风机优化调节方法及空调器与流程

1.本发明属于空气调节技术领域，具体地说，涉及一种风机优化调节方法及空调器。


背景技术：

2.空气调节产品在出厂时一般会设置好风扇转速。室内机风扇转速一般根据室内温度与设定温度的差值来确定，室外机风扇转速一般根据环境温度来确定，以使室外换热器的温度稳定在一定的温度范围内。
3.一般风机随着转速的增大，风量增大，但同时所消耗的功率增加。对于空调换热器来说，风量增大带来的收益并不是线性的。风量小的时候，增大风量会使得能力增加迅速，但是待风量增加到一定程度后，风量的增加对于换热器换热量的增加的贡献就会越来越小。因此，目前的风机调节方式不能使得空调系统以最佳的性能进行运行。


技术实现要素：

4.本发明针对目前的风机调节方式使得空调系统运行性能差的技术问题，提出了一种风机优化调节方法，可以解决上述问题。
5.为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
6.一种风机优化调节方法，包括：
7.室外风机优化调节步骤，包括：
8.检测室内温度tair；
9.判断室内温度tair与设定温度tset的差值，当|tair-tset|＜δt时，计算当前的能效值cop；
10.将cop与前次的能效值cop’进行比较，当cop≥cop’时，降低室外风机转速。
11.进一步的，降低室外风机转速并保持运行δt之后，返回室外风机优化调节步骤。
12.进一步的，室外风机优化调节步骤中，当|tair-tset|≥δt时，增加室外风机转速，并进入室内风机优化调节步骤，对室内风机转速进行调节。
13.进一步的，室外风机优化调节步骤中，当cop＜cop’时，进入室内风机优化调节步骤，对室内风机转速进行调节。
14.进一步的，进入室外风机优化调节步骤之前，还包括检测风机运行状态，当风机运行稳定后进入室外风机优化调节步骤。
15.进一步的，检测风机运行状态包括：检测机组运行参数压缩机排气压力pd、压缩机吸气压力ps、压缩机转速n、室外风机转速n0、室内风机转速n1中的一种或者多种。
16.进一步的，室内风机优化调节步骤包括：
17.检测室内温度tair；
18.判断室内温度tair与设定温度tset的差值，当|tair-tset|＜δt时，计算当前的能效值cop；
19.将cop与前次的能效值cop’进行比较，当cop≥cop’时，降低室内风机转速。
20.进一步的，降低室内风机转速并保持运行δt之后，返回室内风机优化调节步骤。
21.进一步的，室内风机优化调节步骤中，当|tair-tset|≥δt时，增加室内风机转速，返回室内风机优化调节步骤。
22.本发明同时提出了一种空调器，其包括前面任一条所记载的风机优化调节方法。
23.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
24.本风机优化调节方法通过实时计算能效，在满足室内温度要求的前提下，通过实时能效来作为调节风机运行转速的依据，使得空调风机以最佳转速运行，从而保证空调器的能效最佳。
25.结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
27.图1是本发明提出的空调器的一种实施例的原理方框图；
28.图2是本发明提出的风机优化调节方法的一种实施例的室外风机转速调节流程图；
29.图3是本发明提出的风机优化调节方法的一种实施例的室内风机转速调节流程图。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.实施例一
34.空调器是通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制
冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。
35.压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
36.膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。
37.如图1所示，空调器的室外单元是指制冷循环的包括压缩机11和室外热交换器12的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器13，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。
38.室内热交换器13和室外热交换器12用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。
39.室内单元通过管连接到安装在室外空间中的室外单元。室外单元中可设有压缩机11、室外热交换器12、室外风扇14、膨胀器和制冷循环的类似部件，室外风扇14由室外风机带动，室内单元中设有室内热交换器13和室内风扇15，室内风扇由室内风机带动。
40.室外风机联接到室外风扇14的一侧，室内风机联接到室内风扇15的一侧。室外风机被驱动以便向室外风扇14提供旋转力，室内风机被驱动以便向室内风扇15提供旋转力。
41.室内风扇15用于将室内环境中的空气吸入至室内机，与室内热交换器13 中的冷媒进行换热后，并由室内风扇15吹出。室外风扇14用于将外部环境中的空气吸入至室外机，与室外热交换器12中的冷媒进行换热后，并由室外风扇 14吹出。
