变频空调的低温制冷控制方法、装置和空调与流程

1.本发明涉及智能控制领域，更具体地涉及变频空调的低温制冷控制方法、装置和空调。


背景技术：

2.目前空调器的运用范围越来越广泛，很多特殊环境下都需要空调器来调节和控制室内环境的温度、湿度等参数。例如，在澳洲、北美及我国的北方地区的数据机房，长时间不间断工作的机房设备需要在低温环境下通过空调器制冷来给机房降温。
3.当外部环境温度较低(低于15℃以下时)空调器需要制冷运行时，空调器负荷较轻，这种情况下室外侧换热器散热效果良好，如果此时内、外机风挡不匹配，比如内风机档位低，而室外机风挡过高，就会导致室内侧换热器容易结霜、压缩机容易液击，影响空调器的能力及可靠性；空调器在低温环境下制冷运行存在室外风机经常出现转速降低、或间断性停机，容易导致室外机的压缩机负荷重，引起保护停机等可靠性问题。
4.空调器在低温环境下制冷运行存在室外风机经常出现转速升高、降低、或间断性停机，导致室外盘管温度波动，容易频繁进出过负荷降频，影响制冷能力。因此，现有技术需要一种对变频空调实现低温制冷控制的解决方案。
5.上述在背景部分公开的信息仅用于对本发明的背景做进一步的理解，因此它可以包含对于本领域普通技术人员已知的不构成现有技术的信息。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种变频空调的低温制冷控制方法、装置和空调。本发明的方案能够解决低温制冷下内、外机风挡不匹配，导致内机侧换热器结霜的问题；解决因风机档位低室外侧换热差而引起压缩机负荷过重保护停机的问题；能够避免因t外管温度波动频繁进入过负荷降频，影响空调制冷能力。
7.本发明的第一方面提供了一种变频空调的低温制冷控制方法，包括：s1：当所述空调进入低温制冷的室外风机控制模式时，获取室外侧盘管温度t
外管
、室外环境温度t
外环
、室内风机运行的档位和所述压缩机的相电流；s2：根据t
外环
和室内风机的档位确定室外风机的档位范围；s3：根据所述t
外管
、所述压缩机的相电流以及室外风机的档位范围来确定并调整室外风机的运行档位。
8.根据本发明的一个实施例，在所述步骤s1之前，当所述空调在调制冷模式下并且压缩机处于运行状态时，如果在预设时间段内持续检测到室外环境温度小于预设的温度，则确定所述空调进入低温制冷的室外风机控制模式。
9.根据本发明的一个实施例，其中，所述预设的温度为空调低温制冷电机控制进入温度，其取值小于等于16℃，所述预设时间段的取值范围为60秒
‑
90秒。
10.根据本发明的一个实施例，其中在步骤s3中，根据所述t
外管
确定并调整室外风机的运行档位的优先级高于根据所述压缩机的相电流确定并调整室外风机的优先级。
11.根据本发明的一个实施例，所述步骤s2进一步包括：根据空调所处的t
外环
的温度范围、室内风机的风档和室外风机允许的最大、最小风挡的映射表来确定所述室外风机的档位范围。
12.根据本发明的一个实施例，在所述步骤s3中，当t
外管
≥室外风机全速运行时的t
外管
温度的阀值a时，室外风机强制以最高档位运行；当室外风机低速运行时的外管温度的阀值b≤t
外管
＜室外风机全速运行时的t
外管
温度的阀值a时，并且室内风机处于停机状态时，室外风机强制以低档位运行。
13.根据本发明的一个实施例，在所述步骤s3中，当压缩机的相电流≥室外风机全速运行时的相电流阀值i时，室外风机以最高档位运行；当压缩机的相电流阀值ii≤压缩机相电流＜室外风机全速运行时的压缩机的相电流阀值i时，室外风机每预定时间在当前档位基础上升高1档运行，直到达到所述档位范围的最高档位；当压缩机相电流阈值iii≤压缩机相电流＜压缩机相电流阀值ii时，室外风机维持当前的运行档位；当压缩机相电流＜压缩机相电流阀值iii时，室外风机每预定时间在当前档位基础上降低1挡运行，直到达到所述档位范围的最低档位。
14.根据本发明的一个实施例，其中所述t
外管
温度的阀值a设置为：t
限
‑
d，所述t
外管
温度的阀值b设置为：t
限
‑
e，其中t
