CN103162392A - 一种变频空调压缩机主动式保护控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空调器技术领域，具体涉及一种变频空调压缩机主动式保护控制方法，在家用变频空调室外机上增设两个温度传感器，包括如下步骤：S1.开机，让电子膨胀阀的开度以设定的初始值运行预定的时间；S2.根据不同运行模式，进行BSH值的设定，并根据BSH值的不同划分为四个区间；S3.根据BSH所处的区间，调整电子膨胀阀的开度，各个区间的电子膨胀阀的开度须限制在SFmin和SFmax之间；S4.当电子膨胀阀开度值已达到最小开度SFmin，但是BSH值依然满足步骤S3中所述的第一区间、第二区间和第三区间中的任一种时，对压缩机的频率控制做相应设定。本发明能够保证压缩机的可靠运转、延长压缩机使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，更具体地，涉及一种变频空调压缩机主动式保护控制方法。
背景技术
变频空调是在普通空调的基础上选用了变频专用压缩机，增加了变频控制系统。它的基本结构和制冷原理和普通空调完全相同。变频空调的主机是自动进行无级变速的，它可以根据房间情况自动提供所需的冷（热）量；当室内温度达到期望值后，空调主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运转”，从而保证环境温度的稳定。
“变频”采用了比较先进的技术，启动时电压较小，可在低电压和低温度条件下启动，这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况，有一定的改善作用。由于实现了压缩机的无级变速，它也可以适应更大面积的制冷制热需求。
所谓的“变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。众所周知，我国的电网电压为220伏、50赫兹，在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。由于供电频率不能改变，传统的定频空调的压缩机转速基本不变，依靠其不断地“开、停”压缩机来调整室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。而与之相比，“变频空调”变频器改变压缩机供电频率，调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度大大提高。供电频率高，压缩机转速快，空调器制冷（热）量就大；而当供电频率较低时，空调器制冷（热）量就小，这就是所谓“变频”的原理。而运用变频控制技术的变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。因此，变频空调更加符合绿色环保的要求，近年来备受推崇。
从上述内容可以看出，对于变频空调来说，最核心的心脏部件就是变频压缩机，在各种使用工况下都能让压缩机保持可靠的运行是控制的关键。对转子式压缩机来说，最担心的就是吸气口吸入的是液态冷媒，且会发生冷媒不断在压缩机内部冷凝的现象。此时虽然压缩机内部冷冻机油看上去很充分、但实际上冷冻机油已经被冷媒稀释或者置换，这种稀释的冷冻机油通过压缩机供油泵送到各机械摩擦部位，造成实际运转油膜强度不充分的状况，导致压缩机机械摩擦部异常磨耗，甚至卡缸。
现有的做法是通过在空调性能设计时，采用被动的控制手段，对压缩机的储液罐和压缩腔部位增加视液镜来观测，模拟用户使用的各种恶劣工况和使用情形来判断，但是往往由于性能设计时并不能想到或者模拟到所有的使用情形和工况，所以依然存在对压缩机的异常损坏。
发明内容
本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够保证压缩机的可靠运转、延长压缩机使用寿命的变频空调压缩机主动式保护控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种变频空调压缩机主动式保护控制方法，在家用变频空调室外机上增设两个温度传感器，一个设于冷凝器中部，另一个设于压缩机缸体底部，包括如下步骤：
S1.开机并初始化室外变频压缩机的电子膨胀阀，将电子膨胀阀的开度设定为初始值，并以该初始值固定开度运行预定的时间；
