CN102748843B - 风管式空调室内机恒风量控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种风管式空调室内机恒风量控制系统及方法，本发明的中央处理器输出恒定的占空比D驱动直流电机，转速检测模块检测直流电机的转速并将该转速传输给转速比较模块；转速比较模块将该转速与转速单元的电机转速值比较，得到静压并输出至存储模块，中央处理器根据所需恒风量以及静压与目标转速单元中存储的数据对比，得到电机转速值，并控制直流电机达到该转速值。本发明能够根据不同的风管长度实现静压的自动识别，实现恒风量控制，能够在任意静压条件下实现恒风量的输出。
Description
技术领域
本发明属于空调与制冷工程技术领域，特别是一种能够保证风管式空调室内机实现恒风量输出的控制系统及方法。
背景技术
中央空调主要分为三类，即风管式、风机盘管式以及冷媒多联式。风管式中央空调结构简单，运行可靠，相对于其他两类中央空调，系统的初投资较小，便于集中净化处理空气和引入新风，室内空气品质好。
风管式空调室内机在工程现场安装时，安装环境各不相同，会有不同静压的需求，传统的风管机使用的是交流异步电动机，必须根据工程现场风管的设计，选定合适静压规格。在此静压规格下能够实现恒风量输出，如果在其他静压状态下，即使采用可调出风口，也不能够达到恒风量输出的要求，也难以满足各房间不同负荷的要求。空调设备厂家需要生产很多种静压规格的空调才能满足多种多样的静压需求，导致产品的通用性很差。
此外，在风管式空调使用过程中，其通过风管向多个房间（区域）送风，如果某个房间（区域）长期不使用，需要关闭出风口以达到节能的效果。而关闭某个出风口就相当于增加了风管的静压，由于传统风管机的静压是固定的，此时空调风量必定会变小，会影响机组的正常运行。
专利号为：200910017160.6，专利名称为：一种风管式空调室内机静压的自动识别方法及其系统，该发明中通过获取直流风扇电机的实际控制电压VSP实测和预设控制电压VSP预设以及VSP的偏差阈值进行比较获得电机的控制参数对电机进行控制，该方法的实现较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风管式空调室内机恒风量控制系统，解决了风管式空调室内机不能够在任意静压条件下实现恒风量输出的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种风管式空调室内机恒风量控制系统，所述系统包括直流电机、转速检测模块、转速比较模块、存储模块以及中央处理器；存储模块中包括目标转速单元和转速单元，目标转速单元存储有不同静压下达到所需恒风量所对应的电机转速值，转速单元存储有中央处理器输出恒定的占空比D驱动直流电机在不同静压下的电机转速值；中央处理器输出恒定的占空比D驱动直流电机，转速检测模块检测直流电机的转速并将该转速传输给转速比较模块；转速比较模块将该转速与转速单元的电机转速值比较，得到静压并输出至存储模块，中央处理器根据所需恒风量以及静压与目标转速单元中存储的数据对比，得到电机转速值，并控制直流电机达到该转速值。
为了使中央处理器控制直流电机迅速达到上述转速值，所述转速检测模块检测直流电机的转速并将该转速传输给中央处理器，中央处理器以该转速进行闭环控制。
所述存储模块可以是一颗单独的存储芯片，为了简化电路设计，提高产品的集成度，所述存储模块也可直接集成于所述中央处理器中。
为了提高直流电机的工作性能，所述直流电机的供电电路连接有功率因数校正模块。该模块可以改善功率因数，使电机控制系统的谐波电流符合国标要求，同时，可以使直流风机的母线电压恒定，消除交流输入电压变化时，对电机控制的影响。
优选的，所述直流电机为内置驱动直流无刷电机，该电机效率高、噪音小、调速范围宽，可以实现多级调速，甚至无极调速。
优选的，所述转速检测模块包括位于直流电机内部的转速传感器。直流电机是闭环控制的，转速是由中央处理器根据直流电机的反馈脉冲数得出的，一般电机是12个脉冲为一转。
进一步的，所述存储模块连接有模拟测试模块，模拟测试模块测试不同静压下达到所需恒风量所对应的电机转速值并存储至目标转速单元，模拟测试模块测试中央处理器以恒定的占空比D驱动直流电机在不同静压下的电机转速值并存储至转速单元。
基于上述风管式空调室内机恒风量控制系统，本发明还提供了一种风管式空调室内机恒风量控制方法，具体如下所述：
（1）测试不同静压下达到所需恒风量所对应的电机转速值并将测试数据存储至存储模块的目标转速单元中；
（2）测试中央处理器以恒定的占空比D驱动直流电机在不同静压下的电机转速值并将测试数据存储至存储模块的转速单元中；
（3）中央处理器以恒定的占空比D驱动直流电机，转速检测模块检测直流电机的转速并将该转速传输给转速比较模块；
（4）转速比较模块将该转速与存储模块中转速单元的电机转速值比较，确定静压，并将静压输出至存储模块；
（5）中央处理器根据所需恒风量以及静压与目标转速单元中存储的数据对比，得到电机转速值，并控制直流电机达到该转速值。
优选的，在所述步骤（5）中，中央处理器接收转速检测模块检测的直流电机的转速并与确定的电机转速值进行比较，实现对直流电机的闭环控制。
