CN101691939A - 一种智能双模切换空调 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能双模切换空调，可以实现在定频模式和变频模式之间进行的智能自动转换。本发明提供的智能双模切换空调，包括人机交互接口、变频压缩机和变频压缩机驱动模块，此外还包括智能控制模块，可以通过检测运行环境的温差智能选择变频或者定频运行控制单元。本技术方案实现了空调节能和舒适运行的平滑过渡。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能双模切换空调，尤其涉及一种可以智能识别、自动判断并实现定频和变频运行模式平滑转换的空调。
背景技术
目前，空调行业针对压缩机的控制明确分为定频控制和变频控制两种，由此对应形成两大类的空调，即定频空调和变频空调。所谓定频空调就是以定频压缩机为核心而设计的换热系统，压缩机按照所施加的工频电压运行于相对固定的转速，能力输出单一固定。定频空调由于不会调节压缩机的运行频率，压缩机运行频率固定，消耗电能变化范围小，其温度控制调节主要靠频繁地开启和关闭压缩机来实现。变频空调就是以变频压缩机为核心而设计的换热系统，空调控制器首先把施加的工频交流电压整流为直流电压，然后通过变频控制器根据指令产生频率平滑可调的交流电，控制变频压缩机运行于不同的转速，实现能力输出的灵活调节。变频空调则可根据运行工况的不同，空调会灵活调节压缩机的运行频率，达到舒适和节能的平衡。
正是由于变频空调具有上述定频空调所无可比拟的优点，人们普遍认为变频空调在各方面都比定频空调强，而对定频空调在某些特定情况下运行的优点则重视不够。比如在短时间小负荷使用的条件下，变频空调的节能优势难以发挥，而此时定速空调如果设定频率得当，则可表现出电网负荷需求较小的优点。可见，开发一种在变频控制和定频控制之间根据需要自由转换的双模空调，可以解决此问题。如果能够根据使用环境和使用条件智能判断、自动选择变频或定频运行方式，实现变频和定频运行的平滑过渡，最大程度的发挥空调的节能和舒适性优点，则不仅解决了问题点，同时实现了空调的智能化工作，避免了人工操作不当造成无法最大程度发挥空调性能的问题。
发明内容
本发明结合变频和定频空调的优点，提出了一种可以智能判断、自动在变频和定频运行控制模式之间平滑切换的智能双模切换空调。
本发明提出的智能双模切换空调，包括人机交互接口、变频压缩机和变频压缩机驱动模块，此外还包括智能控制模块；所述智能控制模块，用于通过检测运行环境的温差和温度变化趋势智能选择变频运行控制模式或者定频运行控制模式；所述智能控制模块分别与所述人机交互接口和变频压缩机驱动模块相连接。
优选的，所述智能控制模块包括：智能控制算法实现单元、控制参数电参数采集单元、变频运行控制单元和定频运行控制单元；所述智能控制算法实现单元，用于根据设定达到的目标温度和当前运行环境的实际温度之间的温差来选择所述变频运行控制单元或所述定频运行控制单元对所述变频压缩机驱动模块进行控制；所述控制参数电参数采集单元，用于采集并向所述智能控制算法实现单元提供控制数据；所述变频运行控制单元，用于根据所述智能控制算法实现单元的命令向所述变频压缩机驱动模块发送/停止发送平滑调节压缩机运行频率的指令；所述定频运行控制单元，用于根据所述智能控制算法实现单元的命令向所述变频压缩机驱动模块发送/停止发送固定压缩机运行频率的指令。
优选的，所述智能控制算法实现单元，还用于当所述温差小于等于第一温差阀值时，向所述定频运行控制单元发送第一启动命令；若所述变频运行控制单元已启动，则向所述变频运行控制单元发送关闭命令；所述智能控制算法实现单元，还用于当所述温差大于第一温差阀值且小于等于第二温差阀值时，向所述变频运行控制单元发送第二启动命令；若所述定频运行控制单元已启动，则向所述定频运行控制单元发送关闭命令；所述智能控制算法实现单元，还用于当所述温差大于第二温差阀值时，向所述变频运行控制单元发送第三启动命令；若所述定频运行控制单元已启动，则向所述定频运行控制单元发送关闭命令。
优选的，所述定频运行控制单元，还用于在接收到所述第一启动命令后，向所述变频压缩机驱动模块发送固定的运行频率指令。
优选的，所述变频运行控制单元，还用于在接收到所述第二启动命令后，向所述变频压缩机驱动模块发送自固定最大运行频率指令到零之间的平滑减小的频率指令。
优选的，所述变频运行控制单元，还用于在接收到所述第三启动命令后，向所述变频压缩机驱动模块发送自零到固定最大运行频率指令之间的平滑增加的频率指令。
