CN107023941B - 空调器及其制热控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调器及其制热控制方法和控制装置，所述方法包括：空调器制热运行，获取室内温度和室外温度，分别与第一室内温度阈值和室外温度阈值作比较；若所述室内温度不大于所述第一室内温度阈值、且所述室外温度不大于所述室外温度阈值，执行双重PID控制：计算所述室内温度与设定室内目标温度之间的室内温差，根据所述室内温差进行室温PID运算，获得第一目标频率；计算盘管温度与设定盘管目标温度之间的盘管温差，根据所述盘管温差进行盘温PID运算，获得第二目标频率；选取所述第一目标频率和所述第二目标频率中的较大值作为室内机频率，控制空调器的压缩机。应用本发明，可以解决现有空调器制热慢而导致制热不舒适的问题。

Description

空调器及其制热控制方法和控制装置

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体地说，是涉及空调器及其控制，更具体地说，是涉及空调器及其制热控制方法和控制装置。

背景技术

在寒冷的冬天，空调器是不具备供暖条件的地区或者停止供暖的寒冷天气里取暖的主要方式。

现有空调器在制热运行时，均是根据室内温度与设定的室内目标温度的差值进行压缩机频率控制。如果根据室内温度与设定的室内目标温度的差值得到的压缩机频率不够大，室内温度上升慢，在开机后很长时间内室内温度仍较低，不能快速使人感觉舒适，尤其是在室内温度较低的情况下，等待室内温度舒适的时间更长。

因此，解决空调器制热慢而导致不舒适的问题，是提高空调器性能的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种空调器制热控制方法及控制装置，解决现有空调器制热慢而导致制热不舒适的问题。

为实现上述发明目的，本发明提供的制热控制方法采用下述技术方案予以实现：

一种空调器制热控制方法，所述方法包括：

空调器制热运行，获取室内温度和室外温度，将所述室内温度与第一室内温度阈值作比较，将所述室外温度与室外温度阈值作比较；

若所述室内温度不大于所述第一室内温度阈值、且所述室外温度不大于所述室外温度阈值，执行下述的双重PID控制：

计算所述室内温度与设定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；获取室内换热器的盘管温度，计算所述盘管温度与设定盘管目标温度之间的温差，获得盘管温差，根据所述盘管温差进行盘温PID运算，获得第二目标频率；选取所述第一目标频率和所述第二目标频率中的较大值作为室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

如上所述的控制方法，若所述室内温度大于所述第一室内温度阈值或者所述室外温度大于所述室外温度阈值，执行下述的室温PID控制：

将所述第一目标频率作为所述室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

如上所述的控制方法，所述方法还包括：

在执行所述双重PID控制时，实时获取所述室内温度，并将所述室内温度与第二室内温度阈值作比较；所述第二室内温度阈值大于所述第一室内温度阈值；

若所述室内温度大于所述第二室内温度阈值，退出所述双重PID控制。

如上所述的控制方法，在退出所述双重PID控制之后，执行下述的室温PID控制：

将所述第一目标频率作为所述室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

如上所述的控制方法，在执行所述双重PID控制时，获取所述压缩机的当前运行频率，将所述当前运行频率作为所述盘温PID运算的初始频率，根据所述初始频率和所述盘温PID运算的结果确定所述第二目标频率。

为实现前述发明目的，本发明提供的制热控制装置采用下述技术方案予以实现：

一种空调器制热控制装置，所述装置包括：

室内温度获取单元，用于获取室内温度；

盘管温度获取单元，用于获取室内换热器的盘管温度；

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；

盘温PID运算单元，用于计算所述盘管温度与设定盘管目标温度之间的温差，获得盘管温差，根据所述盘管温差进行盘温PID运算，获得并输出第二目标频率；

室外温度获取单元，用于获取室外温度；

温度比较单元，用于比较所述室内温度与室内温度阈值的大小以及所述室外温度与室外温度阈值的大小，并输出比较结果；

双重PID控制单元，用于在所述温度比较单元的输出结果为所述室内温度不大于第一室内温度阈值、且所述室外温度不大于所述室外温度阈值时，选取所述第一目标频率和所述第二目标频率中的较大值作为室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

