一种定频空调器及其控制电路及方法与流程

本发明涉及空调控制技术领域，尤其涉及一种定频空调器及其控制电路及方法。

背景技术：

现有市场上的定频空调器所采用压缩机只有一档转速，存在着耗电高、对电网冲击大、舒适性差等诸多缺点。传统定频压缩机转速基本不变，依靠不断的“开”“停”压缩机来调整室内温度，其一开一关之间，容易造成室温忽冷忽热，室温波动范围大，人体就会感觉不舒服，易得空调病，并且还会消耗较多的电能。综上所述，提高定频空调的舒适性且保障用户在最热和最冷的时候可以正常使用空调具有重要意义。

基于此，现急需一种定频空调器及其控制电路及方法，通过精确的控制空调的转速，解决了传统定频压缩机转速不变造成室温忽冷忽热的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种定频空调器及其控制电路及方法，通过精确的控制空调的转速，解决了传统定频压缩机转速不变造成室温忽冷忽热的问题。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种定频空调器，包括室内机、室外机、制冷系统以及相应的控制电路；所述室内机、室外机上分别设有采集室内、室外环境温度变化的温度传感器rt1、温度传感器rt4，所述室内机、室外机的盘管上分别设有采集室内机的换热器盘管以及室外机的换热器盘管温度变化的温度传感器rt3、温度传感器rt5，所述制冷系统包括压缩机、汽液分离器、四通阀、单向阀、截止阀、第一毛细管、第二毛细管；所述压缩机通过四通阀连接气液分离器并依次通过管路连通室外机、室内机组成一个循环通路，所述室外机、室内机两边的连接通路中均设有截止阀，所述室外机、室内机两边相对于压缩机的一端通路中依次设有第一毛细管、单向阀，所述单向阀与第一毛细管连通的一端导通，所述单向阀外还并联有第二毛细管，所述室内机、室外机分别对应匹配有贯流风扇、轴流风扇；所述控制电路通过采集温度传感器rt1、温度传感器rt4、温度传感器rt3、温度传感器rt5的温度变化信息控制调整压缩机的转速。

本发明还公开了一种定频空调器的控制电路，包括设置在室内机、室内机换热器盘管上用于采集室内、室内机盘管上环境温度变化的温度传感器rt1、温度传感器rt4以及第一cpu；所述温度传感器rt1具体包括ntc型热敏电阻rt1、电解电容ec1、保护电阻r1，所述温度传感器rt3具体包括ntc型热敏电阻rt3、电解电容ec3、保护电阻r3，所述第一cpu的+5v电压端依次串联ntc型热敏电阻rt1、电解电容ec1的正极与第一cpu的接地端相连，所述保护电阻r1并联在电解电容ec1两端；所述第一cpu的+5v电压端还依次串联ntc型热敏电阻rt3、电解电容ec3的正极与第一cpu的接地端相连，所述电解电容ec1的正极以及电解电容ec3的正极均与第一cpu的ad口连接，所述第一cpu通过电压变化感知室内环境、室内机换热器盘管温度的变化，在设定时间间隔内，当第一cpu检测到室内坏境温度低于设定值时或者室内机的温度值低于设定值时或者室内机的温度与室内坏境温度差值高于设定值时，控制压缩机转速或者改变压缩机档位。

本发明还公开了一种定频空调器的控制电路，包括设置在室外机、室外机换热器盘管上用于采集室外、室外机盘管上环境温度变化的温度传感器rt4、温度传感器rt5以及第二cpu；所述温度传感器rt4具体包括ntc型热敏电阻rt4、电解电容ec4、保护电阻r4，所述温度传感器rt5具体包括ntc型热敏电阻rt5、电解电容ec5、保护电阻r5，所述第二cpu的+5v电压端依次串联ntc型热敏电阻rt1、电解电容ec1的正极与第二cpu的接地端相连，所述保护电阻r1并联在电解电容ec1两端；所述第二cpu的+5v电压端还依次串联ntc型热敏电阻rt3、电解电容ec3的正极与第二cpu的接地端相连，所述电解电容ec1的正极以及电解电容ec3的正极均与第二cpu的ad口连接，所述第二cpu通过电压变化感知室外环境、室外机换热器盘管温度的变化，在设定时间间隔内，当第二cpu检测到室外坏境温度低于设定值时或者室外机的温度值低于设定值时或者室外机的温度与室外坏境温度差值高于设定值时，控制压缩机转速或者改变压缩机档位。

