CN102269463B - 提高变频空调器低温制热热量的控制方法 - Google Patents

提高变频空调器低温制热热量的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种提高变频空调器低温制热热量的控制方法，包括：在空调器的室外电控芯片收到室内开始低温制热模式指令之后的如下步骤：步骤1：室外电控芯片响应于室外环境温度和环境相对湿度，以使空调器进入相应的低温制热运行状态；以及步骤2：在空调器进入所述低温制热运行状态后，压缩机以指定的制热频率运行相应的制热时间后，空调器进入除霜运行，通过对空调器中四通阀进行换向，以对空调器的室外换热器进行除霜，其中，在步骤2中的除霜开始之前、以及在除霜进行的整个过程中，在保持空调器的压缩机始终运转的前提下，改变压缩机的运行频率和时间。本发明响应于环境温度与相对湿度的变化，能有效提高变频空调器低温制热热量。

Description

提高变频空调器低温制热热量的控制方法
技术领域
本发明涉及一种提高变频空调器低温制热热量的控制方法。
背景技术
目前低温制热按照设定频率运转，运行制热时间是由压缩机累计运行时间与芯片演算系统是否进入除霜模式共同决定的，压缩机在除霜前与除霜后各停止运转1分钟，除霜时间是由芯片演算系统是否退出除霜模式决定的。该控制方案存在几个问题：(1).制热运行时间不固定，往往室外冷凝器结霜过饱和，制热仍在运行，室外换热器效率差，制热量低；(2).除霜时间过长，室外换热器翅片霜已经融掉，机器仍在运行除霜模式；(3).压缩机前后停机共两分钟，在非稳态制热周期内占比大。
以采用膨胀阀节流控制方案，结合图1对现有技术进行说明，图1中Fd1’、Fd2’、Fd2’表示压缩机运行频率，Vd自动’、Vd1’、Vd2’、Vd除霜’表示膨胀阀开度，其中，Vd自动’具体为膨胀阀根据目标过热度进行自动调节后的开度，Vd除霜’具体为在除霜过程中膨胀阀的开度。在低温制热工况下，室外机接收到室内测试程序指令后，整机进入制热运行状态，按目标频率Fd1’运转，2分钟内膨胀阀开度为Vd1’，2-4分钟内膨胀阀开度为Vd2’，4分钟后根据目标过热度进行自动调为Vd自动’。在压机开连续运行10分钟，压机累计运行45分钟后(除霜结束或进入制冷模式时压机累计运行时间清零)，通过检测除霜传感器Te(检测室外机热交换器的结霜情况)和室外环温传感器Ta，连续2分钟满足以下条件时，进入除霜运转：
令Tes＝C×Ta-α【Min(Tes)＝-15℃，Max(Tes)＝-5℃】，
Te≤Tes(凝露点温度)，
其中：C：Ta＜0℃，C＝0.8，
Ta≥0℃，C＝0.6，
除霜的进入温度限制-15℃≤C×Ta-α≤-5℃，
在容易结霜的地方，α设定为6℃，在不容易结霜的地方，α设定为10℃。
除霜开始时，膨胀阀开度到除霜开度，压缩机先停一分钟，外风扇高速运转，50秒后，四通阀OFF；压机启动时外风扇停，压机在60Hz停60秒，然后向目标频率运行；满足下列任一条件时，除霜运转就恢复成制热运转：(1)：室外热交换器温度连续80秒超过7度以上；(2)：室外热交换器温度连续5秒超过12度以上；(3)：连续9分除霜运行。满足除霜退出条件后，按以下工作：压缩机停机，外风机开，50秒后四通阀吸合，60秒后压机与膨胀阀按启动过程运行。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种提高变频空调器低温制热热量的控制方法，以有效地提高变频空调器低温制热热量。