如上所述的控制装置，所述装置还包括：

室温PID控制单元，用于至少在所述温度比较单元的输出结果为所述室内温度大于所述第一室内温度阈值或者所述室外温度大于所述室外温度阈值时，将所述第一目标频率作为所述室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

如上所述的控制装置，在所述双重PID控制单元执行双重PID控制时，所述室内温度获取单元仍实时获取所述室内温度，若所述温度比较单元的输出结果为所述室内温度大于第二室内温度阈值，所述双重PID控制单元退出控制；所述第二室内温度阈值大于所述第一室内温度阈值。

如上所述的控制装置，所述装置还包括：

室温PID控制单元，用于至少在所述温度比较单元的输出结果为所述室内温度大于第二室内温度阈值、所述双重PID控制单元退出控制后，将所述第一目标频率作为所述室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

本发明还提供了一种具有上述空调器制热控制装置的空调器。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过设置室内温度阈值和室外温度阈值，在空调器制热运行时，如果室内温度不大于室内温度阈值、且室外温度不大于室外温度阈值，执行双重PID控制，选取室温PID运算和盘温PID运算得到的较大频率值控制压缩机，既能够在室内温度和室外温度均较低的情况下使得室内温度快速上升，又能够使得空调器的出风温度不会过低，有效解决了室内温度上升缓慢及较低温度的出风吹出而引起制热体感不舒适的问题，提高了空调器制热运行性能。

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是基于本发明空调器制热控制方法一个实施例的流程图；

图2是基于本发明空调器制热控制方法另一个实施例的流程图；

图3是基于本发明空调器制热控制装置一个实施例的结构框图；

图4是基于本发明空调器制热控制装置另一个实施例的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

请参见图1，该图所示为基于本发明空调器制热控制方法一个实施例的流程图。

如图1所示，该实施例实现制热控制的具体过程如下：

步骤11：空调器制热运行，获取室内温度和室外温度，将室内温度与第一室内温度阈值作比较，将室外温度与室外温度阈值作比较。

具体来说，室内温度是指在空调器开机并运行制热模式时、按照设定采用频率实时获取的空调器所处房间的室内温度。该室内温度的获取可以采用现有技术来实现，例如，通过设置在空调进风口处或靠近空调进风口的位置的温度传感器检测和获取进风温度，作为室内温度。室外温度是指空调器开机并运行制热模式时、按照设定采样频率实时获取的空调器所处房间外部的环境温度。该室外温度的获取可采用现有技术来实现，例如，通过设置在空调器室外机上的温度传感器检测并获取。

然后，将室内温度和室外温度分别与第一室内温度阈值和室外温度阈值作比较。其中，第一室内温度阈值和室外温度阈值作为是否执行双重PID控制的阈值温度，可以是空调器出厂时预置在控制程序中的一个默认温度值，也可以是由空调器用户自行设定的一个温度值。如果是由用户自行设定，优选空调器推荐一个参考温度值，供用户参考。优选的，预置的第一室内温度阈值或推荐的第一室内温度阈值为20℃，预置的室外温度阈值或推荐的室外温度阈值为14℃。

步骤12：在室内温度不大于第一室内温度阈值、且室外温度不大于室外温度阈值时，执行双重PID控制。

其中，双重PID控制具体包括：

计算室内温度与设定室内目标温度之间的温差，获得室内温差，根据室内温差进行室温PID运算，获得第一目标频率。室内温度是步骤11所获取的室内温度，设定室内目标温度是指用户设定的、期望室内所达到的目标温度。而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。

同时，获取室内换热器的盘管温度，计算盘管温度与设定盘管目标温度之间的温差，获得盘管温差，根据盘管温差进行盘温PID运算，获得第二目标频率。室内换热器的盘管温度是按照设定采用频率所获取的、室内机换热器的盘管温度。盘管温度的获取可以通过在换热器盘管上设置温度传感器检测获取。设定盘管目标温度是期望室内换热器所能达到的盘管目标温度，可以是出厂时预置在控制程序中的一个默认温度值，也可以是由空调器用户自行设定的一个温度值。如果是由用户自行设定，优选空调器推荐一个参考温度值，供用户参考。优选的，预置的设定盘管目标温度或推荐的设定盘管目标温度范围是42-56℃，优选值为50℃。盘温PID运算获得对压缩机进行控制的目标频率的方法可以参考现有技术中的室温PID运算而获得压缩机目标频率的方法。其中，盘温PID运算的初始频率可以为一个设定的初始频率。优选的，盘温PID运算的初始频率为确定室内温度不大于第一室内温度阈值、要执行双重PID控制时压缩机的当前运行频率。