限
为外管温度限频点的温度，d和e为常量，其中e>d。
15.根据本发明的一个实施例，其中，所述压缩机相电流阈值i设置为：i
限
‑
a，所述压缩机相电流阈值ii设置为：i
限
‑
b，所述压缩机相电流阈值iii设置为：i
限
‑
c，其中i
限
为压缩机相电流限频点的电流值，a、b、c为常量，a<b<c。
16.根据本发明的一个实施例，其中优选d＝10℃，e＝20℃,a＝1a，b＝2a，c＝3a，所述预定时间的取值范围为30秒
‑
45秒，其中d，e,a,b,c和预设时间的取值可以根据空调运行的实际需要确定。
17.本发明的第二方面提供了一种变频空调的低温制冷控制装置，包括存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现上述的方法。
18.本发明的第三方面提供了一种空调，其采用了上述的方法，或包括上述的装置。
19.采用本发明的变频空调的低温制冷控制方案，能够避免低温制冷运行过程中内侧换热器结霜的问题；避免外风机档位转速降低、间断性停机所致压缩机负荷重进而保护停机的问题；避免因t外管温度波动频繁进入过负荷降频，进而提高制冷能力。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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。
21.图1是根据本发明的一个示例性的本发明的变频空调的低温制冷控制方法流程图。
22.图2是根据本发明的一个示例性的实施例的变频空调的低温制冷控制方法的实施流程图。
具体实施例
23.如在本文中所使用的，词语“第一”、“第二”等可以用于描述本发明的示例性实施例中的元件。这些词语只用于区分一个元件与另一元件，并且对应元件的固有特征或顺序等不受该词语的限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含意相同的含意。如在常用词典中定义的那些术语被解释为具有与相关技术领域中的上下文含意相同的含意，而不被解释为具有理想或过于正式的含意，除非在本发明中被明确定义为具有这样的含意。
24.本领域的技术人员将理解的是，本文中描述的且在附图中说明的本发明的装置和方法是非限制性的示例性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。结合一个示例性实施例所说明或描述的特征可与其他实施例的特征组合。这种修改和变化包括在本发明的范围内。
25.下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在附图中，省略相关已知功能或配置的详细描述，以避免不必要地遮蔽本发明的技术要点。另外，通篇描述中，相同的附图标记始终指代相同的电路、模块或单元，并且为了简洁，省略对相同电路、模块或单元的重复描述。
26.此外，应当理解一个或多个以下方法或其方面可以通过至少一个控制单元或控制器执行。术语“控制单元”，“控制器”,“控制模块”或者“主控模块”可以指代包括存储器和处理器的硬件设备，存储器或者计算机可读存储介质配置成存储程序指令，而处理器具体配置成执行程序指令以执行将在以下进一步描述的一个或更多进程。而且，应当理解，正如本领域普通技术人员将意识到的，以下方法可以通过包括处理器并结合一个或多个其他部件来执行。
27.空调在制冷模式下外风机转速变化会引起外管温度的变化和整机负荷的变化，其中整机负荷的变化主要的体现方式就是引起压缩机相电流的变化，另外制冷模式下，外管温度高也能从侧面反映整机负荷重，但最直接的是从外管温度和压缩机相电流两个特征来控制室外风机。
28.本发明的低温制冷控制方法及装置能够检测t
外环
和室内风机的风挡确定室外风机运行风挡的档位范围；实时检测压缩机相电流、t
外管
，当压缩机相电流和t
外管
任意一个达到设定阀值时，控制外风机转速，从而达到空调的低温制冷控制。
