CN103363622B - 一种具有功率档位的空调器及空调器功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于空调控制技术领域，提供一种具有功率档位的空调器及一种空调器功率控制方法，所述空调器包括：功率检测模块、频率检测控制模块、温度检测模块、膨胀阀检测控制模块、风机检测控制模块、主控单元，其中所述主控单元包括：最大功率值获取模块、频率信号输出模块、开度信号输出模块、转速信号输出模块、温度判断控制模块。本发明通过设定不同的功率档位，在满足功率档位的功率要求下，进行压缩机频率、膨胀阀开度、内外风机转速控制，使空调系统以最优状态运行，降低了能耗；另外，由于限定了空调器的运行功率，可以将大型机当做小型机使用，适合单人、特殊天气等场合使用。

Description

一种具有功率档位的空调器及空调器功率控制方法

技术领域

本发明属于空调控制技术领域，尤其涉及一种具有功率档位的空调器及空调器功率控制方法。

背景技术

变频空调器以精确的室内温度控制越来越得到市场的认可，但是变频空调器在高负荷运转时的耗电量同样也非常大，以现在市面上的3匹柜式变频空调器为例，最大制冷功率为3～4千瓦。

目前家用空调器的运行功率用户无法设置，通常是通过设定室内温度值间接控制空调器运行功率，如在制冷模式下，设定室内温度值17℃与设定温度值26℃，后者就较前者节省电能。这种温度设定控制方法主要是考虑整体房间的舒适性，忽略了空调器的运行功率，用户在空调器运行期间是无法控制空调器的运行功率。

温度设定控制方法另一个弊端是，大机型不能够兼容小机型。如一台3匹的空调器适合大房间多人使用，当一个人使用时，它的制冷（或制热）量是基本不变的，这就造成了浪费。这时如果它能够只是产生1匹的制冷（或制热）量就可以节约电能，减少使用费用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种具有功率档位的空调器及一种空调器功率控制方法，旨在解决现有由于现有空调器无法设定运行功率、大机型不能够兼容小机型，使得空调器比较耗电的技术问题。

一方面，所述具有功率档位的空调器包括：

功率检测模块，用于检测空调器的实时功率并将检测到的功率值反馈至主控单元；

频率检测控制模块，用于检测压缩机运行频率，并将检测到的频率值反馈至主控单元，以及用于接收来自于主控单元的频率调整信号，对应调整压缩机频率；

温度检测模块，用于检测压缩机排气温度和室内温度，并将检测到的温度值反馈至主控单元；

膨胀阀检测控制模块，用于检测膨胀阀当前开度，并将检测到的开度值反馈至主控单元，以及用于接收来自于主控单元的开度调整信号，对应调整膨胀阀开度；

风机检测控制模块，用于检测内外风机转速，并将转速值反馈至主控单元，以及用于接收来自于主控单元的转速调整信号，对应调整内外风机转速；

所述空调器还包括主控单元，所述主控单元包括：

最大功率值获取模块，用于获取当前选择的功率档位所对应的最大功率值；

频率信号输出模块，用于根据所述功率检测模块反馈的功率值以及频率检测控制模块反馈的频率值，相应输出频率调整信号，以使所述频率检测控制模块对应调整压缩机频率，直至空调器的实时功率在所述最大功率值下一定范围之内；

开度信号输出模块，用于根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及膨胀阀检测控制模块检测到的开度值，输出开度调整信号，以使所述膨胀阀检测控制模块对应调整膨胀阀开度；

转速信号输出模块，用于根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及风机检测控制模块检测到的内外风机转速值，输出转速调整信号，以使风机检测控制模块对应调整内外风机转速；

温度判断控制模块，用于获取设定的室内温度目标值和所述温度检测模块检测到的室内温度值，当所述室内温度目标值与室内温度值的差值大于预设温度范围时，控制所述频率信号输出模块、开度信号输出模块、转速信号输出模块继续调整。

另一方面，所述空调器功率控制方法包括：

主控单元获取当前选择的功率档位所对应的最大功率值；

主控单元根据所述功率检测模块反馈的功率值以及频率检测控制模块反馈的频率值，相应输出频率调整信号，频率检测控制模块根据频率调整信号对应调整压缩机频率，直至空调器的实时功率在所述最大功率值下一定范围之内；

