一种空调器控制方法和空调器与流程

文档序号:16473471发布日期:2019-01-02 23:21阅读:137来源:国知局

本发明涉及空气调节设备技术领域,尤其涉及一种空调器控制方法和空调器。



背景技术:

压缩机是空调器制冷系统的重要组成部件,电机转子带动压缩机转动。对压缩机气缸内的制冷剂进行压缩。经过压缩机压缩的制冷剂在空调器制冷系统内按照压缩、冷凝、膨胀和蒸发的顺序执行循环。同时,制冷系统内循环的制冷剂与室内流动的空气进行热交换,以进行室内降温/升温,实现空调器的制冷/制热运行,将室内温度保持在用户所需温度,为人们提供新鲜、舒适的空气环境。

压缩机的运行与空调的整体耗电量和舒适度密切相关。如何达到整体耗电量和舒适度之间的平衡是制约空调器智能发展的瓶颈。为提高空调控制的智能化程度,现有技术中提供了一些技术方案,如中国专利申请(公开号cn106642592a)中所公开的技术方案,包括以下步骤:首先采集空调器所在房间内的温度,然后将房间内的温度与用户设定温度作对比,根据对比结果调整风机转速,并根据风机转速进一步控制压缩机运行频率。由于在当前的控制方式中,对于风机转速的控制并不精确,通常是控制风机工作在某一个档位,对应的,在上述技术方案中,也是根据风速控制压缩机的运行频率保持在某一个档位,实际对压缩机的运行频率的控制是较为不准确的,无法应对变化的实际工况。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明公开一种空调器控制方法。包括以下步骤:

设定空调器运行模式;

控制压缩机运行直至第一运行周期结束;

判定第一运行周期结束时,室内风机是否工作在高风档位;

如果室内风机工作在高风档位,则判定实时室外环境温度所属的室外环境温度区间,并控制压缩机以所属室外环境温度区间所对应的第一限制频率为目标频率运行;

如果室内风机工作在中风档位或低风档位,则判定实时室外环境温度是否超出空调器运行模式对应的室外环境温度阈值;如果超出所述室外环境温度阈值,则判定实时室外环境温度所属的室外环境温度区间,并控制压缩机以所属室外环境温度区间所对应的第一限制频率为目标频率运行;如果未超出室外环境温度阈值,则判定实时室内环境温度所属的室外环境温度区间并根据当前风速所属的档位区间调用当前风速权重,控制压缩机以第二限制频率为目标频率运行,所述第二限制频率=所属室外环境温度所对应的第一限制频率×当前运行工况对应的风速权重。

进一步的,还包括以下步骤:

如果室内风机没有工作在高风档位,则首先判定室内风机是否运行在静音档位或强力档位;如果室内风机运行在静音档位或强力档位,则保持当前运行模式,如果室内风机没有工作在静音档位或强力档位,则进一步判定室内风机是否工作在中风档位或低风档位。

进一步的,生成所述第一限制频率时包括以下步骤:

根据实时室外环境温度所属的室外环境温度区间调用当前运行模式的额定运行频率;

调用限频系数;

计算第一限制频率,所述第一限制频率=当前运行模式的额定运行频率×限频系数。

进一步的,若空调器运行在制冷模式且室内风机工作在中风档位或低风档位,则调用中风档位或低风档位对应的制冷风速权重,并检测实时室外环境温度:

若实时室外环境温度属于第一室外环境温度区间,则调用第一室外环境温度区间对应的第一制冷额定频率和第一限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第一制冷额定频率×第一限频系数×制冷风速权重;

若实时室外环境温度属于第二室外环境温度区间,则调用第二室外环境温度区间对应的第二制冷额定频率和第二限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第二制冷额定频率×第二限频系数×制冷风速权重;

若实时室外环境温度属于第三室外环境温度区间,则调用第三室外环境温度区间对应的第三制冷额定频率和第三限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第三制冷额定频率×第三限频系数×制冷风速权重;

