CN105352027A

CN105352027A - 空调器室内机及其脏堵控制方法

Info

Publication number: CN105352027A
Application number: CN201410414447.3A
Authority: CN
Inventors: 李强; 霍军亚; 朱良红
Original assignee: Guangdong Midea Refrigeration Equipment Co Ltd
Current assignee: GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2034-08-21
Also published as: CN105352027B

Abstract

本发明公开了一种空调器室内机的脏堵控制方法，该脏堵控制方法中，首先获得电机的实时功率，然后考虑空调器输入电压、湿度和压缩机频率对电机功率的影响，而对电机的实时功率进行修正，从而获得新的脏堵值，然后再将该新的脏堵值与电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值进行比较，判断空调器是否达到脏堵条件；当空调器达到脏堵条件时，向用户发送提醒消息，以提醒用户进行除尘。本发明考虑了电网电压、环境湿度和压缩机频率等影响脏堵判断的因素，因此可以准确地检测室外换热器的脏堵情况和适时除尘的需求，也不受用户电网电压、空气湿度、压缩机频率等因素的影响，保证了空调器的制冷和制热效果，进一步提高用户健康度和舒适性。

Description

空调器室内机及其脏堵控制方法

技术领域

本发明涉及空调器领域，尤其涉及空调器室内机及其脏堵控制方法。

背景技术

目前所有的空调器室内机都设置有过滤网，灰尘经过滤后都沉积在过滤网上，需要用户定期清洗，否则容易滋生细菌造成二次污染，并且灰尘影响室内机的送风量和送风距离，从而影响空调器的制冷和制热效果。而空调器室外机放置在户外，换热器也容易集灰尘，换热器上的灰尘也会影响室内机的送风量，从而影响空调器的制冷和制热效果。

鉴于此，在对空调器脏堵控制进行研究的过程中，有人提出通过检测室内或室外送风风机的功率，并与未脏堵时的功率基准对比，通过风机的功率变换判断空调器是否发生脏堵。但是，在空调器实际工作过程中，风机在同同转速下所消耗的功率，除了受脏堵影响之外，还会受到空调器其他参数的影响，因此仍然无法准确地检测脏堵情况。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有技术不能准确检测空调器过滤网和/或换热器的脏堵情况的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种空调器室内机的脏堵控制方法，包括以下步骤：

步骤S11、获取电机的运行参数，所述运行参数包括电机转速、电机电压、电机电流；

步骤S12、根据所述电机电压和电机电流，计算获得电机的实时功率；

步骤S13、获取当前的环境湿度和压缩机的频率，并根据预设的湿度-频率修正函数，获得与所述环境湿度及压缩机的频率对应的第一脏堵修正值；

步骤S14、获取当前的空调器输入电压，并根据预设的输入电压修正函数，获得与所述输入电压对应的第二脏堵修正值；

步骤S15、根据所述第一脏堵修正值及第二脏堵修正值对所述实时功率进行补偿，获得新的脏堵值；

步骤S16、将所述新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值进行比较，判断空调器是否达到脏堵条件；

步骤S17、当空调器达到脏堵条件时，向用户发送提醒消息，以提醒用户进行除尘。

优选地，所述当空调器达到脏堵条件时，向用户发送提醒消息的步骤包括：

当空调器达到脏堵条件时，通过以下任一种或多种方式向用户发送提醒消息：

控制空调器显示屏上显示脏堵标识、点亮脏堵指示灯、语音提示。

优选地，所述将新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值进行比较，判断空调器是否达到脏堵条件包括：

计算新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值的比值；

对于风阻与功率呈正相关的风轮类型，当所述比值大于第一预设阈值时，则判断空调器达到脏堵条件；当所述比值小于或等于所述第一预设阈值时，则判断空调器未达到脏堵条件；

对于风阻与功率呈负相关的风轮类型，当所述比值小于第二预设阈值时，则判断空调器达到脏堵条件；当所述比值大于或等于所述第二预设阈值时，则判断空调器未达到脏堵条件。

此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种空调器室内机的脏堵控制方法，包括以下步骤：

步骤S21、获取电机的运行参数，所述运行参数包括电机转速、电机电压、电机电流；

步骤S22、根据所述电机电压和电机电流，计算获得电机的实时功率；

步骤S23、获取当前的环境湿度和压缩机的频率，并根据预设的湿度-频率修正函数，获得与所述环境湿度及压缩机的频率对应的第一脏堵修正值；

步骤S24、获取当前的空调器输入电压，并根据预设的输入电压修正函数，获得与所述输入电压对应的第二脏堵修正值；

步骤S25、根据所述第一脏堵修正值及第二脏堵修正值对所述实时功率进行补偿，获得新的脏堵值；

步骤S26、根据将所述新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的两个预设脏堵标准值，计算获得脏堵程度值；

