CN104713196A - 变频空调制冷控制方法、控制装置及变频空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频空调制冷控制方法、制冷装置及变频空调，所述方法包括：制冷运行过程中，检测室内温度，计算室内温差，根据室内温差进行室温PID运算，获得第一目标频率；将室内温度与设定的舒适温度作比较；若室内温度不小于舒适温度，根据第一目标频率控制压缩机；若室内温度小于舒适温度，检测变频空调蒸发器的盘管温度，与设定的盘管目标温度作比较；若盘管温度大于盘管目标温度，根据第一目标频率控制压缩机；若盘管温度不大于盘管目标温度，将压缩机的当前运行频率降低获得第二目标频率，根据第二目标频率与第一目标频率中的较小值控制压缩机。应用本发明，可以解决现有变频空调吹出冷风而导致制冷不舒适的问题。

Description

变频空调制冷控制方法、控制装置及变频空调

技术领域

 本发明属于空气调节技术领域，具体地说，是涉及一种变频空调制冷控制方法、控制装置及变频空调。

背景技术

炎炎夏日,很多人整日整夜都离不开空调。但是长期吹空调对人体的危害很多，容易得空调病。

现有变频空调虽然能够控制压缩机运行频率，但其控制依据仅为室内温度及设定的室内目标温度，不会改变空调出风温度。而为达到快速制冷，现有空调的出风温度要远低于设定温度，空调出风温度低，吹出的风为冷风。冷风吹到人身体上，感觉极为不舒适，且容易着凉感冒。很多家庭都怕吹冷气吹多了着凉感冒，白天搭空调服吹空调，夜里睡觉的时候一边开着空调，一边盖着厚棉被，以为这样就防止了空调病。但是冷气会从呼吸道进入人体，吹时间长了仍会有口鼻发干、咽喉疼痛等感冒症状，不能从根本上解决制冷不舒适的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种变频空调制冷控制方法及控制装置，以解决现有变频空调吹出冷风而导致制冷不舒适的问题。

为实现上述发明目的，本发明的制冷控制方法及控制装置采用下述技术方案予以实现：

一种变频空调制冷控制方法，所述方法包括：

变频空调制冷运行过程中，检测室内温度，计算所述室内温度与设定的室内目标温度之间的温差，获得室内温差，根据所述室内温差进行室温PID运算，获得第一目标频率；

并将所述室内温度与设定的舒适温度作比较；

若所述室内温度不小于所述舒适温度，执行下述的室温PID控制：

根据所述第一目标频率控制所述变频空调的压缩机；

若所述室内温度小于所述舒适温度，执行下述的模糊控制：

检测所述变频空调蒸发器的盘管温度，将所述盘管温度与设定的盘管目标温度作比较；若所述盘管温度大于所述盘管目标温度，根据所述第一目标频率控制所述压缩机；若所述盘管温度不大于所述盘管目标温度，将所述压缩机的当前运行频率降低获得第二目标频率，根据所述第二目标频率与所述第一目标频率中的较小值控制所述压缩机。

一种变频空调制冷控制装置，所述装置包括：

室内温度检测单元，用于检测室内温度；

盘管温度检测单元，用于检测所述变频空调蒸发器的盘管温度；

室温PID运算单元，用于计算所述室内温度与设定的室内目标温度之间的温差，获得室内温差，根据所述室内温差进行室温PID运算，获得并输出第一目标频率；

控制模式选择单元，用于比较所述室内温度与设定的舒适温度，并输出比较结果作为控制模式选择信号；

室温PID控制单元，用于在所述控制模式选择单元输出的比较结果为所述室内温度不小于所述舒适温度时，根据所述第一目标频率控制所述变频空调的压缩机；

模糊控制单元，用于在所述控制模式选择单元输出的比较结果为所述室内温度小于所述舒适温度时，读取所述盘管温度检测单元检测的所述盘管温度，将所述盘管温度与设定的盘管目标温度作比较；若所述盘管温度大于所述盘管目标温度，根据所述第一目标频率控制所述压缩机；若所述盘管温度不大于所述盘管目标温度，将所述压缩机的当前运行频率降低获得第二目标频率，根据所述第二目标频率与所述第一目标频率中的较小值控制所述压缩机。

本发明还提供了一种具有上述制冷控制装置的变频空调。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本发明通过设定舒适温度，根据室内温度与舒适温度的大小，选择采用室温PID控制或采用基于蒸发器盘管温度的模糊控制，既能在室温高时及时、快速对房间进行降温，达到制冷目的，又可以将盘管温度稳定在盘管目标温度，使得空调出风温度舒适，达到出风凉而不冷的舒适制冷效果。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1 是本发明变频空调制冷控制方法第一个实施例的流程图；

