结霜时风机自适应的控制方法、装置、空调器及存储介质与流程

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种结霜时风机自适应的控制方法、装置、空调器及存储介质。

背景技术：

随着社会经济的发展和人民生活水平的日益提高，空调已走进千家万户，成为现代生活的必需品，为用户营造舒适的工作生活环境。现在人们不但使用空调制冷，在冬季使用空调进行制热的频率也越来越高，因而对空调在冬季制热运行的稳定性要求也越来越高。

目前，空调在冬季制热时，室外机在寒冷温度下容易结霜。在霜层很厚的情况下，空气流过换热器翅片管的阻力增加，此时空气流量下降，导致风机的电流持续增大。当风机电流超过风机模块可以承受的最大电流时，风机就会报直流风机ipm(intelligentpowermodule，智能功率模块)故障，使整个空调系统停止运行。因此，在一些恶劣结霜的环境中，由于低压非常低，风机的转速始终处于最高速。当霜层达到一定厚度时，空气阻力很大，风机电流会持续增大，直到风机报过流保护导致异常停机。并且电机长期处于高负荷运行，会影响其使用寿命。

技术实现要素：

本发明解决的是现有技术中在结霜环境下，风机电流容易持续增大导致保护停机，且长时间高负荷运行会影响风机使用寿命的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种结霜时风机自适应的控制方法，其包括：

获取室外环境温度和室外环境湿度；

若所述室外环境温度和所述室外环境湿度满足第一条件，则根据风机电流控制风机调整转速；

否则根据风机模块低压温度控制所述风机调整转速。

本发明根据室外环境温度和湿度选择不同的控制参数来调整风机转速，避免风机模块的过流保护，提高系统的可靠性。且使得电机不会长期处于高负荷的状态下运行，可有效提高电机的使用寿命。本发明会自动控制风机降低转速，使整机始终处于运行状态，从而保证室内的温度的恒定，提高用户体验。

进一步地，所述根据风机电流控制风机调整转速包括：

确定第一时间间隔内所述风机电流的平均值；

确定相邻多个所述平均值的变化率；

当所述变化率大于第一预设阈值时，根据所述风机电流的所述平均值确定多个判断周期内所述风机的平均电流变化量；

当所述平均电流变化量大于第二预设阈值时，控制所述风机按照第一规则调整转速。

本发明在外机最容易结霜的环境条件下根据风机电流来进行转速控制，实现自动降低转速，保持系统处于运行状态。

进一步地，所述根据所述风机电流的所述平均值确定多个判断周期内所述风机的平均电流变化量包括：

若所述判断周期内的机组电压变化量超过预设电压变化阈值，则剔除所述判断周期内的所述风机电流的平均值。

本发明剔除机组电压的变化量较大的时段的风机电流数据，保证对系统状态判断的准确度。

进一步地，所述控制所述风机按照第一规则调整转速的步骤中，所述第一规则包括：

根据所述平均电流变化量控制所述风机降低转速。

本发明根据风机电流变化情况来相应调节风机转速，实现快速有效降低风机的高负荷，提高电机的使用寿命。

进一步地，所述第一条件包括：所述室外环境温度大于或等于第一预设环境温度且小于第二预设环境温度，所述室外环境湿度大于预设湿度。

本发明根据室外环境温度和湿度合理判断室外机是否处于结霜条件，进而控制风机调整转速，提高系统控制的准确性。

进一步地，所述根据风机电流控制风机调整转速的步骤之后，还包括：

当所述风机转速降低至预设转速阈值时，重新判断所述室外环境温度和所述室外环境湿度是否满足所述第一条件。

本发明在完成一次风机转速调整后，再次判断环境条件是否处于易结霜条件，有效控制调整的效率，且降低能耗。

进一步地，所述根据风机模块低压温度控制所述风机调整转速包括：

根据所述风机模块低压温度、第一预设温度和第二预设温度来控制所述风机调整转速。

本发明在其他不太容易结霜条件的环境下采用不同的风机转速调整策略，保证对风机转速控制的有效性和准确性。且可实现无固定周期的控制，改善系统的制热效果。

进一步地，所述根据所述风机模块低压温度、第一预设温度和第二预设温度来控制所述风机调整转速包括：

若所述风机模块低压温度小于所述第一预设温度，则按照第二规则控制所述风机调整转速，其中，所述第二规则包括控制所述风机降低转速为(m1-ps)*5，m1表示所述第一预设温度，ps表示所述风机模块低压温度；