29.空调室外环境温度感温包在室外换热器后面，用于感知室外环境；外管温度感温包用于感知室外换热器盘管温度；外风机在室外换热器正前方，用于加速换热；压缩机为空调的关键性部件通常在排气、吸气管正下方。
30.图1是根据本发明的一个示例性的本发明的变频空调的低温制冷控制方法流程图。如图1所示，
31.在步骤s1处，当所述空调进入低温制冷的室外风机控制模式时，获取室外侧盘管温度t
外管
、室外环境温度t
外环
、室内风机运行的档位和所述压缩机的相电流；
32.在步骤s2处，根据t
外环
和室内风机的档位确定室外风机的档位范围；
33.在步骤s3处，根据所述t
外管
、所述压缩机的相电流以及室外风机的档位范围来确定并调整室外风机的运行档位；
34.根据本发明的一个或多个实施例，空调的感温包获取室外环境温度t
外环
，当空调处
于制冷模式并且压缩机在运行状态下，当t
外环
<t1(t1为空调低温制冷电机控制进入温度)，并且连续检测时间段δt,则进入低温制冷外风机控制。当t
外环
>＝t2(t2为空调低温制冷电机控制退出温度,例如t2＝18℃)，则退出低温制冷外风机控制。根据本发明的一个或多个实施例，δt取值60s
‑
90s,t低温制冷电机控制进入温度取值小于等于16℃。
35.根据本发明的一个或多个实例，空调感温包获取室外环境温度t
外环
，根据室外环境温度范围和室内风机档位来确定低温制冷时外风机运行的档位范围。例如，室内风机的风档及t
外环
区间还可细分更多区间，室外风机的最低档位转速为0r/s,最大档位转速根据电机规格书及驱动调试结果进行设置，室外风机的档位k处于最大档位15档与最小0档之间。
36.根据本发明的一个或多个实施例，根据空调电机规格书及驱动调试结果，设置最大转速rmax，最小转速rmin，如果把室外风机风档分为n档，则第k档位为k*(rmax
‑
rmin)/n+rmin。例如当n＝15档时，最大rmax＝800r/s,rmin＝200r/s,则10档时电机的转速为10*(800
‑
200)/15+200＝600r/s。
37.根据本发明的一个或多个实施例，根据空调预设的t
外环
的温度范围、室内风机的风档和室外风机风挡的映射表来确定所述室外风机的档位范围。如下表所示，
[0038][0039]
根据本发明的一个或多个实施例，低温制冷控制中，内机设置为静音风档时，室内蒸发器换热慢，负荷轻，室外机风挡可以设置较低一些；
[0040]
低温制冷控制中，内机设置为低风挡时，室内蒸发器换热相比较设置为静音风档时快，室外机风挡可以设置为相比较静音风档时稍高些；
[0041]
同理，低温制冷控制中，内机设置为中风挡时，室内蒸发器换热快，为保证制冷量，室外机风挡可以设置高一些；
[0042]
以此类推，室内高、超高风挡时，室外风机档位可以设置更高一些。
[0043]
图2是根据本发明的一个示例性的实施例的变频空调的低温制冷控制方法的实施流程图。如图2所示，
[0044]
空调整机制冷运行时，判断是否进入低温制冷控制模式，如果进入低温制冷控制模式，则获取获取室外侧盘管温度t
外管
、室外环境温度t
外环
、室内风机运行的档位和所述压缩机的相电流，根据t
外环
和室内风机的档位确定室外风机的档位范围。
[0045]
如图2所示，外管温度控制是不受预定时间y秒时间间隔的限制，而压缩机相电流控制则会有预定时间y秒的时间间隔限制，所以优先级更高，因此在控制逻辑上可以先执行外管控制，如果外管控制不满足条件然后根据相电流来控制，这样就既不会过负荷降频率也不会因整机负荷过重导致可靠性问题。
[0046]
如图2所示，获取外管温度，优先对室外风机运行状态按如下控制：
[0047]
当t
外管
≥室外风机全速运行时的t
外管
温度的阀值a时，室外风机强制以最高档位运行；
[0048]
当室外风机低速运行时的外管温度的阀值b≤t
外管
＜室外风机全速运行时的t
外管
温度的阀值a时，并且室内风机处于停机状态时，室外风机强制以低档位运行(如6挡)。
[0049]
根据本发明的一个或多个实施例，其中所述t
外管
温度的阀值a设置为：t
限
‑