图2是本发明变频空调制冷控制方法第二个实施例的流程图；

图3是确定图2中第二目标频率的一个具体流程图；

图4是本发明变频空调制冷控制装置一个实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

请参见图1，该图所示为本发明变频空调制冷控制方法第一个实施例的流程图。

如图1所示，该实施例制冷控制方法的具体过程如下：

步骤1：制冷运行，检测室内温度，根据室内温差进行室温PID运算，获得第一目标频率。

具体来说，在变频控制开机并执行制冷运行时，检测变频空调所处房间的室内温度。该室内温度的检测采用现有技术来实现。例如，通过设置在空调进风口或靠近空调进风口处的温度传感器检测进风温度，作为室内温度。

然后，计算室内温度与设定的室内目标温度之间的温差，将该温差作为室内温差。其中，室内目标温度是指用户设定的希望室内所达到的目标温度。

再然后，根据室内温差进行室温PID运算，获得对压缩机进行控制的目标频率，并将该目标频率定义为第一目标频率。其中，根据室内温差进行室温PID运算、获得对压缩机进行控制的目标频率的具体方法可以采用现有技术来实现，在此不作详细阐述和限定。

步骤2：判断室内温度是否小于舒适温度。若是，执行步骤41的模糊控制；否则，执行步骤3的室温PID控制。

该步骤2可以与步骤1同时进行，在此分为两个步骤仅是为了更加清楚地表述该实施例的控制过程。在步骤1检测到室内温度之后，将室内温度与设定的舒适温度作比较，并判断室内温度是否小于舒适温度。其中，舒适温度可以是出厂时变频空调的一个默认设定温度，也可以是由用户自行选定并设置的一个设定温度。如果是由用户自行设定，变频空调可以给出一个参考温度值，供用户参考。例如，建议将该舒适温度设定为27℃。

步骤3：如果室内温度不小于舒适温度，执行室温PID控制，根据第一目标频率控制压缩机。

如果步骤2判定室内温度不小于舒适温度，表明此时室内温度较高，则执行室温PID控制，根据第一目标频率控制压缩机，使得室内温度快速降温至室内目标温度。

步骤41：如果室内温度小于舒适温度，执行模糊控制。

如果步骤2判定室内温度小于舒适温度，为避免温度过快下降导致体感不舒适，执行模糊控制，以便及时调整压缩机运行频率，使得蒸发器盘管温度能够稳定到盘管目标温度，以调整空调出风温度，达到凉而不冷的舒适出风效果。具体模糊控制的过程参见下面步骤411至步骤414的描述。

步骤411：检测蒸发器的盘管温度。

蒸发器的盘管温度的检测可通过在蒸发器盘管上设置温度传感器进行检测。

步骤412：判断盘管温度是否大于盘管目标温度。若是，执行步骤414；否则，执行步骤413。

在步骤411检测到盘管温度之后，将盘管温度与设定的盘管目标温度作比较，并判断盘管温度是否大于盘管目标温度。其中，盘管目标温度可以是出厂时变频空调的一个默认设定温度，当然也可以是由用户自行选定并设置的一个设定温度。如果是由用户自行设定，由于用户对于盘管温度的概念及其代表的性能指标不是很明确，优选由变频空调给出一个参考温度值，供用户参考选定。例如，建议将该盘管目标温度设定为14℃。

步骤413：如果盘管温度不大于盘管目标温度，将压缩机当前运行频率降低获得第二目标频率，根据第二目标频率与第一目标频率中的较小值控制压缩机。

如果步骤412判定盘管温度不大于盘管目标温度，表明盘管温度偏低，容易导致空调出风温度偏低而送出冷风。为解决该问题，将压缩机当前运行频率降低而获得第二目标频率。然后，根据第二目标频率与第一目标频率中的较小值控制压缩机运行。

将压缩机当前运行频率降低至第二目标频率，目的是使得盘管温度能够向盘管目标温度逼近。同时，考虑到空调系统运行的稳定性，使得室内温度逼近室内目标温度，还需要兼顾室温PID对室内温度的控制。因而，将第二目标频率与室温PID计算得出的第一目标频率作比较，选择其中的较小值控制压缩机运行。