若所述风机模块低压温度大于所述第二预设温度，则按照第三规则控制所述风机调整转速，其中，所述第三规则包括控制所述风机降低转速为(ps-m2)*5，m2表示所述第二预设温度，所述第一预设温度小于所述第二预设温度。

本发明根据不同的条件来调整风机转速，普遍适应不同气温、室外环境湿度的使用环境，不需要单独区分地区、气候进行设置，适用范围广。

本发明的另一目的在于提供一种结霜时风机自适应的控制装置，以避免在结霜条件下风机高负荷运转，其电流持续增大导致异常停机。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种结霜时风机自适应的控制装置，其包括：

获取单元，用于获取室外环境温度和室外环境湿度；

第一转速调整单元，用于当所述室外环境温度和所述室外环境湿度满足第一条件时，根据风机电流控制风机调整转速；

第二转速调整单元，用于当所述室外环境温度和所述室外环境湿度满足第二条件时，根据风机模块低压温度控制所述风机调整转速。

本发明根据室外环境温度和室外环境湿度选择不同的控制参数来调整风机转速，避免风机模块的过流保护，提高系统的可靠性。且使得电机不会长期处于高负荷的状态下运行，可有效提高电机的使用寿命。本发明无固定调整周期，系统始终处于运行状态，可有效改善制热效果。且本发明普遍适应不同气温、室外环境湿度的使用环境，无需额外的设置，具有广泛的适用性。

本发明的第三目的在于提供一种空调器，以实现在结霜条件下，风机的自适应转速调整，避免电流持续增大导致的停机保护。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种空调器，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，实现如上所述的结霜时风机自适应的控制方法。

所述空调器与上述结霜时风机自适应的控制装置相对于现有技术所具有的有益效果相同，在此不再赘述。

本发明的第四目的在于提供一种计算机可读存储介质，以实现上述结霜时风机自适应的控制方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

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，实现如上所述的结霜时风机自适应的控制方法。

附图说明

图1为本发明实施例的结霜时风机自适应的控制方法的原理示意图；

图2为本发明实施例的根据风机电流控制风机调整转速的流程示意图；

图3为本发明实施例的根据风机模块低压温度控制风机调整转速的流程示意图；

图4为本发明实施例的结霜时风机自适应的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

现有的分体式空调器室外机空气侧的结构存在以下问题：换热器是矩形的，而风机是圆形的，造成两者面积的不匹配，气动性能降低；气流经过翅片密集的换热器后进入风机，使得风机进口截面上气流处于复杂状态，在这种条件下工作的系统，流场分布的好坏会直接影响空调器的换热和气动性能。

当冬季空调室外机处于结霜条件下时，空气流过换热器翅片的阻力增大，会导致风机的电流持续增大。当电流过大时会导致异常保护停机，影响系统运行的稳定性。本发明为解决上述技术问题，提出一种结霜时风机自适应的控制方法和装置，使得风机在结霜条件下可自动调整转速，避免保护停机，保证系统稳定运行，提高用户体验。

图1所示为本发明实施例的结霜时风机自适应的控制方法的原理示意图，包括步骤s11～s13。

在步骤s11中，获取室外环境温度和室外环境湿度。由空调设置的温度传感器和湿度传感器实时获取室外的环境温度和环境湿度，用于判断室外机是否处于结霜条件。当室外环境参数满足一定条件时，会发生结霜现象，其中室外环境温度和湿度是影响结霜的重要因素。

在步骤s12中，若所述室外环境温度和所述室外环境湿度满足第一条件，则根据风机电流控制风机调整转速。在本发明实施例中，所述第一条件包括：所述室外环境温度大于或等于第一预设环境温度且小于第二预设环境温度，即室外环境温度tao满足t1≤tao＜t2，且湿度＞x。根据实验数据总结分析，容易发生结霜现象的可能温度范围是-8℃～7℃，湿度范围是60％～70％。当室外环境温度高于7℃，但湿度小于60％时，由于空气露点温度高于室外换热器表面温度，不容易发生结霜现象；当室外环境温度低于-8℃时，由于空气绝对含湿量较小，也不容易发生结霜现象。由此可见，并不是室外温度越低，结霜就越多。选取合适的第一预设环境温度t1、第二预设环境温度t2和预设湿度x可有效判断室外机是否处于结霜条件，进而有效控制风机调整转速，避免风机电流过大导致保护停机，也可避免过早开启风机电流调整影响系统制热效果。

在本发明实施例中，t1的取值范围为(-5℃，-8℃)，t2的取值范围为(5℃，7℃)，x的取值范围为(60％，70％)，其中，t1优选为-6℃，t2优选为5℃，x优选为65％。，在此种情况下，外机最容易结霜。上述t1、t2、x的取值均根据实验数据得出，或可根据经验设置。

