一种变频空调的控制方法与流程

本发明属于空气调节技术领域，具体地说，是涉及一种变频空调的控制方法。

背景技术：

炎炎夏日,很多人整日整夜都离不开空调。但是长期吹空调对人体的危害很多，容易得空调病。

为了解决制冷吹出冷风而导致不舒适的问题，可以基于室内换热器的盘管温度作为控制目标来控制压缩机运行频率的控制方法。现有盘管温度控制过程中，盘管目标温度均采用固定值，一般为固化在空调存储器中的一个温度固定值。在实际使用过程中，经常会存在一个现象：在用户设定的室内目标温度不同的情况下，在室内温度接近室内目标温度时，用户反而感觉不舒适。经分析，这种现象是由于在室内温度接近用户设定温度时基于室内换热器的盘管温度作为控制目标来控制压缩机运行频率、且盘管目标温度为固定值所引起的。

由于换热器的盘管温度是关乎空调冷媒系统和整体空气调节的关键参数，如果控制不当，可能会带来空气调节性能变差、降低舒适性的问题。因此，如何基于盘管温度进行合理、舒适的控制，是亟待研究和解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种变频空调的控制方法，兼顾空调器室内温度调节的舒适性和空调器的低功耗节能性，实现更加合理的控制。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种变频空调的控制方法，所述变频空调为壁挂式空调，所述方法包括：

空调开机运行制冷模式，在空调器进入室温PID控制时，获取室内温度传感器检测的当前室内温度，作为第一室内温度，将所述第一室内温度与设定补偿温度的差值作为第二室内温度，计算所述第二室内温度与当前室内目标温度之间的温差，获得室内温差，根据所述室内温差进行室温PID运算，获得第一目标频率；

将所述第二室内温度与设定的舒适温度作比较；

若所述第二室内温度不小于所述舒适温度，执行下述的室温PID控制：

根据所述第一目标频率控制所述压缩机；

若所述第二室内温度小于所述舒适温度，执行下述的双重PID控制：

检测空调蒸发器的盘管温度，计算所述盘管温度与盘管目标温度之间的温差，获得盘管温差，根据所述盘管温差进行盘温PID运算，获得第二目标频率；根据所述第一目标频率和所述第二目标频率中的较小值控制所述压缩机；所述盘管目标温度根据所述当前室内目标温度确定，且满足所述当前室内目标温度小时所述盘管目标温度小。

如上所述的变频空调的控制方法，所述盘管目标温度根据所述当前室内目标温度确定，具体包括：

获取室内推荐目标温度和盘管推荐目标温度；

计算所述室内推荐目标温度与所述当前室内目标温度的差值，作为第一差值；

根据公式第二差值=a*第一差值获取第二差值；a为不大于1的正数；

计算所述盘管推荐目标温度与所述第二差值之差，计算结果确定为执行所述盘温PID运算的实际盘管目标温度。

如上所述的变频空调的控制方法，所述设定补偿温度是预先存储并调用的、与所述当前室内目标温度和所述当前室外温度对应的补偿温度。

如上所述的变频空调的控制方法，所述设定补偿温度通过下述方法调用：

将所述当前室内目标温度与预先存储的室内目标温度范围作比较，判断所述当前室内目标温度所属的室内目标温度范围；将所述当前室外温度与预先存储的室外温度范围作比较，判断所述当前室外温度所属的室外温度范围；根据预先存储的、与室内目标温度范围和室外温度范围相对应的多个补偿温度中查找与所述当前室内目标温度所属的室内目标温度范围和所述当前室外温度所属的室外温度范围相对应的补偿温度作为所述设定补偿温度，并调用。

如上所述的变频空调的控制方法，在执行所述双重PID控制时，实时检测所述室内温度，计算所述第二室内温度，并将所述第二室内温度与所述舒适温度作比较，在所述第二室内温度不小于所述舒适温度时，退出所述双重PID控制，执行所述室温PID控制。