主控单元根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及膨胀阀检测控制模块检测到的开度值，输出开度调整信号，膨胀阀检测控制模块根据所述开度调整信号对应调整膨胀阀开度；

主控单元根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及风机检测控制模块检测到的内外风机转速值，输出转速调整信号，风机检测控制模块根据所述转速调整信号对应调整内外风机转速；

主控单元获取设定的室内温度目标值和所述温度检测模块检测到的室内温度值，当所述室内温度目标值与室内温度值的差值大于预设温度范围时，控制所述频率信号输出模块、开度信号输出模块、转速信号输出模块继续调整。

本发明在变频控制的基础上融合了功率控制功能，用户可以根据需要设定空调器功率档位，每一个功率档位都对应一个最大功率值，当用户选择一个功率档位后，空调器调整压缩机频率，使得空调器实时功率不会超过所选择功率档位对应的最大功率值，同时控制膨胀阀开度和内外风机转速，最终在所述最大功率值下使室内温度最快的到达设定的室内温度目标值，使空调系统以最优状态运行，降低了能耗；另外，由于限定了空调器的运行功率，可以将大型机当做小型机使用，适合单人、特殊天气等场合使用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的具有功率档位的空调器的结构图；

图2是本发明实施例提供的主控单元的结构方框图；

图3是本发明实施例提供的功率档位和对应空调机型的坐标图；

图4是本发明实施例提供的空调器功率控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的具有功率档位的空调器的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的具有功率档位的空调器包括功率检测模块1、频率检测控制模块2、温度检测模块3、膨胀阀检测控制模块4、风机检测控制模块5，主控单元6，其中，

所述功率检测模块1用于检测空调器的实时功率并将检测到的功率值反馈至主控单元6；

所述频率检测控制模块2用于检测压缩机运行频率，并将检测到的频率值反馈至主控单元6，以及用于接收来自于主控单元6的频率调整信号，对应调整压缩机频率；

所述温度检测模块3用于检测压缩机排气温度和室内温度，并将检测到的温度值反馈至主控单元6；

所述膨胀阀检测控制模块4用于检测膨胀阀当前开度，并将检测到的开度值反馈至主控单元6，以及用于接收来自于主控单元6的开度调整信号，对应调整膨胀阀开度；

所述风机检测控制模块5用于检测内外风机转速，并将转速值反馈至主控单元6，以及用于接收来自于主控单元6的转速调整信号，对应调整内外风机转速；

本实施例中，上述各个模块将检测到的实时功率值、压缩机频率值、膨胀阀开度值、内外风机转速值以及一些温度值反馈给主控单元，主控单元对各种数字进行分析计算，然后控制频率检测控制模块、膨胀阀检测控制模块、风机检测控制模块调整压缩机频率、膨胀阀开度以及内外风机转速，使得在用户选择的功率档位所对应的最大功率值下，室内温度最快到达设定的室内温度目标值，使空调系统以最优状态运行，达到最大能效。

为了实现上述功能，参照图2，所述主控单元6包括最大功率值获取模块61、频率信号输出模块62、开度信号输出模块63、转速信号输出模块64、温度判断控制模块65。

其中，所述最大功率值获取模块61用于获取当前选择的功率档位所对应的最大功率值。

本实施例中，用户可以选择当前所需的功率档位，每一个功率档位对应一个最大功率值，具体实现时，用户可以通过空调器面板上的档位按钮选择或者是通过遥控器上的档位按钮选择，用户触发选择好功率档位后，最大功率值获取模块61获取所述功率档位所对应的最大功率值。

优选的，所述功率档位至少包括三个，随着功率档位降低，功率档位所对应的最大功率值递减，实施例不限定各个功率档位所对应最小功率值的关系，可相同亦可不同。作为一种实例列举，假设空调器的最大运行功率为Pmax，最小运行频率为Pmin，这里将Pmax到Pmin分成n个功率档位，每一档的最大功率值递减，最小功率为不变值均为Pmin，即N1档的最大运行功率为Pmax，最小运行功率为Pmin；N2档的最大运行功率为P2，最小运行功率为Pmin；Nn档的最大运行频率为Pn，最小运行功率为Pmin。

