行说明：
[0057]
pw＝pw(k
‑
l)+
△
p；
[0058]
△
p＝kp
·
e(k)+ki
·
[e(k)
‑
e(k
‑
l)]；e(k)＝tds
‑
td(k)；e(k
‑
l)＝tds
‑
td(k
‑
l)；
[0059]
其中，l为压缩机预热模块的预热功率在智能调控过程中的调节周期，优选的，l为1min
‑
15min；pw为压缩机预热模块的当前预热功率，且0≤pw≤pwmax；pwmax为压缩机预热模块的最大输出功率；pw(k
‑
l)为压缩机预热模块在上一调节周期中的预热功率；kp为pi控制中的p常数，ki为pi控制中的i常数，二者均为比例积分常数，通过实验调试得到；td(k)为当前压缩机油池温度值；td(k
‑
l)为上一调节周期压缩机油池温度值；实质上，td(k)、td(k
‑
l)均属于步骤s9中检测得到的td’，区别在于二者是任意两个相邻调节周期中的td’。
[0060]
从而通过在空调预热智能调控过程中，能够实时根据当前的压缩机油池温度，来对压缩机预热模块的当前预热功率进行智能化调节，一方面提高了空调对压缩机预热功率
的可调节程度、智能化程度、以及相关功率调控过程的控制精准程度，另一方面使得空调在面临不同的外界环境下，均能够以合适的功率对压缩机进行预热，避免了现有技术中压缩机预热模块实际输出功率偏高或不足的情况发生，能够有效地确保压缩机在低温工况下启动的可靠性，同时也能够减少电能的浪费，保障空调具有良好的节能减排性能。
[0061]
在本发明中还提出一种空调，采用所述的压缩机预热控制方法；所述空调包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现所述压缩机预热控制方法，此外，对于所述空调的具体部件结构，可以借鉴现有技术，在此不进行赘述。同时，本技术还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现所述压缩机预热控制方法。
[0062]
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。