本发明还公开了一种定频空调器的控制方法，包括以下步骤流程：

s1、采用高、中、低三档转速压缩机，通过相应位置设置温度传感器检测室内环境温度t1与设定温度t2之差△t、内机盘管温度t3和外机盘管温度t4来控制压缩机转速；

s2、当空调开机，压缩机以低速运行设定的td1分钟，再根据△t、t3、t4判断压缩机的目标转速；

s3、当压缩机的目标转速为低档，保持低档继续运行；

s4、当压缩机的目标转速为中档，进入中档运行；

s5、当压缩机的目标转速为高档，先进入中档运行设定的td1分钟，其后若目标转速仍为高档进入高档运行；以上流程每间隔设定x时间进行一次判断。

作为本发明的优选方式之一，所述压缩机在低档运行时，压缩机的转速可调。

作为本发明的优选方式之一，当制冷运行时压缩机转速根据外界环境温度增加而增大，当制热运行时压缩机转速根据外界环境温度增加而减小。

本发明相比现有技术的优点在于：(1)本发明精确的控制了空调的转速，解决传统定频压缩机转速不变造成室温忽冷忽热的问题；(2)本发明降低了耗电量，减少对电网冲击，增加了安全保障；(3)本发明解决了北方严寒地区空调0℃以下制热效果差、甚至不能工作的问题；(4)本发明的低档位转速可调，提高了能源利用率。

附图说明

图1是实施例中的定频空调器功能原理图；

图2是实施例中的定频空调器的控制电路一；

图3是实施例中的定频空调器的控制电路二；

图4是实施例中空调具体控制方法主流程图；

图5是实施例中空调制冷压机运行流程图；

图6是实施例中空调制热压机运行流程图；

图7是实施例中空调低档制冷运行转速与温度对应关系图；

图8是实施例中空调低档制热运行转速与温度对应关系图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种定频空调器，包括室内机100、室外机200、制冷系统以及相应的控制电路；所述室内机100、室外机200上分别设有采集室内、室外环境温度变化的温度传感器rt1、温度传感器rt4，所述室内机、室外机的盘管上分别设有采集室内机的换热器盘管以及室外机的换热器盘管温度变化的温度传感器rt3、温度传感器rt5，所述制冷系统包括压缩机300、汽液分离器400、四通阀500、单向阀600、截止阀700、第一毛细管800、第二毛细管801；所述压缩机300通过四通阀500连接气液分离器400并依次通过管路连通室外机200、室内机100组成一个循环通路，所述室外机200、室内机100两边的连接通路中均设有截止阀700，所述室外机200、室内机100两边相对于压缩机300的一端通路中依次设有第一毛细管800、单向阀600，所述单向阀600与第一毛细管800连通的一端导通，所述单向阀600外还并联有第二毛细管801，所述室内机100、室外机200分别对应匹配有贯流风扇1001、轴流风扇2001；所述控制电路通过采集温度传感器rt1、温度传感器rt4、温度传感器rt3、温度传感器rt5的温度变化信息控制调整压缩机300的转速。

需要说明的是，本实施例由室内机、室外机、制冷系统以及相应的控制电路构成；制冷时，制冷系统内的低压、低温制冷剂蒸汽被压缩机吸入，经压缩为高压、高温的过热蒸汽后排至室外机换热器；同时室外侧风扇吸入的室外空气流经室外机换热器，带走制冷剂放出的热量，使高压、高温的制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过节流毛细管降压降温流入室内机换热器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围热量；同时室内侧风扇使室内空气不断进入室内机换热器的肋片间进行热交换，并将放热后的变冷的气体送向室内。如此，室内外空气不断循环流动，达到降低温度的目的。制热时，利用制冷系统的压缩冷凝热来加热室内空气的，低压、低温制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热，而高温高压制冷剂气体在冷凝器内放热冷凝。热泵制热时通过四通阀来改变制冷剂的循环方向，使原来制冷工作时做为蒸发器的室内机换热器变成制热时的冷凝器，原来制冷工作时做为冷凝器的室外机换热器变成制热时的蒸发器，这样制冷系统在室外吸热，室内放热，实现制热的目的；当每间隔一定时间，控制电路通过采集温度传感器rt1、温度传感器rt4、温度传感器rt3、温度传感器rt5的温度变化信息并与设定值进行对比，以此控制调整压缩机的转速。