其中,所述第一室外环境温度区间、第二室外环境温度区间和第三室外环境温度区间的阈值依次递增。

进一步的,所述第一限频系数、第二限频系数和第三限频系数分别为制冷模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第一制冷额定频率,制冷模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第二制冷额定频率以及制冷模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第三制冷额定频率。

进一步的,所述制冷风速权重小于1。

进一步的,若空调器运行在制热模式且室内风机工作在中风档位或低风档位,则调用中风档位或低风档位对应的制热风速权重,并检测实时室外环境温度:

若实时室外环境温度属于第一室外环境温度区间,则调用第一室外环境温度区间对应的第一制热额定频率和第一限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第一制热额定频率×第一限频系数×制热风速权重;

若实时室外环境温度属于第二室外环境温度区间,则调用第二室外环境温度区间对应的第二制热额定频率和第二限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第二制热额定频率×第二限频系数×制热风速权重;

若实时室外环境温度属于第三室外环境温度区间,则调用第三室外环境温度区间对应的第三制热额定频率和第三限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第三制热额定频率×第三限频系数×制热风速权重;

若实时室外环境温度属于第四室外环境温度区间,则调用第四室外环境温度区间对应的第四制热额定频率和第四限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第四制热额定频率×第四限频系数×制热风速权重;

若实时室外环境温度属于第五室外环境温度区间,则调用第五室外环境温度区间对应的第五制热额定频率和第五限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第五制热额定频率×第五限频系数×制热风速权重;

其中,所述第一室外环境温度区间、第二室外环境温度区间、第三室外环境温度区间、第四室外环境温度区间和第五室外环境温度区间的阈值依次递减。

进一步的,所述第一限频系数、第二限频系数、第三限频系数、第四限频系数和第五限频系数分别为制热模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第一制热额定频率,制热模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第二制热额定频率,制热模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第三制热额定频率,制热模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第四制热额定频率,以及制热模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第五制热额定频率。

进一步的,所述制热风速权重小于1。

本发明所公开的空调器控制方法,根据实时室外环境温度偏离舒适温度的程度对现有算法中得到的压缩机目标运行频率进行校正,提高压缩机目标运行频率与室外环境温度和室内风机风速之间的关联程度,智能的优化压缩机的能耗,达到人体舒适度、压缩机能耗和室外环境温度三者之间的平衡。

同时还公开了一种空调器,采用以下空调器控制方法,包括以下步骤:

设定空调器运行模式;

控制压缩机运行直至第一运行周期结束;

判定第一运行周期结束时,室内风机是否工作在高风档位;

如果室内风机工作在高风档位,则判定实时室外环境温度所属的室外环境温度区间,并控制压缩机以所属室外环境温度区间所对应的第一限制频率为目标频率运行;

如果室内风机工作在中风档位或低风档位,则判定实时室外环境温度是否超出空调器运行模式对应的室外环境温度阈值;如果超出所述室外环境温度阈值,则判定实时室外环境温度所属的室外环境温度区间,并控制压缩机以所属室外环境温度区间所对应的第一限制频率为目标频率运行;如果未超出室外环境温度阈值,则判定实时室内环境温度所属的室外环境温度区间并根据当前风速所属的档位区间调用当前风速权重,控制压缩机以第二限制频率为目标频率运行,所述第二限制频率=所属室外环境温度所对应的第一限制频率×当前运行工况对应的风速权重。

本发明所公开的空调器具有智能化程度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所公开的空调器控制方法第一种实施例的流程图;

图2为本发明所公开的空调器控制方法第二种实施例的流程图。

具体实施方式

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作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。

如图1所示为本发明所公开的空调器控制方法第一种实施例的流程图。本发明所公开的控制方法应用于变频空调器。如图1所示,本发明所公开的空调器控制方法包括以下步骤:

步骤s101,空调器室内机上电开机,用户通过遥控器、智能终端或远程控制输出设定信号,设定空调器运行模式。空调器运行模式包括制冷模式、制热模式和除湿模式。

步骤s102,空调器按照既定的控制算法控制压缩机运行。例如,空调器控制模块计算室内环境温度和设定温度之间的温差,利用pid算法或模糊控制算法计算压缩机目标运行频率。控制压缩机运行直至第一运行周期结束。优选的,设定第一运行周期为15分钟。

步骤s103,在第一运行周期结束时,空调器控制模块判定当前状态下,室内风机是否工作在高风档位。

步骤s104,如果工作在高风档位,则判定实时室外环境温度所属的室外环境温度区间,以确定实时室外环境温度偏离舒适温度或目标温度的程度。

步骤s105,控制压缩机以所属室外环境温度区间所对应的第一限制频率为目标频率运行。在本实施例中,步骤s105的目的是根据实时室外环境温度偏离舒适温度的程度对现有算法中得到的压缩机目标运行频率进行校正,提高压缩机目标运行频率与室外环境温度的关联程度,优化压缩机的能耗。

其中,生成第一限制频率时包括以下步骤:

首先,根据实时室外环境温度所属的室外环境温度区间调用当前运行模式的额定运行频率。其中,额定运行频率是指空调器达到额定制冷量或额定制冷功率时的频率值。每一个室外环境温度区间对应的额定运行频率由专业技术人员在国家标准和制冷技术原理的指导下经过大量实验得到,如制冷量、制冷小号功率及eer实验和热泵制热量、热泵制热消耗功率和性能系数cop实验等。

其次,调用限频系数。在本实施例中,每一个划分出的室外环境温度区间对应一个限频系数。限频系数预先存储在空调器控制器的一个存储单元中。限频系数为当前运行模式下压缩机满足噪音合格的最大频率与额定运行频率的比值。其中,当前运行模式下压缩机满足噪音合格的最大频率通过噪音实验得到。预先计算出的限频系数转换为十六进制存储在空调器控制器的一个存储单元中以供随时调用。

第三,计算第一限制频率,所述第一限制频率=当前运行模式的额定运行频率×限频系数。在实际的运行过程中,还可能参考外环温限频实验的结果对第一限制频率进行校正,如选取二者之间较小的作为第一限制频率。

在高风档位下,通过上述方式达到空调效果、噪音指数、人体舒适度和压缩机能耗的平衡。

步骤s106,如果室内风机没有工作在高风档位,则进一步判定室内风机是否工作在中风档位或低风档位。

步骤s107,如果室内风机工作在中风档位或低风档位,则进一步判定实时室外环境温度是否超出空调器运行模式对应的室外环境温度阈值。具体来说,在步骤s107中,如果空调器工作在制冷/除湿模式,则进一步判定实时室外环境温度是否高于29摄氏度,如果实时室外环境温度高于29摄氏度,则判定为超出制冷/除湿模式对应的室外环境温度阈值。类似的,如果空调器工作在制热模式,则进一步判定实时室外环境温度是否低于4摄氏度,如果实时室外环境温度低于4摄氏度,则判定为超出制热模式对应的室外环境温度阈值。

步骤s108,如果实时室外环境温度超出空调器运行模式对应的室外环境温度阈值,则说明目前的运行环境与舒适环境之间的偏离程度较大。为了实现精细控制,进一步判定实时室外环境温度所属的室外环境温度区间。

步骤s109,控制压缩机以所属室外环境温度区间所对应的第一限制频率为目标频率运行。第一限制频率=所属室外环境温度区间对应的运行模式额定运行频率×限频系数。与步骤s105类似,其中,所属室外环境温度区间对应的额定运行频率由本领域技术人员在制冷技术原理的指导下经过大量的实验得到。

步骤s110,如果实时室外环境温度未超出空调器运行模式对应的室外环境温度阈值,例如在制热模式下,实时室外环境温度高于4摄氏度,或者在制冷模式下,实时室外环境温度低于29摄氏度。则同样的,进一步判定实时室内环境温度所属的室外环境温度区间。

