专利名称：一种一拖三空调器及其变频控制方法
技术领域：
本发明涉及空调器技术领域，具体是指一种一拖三空调器及其变频控制方法。
背景技术：
目前，市场上单压缩机的一拖多空调器存在以下缺点1.单台室内机运行时耗电量大，能效比低，一般一拖二的空调器单台室内机运行时的耗电量略小于双台室内机运行时耗电量，远远大于相同制冷量的一拖一空调器；2.电子膨胀阀调节复杂，控制器控制复杂，问题多；3.单台室内机运行时，系统压力高，易跳机，运行可靠性较差。多压缩机的一拖多空调器也存在耗电量大、电子膨胀阀调节复杂、控制器控制复杂、室外机体积大等问题。
发明内容本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种一拖三空调器及其变频控制方法。该空调器运行可靠，室外机体积小，安装方便，控制方法简单、省电。
本发明所述一种一拖三空调器，包括室内机和室外机，其中，室内机中有控制器，室外机由变频压缩机和冷凝器组成，其特征是，在变频压缩机和室内机控制器之间连接有输出30Hz～60Hz、60Hz～90Hz、90Hz～120Hz三种频率段的变频控制器。
为了更好地实现本发明，所述室内机控制器取消了压缩机继电器、四通阀继电器和室外风扇控制继电器，原压缩机、四通阀和室外风扇控制输出口分别通过信号线直接与变频控制器相连接；所述室内机控制器还通过温度信号线与所述变频控制器相连接；所述变频控制器增加了电磁阀控制单元电路和室外风扇电机控制单元电路，并连接有制热信号检测矩阵；所述室外机有三个除霜热敏电阻，设置在室外机的同一个检测位置点上。
本发明所述一种一拖三空调器的变频控制方法，其特征是，当一台室内机运行时，变频控制器输出频率30Hz～60Hz交流电给变频压缩机；当两台室内机运行时，输出频率60Hz～90Hz交流电给变频压缩机；当三台室内机运行时，输出频率90Hz～120Hz交流电给变频压缩机。
为了更好地实现本发明，所述变频控制器的输出频率由设定温度与回风温度的温差△T决定。
本发明的室内机采用工频一拖一空调器的室内机控制器，但不直接驱动室外风扇电机、四通阀、压缩机，而改为仅输出控制信号到室外变频控制器，同时输出室内温度信号，增加通过制热信号检测矩阵检测其它室内机是否存在制热方式的检测功能；其它部分控制方式与工频一拖一空调器相同。
本发明的室外机利用变频一拖一空调器的室外机变频控制器主芯片，排气温度、电压、电流的检测保护单元电路和变频一拖一空调器相同；室外风扇电机控制单元电路采用与工频一拖一空调器室内风扇电机相同的可控硅电路调速，转速分为高、中、低三挡(具体转速可根据需要设定)。转速设置高、中、低三挡，同时起到在制热时卸载的作用当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P42、P41、P40同为高电平时，室外风扇以高速风运转；当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P42、P41、P40中有任意两个同为高电平时，室外风扇以中速风运转；当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P42、P41、P40中有任意一个为高电平时，室外风扇以低速风运转。
本发明的变频控制器中增加了电磁阀控制单元电路，压缩机启动的同时，打开与室内机相对应的电磁阀。
本发明四通阀的开启方式为当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P10、P11、P12中有任意一个或多个为高电平时，P31输出高电平开通四通阀。
本发明的室内机增加了由I/O口通过信号线连接到室外制热信号检测矩阵的连线，其作用是当检测到已经有一台室内机运行于制热模式时，控制其它两台机不能进入制冷模式、除湿模式、自动制冷模式或自动除湿模式。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果1.本发明与普通工频一拖多空调器相比，节电效果明显。
2.本发明控制方式简单、可靠、问题少。
3.本发明工作时，无论是单台室内机工作，还是双台室内机工作以及三台室内机同时工作时，压缩机系统压力基本相同，不易跳机，运行可靠性高。
4.本发明制作改进成本低。
5.本发明的室外机体积小，安装方便。