当室外环境温度和室外环境湿度满足上述第一条件时，进行风机电流控制，即根据风机电流控制风机调整转速。

在步骤s13中，否则根据风机模块低压温度控制所述风机调整转速。在本发明实施例中，当室外环境温度和室外环境湿度不满足上述第一条件，即不满足t1≤tao＜t2且湿度＞x中的任一条件时，则进行低压控制，根据风机模块低压温度控制所述风机调整转速，其中，所述风机模块低压温度由空调器设置的低压传感器检测得到。此时霜层相对薄，阻力小，不会出现过流保护，根据风机模块低压温度控制所述风机调整转速即可。

图2所示为本发明实施例的步骤s12中根据风机电流控制风机调整转速的流程示意图，包括步骤s121～s124。

在步骤s121中，计算第一时间间隔(即检测周期)△t内所述风机电流的平均值。在本发明实施例中，所述第一时间间隔△t设置为40s，也可采用其他数值。不过该数值不易选的过长或过短，否则一个检测周期内的风机电流的平均值可能会出现较大偏差，影响系统控制的准确性。在所述第一时间间隔△t内获取a个风机电流后取平均值记为i1，其中，a的取值范围为4～6，优选为4个。

在步骤s122中，计算相邻n个所述平均值的变化率△i。在本发明实施例中，记第一个检测周期内的风机电流平均值为i1，第二、第三个检测周期内的风机电流平均值为i2、i3，则相邻的第一、第二检测周期的风机电流平均值的变化率为△i1＝(i2-i1)/i1，第二、第三检测周期的风机电流平均值的变化率为△i2＝(i3–i2)/i2，从而上述相邻三个风机电流平均值的变化率△i＝(△i1+△i2)/2，根据n取值的不同以此类推。在本发明实施例中，n最少选5个，可选5～7个检测周期的平均值进行计算，以提高控制的精度。

在步骤s123中，当所述变化率△i大于第一预设阈值时，根据所述风机电流的平均值计算多个(例如m个)判断周期内所述风机的平均电流变化量，其中，所述第一预设阈值的取值范围为(5％，10％)，优选为5％。当风机电流平均值的变化率△i大于第一预设阈值时，表示换热器霜层在明显增加，对系统性能影响较大，需要及时进行风机转速调整，以避免风机电流持续增大导致的异常保护停机。在本发明实施例中，m可取3～5，优选为4。假设一个判断周期内的风机电流的平均值为i1、i2、i3、i4、i5，则该判断周期内的风机电流变化量＝[(i5-i4)+…+(i2-i1)]/4，将4个判断周期计算的风机电流变化量求出平均值，即为所述多个判断周期内风机的平均电流变化量。

在本发明实施例步骤s123中还包括：辅助判断机组电压的变化量，若所述判断周期内的机组电压变化量超过预设电压变化阈值，则剔除所述判断周期内的所述风机电流的平均值，其中，所述预设电压变化阈值为10v。当一个判断周期内的机组电压的变化超过±10v，即机组电压变化量大于10v时，则剔除该判断周期内的风机电流变化量，再将剔除的该判断周期之后一个判断周期的数据补充纳入风机的平均电流变化量的计算，保证根据m个判断周期的风机电流数据进行计算。

在步骤s124中，当所述平均电流变化量大于第二预设阈值时，控制所述风机按照第一规则调整转速，其中，所述第二预设阈值取值范围为(0.2，0.4)，优选为0.2；所述第一规则包括根据所述平均电流变化量控制所述风机降低转速。当系统稳定运行后，若风机的平均电流变化量大于0.2a，则表明室外机结霜程度恶劣，需要尽快调整电机转速以避免电流过大引起的异常停机。此时，可按照平均电流变化量每0.1a降低1hz转速的方式控制风机调整转速，以减小风机电流。在本发明实施例中，风机转速减少后继续下一个检测周期，直到风机转速降到会影响系统性能的临界点。风机在制热恶劣化霜(例如环境(-6℃，5℃)，湿度65％左右)的环境中，风机降低一定的转速时系统性能基本不会变化，降低风机常用转速20％以内(此为经验值)，即可以假设风机常用转速的80％作为临界点，不得低于这个转速。

图3所示为本发明实施例步骤s13中根据风机模块低压温度控制风机调整转速的流程示意图，包括步骤s131～s133。

在步骤s131中，若所述风机模块低压温度小于所述第一预设温度，则按照第二规则控制所述风机调整转速，其中，所述第一预设温度m1取值范围为(8℃，10℃)，优选为8℃。在本发明实施例中，当风机模块低压温度ps＜m1时，按照所述第二规则控制风机降低转速，即风机降低转速为(m1-ps)*5。