步骤S27、显示所述脏堵程度值。

优选地，所述与所述电机转速相同的转速对应的两个预设脏堵标准值中，一个是空调器处于干净状态下的脏堵标准值，另一个是空调器处于完全脏堵状态下的脏堵标准值。

此外，为实现上述目的，本发明提供了一种空调器室内机，所述室内机内设有室内换热器、室内风机、主控板及驱动室外内机的室内电机，所述主控板上设有控制室内机脏堵的控制装置，且该控制装置包括：

电机信息获取单元，用于获取电机的运行参数，所述运行参数包括电机转速、电机电压、电机电流；

实时功率计算单元，用于根据所述电机电压和电机电流，计算获得电机的实时功率；

第一脏堵修正单元，用于获取当前的环境湿度和压缩机的频率，并根据预设的湿度-频率修正函数，获得与所述环境湿度及压缩机的频率对应的第一脏堵修正值；

第二脏堵修正单元，用于获取当前的空调器输入电压，并根据预设的输入电压修正函数，获得与所述输入电压对应的第二脏堵修正值；

脏堵值计算单元，用于根据所述第一脏堵修正值及第二脏堵修正值对所述实时功率进行补偿，获得新的脏堵值；

脏堵判断单元，用于将所述新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值进行比较，判断空调器室内机是否达到脏堵条件；

脏堵提醒单元，用于当空调器室内机达到脏堵条件时，控制空调器进行脏堵处理。

优选地，所述脏堵提醒单元用于：当空调器达到脏堵条件时，通过以下任一种或多种方式向用户发送提醒消息：控制空调器显示屏上显示脏堵标识、点亮脏堵指示灯、语音提示。

优选地，所述脏堵判断单元用于：

此外，为实现上述目的，本发明提供了一种空调器室内机，包括：

脏堵程度计算单元，用于根据将所述新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的两个预设脏堵标准值，计算获得脏堵程度值；

本实施例提供的空调器室内机的脏堵控制方法，考虑了电网电压、环境湿度和压缩机频率等影响脏堵判断的因素，因此可以准确地检测室外换热器的脏堵情况和适时除尘的需求，也不受用户电网电压、空气湿度、压缩机频率等因素的影响，保证了空调器的制冷和制热效果，进一步提高用户健康度和舒适性。

附图说明

图1为本发明空调器室内机的脏堵控制方法第一实施例的流程示意图；

图2为图1中将所述新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值进行比较，判断空调器是否达到脏堵条件的步骤的细化流程示意图；

图3为本发明空调器室内机的脏堵控制方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明空调器室内机的结构框架示意图；

图5为图4中控制装置第一实施例的功能模块示意图；

图6为图4中控制装置第二实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

如图1所示，提出了本发明一种空调器室内机的脏堵控制方法第一实施例。该实施例中所述空调器室内机的脏堵控制方法包括以下步骤：

上述电机转速、电机电压和电机电流的获取顺序不分先后，在本实施例中，为了便于说明，首先例举的是电机转速ω_r的获取。本实施例中，具体通过基于转子磁定向的矢量控制技术(Field-OrientedControl，FOC)，根据电动机的参数，按照永磁同步电机d轴和q轴电压方程式，利用扩展反电动势转子位置估算法，计算转子的位置θ和转速ω_r，并根据转子位置输出U、V、W三相电压矢量，控制电机运转。

作为一优选实施例，通过电流检测单元获取电机电流的步骤S20的电流检测具体可以通过以下途径实现：首先通过电流检测单元检测电机三相电流中的两相I_u和I_v；然后通过以下公式分别计算出电机的Q轴电流I_q和D轴电流I_d，即

I_{q} = - \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} * I_{u} * \sin θ + \frac{I_{u} + 2 * I_{v}}{\sqrt{2}} * \cos θ;

I_{d} = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} * I_{u} * \cos θ + \frac{I_{u} + 2 * I_{v}}{\sqrt{2}} * \sin θ;

其中，θ为电机位置。

进一步地，通过电压检测单元获取电机电压的步骤S20的电压检测具体为：根据步骤S10获取的电机转速ω_r和步骤S20获取的电机的Q轴电流I_q和D轴电流I_d，通过电压检测单元获取直流母线电压，并采用无传感器矢量控制方式，由以下公式计算出电机的Q轴电压V_q和D轴电压V_d：