为实现上述目的，本发明提供了一种提高变频空调器低温制热热量的控制方法，控制方法包括：在空调器的室外电控芯片收到室内开始低温制热模式指令之后的如下步骤：步骤1：室外电控芯片响应于室外环境温度和环境相对湿度，以使空调器进入相应的低温制热运行状态；以及步骤2：在空调器进入所述低温制热运行状态后，压缩机以指定的制热频率运行相应的制热时间后，空调器进入除霜运行，通过对空调器中四通阀进行换向，以对空调器的室外换热器进行除霜，其中，在步骤2中的除霜开始之前、以及在除霜进行的整个过程中，在保持空调器的压缩机始终运转的前提下，改变压缩机的运行频率和时间。
优选地，控制方法还包括步骤3：在退出除霜后，如果所述室外电控芯片没有收到室内终止低温制热模式指令则返回所述步骤1继续循环，否则所述空调器终止所述低温制热模式并退出所述低温制热运行状态。
优选地，步骤2包括如下子步骤：子步骤1：在除霜开始之前，使得压缩机先以第一频率Fd1运行第一预定时间Td1然后降低到第二频率Fd3，在压缩机以所述第二频率Fd3运行满第二预定时间Td4后，对四通阀进行第一次换向，以使空调器进入制冷模式进行除霜，第一频率为所述指定的制热频率；子步骤2：在除霜开始之后，将压缩机的运行频率从第二频率Fd3升到第三频率Fd2，并使得压缩机在以第三频率Fd2运行第三预定时间Td2后降到第四频率，其中第一频率Fd1、第三频率Fd2、第二频率Fd3依次降低，第四频率等于第二频率Fd3；子步骤3：在将压缩机以第四频率运行第四预定时间之后，对四通阀进行第二次换向，以使空调器进入制热模式退出除霜。
优选地，在从除霜开始计时起满2秒后，使空调器的室外风机从打开状态转换为关闭状态；以及在从退出除霜开始计时起满2秒后，使空调器的室外风机从关闭状态转换为打开状态。
优选地，在变频空调器采用膨胀阀为节流元件的情形下：在进入低温制热运行状态之后至除霜开始之前，从进入低温制热运行状态开始计时，膨胀阀的开度在第0-2分钟内为第一开度Vd1、在第2-4分钟内为第二开度Vd2、在第4分钟后为根据目标过热度自动调节后的开度Vd自动，其中第二开度Vd2小于第一开度Vd1；在从除霜开始后计时满4秒后，膨胀阀的开度从自动调节后的开度Vd自动上升为第三开度Vd除霜；以及膨胀阀保持第三开度Vd除霜直到从退出除霜开始计时满4秒为止。
优选地，环境温度由室外的温度传感器检测，室外环境相对湿度由室外的湿度传感器检测。
优选地，变频空调器为无氟直流变频空调器。
本发明的有益技术效果在于：
(1)由于通过响应于室外环境温度和室外环境相对湿度，来使空调器进入相应的低温制热运行模式，从而提高了低温制热量与COP值，更加节能。冬季在低温制热运行过程中室外机换热器极易结霜，为保证空调器的制热效果，需要对室外机换热器进行融霜，所以低温制热运行为非稳态过程，该非稳态包括制热运行与除霜运行两部分。通过该发明的控制方案，在制热运行时间内空调器制热量衰减程度小，制热量大；在除霜运行时间内，压缩机不停机，缩短了除霜在整个非稳态周期的占比，从而缩短了空调器不制热的时间。通过以上可知，在整个非稳态周期中，制热占比变大，不制热占比变小，通过积分计算可知非稳态制热量得到明显的提高，从而在功耗相当的情况下，COP值也得到了提高。
(2)由于增加了利用室外湿度传感器测试室外环境相对湿度，因此能较好的判定室外结霜速度。室外换热器是否结霜取决于换热器表面温度是否低于环境湿空气的凝露点温度，热器表面温度高于环境湿空气的凝露点温度时，不结霜，反之，结霜；结霜速度主要取决于室外环境湿空气的相对湿度，室外环境湿空气的相对湿度越小，结霜越慢，反之，结霜越快。环境湿空气的凝露点温度由湿空气温度与湿空气相对湿度共同确定，所以通过检测室外环境温度与相对湿度，能较好的判定室外结霜速度。