优选的，所述直流电机的供电采用功率因数校正技术。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的风管式空调室内机采用直流电机，转速可以实现多级调节甚至无级调节，本发明能够根据不同的风管长度实现静压的自动识别，实现恒风量控制，能够在任意静压条件下实现恒风量输出。同时，不需要采用风门即可实现恒风量输出。本发明可以使风管机更加舒适、节能，安装应用更加灵活方便。同时也可以提高风管式空调室内机的通用性。采用功率因数校正模块（PFC模块），该模块可以改善功率因数，使电机控制系统的谐波电流符合国标要求，同时，可以使直流风机的母线电压恒定，消除交流输入电压变化时，对电机控制的影响。本发明与背景技术中的专利相比，实现更为简单。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明所提出的风管式空调室内机恒风量控制系统的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。
不同的风管、不同的安装环境和不同的使用方法均会导致风管式空调器的静压有所不同。因而，在风管式空调室内机的使用过程中需要根据实际情况确定静压，并根据静压控制直流电机的转速值，从而实现风管式空调室内机恒风量的输出。
为了实现风管式空调室内机在任何静压条件下均能够实现恒风量的输出，本发明提供了一种风管式空调室内机恒风量控制系统及方法。接下来具体说明该系统及方法。
如图1所示，在该实施例中，风管式空调室内机恒风量控制系统包括直流电机、转速检测模块、转速比较模块、存储模块以及中央处理器；
存储模块中包括目标转速单元和转速单元。
存储模块连接有模拟测试模块，模拟测试模块测试不同静压下达到所需恒风量所对应的电机转速值，如表一所示，并将测试数据存储至目标转速单元，模拟测试模块测试中央处理器输出恒定的占空比D驱动直流电机在不同静压下的电机转速值，如表二所示，并将测试数据存储至转速单元。
在本实施例中，该存储模块可为一颗单独的存储器芯片，也可以是直接集成在中央处理器中。
| 静压（ Pa） | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| 电机转速值（高风）（RPM） | Nh1 | Nh2 | Nh3 | Nh4 | Nh5 | Nh6 |
| 电机转速值（中风）（RPM） | Nm1 | Nm2 | Nm3 | Nm4 | Nm5 | Nm6 |
| 电机转速值（低风）（RPM） | Nl1 | Nl2 | Nl3 | Nl4 | Nl5 | Nl6 |
表一 不同静压下的目标转速值
| 静压（ Pa） | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
| 电机转速值（RPM） | nh1 | nh2 | nh3 | nh4 | nh5 | nh6 |
表二 占空比D时，不同静压下转速值
本实施例中，直流电机的供电电路连接有功率因数校正模块。该模块可以改善功率因数，使电机控制系统的谐波电流符合国标要求，同时，可以使直流风机的母线电压恒定，消除交流输入电压变化时，对电机控制的影响。能够达到专利号为：201110235707.7，专利名称为：风管式空调室内机抗电压波动的静压自动识别方法及系统的效果。但是，本实施例比上述专利更容易实现，且精度更高。
当风管式空调室内机开机运行时，中央处理器输出恒定的占空比D驱动直流电机，直流电机运转开始工作，转速检测模块检测直流电机的转速并将该转速传输给转速比较模块；转速比较模块将该转速与存储模块中转速单元的电机转速值比较，确定最接近的电机转速值，并根据该电机转速值确定相应的静压，并将该静压输出至存储模块，中央处理器根据所需恒风量以及静压与存储单元的目标转速单元中的测试数据对比，得到电机转速值，并对直流电机进行闭环控制，控制直流电机达到该转速值。实现恒风量的输出。本实施例可实现高风、中风、低风三个不同的档位下的恒风量的输出，消费者可根据实际需求选择档位。
下面以直流变频3HP风管机为例，对本实施例进行详细的说明：
例如，直流变频3HP风管机的高风、中风、低风的设计额定风量分别为1150m3/h、850m3/h、640m3/h,设计最高静压为50 Pa。首先，在安装运行风管式空调室内机之前，利用模拟测试模块测试不同静压下达到所需恒风量对应的转速值。以高风为例，不同静压下达到1150m3/h风量所对应的转速如下表：
| 静压（ Pa） | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| 电机转速值（高风）（RPM） | 690 | 785 | 850 | 920 | 990 | 1050 |
表三 不同静压下的目标转速值
将这些数据存储在存储模块中的目标转速单元中，作为目标转速值。
中央处理器输出恒定的20%占空比驱动直流电机，该占空比的确定可根据不同型号的直流风管机确定。利用模拟测试模块测试不同静压下的电机转速值，把测试数据存储在存储模块中的转速单元中。如下表：
| 静压（ Pa） | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| 电机转速值（RPM） | 760 | 775 | 786 | 798 | 824 | 842 |
表四 占空比20%时，不同静压下转速值
空调器安装后，开机运行时，中央处理器首先以20%占空比驱动直流电机，转速检测模块检测直流电机的转速，检测到的转速为800r,转速比较模块将该800r转速与转速单元中的测试数据进行比较，即与表四中的数值进行比较，则与30Pa静压下的转速最为接近，因而，中央处理器确定系统静压为30Pa,并把该静压存储在存储模块中。
