CN107208905A - 空调控制系统以及空调的控制方法 - Google Patents

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Abstract

得到一种空调控制系统，通过具备：空调主体，所述空调主体具备空气调节功能；电源电路部(11)；控制基板(10)，所述控制基板(10)安装有电子构件，所述电子构件包括控制用的微型计算器(12)；温度传感器(13)，所述温度传感器(13)测量电子构件的温度；温度控制部，在通常运转时，基于温度传感器(13)的测量值，对电子构件进行加热，以使得在电子构件的保证温度以上进行运转。从而，空调能够在通常运转中始终在制造商的保证温度范围内使用对象构件。

Description

空调控制系统以及空调的控制方法
技术领域
本发明涉及空调控制系统以及空调的控制方法，特别涉及具备在寒冷地区等低温环境下使用的温度控制功能的空调系统。
背景技术
以往，根据室外放置的空调的不同，存在在寒冷地区等外部气体温度为低温的环境下被使用的情况。在这样的低温环境下，搭载于基板组件(ASSY：assembly)的微型计算器等电子构件即基板组件搭载构件有时在低于构件制造商的保证温度(日文：保証温度)被使用，电子构件有可能会发生误动作。
因此，在专利文献1中公开了如下技术：当在环境温度低于构件的制造商保证温度的范围被使用的情况下，在接入空调的电源之后，由加热器、其它安装于基板的发热构件使低于制造商保证温度的对象构件变热，进行当根据配置于对象构件的附近的温度传感器，对象构件的环境温度为一定的温度以上时变为通常的运转模式的控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－5947号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，根据上述以往的技术，当在环境温度低于构件的制造商保证温度的范围使用基板组件搭载构件的情况下，在接入空调的电源之后，由发热构件使低于制造商保证温度的对象构件变热，进行当对象构件的环境温度为一定的温度以上时变为通常的运转模式那样的控制。因此若在通常运转后对象构件的环境温度不低于对象构件的制造商保证温度就没有问题。但是，在上述结构的情况下，在通常的运转时发热少的基板组件在运转中有可能低于制造商保证温度。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于得到一种空调控制系统，所述空调控制系统的空调能够在通常运转中始终在制造商的保证温度范围内使用对象构件。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，达到目的，本发明的空调控制系统的特征在于，具备：空调主体，所述空调主体具备空气调节功能；电源电路部；控制基板，所述控制基板安装有电子构件，所述电子构件包括控制用的微型计算器；温度传感器，所述温度传感器测量电子构件的温度；以及温度控制部，在通常运转时，所述温度控制部基于温度传感器的测量值，对电子构件进行加热，以使得在电子构件的保证温度以上进行运转。
发明效果
根据本发明，起到空调能够在通常运转中始终在制造商的保证温度范围内使用对象构件这样的效果。
附图说明
图1是表示实施方式1的空调控制系统的基板组件的概念图。
图2是表示实施方式1的空调控制系统的图。
图3是表示实施方式1的空调控制系统中的控制方法的流程图。
图4是表示实施方式2的空调控制系统的基板组件的概念图。
图5是表示实施方式2的空调控制系统的图。
图6是表示实施方式2的空调控制系统中的控制方法的流程图。
图7是表示实施方式2的空调控制系统中的动作的流程的温度曲线图。
图8是表示实施方式3的空调控制系统中的动作的流程的时间图。
具体实施方式
以下，基于附图，详细地说明本发明的实施方式的空调控制系统以及空调的控制方法。此外，本发明并非被该实施方式限定。
实施方式1.