d，所述t
外管
温度的阀值b设置为：t
限
‑
e，其中t
限
为外管温度限频点的温度，d和e为常量，其中e>d，其中t
限
可选择55℃，d＝10℃，e＝20℃。
[0050]
根据本发明的一个或多个实施例，例如，如外管温度达到了t
限
＝55℃时，说明制冷模式下整机负荷已经很重了，在t
限
＝55℃基础上减去d＝10℃，即在外管温度44℃时，就提前将室外风机档位调整到最高档，降低整机系统的负荷，确保系统可靠性。
[0051]
根据本发明的一个或多个实施例，通过压缩机电流采样电路，获取压缩机运行中的线电流，通过驱动算法计算得出压缩机相电流的有效值。在压缩机运行过程中，每隔一定时间都会检测压缩机相电流用于控制室外风机的档位。
[0052]
如图2所示，根据压缩机相电流对室外风机档位控制的流程为：
[0053]
当压缩机的相电流≥室外风机全速运行时的相电流阀值i时，室外风机以最高档位运行；
[0054]
当压缩机的相电流阀值ii≤压缩机相电流＜室外风机全速运行时的压缩机的相电流阀值i时，室外风机每预定时间y(取值范围为30秒
‑
45秒)在当前档位基础上升高1档运行，直到达到所述档位范围的最高档位；
[0055]
当压缩机相电流阈值iii≤压缩机相电流＜压缩机相电流阀值ii时，室外风机维持当前的运行档位；
[0056]
当压缩机相电流＜压缩机相电流阀值iii时，室外风机每预定时间y在当前档位基础上降低1挡运行，直到达到所述档位范围的最低档位。
[0057]
根据本发明的一个或多个实施例，压缩机相电流阈值i设置为：i
限
‑
a，所述压缩机相电流阈值ii设置为：i
限
‑
b，所述压缩机相电流阈值iii设置为：i
限
‑
c，其中i
限
为压缩机相电流限频点的电流值，a、b、c为常量。其中，a<b<c，相电流阀值i>相电流阀值ii>相电流阀值iii。例如，压缩机的相电流限频点i
限
为6.5a，则相电流阀值i可以设置为5.5a、相电流阀值ii可以设置为4.5a、相电流阀值ii可以设置为3.5a，a＝1a，b＝2a，c＝3a，预定时间y的取值范围为30秒
‑
45秒。相电流的阈值i、ii、iii一般根据压缩机相电流限频点来设定，且不同压缩机的相电流限频点也可能不同。
[0058]
本发明还提供了一种变频空调的低温制冷控制装置，包括存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现本发明的空调低温制冷控制方法。
[0059]
本发明还提供了一种空调，其采用了本发明的空调低温制冷控制方法，或包括了本发明的空调低温制冷控制装置。
[0060]
根据本发明的一个或多个实施例，本发明的控制装置(控制逻辑、主控系统或控制模块)可以包含一个或多个处理器，也可以在内部包含有非暂时性计算机可读介质。具体地，主控系统或控制模块可以包括微控制器mcu，主控芯片或处理器可以诸如但不限于一个
或多个单核或多核处理器。(一个或多个)处理器可包括通用处理器和专用处理器(例如，图形处理器、应用处理器等)的任何组合。处理器可与其耦接和/或可包括计存储器/存储装置，并且可被配置为执行存储在存储器/存储装置中的指令，以实现在本发明中控制器上运行的各种应用和/或操作系统。
[0061]
作为本发明示例的上文涉及的附图和本发明的详细描述，用于解释本发明，但不限制权利要求中描述的本发明的含义或范围。因此，本领域技术人员可以很容易地从上面的描述中实现修改。此外，本领域技术人员可以删除一些本文描述的组成元件而不使性能劣化，或者可以添加其它的组成元件以提高性能。此外，本领域技术人员可以根据工艺或设备的环境来改变本文描述的方法的步骤的顺序。因此，本发明的范围不应该由上文描述的实施例来确定，而是由权利要求及其等同形式来确定。
[0062]
尽管本发明结合目前被认为是可实现的实施例已经进行了描述，但是应当理解本发明并不限于所公开的实施例，而相反的，意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同配置。