CN106524421A - 空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调系统，包括：室内机；室外机，所述室外机与所述室内机相连，所述室外机包括无线通信模块和与所述无线通信模块相连的控制板，其中，所述无线通信模块用于与移动终端进行无线通信以接收用户的控制指令，所述控制板用于根据所述用户的控制指令对所述室外机和所述室内机进行控制。由此，无需在室内机设置控制板和相关传感器，简化空调系统的电控结构，有效节约成本，提高空调系统的整机可靠性，提升用户的体验。

Description

空调系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种空调系统。
背景技术
相关技术中，空调器的室内机具有室内控制板和室内传感器装置，空调器的室外机具有室外机控制板和室外传感器装置，由此室内机由室内控制板控制，室外机由室外机控制板控制。但是，相关技术存在的问题是，空调器既具有室内控制板又具有室外控制板，且室内机和室外机均设置传感器装置，导致空调器的电控结构复杂，元器件较多。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种空调系统，能够简化空调的电控结构和元器件，有效节约成本。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种空调系统，包括：室内机；室外机，所述室外机与所述室内机相连，所述室外机包括无线通信模块和与所述无线通信模块相连的控制板，其中，所述无线通信模块用于与移动终端进行无线通信以接收用户的控制指令，所述控制板用于根据所述用户的控制指令对所述室外机和所述室内机进行控制。
根据本发明实施例提出的空调系统，室外机与室内机相连，室外机包括无线通信模块和与无线通信模块相连的控制板，无线通信模块用于与移动终端进行无线通信以接收用户的控制指令，控制板用于根据用户的控制指令对室外机和室内机进行控制。由此，本发明实施例的空调系统，无需在室内机设置控制板和相关传感器，简化空调系统的电控结构，有效节约成本，提高空调系统的整机可靠性，提升用户的体验，而且采用室外机单一控制板的结构，配合压缩机的自动参数识别技术，容易做到室外机控制板的标准化生产，避免了目前市面上各厂家具有各自完全不兼容的室内外通信协议的问题。另外，通过移动终端对空调系统进行控制，可以弃用频率低且不易妥善保存的空调遥控器。
根据本发明的一个实施例，所述室外机与外部电源相连以使所述外部电源为所述室外机供电。
根据本发明的一个实施例，所述用户的控制指令包括目标风量，所述控制板通过第一控制线与所述室内机的室内风机相连，以根据所述目标风量对所述室内风机的转速进行控制，所述控制板还根据所述目标风量对所述室外机的室外风机的转速进行控制。
根据本发明的一个实施例，所述用户的控制指令包括目标出风方向，所述控制板通过第二控制线与所述室内机的导风条驱动组件相连，以根据所述目标出风方向对所述导风条的方向进行控制。
根据本发明的一个实施例，所述用户的控制指令包括目标室内温度，所述控制板用于获取室内环境温度，并根据所述目标室内温度和所述室内环境温度对所述室外机中压缩机的运行频率进行控制。
根据本发明的一个实施例，所述移动终端具有采集室内环境温度的室内温度采集单元，所述移动终端用于将所述室内环境温度通过所述无线通信模块反馈给所述控制板，以使所述控制板获取所述室内环境温度。
根据本发明的一个实施例，所述室外机还包括第一温度检测单元和电流检测单元，所述第一温度检测单元用于检测所述室外机中室外换热器的温度，所述电流检测单元用于检测所述室外机中压缩机的电流，所述控制板用于根据所述室外换热器的温度和所述压缩机的电流获取所述室内环境温度。
根据本发明的一个实施例，所述室外机还包括第二温度检测单元和第三温度检测单元，所述第二温度检测单元用于检测室外环境温度，所述第三温度检测单元用于检测压缩机的排气温度，所述控制板还用于根据所述室外换热器的温度、所述压缩机的电流和所述室外环境温度获取所述压缩机的吸气压力和排气压力，并根据所述压缩机的排气温度和/或所述压缩机的吸气压力和排气压力对所述室外机中压缩机进行限频控制。
根据本发明的一个实施例，所述无线通信模块为WiFi通信模块或蓝牙通信模块。