实施例2

参见图2：本实施例还公开了一种定频空调器的控制电路，包括设置在室内机、室内机换热器盘管上用于采集室内、室内机盘管上环境温度变化的温度传感器rt1、温度传感器rt4以及第一cpu；所述温度传感器rt1具体包括ntc型热敏电阻rt1、电解电容ec1、保护电阻r1，所述温度传感器rt3具体包括ntc型热敏电阻rt3、电解电容ec3、保护电阻r3，所述第一cpu的+5v电压端依次串联ntc型热敏电阻rt1、电解电容ec1的正极与第一cpu的接地端相连，所述保护电阻r1并联在电解电容ec1两端；所述第一cpu的+5v电压端还依次串联ntc型热敏电阻rt3、电解电容ec3的正极与第一cpu的接地端相连，所述电解电容ec1的正极以及电解电容ec3的正极均与第一cpu的ad口连接，所述第一cpu通过电压变化感知室内环境、室内机换热器盘管温度的变化，在设定时间间隔内，当第一cpu检测到室内坏境温度低于设定值时或者室内机的温度值低于设定值时或者室内机的温度与室内坏境温度差值高于设定值时，控制压缩机转速或者改变压缩机档位。

可以理解的是，室内环境、盘管温度采集电路，通过在室内机环境、换热器上盘管温度传感器，5v电压通过ntc热敏电阻rt1和r1分压，ec1整形、稳压；rt3和r3分压，ec3整形、稳压，将ntc热敏电阻rt1、rt3阻值的变化转换为电压变化，输出直流电压信号到cpu的ad口。第一cpu通过对此电压的ad转换、采集来感知室内环境、换热器盘管温度的变化，从而作为空调转速控制过程中室内机的温度变化的判定依据。其中室内环境温度为t1，室内盘管温度为t3。

实施例3

参见图3：本实施例还公开了一种定频空调器的控制电路，包括设置在室外机、室外机换热器盘管上用于采集室外、室外机盘管上环境温度变化的温度传感器rt4、温度传感器rt5以及第二cpu；所述温度传感器rt4具体包括ntc型热敏电阻rt4、电解电容ec4、保护电阻r4，所述温度传感器rt5具体包括ntc型热敏电阻rt5、电解电容ec5、保护电阻r5，所述第二cpu的+5v电压端依次串联ntc型热敏电阻rt1、电解电容ec1的正极与第二cpu的接地端相连，所述保护电阻r1并联在电解电容ec1两端；所述第二cpu的+5v电压端还依次串联ntc型热敏电阻rt3、电解电容ec3的正极与第二cpu的接地端相连，所述电解电容ec1的正极以及电解电容ec3的正极均与第二cpu的ad口连接，所述第二cpu通过电压变化感知室外环境、室外机换热器盘管温度的变化，在设定时间间隔内，当第二cpu检测到室外坏境温度低于设定值时或者室外机的温度值低于设定值时或者室外机的温度与室外坏境温度差值高于设定值时，控制压缩机转速或者改变压缩机档位。

可以理解的是，室外环境、盘管温度采集电路，通过在室外机环境、换热器上盘管温度传感器，5v电压通过ntc热敏电阻rt4和r4分压，ec4整形、稳压；rt5和r5分压，ec5整形、稳压，将ntc热敏电阻rt4、rt5阻值的变化转换为电压变化，输出直流电压信号到cpu的ad口。cpu通过对此电压的ad转换、采集来感知室外环境、换热器盘管温度的变化，从而作为空调转速控制过程中室外机的温度变化的判定依据。其中室外盘管温度为t4，室外环境温度为t5。

