CN105509253B - 变频空调器及其控制方法 - Google Patents

变频空调器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种变频空调器及其控制方法。其中，变频空调器的控制方法包括：获取变频空调器的压缩机的排气温度；判断压缩机的排气温度是否小于预设温度阈值；若是，对变频空调器的外风机进行以预设周期的重复开关操作。采用本发明方法的变频空调器，在进行APF能效测试时，减小了空调器室外机换热器的换热气流，从而提高压缩机的排气温度以及冷凝压力，使压缩机在合理的压缩比下运行，一方面提高了空调器的能耗，另一方面也使排气温度的波动减小，避免了压缩机的异音，提高了空调器在进行APF能效测试时的稳定性。

Description

变频空调器及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调领域，特别涉及一种变频空调器及其控制方法。
背景技术
变频空调能效新标准引入了APF(Annual Performance Factor，全年能源消耗效率)评价指标。变频空调器在进行APF能效测试时，压缩机在低频段运行时，冷媒循环量小，排气温度和冷凝温度低，压缩比低。当压缩比低于压缩机正常运行的压缩比时，压缩机吸气比容增加，效率降低，导致空调器能效降低，无法满足APF测试要求。
另外，压缩机在能效测试时在低频段运行，排气温度容易出现波动，压缩机本体还会出现异音，导致空调器无法稳定运行，影响压缩机的可靠性。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的变频空调器及其控制方法。
本发明一个进一步的目的是要提高空调器在进行APF能效测试时的稳定性。
本发明的另一个进一步目的是要减少空调器外风机的能耗。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种变频空调器的控制方法，包括：获取变频空调器的压缩机的排气温度；判断压缩机的排气温度是否小于预设温度阈值；若是，对变频空调器的外风机进行以预设周期的重复开关操作。
可选地，对变频空调器的外风机进行以预设周期的重复开关操作的步骤包括：开启外风机；在开启外风机的时间达到第一预设时间时，关闭外风机，外风机依靠惯性继续旋转；在关闭外风机的时间达到第二预设时间时，重新开启外风机，并且第一预设时间与第二预设时间之和为外风机的开关预设周期。
可选地，第一预设时间与第二预设时间分别按照排气温度与预设温度的温度差值设定，并且，第二预设时间不超过外风机依靠惯性旋转完全停止的时间。
可选地，获取变频空调器的压缩机的排气温度的步骤之前还包括：检测压缩机的运行频率；判断压缩机的运行频率是否小于预设频率阈值；以及若是，执行获取变频空调器的压缩机的排气温度的步骤。
可选地，在压缩机的运行频率大于或等于预设频率阈值的情况下，驱动外风机保持开启状态。
可选地，在压缩机的排气温度大于或等于预设温度阈值的情况下，驱动外风机保持开启状态。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种变频空调器，包括：压缩机；排气温度检测器，配置成检测压缩机的排气温度；以及外风机，布置于空调器的室外机内，以产生与室外机的换热器进行换热的气流，并且外风机还配置成在压缩机的排气温度小于预设温度阈值时，以预设周期重复开启和关闭。
可选地，外风机还配置成：在以预设周期重复开启和关闭的过程中，在开启时间达到第一预设时间时关闭，并在关闭时间达到第二预设时间时重新开启，并且第一预设时间与第二预设时间之和为外风机的开关预设周期。
可选地，外风机还配置成：在压缩机的运行频率小于预设频率阈值的情况下，允许以预设周期重复开启和关闭。
可选地，外风机还配置成：在压缩机的运行频率大于或等于预设频率阈值的情况下或者在压缩机的排气温度大于或等于预设温度阈值的情况下，保持开启状态。
本发明的变频空调器，包括：压缩机、排气温度检测器以及外风机。本发明的变频空调器的控制方法在空调器进行APF测试时，出现压缩机排气温度小于预设温度阈值的情况后，使外风机以预设周期的重复开关，减小空调器室外机换热器的换热气流，从而提高压缩机的排气温度以及冷凝压力，使压缩机在合理的压缩比下运行，一方面提高了空调器的能耗，另一方面也使排气温度的波动减小，避免了压缩机的异音，提高了空调器在进行APF能效测试时的稳定性。
进一步地，本发明的变频空调的控制方法，外风机以预设周期重复开启和关闭，相比较外风机持续开启的设置减少了能耗。在开启外风机的时间达到第一预设时间时，关闭外风机，外风机不会即刻停止，而是依靠惯性继续旋转，在外风机完全静止之前再次驱动其启动。本发明的控制方法利用外风机惯性旋转的动能重新启动外风机，避免外风机直接由静止启动，降低了外风机的启动力矩和功率，减少了能量损耗。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的变频空调器的示意图；