(3)压缩机不停机除霜，缩短室内风机停止时间与吹冷风时间，提高室内舒适度。空调器室内风机在室外机除霜过程中停止运转，在除霜结束运行制热模式后，当室内机盘管温度高于设定温度时，风机打开运转。采用该发明的控制方案，在进入除霜前，压缩机降频到四通阀换向频率的时间内仍运行制热，此时室内风机仍在运转；在退出除霜后，压缩机在四通阀换向后直接制热，加快空调器的制热，风机打开后盘管温度上升速度快，减短吹冷风的时间。
附图说明
图1现有技术的时序图，横轴为时间；
图2是本发明提高变频空调器低温制热热量的控制方法的流程图；
图3是图2中“在除霜前、以及除霜整个过程中控制压缩机运行频率和时间”步骤的分解流程图；
图4为本发明提高变频空调器低温制热热量的控制方法的时序图，横轴为时间。
具体实施方式
参见图2-图4，本发明的提高变频空调器低温制热热量的控制方法，包括在空调器的室外电控芯片收到开始室内开始低温制热模式之后的如下步骤：步骤1：室外电控芯片响应于室外环境温度和环境相对湿度，以使空调器进入相应的低温制热运行状态；以及步骤2：在空调器进入所述低温制热运行状态后，压缩机以指定的制热频率运行相应的制热时间后，空调器进入除霜运行，通过对空调器中四通阀进行换向，以对空调器的室外换热器进行除霜，其中，在步骤2中的除霜开始之前、以及在除霜进行的整个过程中，在保持空调器的压缩机始终运转的前提下，改变压缩机的运行频率和时间；步骤3：在退出除霜后，如果所述室外电控芯片没有收到室内终止低温制热模式指令则返回所述步骤1继续循环，否则所述空调器终止所述低温制热模式并退出所述低温制热运行状态。上述的步骤2可参见图1中的“在除霜前、以及除霜整个过程中控制压缩机运行频率和时间”的步骤
结合图3和图4，上述步骤2进一步包括如下子步骤：子步骤1：在除霜开始之前，压缩机先以第一频率Fd1运行第一预定时间Td1然后降低到第二频率Fd3，在压缩机以第二频率Fd3运行满第二预定时间Td4后，对四通阀进行第一次换向，以使空调器进入制冷模式进行除霜，第一频率即为所述的指定的制热频率；子步骤2：在除霜开始之后，将压缩机的运行频率从第二频率Fd3升到第三频率Fd2，并使得压缩机在以第三频率Fd2运行第三预定时间Td2后降到第四频率，其中第四频率等于第二频率Fd3；以及子步骤3：在将压缩机以第四频率运行第四预定时间Td3之后，对四通阀进行第二次换向，以使空调器进入制热模式退出除霜。其中第一频率Fd1、第三频率Fd2、第二频率Fd3依次减小。在从除霜开始计时起满2秒后，使空调器的室外风机从打开状态转换为关闭状态；在从退出除霜开始计时起满2秒后，使空调器的室外风机从关闭状态转换为打开状态。
进一步参见图3和图4，在变频空调器采用膨胀阀为节流元件的情形下：在进入低温制热运行状态之后至除霜开始之前，从空调器进入低温制热运行状态开始计时，膨胀阀的开度在第0-2分钟内为第一开度Vd1、在第2-4分钟内为第二开度Vd2、在第4分钟后为根据目标过热度自动调节后的开度Vd自动，其中第二开度Vd2小于第一开度Vd1；在从除霜开始后计时满4秒后，膨胀阀的开度从自动调节后的开度Vd自动上升为第三开度Vd除霜；以及膨胀阀保持第三开度Vd除霜直到从退出除霜开始计时满4秒为止。在变频空调器中的节流元件为毛细管时，则本发明的控制方法不包括上述对膨胀阀开度的调节。其中，在图4中，对应于四通阀的“on”表示四通阀通电，使空调器处于制热模式下；对应于四通阀“off”表示四通阀断电，使空调器处于制冷模式下以进行除霜；四通阀从“on”变为“off”即为四通阀第一次换向，使得空调器从制热模式换为制冷模式开始除霜；四通阀从“off”变为“on”即为四通阀第二次换向，使得空调器从制冷模式换为制热模式以退出除霜。