然后，选取室温PID运算获得的第一目标频率和盘温PID运算获得的第二目标频率中的较大值作为室内机频率，根据室内机频率控制空调器的压缩机。根据室内机频率对空调器压缩机进行频率控制的具体过程参考现有技术。

采用上述过程对空调器进行制热控制时，如果室内温度不大于第一室内温度阈值、室外温度不大于室外温度阈值，表明当前室内温度和当前室外温度均较低，将执行双重PID控制，选取室温PID运算和盘温PID运算得到的较大频率值控制压缩机，在室内温度低的时候使得压缩机以高频运行，使得室内温度快速上升至较适宜的高温，又可以利用较高的设定盘管目标温度作为控制目标，使得空调器的出风温度不会过低，有效解决了室内温度上升缓慢及较低温度的出风吹出而引起制热体感不舒适的问题。而且，通过采用双重PID控制，即使在室内温度较低时因为用户误操作而设定了较低的室内目标温度的情况下，也能在盘温PID运算得到较大频率值的情况下控制压缩机高频运行，而将室内温度提升至适宜的高温，进一步提升了空调器制热运行性能。

请参见图2，该图所示为基于本发明空调器制热控制方法另一个实施例的流程图。

如图2所示，该实施例实现制热控制的具体过程如下：

步骤21：空调器制热运行，获取室内温度和室外温度，将室内温度与第一室内温度阈值作比较，将室外温度与室外温度阈值作比较。

具体来说，室内温度是指在空调器开机并运行制热模式时、按照设定采用频率实时获取的空调器所处房间的室内温度。该室内温度的获取可以采用现有技术来实现，例如，通过设置在空调进风口处或靠近空调进风口的位置的温度传感器检测和获取进风温度，作为室内温度。室外温度是指空调器开机并运行制热模式时、按照设定采样频率实时获取的空调器所处房间外部的环境温度。该室外温度的获取可采用现有技术来实现，例如，通过设置在空调器室外机上的温度传感器检测并获取。

然后，将室内温度和室外温度分别与第一室内温度阈值和室外温度阈值作比较。其中，第一室内温度阈值和室外温度阈值作为是否执行双重PID控制的阈值温度，可以是空调器出厂时预置在控制程序中的一个默认温度值，也可以是由空调器用户自行设定的一个温度值。如果是由用户自行设定，优选空调器推荐一个参考温度值，供用户参考。优选的，预置的第一室内温度阈值或推荐的第一室内温度阈值为20℃，预置的室外温度阈值或推荐的室外温度阈值为14℃。

步骤22：判断是否满足室内温度不大于第一室内温度阈值、且室外温度不大于室外温度阈值。若是，执行步骤23；否则，转至步骤26。

步骤23：执行双重PID控制。

如果步骤22判定室内温度不大于第一室内温度阈值、且室外温度不大于室外温度阈值，则执行双重PID控制过程。双重PID控制的具体过程和方法可参考图1实施例的描述。

步骤24：获取室内温度，将室内温度与第二室内温度阈值作比较。

具体来说，在执行双重PID控制的过程中，仍实时获取室内温度，并将所获取的室内温度与第二室内温度阈值作比较。其中，第二室内温度阈值作为是否退出双重PID控制的阈值温度，与第一室内温度阈值类似的，第二室内温度阈值也是空调器出厂时预置在控制程序中的一个默认温度值，也可以是由空调器用户自行设定的一个温度值。如果是由用户自行设定，优选空调器推荐一个参考温度值，供用户参考。优选的，预置的第二室内温度阈值或推荐的第二室内温度阈值为25℃。