根据本发明的一个实施例，所述移动终端为手机、平板电脑或可穿戴设备。
附图说明
图1是根据本发明实施例的空调系统的方框示意图；
图2是根据本发明一个实施例的空调系统的结构示意图；
图3是根据本发明一个具体实施例的空调系统的方框示意图；以及
图4是根据本发明一个实施例的永磁同步电机矢量控制算法的原理框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在描述本发明实施例的空调系统之前，先简单介绍一下相关技术中的空调系统。
在相关技术中，变频空调的室内机包括：室内温度传感器、室内盘管温度传感器、室内风机(直流/交流风机)、导风条步进电机以及室内控制板。
变频空调的室外机包括：室外环境温度传感器、室外盘管温度传感器、室外风机(直流/交流风机)、室外控制板、变频压缩机、四通阀(单冷没有)以及毛细管/膨胀阀。
并且，变频空调还具有室内遥控板。
由此，室内机接入市电，室内机通过遥控板接收开机指令，并在接收到开机指令后开机。在室内机开机后，室内机向室外机供电，室内控制板控制室内风机开启，室外控制板控制室外风机开启并驱动压缩机运转，并且室内控制板和室外控制板分别通过室内温度传感器和室外温度传感器进行相应的保护或限频，并调整室内风机、室外风机和压缩机的转速，转换四通阀和膨胀阀，最后达到目标期望温度。
但是，相关技术的空调器既具有室内控制板又具有室外控制板，且室内机和室外机均设置传感器装置，导致空调器的电控结构复杂，元器件较多。
基于此，本发明提出了一种新的空调系统。
下面参考附图来描述本发明实施例提出的空调系统。
图1是根据本发明实施例的空调系统的方框示意图。如图1所示，空调系统包括：室内机10和室外机20。
其中，室外机20与室内机10相连，室外机20包括无线通信模块201和控制板202，其中，控制板202与无线通信模块201相连，无线通信模块201用于与移动终端30进行无线通信以接收用户的控制指令，控制板202用于根据用户的控制指令对室外机20和室内机10进行控制。
也就是说，用户可通过移动终端30输入控制指令，移动终端30在接收到用户输入的控制指令之后将该控制指令发送至无线通信模块201，无线通信模块201将控制指令转发给控制板202，控制板202即可根据用户的控制指令对室外机20和室内机10进行控制。
在本发明实施例中，室外机20和室内机10均由设置与室外机20的控制板202控制，可取消室内机10中的控制板和传感器，由室外机单一控制板实现整个制冷/制热循环的控制，从而简化空调的电控结构和元器件，有效节约成本。
根据本发明的一个具体示例，无线通信模块201可为WiFi通信模块或蓝牙通信模块。也就是说，无线通信模块201可以WiFi或者蓝牙等无线通信方式与移动终端30进行通信。
根据本发明的一个实施例，如图1-2所示，室外机20与外部电源例如市电电源相连以使外部电源为室外机20供电。也就是说，空调系统的市电电源可通过电源插头51和电源线52直接输入至室外机20，从而无需由室内机向室外机供电，室内机可以省略可能导致打火的电路例如开关电源、继电器等，简化了室内机供电结构，使空调系统更容易适应一些易燃、易爆气体的环境空间，譬如一些特种气体储藏室、机房等等。
具体地，如图2所示，室内机10包括室内风机101、导风条102以及驱动导风条102的导风条驱动组件(未示出)，导风条驱动组件可为步进电机。室外机20包括压缩机203和室外风机204。室外机20还可包括四通阀205和膨胀阀206。在本发明实施例中，室外机20的控制板202可直接控制室内风机101、导风条驱动组件、压缩机203、室外风机204、四通阀205和膨胀阀206等，由此，控制板202可通过无线通信模块201与移动终端30进行无线通信，并能够控制室内风机101、室外风机204与压缩机203等，进而集成成为整个空调系统的唯一核心控制板，通过室外机单一控制板实现整个制冷/制热循环的控制，简化可空调系统的电控结构和元器件，有效节约成本。
更具体地，根据本发明的一个实施例，如图2所示，用户的控制指令包括目标风量，控制板202通过第一控制线41与室内机10的室内风机101相连，以根据目标风量对室内风机101的转速进行控制。并且，控制板202根据目标风量对室外机20的室外风机204的转速进行控制.