图1是表示实施方式1的空调控制系统的控制部所使用的控制基板的基板组件的概念图，图2是表示实施方式1的空调控制系统的图，图3是表示实施方式1的空调控制系统中的控制方法的流程图。本实施方式的空调控制系统的控制基板在低于微型计算器12等电子构件的制造商保证温度的低温环境下，无误动作地控制空调。本实施方式的控制基板10搭载电源电路部11、和与该电源电路部11连接的微型计算器12，并且具备：温度传感器13，所述温度传感器13检测微型计算器12的环境温度；以及加热器14，所述加热器14对微型计算器12进行加热。其特征在于，在作为空调主体的室外机1的电源电路部11成为开启状态之后始终检测微型计算器12的环境温度，进行控制，以使得当环境温度要低于微型计算器12的制造商保证温度时自动地使对象构件变热，使环境温度始终处于微型计算器的制造商保证温度范围内。
如图2所示，实施方式1的空调控制系统具备：室外机1，所述室外机1设置于室外，是具备空气调节功能以及控制功能的空调主体；以及室内机2。在室外机1具备控制基板10、变频器基板20以及由变频器基板20驱动的压缩机50，所述控制基板10安装有：电源电路部11；电子构件，所述电子构件包括控制用的微型计算器12；以及温度传感器13，所述温度传感器13测量电子构件的温度。在该空调控制系统中，在通常运转时，温度控制部15基于温度传感器13的测量值来进行温度控制，以使得在微型计算器12的保证温度以上进行运转。
在室外机1内配有图1所示的作为基板组件的控制基板10。在该控制基板10设置有以在低温环境下会低于构件制造商的保证温度的微型计算器12为首的电子构件、对微型计算器12的环境温度进行检测的温度传感器13、以及用于使微型计算器12变热到制造商保证温度以上的加热器14。温度传感器13与微型计算器12相邻地安装于构成控制基板10的印刷布线基板上。此外，在加热器14方面，不论方式如何，只要是发热体都可，也可以是用于供给由控制基板10消耗的电力的电源IC(Integrated Circuit，集成电路)。在实施方式2中后述电源IC的详细内容。另外，在温度传感器13方面，既可以是热敏电阻，也可以是温度传感器IC。
在实施方式1中，以应用于由变频器基板20进行压缩机50的马达的可变速控制的空调为前提。在空调的室外机1的上部设置有控制器30，还在室外机1的下部设置有压缩机50，所述压缩机50对制冷剂进行压缩。
如图2所示，控制器30对包括压缩机50的室外机1的动作进行控制，该控制器30的控制基板10和变频器基板20被收容于金属板制的箱内，所述控制基板10安装有微型计算器12、温度传感器13、加热器14，所述变频器基板20安装有半导体模块21，所述半导体模块21构成压缩机50的驱动用变频器。金属板制的箱的外侧面被未图示的金属板制的罩覆盖，在维护时，卸下罩来确认基板等的状态。此外，有时还在控制基板10还搭载有除了微型计算器12以外的其它电子构件，且其保证温度比微型计算器12的保证温度高。在本实施方式中，对将微型计算器12的环境温度维持为微型计算器12的制造商保证温度以上地进行使用这点进行叙述，但除此之外，在搭载有可能成为保证温度以下的电子构件的情况下，也控制为成为保证温度最高的电子构件的保证温度以上。此外，以下将微型计算器的制造商保证温度简称为保证温度。
在控制基板10安装有微型计算器12和电源电路部11，所述电源电路部11对微型计算器12或者变频器基板20供给电力。在微型计算器12的存储器保存有对空调的动作进行控制的程序，微型计算器12通过读出该程序，由CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)执行，从而控制室外机1的动作。
在控制基板10的微型计算器12附近的能够进行热传导或者热辐射的区域安装有加热器14，还安装有温度控制部15，所述温度控制部15对加热器14的驱动进行控制。作为发热体的一种的加热器14使微型计算器12变热，利用经由温度控制部15从电源电路部11供给的电流发热。