图2是根据本发明另一个实施例的变频空调器的控制方法的示意图；
图3是根据本发明另一个实施例的变频空调器的控制方法的流程图；
图4是根据本发明另一个实施例的变频空调器外风机持续开启时空调器各运行参数随时间变化的示意图；以及
图5是图4中的变频空调器在外风机周期重复开启和关闭时各运行参数随时间变化的示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的变频空调器100的示意图，本实施例的变频空调器100包括：压缩机110、排气温度检测器120以及外风机130。
变频空调器100的工作流程为压缩机110压缩气体冷媒并排出高温高压气体；冷媒成为高温高压液体流向室外换热器140。外风机130开启，通过室外换热器140和室外环境空气进行换热，释放冷媒中的热量；冷媒经毛细管节流，由高温高压液体变成低温低压气液混合物。冷媒再经过室内换热器140，蒸发吸收室内热量，变成低温低压的气体并回到压缩机110进行下一轮制冷。
在现有变频空调器100的使用过程中，本领域技术人员意识到空调压缩机110排气温度过高会对空调的工作效果造成影响，因此在本领域中，往往认为压缩机110排气温度较低有利于空调器的稳定工作。然而在发明人对变频空调器100进行APF测试时发现：压缩机110在低频段运行时，排气温度和冷凝温度相对较低，压缩比低。当压缩比低于压缩机110正常运行的压缩比时，压缩机110吸气比容增加，导致空调器能效降低，无法通过能效测试。
针对这一问题，在本实施例的变频压缩机110中，通过改变外风机130的运行状态，提高了空调器的运行稳定性，并进一步降低了能耗，从而满足APF测试的要求。其中，排气温度检测器120配置成检测压缩机110的排气温度，本实施例中的排气温度检测器120可以为设置于压缩机110排气口的温度传感器。外风机130布置于空调器的室外机内，以产生与换热器140换热的气流，并且外风机130还配置成在压缩机110的排气温度小于预设温度阈值时，以预设周期重复开启和关闭。
在以预设周期重复开启和关闭的过程中，外风机130在开启时间达到第一预设时间时关闭，并在关闭时间达到第二预设时间时重新开启，并且上述第一预设时间与第二预设时间之和为外风机130的开关预设周期。
当外风机130处于开启时段，压缩机110排气温度低，压缩机110的压缩比低并且消耗的平均功率较高，变频空调器100的制冷能力较低；当外风机130处于关闭时段，室外机的换热效率降低，使压缩机110排气温度和冷凝温度均升高，压缩机110的压缩比升高并且消耗的平均功率降低，变频空调器100的制冷能力相应提高。使外风机130以预设周期重复开启和关闭既可以使变频空调器100的制冷能力相对提高，又避免了排气温度持续上升。
上述第一预设时间与第二预设时间按照排气温度与预设温度阈值的温度差值设定，具体地，可以根据排气温度与预设温度阈值的温度差值相应的调整第一预设时间与第二预设时间的比值，在排气温度与预设温度阈值的温度差值较大时，降低第一预设时间与第二预设时间的比值，即延长外风机130的关闭时间而相对地缩短外风机130的开启时间以快速提高压缩机110的排气温度；在排气温度与预设温度阈值的温度差值较小时，升高第一预设时间与第二预设时间的比值，即延长外风机130的开启时间而相对地缩短外风机130的关闭时间以延缓排气温度的上升。
上述第二预设时间还不超过外风机130依靠惯性旋转完全停止的时间。具体地，在开启外风机130的时间达到第一预设时间时，关闭外风机130，外风机130不会即刻停止，而是依靠惯性继续旋转，在外风机130完全静止之前，利用惯性旋转的动能重新启动外风机130，避免外风机130由静止启动，降低了外风机130的启动力矩和功率，减少了能量损耗。
另外，在APF能效测试的过程中，如果出现压缩机110的运行频率小于预设频率阈值的情况，则允许外风机130以预设周期重复开启和关闭。在压缩机110的运行频率大于或等于预设频率阈值的情况下或者在压缩机110的排气温度大于或等于预设温度阈值的情况下，保持外风机130的开启状态。上述压缩机110的运行频率可以通过检测空调的控制器的状态标识位来确定。
本发明还提供了一种变频空调器100的控制方法，可以由以上任一实施例的变频空调器100执行，以提高空调器的能效。图2是根据本发明一个实施例的变频空调器100的控制方法的示意图。本实施例的控制方法一般性地可以包括：
步骤S202，检测压缩机110的排气温度；
步骤S204，判断压缩机110的排气温度是否小于预设温度阈值；
步骤S206，若步骤S204的判断结果为是，对变频空调器100的外风机130进行以预设周期的重复开关操作；