步骤414：如果盘管温度大于盘管目标温度，根据第一目标频率控制压缩机。

如果步骤412判定盘管温度大于盘管目标温度，空调出风温度不会偏低，因而，将室温的调整作为主要目标，根据室温PID计算得出的第一目标频率控制压缩机运行。

作为更优选的实施方式，在该实施例中，在进入到步骤41的模糊控制之后，预先设定一个最高频率作为舒适制冷的最高频率，不管是根据第一目标频率还是根据第二目标频率控制压缩机，均保证压缩机的频率不超过设定的最高频率。也就是说，如果第一目标频率或第二目标频率大于最高频率，则根据最高频率控制压缩机运行。

采用上述过程对变频空调进行制冷控制，在室内温度较高时，采用室温PID控制压缩机运行，使得室内温度快速降温并逼近室内目标温度；而在室内温度小于舒适温度时，采用基于蒸发器盘管温度的模糊控制，选择室温PID或者降低的频率控制压缩机，在使得室内温度逼近室内目标温度的基础上使得盘管温度逼近盘管设定温度，既满足室温调节，又实现空调出风的舒适性，达到出风凉而不冷的制冷效果。

需要说明的是，在执行模糊控制的过程中，仍然不断地比较室内温度与舒适温度的大小。一旦室内温度不小于舒适温度，则退出模糊控制过程，转入到室温PID控制过程。

请参见图2所示的本发明变频空调制冷控制方法第二个实施例的流程图，具体来说，该第二个实施例是针对模糊控制的一个具体流程。除了模糊控制过程与图1第一个实施例不同之外，其余的室温PID运算、室温PID控制等过程与第一个实施例相同，在此不作具体阐述。下面仅就该实施例的模糊控制过程作详细叙述如下：

步骤42：执行模糊控制。

步骤421：检测蒸发器的盘管温度。

蒸发器的盘管温度的检测可通过在蒸发器盘管上设置温度传感器进行检测。

步骤422：判断盘管温度是否大于盘管目标温度。若是，转至步骤427；否则，执行步骤423。

该步骤更具体的说明参见图1实施例步骤412的描述。

步骤423：判断盘管温度是否首次不大于盘管目标温度。若是，执行步骤424；否则，执行步骤425。

如果步骤422判定盘管温度不大于盘管目标温度，再判断是否为开机后首次不大于，并根据判断结果执行不同的处理。

步骤424：若盘管温度是开机后首次不大于盘管目标温度，则将制冷最小频率作为第二目标频率。然后，执行步骤426。

制冷最小频率为空调制冷运行过程中的设定的最小频率。一般的，在制冷最小频率为空调出厂前即设定好的一个参数。

步骤425：若盘管温度是开机后非首次不大于盘管目标温度，则将压缩机当前运行频率降低，获得介于当前运行频率和制冷最小频率之间的第二目标频率。

如果盘管温度开机后非首次不大于盘管目标温度，则读取压缩机的当前运行频率，然后将第二目标频率选定为介于当前运行频率和制冷最小频率之间的一个频率值。然后，执行步骤426。

步骤426：根据第二目标频率以及根据室温PID运算得出的第一目标频率中的较小值控制压缩机。

其中，第一目标频率的计算参见图1实施例步骤1的描述，而第二目标频率是指根据步骤424或步骤425所确定的目标频率。而且，步骤424中的制冷最小频率是不大于第一目标频率的一个频率值，因而，如果盘管温度开机后首次不大于盘管目标温度，控制压缩机以制冷最小频率运行。

如果盘管温度首次不大于盘管目标温度，为避免空调出风温度的降低而导致出风为冷风，先将压缩机的频率限定为制冷最小频率，使得盘管温度尽快上升至盘管设定温度。如果盘管温度非首次不大于盘管目标温度，表明已经执行过模糊控制，则盘管温度不会太低于盘管目标温度，此时，第二目标频率不必要将至最低，而是介于当前运行频率和制冷最小频率之间，以兼顾室温调节的速度。

同样需要说明的是，在执行模糊控制的过程中，仍然不断地比较室内温度与舒适温度的大小。一旦室内温度不小于舒适温度，则退出模糊控制过程，转入到室温PID控制过程。

对于步骤425中第二目标频率的确定，可以选择多种方法，优选采用图3所示的方法。

请参见图3，该图示出了图2中在盘管温度非首次不大于盘管设定温度后确定第二目标频率的一个具体流程图。

如图3所示，在盘管温度非首次不大于盘管设定温度后确定第二目标频率的过程如下：

步骤4251：获取压缩机当前运行频率。

步骤4252：将压缩机当前运行频率降低设定的调整频率，降低后的频率作为第二目标频率。

设定的调整频率为空调出厂前预先设定好的一个频率值，或者为用户自行设定的一个频率值，例如，设定为5Hz。该频率值作为一个频率调整步长，表示每次对当前运行频率的降低幅度。而且，该实施例对频率的降低采用每隔设定调整时间降低一次的方式，实现逐步调节，且降低后的频率作为第二目标频率。