S2.制冷运行的BSH设定：在压缩机运行了上述预定时间后，采集室外换热器中部的温度T11和压缩机底部的温度T12温度，并作差值计算，其差值定义为BSH= T12- T11；
制热运行的BSH设定：在压缩机运行了预定时间后，采集室内换热器中部的温度T21和压缩机底部的温度T22温度，并作差值计算，其差值定义为BSH= T22- T21；
根据BSH值的不同划分为第一区间，第二区间，第三区间，第四区间共4个区间；
S3.根据BSH所处的区间，调整电子膨胀阀的开度，具体为：
S31.如果BSH处在第一区间时，将电子膨胀阀的开度SF在现有基础上减小第一设定步数值的开度，并保持该开度运行设定时间一；再计算BSH值，如果还是满足以上的条件，继续减小第一设定步数值的开度，并保持该开度再运行设定时间一；以此类推；直到BSH值退出此区间的适用范围；
S32.如果BSH值处在第二区间时，电子膨胀阀的开度SF在现有基础上减小第二设定步数值的开度，并保持该开度运行设定时间二；再计算BSH值，如果还是满足以上的条件，继续减小第二设定步数值的开度，并保持该开度再运行设定时间二；以此类推；直到BSH值退出此区间的适用范围；所述第二设定步数值为第一设定步数值的一半；
S33.如果BSH值处在第三区间时，电子膨胀阀的开度减小的步数等于BSH值，并保持该开度运行设定时间三，再计算BSH值，如果还是满足以上的条件，继续减小开度，减小的开度值等于当时的BSH值，并保持该开度再运行设定时间三；以此类推；直到BSH值退出此区间的适用范围；
S34.如果BSH值在第四区间时，电子膨胀阀的开度值不做调整。
其中，所述BSH在第一区间、第二区间、第三区间和第四区间的温度范围设定如下：
第一区间：BSH≤-5℃；
第二区间：-5℃≤BSH＜0℃；
第三区间：0℃≤BSH＜5℃；
第四区间：BSH>5℃。
其中，对步骤S3中所述的各个区间的电子膨胀阀的开度做如下设定，设置电子膨胀阀的最小开度SFmin 和最大开度SFmax，电子膨胀阀的开度范围限制在SFmin和SFmax之间。
S4.当电子膨胀阀开度值已达到最小开度SFmin，但是BSH值依然满足步骤S3中所述的第一区间、第二区间和第三区间中的任一种时，对压缩机的频率控制做如下设定：
S41.压缩机的频率在现有的压缩机的目标频率基础上增加一设定频率值作为压缩机的下一个目标频率，并保持此频率运行设定时间四；如果BSH值还是满足步骤S3中的第一区间、第二区间和第三区间之中的任何一种时，在现有目标频率的基础上再增加上述设定频率值作为压缩机的下一个目标频率，并保持此频率运行设定时间四；以此类推，直到BSH值能够满足步骤S3中的第四区间要求；
S42.设置压缩机的最大运行频率值为Fmax，压缩机的目标频率值必须在Fmax以下，当目标频率值已达到Fmax，但是BSH值依然不能满足步骤S3中的第四区间的要求，且在此目标频率下运行的时间持续设定时间五时，为保护压缩机，停压缩机。
进一步的，所述步骤S1中压缩机运行的预定时间为5min。
进一步的，所述步骤S3中的设定时间一、设定时间二和设定时间三相同，均为t1。
进一步的，所述步骤S32中的第二设定步数值的范围是5-100步，最佳的，所述步骤S31中的第一设定步数值为20步，所述步骤S32中的第二设定步数值为10步。
进一步的，所述步骤S4中设定时间四也为t1，所述设定时间五为t2，t2为t1的两倍。其中，所述t1的范围是10~300s。
进一步的，所述步骤S4中设定频率值为5Hz。
进一步的，所述另一个温度传感器设于压缩机缸体底部中间位置。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明的变频空调压缩机主动式控制方法，只需增加两个低成本的温度传感器，通过对压缩机控制模式的改进，实现了空调器的室外压缩机能够根据冷凝温度和压缩机底部缸体温度差值自适应调节运行，保证了压缩机的可靠运转，大大减小了压缩机损害的可能，进而延长了压缩机的使用寿命。 本发明的变频空调压缩机主动式控制方法，是一种智能保护控制模式，为主动闭环式保护控制模式，相比较于现有的被动开环设计，具有控制准确，温度范围使用广和对用户使用环境自适应强的优点。
附图说明
