CN104236008A - 一种空调器及其运行模式的自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空调器及其运行模式的自动控制方法，空调器根据用户设定的温度自动选择运行模式，不仅通过室内温度与设定温度进行比较，而且增加室外温度、季节等作为判断条件。空调器自动选择的运行模式包括制热模式、制冷模式以及除湿模式。当室温偏差e≥-3℃时，空调器进入制冷模式；当室温偏差e＜-3℃时，空调器进入制热模式。在制冷模式下，当室温偏差-3℃≤e＜3℃时，空调器进入除湿模式。在制冷模式下增加除湿模式，不仅有效的防止了空调运行期间在制冷模式和制热模式之间频繁切换以及误切换带来的能耗高的问题，还进一步实现了自动除湿功能。

Description

一种空调器及其运行模式的自动控制方法

技术领域

本发明属于空调控制技术领域，具体地说，是涉及一种空调器运行模式的自动控制方法及采用所述方法的空调器。

背景技术

随着人们生活水平的提高，空调器已经广泛地进入到千家万户。现有空调器的控制方法一般是用户开启空调器后，人工手动设置空调的运行模式，例如：选择制冷模式、制热模式或除湿模式。每次开启都要首先进行模式选择然后再进行参数（如：温度、风速、风向等）设定，不但操作复杂，而且模式一旦设定好后，便不再改变。例如，用户选择制热模式，如果房间温度因其他原因上升超过目标值后，空调只能依靠停机来调节温度，无法实现快速、智能、合理的自动调节温度的目的。

为了达到快速、智能调节温度的目的，有的空调器在开机运行一段时间后进行自动模式的调节。例如，可根据室内温度和设定温度的比较，在制冷模式和制热模式之间切换。但是在运行时间内，容易形成温度的超调，且温度超调后，立即切换模式。例如，冬季，室内温度为18℃，用户设定温度为23℃，空调器为制热模式，在制热模式下进行温度调节，当温度超调至超过上限时，则空调器立即切换至制冷模式，进行制冷，切换至错误的运行模式。不但造成空调器能耗的增大，而且会造成压缩机的频繁启停，使其使用寿命大大缩短。

因而，如何简化用户的操作步骤，能够实现空调模式的自动选择，且减少空调模式的误切换，减少压缩机的启停频率，降低能耗，对用户生活品质的提高具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空调器运行模式的自动控制方法，解决了现有技术空调模式的自动选择存在频繁切换或误切换，导致空调器能耗大、压缩机使用寿命短的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种空调器运行模式的自动控制方法，包括如下步骤：

（1）开机，输入设定温度Ts；

（2）检测室内温度Tr、室外温度Tw；

（3）比较Tr和Ts，若Tr≥Ts-3℃，则空调器自动进入制冷模式，若Tr＜Ts-3℃，则空调器自动进入制热模式；

（4）若空调器当前处于制冷模式，当Tr≤Ts时，压缩机停机，压缩机停机时间达到设定时间后检测室内温度Tr，如果Tr小于设定温度的下限值，且室外温度Tw＜T时，则切换为制热模式，否则，仍然处于制冷模式； 

若空调器当前处于制热模式，当Tr≥Ts时，压缩机停机，压缩机停机时间达到设定时间后检测室内温度Tr，如果Tr大于设定温度的上限值，且室外温度Tw ≥T时，则切换为制冷模式，否则，仍然处于制热模式；其中， T为20-25℃中的任意温度值。

进一步的，在所述步骤（4）中，若空调器当前处于制冷模式，当Tr≤Ts时，压缩机停机，压缩机停机时间达到设定时间后检测室内温度Tr，如果Tr小于设定温度的下限值，且室外温度Tw＜T，所处日期为10月15日-次年5月10日时，则切换为制热模式，否则，仍然处于制冷模式； 

若空调器当前处于制热模式，当Tr≥Ts时，压缩机停机，压缩机停机时间达到设定时间后检测室内温度Tr，如果Tr大于设定温度的上限值，且室外温度Tw ≥T，所处日期为5月11日-10月14日时，则切换为制冷模式，否则，仍然处于制热模式；其中， T为20-25℃中的任意温度值。

优选的，设定温度的下限值为Ts-3℃，设定温度的上限值为Ts+3℃。

优选的，压缩机停机设定时间为10-20min。

为了防止空调器在制冷模式和制热模式之间进行频繁切换或误切换，造成压缩机频繁启停、能耗较大的问题，在所述步骤（3）中，当空调器进入制冷模式后，室温偏差e=Tr-Ts，若-3℃≤e＜3℃，则空调器自动进入除湿模式，同时，还实现了自动除湿功能。