步骤4253：判断盘管设定温度与盘管温度之差是否大于超调温度值。若是，执行步骤4254；否则，转至步骤4255。

在当前运行频率降低调整频率之后，先判断盘管设定温度与盘管温度之差是否大于超调温度值。其中，超调温度值也是一个设定的温度值，例如，设定为1℃。

步骤4254：如果盘管设定温度与盘管温度之差大于超调温度值，判断是否到达调整时间。若是，转至步骤4251，继续执行频率降低的调整过程。否则，执行步骤4255。

步骤4255：第二目标频率保持不变。

如果步骤4253判断盘管设定温度与盘管温度之差大于超调温度值，表明盘管温度远低于盘管设定温度，仍需要进一步降频。而且，如前所述，降频处理过程为间隔设定的调整时间降低一次。调整时间也是一个预先设定好的值，表示频率调整的间隔时间。例如，可以设定为2min。也即，在调整一次之后，先以调整后的频率作为第二目标频率，在调整时间未达到时，保持第二目标频率不变。以此第二目标频率和第一目标频率中的较小值控制压缩机运行，直至退出模糊控制而进入到室温PID控制或关机。在调整时间到达后，再读取压缩机当前运行频率，以当前运行频率为基础，继续按照调整频率进行降频。

而如果步骤4253判断盘管设定温度与盘管温度之差不大于超调温度值，表明盘管温度虽还未到达盘管目标温度，但与盘管目标温度之差较小，不大于超调温度值，此时，则不再降低频率，以避免出现盘管温度的超调，且影响室温调节速度。因而，保持步骤4252的第二目标频率不变，并以此第二目标频率和第一目标频率中的较小值控制压缩机运行，直至退出模糊控制而进入到室温PID控制或关机。

在上述各实施例的空调制冷运行控制过程中，如果用户未设定风速，则控制空调风机按照最高风速运行，因为在同样的制冷量下，高风速的出风温度要高于低风速的出风温度，进一步确保出风温度不会过低。而若检测到用户设定的风速，则控制风机按照设定的风速运行。

请参见图4，该图所示为本发明变频空调制冷控制装置一个实施例的结构框图。

如图4所示，该实施例的制冷控制装置所包含的结构单元及其功能如下：

室内温度检测单元51，用于检测室内温度；

盘管温度检测单元52，用于检测变频空调蒸发器的盘管温度；

室温PID运算单元53，用于计算室内温度检测单元51所检测的室内温度与设定的室内目标温度之间的温差，获得室内温差，并根据室内温差进行室温PID运算，获得并输出第一目标频率；

控制模式选择单元54，用于比较室内温度检测单元51所检测的室内温度与设定的舒适温度的大小，并输出比较结果作为控制模式选择信号至室温PID控制单元55和/或模糊控制单元56；

室温PID控制单元55，用于在控制模式选择单元54输出的比较结果为室内温度不小于舒适温度时，根据室温PID运算单元53输出的第一目标频率控制变频空调的压缩机57；

模糊控制单元56，用于在控制模式选择单元54输出的比较结果为室内温度小于舒适温度时，读取盘管温度检测单元52检测的盘管温度，将盘管温度与设定的盘管目标温度作比较；若盘管温度大于盘管目标温度，根据室温PID运算单元53输出的第一目标频率控制压缩机57；若盘管温度不大于盘管目标温度，将压缩机的当前运行频率降低获得第二目标频率，根据第二目标频率与第一目标频率中的较小值控制压缩机57。

此外，制冷控制装置还可以包括风机控制单元（图中未示出），用于在变频空调制冷运行过程中，若检测到用户设定的风速，则控制变频空调的风机按照设定的风速运行；否则，控制风机按照最高风速运行。

上述结构的制冷控制装置可以应用在变频空调中，运行相应的软件程序，并按照图1至图3的流程执行制冷控制，实现空调快速降温及出风凉而不冷的舒适制冷。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种变频空调制冷控制方法，其特征在于，所述方法包括：