图1是本发明实施例的结构示意图；图2是本发明实施例的电路方框图；图3是本发明实施例的电路原理图；图4是本发明实施例中变频控制器的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详细地描述。
如图1所示，本发明由变频压缩机1、四通阀2、冷凝器3、毛细管4a、毛细管4b、毛细管4c、室内机5A、室内机5B、室内机5C、电磁阀6a、电磁阀6b、电磁阀6c、三通阀7、三通阀8a、三通阀8b、三通阀8c、连管9、三个室外机除霜热敏电阻10组成，在室外机中增加变频控制器11，变频控制器11输出30Hz～60Hz、60Hz～90Hz、90Hz～120Hz三种频率段。
变频控制器的输出频率控制如下一台室内机运行时，输出频率30Hz～60Hz，频率由设定温度与回风温度的温差△T决定△T＜-1℃，停机；-1≤△T≤0℃，30Hz；0＜△T≤1℃，30Hz～40Hz；1＜△T≤2℃，40Hz～50Hz；2＜△T≤3℃，50Hz～60Hz；△T＞3℃，60Hz。
两台室内机运行时，输出频率60Hz～90Hz，频率由设定温度与回风温度的平均温差△T决定△T＜-1℃，停机；-1≤△T≤0℃，60Hz；0＜△T≤1℃，60Hz～70Hz；1＜△T≤2℃，70Hz～80Hz；2＜△T≤3℃，80Hz～90Hz；△T＞3℃，90Hz。
三台室内机运行时，输出频率90Hz～120Hz，频率由设定温度与回风温度的平均温差△T决定△T＜-1℃，停机；-1≤△T≤0℃，90Hz；0＜△T≤1℃，90Hz～100Hz；1＜△T≤2℃，100Hz～110Hz；2＜△T≤3℃，110Hz～120Hz；△T＞3℃，120Hz。
以三台室内机都是1匹机为例，压缩机应选2匹变频压缩机。变频压缩机的选择原则是，压缩机的能力取三台室内机能力的三分之二。冷凝器的大小取三台室内机能力的总和。变频控制器的压缩机驱动模块的选择，应与压缩机的功率对应。
如图2所示，室内机控制器由室内机CPU主芯片、室内风扇控制电路、风向电机电路、蜂响控制电路、显示及红外遥控电路、温度检测单元电路和室内机电源电路相互连接组成；其中，室内机CPU主芯片分别通过信号线与室内风扇控制电路、风向电机电路、蜂响控制电路、显示及红外遥控电路以及温度检测单元电路相连接，同时与室内机电源电路相互连接，并与室外机变频控制器相连接。室外机变频控制器由室外机CPU主芯片、压缩机排气温度、过压、过流检测保护单元电路、压缩机驱动单元电路、室外风扇电机控制单元电路、四通阀驱动电路、制热信号检测矩阵、电磁阀控制单元电路和室外机电源电路相互连接组成；其中，室外机CPU主芯片分别通过信号线与压缩机排气温度、过压、过流检测保护单元电路、压缩机驱动单元电路、室外风扇电机控制单元电路、四通阀驱动电路、制热信号检测矩阵以及电磁阀控制单元电路相连接，并与室外机电源电路相互连接。
如图3所示，一拖三空调器的控制器系统由四部分组成室外机变频控制器，室内机5A的控制器5a，室内机5B的控制器5b，室内机5C的控制器5c。三台室内机的控制器相同室内机主芯片(本实施例中为ST72215G2)通过红外遥控电路输入控制信号，输出显示信号，控制室内机按设定模式运行，控制室内机管温过冷、过热保护(该部分单元电路5a1、5b1、5c1和普通空调器相同)；输出驱动IC(本实施例中为MC1413P)用于驱动①室内风向电机(本实施例中为插座5a3、5b3、5c3)；②蜂响控制电路W01、R01；③室内风扇电机控制电路(本实施例中由室内风扇电机插座5a4、5b4、5c4、G21、R21、R22、R23、R24、R25、C21、C22、C23、C24、DW21、SCR21组成)。温度检测单元电路由TH1、TH2、TH3、R11、R12、R13、R14、R15、R16、C11、C12、C13组成，TH1为室内温度检测热敏电阻，TH2为室内管温检测热敏电阻，TH3为室外除霜温度检测热敏电阻。TH1检测到的室内温度通过R15输入室内机主芯片用于室内机控制，同时通过信号线A1、A2、A3输入到室外机变频控制器，用于计算室内平均温差及控制压缩机运行频率；室内机电源电路用于给室内机控制器供电，电源的直流地线和室外机电源的直流地线相连，使室内、外机控制器直流参考电位相同。室内机与室外机通过信号线A1、B1、C1、D1、E1、A2、B2、C2、D2、E2、A3、B3、C3、D3、E3连接。