42.现有空气调节产品在出厂时一般会设置好风扇转速。室内风机转速一般根据室内温度与设定温度的差值来确定，室外风机转速一般根据环境温度来确定，以使室外换热器的温度稳定在一定的温度范围内。
43.一般风机随着转速的增大，风量增大，但同时所消耗的功率增加。对于空调换热器来说，风量增大带来的收益并不是线性的。风量小的时候，增大风量会使得能力增加迅速，但是待风量增加到一定程度后，风量的增加对于换热器换热量的增加的贡献就会越来越小。因此，目前的风机调节方式不能使得空调系统以最佳的性能进行运行。
44.为了解决上述问题，本实施例提出了一种风机优化调节方法，包括：
45.如图2所示，室外风机优化调节步骤s0，包括：
46.检测室内温度tair；
47.判断室内温度tair与设定温度tset的差值，当|tair-tset|＜δt时，计算当前的能效值cop；
48.将cop与前次的能效值cop’进行比较，当cop≥cop’时，降低室外风机转速。
49.本实施例的风机优化调节方法通过实时计算能效，在满足室内温度要求的前提下，通过实时能效来作为调节风机运行转速的依据，使得空调风机以最佳转速运行，从而保证空调器的能效最佳。
50.空调器的制冷制热原理即能量的搬运，可以将室外的冷量或者热量搬运至室内，室外热交换器的换热性能对于空调器的能效起到关键作用。本方法通过在当室内机出风温度满足设定温度时，且空调器的能效符合条件时，通过首先降低室外风机的转速，达到节能的效果。
51.当目前能效大于等于上一次能效时，通过降低室外机风扇转速。本实施例中优选室外风机转速每次减小的幅度为δn转/min。其中，δn为预设好的参数，存储在空调器中。
52.降低室外风机转速并保持运行δt之后，返回室外风机优化调节步骤。也即，然后待机组运行δt时间后，返回再次采集相关数据。
53.当目前能效大于等于上一次能效时，降低室内机风扇转速。风扇转速每次减小的幅度为δn，转/min；然后待机组运行δt时间后，返回再次采集相关数据。
54.当目前能效小于上一次能效时，或者当前室温满足不了要求时，恢复上一次的风扇转速。进入室内风机转速进行调节步骤，开始调节室内风机转速。
55.也即，室外风机优化调节步骤中，当|tair-tset|≥δt时，增加室外风机转速，并进入室内风机优化调节步骤，对室内风机转速进行调节。
56.启动进入室内风机优化调节步骤，首先还是采集相关传感器参数。判断当前室温是否满足要求(由于上一步已经满足，因此在初次进入室内风机优化调节步骤时，必然满足此条件)。满足要求后计算系统能力、功率以及能效。
57.室外风机优化调节步骤中，当cop＜cop’时，进入室内风机优化调节步骤，对室内风机转速进行调节。
58.此外，一般室外风机的换热面积比较大，调节幅度比较大，所以可以先对调节幅度大的外机进行调节。另一方面室内风机是面向用户的，所以先调节室外风机再调节室内风机，减少对用户的影响。
59.进入室外风机优化调节步骤之前，还包括检测风机运行状态，当风机运行稳定后进入室外风机优化调节步骤。
60.空调启动过程涉及到压缩机以及风扇的控制，这里不涉及。本专利描述的风扇转速调控是待空调稳定运行后开始的。首先初始化参数。
61.cop’＝0
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(1)
62.n0＝n0max
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(2)
63.n1＝n1max
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(3)
64.其中cop’为上一时刻机器的能效，无量纲；n0为室外机风扇转速，转/min； n0max为室外机风扇最大转速，转/min,通常为1000转/min；n1为室内机风扇转速，转/min，通常为1000转/min；n1max为室内机风扇最大转速，转/min；
65.机器运行后，空调自身传感器会将采集到的信号传送给控制器。如：压缩机吸气压力ps，压缩机排气压力pd、压缩机转速n，室外机风扇转速n0、室内机风扇转速n1、室内温度tair、设定温度tset。然后判断当前室内温度是否满足要求，δt为温度误差限，当室内温度与设定温度差值的绝对值在温度误差限以内，即认为空调器满足了用户需求(注意由于风扇转速优化过程是在空调器运行稳定后才进入的，因此在初次进入风扇转速优化过程时室内温度与设定温度差的绝对值是在温度误差限以内的)。
66.当室内温度与设定温度差值的绝对值在温度误差限以内时计算当前机组能效，计
算过程如下：
67.cop’＝cop
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(4)。
68.q＝a1+a2*ps+a3*pd+a4*n+a5*ps^2+a6*pd^2+a7*n^2+a8*ps*pd+a9*ps*n+a1 0*pd*n+a11*ps^3+a12*ps^2*n+a13*ps*n^2+a14*pd*n^2+a15*ps*pd*n
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(5)。