也就是说，用户可通过移动终端30输入目标风量，移动终端30通过与无线通信模块201进行通信以将目标风量发送给无线通信模块201，无线通信模块201将目标风量转发给控制板202，控制板202接收到用户输入的目标风量之后，可根据用户的输入的目标风量生成室内风机控制信号，并通过第一控制线41将室内风机控制信号发送至室内风机101，以控制室内风机101的转速。控制板202还可根据用户输入的目标风量生成室外风机控制信号，并输出给室外风机204，以控制室外风机204的转速。
例如，当用户通过移动终端30选择高风档时，移动终端30可将高风档档位信号发送给无线通信模块201，控制板202通过无线通信模块201接收高风档档位信号，通过第一控制线41控制室内风机101以高风档对应的高转速运转。
更具体地，根据本发明的一个实施例，如图2所示，用户的控制指令包括目标出风方向，控制板202通过第二控制线42与室内机10的导风条驱动组件相连，以根据目标风量对导风条102的方向进行控制。
也就是说，用户可通过移动终端30输入目标出风方向，移动终端30通过与无线通信模块201进行通信以将目标出风方向发送给无线通信模块201，无线通信模块201将目标出风方向转发给控制板202，控制板202接收到用户输入的目标出风方向之后，可根据用户输入的目标出风方向生成出风方向控制信号，并通过第二控制线42将出风方向控制信号发送至导风条驱动组件，以通过导风条驱动组件驱动导风条102的转动。
例如，当用户通过移动终端30选择60度角出风方向时，移动终端30可将60度角出风方向信号发送给无线通信模块201，控制板202通过无线通信模块201接收60度角出风方向信号，通过第二控制线42控制导风条102的转动以使导风条102与垂直方向的夹角为60度。
更具体地，根据本发明的一个实施例，用户的控制指令包括目标室内温度，控制板202用于获取室内环境温度，并根据目标室内温度和室内环境温度对室外机20中压缩机203的运行频率进行控制。
也就是说，用户可通过移动终端30设定目标室内温度，移动终端30通过与无线通信模块201进行通信以将目标室内温度发送给无线通信模块201，无线通信模块201将目标室内温度转发给控制板202，控制板202接收到目标室内温度之后，可根据目标室内温度和室内环境温度对压缩机203的运行频率进行控制，以使室内环境温度维持在目标室内温度。
例如，控制板202可将目标室内温度与室内环境温度进行比较，如果室内环境温度小于目标室内温度，控制板202则提高压缩机203的运行频率，如果室内环境温度大于目标室内温度，控制板202则降低压缩机203的运行频率，如果室内环境温度等于目标室内温度，控制板202则保持压缩机203的运行频率不变。
需要说明的是，室内环境温度可由移动终端30采集，也可不通过移动终端30采集，而通过室外换热器的温度和压缩机203的电流反推。
具体来说，根据本发明的一个实施例，如图3所示，移动终端30具有采集室内环境温度的室内温度采集单元301，移动终端30用于将室内环境温度通过无线通信模块201反馈给控制板202，以使控制板202获取室内环境温度。即言，室内温度采集单元301例如室内温度传感器可实时采集室内环境温度，移动终端30将采集到的室内环境温度通过无线通信模块201反馈给控制板202，以使控制板202根据目标室内温度和室内环境温度对压缩机203的运行频率进行控制。换言之，当移动终端30配置有WIFI或者蓝牙等无线通信模块和温度传感器时，空调系统通过移动终端30即可实现目标室内温度的设定与室内环境温度的采集。
根据本发明的另一个实施例，如图3所示，室外机20还包括第一温度检测单元21和电流检测单元22，第一温度检测单元21例如第一温度传感器用于检测室外机20中室外换热器的温度即室外盘管温度，电流检测单元22用于检测室外机20中压缩机203的电流例如三相相电流，控制板202用于根据室外换热器的温度和压缩机203的电流获取室内环境温度。即言，移动终端30可不采集室内环境温度，控制板202直接根据室外换热器的温度和压缩机203的电流获取室内环境温度，并根据目标室内温度和室内环境温度对压缩机203的运行频率进行控制。
另外，根据本发明的一个实施例，用户的控制指令还可包括开/关机指令、运行模式指令等，移动终端30可通过无线通信模块201将前述开/关机指令、运行模式指令发送给控制板202，以使控制板202对室内机10和室外机进行相应的开/关机控制或模式切换控制。