室外机的变频控制器由以下几部分组成室外机主芯片(本实施例中为TMP88CK49)；输出驱动光藕(本实施例中为TLP521)；压缩机驱动MCU(本实施例中为MIG20JI06L)；室外风扇电机控制单元电路，该单元电路由室外风扇电机插座3、G51、R51、R52、R53、R54、R55、C51、C52、C53、C54、DW51、可控硅SCR51组成，由可控硅控制室外风扇电机转速，转速分为高、中、低三挡(具体转速可根据需要设定)。转速设置高、中、低三挡，同时起到在制热时卸载的作用当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P42、P41、P40同为高电平时，室外风扇以高速风运转；当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P42、P41、P40中有任意两个同为高电平时，室外风扇以中速风运转；当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P42、P41、P40中有任意一个为高电平时，室外风扇以低速风运转；四通阀控制电路由R61、SG61、K61、四通阀插座2组成。当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P10、P11、P12中有任意一个或多个为高电平时，P31输出高电平开通四通阀；电磁阀控制单元电路，该单元电路由电磁阀插座6a、电磁阀插座6b、电磁阀插座6c、SG41、R41、D41、Ja、SG42、R42、D42、Jb、SG43、R43、D43、Jc组成，由室内机压缩机信号控制，压缩机启动的同时打开与室内机相对应的电磁阀；制热信号检测矩阵由D1、D2、D3组成，其作用是当检测到已经有一台室内机运行于制热模式时，控制其它两台机不能进入制冷模式、除湿模式、自动制冷模式或自动除湿模式。压缩机排气温度、过压、过流检测保护单元电路控制室外机进行压缩机过热保护、电压过低保护、电压过高保护、电流过大保护等(该部分单元电路和普通变频空调器相同)。
本发明的室内机控制器和普通一拖一空调器基本相同，不同的是取消了原来室内机控制器上的压缩机、四通阀和室外风扇控制继电器原压缩机输出口PB3通过信号线B1、B2、B3连接到室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P10、P11、P1 2或其它I/O口；原四通阀输出口PB2通过信号线C1、C2、C3连接到室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P13、P14、P15或其它I/O口；原室外风扇输出口PB1通过信号线D1、D2、D3连接到室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P42、P41、P40或其它I/O口。同时，室内机增加了由S1、S2、S3通过信号线A1、A2、A3到室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口AN17、AN16、AN15或其它I/O口的连线，将室内温度信号传输到室外变频控制器，室外变频控制器CPU芯片(如TMP88CK49)将温度信号变成温差信号△T控制变频器的输出频率。室内机还增加了由I/O口PC4通过信号线E1、E2、E3连接到室外制热信号检测矩阵的连线，其作用是，当检测到已经有一台室内机运行于制热模式时，控制其它两台机不能进入制冷模式、除湿模式、自动制冷模式或自动除湿模式。
室外机控制器和普通一拖一变频空调器其它部分相同，不同的部分是(1)变频控制器输出30Hz～60Hz、60Hz～90Hz、90Hz～120Hz三种频率段；(2)增加电磁阀控制单元电路，压缩机启动的同时打开与室内机相对应的电磁阀；(3)增加室外风扇电机控制单元电路，由可控硅控制室外风扇电机转速，转速分为高、中、低三挡(具体转速不重要，可根据需要设定)。转速设置高、中、低三挡同时起到在制热时卸载的作用当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P42、P41、P40同为高电平时，室外风扇以高速风运转；当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P42、P41、P40中有任意两个同为高电平时，室外风扇以中速风运转；当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P42、P41、P40中有任意一个为高电平时，室外风扇以低速风运转；(4)当室外变频控制器芯片(如TMP88CK49)的I/O口P10、P11、P12中有任意一个或多个为高电平时，P31输出高电平开通四通阀；(5)室外机有三个除霜热敏电阻，设置在室外机的同一个检测位置点上。