步骤s111,进一步根据当前风速的档位区间调用当前风速权重。举例来说,如果当前风速档位为中风档位,则调用中风档位风速权重,如果当前风速档位为低风档位,则调用低风档位风速权重。优选的,中风档位风速权重大于低风档位风速权重,以对压缩机目标运行频率进行限制,优化压缩机的能耗。中风档位风速权重大于低风档位风速权重。

步骤s112,结合实时室外环境温度和当前风速档位两个重要因素,进一步控制压缩机以第二限制频率为目标频率运行。第二限制频率=所属室外环境温度所对应的第一限制频率×当前运行工况对应的风速权重。

在上述控制过程中,如果检测到的实时室外环境温度从未超出空调器运行模式对应的室外环境温度阈值跃变为超出空调器运行模式对应的室外环境温度阈值,则停止以第二限制频率为目标频率控制压缩机运行,而重新按照实时室外环境温度超出空调器运行模式对应的室外环境温度阈值的情况生成压缩机目标运行频率。

本实施例所公开的空调器控制方法,根据实时室外环境温度偏离舒适温度的程度对现有算法中得到的压缩机目标运行频率进行校正,提高压缩机目标运行频率与室外环境温度和室内风机风速之间的关联程度,智能的优化压缩机的能耗,达到人体舒适度、压缩机能耗和室外环境温度三者之间的平衡。

如图2所示,某些空调器还设置有强力和静音两个风速档位。在这两种工作模式下,在空调器控制器中通常写入了与风速档位匹配的压缩机目标运行频率。因此,如图2步骤s206所示,当空调器控制器判定室内风机并未工作在高风档位时,首先在步骤s207中判定室内风机是否工作在强力或静音两个档位上,如果工作在强力或者静音档位上,则维持当前运行状态。如果并不是工作在强力或静音档位上,则进一步判定是否工作在中风档位或低风档位上,从而达到以用户需求为优先控制目标的效果。

以下对空调器运行在不同模式且满足室内风机工作在中风档位或低风档位时的控制方式进行介绍。

若空调器运行在制冷模式且室内风机工作在中风档位(除湿模式的控制逻辑与制冷模式相同,在此不再赘述),则调用中风档位对应的制冷风速权重,优选的,中风档位制冷风速权重∈(0.5,1)。若空调器运行在制冷模式且室内风机工作在低风档位,则调用低风档位对应的制冷风速权重,优选的,中风档位制冷风速权重∈(0,0.5)。实时检测室外环境温度。

若实时室外环境温度属于第一室外环境温度区间,优选的,第一室外环境温度区间为(0℃,16℃],则调用第一室外环境温度区间对应的第一制冷额定频率和第一限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第一制冷额定频率×第一限频系数×制冷风速权重。

若实时室外环境温度属于第二室外环境温度区间,优选的,第二室外环境温度区间为(16℃,22℃],则调用第二室外环境温度区间对应的第二制冷额定频率和第二限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第二制冷额定频率×第二限频系数×制冷风速权重。举例来说,如果实时室外环境温度为20℃,且室内风机工作在中风档位,调用中风档位对应的制冷风速权重0.7,第二限频系数0.8,第二制冷额定频率53hz,则控制压缩机以第二限频为目标频率运行,第二限频=53×0.7×0.8=29hz。

若实时室外环境温度属于第三室外环境温度区间,优选的,第三室外环境温度区间为(22℃,29℃],则调用第三室外环境温度区间对应的第三制冷额定频率和第三限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第三制冷额定频率×第三限频系数×制冷风速权重。

其中,第一室外环境温度区间、第二室外环境温度区间和第三室外环境温度区间的阈值依次递增。实际应用时,第一室外环境温度区间、第二室外环境温度区间和第三室外环境温度区间的区间长度优选设置为依次递减,这样,当室外环境温度较低时,压缩机的目标运行频率保持不变的概率较大,当室外环境温度较高时,压缩机的目标运行频率变化的概率较大,以提高响应室外环境温度控制的智能程度,使得空调效果更为舒适。其中,第一限频系数为制冷模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第一制冷额定频率,第二限频系数为制冷模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第二制冷额定频率,第三限频系数为制冷模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第三制冷额定频率。