69.p＝b1+b2*ps+b3*pd+b4*n+b5*ps^2+b6*pd^2+b7*n^2+b8*ps*pd+b9*ps*n+b1 0*pd*n+b11*ps^3+b12*ps^2*n+b13*ps*n^2+b14*pd*n^2+b15*ps*pd*n
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(6)。
70.ptotal＝p+u0*i0+u1*i1
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(7)。
71.cop＝q/ptotal
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(8)。
72.其中，cop’为上一计算的能效，w/w；初始能效为0；q为空调器的能力(制冷量或制热量)，w；p为压缩机的功率，w；ptotal为整机的总功率，w；ps 为吸气压力，mpa；pd为排气压力，mpa；n为压缩机转速，转/min；a1～a15为常系数和压机有关；b1～b15为常系数，和压机有关。u0为室外机风机电压，v； i0为室外机风机电流，a；u1为室内机风机电压v，i1为室内机风机电流，a；一般风扇电压都为已知，电流由电流传感器获得(空调器内会自带)；cop为整机能效。
73.需要说明的是，在外机转速和内机转速调节的过程中，当室内温度达不到用户设定值时，风机控制系统不进行任何调节，此时由空调本身自带的能力控制系统进行调节，使室内温度达到用户设定值，此时风机控制系统才会进入室外风机转速和室内风机转速的控制系统调节，从而获得最佳的cop对应的运行转速。
74.检测风机运行状态包括：检测机组运行参数压缩机排气压力pd、压缩机吸气压力ps、压缩机转速n、室外风机转速n0、室内风机转速n1中的一种或者多种。
75.为了保证空调器安全有效的运行，一般会在压缩机吸气以及排气管路上安装压力传感器，检测吸气压力ps，以及排气压力pd。同时空调器的控制器上，还会有压缩机转速n，室外机风扇转速n0，室内机转速n1，室内设定温度tset。室内会有温度传感器，检测室内温度tair。当上述参数进入平稳状态时，则认为空调进入稳定运行状态。
76.如图3所示，室内风机优化调节步骤s1包括：
77.检测室内温度tair；
78.判断室内温度tair与设定温度tset的差值，当|tair-tset|＜δt时，计算当前的能效值cop；
79.将cop与前次的能效值cop’进行比较，当cop≥cop’时，降低室内风机转速。
80.进入室内风机优化调节步骤首先还是采集相关传感器参数。判断当前室温是否满足要求(由于上一步已经满足，因此在初次进入室内风机优化调节步骤时，必然满足此条件)。满足要求后计算系统能力、功率以及能效。
81.当目前能效大于等于上一次能效时，降低室内风机转速。室内风机转速每次减小的幅度为δn，转/min；然后待机组运行δt时间后，返回再次采集相关数据。
82.当目前能效小于上一次能效时，或者当前室温满足不了要求时，恢复上一次的风扇转速。返回再次采集数据。
83.降低室内风机转速并保持运行δt之后，返回室内风机优化调节步骤。
84.室内风机优化调节步骤中，当|tair-tset|≥δt时，增加室内风机转速，返回室内风机优化调节步骤。
85.本专利通过cop来作为判据使得风扇以最佳的转速进行运行,并且实时检测。节省能源，降低运行成本。
86.实施例二
87.本发明同时提出了一种空调器，其包括室内单元和室外单元，空调器的室外单元是指制冷循环的包括压缩机11和室外热交换器12的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器13，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。
88.室内热交换器13和室外热交换器12用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。
89.室内单元通过管连接到安装在室外空间中的室外单元。室外单元中可设有压缩机11、室外热交换器12、室外风扇14、膨胀器和制冷循环的类似部件，室外风扇14由室外风机带动，室内单元中设有室内热交换器13和室内风扇15，室内风扇由室内风机带动。
90.室外风机联接到室外风扇14的一侧，室内风机联接到室内风扇15的一侧。室外风机被驱动以便向室外风扇14提供旋转力，室内风机被驱动以便向室内风扇15提供旋转力。
91.室内风扇15用于将室内环境中的空气吸入至室内机，与室内热交换器13 中的冷媒进行换热后，并由室内风扇15吹出。室外风扇14用于将外部环境中的空气吸入至室外机，与室外热交换器12中的冷媒进行换热后，并由室外风扇 14吹出。
92.本实施例的空调器按照实施例一中记载的风机优化调节方法进行调节风机转速，包括调节室内风机和室外风机的转速，具体调节方法可参见实施例一中记载，在此不做赘述。
93.本实施例的空调器通过cop来作为判据使得风机以最佳的转速进行运行, 并且实时检测。节省能源，降低运行成本。
94.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。