步骤25：判断室内温度是否大于第二室内温度阈值。若是，转至步骤26；否则，转至步骤23。

如果室内温度不大于第二室内温度阈值，则转至步骤23，继续执行双重PID控制。而如果室内温度大于第二室内温度阈值，则要退出双重PID控制，转至步骤26的控制，目的是在室内温度达到较为适宜的第二室内温度之后，不再强制高频运行，避免压缩机因达温而停机。

步骤26：执行室温PID控制。

该步骤根据步骤22或步骤25的判断结果选择执行。具体来说，如果步骤22中判定在进入双重PID控制之前的室内温度大于第一室内温度阈值或者室外温度大于室外温度阈值，则不执行双重PID控制，而是执行室温PID控制。也即，如果室内温度大于第一室内温度阈值或者室外温度大于室外温度阈值，表明室内温度不是较低，或者室外温度不是较低，此情况下，不考虑盘管温度，而采用常规的室温PID控制，计算室内温度与设定室内目标温度之间的温差，获得室内温差，根据室内温差进行室温PID运算，获得第一目标频率，将第一目标频率作为室内机频率，根据室内机频率控制空调器的压缩机。如果步骤25中判定在执行双重PID控制过程中的室内温度大于第二室内温度阈值，将退出双重PID控制，且转入室温PID控制过程。也即，如果在双PID控制过程中室内温度大于了第二室内温度阈值，不管此时室外温度的高低，为避免达温停机，不再考虑盘管温度，而采用常规的室温PID控制，计算室内温度与设定室内目标温度之间的温差，获得室内温差，根据室内温差进行室温PID运算，获得第一目标频率，将第一目标频率作为室内机频率，根据室内机频率控制空调器的压缩机。

采用该图2实施例执行空调器制热控制的其他技术效果，可参考图1实施例的描述。

请参见图3，该图所示为基于本发明空调器制热控制装置一个实施例的结构框图。

如图3所示，该实施例的控制装置所包括的结构单元、每个结构单元的功能及相互之间的关系如下：

室内温度获取单元31，用于获取室内温度。

室温PID运算单元32，用于计算室内温度获取单元31获取到的室内温度与设定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。

盘管温度获取单元33，用于获取室内换热器的盘管温度。

盘温PID运算单元34，用于计算盘管温度获取单元33获取到的盘管温度与设定盘管目标温度之间的温差，获得盘管温差，并根据盘管温差进行盘温PID运算，获得并输出第二目标频率。

室外温度获取单元35，用于获取室外温度。

温度比较单元36，用于比较室内温度获取单元31所获取到的室内温度与室内温度阈值的大小以及室外温度获取单元35所获取到的室外温度与室外温度阈值的大小，并输出比较结果。

双重PID控制单元37，用于在温度比较单元36的输出结果为室内温度不大于第一室内温度阈值、且室外温度不大于室外温度阈值时，选取室温PID运算单元32输出的第一目标频率和盘温PID运算单元34输出的第二目标频率中的较大值作为室内机频率，根据室内机频率控制空调器的压缩机38。

上述结构的制热控制装置可以应用在空调器中，运行相应的软件程序，并按照图1的流程执行制热控制，解决室内温度上升缓慢及较低温度的出风吹出而引起制热体感不舒适的问题，提高空调器制热运行性能。

请参见图4，该图所示为基于本发明空调器制热控制装置另一个实施例的结构框图。

如图4所示，该实施例的控制装置所包括的结构单元、每个结构单元的功能及相互之间的关系如下：

室内温度获取单元41，用于获取室内温度。

室温PID运算单元42，用于计算室内温度获取单元41获取到的室内温度与设定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。

盘管温度获取单元43，用于获取室内换热器的盘管温度。

盘温PID运算单元44，用于计算盘管温度获取单元43获取到的盘管温度与设定盘管目标温度之间的温差，获得盘管温差，并根据盘管温差进行盘温PID运算，获得并输出第二目标频率。

室外温度获取单元45，用于获取室外温度。

温度比较单元46，用于比较室内温度获取单元41所获取到的室内温度与室内温度阈值的大小以及室外温度获取单元45所获取到的室外温度与室外温度阈值的大小，并输出比较结果。

双重PID控制单元47，用于在温度比较单元46的输出结果为室内温度不大于第一室内温度阈值时，选取室温PID运算单元42输出的第一目标频率和盘温PID运算单元44输出的第二目标频率中的较大值作为室内机频率，根据室内机频率控制空调器的压缩机48。