如果制冷模式下,如果监测到实时室外环境温度跃变至超出对应的室外环境温度阈值,如大于29℃;则判定为超出制冷模式对应的室外环境温度阈值。控制压缩机以所属室外环境温度区间对应的第一限制频率为目标频率运行,不再进行风速校正。

若空调器运行在制热模式且室内风机工作在中风档位,则调用中风档位对应的制热风速权重,优选的,中风档位制热风速权重∈(0.7,1)。若空调器运行在制热模式且室内风机工作在低风档位,则调用低风档位对应的制热风速权重,优选的,中风档位制热风速权重∈(0.6,1)。实时检测室外环境温度。

若实时室外环境温度属于第一室外环境温度区间,优选的,第一室外环境温度区间为[22℃,+∞),则调用第一室外环境温度区间对应的第一制热额定频率和第一限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第一制热额定频率×第一限频系数×制热风速权重。

若实时室外环境温度属于第二室外环境温度区间,优选的,第二室外环境温度区间为(16℃,22℃],则调用第二室外环境温度区间对应的第二制热额定频率和第二限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第二制热额定频率×第二限频系数×制热风速权重。

若实时室外环境温度属于第三室外环境温度区间,优选的,第三室外环境温度区间为(10℃,16℃],则调用第三室外环境温度区间对应的第三制热额定频率和第三限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第三制热额定频率×第三限频系数×制热风速权重。

若实时室外环境温度属于第四室外环境温度区间,优选的,第三室外环境温度区间为(5℃,10℃],则调用第四室外环境温度区间对应的第四制热额定频率和第四限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第四制热额定频率×第四限频系数×制热风速权重。

若实时室外环境温度属于第五室外环境温度区间,优选的,第五室外环境温度区间为[4℃,5℃],则调用第五室外环境温度区间对应的第五制热额定频率和第五限频系数,计算当前工况下的第二限制频率,第二限制频率=第五制热额定频率×第四限频系数×制热风速权重。

其中,第一室外环境温度区间、第二室外环境温度区间、第三室外环境温度区间、第四室外环境温度区间和第五室外环境温度区间的阈值依次递减。实际应用时,第一室外环境温度区间、第二室外环境温度区间和第三室外环境温度区间的区间长度优选设置为依次递减,这样,当室外环境温度较高时,压缩机的目标运行频率保持不变的概率较大,当室外环境温度较低时,压缩机的目标运行频率变化的概率较大,以提高响应室外环境温度控制的智能程度,使得空调效果更为舒适。其中,第一限频系数为制热模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第一制热额定频率,第二限频系数为制热模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第二制热额定频率,第三限频系数为制热模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第三制热额定频率,第四限频系数为制热模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第四制热额定频率,第五限频系数为制热模式下压缩机满足噪音合格的最大频率/第五制热额定频率。

如果制热模式下,如果监测到实时室外环境温度跃变至超出对应的室外环境温度阈值,如小于4℃;则判定为超出制热模式对应的室外环境温度阈值。控制压缩机以所属室外环境温度区间对应的第一限制频率为目标频率运行,不再进行风速校正。

通过上述控制方法,可以根据室外环境温度以及室内风机的不同运行状态对压缩机目标运行频率进行校正,提高压缩机目标运行频率与室外环境温度和室内风机风速之间的关联程度,智能的优化压缩机的能耗,达到人体舒适度、压缩机能耗和室外环境温度三者之间的平衡。

本发明同时还公开了一种空调器,采用上述实施例所公开的空调器控制方法。空调器控制方法的具体步骤参见上述实施例的详细描述和说明书附图的详细描绘,在此不再赘述。采用上述空调器控制方法的空调器可以达到相同的技术效果。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各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;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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