优选的，所述人机交互接口为遥控器或控制面板，用于设定目标温度、第一温差阀值和第二温差阀值。
优选的，所述第一温差阀值设置为2℃，所述第二温差阀值设置为3℃。
优选的，所述变频压缩机为直流变频压缩机或交流变频压缩机。
优选的，所述人机交互接口设置有语音提醒装置和/或显示提醒装置，用于提示用户当前空调处于变频运行状态或定频运行状态。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、变频和定频运行控制单元，由于使用环境和场合的不同，具有不同的特点和优点。本技术方案整合了两种运行控制单元的特点和优点，实现了两种运行控制单元的智能判断和自动切换，不需要人工干预。
2、现有的定频空调启动时，有很大的冲击电流，使用本方案实现的定频运行模式，借用了变频控制器的软启动功能，实现了无冲击电流启动。且变频压缩机实现定频运行，相对于传统定频空调使用的定频压缩机，极大的提高了能效。
3、变频控制单元运行时制冷(热)量变化范围大，而定频控制单元运行时变化范围小；扩大了空调的使用环境。
4、利用变频驱动模块中电流控制技术，实现利用压缩机(电机)绕组进行预加热功能，解决了定速空调低温启动困难的问题。
附图说明
图1为本发明一种智能双模切换空调实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实施例所提出的智能双模切换空调方案进行清楚、完整的描述。
如图1所示，本发明提出的智能双模切换空调，包括人机交互接口、变频压缩机和变频压缩机驱动模块，此外还包括智能控制模块，可以通过检测运行环境的温差和温度变化趋势(速度)智能选择变频或者定频运行控制单元。即，智能控制模块通过检测到的运行环境的温差和温度变化趋势进行判断，若判断确定目前情况适合变频运行控制模式，则向所述变频运行控制单元发生启动命令，并向所述定频运行控制单元发送关闭命令(若所述定频运行控制单元已启动)；若判断确定目前情况适合定频运行控制模式，则向所述定频运行控制单元发生启动命令，并向所述变频运行控制单元发送关闭命令(若所述变频运行控制单元已启动)。
所述人机交互接口模块，用于接收控制指令，对控制指令进行解析转化，通知智能控制模块，实现空调的温度调节。所述人机交互接口为遥控器或控制面板，用于设定目标温度、第一温差阀值和第二温差阀值。
所述智能控制模块，包括智能控制算法实现单元、控制参数电参数采集单元、变频运行控制单元和定频运行控制单元。
所述控制参数电参数采集单元，用于采集所需的控制数据(包括温度和电参数等)，为智能控制算法实现单元提供控制数据。
所述智能控制算法实现单元，对采集到的实时控制数据进行智能控制算法处理，确定当前的最佳运行方式；若算法输出当前的最佳运行方式为变频，则对应控制转入到变频运行控制单元；若算法输出当前的最佳运行方式为定频，则对应控制转入到定频运行控制单元。
所述智能控制算法实现单元，通过空调设定达到的目标温度和当前使用环境的实际温度之间的温差来确定选择对应的最佳运行方式。优选的，当温差小于等于2℃时，转入定频运行控制单元；温差大于2℃时，转入变频运行控制单元。具体的温差设定值，可以根据空调的系统匹配和适用环境灵活调整。
所述变频运行控制单元，用于在接收到启动命令后，向变频压缩机驱动模块发送平滑调节的频率指令；变频运行控制单元，还用于在接收到关闭命令后，则停止向变频压缩机驱动模块发送平滑调节的频率指令。
所述变频运行控制单元，用于空调需要大能力输出，即空调设定目标温度和当前运行环境的实际温度之间的温差大于3℃(此温度值根据实际设计需求可以调整)情况下，向所述变频压缩机驱动模块发送自零到固定最大运行频率(指空调系统匹配设定的最大运行频率)指令之间的平滑增加的频率指令；还用于空调需要小能力输出，即空调设定目标温度和当前运行环境的实际温度之间的温差小于等于3℃并大于2℃情况下，向所述变频压缩机驱动模块发送自该固定最大运行频率到零之间的平滑减小的频率指令，零频率运行表示压缩机停机。
所述定频运行控制单元，用于在接收到启动命令后，向变频压缩机驱动模块发送固定的频率指令；定频运行控制单元，还用于在接收到关闭命令后，则停止向变频压缩机驱动模块发送固定的频率指令。
优选的，所述定频运行控制单元，用于短时节能运行，即空调设定目标温度和当前运行环境的实际温度之间的温差小于等于2℃情况下，向所述变频压缩机驱动模块发送固定的运行频率指令(指空调系统匹配设定的最佳能效运行频率)。