由于设置了功率档位，本实施例空调器大机型可以当作小机型使用，参照图3所示的功率档位和对应机型的坐标图，假设分五个功率档位，对应到用户控制界面（空调遥控器或空调器面板），N1档可以表示为“强劲档”，最大功率值为3500W，为原始的3匹空调，N2档表示“高档”，最大功率值为2500W，对应2匹空调，N3档表示“中档”，最大功率值为2000W，对应1.5匹空调，N4档表示“低档”，最大功率值为1000W，对应1匹空调，N5档表示关机。这样通过切换不同功率档位，达到不同的空调效果，适合各种不同的场合，以达到降低功耗的目的。

其中，所述频率信号输出模块62用于根据所述功率检测模块反馈的功率值以及频率检测控制模块反馈的频率值，相应输出频率调整信号，以使所述频率检测控制模块对应调整压缩机频率，直至空调器的实时功率在所述最大功率值下一定范围之内。

本实施例中，功率检测模块1实时检测空调器的实时功率，并将功率值反馈到频率信号输出模块62，同时频率检测控制模块2检测压缩机运行频率，并将检测到的频率值反馈到频率信号输出模块62，所述频率信号输出模块62根据所述功率值和频率值，相应输出频率调整信号，频率检测控制模块2再对应调整压缩机频率。由于用户选择功率档位的时间点不定，既可能是在开机后触发选择，又可能在空调使用过程中进行功率档位切换，因此频率信号输出模块62需要根据空调器实时功率值与选择功率档位所对应的最大功率值的关系控制频率检测控制模块2调整压缩机频率。当实时功率值大于最大功率值时，需要降频，当实时功率小于最大功率值下一定范围时，比如假设最大功率值为2000W，当实时功率小于1800W时，需要升频，最终使得最终的实时功率值在一定范围内浮动，即1800W～2000W内浮动。

其中，所述开度信号输出模块63用于根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及膨胀阀检测控制模块检测到的开度值，输出开度调整信号，以使所述膨胀阀检测控制模块对应调整膨胀阀开度；

其中，所述转速信号输出模块64用于根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及风机检测控制模块检测到的内外风机转速值，输出转速调整信号，以使风机检测控制模块对应调整内外风机转速。

本实施例中，所述频率检测控制模块2将检测到的压缩机频率值以及所述温度检测模块3检测到的压缩机排气温度值反馈至开度信号输出模块63和转速信号输出模块64，所述开度信号输出模块63根据压缩机频率值、排气温度值、膨胀阀当前开度值输出开度调整信号，所述膨胀阀检测控制模块根据所述开度调整信号对应调整膨胀阀开度。比如，膨胀阀的开度值LR=aF+bTP，其中a和b为常数，F为压缩机的频率值，TP为压缩机的排气温度，如a=2，b=2，F=40，TP=60，则膨胀阀开度LR=2×40+2×60=200。同时所述转速信号输出模块64根据压缩机频率值、排气温度值、内外风机转速值，输出转速调整信号，风机检测控制模块根据所述转速调整信号对应调整内外风机转速，比如，外风机转速PR=cF+d，其中c和d为常数，F为压缩机的频率值，如c=6，F=90，d=260，则PR=6×90+260=800）。优选的，如果用户对内风机进行了设定，则这里不再对内风机进行调节，具体实现来讲，所述转速调整信号包括内风机调整信号和外风机调整信号，若主控单元接收到内风机设定指令，则所述转速信号输出模块只输出外风机调整信号，不对内风机进行调节。

本实施例中，通过所述开度信号输出模块63和转速信号输出模块64输出相应的调整信号，对膨胀阀开度以及内外风机转速进行调整，使得达到频率调整后最大能效。

温度判断控制模块65，用于获取设定的室内温度目标值和所述温度检测模块检测到的室内温度值，当所述室内温度目标值与室内温度值的差值大于预设温度范围时，控制所述频率信号输出模块、开度信号输出模块、转速信号输出模块继续调整。