在变频器基板20安装有：半导体模块21，所述半导体模块21构成压缩机50的驱动用变频器；以及控制部22，所述控制部22由对半导体模块21的动作进行控制的控制用IC构成。半导体模块21包括作为开关元件的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或者二极管，输出的频率根据所需的制冷剂循环量变化。
接下来，参照图3的流程图，对实施方式1的空调控制系统的动作进行说明。接入空调的电源，在步骤S100中开启了电源电路部11之后，在室外机1中，在步骤S101中，搭载于控制基板10的温度传感器13对微型计算器12的搭载位置的温度、此处是温度传感器13的搭载位置的环境温度进行检测，温度控制部15判断环境温度是否为超过制造商的保证温度的温度T0以上。温度传感器13始终进行温度检测。
然后，当在步骤S101中被判断为微型计算器12等电子构件的环境温度比超过制造商的保证温度的温度T0低的情况下，在步骤S102中切换到发热模式。然后，温度控制部15使加热器14发热，使微型计算器12等电子构件变热。之后返回到步骤S101，使发热模式持续，直至环境温度成为温度T0以上为止。此外，在温度T0的设定方面，既可以在工场出货时设定，也可以由用户能够任意地设定。
之后，当在步骤S101中环境温度为温度T0以上的情况下，在步骤S103中将空调切换到通常的运转模式。此外，在环境温度达到温度T0以上之前，微型计算器12预先使空调的变频器基板20为待机状态，预先成为通常运转禁止状态。此处，通常运转是指变频器基板20进行动作且进行压缩机50的运转控制的情况，包括通常的运转状态和通常的停止状态这两方。
之后，温度控制部15再次在步骤S104中判断环境温度是否为温度T0以上。
然后，在步骤S104中，在微型计算器12等电子构件的环境温度为超过制造商的保证温度的温度T0以上的情况下，再次返回到步骤S103，微型计算器12使变频器基板20进行动作。变频器基板20在通常运转时继续通常运转，在通常的停止时，成为通常的停止状态。
另一方面，当在步骤S104中被判断为环境温度低于温度T0的情况下，在步骤S105中切换到通常运转+发热模式并进行温度控制，直至环境温度超过温度T0为止，所述通常运转+发热模式在通常运转时进行通常运转，并且由温度控制部15进行加热器加热。同样地，当在步骤S105中被判断为在通常运转模式下在运转停止时由温度传感器13检测的环境温度低于温度T0的情况下，温度控制部15切换到发热模式，进行控制以使环境温度超过温度T0。
当在步骤S105中切换到通常运转+发热模式之后，再次返回到步骤S104，温度控制部15判断环境温度是否为温度T0以上。
之后，在接入了空调的电源的期间，重复上述记载的步骤S104以及步骤S105。此外，在上述步骤中在温度传感器13对环境温度进行检测的正时始终进行检测。
如以上那样，在接入了空调的电源的期间，温度传感器13始终对微型计算器12等电子构件的环境温度进行检测，从而始终能够在构件制造商的保证温度范围内使用构件。
另外，即使在中途使运转停止，温度传感器13也始终对环境温度进行检测，所以能够立即使运转再次开始。
此外，在控制基板10上还搭载有除了微型计算器12以外的其它电子构件，其中还存在保证温度与微型计算器12相同程度或者比微型计算器12高的情况、或者搭载于变频器基板20上的半导体模块21的保证温度比微型计算器12高的情况。
例如对搭载于变频器基板20上的半导体模块21的保证温度比微型计算器12高的情况进行叙述。例如在电源电路部变为开启之后，温度控制部15通过将电流从电源电路部11供给到加热器14而进行加热，从而使微型计算器12的温度升温至第1温度。而且，在微型计算器12的温度超过第1温度时，温度控制部15从电源电路部11向微型计算器12通电，使微型计算器成为可动作的状态。而且，利用微型计算器12的控制来交替地重复半导体模块21的接通和断开，使该半导体模块21的温度升温至预先决定的第2温度。而且，也可以在半导体模块21的温度超过第2温度时，判定为能够将半导体模块21的控制转移到通常运转的控制。通过这样进行两个阶段的处理，从而能够实现可靠性更高的控制。
此外，在温度传感器13对环境温度进行检测的正时始终进行检测，但检测正时能够适当地变更。例如温度传感器13对环境温度进行检测的检测间隔既可以在工场出货时设定，也可以由用户能够任意地设定。
实施方式2.