步骤S208，若步骤S204的判断结果为否，驱动外风机130保持开启状态。
步骤S202，压缩机110的排气温度由排气温度检测器120进行检测，排气温度检测器120可以为设置于压缩机110排气口的温度传感器。
步骤S204，上述预设温度阈值可以根据压缩机110的工作状况进行设置，以选择满足压缩机110能够稳定运行的排气温度。
排气温度过低而开始产生异音的温度，在压缩机110开始产生异音时，适当提升排气温度以消除异音。
步骤S206，上述以预设周期的重复开关操作具体为，外风机130在开启时间达到第一预设时间时关闭，并在关闭时间达到第二预设时间时重新开启，并且上述第一预设时间与第二预设时间之和为外风机130的开关预设周期，在以预设周期重复开启和关闭的过程中，外风机130在开启时间达到第一预设时间时关闭，并在关闭时间达到第二预设时间时重新开启。
当外风机130处于开启时段，压缩机110排气温度低，压缩机110的压缩比低并且消耗的平均功率较高，变频空调器100的制冷能力较低；当外风机130处于关闭时段，室外机的换热效率降低，导致压缩机110排气温度和冷凝温度均逐渐升高，压缩机110的压缩比升高并且消耗的平均功率降低，变频空调器100的制冷能力相应提高。使外风机130以预设周期重复开启和关闭的操作既可以使变频空调器100的制冷能力相对提高，增加其能效，又避免了压缩机110的排气温度持续上升。
图3是根据本发明一个实施例的变频空调器100的控制方法的流程图。该控制方法依次执行以下步骤：
步骤S302，检测压缩机110的运行频率。上述压缩机110的运行频率可以通过检测空调的控制器的状态标识位来确定。
步骤S304，判断压缩机110频率是否小于预设频率阈值。预设频率阈值为变频空调器100在进行APF能效测试时，压缩机110的压缩比低于正常值时的频率，预设频率阈值会根据空调的类别、功率的大小有所不同，在本实施例中设置为30Hz。
步骤S306，若步骤S304的判断结果为是，检测压缩机110的排气温度。压缩机110的排气温度由排气温度检测器120进行检测，在本实施例中，排气温度检测器120可以为设置于压缩机110排气口的温度传感器。
步骤S308，判断压缩机110排气温度是否小于预设温度阈值。预设温度阈值为变频空调器100在进行APF能效测试时，由于压缩机110排气温度过低而开始产生异音的温度。
步骤S310，若步骤S304的判断结果为否，空调器不处于APF能效测试时的低频状态，则驱动外风机130保持开启状态，以使压缩机110保持正常工作状态。若步骤S308的判断结果为否，压缩机110的排气温度正常，则驱动外风机130保持开启状态，以稳定压缩机110的排气温度。
步骤S312，开启外风机130并持续第一预设时间。
步骤S314，关闭外风机130并持续第二预设时间。
第一预设时间与第二预设时间按照排气温度与预设温度阈值的温度差值设定，具体地，可以根据排气温度与预设温度阈值的温度差值相应的调整第一预设时间与第二预设时间的比值，在排气温度与预设温度阈值的温度差值较大时，降低第一预设时间与第二预设时间的比值，即延长外风机130的关闭时间而相对地缩短外风机130的开启时间以快速提高压缩机110的排气温度；在排气温度与预设温度阈值的温度差值较小时，升高第一预设时间与第二预设时间的比值，即延长外风机130的开启时间而相对地缩短外风机130的关闭时间以延缓排气温度的上升。
并且上述第二预设时间不超过外风机130依靠惯性旋转完全停止的时间。具体地，在开启外风机130的时间达到第一预设时间时，关闭外风机130，外风机130不会即刻停止，而是依靠惯性继续旋转，在外风机130完全静止之前再次驱动其启动，利用惯性旋转的动能重新启动外风机130，降低了外风机130的启动力矩和功率，减少了能量损耗。
发明人在对变频空调器100进行APF测试时发现：压缩机110在低频段运行时，排气温度和冷凝温度相对较低并且变频空调器100能效较低，而利用本发明的控制方法可以有效地提高变频空调器100的能效，并能够提高排气温度以及抑制排气温度的波动。以下是发明人对同一变频空调器100进行的两次APF测试，其中一次使变频空调器100的外风机130持续开启，另一次使外风机130周期性重复开启和关闭。
在使用本实施例的变频空调器的控制方法，有效减少了APF测试过程中的能耗损耗，并且提高了压缩机的运行稳定性。以下是对一台变频空调器执行本实施例的变频空调器的控制方法前后的参数对比：
图4是根据本发明一个实施例的变频空调器100外风机130持续开启时，空调各参数随时间变化的趋势图。在本实施例中，图像中曲线41为空调器的制冷能力随时间变化的曲线，此时空调器的平均制冷能力为1755W；曲线42为变频空调器100的功率随时间变化的曲线，此时变频空调器100的平均功率为445W；曲线43为变频空调器100的压缩机110排气温度随时间变化的曲线，此时压缩机110的平均排气温度为43℃。从图中可以看出，压缩机110的排气温度并不稳定，随时间变化出现上下波动。