变频空调制冷运行过程中，检测室内温度，计算所述室内温度与设定的室内目标温度之间的温差，获得室内温差，根据所述室内温差进行室温PID运算，获得第一目标频率；

并将所述室内温度与设定的舒适温度作比较；

若所述室内温度不小于所述舒适温度，执行下述的室温PID控制：

根据所述第一目标频率控制所述变频空调的压缩机；

若所述室内温度小于所述舒适温度，执行下述的模糊控制：

检测所述变频空调蒸发器的盘管温度，将所述盘管温度与设定的盘管目标温度作比较；若所述盘管温度大于所述盘管目标温度，根据所述第一目标频率控制所述压缩机；若所述盘管温度不大于所述盘管目标温度，将所述压缩机的当前运行频率降低获得第二目标频率，根据所述第二目标频率与所述第一目标频率中的较小值控制所述压缩机。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，若所述盘管温度在所述变频空调开机后首次不大于所述盘管目标温度，所述第二目标频率为设定的制冷最小频率；若所述盘管温度在所述变频空调开机后非首次不大于所述盘管目标温度，所述第二目标频率介于所述当前运行频率和所述制冷最小频率之间。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，若所述盘管温度在所述变频空调开机后非首次不大于所述盘管目标温度，所述第二目标频率采用下述方法确定：

若所述盘管温度在所述变频空调开机后非首次不大于所述盘管目标温度，获取所述压缩机的所述当前运行频率，每隔设定的调整时间将所述当前运行频率降低设定的调整频率，降低后的频率为所述第二目标频率。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，每次将所述当前运行频率降低设定的调整频率作为所述第二目标频率后，先判断所述盘管目标温度与所述盘管温度的差值是否不小于设定的超调温度值；若是，在所述调整时间到达后继续执行将所述当前运行频率降低所述调整频率作为所述第二目标频率的过程，否则，保持所述第二目标频率不变。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在执行所述模糊控制时，若所述第一目标频率和所述第二目标频率中的较小值大于设定的最高频率，则根据所述最高频率控制所述压缩机。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制方法，其特征在于，在所述变频空调制冷运行过程中，若检测到用户设定的风速，则控制所述变频空调的风机按照所述设定的风速运行；否则，控制所述风机按照最高风速运行。

7.一种变频空调制冷控制装置，其特征在于，所述装置包括：

室内温度检测单元，用于检测室内温度；

盘管温度检测单元，用于检测所述变频空调蒸发器的盘管温度；

室温PID运算单元，用于计算所述室内温度与设定的室内目标温度之间的温差，获得室内温差，根据所述室内温差进行室温PID运算，获得并输出第一目标频率；

控制模式选择单元，用于比较所述室内温度与设定的舒适温度，并输出比较结果作为控制模式选择信号；

室温PID控制单元，用于在所述控制模式选择单元输出的比较结果为所述室内温度不小于所述舒适温度时，根据所述第一目标频率控制所述变频空调的压缩机；

模糊控制单元，用于在所述控制模式选择单元输出的比较结果为所述室内温度小于所述舒适温度时，读取所述盘管温度检测单元检测的所述盘管温度，将所述盘管温度与设定的盘管目标温度作比较；若所述盘管温度大于所述盘管目标温度，根据所述第一目标频率控制所述压缩机；若所述盘管温度不大于所述盘管目标温度，将所述压缩机的当前运行频率降低获得第二目标频率，根据所述第二目标频率与所述第一目标频率中的较小值控制所述压缩机。

8. 根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述模糊控制单元在判定所述盘管温度在所述变频空调开机后首次不大于所述盘管目标温度，将所述第二目标频率赋值为设定的制冷最小频率；若判定所述盘管温度在所述变频空调开机后非首次不大于所述盘管目标温度，则控制所述第二目标频率介于所述当前运行频率和所述制冷最小频率之间。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，若所述盘管温度在所述变频空调开机后非首次不大于所述盘管目标温度，所述第二目标频率采用下述方法确定：

若所述盘管温度在所述变频空调开机后非首次不大于所述盘管目标温度，获取所述压缩机的所述当前运行频率，每隔设定的调整时间将所述当前运行频率降低设定的调整频率，降低后的频率为所述第二目标频率。

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，每次将所述当前运行频率降低设定的调整频率作为所述第二目标频率后，先判断所述盘管目标温度与所述盘管温度的差值是否不小于设定的超调温度值；若是，在所述调整时间到达后继续执行将所述当前运行频率降低所述调整频率作为所述第二目标频率的过程，否则，保持所述第二目标频率不变。

11.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述模糊控制单元在执行模糊控制时，若所述第一目标频率和所述第二目标频率中的较小值大于设定的最高频率，则根据所述最高频率控制所述压缩机。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

风机控制单元，用于在变频空调制冷运行过程中，若检测到用户设定的风速，则控制所述变频空调的风机按照所述设定的风速运行；否则，控制所述风机按照最高风速运行。

13.一种变频空调，其特征在于，所述变频空调包括有上述权利要求7至12中任一项所述的制冷控制装置。