CN107228453B - 一种定频空调器控制方法和定频空调器 - Google Patents
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Abstract
定频空调器控制方法，包括：存储有市电供电的电源控制机制和蓄电池供电的应急控制机制，定频空调器的制冷回路包括并联设置在室外热交换器和室内热交换器之间的第一制冷剂通路和第二制冷剂通路，第一制冷剂通路上设置有第一节流机构，第二制冷剂通路上设置有第一电磁阀，第一制冷剂通路保持常开状态；市电中断，定频空调器的控制器调用应急控制机制；控制器将输入的蓄电池电量信号分为多级，对应每一级蓄电池电量信号，按照应急控制机制工作的控制器输出一个电磁阀开关控制信号，一个压缩机开关控制信号，和/或一个室内风机转速信号。同时还公开了一种定频空调器。本发明具有运行过程中温度波动小，压缩机和蓄电池运行状态合理的优点。
Description
技术领域
本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种定频空调器控制方法、和定频空调器。
背景技术
定频空调器中所采用的制冷系统，通过控制压缩机的启停来对房间温度进行调节，在定频空调器的控制过程中，压缩机的转速不变。
目前有些国家电网不稳定，经常停电。为了保证定频空调器的运行，现有技术中通常设计采用UPS和蓄电池给定频空调器供电。当电力中断时，定频空调器在蓄电池的供电下不间断运行。由于蓄电池的蓄电量是固定的，如果一直维持根据空调热负荷调节压缩机的启停，那么实际供电时间难以得到保证，而且由于频繁启停浪费了许多电量。
因此，现有技术存在当定频空调器采用UPS和蓄电池供电时，空气调节效果和供电时间难以达到平衡的问题。
发明内容
本发明提供一种定频空调器控制方法，以解决现有技术当定频空调器采用UPS和蓄电池供电时，空气调节效果和供电时间难以达到平衡的问题。
本发明提供一种定频空调器控制方法，包括以下步骤：
在定频空调器中存储有市电供电的电源控制机制和蓄电池供电的应急控制机制，所述定频空调器的制冷回路包括并联设置在室外热交换器和室内热交换器之间的第一制冷剂通路和第二制冷剂通路，所述第一制冷剂通路上设置有第一节流机构，第二制冷剂通路上设置有第一电磁阀，所述第一制冷剂通路保持常开状态；
市电中断，定频空调器的控制器调用所述应急控制机制，所述应急控制机制的输入变量为蓄电池电量信号，输出变量为电磁阀开关控制信号，压缩机开关控制信号和/或室内风机转速控制信号；
控制器将输入的所述蓄电池电量信号分为多级，对应每一级所述蓄电池电量信号，按照所述应急控制机制工作的所述控制器输出一个电磁阀开关控制信号，一个压缩机开关控制信号，和/或一个室内风机转速信号。
进一步的，所述蓄电池电量信号依次递减分为三级，
当所述蓄电池电量信号为第一级时，所述控制器输出第一电磁阀开关控制信号，控制所述第一电磁阀开启，所述第二制冷剂通路导通，所述控制器输出第一压缩机开关控制信号，控制压缩机连续运行，所述控制器输出第一室内风机转速信号，控制所述室内风机转速为室内风机最高转速与第一室内风机转速比例系数的乘积；
当所述蓄电池电量信号为第二级时，所述控制器输出第二电磁阀开关控制信号，控制所述第一电磁阀开启，所述第二制冷剂通路导通，所述控制器输出第二压缩机开关控制信号，控制压缩机间隔启停运行；所述控制器输出第二室内风机转速信号，控制所述室内风机转速为室内风机最高转速与第二室内风机转速比例系数的乘积；
当所述蓄电池电量信号为第三级时，所述控制器输出第三电磁阀开关控制信号，控制所述第一电磁阀关闭，所述第二制冷剂通路关断，所述控制器输出第三压缩机开关控制信号，控制所述压缩机停机；所述控制器输出第三室内风机转速信号，控制所述室内风机转速为最高转速；
其中，所述第一室内风机转速比例系数和第二室内风机转速比例系数依次递减。