如上所述的变频空调的控制方法，在执行所述双重PID控制时，实时检测所述室内温度，计算所述第二室内温度，并将所述第二室内温度与所述舒适温度作比较，在所述第二室内温度不小于所述舒适温度、且所述第二室内温度与所述舒适温度之差大于设定的差值时，退出所述双重PID控制，执行所述室温PID控制。

如上所述的变频空调的控制方法，在执行所述双重PID控制时，获取所述压缩机的当前运行频率，将所述当前运行频率作为所述盘温PID运算的初始频率，并根据所述盘管温差进行所述盘温PID运算。

如上所述的变频空调的控制方法，在空调制冷运行过程中，若检测到用户设定的风速，则控制空调的风机按照所述设定的风速运行；否则，控制所述风机按照最高风速运行。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

采用本发明的方法，在空调器进入室温PID控制之前，不对室内温度传感器检测的当前室内温度作补偿，按照正常控制方式控制压缩机运行，使得室内温度快速降低，保证室内温度调节的舒适性；在空调器进入室温PID控制时，通过设定舒适温度，根据室内温度与舒适温度的大小，选择采用室温PID控制或采用基于蒸发器盘管温度的盘温PID控制，既能在室温高时及时、快速对房间进行降温，达到制冷目的，又可以将盘管温度稳定在盘管目标温度，使得空调出风温度舒适，达到出风凉而不冷的舒适制冷效果。而且，盘温PID控制过程中的盘管目标温度根据室内目标温度来确定，室内目标温度小时盘管目标温度也小，使得盘管目标温度与室内目标温度保持一致，在室内目标温度要求低的情况下执行盘温PID控制时降温速度快，快速达到所要求的室内低温的平衡，进一步提高用户舒适性。此外，对于室温PID控制，利用设定补偿温度对当前室内温度作补偿，以补偿后的温度作为室温PID控制的基准室内温度，降低了基准室内温度，使得基准室内温度更接近于室内对应于用户主要活动空间的实际温度，能够降低压缩机运行频率，降低压缩机能耗，实现节能性。

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

图1 是基于本发明变频空调的控制方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

请参见图1，该图所示为基于本发明变频空调的控制方法的一个实施例的流程图。

如图1所示，该实施例实现变频空调控制方法、具体来说是实现壁挂式变频空调制冷控制方法的具体过程如下：

步骤101：空调开机，控制压缩机运行。

空调开机后，将根据用户设定的或默认的运行模式及运行参数、按照预定的控制程序控制压缩机运行。

步骤102：判断空调器是否进入室温PID控制。若是，执行步骤104；若否，执行步骤103。

在空调控制过程中，将根据对压缩机的控制是否进入室温PID控制执行不同的控制，具体而言，对压缩机是否进入室温PID控制是决定是否对室内温度进行补偿的必要条件。

其中，室温PID控制是指根据当前室内温度与室内目标温度的温差作为控制目标、执行PID控制的一种控制过程。而且，在空调开机后，并非立即进入室温PID控制，一般是在当前室内温度与室内目标温度之间的温差小到一定值后才进入PID控制，因此，可以根据当前室内温度与室内目标温度之间的温差是否小到一定值来判定空调器是否进入室温PID控制。除此之外，还可以采用现有技术中其他能够判定空调器是否进入室温PID控制的方法进行判定。

步骤103：如果步骤102判定空调器还未进入室温PID控制，按照常规控制方法控制压缩机。

也即，如果空调还未进入室温PID控制，则不执行室内温度补偿的处理，而是按照常规控制方法控制压缩机。其中，常规控制方法是指现有变频空调器的控制方法。例如，现有空调器的控制方法为：在室内温度与室内目标温度间的温差大于设定温差时，控制压缩机高频运行，直至室内温度与室内目标温度的温差不大于设定温差。那么，在压缩机运行时间还未达到设定运行时间时，如果常规控制方法中压缩机要高频运行，则保持高频运行状态，使得室内温度能够快速逼近室内目标温度，快速地为用户提供一个较为适宜的室内环境。