本实施例中，温度判断控制模块65获取室内温度目标值Ts与实际的室内温度值T1的差值，并判断所述差值是否大于预设温度范围Ta（比如2℃），当︱Ts-T1︱大于Ta时，说明室内温度与室内目标温度值有较大的差距，温度判断控制模块65继续控制所述频率信号输出模块、开度信号输出模块、转速信号输出模块继续工作，进行压缩机频率、膨胀阀开度和内外风机转速调整。若︱Ts-T1︱≤Ta，则说明经过频率、膨胀阀开度、内外风机调整，室内温度接近设定的室内目标温度，空调系统已经稳定达到动态平衡。

实际情况下，也有可能由于用户选择的功率档位过小，不能够使房间达到设定的室内目标温度值，此时一直循环进行压缩机频率、膨胀阀开度、内外风机转速控制。

另一方面，优选的，所述主控单元还包括：

出风温度调整模块，用于在接收到风档调整信号时，根据当前所选择的风档，在当前功率档位所对应的最大功率值下调整出风温度。

本优选实施方式中，功率档位选择不影响空调的其他功能，比如风档选择。设定室内目标温度。现有温度设定控制方法无法控制出风温度。如制冷时，设定空调器的室内目标温度值为26℃，但是实际的出风温度小于26℃，较低的出风温度值不适用某些特定人群，比如老人和小孩等，而本实施例中，用户可以将功率档位选择和风档选择进行配合并行控制，用户可以根据个人喜好感觉选择出风温度。例如（假设设定的室内目标温度值不变）空调制冷运行时，通过减小功率档位，提高风档就会提高空调的出风温度；相反的，提高功率档位，减小风档就会降低空调的出风温度。同理还可以实现以下功能：在提高风档的同时，相应的提高功率档位，可以保持出风温度也可以降低出风温度值。风档与功率档位并行控制可以适合不同用户的需求。

图4示出了本发明实施例提供的空调器功率控制方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的空调器功率控制方法包括：

步骤S401、最大功率值获取步骤。

主控单元获取当前选择的功率档位所对应的最大功率值。优选的，所述功率档位至少包括三个，随着功率档位降低，功率档位所对应的最大功率值递减。

步骤S402、压缩机频率调整步骤。

主控单元根据所述功率检测模块反馈的功率值以及频率检测控制模块反馈的频率值，相应输出频率调整信号，频率检测控制模块根据频率调整信号对应调整压缩机频率，直至空调器的实时功率在所述最大功率值下一定范围之内。

步骤S403、膨胀阀开度、内外风机转速调整步骤。

主控单元根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及膨胀阀检测控制模块检测到的开度值，输出开度调整信号，膨胀阀检测控制模块根据所述开度调整信号对应调整膨胀阀开度；

主控单元根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及风机检测控制模块检测到的内外风机转速值，输出转速调整信号，风机检测控制模块根据所述转速调整信号对应调整内外风机转速。

步骤S404、判断︱Ts-T1︱≤Ta步骤。

主控单元获取设定的室内温度目标值Ts和所述温度检测模块检测到的室内温度值T1，当所述室内温度目标值与室内温度值的差值大于预设温度范围Ta时，控制所述频率信号输出模块、开度信号输出模块、转速信号输出模块继续调整，直至满足︱Ts-T1︱≤Ta。实际情况下，也有可能由于用户选择的功率档位过小，不能够使房间达到设定的室内目标温度值，此时一直循环进行压缩机频率、膨胀阀开度、内外风机转速控制。

优选的，主控单元若接收到内风机设定指令，所述风机检测控制模块只对应调整内风机转速。本优选方式中，功率档位选择不影响风机设定。

优选的，所述方法还包括：主控单元在接收到风档调整信号时，根据当前所选择的风档，在当前功率档位所对应的最大功率值下调整出风温度。本优选方式中，用户可以将功率档位选择和风档选择进行配合并行控制，用户可以根据个人喜好感觉选择出风温度。

综上，本发明实施例提供了一种具有功率档位的空调器及一种空调器功率控制方法，本发明通过设定不同的功率档位，在满足功率档位的功率要求下，进行压缩机频率、膨胀阀开度、内外风机转速控制，使空调系统以最优状态运行，降低了能耗；另外，由于限定了空调器的运行功率，可以将大型机当做小型机使用，适合单人、特殊天气等场合使用。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有功率档位的空调器，其特征在于，所述空调器包括：