实施例4

本实施例还公开了一种定频空调器的控制方法，包括以下步骤流程：

s1、采用高、中、低三档转速压缩机，通过相应位置设置温度传感器检测室内环境温度t1与设定温度t2之差△t、内机盘管温度t3和外机盘管温度t4来控制压缩机转速；

s2、当空调开机，压缩机以低速运行设定的td1分钟，再根据△t、t3、t4判断压缩机的目标转速；

s3、当压缩机的目标转速为低档，保持低档继续运行；

s4、当压缩机的目标转速为中档，进入中档运行；

s5、当压缩机的目标转速为高档，先进入中档运行设定的td1分钟，其后若目标转速仍为高档进入高档运行；以上流程每间隔设定x时间进行一次判断。

进一步的，所述压缩机在低档运行时，压缩机的转速可调；当制冷运行时压缩机转速根据外界环境温度增加而减小，当制热运行时压缩机转速根据外界环境温度增加而增大。本实施例的压缩机转速随着室外环境温度的变化而变化，且同一温度制冷、制热运行转速不同。例如：当温度为t5时，制冷运行对应转速为fi2，制热对应转速为fi1；如图7制冷运行时压缩机转速可根据外界环境温度增加而增大，如图8制热运行时压缩机转速可根据外界环境温度增加而减小。

以下为压缩机挡位具体选择方法：

空调开机，用户设定工作模式、温度(t2)，流程开始，参见图4，先判断(1)空调的温度传感器是否故障？如果传感器工作正常，则执行判断(2)；如果传感器有故障流程结束；判断(1)是定频空调转速控制的前提条件，传感器故障则无法进行后续的流程控制。再判断(2)是否为自动模式？如果是自动模式则执行判断(3)，如果结果为否则执行判断(4)；判断(3)t1是否小于w？如果判断结果为是，进入b；如果结果为否，进入a；判断(4)是否为制热模式？如果是制热模式进入b。进入a如图5，空调制冷压机运行流程图，先判断(5)δt是否小于等于tlc1？如果判断结果为是压缩机停止运行，流程结束；如果结果为否则执行判断(6)。判断(6)δt是否小于等于tlc2？如果判断结果为是则执行判断(10)；如果结果为否则执行判断(7)；再执行判断(10)t4是否小于等于twp3？如果判断结果为是压缩机低档运行；如果结果为否压缩机停止运行，流程结束；判断(7)若δt是否小于等于tlc3？如果判断结果为是则执行判断(9)；压缩机中档运行；如果结果为否则执行判断(8)；判断(9)t4是否小于等于twp2？如果判断结果为是压缩机中档运行；如果判断结果为否则执行判断(10)；判断(10)t4是否小于等于twp3？如果判断结果为是压缩机低档运行；如果结果为否压缩机停止运行，流程结束；判断(8)t4是否小于等于twp1？如果判断结果为是压缩机高档运行；如果判断结果为否则执行判断(9)；判断(9)t4是否小于等于twp2？如果判断结果为是压缩机中档运行；如果判断结果为否则执行判断(10)；判断(10)t4是否小于等于twp3？如果判断结果为是压缩机低档运行；如果结果为否压缩机停止运行，流程结束。

进入b如图6，空调制热压机运行流程图，先判断(11)δt是否小于等于trc1？如果判断结果为是压缩机停止运行，流程结束；如果结果为否则执行判断(12)。判断(12)δt是否小于等于trc2？如果判断结果为是则执行判断(16)；如果结果为否则执行判断(13)。再执行判断(16)t3是否小于等于tnp3？如果判断结果为是压缩机低档运行；如果结果为否则执行判断(17)。判断(17)t3是否小于等于tnp4？如果判断结果为是压缩机低档运行，停外风机；如果结果为否压缩机停止运行，流程结束。判断(13)δt是否小于等于trc3？如果判断结果为是则执行判断(15)；如果结果为否则执行判断(14)。判断(15)t3是否小于等于tnp2？如果判断结果为是压缩机中档运行；如果判断结果为否则执行判断(16)；再执行判断(16)t3是否小于等于tnp3？如果判断结果为是压缩机低档运行；如果结果为否则执行判断(17)。判断(17)t3是否小于等于tnp4？如果判断结果为是压缩机低档运行，停外风机；如果结果为否压缩机停止运行，流程结束。判断(14)t3是否小于等于tnp1？如果判断结果为是压缩机高档运行；如果判断结果为否则执行判断(15)；判断(15)t3是否小于等于tnp2？如果判断结果为是压缩机中档运行；如果判断结果为否则执行判断(16)；再执行判断(16)t3是否小于等于tnp3？如果判断结果为是压缩机低档运行；如果结果为否则执行判断(17)。判断(17)t3是否小于等于tnp4？如果判断结果为是压缩机低档运行，停外风机；如果结果为否压缩机停止运行，流程结束。

下表是实施例中部分参数数值表：

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。