按照常规控制方法控制压缩机运行过程中，仍不断执行判断空调是否进入室温PID控制的过程。

步骤104：如果步骤102判定空调进入室温PID控制，将对室内温度进行补偿，然后，利用补偿后的室内温度计算室温PID控制的压缩机频率。

具体来说，在判定空调进入室温PID控制时，获取室内温度传感器检测的当前室内温度，作为第一室内温度，计算第一室内温度与设定补偿温度的差值，作为第二室内温度。

其中，设定补偿温度是预先存储、可以随时调用的一个温度值，也是空调出厂前、由空调研发人员通过特定试验条件和特定试验手段试验获得并写入到空调存储器中的数值。当压缩机运行时间达到设定运行时间时，满足了对室内温度进行补偿控制的条件，则获取室内温度传感器所检测到的当前室内温度，将该当前室内温度作为第一室内温度。然后，获取设定补偿温度，计算第一室内温度与设定补偿温度的差值，将该差值作为第二室内温度。然后，执行步骤105。

步骤105：计算第二室内温度与室内目标温度的温差，获得室内温差，根据室内温差进行室温PID运算，获得压缩机第一目标频率。

其中，根据室内温差进行室温PID运算、获得对压缩机进行控制的目标频率的具体方法可以采用现有技术来实现。但是，与现有技术不同的是，计算室内温差的室内温度并非室内温度传感器检测的温度，而是对检测的温度进行了温度补偿后获得的第二室内温度。

步骤106：判断步骤104所获得的第二室内温度是否小于舒适温度。若是，执行步骤108及后续步骤的双重PID控制；否则，执行步骤107的室温PID控制。

该步骤106可以与步骤104及步骤105同时进行，在此分为以先后顺序描述仅是为了更加清楚地表述该实施例的控制过程。在步骤104获得第二室内温度之后，将第二室内温度与设定的舒适温度作比较，并判断第二室内温度是否小于舒适温度。其中，舒适温度可以是出厂时空调的一个默认设定温度，也可以是由用户自行选定并设置的一个设定温度。如果是由用户自行设定，空调可以给出一个参考温度值，供用户参考。例如，建议将该舒适温度设定为27℃。

步骤107：如果第二室内温度不小于舒适温度，执行室温PID控制，根据第一目标频率控制压缩机。

如果步骤106判定第二室内温度不小于舒适温度，表明此时室内温度较高，则执行室温PID控制，根据第一目标频率控制压缩机，使得室内温度快速降温至室内目标温度。

步骤108：如果第二室内温度小于舒适温度，执行双重PID控制。

如果步骤106判定室内温度小于舒适温度，为避免温度过快下降导致体感不舒适，执行双重PID控制，以便及时调整压缩机运行频率，使得蒸发器盘管温度能够稳定到盘管目标温度，以调整空调出风温度，达到凉而不冷的舒适出风效果。具体双重PID控制的过程参见下面步骤109和步骤110的描述。

步骤109：检测蒸发器的盘管温度，根据盘管温差进行盘温PID运算，获得第二目标频率。

蒸发器的盘管温度的检测可通过在蒸发器盘管上设置温度传感器进行检测。检测出盘管温度之后，计算盘管温度与盘管目标温度之间的温差，将该温差作为盘管温差。其中，盘管目标温度根据当前室内目标温度确定，且满足当前室内目标温度小时盘管目标温度也小。然后，根据盘管温差进行盘温PID运算，获得对压缩机进行控制的目标频率，并将该目标频率定义为第二目标频率。盘温PID运算获得对压缩机进行控制的目标频率的方法可以参考现有技术中的室温PID运算而获得压缩机目标频率的方法。其中，盘温PID运算的初始频率可以为一个设定的初始频率。优选的，盘温PID运算的初始频率为步骤:106判定室内温度小于舒适温度、执行双重PID控制时压缩机的当前运行频率。而且，该当前运行频率至少是在压缩机运行一段时间（如3min）之后的一个运行频率。