图5是图4中的变频空调器100在外风机130周期重复开启和关闭时各运行参数随时间变化的示意图。在本实施例中，图像中曲线51为变频空调器100的制冷能力随时间变化的曲线，此时变频空调器100的平均制冷能力为1780W；曲线52为变频空调器100的功率随时间变化的曲线，此时变频空调器100的平均功率为440W；曲线53为变频空调器100的压缩机110排气温度随时间变化的曲线，此时压缩机110的平均排气温度为46℃。
将图4和图5对比可以看出，在变频空调器100的外风机130采用周期性开启关闭操作后，制冷能力增强同时变频空调器100的功率下降，空调器的能效增加。另外，压缩机110的排气温度升高，消除了压缩机110由于排气温度过低而产生的异音，同时，压缩机110的排气温度更加稳定，波动性小，提高了变频空调器100工作的稳定性。
本发明的变频空调器100，包括：压缩机110、排气温度检测器120以及外风机130。本发明的变频空调器100的控制方法在空调器进行APF测试时，出现压缩机110排气温度小于预设温度阈值的情况后，使外风机130以预设周期的重复开关，减小空调器室外机换热器140的换热气流，从而提高压缩机110的排气温度以及冷凝压力，使压缩机110在合理的压缩比下运行，一方面提高了空调器的能耗，另一方面也使排气温度的波动减小，避免了压缩机110的异音，提高了空调器在进行APF能效测试时的稳定性。
进一步地，本发明的变频空调器100的控制方法，外风机130以预设周期重复开启和关闭，相比较外风机130持续开启的设置减少了能耗。在开启外风机130的时间达到第一预设时间时，关闭外风机130，外风机130不会即刻停止，而是依靠惯性继续旋转，在外风机130完全静止之前再次驱动其启动。本发明的控制方法利用外风机130惯性旋转的动能重新启动外风机130，避免外风机130直接由静止启动，降低了外风机130的启动力矩和功率，减少了能量损耗。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种变频空调器的控制方法，包括：
获取所述变频空调器的压缩机的排气温度；
判断所述压缩机的排气温度是否小于预设温度阈值；
若是，对所述变频空调器的外风机进行以预设周期的重复开关操作；其中，对所述变频空调器的外风机进行以预设周期的重复开关操作的步骤包括：
开启所述外风机；
在开启所述外风机的时间达到第一预设时间时，关闭所述外风机，所述外风机依靠惯性继续旋转；
在关闭所述外风机的时间达到第二预设时间时，重新开启所述外风机，并且所述第一预设时间与所述第二预设时间之和为所述外风机的开关预设周期；
所述第一预设时间与所述第二预设时间分别按照所述排气温度与所述预设温度阈值的温度差值设定，并且，所述第二预设时间不超过所述外风机依靠惯性旋转完全停止的时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，获取所述变频空调器的压缩机的排气温度的步骤之前还包括：
检测所述压缩机的运行频率；
判断所述压缩机的运行频率是否小于预设频率阈值；以及
若是，执行获取所述变频空调器的压缩机的排气温度的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
在所述压缩机的运行频率大于或等于所述预设频率阈值的情况下，驱动所述外风机保持开启状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，
在所述压缩机的排气温度大于或等于所述预设温度阈值的情况下，驱动所述外风机保持开启状态。
5.一种变频空调器，包括：
压缩机；
排气温度检测器，配置成检测所述压缩机的排气温度；以及
外风机，布置于所述空调器的室外机内，以产生与所述室外机的换热器进行换热的气流，并且所述外风机还配置成在所述压缩机的排气温度小于预设温度阈值时，以预设周期重复开启和关闭；
所述外风机还配置成：
在以所述预设周期重复开启和关闭的过程中，在开启时间达到第一预设时间时关闭，并在关闭时间达到第二预设时间时重新开启，并且所述第一预设时间与所述第二预设时间之和为所述外风机的开关预设周期。
6.根据权利要求5所述的变频空调器，其中所述外风机还配置成：
在所述压缩机的运行频率小于预设频率阈值的情况下，允许以所述预设周期重复开启和关闭。
7.根据权利要求6所述的变频空调器，其中所述外风机还配置成：
在所述压缩机的运行频率大于或等于所述预设频率阈值的情况下或者在所述压缩机的排气温度大于或等于所述预设温度阈值的情况下，保持开启状态。
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