当空调器设定高风运行时，中央处理器根据恒风量1150m3/h以及静压30Pa与目标转速单元中存储的测试数据进行对比，即与表三中的测试数据进行对比，得到30Pa静压下要达到高风状态，恒风量为1150m3/h时的目标转速为920r/min, 然后中央处理器以该转速对直流电机进行闭环控制，控制直流电机达到该转速，实现恒风量的输出。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1. 一种风管式空调室内机恒风量控制系统，其特征在于：所述系统包括直流电机、转速检测模块、转速比较模块、存储模块以及中央处理器；存储模块中包括目标转速单元和转速单元，目标转速单元存储有不同静压下达到所需恒风量所对应的电机转速值，转速单元存储有中央处理器输出恒定的占空比D驱动直流电机在不同静压下的电机转速值；中央处理器输出恒定的占空比D驱动直流电机，转速检测模块检测直流电机的转速并将该转速传输给转速比较模块；转速比较模块将该转速与转速单元的电机转速值比较，得到静压并输出至存储模块，中央处理器根据所需恒风量以及静压与目标转速单元中存储的数据对比，得到电机转速值，并控制直流电机达到该转速值。
2.根据权利要求1所述的风管式空调室内机恒风量控制系统，其特征在于：所述转速检测模块检测直流电机的转速并将该转速传输给中央处理器。
3.根据权利要求1所述的风管式空调室内机恒风量控制系统，其特征在于：所述存储模块集成于所述中央处理器中，或者所述存储模块为一颗存储芯片。
4.根据权利要求1所述的风管式空调室内机恒风量控制系统，其特征在于：所述直流电机的供电电路连接有功率因数校正模块。
5.根据权利要求1所述的风管式空调室内机恒风量控制系统，其特征在于：所述直流电机为内置驱动直流无刷电机。
6.根据权利要求2所述的风管式空调室内机恒风量控制系统，其特征在于：所述转速检测模块包括位于直流电机内部的转速传感器。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的风管式空调室内机恒风量控制系统，其特征在于：所述存储模块连接有模拟测试模块，模拟测试模块测试不同静压下达到所需恒风量所对应的电机转速值并存储至目标转速单元，模拟测试模块测试中央处理器以恒定的占空比D驱动直流电机在不同静压下的电机转速值并存储至转速单元。
8.一种根据权利要求1-7任意一项所述的风管式空调室内机恒风量控制系统的控制方法，其特征在于：所述方法如下：
（1）测试不同静压下达到所需恒风量所对应的电机转速值并将测试数据存储至存储模块的目标转速单元中；
（2）测试中央处理器以恒定的占空比D驱动直流电机在不同静压下的电机转速值并将测试数据存储至存储模块的转速单元中；
（3）中央处理器以恒定的占空比D驱动直流电机，转速检测模块检测直流电机的转速并将该转速传输给转速比较模块；
（4）转速比较模块将该转速与存储模块中转速单元的电机转速值比较，确定静压，并将静压输出至存储模块；
（5）中央处理器根据所需恒风量以及静压与目标转速单元中存储的数据对比，得到电机转速值，并控制直流电机达到该转速值。
9.根据权利要求8所述的风管式空调室内机恒风量控制方法，其特征在于：在所述步骤（5）中，中央处理器接收转速检测模块检测的直流电机的转速并与电机转速值进行比较，对直流电机进行闭环控制。
10. 根据权利要求8或9所述的风管式空调室内机恒风量控制方法，其特征在于：所述直流电机的供电采用功率因数校正技术。
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Application publication date: 20121024 Assignee: QINGDAO LONDS ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Assignor: HISENSE (SHANDONG) AIR-CONDITIONING Co.,Ltd. Contract record no.: X2020980007280 Denomination of invention: Constant air volume control system and method for indoor unit of air duct air conditioner Granted publication date: 20140723 License type: Common License Record date: 20201028 |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Address after: 266100 No. 151, Zhuzhou Road, Laoshan District, Shandong, Qingdao Patentee after: Hisense Air Conditioning Co.,Ltd. Address before: 266100 No. 151, Zhuzhou Road, Laoshan District, Shandong, Qingdao Patentee before: HISENSE (SHANDONG) AIR-CONDITIONING Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20230327 Address after: 266510 No. 218, Qian Wan Gang Road, Huangdao District, Qingdao, Shandong. Patentee after: Qingdao Hisense network energy Co.,Ltd. Address before: 266100 No. 151, Zhuzhou Road, Laoshan District, Shandong, Qingdao Patentee before: Hisense Air Conditioning Co.,Ltd. |