U_q＝R*I_q+L_q*p*I_q+ω_r*L_d*I_d+e₀

U_d＝R*I_d+L_d*p*I_d-ω_r*L_q*I_q

其中，R为电机电阻；L_q为电机Q轴电感；L_d为电机D轴电感；ω_r为电机转速；p为微分算子；e₀为电机空载电动势。

由步骤S11中获取的电机电流及电机电压后，则根据如下功率计算公式计算电机的实时功率：

P＝U_q*I_q+U_d*I_d

其中，I_q为Q轴电流，I_d为D轴电流，V_q为Q轴电压，V_d为D轴电压。

该当前环境湿度可以根据设置在室内机入风口处的湿度传感器进行检测获得。该压缩机的频率则可以根据室内机的电控板中的控制参数获得。然后通过以下湿度-频率修正函数，计算获得第一脏堵修正值：

F2(Hum，Fr)＝K1*Hum*Fr+K2*Hum+K3*Fr。

其中，Hum为空气湿度，且该Hum的取值范围为0-100RH；Fr为压缩机运行频率，且该Fr的取值范围为0-150Hz。K1、K2、K3为常数，且制热时，K1为-0.0008，K2为0.03，K3为-0.05；制热时，K1为0.0012，K2为0.03，K3为0.06。

由于步骤S12中获得的电机功率包含了逆变器IPM消耗的功率，电压变换逆变器消耗的功率变换，将导致功率结果发生变化。具体为：制冷时：有冷凝水导致蒸发器风阻加大，功率变大。制热时：空气干燥，风阻小。因此，在通过电机的实时功率进行脏堵值判断时，必须考虑空调器的电源输入电压对脏堵值计算的影响。因此，本实施例中将根据空调器的电源输入电压，对脏堵值进行修正。具体的修正值获取过程为：获取空调器当前的电源输入电压，然后通过以下输入电压修正函数，计算获得第二脏堵修正值：

F1(Uac)＝a*Uac2+b*Uac+c。

其中，Uac为输入电压，且该Uac的取值范围为130V-280V，该范围为空调器工作需要的电源电压范围，超出这个范围，整个空调器都将停止工作；a、b、c为常数，且本实施例中优选a为0.005，b为2.631，c为-284。

通过如下预设函数，计算获得新的脏堵值：

F＝F(P，Uac，Hum，Fr)＝P+F1(Uac)+F2(Hum，Fr)。

其中，F1(Uac)为电压修正函数，将获取的空调器的电源输入电压代入该电压修正函数中，可以获得电压的修正脏堵结果；F2(Hum，Fr)为湿度-压缩机运行频率修正函数，将获取的湿度和压缩机运行频率代入该湿度-压缩机运行频率修正函数中，获得湿度和空调器运行频率的修正脏堵结果。

上述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值可以为出厂时厂商设置好，并存储在空调器的EEPROM中，由空调器在进行脏堵控制时调出使用。当然，上述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值也可以由空调器在空调器处于理想的干净条件下测试获得的，且该测试过程中也可以考虑压缩机、湿度、电源输入电压对该脏堵值的影响。

对于空调器的室内机来说，由于过滤网上的积尘一般需要用户自行处理，所以当判断空调器达到脏堵条件时，则可以产生提示信号，以提示用户进行脏堵处理。具体为：当空调器达到脏堵条件时，通过以下任一种或多种方式向用户发送提醒消息：控制空调器显示屏上显示脏堵标识、点亮脏堵指示灯、语音提示。可以理解的是，该提示信号还可以通过物联网发送至控制终端(例如，手机)进行显示。

进一步地，如图2所示，上述步骤S16包括：

步骤S161、计算新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值的比值；

步骤S162、对于风阻与功率呈正相关的风轮类型，当所述比值大于一第一预设阈值时，则判断空调器达到脏堵条件；当所述比值小于或等于所述第一预设阈值时，则判断空调器未达到脏堵条件；

步骤S163、对于风阻与功率呈负相关的风轮类型，当所述比值小于一第二预设阈值时，则判断空调器达到脏堵条件；当所述比值大于或等于所述第二预设阈值时，则判断空调器未达到脏堵条件。