在以上的实施方式1中，对控制基板加热用的加热器14自身进行控制，切换到发热模式，但在实施方式2中，不另外设置加热器14，而对与室外机1连接的室内机2的负荷进行调整，使电源电路部11发热，使微型计算器12等电子构件变热。图4是表示实施方式2的空调控制系统的控制部所使用的控制基板的基板组件的概念图，图5是表示实施方式2的空调控制系统的图，图6是表示实施方式2的空调控制系统中的控制方法的流程图。在作为室外机1的基板组件的控制基板10S没有用于对微型计算器12进行加热的加热器14，在电源电路部11中的对室内机2供给电源的电路中，使多数致动器工作，使驱动电流增大，从而使构成电源电路部11的室内机用电源电路部11S的电源IC发热，使微型计算器12变热。除了用于对微型计算器12进行加热的室内机用电源电路部11S以外，与所述实施方式1相同，所以此处省略说明。
接下来，参照图6的流程图，对实施方式2的空调控制系统的动作进行说明。首先，对室外空调接入电源，当在步骤S200中电源电路部11变为接通时，温度控制部15在步骤S201中与实施方式1同样地基于温度传感器13的检测值判断是否为环境温度以上。在本实施方式中，温度传感器13也设为始终进行温度检测。
然后，当在步骤S201中被判断为微型计算器12等电子构件的环境温度小于超过制造商的保证温度的温度T0的情况下，温度控制部15通过在步骤S202中使与室外机1连接的室内机2的多数致动器工作，使得消耗比通常状态电流大的电流，从而使电源电路部11中的对室内机供给电源的室内机用电源电路部11S发热。
之后，返回到步骤S201，如果环境温度为温度T0以上，则在步骤S203中，微型计算器12驱动变频器基板20，将控制部22切换到通常的运转模式或者通常的停止状态。此外，在环境温度成为温度T0以上之前，与实施方式1同样地，空调预先为待机状态，预先为通常运转禁止状态。
之后，在步骤S204中，温度控制部15基于温度传感器13的检测值，判断是否为环境温度以上。
然后，在步骤S204中，如果微型计算器12等电子构件的环境温度为超过制造商的保证温度的温度T0以上，则变频器基板20接着继续通常运转。此处也是，通常运转包括通常的运转状态和通常的停止状态。
当在步骤S204中环境温度小于温度T0的情况下，转移到步骤S205。如图7所示的温度曲线图所示，如果环境温度与保证温度Tw之差小于T1，则转移到步骤S206，除了通常的运转或者停止之外，温度控制部15还使与室外机1连接的室内机2的未动作的叶片马达等致动器工作，或者提高风扇马达的转速等，增大负荷，从而使室内机用电源电路部11S发热，将环境温度提高到温度T0以上。
之后，再次在步骤S204中，温度控制部15确认环境温度是否为温度T0以上。此处，温度差T1既可以在工场出货时设定，也可以由用户任意地设定。
另一方面，当在步骤S205中温度控制部15判断为环境温度与保证温度Tw之差为温度T1以上时，转移到步骤S207，与步骤S206同样地，除了通常的运转或者停止之外，还进行增大与室外机1连接的室内机2的消耗电流的操作。该操作通过在有叶片马达等未动作的致动器、或者风扇马达的转速小的情况下，提高转速等，增加动作状态的致动器的数量，或者提高风扇马达的转速来增大负荷而进行，将环境温度提高到温度T0以上。但是，比起步骤S206，使工作的致动器的数量或者负荷减少。此处，在步骤S206、步骤S207中工作的致动器数量、负荷的量既可以在工场出货时设定，也可以由用户能够任意地设定。在步骤S207中增加动作的致动器数量或者增大负荷之后，再次返回到步骤S204，温度控制部15在步骤S204中判定并确认环境温度是否为温度T0以上。
之后，在接入了空调的电源的期间，反复进行上述记载的步骤S204至S207。
此外，在上述步骤中，温度传感器13对环境温度进行检测的正时既可以在工场出货时设定，也可以由用户能够任意地设定。
如以上那样，在接入了空调的电源的期间，温度传感器13始终对微型计算器12单独地进行检测或者对周边的电子构件的环境温度进行检测，从而始终能够在构件制造商的保证温度范围内使用构件。
另外，即使在中途使运转停止，温度传感器13也始终对环境温度进行检测，所以能够立即使运转再次开始。
实施方式3.