根据本发明的一个具体实施例，移动终端30可为具有无线通讯功能的装置，移动终端30也可为同时具有外围传感器的装置。更具体地，移动终端30可为手机、平板电脑或可穿戴设备等。
进一步地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，室外机20还可包括第二温度检测单元23和第三温度检测单元24，第二温度检测单元23例如第二温度传感器用于检测室外环境温度，第三温度检测单元24例如第三温度传感器用于检测压缩机203的排气温度，控制板202还用于根据室外换热器的温度、压缩机203的电流和室外环境温度获取压缩机203的吸气压力和排气压力，并根据压缩机203的排气温度和/或压缩机203的吸气压力和排气压力对室外机20中压缩机203进行限频控制，防止故障发生。
具体来说，控制板202可实时采集室外换热器的温度和室外环境温度，并通过压缩机203的电流计算出压缩机203的负载力矩，进而推算出压缩机203的吸气压力和排气压力，进而根据压缩机203的吸气压力和排气压力实现压缩机203的限频控制，由此，与相关技术中通过室内盘管温度推算出压缩机的吸气压力和排气压力相比，本发明实施例的空调系统根据室外环境温度与室外换热器温度，并利用压缩机的负载力矩推算出相应的压缩机的吸/排气压力，从而无需在室内机10设置室内盘管温度传感器。
同时，控制板202还可实时采集缩机203的排气温度，并根据压缩机203的排气温度实现压缩机203的限频控制，从而防止压缩机内部高温烧毁电机。
换言之，可在压缩机203的排气温度与压缩机203的吸/排气压力中任意一个达到限频条件时即对压缩机203进行限频。
更具体地，压缩机203为变频压缩机，可采用永磁同步电机矢量控制算法作为驱动算法，永磁同步电机矢量控制算法的原理框图如图4所示，可根据以下公式(1)计算永磁同步电机的电磁转矩即压缩机203的负载力矩：
其中，Te为永磁同步电机的电磁转矩即压缩机203的负载力矩，Pn为永磁同步电机的极对数，为永磁体磁链，Iq为q轴电流，Iq可以通过三相相电流换算出来。
这样，控制板202根据上述公式(1)就可以得到压缩机203的负载力矩Te。
并且，在空调系统制热运行时，控制板202可根据室外换热器的温度与室外环境温度推算出压缩机203的吸气压力，并且在空调系统制冷运行时，控制板202可根据室外换热器的温度与室外环境温度推算出压缩机203的排气压力。需要说明的是，当压缩机的机械结构固定时，决定负载力矩是压缩机的排气压力和吸气压力，因而在获取其中一个排气压力或吸气压力时就可以根据负载力矩推算出另一个吸气压力或排气压力。
在获取压缩机203的吸气压力和排气压力之后，控制板202即可根据压缩机203的排气压力和吸气压力对压缩机203进行限频控制，以使压缩机的吸/排气压力维持着运行工作条件内，从而防止故障发生，保护压缩机和空调系统，使压缩机和空调系统更高效的运行。
由此，在本发明实施例中，通过室外机20中温度传感器检测的温度以及压缩机的电流可反推出压缩机203的吸气压力和排气压力，进而进行压缩机限频。另外，也可根据室外机20中温度传感器检测的温度以及压缩机的电流制冷系统中室内机部分的冷媒温度和压力。
如上所述，本发明实施例的空调系统，无需在室内机10中设置室内控制板和室内盘管温度传感器，也可不设置室内遥控器。而是，通过室外机20的控制板202直接控制室内机10的室内风机101和导风条驱动组件，且室外机20直接连接电源上电，并通过无线通信单元201与移动终端30进行无线通信。
这样，在室外机20上电后，室外机20通过无线通信单元201与移动终端30进行无线通信，移动终端30可发送开机指令、目标室内温度、目标风量以及目标出风角度等控制指令给室外机20的控制板202，控制板202根据开机指令、目标室内温度、目标风量以及目标出风角度等控制指令对室内风机101的转速、导风条驱动组件、室外风机204的转速、压缩机203的运行频率、四通阀205和膨胀阀206的开度进行控制，以使室内环境温度达到目标室内温度、导风条102的角度满足目标出风角度、且室内机的出风风量满足目标风量。
并且，室外机20还通过第一温度检测单元21检测室外机20中室外换热器的温度、通过流检测单元22检测压缩机203的三相相电流、通过第二温度检测单元23检测室外环境温度以及通过第三温度检测单元24检测压缩机203的排气温度，并根据室外换热器的温度、压缩机203的三相相电流、室外环境温度以及压缩机203的排气温度换算出压缩机203的吸/排气压力，并根据换算出压缩机203的吸/排气压力对压缩机203进行限频控制，以防止故障发生。