例如，获取电机的转速为ω_r，通过电机的实时功率及修正处理后，将获得新的脏堵值F，而且从空调器的EEPROM中获得转速为ω_r时，其对应的预设脏堵值为F_ω0。然后，根据该新的脏堵值F与预设脏堵值F_ω0，计算两者之间的比值为由于对于风阻与功率呈正相关的风轮类型，滤网脏堵风阻增加时功率增加，如轴流风轮，因此对于风阻与功率呈正相关的风轮类型，当时，则判断为空调器发生脏堵，其中(100+X)为第一预设阈值，且X为2～30之间的预设参数；由于对于风阻与功率呈负相关的风轮类型，滤网脏堵风阻增加时功率减小，如贯流风轮，因此，对于风阻与功率呈负相关的风轮类型，当时，则判断为空调器发生脏堵，其中(100-X)为第二预设阈值，且X为2～30之间的预设参数。本实施例X的取值在4～20之间。由于空调器脏堵取决于空调器工作时间和空气环境，而普通家庭用空调器工作3个月左右内风机功率会有2％-5％的点降低；公共环境、厂房等环境空调器工作2年内风机功率会有20％左右的降低。因此，X的参数取值是根据实验数据比较得出，例如将脏到一定程度的滤网所采集的数据，和不脏的滤网所采集数据进行比较。

进一步地，提出了一种空调器室内机的脏堵控制方法第二实施例。如图3所示，该空调器室内机的脏堵控制方法还包括以下步骤：

上述与电机转速相同的转速对应的两个预设脏堵标准值可以根据具体情况而设置一脏堵上限值和脏堵下限值。例如一个是空调器处于干净状态下的脏堵标准值F_ω0，另一个是空调器处于完全脏堵状态下的脏堵标准值F_ω1。

根据F以及预设的相同转速下的标称结果F_ω0，F_ω1，计算脏堵程度DUST＝((F-F_ω1)/(F_ω0-F_ω1))*100％；

式中，F_ω0为干净状态下的脏堵标准值；F_ω1为空调蒸发器和滤网完全被遮挡物堵上状态下的脏堵标准值；DUST表示脏堵程度，0％表示最理想的干净状态，100％表示完全脏堵的状态。

步骤S27、向用户发送所述脏堵程度值的提醒信息。

与上述实施例的区别在于，本发明实施例中可以准确地提示用户脏堵的程度，例如30％脏堵或者50％脏堵，以便用户可以根据脏堵的程度自行进行脏堵处理。因此，本实施例增加了用户脏堵处理的灵活选择，实现了脏堵处理的及时处理。

进一步地，提出了一种空调器室内机第一实施例。如图4及图5所示，该空调器室内机内设有室内换热器10、室外风机20、主控板30及驱动室外风机20的室外电机40。所述主控板30上设有控制室内机脏堵的控制装置50，且该控制装置50包括：

电机信息获取单元51，用于获取电机的运行参数，所述运行参数包括电机转速、电机电压、电机电流；

实时功率计算单元52，用于根据所述电机电压和电机电流，计算获得电机的实时功率；

第一脏堵修正单元53，用于获取当前的环境湿度和压缩机的频率，并根据预设的湿度-频率修正函数，获得与所述环境湿度及压缩机的频率对应的第一脏堵修正值；

第二脏堵修正单元54，用于获取当前的空调器输入电压，并根据预设的输入电压修正函数，获得与所述输入电压对应的第二脏堵修正值；

脏堵值计算单元55，用于根据所述第一脏堵修正值及第二脏堵修正值对所述实时功率进行补偿，获得新的脏堵值；

脏堵判断单元56，用于将所述新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值进行比较，判断空调器是否达到脏堵条件；

脏堵提醒单元57，用于当空调器达到脏堵条件时，控制空调器进行脏堵处理。

上述控制装置中，电机信息获取单元51可以划分为三个子单元：电压获取子单元、电流获取子单元以及转速获取子单元。三个子单元的工作顺序不限定，也可以同时进行。

电机信息获取单元51获取电机的运行参数后，实时功率计算单元52则根据电机的电流和电压，计算获得电机的实时功率。然后脏堵值计算单元55则根据第一脏堵修正单元53计算的第一脏堵修正值和第二脏堵修正单元54计算的第二脏堵修正值，对电机的实时功率进行脏堵值修正，获得新的脏堵值F。然后脏堵判断单元56获取电机当前的转速ω_r对应的脏堵标准值F_ω0，并将新的脏堵值F和脏堵标准值F_ω0进行比较，判断空调器是否达到脏堵条件。当空调器达到脏堵条件时，脏堵提醒单元57则向用户发送提醒消息，以提醒用户进行除尘。