综上，本发明由于通过响应于室外环境温度和室外环境相对湿度，来使空调器进入相应的低温制热运行模式，从而提高了低温制热量与COP值，更加节能；由于增加了利用室外湿度传感器测试室外环境温度，因此能较好的判定室外结霜速度；能使得空调器的室内制热效果最佳，提高室内舒适度；压缩机不停机除霜，缩短了除霜在整个非稳态周期的占比，缩短室内风机启动时间与吹冷风时间。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种提高变频空调器低温制热热量的控制方法，其特征在于，
所述控制方法包括：在所述空调器的室外电控芯片收到室内开始低温制热模式指令之后的如下步骤：
步骤1：所述室外电控芯片响应于室外环境温度和室外环境相对湿度，以使所述空调器进入相应的低温制热运行状态；以及
步骤2：在所述空调器进入所述低温制热运行状态后，压缩机以指定的制热频率运行相应的制热时间后，空调器进入除霜运行，通过对所述空调器中四通阀进行换向，以对所述空调器的室外换热器进行除霜，
其中，在所述步骤2中的除霜开始之前、以及在所述除霜进行的整个过程中，在保持所述空调器的压缩机始终运转的前提下，改变所述压缩机的运行频率和时间；
还包括步骤3：在退出除霜后，如果所述室外电控芯片没有收到室内终止低温制热模式指令则返回所述步骤1继续循环，否则所述空调器终止所述低温制热模式并退出所述低温制热运行状态；
所述步骤2包括如下子步骤：
子步骤1：在除霜开始之前，使得所述压缩机先以第一频率Fd1运行第一预定时间Td1然后降低到第二频率Fd3，在所述压缩机以所述第二频率Fd3运行满第二预定时间Td4后，对所述四通阀进行第一次换向，以使所述空调器进入制冷模式进行除霜，所述第一频率为所述指定的制热频率；
子步骤2：在除霜开始之后，将所述压缩机的运行频率从所述第二频率Fd3升到第三频率Fd2，并使得所述压缩机在以所述第三频率Fd2运行第三预定时间Td2后降到第四频率，其中第一频率Fdl、第三频率Fd2、第二频率Fd3依次降低，所述第四频率等于所述第二频率Fd3；以及
子步骤3：在将所述压缩机以所述第四频率运行第四预定时间之后，对所述四通阀进行第二次换向，以使所述空调器进入制热模式退出除霜。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
在从所述除霜开始计时起满2秒后，使所述空调器的室外风机从打开状态转换为关闭状态；以及
在从退出除霜开始计时起满2秒后，使所述空调器的室外风机从关闭状态转换为打开状态。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述变频空调器采用膨胀阀为节流元件的情形下：
在进入所述低温制热运行状态之后至除霜开始之前，从进入所述低温制热运行状态开始计时，所述膨胀阀的开度在第0-2分钟内为第一开度Vd1、在第2-4分钟内为第二开度Vd2、在第4分钟后为根据目标过热度自动调节后的开度Vd自动，其中所述第二开度Vd2小于所述第一开度Vd1；
在从除霜开始后计时满4秒后，所述膨胀阀的开度从所述自动调节后的开度Vd自动上升为第三开度Vd除霜；以及
所述膨胀阀保持所述第三开度Vd除霜直到从退出除霜开始计时满4秒为止。
4.根据前述任一权利要求所述的控制方法，其特征在于，所述环境温度由室外的温度传感器检测，所述室外环境相对湿度由室外的湿度传感器检测。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述变频空调器为无氟直流变频空调器。
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