此外，根据本发明的一个实施例，无线通信模块201和控制板202可设置在室外机10的室外电控盒中。
综上，根据本发明实施例提出的空调系统，室外机与室内机相连，室外机包括无线通信模块和与无线通信模块相连的控制板，无线通信模块用于与移动终端进行无线通信以接收用户的控制指令，控制板用于根据用户的控制指令对室外机和室内机进行控制。由此，本发明实施例的空调系统，无需在室内机设置控制板和相关传感器，简化空调系统的电控结构，有效节约成本，提高空调系统的整机可靠性，提升用户的体验，而且采用室外机单一控制板的结构，配合压缩机的自动参数识别技术，容易做到室外机控制板的标准化生产，避免了目前市面上各厂家具有各自完全不兼容的室内外通信协议的问题。另外，通过移动终端对空调系统进行控制，可以弃用频率低且不易妥善保存的空调遥控器。此外，采用电源直接向室外机供电的方式，无需由室内机向室外机供电，室内机可以省略可能导致打火的电路例如开关电源、继电器等，简化了室内机供电结构，使空调系统更容易适应一些易燃、易爆气体的环境空间，譬如一些特种气体储藏室、机房等等。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种空调系统，其特征在于，包括：
室内机；
室外机，所述室外机与所述室内机相连，所述室外机包括无线通信模块和与所述无线通信模块相连的控制板，其中，所述无线通信模块用于与移动终端进行无线通信以接收用户的控制指令，所述控制板用于根据所述用户的控制指令对所述室外机和所述室内机进行控制。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述室外机与外部电源相连以使所述外部电源为所述室外机供电。
3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述用户的控制指令包括目标风量，所述控制板通过第一控制线与所述室内机的室内风机相连，以根据所述目标风量对所述室内风机的转速进行控制，所述控制板还根据所述目标风量对所述室外机的室外风机的转速进行控制。
4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述用户的控制指令包括目标出风方向，所述控制板通过第二控制线与所述室内机的导风条驱动组件相连，以根据所述目标出风方向对所述导风条的方向进行控制。
5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述用户的控制指令包括目标室内温度，所述控制板用于获取室内环境温度，并根据所述目标室内温度和所述室内环境温度对所述室外机中压缩机的运行频率进行控制。
6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述移动终端具有采集室内环境温度的室内温度采集单元，所述移动终端用于将所述室内环境温度通过所述无线通信模块反馈给所述控制板，以使所述控制板获取所述室内环境温度。
7.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述室外机还包括第一温度检测单元和电流检测单元，所述第一温度检测单元用于检测所述室外机中室外换热器的温度，所述电流检测单元用于检测所述室外机中压缩机的电流，所述控制板用于根据所述室外换热器的温度和所述压缩机的电流获取所述室内环境温度。
8.根据权利要求7所述的空调系统，其特征在于，所述室外机还包括第二温度检测单元和第三温度检测单元，所述第二温度检测单元用于检测室外环境温度，所述第三温度检测单元用于检测压缩机的排气温度，所述控制板还用于根据所述室外换热器的温度、所述压缩机的电流和所述室外环境温度获取所述压缩机的吸气压力和排气压力，并根据所述压缩机的排气温度和/或所述压缩机的吸气压力和排气压力对所述室外机中压缩机进行限频控制。
9.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述无线通信模块为WiFi通信模块或蓝牙通信模块。
10.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述移动终端为手机、平板电脑或可穿戴设备。
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