在步骤s132中，若所述风机模块低压温度大于所述第二预设温度，则按照第三规则控制所述风机调整转速，其中，所述第二预设温度m2取值范围为(12℃，14℃)，优选为12℃。在本发明实施例中，当风机模块低压温度ps＞m2时，按照所述第三规则控制风机降低转速，即风机降低转速为(ps-m2)*5。

在步骤s133中，若所述风机模块低压温度大于或等于所述第一预设温度，且小于或等于所述第二预设温度，则控制所述风机不调整转速，即当m1≤ps≤m2时，维持风机原来的转速不变。

在本发明实施例中，在步骤s12根据风机电流控制风机调整转速的步骤之后，还包括：当所述风机转速降低至预设转速阈值时，重新判断所述室外环境温度和所述室外环境湿度是否满足所述第一条件，其中，所述预设转速阈值为风机转速的80％。

当判断室外环境温度和室外环境湿度满足第一条件，进行风机电流控制时，实时检测室外环境温度和室外环境湿度，但是在完成1个风机电流控制后，重新判断室外环境温度和室外环境湿度是否满足第一条件，以此判断要不要继续进行风机电流控制。当进行低压控制时，也会实时检测室外环境温度和室外环境湿度，当室外环境温度和室外环境湿度满足第一条件时，即开始风机电流控制；当室外环境温度和室外环境湿度其中一条不满足第一条件时，则始终处于低压控制运行。

下面给出一个具体数值示例以更好的解释本发明。

检测到室外环境温度3℃、湿度65％，则判断选择风机电流控制：

(1)以40s为检测周期，在第10、20、30、40s检测风机电流并记录，求出风机电流平均值i1，接着检测并计算连续5个电流平均值i1、i2、i3、i4、i5，求第一个周期和第二个周期的变化速率△i1＝(i2-i1)/i1，依次求出4个变化速率，然后求出5个检测周期的平均变化速率△i＝(△i1+△i2+△i3+△i4)/4。判断△i是否大于5％，是则判断为换热器霜层在明显增加，进入(2)，否则继续(1)判断。

(2)连续4个判断次数，每个判断周期的电流平均值是i1、i2、i3、i4、i5，每个判断周期的风机电流变化量＝[(i5-i4)+…+(i2-i1)]/4(剔除判断周期的电压变化超过±10v的判断周期)，将4个判断周期电流变化量求出平均值，即为风机平均电流变化量。当所述风机平均电流变化量大于0.2a时，降低风机转速(推荐每0.1a降低1hz转速)。

(3)进入下个检测周期，直到风机转速降到影响系统性能的临界点。(此时的性能在转速降低为风机最高转速的80％以内基本没影响)。

本发明通过室外环境温度、湿度判断是否处于结霜条件，根据不同的环境条件进行风机转速调整，可有效避免风机模块的过流保护。且电机不会长期处于高负荷的状态下运行，提高系统的可靠性以及电机的使用寿命。本发明自动控制电机降低转速，使整机始终处于运行状态，从而保证室内的温度的恒定。本发明的风机转速调整无固定周期，普遍适应不同气温、湿度的使用环境，不需要单独区分地区、气候进行设置，具有广泛的适用性，有效改善用户制热效果。

图4所示为本发明实施例的结霜时风机自适应的控制装置400的结构示意图，包括获取单元401、第一转速调整单元402以及第二转速调整单元403，其中：

获取单元401用于获取室外环境温度和室外环境湿度；

第一转速调整单元402用于当所述室外环境温度和所述室外环境湿度满足如上文所述的第一条件时，根据风机电流控制风机调整转速；

第二转速调整单元403用于当所述室外环境温度和所述室外环境湿度满足如上文所述的第二条件时，根据风机模块低压温度控制所述风机调整转速。

本发明根据室外环境温度和室外环境湿度选择不同的控制参数来调整风机转速，避免风机模块的过流保护，提高系统的可靠性。且使得电机不会长期处于高负荷的状态下运行，可有效提高电机的使用寿命。本发明无固定调整周期，系统始终处于运行状态，可有效改善制热效果。且本发明普遍适应不同气温、湿度的使用环境，无需额外的设置，具有广泛的适用性。

本发明实施例还提供一种空调器，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，实现如上所述的结霜时风机自适应的控制方法。

本发明实施例还提供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，实现如上所述的结霜时风机自适应的控制方法。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。