图1为本发明的变频空调压缩机主动式控制方法的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示为本发明的变频空调压缩机主动式控制方法的控制流程图，在家用变频空调室外机上增设两个温度传感器，一个设于冷凝器中部，另一个设于压缩机缸体底部中间位置，包括如下步骤：
S1.开机并初始化室外变频压缩机的电子膨胀阀，将电子膨胀阀的开度设定为初始值，并以该初始值固定开度运行预定的时间。
S2.制冷运行的BSH设定：在压缩机运行了上述预定时间后，采集室外换热器中部的温度T11和压缩机底部的温度T12温度，并作差值计算，其差值定义为BSH= T12- T11；
制热运行的BSH设定：在压缩机运行了预定时间后，采集室内换热器中部的温度T21和压缩机底部的温度T22温度，并作差值计算，其差值定义为BSH= T22- T21；
根据BSH值的不同划分为第一区间，第二区间，第三区间，第四区间共4个区间，具体划分方式设定如下：
第一区间：BSH≤-5℃；
第二区间：-5℃≤BSH＜0℃；
第三区间：0℃≤BSH＜5℃；
第四区间：BSH>5℃。
S3.根据BSH所处的区间，调整电子膨胀阀的开度，具体为：
S31.如果BSH处在第一区间时，将电子膨胀阀的开度SF在现有基础上减小20步的开度，并保持该开度运行t1（t1代表运行的时长值）时间；再计算BSH值，如果还是满足以上的条件，继续减小开度20步，并保持该开度再运行t1时间；以此类推；直到BSH值退出此区间的适用范围；
S32.如果BSH值处在第二区间时，电子膨胀阀的开度SF在现有基础上减小10步的开度，并保持该开度运行t1时间；再计算BSH值，如果还是满足以上的条件，继续减小开度10步，并保持该开度再运行t1时间；以此类推；直到BSH值退出此区间的适用范围；
S33.如果BSH值处在第三区间时，电子膨胀阀的开度减小的步数等于BSH值，并保持该开度运行t1时间，再计算BSH值，如果还是满足以上的条件，继续减小开度，减小的开度值等于当时的BSH值，并保持该开度再运行t1时间；以此类推；直到BSH值退出此区间的适用范围；
S34.如果BSH值在第四区间时，电子膨胀阀的开度值不做调整。
其中，步骤S31中的步数值为S32中的步数值的两倍，步骤S32中的步数值还可以取5步、10步、36步或100步或者其他任何在5~100步之间的数值。本发明的重点是电子膨胀阀的开度SF的变化趋势，而不是每次变化时具体变化的步数值。
对步骤S3中所述的各个区间的电子膨胀阀的开度做如下设定，设置电子膨胀阀的最小开度SFmin 和最大开度SFmax，电子膨胀阀的开度范围限制在SFmin和SFmax之间。
S4.当电子膨胀阀开度值已达到最小开度SFmin，但是BSH值依然满足步骤S3中所述的第一区间、第二区间和第三区间中的任一种时，对压缩机的频率控制做如下设定：
S41.压缩机的频率在现有的压缩机的目标频率基础上增加5Hz作为压缩机的下一个目标频率，并保持此频率运行t1时间；如果BSH值还是满足步骤S3中的第一区间、第二区间和第三区间之中的任何一种时，在现有目标频率的基础上再增加5Hz作为压缩机的下一个目标频率，并保持此频率运行t1时间；以此类推，直到BSH值能够满足步骤S3中的第四区间要求；
S42.设置压缩机的最大运行频率值为Fmax，压缩机的目标频率值必须在Fmax以下，当目标频率值已达到Fmax，但是BSH值依然不能满足步骤S3中的第四区间的要求，且在此目标频率下运行的时间持续t2（t2也代表运行的时长值）时间时，为保护压缩机，停压缩机。
其中，在本实施例中，t1为90s，t2为180s，当然，t1也可以是10s、25s、155s或300s，或者其他在10~300s之间的任意数值，本实施例只是以一个较为优选的时间作为示例，并不构成对本发明的限制。
上述实施例是本发明的较佳实施方案，应该理解的是，上述实施例并不用于限制本发明，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理的宗旨的情况下，对上述实施例所做的变化、修改、替换和变形，均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种变频空调压缩机主动式保护控制方法，其特征在于，在家用变频空调室外机上增设两个温度传感器，一个设于冷凝器中部，另一个设于压缩机缸体底部，包括如下步骤：
S1.开机并初始化室外变频压缩机的电子膨胀阀，将电子膨胀阀的开度设定为初始值，并以该初始值固定开度运行预定的时间；