步骤110：根据步骤105计算的第一目标频率与步骤109计算的第二目标频率中的较小值控制压缩机。

在室内温度小于舒适温度时，根据盘管温度及盘管目标温度执行盘温PID运算，并根据室温PID运算输出的第一目标频率及盘温PID运算输出的第二目标频率中的较小值控制压缩机运行，在制冷降温的同时调整盘管温度，使得盘管温度能够向盘管目标温度逼近。

在空调器运行制冷模式时，室内温度传感器所检测的温度高于用户主要活动空间的温度。如果仍按照室内温度传感器检测的温度作为室内温度来参与PID运算，PID运算时的室内温差偏大，计算出的压缩机目标频率偏高，控制压缩机按照偏高的目标频率运行，导致空调器能耗偏大。而采用该实施例的方法，先将检测的室内温度减去一个补偿温度，获得小于检测的当前室内温度的第二室内温度，且该第二室内温度更真实地反映了用户主要活动空间的温度。在利用该偏小的第二室内温度参与PID运算时，能够获得较小的压缩机目标频率，利用该较小的目标频率控制压缩机运行，降低了能耗。而且，由于该第二室内温度更真实地反映了用户主要活动空间的温度，因而，也会使得调节后的室内温度更加接近于室内设定温度，而不会出现超调的问题，在满足温度调节舒适性的同时降低了空调器能耗。同时，通过设置舒适温度，将第二室内温度与舒适温度作比较，在室内温度较高时，采用室温PID控制压缩机运行，使得室内温度快速降温并逼近室内目标温度。在室内温度小于舒适温度时，采用室温PID控制与盘温PID控制的双重PID控制：在刚进入盘温PID控制时，盘温PID控制起主要作用，在降温的同时优先使盘管温度上升至逼近盘管目标温度；而在盘管温度接近盘管目标温度时，室温PID起主要作用，使得室内温度稳定在室内目标温度，避免因室温超调而导致空调停机现象的发生。从而，在整个制冷控制过程中，在使得室内温度逼近室内目标温度的基础上使得盘管温度逼近盘管目标温度，既满足室温调节，又实现空调出风的舒适性，达到出风凉而不冷的制冷效果。而且，盘温PID控制过程中的盘管目标温度根据室内目标温度来确定，室内目标温度小时盘管目标温度也小，使得盘管目标温度与室内目标温度保持一致，在室内目标温度要求低的情况下执行盘温PID控制时降温速度快，快速达到所要求的室内低温的平衡，进一步提高用户舒适性。

作为优选的实施方式，盘管目标温度根据室内目标温度确定，具体包括：

获取室内推荐目标温度和盘管推荐目标温度；

计算室内推荐目标温度与室内目标温度的差值，作为第一差值；

根据公式第二差值=a*第一差值获取第二差值；a为不大于1的正数；

计算盘管推荐目标温度与第二差值之差，计算结果确定为执行盘温PID运算的实际盘管目标温度。

其中，室内推荐目标温度是已知的、预先存储的一个温度，一般地，为研发人员经大量理论研究和实验测试所获得的、兼顾人体舒适性和空调节能性的一个温度，譬如，为27℃。盘管推荐目标温度也是已知的、预先存储的一个温度，一般地，为研发人员经大量理论研究和实验测试所获得的、在室内推荐目标温度作为实际设定的室内目标温度时能够送出温度适宜的热交换空气的一个盘管温度，譬如，为14℃。当然，该室内推荐目标温度和该盘管推荐目标温度也可以通过授权而被修改，譬如，由售后人员在用户家中通过特殊指令进行修改。a作为根据第一差值计算第二差值的一个系数，其取值也是已知的、预先存储的，是研发人员经大量理论研究和实验测试所获得的。优选的，a为小于1的正数，譬如，a取值为0.5。那么，在室内推荐目标温度为27℃、室内推荐盘管目标温度为14℃、a为0.5的情况下，如果实际室内目标温度为26℃，则实际盘管目标温度为13.5℃；如果室内目标温度为25℃，则实际盘管目标温度为13℃。