在以上的实施方式1、2中，为了在运转停止中温度传感器13也始终对环境温度进行检测，能够立即再次开始运转，进行控制，以使环境温度成为温度T0以上，但为了提高环境温度，始终持续消耗多余的电力。因此，在实施方式3中，实施在运转停止时抑制电力消耗的控制。在本实施方式中，具备预约运转时刻的运转预约定时器，在运转停止时，使由温度传感器13进行的电子构件的温度检测停止，控制成在运转预约设定的时刻使微型计算器12等电子构件成为保证温度以上。图8示出表示实施方式3的方法的时间图。
如图8所示，在成为运转停止的时间点即时刻T0使运转停止，在运转停止中预先进行定时器预约，当成为运转开始预定时刻t2的t小时前的时刻t1时，通过图3中的步骤S102所示的发热模式，或者通过在图6的步骤S202中使与室外机1连接的室内机2的叶片马达或者风扇马达等多数致动器工作而使大量的电流消耗，由此使对室内机2供给电源电压的室内机用电源电路部11S发热，使环境温度上升，以能够在t小时后的运转开始预定时刻t2进行通常运转。此处，在时间t方面，既可以在工场出货时设定，也可以由用户能够任意地设定。另外，当成为运转开始预定时刻t2的t小时前的时刻t1时，由温度传感器13检测环境温度，能够自动地对开始图3的步骤S102的发热模式或者图6的步骤S202的动作的时间进行变更，仅将控制基板20的温度控制先行地进行，从而能够实现更可靠的运转控制。
如以上那样，在运转停止中进行定时器预约，从而能够抑制运转停止中的消耗电力。
此外，叶片马达是指，将由壳体和装入多个叶片而成的转子构成的气动马达部、与将输出传递给轴的减速行星齿轮装置即行星减速齿轮一体地装入而成的马达，是能够得到高输出的马达。另外，风扇马达是指，由处于圆筒状的外壳间的环状流路的螺旋桨压送空气，在其旋转轴方向产生风的马达。风扇马达为紧凑的构造，能够得到大的风量，所以是对设备内部的整体进行冷却那样的适于换气冷却用途的马达。在空调机中，将风扇马达与叶片马达进行组合来使用的情况较多，温度控制部15将由包括向它们供给电源的室内机用电源电路部11S进行的发热用作控制基板20的补偿用加热部。也就是说，能够利用由室内机用电源电路部11S进行的发热进行控制，使得电子构件不会低于制造商保证温度。
此外，在实施方式1至3中，对于温度检测而言，设为在电源开关为开启的期间始终进行，但也可以每隔恒定时间进行。通过始终进行温度检测，从而能够实现细密的温度控制，但还存在招致消耗电力高涨这样的问题。但是，通过每隔恒定时间进行温度检测，从而消除上述问题，降低电力消耗量。进而，另外，在实施方式3中，也可以是：预先仅将温度传感器13与电源电路分开，在电源关断时也仅驱动温度传感器13，当低于预先决定的温度T3时，成为预备加热模式，驱动加热器或者电源IC。该温度T3为比制造商的保证温度Tw低的温度。
另外，在实施方式1至3中，对由室内机和室外机构成的空调进行说明，将空调主体作为室外机进行了说明，但在室内机与室外机为一体的空调中，空调主体称为一体构造的空调。
以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一个例子，既能够与其它公知的技术进行组合，还能够在不脱离本发明的要旨的范围对结构的一部分进行省略、变更。
符号说明
1：室外机；2：室内机；10：控制基板；11：电源电路部；11S：室内机用电源电路部；12：微型计算器；13：温度传感器；14：加热器；15：温度控制部；20：变频器基板；21：半导体模块；22：控制部；30：控制器；50：压缩机。

Claims (12)

1.一种空调控制系统，其特征在于，具备：