所述变频压缩机驱动模块，根据变频或定频运行控制单元的指令实现压缩机的运转调节，控制压缩机运行于适合当前环境和场合的最佳状态，达到节能和舒适的统一。
传统定频空调使用的压缩机电机形式为交流异步电机。交流异步电机启动时，瞬时冲击电流是正常运行的4～6倍，对于电网和空调控制器电子元器件有很大的影响；减小冲击电流，直接关系到控制器的设计成本和整机的可靠性。对于变频空调不存在压缩机启动时的冲击电流，因为变频空调使用的压缩机电机为永磁同步电机，空调变频控制器控制电机启动时，通过特殊设计的算法，由低到高平滑的施加电流，直到电机启动运行于设定的频率，这就是电机的软启动过程。本发明提出的智能双模切换空调是在变频空调的基础上实现压缩机的定频和变频控制，从而实现变频和定频空调的特点，而压缩机的电机启动方法沿用变频空调设计，因此克服了传统定频空调启动时具有大的冲击电流的缺点，实现了定频模式运行时压缩机的电流的平稳性。
变频压缩机可以采用直流变频压缩机或交流变频压缩机。
所述人机交互接口设置有语音提醒装置和/或LCD液晶显示提醒装置，用于提示用户当前空调处于变频运行状态或定频运行状态。
以上所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的技术方案，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能双模切换空调，包括人机交互接口、变频压缩机和变频压缩机驱动模块，其特征在于，还包括智能控制模块；
所述智能控制模块，用于通过检测运行环境的温差和温度变化趋势智能选择变频运行控制模式或者定频运行控制模式；
所述智能控制模块分别与所述人机交互接口和变频压缩机驱动模块相连接。
2.根据权利要求1所述的智能双模切换空调，其特征在于，所述智能控制模块包括：智能控制算法实现单元、控制参数电参数采集单元、变频运行控制单元和定频运行控制单元；
所述智能控制算法实现单元，用于根据设定达到的目标温度和当前运行环境的实际温度之间的温差来选择所述变频运行控制单元或所述定频运行控制单元，对所述变频压缩机驱动模块进行控制；
所述控制参数电参数采集单元，用于采集并向所述智能控制算法实现单元提供控制数据；
所述变频运行控制单元，用于根据所述智能控制算法实现单元的命令向所述变频压缩机驱动模块发送/停止发送平滑调节压缩机运行频率的指令；
所述定频运行控制单元，用于根据所述智能控制算法实现单元的命令向所述变频压缩机驱动模块发送/停止发送固定压缩机运行频率的指令。
3.根据权利要求2所述的智能双模切换空调，其特征在于，所述智能控制算法实现单元，还用于当所述温差小于等于第一温差阀值时，向所述定频运行控制单元发送第一启动命令；若所述变频运行控制单元已启动，则向所述变频运行控制单元发送关闭命令；
所述智能控制算法实现单元，还用于当所述温差大于第一温差阀值且小于等于第二温差阀值时，向所述变频运行控制单元发送第二启动命令；若所述定频运行控制单元已启动，则向所述定频运行控制单元发送关闭命令；
所述智能控制算法实现单元，还用于当所述温差大于第二温差阀值时，向所述变频运行控制单元发送第三启动命令；若所述定频运行控制单元已启动，则向所述定频运行控制单元发送关闭命令。
4.根据权利要求3所述的智能双模切换空调，其特征在于，所述定频运行控制单元，还用于在接收到所述第一启动命令后，向所述变频压缩机驱动模块发送固定的运行频率指令。
5.根据权利要求4所述的智能双模切换空调，其特征在于，所述变频运行控制单元，还用于在接收到所述第二启动命令后，向所述变频压缩机驱动模块发送自固定最大运行频率指令到零之间的平滑减小的频率指令。
6.根据权利要求5所述的智能双模切换空调，其特征在于，所述变频运行控制单元，还用于在接收到所述第三启动命令后，向所述变频压缩机驱动模块发送自零到固定最大运行频率指令之间的平滑增加的频率指令。
7.根据权利要求1至6任一项所述的智能双模切换空调，其特征在于，所述人机交互接口为遥控器或控制面板，用于设定目标温度、第一温差阀值和第二温差阀值。
8.根据权利要求7所述的智能双模切换空调，其特征在于，所述第一温差阀值设置为2℃，所述第二温差阀值设置为3℃。
9.根据权利要求8所述的智能双模切换空调，其特征在于，所述变频压缩机为直流变频压缩机或交流变频压缩机。
10.根据权利要求9所述的智能双模切换空调，其特征在于，所述人机交互接口设置有语音提醒装置和/或显示提醒装置，用于提示用户当前空调处于变频运行状态或定频运行状态。
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