室温PID控制单元49，其功能包括两方面：其一，在双重PID控制单元47未执行双重PID控制之前，在温度比较单元46的输出结果为室内温度大于第一室内温度阈值或者室外温度大于室外温度阈值时，将室温PID运算单元42输出的第一目标频率作为室内机频率，根据室内机频率控制压缩机48。其二，在双重PID控制单元47执行双重PID控制的过程中，室内温度获取单元41仍实时获取室内温度并传输至温度比较单元46；在温度比较单元46的输出结果为室内温度大于第二室内温度阈值、且双重PID控制单元47退出控制后，室温PID控制单元49再动作，将室温PID运算单元42输出的第一目标频率作为室内机频率，根据室内机频率控制压缩机48。

上述结构的制热控制装置可以应用在空调器中，运行相应的软件程序，并按照图2的流程执行制热控制，解决室内温度上升缓慢及较低温度的出风吹出而引起制热体感不舒适的问题，提高空调器制热运行性能。

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 (10)

1.一种空调器制热控制方法，其特征在于，所述方法包括：

空调器制热运行，获取室内温度和室外温度，将所述室内温度与第一室内温度阈值作比较，将所述室外温度与室外温度阈值作比较；

若所述室内温度不大于所述第一室内温度阈值、且所述室外温度不大于所述室外温度阈值，执行下述的双重PID控制：

计算所述室内温度与设定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；获取室内换热器的盘管温度，计算所述盘管温度与设定盘管目标温度之间的温差，获得盘管温差，根据所述盘管温差进行盘温PID运算，获得第二目标频率；选取所述第一目标频率和所述第二目标频率中的较大值作为室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，若所述室内温度大于所述第一室内温度阈值或者所述室外温度大于所述室外温度阈值，执行下述的室温PID控制：

将所述第一目标频率作为所述室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在执行所述双重PID控制时，实时获取所述室内温度，并将所述室内温度与第二室内温度阈值作比较；所述第二室内温度阈值大于所述第一室内温度阈值；

若所述室内温度大于所述第二室内温度阈值，退出所述双重PID控制。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在退出所述双重PID控制之后，执行下述的室温PID控制：

将所述第一目标频率作为所述室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制方法，其特征在于，在执行所述双重PID控制时，获取所述压缩机的当前运行频率，将所述当前运行频率作为所述盘温PID运算的初始频率，根据所述初始频率和所述盘温PID运算的结果确定所述第二目标频率。

6.一种空调器制热控制装置，其特征在于，所述装置包括：

室内温度获取单元，用于获取室内温度；

盘管温度获取单元，用于获取室内换热器的盘管温度；

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；

盘温PID运算单元，用于计算所述盘管温度与设定盘管目标温度之间的温差，获得盘管温差，根据所述盘管温差进行盘温PID运算，获得并输出第二目标频率；

室外温度获取单元，用于获取室外温度；

温度比较单元，用于比较所述室内温度与室内温度阈值的大小以及所述室外温度与室外温度阈值的大小，并输出比较结果；

双重PID控制单元，用于在所述温度比较单元的输出结果为所述室内温度不大于第一室内温度阈值、且所述室外温度不大于所述室外温度阈值时，选取所述第一目标频率和所述第二目标频率中的较大值作为室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

室温PID控制单元，用于至少在所述温度比较单元的输出结果为所述室内温度大于所述第一室内温度阈值或者所述室外温度大于所述室外温度阈值时，将所述第一目标频率作为所述室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

8.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，在所述双重PID控制单元执行双重PID控制时，所述室内温度获取单元仍实时获取所述室内温度，若所述温度比较单元的输出结果为所述室内温度大于第二室内温度阈值，所述双重PID控制单元退出控制；所述第二室内温度阈值大于所述第一室内温度阈值。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

室温PID控制单元，用于至少在所述温度比较单元的输出结果为所述室内温度大于第二室内温度阈值、所述双重PID控制单元退出控制后，将所述第一目标频率作为所述室内机频率，根据所述室内机频率控制空调器的压缩机。

10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括有上述权利要求6至9中任一项所述的空调器制热控制装置。

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