空调主体，所述空调主体具备空气调节功能；
电源电路部；
控制基板，所述控制基板安装有电子构件，所述电子构件包括控制用的微型计算器；
温度传感器，所述温度传感器测量所述电子构件的温度；以及
温度控制部，在通常运转时，所述温度控制部基于所述温度传感器的测量值，对所述电子构件进行加热，以使得在所述电子构件的保证温度以上进行运转。
2.根据权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，
所述温度控制部具备加热器，所述加热器对所述电子构件进行加热。
3.根据权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，
所述温度控制部通过对连接的所述空调主体的负荷进行控制，从而能够使所述电子构件的温度为所述保证温度以上地运转。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的空调控制系统，其特征在于，
所述温度传感器每隔预先决定的时间间隔进行温度检测。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的空调控制系统，其特征在于，
在所述电源电路部为接通的期间，
所述温度传感器持续进行所述电子构件的温度检测，
所述温度控制部基于所述温度传感器的检测温度，将所述电子构件维持为所述保证温度以上。
6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的空调控制系统，其特征在于，
所述温度控制部预约设定运转时刻，
在运转停止时，使所述电子构件的温度检测停止，控制成在预约设定的时刻使所述电子构件成为所述保证温度以上。
7.一种空调的控制方法，所述空调使用了空调控制系统，所述空调控制系统具备：
空调主体，所述空调主体具备空气调节功能；
电源电路部；
控制基板，所述控制基板安装有电子构件，所述电子构件包括控制用的微型计算器；以及
温度传感器，所述温度传感器测量所述电子构件的温度，
所述空调的控制方法的特征在于，
所述空调的控制方法包括温度控制步骤，在所述温度控制步骤中，在通常运转时，基于所述温度传感器的测量值，对所述电子构件进行加热，以使得在所述电子构件的保证温度以上进行运转。
8.根据权利要求7所述的空调的控制方法，其特征在于，
所述温度控制步骤包括驱动加热器的步骤，所述加热器对所述电子构件进行加热。
9.根据权利要求7所述的空调的控制方法，其特征在于，
所述温度控制步骤通过对连接的所述空调主体的负荷进行控制，从而能够使所述电子构件的温度为所述保证温度以上地运转。
10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的空调的控制方法，其特征在于，
所述温度控制步骤包括每隔预先决定的时间间隔进行温度检测的步骤。
11.根据权利要求7至10中的任意一项所述的空调的控制方法，其特征在于，
在所述电源电路部为接通的期间，
所述温度传感器持续进行所述电子构件的温度检测，
所述温度控制步骤包括控制步骤，在所述控制步骤中，基于所述温度传感器的检测温度，将所述电子构件维持为所述保证温度以上。
12.根据权利要求7至10中的任意一项所述的空调的控制方法，其特征在于，
所述温度控制步骤具备运转预约定时器，所述运转预约定时器预约运转时刻，
在运转停止时，使所述电子构件的温度检测停止，控制成在运转预约设定的时刻使所述电子构件成为所述保证温度以上。
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