如图4所示，本发明的工作过程如下单台室内机工作单台室内机工作过程和普通一拖一空调器基本相同，例如当仅有室内机5A工作时，电磁阀6a被打开，电磁阀6b和电磁阀6c关闭，空调器制冷运行时在刚开机的1分钟内，会有冷媒流过三通阀8b、毛细管4b、三通阀8c、毛细管4c，之后，由于电磁阀6b和电磁阀6c关闭，毛细管4b和毛细管4c两端压力平衡后两边相等，不再有冷媒流过，室内机5B和室内机5C不制冷；空调器制热运行时，冷媒一开始就流不过电磁阀6b、电磁阀6c，室内机5B和室内机5C不制热。室外机变频控制器检测到仅P15端有高电平，输出30Hz～50Hz交流电给变频压缩机。室内机5A以和普通一拖一空调器相同方式控制压缩机和室外风扇工作及保护。
两台室内机工作例如当室内机5A和室内机5C工作时，电磁阀6a和电磁阀6c被打开，电磁阀6b关闭，空调器制冷运行时在刚开机的1分钟内，会有冷媒流过三通阀8b、毛细管4b之后，由于电磁阀6b关闭，毛细管4b两端压力平衡后两边相等，不再有冷媒流过，室内机5B不制冷；空调器制热运行时冷媒一开始就流不过电磁阀6b，室内机5B不制热。室外机变频控制器检测到P15和P13端有高电平，输出60Hz～90Hz交流电给变频压缩机。
三台室内机工作电磁阀全部打开，室外机变频控制器检测到P15、P14和P13端有高电平，输出110Hz～120Hz交流电给变频压缩机。
如上所述，即可较好地实现本发明。
权利要求
1.一种一拖三空调器，包括室内机和室外机，其中，室内机中有控制器，室外机由变频压缩机和冷凝器组成，其特征是，在变频压缩机和室内机控制器之间连接有输出30Hz～60Hz、60Hz～90Hz、90Hz～120Hz三种频率段的变频控制器。
2.根据权利要求1所述的一种一拖三空调器，其特征是，所述室内机控制器取消了压缩机继电器、四通阀继电器和室外风扇控制继电器，原压缩机、四通阀和室外风扇控制输出口分别通过信号线直接与变频控制器相连接。
3.根据权利要求1所述的一种一拖三空调器，其特征是，所述室内机控制器还通过温度信号线与所述变频控制器相连接。
4.根据权利要求1所述的一种一拖三空调器，其特征是，所述变频控制器增加了电磁阀控制单元电路和室外风扇电机控制单元电路，并连接有制热信号检测矩阵。
5.根据权利要求1所述的一种一拖三空调器，其特征是，所述室外机有三个除霜热敏电阻，设置在室外机的同一个检测位置点上。
6.权利要求1所述的一种一拖三空调器的变频控制方法，其特征是，当一台室内机运行时，变频控制器输出频率30Hz～60Hz交流电给变频压缩机；当两台室内机运行时，输出频率60Hz～90Hz交流电给变频压缩机；当三台室内机运行时，输出频率90Hz～120Hz交流电给变频压缩机。
7.根据权利要求6所述的一种一拖三空调器的变频控制方法，其特征是，所述变频控制器的输出频率由设定温度与回风温度的温差△T决定。
全文摘要
本发明是一种一拖三空调器及其变频控制方法，该空调器包括室内机和室外机，其中，在室外机的变频压缩机和室内机控制器之间连接有输出30Hz～60Hz、60Hz～90Hz、90Hz～120Hz三种频率段的变频控制器；该控制方法是当一台室内机运行时，变频控制器输出频率30Hz～60Hz；当两台室内机运行时，输出频率60Hz～90Hz；当三台室内机运行时，输出频率90Hz～120Hz。本发明比普通工频一拖多空调器节电；控制方式简单、可靠、问题少；无论是单台室内机工作，还是双台室内机以及三台室内机同时工作时，压缩机系统压力基本相同，不易跳机，运行可靠性高。本发明制作改进成本低；室外机体积小，安装方便。
文档编号F25B5/02GK1431434SQ0311366
公开日2003年7月23日 申请日期2003年1月27日 优先权日2003年1月27日
发明者冯利峰 申请人:广东科龙电器股份有限公司