优选的，除湿模式为：

当1℃≤e＜3℃时，设定为降温除湿区（A′）；

当-1℃≤e＜1℃时，设定为恒温除湿区（A）；

当-2℃＜e＜-1℃时，设定为升温除湿区（B）；

当-3℃≤e≤-2℃时，设定为加热区（C）。

进一步的，在所述步骤（1）中，包括输入设定湿度Hs的步骤；在所述步骤（2）中包括检测室内湿度Hr的步骤，通过检测到的Hr和Hs的差值对压缩机的运转频率进行控制；当Hr＜Hs且持续时间大于120s时压缩机停机；当压缩机停机时间大于3min且湿度回差大于5%时，压缩机启动。

若空调器开机后未输入设定湿度Hs，则空调器目标设定湿度为50％-60%之间的任意值。

优选的，在所述除湿模式下，当户外的空气温度≤0℃时，压缩机的目标频率设定为0Hz；当Hr≤Hs时，室外压缩机的目标频率设定为0Hz。

基于上述空调器运行模式的自动控制方法的设计，本发明还提出了一种空调器，空调器包括主控模块、与主控模块相接的室内温度传感器、室外温度传感器、室内湿度传感器、时钟模块以及信号接收模块，

信号接收模块接收开机指令至主控模块，主控模块控制空调器开机；

信号接收模块接收空调器的控制参数并传输至主控模块；

主控模块通过室内温度传感器采集室内温度Tr，通过室外温度传感器采集室外温度Tw，通过室内湿度传感器采集室内湿度Hr，同时调取时钟模块的日期信息。

主控模块计算室温偏差e=Tr-Ts，

若e≥-3℃，则空调器进入制冷模式，以设定温度Ts为目标温度对温度进行调节，控制压缩机的运转频率。当室内温度传感器检测到Tr≤Ts时，压缩机停机，压缩机停机时间达到设定时间后检测室内温度Tr，如果Tr小于设定温度的下限值，且室外温度传感器检测的室外温度Tw＜T时，特别所处日期为10月15日-次年5月10日时，则切换为制热模式，否则，仍然处于制冷模式。

若e＜-3℃，则空调器进入制热模式，以设定温度Ts为目标温度对温度进行调节，控制压缩机的运转频率。当室内温度传感器检测到Tr≥ Ts时，压缩机停机，压缩机停机时间达到设定时间后检测室内温度Tr，如果Tr大于设定温度的上限值，且室外温度传感器检测的室外温度Tw≥T时，特别所处日期为5月11日-10月14日时，则切换为制冷模式，否则，仍然处于制热模式。其中， T为20-25℃中的任意温度值。

在制冷模式下，若-3℃≤e＜3℃，则空调器进入除湿模式，则以设定湿度Hs为目标湿度对湿度进行调节，控制压缩机的运转频率：

当Hr＞Hs、Hr＜Hs且持续时间小于120s时，压缩机工作；

当Hr＜Hs且持续时间大于120s时压缩机停机；当压缩机停机时间大于3min且湿度回差大于5%时，压缩机启动。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

（1）本发明空调器开机后，用户无需对空调器的运行模式进行选择设定，仅需对空调器的运行参数（如：温度、风速、风向、湿度等）进行设定即可，空调器可根据用户设定的参数自动选择运行模式，大大方便了用户操作。

（2）本发明空调器根据用户设定的温度自动选择运行模式时，不仅通过室内温度与设定温度进行比较，而且增加室外温度、季节等作为判断条件，可有效防止空调运行期间在制冷模式和制热模式之间频繁切换以及误切换，在能够快速、智能、合理的实现温度自动调节的同时，大大降低了空调器的能耗，减少了压缩机的启停频率。

（3）本发明空调器自动选择运行模式包括制热模式、制冷模式以及除湿模式。当室温偏差e≥-3℃时，空调器进入制冷模式；当室温偏差e＜-3℃时，空调器进入制热模式。在制冷模式下，当室温偏差-3℃≤e＜3℃时，空调器进入除湿模式。在制冷模式下增加除湿模式，不仅有效的防止了空调运行期间在制冷模式和制热模式之间频繁切换以及误切换带来的能耗高的问题，还进一步实现了自动除湿功能。

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为本发明具体实施例控制方法的流程图。

图2为本发明具体实施例空调器的原理框图。

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。

本发明空调器通过用户对空调器参数（如：温度、风速、风向、湿度等）的设定，使得空调器自动运行在制热模式、除湿模式或者制冷模式下，不仅能够快速、智能、合理的实现温度的自动调节，而且有效地防止了制冷、制热模式的频繁切换或者误切换，降低了能耗，保证了压缩机的使用寿命。下面通过具体实施例对本发明进行具体说明。