S2.制冷运行的BSH设定：在压缩机运行了上述预定时间后，采集室外换热器中部的温度T11和压缩机底部的温度T12温度，并作差值计算，其差值定义为BSH= T12- T11；
制热运行的BSH设定：在压缩机运行了预定时间后，采集室内换热器中部的温度T21和压缩机底部的温度T22温度，并作差值计算，其差值定义为BSH= T22- T21；
根据BSH值的不同划分为第一区间，第二区间，第三区间，第四区间共4个区间；
S3.根据BSH所处的区间，调整电子膨胀阀的开度，具体为：
S31.如果BSH处在第一区间时，将电子膨胀阀的开度SF在现有基础上减小第一设定步数值的开度，并保持该开度运行设定时间一；再计算BSH值，如果还是满足以上的条件，继续减小第一设定步数值的开度，并保持该开度再运行设定时间一；以此类推；直到BSH值退出此区间的适用范围；
S32.如果BSH值处在第二区间时，电子膨胀阀的开度SF在现有基础上减小第二设定步数值的开度，并保持该开度运行设定时间二；再计算BSH值，如果还是满足以上的条件，继续减小第二设定步数值的开度，并保持该开度再运行设定时间二；以此类推；直到BSH值退出此区间的适用范围；所述第二设定步数值为第一设定步数值的一半；
S33.如果BSH值处在第三区间时，电子膨胀阀的开度减小的步数等于BSH值，并保持该开度运行设定时间三，再计算BSH值，如果还是满足以上的条件，继续减小开度，减小的开度值等于当时的BSH值，并保持该开度再运行设定时间三；以此类推；直到BSH值退出此区间的适用范围；
S34.如果BSH值在第四区间时，电子膨胀阀的开度值不做调整；
其中，上述各个区间的电子膨胀阀的开度做如下设定，设置电子膨胀阀的最小开度SFmin 和最大开度SFmax，电子膨胀阀的开度范围限制在SFmin和SFmax之间；
S4.当电子膨胀阀开度值已达到最小开度SFmin，但是BSH值依然满足步骤S3中所述的第一区间、第二区间和第三区间中的任一种时，对压缩机的频率控制做如下设定：
S41.压缩机的频率在现有的压缩机的目标频率基础上增加一设定频率值作为压缩机的下一个目标频率，并保持此频率运行设定时间四；如果BSH值还是满足步骤S3中的第一区间、第二区间和第三区间之中的任何一种时，在现有目标频率的基础上再增加上述设定频率值作为压缩机的下一个目标频率，并保持此频率运行设定时间四；以此类推，直到BSH值能够满足步骤S3中的第四区间要求；
S42.设置压缩机的最大运行频率值为Fmax，压缩机的目标频率值必须在Fmax以下，当目标频率值按照S41的方法调整到已达到Fmax，但是BSH值依然不能满足步骤S3中的第四区间的要求，且在此目标频率下运行的时间持续设定时间五时，停压缩机。
2.根据权利要求1所述的变频空调压缩机主动式保护控制方法，其特征在于，所述BSH在第一区间、第二区间、第三区间和第四区间的温度范围设定如下：
第一区间：BSH≤-5℃；
第二区间：-5℃≤BSH＜0℃；
第三区间：0℃≤BSH＜5℃；
第四区间：BSH>5℃。
3.根据权利要求1所述的变频空调压缩机主动式保护控制方法，其特征在于，所述步骤S1中压缩机运行的预定时间为5min。
4.根据权利要求1所述的变频空调压缩机主动式保护控制方法，其特征在于，所述步骤S3中的设定时间一、设定时间二和设定时间三相同，均为t1。
5.根据权利要求1所述的变频空调压缩机主动式保护控制方法，其特征在于，所述步骤S32中的第二设定步数值的范围是5-100步。
6.根据权利要求5所述的变频空调压缩机主动式保护控制方法，其特征在于，所述步骤S31中的第一设定步数值为20步，所述步骤S32中的第二设定步数值为10步。
7.根据权利要求1所述的变频空调压缩机主动式保护控制方法，其特征在于，所述步骤S4中设定时间四为t1，所述设定时间五为t2，t2为t1的两倍。
8.根据权利要求4或7所述的变频空调压缩机主动式保护控制方法，其特征在于，所述t1的范围是10~300s。
9.根据权利要求1所述的变频空调压缩机主动式保护控制方法，其特征在于，所述步骤S4中设定频率值为5Hz。
10.根据权利要求1所述的变频空调压缩机主动式保护控制方法，其特征在于，所述另一个温度传感器设于压缩机缸体底部中间位置。
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