优选的，当所述压缩机间隔启停运行时，间隔周期为20分钟。
进一步的，市电中断，UPS处理器发送用于调用所述应急控制机制的应急请求信号，当接收到所述应急请求信号后，定频空调器的控制器判断所述应急请求信号是否符合预设条件；若所述应急请求信号满足所述预设条件，则所述控制器调用所述应急控制机制，所述控制器的第一信号输入通路和UPS处理器第一信号输出通路建立通信，接收UPS处理器第一信号输出通路发送的蓄电池电量信号，所述控制器将所述蓄电池电量信号作为所述应急控制机制的设定输入变量，控制器按照所述应急控制机制输出电磁阀开关控制信号、压缩机开关控制信号和室内风机转速信号；若所述应急请求信号不满足所述预设条件，则所述控制器的第一信号输入通路拒绝和UPS处理器第一信号输出通路建立通信，定频空调器停机。
进一步的，还包括以下步骤：
市电恢复，UPS处理器发送用于调用电源控制机制的电源请求信号，当接收到所述电源请求信号后，定频空调器的控制器判断所述电源请求信号是否符合预设条件；若所述电源信号满足所述预设条件，则所述控制器调用所述电源控制机制，所述控制器的第一信号输入通路和室温传感器建立通信，接收室温传感器输入的温度检测信号，所述控制器将温度检测信号和设定温度信号的差值作为所述电源控制机制的设定输入变量，控制器按照所述电源控制机制控制定频空调器压缩机启停和室内风机转速，并控制第一电磁阀关闭；若所述电源请求信号不满足所述预设条件，则所述控制器的第一信号通路拒绝和室温传感器建立通信，控制器按照所述电源控制机制输出控制信号。
进一步的，调用所述应急控制机制时，若所述应急请求信号满足所述预设条件，控制器的第一信号输出通路发送蓄电池电量信号至空调器显示装置。
本发明所公开的定频空调器控制方法，压缩机、制冷剂分配状态和室内风机依据蓄电池电量的大小，在不同运转状态下运行，运行过程中温度波动小，压缩机运行状态合理，避免蓄电池频繁输出启动电流，降低蓄电池的运行时间，同时避免对其它电器和本来就薄弱的电网的冲击。
还提供一种定频空调器，采用定频空调器控制方法。所述定频空调器控制方法包括以下步骤：在定频空调器中存储有市电供电的电源控制机制和蓄电池供电的应急控制机制，所述定频空调器的制冷回路包括并联设置在室外热交换器和室内热交换器之间的第一制冷剂通路和第二制冷剂通路，所述第一制冷剂通路上设置有第一节流机构，第二制冷剂通路上设置有第一电磁阀，所述第一制冷剂通路保持常开状态；
市电中断，定频空调器的控制器调用所述应急控制机制，所述应急控制机制的输入变量为蓄电池电量信号，输出变量为电磁阀开关控制信号，压缩机开关控制信号和/或室内风机转速控制信号；
控制器将输入的所述蓄电池电量信号分为多级，对应每一级所述蓄电池电量信号，按照所述应急控制机制工作的所述控制器输出一个电磁阀开关控制信号，一个压缩机开关控制信号，和/或一个室内风机转速信号。
本发明所公开的定频空调器，根据蓄电池供电的特点，提供一种用户体验好的定频空调器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所公开的定频空调器控制方法第一实施例的流程图；
图2为本发明所公开的定频空调器控制方法第二实施例的流程图；
图3为本发明所公开的定频空调器控制方法第三实施例的流程图；
图4为本发明所公开的定频空调器控制方法第四实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明所公开的定频空调器控制方法包括以下步骤：