如图1所示，本实施例空调器运行模式的自动控制方法，包括如下步骤：

S101，空调器开启。

S102，空调器接收到空调参数设定信息（如：设定温度Ts、风速、风向、设定湿度Hs等）。

S103，空调器采集室内温度Tr、室外温度Tw以及室内湿度Hr。

S104，计算室温偏差e=Tr-Ts；若e≥-3℃，则空调器进入制冷模式，进入步骤S105；若e＜-3℃，则空调器进入制热模式，进入步骤S107。

S105，空调器当前处于制冷模式，在制冷模式下判断e的范围，若-3℃≤e＜3℃，则空调器进入除湿模式，进入步骤S106，否则，空调器仍然运行在制冷模式。

在制冷模式下以设定温度Ts为目标温度对温度进行调节，当检测到室内温度Tr≤设定温度Ts时，压缩机停机，压缩机停机10-20min后检测室内温度Tr，如果Tr小于Ts-3℃，且室外温度Tw＜23℃时，特别所处日期为冬季或者北方春季（尤其是停暖气后较冷的时间）时，则切换为制热模式，进入步骤S107，否则，仍然处于制冷模式，进入步骤S105。

S106，空调器当前处于除湿模式，则以设定湿度Hs为目标湿度对湿度进行调节，

当1℃≤e＜3℃时，设定为降温除湿区（A′）；

当-1℃≤e＜1℃时，设定为恒温除湿区（A）；

当-2℃＜e＜-1℃时，设定为升温除湿区（B）；

当-3℃≤e≤-2℃时，设定为加热区（C）；

通过检测到的环境湿度Hr和设定湿度Hs的差值对压缩机的运转频率进行控制：

当Hr＞Hs、Hr＜Hs且持续时间小于120s时，压缩机工作；

当Hr＜Hs且持续时间大于120s时压缩机停机；当压缩机停机时间大于3min且湿度回差大于5%时，压缩机启动；

当户外的空气温度≤0℃时，压缩机的目标频率设定为0Hz；

当Hr≤Hs时，室外压缩机的目标频率设定为0Hz。

S107，空调器当前处于制热模式，则以设定温度Ts为目标温度对温度进行调节，当检测到室内温度Tr≥设定温度 Ts时，压缩机停机，压缩机停机10-20min后检测室内温度Tr，如果Tr大于Ts+3℃，且室外温度Tw ≥23℃时，特别是所处日期为夏季时，则切换为制冷模式，进入步骤S105，否则，仍然处于制热模式。

在本实施例中，若空调器开启后，用户对空调参数的设定温度Ts进行了设定，而未对设定湿度Hs进行设定，则在步骤S106中，空调器的目标设定湿度为55%，通过检测到的环境湿度Hr和55%的差值对压缩机的运转频率进行控制：

当Hr＞55%、Hr＜55%且持续时间小于120s时，压缩机继续工作；

当Hr＜55%且持续时间大于120s时压缩机停机；当压缩机停机时间大于3min且湿度回差大于5%（即湿度为60%以上）时，压缩机启动。

基于上述空调器运行模式的自动控制方法的设计，本实施例还提出了一种空调器，所述空调器包括主控模块，与主控模块相接的室内温度传感器、室外温度传感器、室内湿度传感器、时钟模块以及信号接收模块。

信号接收模块接收用户的开启空调器指令以及空调参数设定信息，并将上述信息传输至主控模块。

主控模块控制空调器开启，通过室内温度传感器采集室内温度Tr，通过室外温度传感器采集室外温度Tw，通过室内湿度传感器采集室内湿度Hr，同时调取时钟模块的日期信息。

主控模块计算室温偏差e=Tr-Ts，

若e≥-3℃，则空调器进入制冷模式，以设定温度Ts为目标温度对温度进行调节，控制压缩机的运转频率。当室内温度传感器检测到Tr≤ Ts时，压缩机停机，压缩机停机10-20min后检测室内温度Tr，如果Tr小于Ts-3℃，且室外温度传感器检测的室外温度Tw＜23℃时，特别所处日期为冬季、春季时，则切换为制热模式，否则，仍然处于制冷模式。

若e＜-3℃，则空调器进入制热模式，以设定温度Ts为目标温度对温度进行调节，控制压缩机的运转频率。当室内温度传感器检测到Tr≥ Ts时，压缩机停机，压缩机停机10-20min后检测室内温度Tr，如果Tr大于Ts+3℃，且室外温度传感器检测的室外温度Tw≥23℃时，特别所处日期为夏季、秋季时，则切换为制冷模式，否则，仍然处于制热模式。