功率检测模块，用于检测空调器的实时功率并将检测到的功率值反馈至主控单元；

频率检测控制模块，用于检测压缩机运行频率，并将检测到的频率值反馈至主控单元，以及用于接收来自于主控单元的频率调整信号，对应调整压缩机频率；

温度检测模块，用于检测压缩机排气温度和室内温度，并将检测到的温度值反馈至主控单元；

膨胀阀检测控制模块，用于检测膨胀阀当前开度，并将检测到的开度值反馈至主控单元，以及用于接收来自于主控单元的开度调整信号，对应调整膨胀阀开度；

风机检测控制模块，用于检测内外风机转速，并将转速值反馈至主控单元，以及用于接收来自于主控单元的转速调整信号，对应调整内外风机转速；

所述空调器还包括主控单元，所述主控单元包括：

最大功率值获取模块，用于获取当前选择的功率档位所对应的最大功率值；

频率信号输出模块，用于根据所述功率检测模块反馈的功率值以及频率检测控制模块反馈的频率值，相应输出频率调整信号，以使所述频率检测控制模块对应调整压缩机频率，直至空调器的实时功率在所述最大功率值下一定范围之内；

开度信号输出模块，用于根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及膨胀阀检测控制模块检测到的开度值，输出开度调整信号，以使所述膨胀阀检测控制模块对应调整膨胀阀开度；

转速信号输出模块，用于根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及风机检测控制模块检测到的内外风机转速值，输出转速调整信号，以使风机检测控制模块对应调整内外风机转速；

温度判断控制模块，用于获取设定的室内温度目标值和所述温度检测模块检测到的室内温度值，当所述室内温度目标值与室内温度值的差值大于预设温度范围时，控制所述频率信号输出模块、开度信号输出模块、转速信号输出模块继续调整。

2.如权利要求1所述的具有功率档位的空调器，其特征在于，所述转速调整信号包括内风机调整信号和外风机调整信号，若接收到内风机设定指令，则所述转速信号输出模块只输出外风机调整信号。

3.如权利要求1所述的具有功率档位的空调器，其特征在于，所述主控单元还包括：

出风温度调整模块，用于在接收到风档调整信号时，根据当前所选择的风档，在当前功率档位所对应的最大功率值下调整出风温度。

4.如权利要求1-3任一项所述的具有功率档位的空调器，其特征在于，所述功率档位至少包括三个，随着功率档位降低，功率档位所对应的最大功率值递减。

5.一种如权利要求1所述的具有功率档位的空调器功率控制方法，其特征在于，所述方法包括：

主控单元获取当前选择的功率档位所对应的最大功率值；

主控单元根据所述功率检测模块反馈的功率值以及频率检测控制模块反馈的频率值，相应输出频率调整信号，频率检测控制模块根据频率调整信号对应调整压缩机频率，直至空调器的实时功率在所述最大功率值下一定范围之内；

主控单元根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及膨胀阀检测控制模块检测到的开度值，输出开度调整信号，膨胀阀检测控制模块根据所述开度调整信号对应调整膨胀阀开度；

主控单元根据所述频率检测控制模块反馈的频率值、温度检测模块反馈的压缩机排气温度值以及风机检测控制模块检测到的内外风机转速值，输出转速调整信号，风机检测控制模块根据所述转速调整信号对应调整内外风机转速；

主控单元获取设定的室内温度目标值和所述温度检测模块检测到的室内温度值，当所述室内温度目标值与室内温度值的差值大于预设温度范围时，控制所述频率信号输出模块、开度信号输出模块、转速信号输出模块继续调整。

6.如权利要求5所述的空调器功率控制方法，其特征在于，主控单元若接收到内风机设定指令，所述风机检测控制模块只对应调整内风机转速。

7.如权利要求5所述的空调器功率控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

主控单元在接收到风档调整信号时，根据当前所选择的风档，在当前功率档位所对应的最大功率值下调整出风温度。

8.如权利要求5-7任一项所述的空调器功率控制方法，其特征在于，所述功率档位至少包括三个，随着功率档位降低，功率档位所对应的最大功率值递减。