采用上述的方法，根据室内目标温度来确定盘管目标温度时，如果室内目标温度低于室内推荐目标温度，表明当前期望的室内温度要低，室内推荐目标温度与室内目标温度之间的第一差值为负值，根据第一差值计算出来的第二差值也为负值；那么，根据第二差值和盘管推荐目标温度所计算出来的实际盘管目标温度将小于盘管推荐目标温度。那么，则根据实际盘管目标温度执行盘温PID运算时，由于盘管目标温度小，压缩机运行频率大，降温速度快，从而可以使得室内温度能够快速地达到所要求的较低的室内温度，满足对低温需求的用户的舒适性。而且，室内目标温度越低，所获得的盘管目标温度也越低，使得盘温PID控制过程的速度和降温需求与室温PID控制保持一致，进一步提高了用户的舒适性。

需要说明的是，在执行双重PID控制的过程中，仍然不断地比较第二室内温度与舒适温度的大小。一旦室内温度不小于舒适温度，则退出双重PID控制过程，转入到室温PID控制过程。

而且，在整个控制过程中，并非压缩机一开始运行就执行室内温度的补偿，而是先保持压缩机按照常规控制策略运行，保证了室内温度能够按照常规控制方式、快速地靠近室内目标温度，不会影响室内温度舒适性调节的速度。

作为优选的实施方式，在室内温度不小于舒适温度、且室内温度与舒适温度之差大于设定的差值时，再退出双重PID控制过程，转入到室温PID控制过程。通过合理选择设定的差值，例如，设定为1℃，可以确保盘管温度不低于盘管目标温度，保证出风凉而不冷的舒适性。

而且，在该实施例的空调制冷运行控制过程中，如果用户未设定风速，则控制空调风机按照最高风速运行，因为在同样的制冷量下，高风速的出风温度要高于低风速的出风温度，进一步确保出风温度不会过低。而若检测到用户设定的风速，则控制风机按照设定的风速运行。

在上述实施例中，对室内温度执行多少的温度补偿，是关乎空调器控制舒适性和节能性的关键因素。也即，设定补偿温度的选用是其中的关键因素。

作为优选的实施方式，空调中预先存储、随时调用的设定补偿温度是与室内目标温度和室外温度相对应的一个补偿温度。基于室内目标温度和室外温度来确定设定补偿温度，能够基于空调运行负荷实现对温度补偿控制在补偿程度上的合理调控，达到温度舒适性调节和低能耗节能性的均衡。

而且，空调中预先存储的是室内目标温度范围、室外温度范围以及与室内目标温度范围和室外温度范围相对应的多个补偿温度。在空调运行过程中执行温度补偿控制时，设定补偿温度通过下述过程来调用：

将当前室内目标温度与预先存储的室内目标温度范围作比较，判断当前室内目标温度所属的室内目标温度范围；将当前室外温度与预先存储的室外温度范围作比较，判断当前室外温度所属的室外温度范围；根据预先存储的、与室内目标温度范围和室外温度范围相对应的多个补偿温度中查找与当前室内目标温度所属的室内目标温度范围和当前室外温度所属的室外温度范围相对应的补偿温度作为设定补偿温度，并调用。

上述以温度范围的方式确定并调用设定补偿温度，数据处理量小，控制过程简单，更有利于对空调器进行及时、有效地控制，提高温度舒适性调节的速度，降低运行能耗。

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。