在制冷模式下，若-3℃≤e＜3℃，则空调器进入除湿模式，则以设定湿度Hs为目标湿度对湿度进行调节，控制压缩机的运转频率（若用户未对设定湿度Hs进行设定，则空调器以目标设定湿度为55%对湿度进行调节）：

当Hr＞Hs、Hr＜Hs且持续时间小于120s时，压缩机继续工作；

当Hr＜Hs且持续时间大于120s时压缩机停机；当压缩机停机时间大于3min且湿度回差大于5%时，压缩机重新开机；

当户外的空气温度≤0℃时，压缩机的目标频率设定为0Hz；

当Hr≤Hs时，室外压缩机的目标频率设定为0Hz。

在除湿模式下，当1℃≤e＜3℃时，设定为降温除湿区（A′）；

当-1℃≤e＜1℃时，设定为恒温除湿区（A）；

当-2℃＜e＜-1℃时，设定为升温除湿区（B）；

当-3℃≤e≤-2℃时，设定为加热区（C）。

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. 一种空调器运行模式的自动控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

（1）开机，输入设定温度Ts；

（2）检测室内温度Tr、室外温度Tw；

（3）比较Tr和Ts，若Tr≥Ts-3℃，则空调器自动进入制冷模式，若Tr＜Ts-3℃，则空调器自动进入制热模式；

（4）若空调器当前处于制冷模式，当Tr≤Ts时，压缩机停机，压缩机停机时间达到设定时间后检测室内温度Tr，如果Tr小于设定温度的下限值，且室外温度Tw＜T时，则切换为制热模式，否则，仍然处于制冷模式； 

若空调器当前处于制热模式，当Tr≥Ts时，压缩机停机，压缩机停机时间达到设定时间后检测室内温度Tr，如果Tr大于设定温度的上限值，且室外温度Tw ≥T，则切换为制冷模式，否则，仍然处于制热模式；

其中， T为20-25℃中的任意温度值。

2. 根据权利要求1所述的空调器运行模式的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤（4）中，若空调器当前处于制冷模式，当Tr≤Ts时，压缩机停机，压缩机停机时间达到设定时间后检测室内温度Tr，如果Tr小于设定温度的下限值，且室外温度Tw＜T，所处日期为10月15日-次年5月10日时，则切换为制热模式，否则，仍然处于制冷模式； 

若空调器当前处于制热模式，当Tr≥Ts时，压缩机停机，压缩机停机时间达到设定时间后检测室内温度Tr，如果Tr大于设定温度的上限值，且室外温度Tw ≥T，所处日期为5月11日-10月14日时，则切换为制冷模式，否则，仍然处于制热模式；其中， T为20-25℃中的任意温度值。

3. 根据权利要求1所述的空调器运行模式的自动控制方法，其特征在于：所述设定温度的下限值为Ts-3℃，所述设定温度的上限值为Ts+3℃。

4.根据权利要求1所述的空调器运行模式的自动控制方法，其特征在于：所述压缩机停机设定时间为10-20min。

5. 根据权利要求1-4任意一项所述的空调器运行模式的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤（3）中，当空调器进入制冷模式后，室温偏差e=Tr-Ts，若-3℃≤e＜3℃，则空调器进入除湿模式。

6. 根据权利要求5所述的空调器运行模式的自动控制方法，其特征在于：所述除湿模式为：

当1℃≤e＜3℃时，设定为降温除湿区（A′）；

当-1℃≤e＜1℃时，设定为恒温除湿区（A）；

当-2℃＜e＜-1℃时，设定为升温除湿区（B）；

当-3℃≤e≤-2℃时，设定为加热区（C）。

7. 根据权利要求5所述的空调器运行模式的自动控制方法，其特征在于：在所述步骤（1）中，包括输入设定湿度Hs的步骤；在所述步骤（2）中包括检测室内湿度Hr的步骤，通过检测到的Hr和Hs的差值对压缩机的运转频率进行控制；当Hr＜Hs且持续时间大于120s时压缩机停机；当压缩机停机时间大于3min且湿度回差大于5%时，压缩机启动。

8. 根据权利要求7所述的空调器运行模式的自动控制方法，其特征在于：若空调器开机后未输入设定湿度Hs，则空调器目标设定湿度为50％-60%之间的任意值。

9. 根据权利要求7所述的空调器运行模式的自动控制方法，其特征在于：在所述除湿模式下，当户外的空气温度≤0℃时，压缩机的目标频率设定为0Hz；

当Hr≤Hs时，压缩机的目标频率设定为0Hz。

10. 一种空调器，所述空调器包括主控模块、与主控模块相接的室内温度传感器、室外温度传感器、室内湿度传感器、时钟模块以及信号接收模块，其特征在于：所述空调器采用权利要求1-9任意一项所述的运行模式的自动控制方法。