具体地，所述脏堵判断单元56用于：计算新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值的比值；对于风阻与功率呈正相关的风轮类型，当所述比值大于第一预设阈值时，则判断空调器达到脏堵条件；当所述比值小于或等于所述第一预设阈值时，则判断空调器未达到脏堵条件；对于风阻与功率呈负相关的风轮类型，当所述比值小于第二预设阈值时，则判断空调器达到脏堵条件；当所述比值大于或等于所述第二预设阈值时，则判断空调器未达到脏堵条件。

由于对于风阻与功率呈正相关的风轮类型，滤网脏堵风阻增加时功率增加，如轴流风轮，因此对于风阻与功率呈正相关的风轮类型，当时，则判断为空调器发生脏堵，其中(100+X)为第一预设阈值，且X为2～30之间的预设参数；由于对于风阻与功率呈负相关的风轮类型，滤网脏堵风阻增加时功率减小，如贯流风轮，因此，对于风阻与功率呈负相关的风轮类型，当时，则判断为空调器发生脏堵，其中(100-X)为第二预设阈值，且X为2～30之间的预设参数。本实施例X的取值在4～20之间。

具体地，脏堵提醒单元57通过以下任一种或多种方式向用户发送提醒消息：控制空调器显示屏上显示脏堵标识、点亮脏堵指示灯、语音提示。可以理解的是，该提示信号还可以通过物联网发送至控制终端(例如，手机)进行显示。

上述控制装置的各功能模块的具体工作过程可参照前面方法实施例所述，在此就不再赘述。

进一步地，本发明提供了空调器室内机第二实施例。与上述实施例的区别在于主控板30中的控制装置的结构不同。如图5所示，该控制装置50包括：

电机信息获取单元61，用于获取电机的运行参数，所述运行参数包括电机转速、电机电压、电机电流；

实时功率计算单元62，用于根据所述电机电压和电机电流，计算获得电机的实时功率；

第一脏堵修正单元63，用于获取当前的环境湿度和压缩机的频率，并根据预设的湿度-频率修正函数，获得与所述环境湿度及压缩机的频率对应的第一脏堵修正值；

第二脏堵修正单元64，用于获取当前的空调器输入电压，并根据预设的输入电压修正函数，获得与所述输入电压对应的第二脏堵修正值；

脏堵值计算单元65，用于根据所述第一脏堵修正值及第二脏堵修正值对所述实时功率进行补偿，获得新的脏堵值；

脏堵程度计算单元66，用于根据将所述新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的两个预设脏堵标准值，计算获得脏堵程度值；

脏堵提醒单元67，用于当空调器室内机达到脏堵条件时，向用户发送所述脏堵程度值的提醒信息。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种空调器室内机的脏堵控制方法，其特征在于，所述空调器室内机的脏堵控制方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的空调器室内机的脏堵控制方法，其特征在于，所述当空调器达到脏堵条件时，向用户发送提醒消息的步骤包括：

3.如权利要求1所述的空调器室内机的脏堵控制方法，其特征在于，所述将新的脏堵值与所述电机转速相同的转速对应的预设脏堵标准值进行比较，判断空调器是否达到脏堵条件包括：

4.一种空调器室内机的脏堵控制方法，其特征在于，所述空调器室内机的脏堵控制方法包括以下步骤：

步骤S27、显示所述脏堵程度值。

5.如权利要求4所述的空调器室内机的脏堵控制方法，其特征在于，所述与所述电机转速相同的转速对应的两个预设脏堵标准值中，一个是空调器处于干净状态下的脏堵标准值，另一个是空调器处于完全脏堵状态下的脏堵标准值。

6.一种空调器室内机，所述室内机内设有室内换热器、室内风机、主控板及驱动室外内机的室内电机，其特征在于，所述主控板上设有控制室内机脏堵的控制装置，且该控制装置包括：

7.如权利要求6所述的空调器室内机，其特征在于，所述脏堵提醒单元用于：当空调器达到脏堵条件时，通过以下任一种或多种方式向用户发送提醒消息：控制空调器显示屏上显示脏堵标识、点亮脏堵指示灯、语音提示。

8.如权利要求6所述的空调器室内机，其特征在于，所述脏堵判断单元用于：

9.一种空调器室内机，其特征在于，所述空调器室内机包括：

10.如权利要求9所述的空调器室内机，其特征在于，所述与所述电机转速相同的转速对应的两个预设脏堵标准值中，一个是空调器处于干净状态下的脏堵标准值，另一个是空调器处于完全脏堵状态下的脏堵标准值。