首先，为了应对突发或者定时的停电情况，在定频空调器中存储有市电供电的电源控制机制和蓄电池供电的应急供电机制。正常市电供电时，定频空调器通过室内机接收来自遥控器的指令，将指令和室温传感器测得的温度进行比较。当测得的室内温度高于设定温度时，压缩机工作，启动制冷循环，室外风机延时2s后工作，室内风机风速、摆叶按照设定状态运行。当控制器按照电源控制机制工作时，如果室内温度低于设定温度，则进入停机状态，压缩机和室外风机停止运行，室内风机风速、摆叶仍按照设定状态运行。当室内温度高于设定温度，但差值不超过1℃时，保持前一时刻的运行状态。在本实施例中，定频空调器的制冷回路包括并联设置在室外热交换器和室内热交换器之间的第一制冷剂通路和第二制冷剂通路，第一制冷剂通路上设置有第一节流机构，第二制冷剂通路上设置有第一电磁阀，第一制冷剂通路保持常开状态，第一节流装置优选为毛细管。当工作在电源控制机制时，第一电磁阀关闭，切断第二制冷剂通路。如果突发停电情况，或者在设定的时间点开始停电，则定频空调器的控制器调用应急控制机制。对于应急控制机制来说，其输入变量不再是室温传感器的遥控器指令对应的设定温度之间的差值，避免制冷系统中多个部件与外部环境和工作负荷之间形成复杂的耦合关系，应急控制机制的目的是在有限的蓄电池电量和空调器的制冷效果之间达到最大程度的平衡。因此，优选设计应急控制机制工作下的控制器是一个单输入，多输出的控制系统。选取蓄电池电量信号作为输入变量，电磁阀开关控制信号、压缩机开关控制信号和室内风机转速为输出变量。通过电磁阀控制第二制冷剂通路的通断，进而对制冷剂的流量和压力进行调节，降低压缩机的耗电。通过压缩机开关控制信号，使得压缩机在非温度条件的控制下启停，启停更为合理。进一步通过室内风机转速形成更为优化的空气循环。如果定频空调器的控制器的硬件数据处理能力较弱，或者固定停电时间较短，也可以设计应急控制机制工作下的控制器是一个单输入单输出的控制系统，优选选取蓄电池电量信号作为输入变量，电磁阀开关控制信号为输出变量。
相对于普通的家用电器或者民用电器，定频空调器各个组成部分的控制具有明显的滞后性，需要一定时间达到控制目标。当控制系统选定输入、输出变量之后，需要先将蓄电池电量信号分为多级。蓄电池电量信号的等级划分一种可采用的方式是实验室数据。具体来说，当控制器调用电源控制机制时，测算维持控制目标蓄电池电量的消耗情况。记录电量消耗和运行时间的对应关系。实验时采用单变量的形式，例如，第一电磁阀处于开启状态，压缩机连续运行，控制目标为消除室温和设定温度的温差，记录蓄电池电量消耗和压缩机连续运行时间；第一电磁阀处于关闭状态，压缩机连续运行，控制目标为消除室温和设定温度的温差，记录蓄电池电量消耗和压缩机连续运行时间。从而利用二组实验结果得到蓄电池电量和电磁阀控制信号之间的关系。类似的，也可以得到蓄电池电量和压缩机开关控制信号之间的关系，以及蓄电池电量和室内风机转速之间的关系。根据实验室得到的电量消耗量和电磁阀控制信号、压缩机控制信号和室内风机转速之间的关系，对蓄电池电量信号分级。并找到对应某一个设定温度，蓄电池电量、电磁阀状态、压缩机状态和室内风机的最优点。最优点是指多组离散数据，对应达到最靠近设定温度的多个离散温度点，并且同时该离散温度点对应的蓄电池电量最优时，所得到的电磁阀状态、压缩机状态和室内风机状态。最优点以数据表的形式存储在控制器中。实际使用时，控制器对采集到的蓄电池电量信号分级，同时对应每一级蓄电池电量信号输出一个压缩机开关控制信号，一个电磁阀开关控制信号和一个室内风机转速信号，并保持当蓄电池电量信号属于该分级时，电磁阀开关控制信号、压缩机开关控制信号和室内风机转速信号保持不变。如果仅有一个压缩机开关控制信号作为输出变量，则保持当蓄电池电量信号属于该分级时，压缩机开关控制信号保持不变。
在上述控制方式下，压缩机、制冷剂分配状态和室内风机依据蓄电池电量的大小，在不同运转状态下运行，运行过程中温度波动小，压缩机运行状态合理，避免蓄电池频繁输出启动电流，降低蓄电池的运行时间，同时避免对其它电器和本来就薄弱的电网的冲击。
以下参照图2所示，具体介绍优选的应急控制机制，即单输入多输出的应急控制机制。根据实验数据和经验数据，蓄电池电量信号依次递减分为三级。三级蓄电池电量信号可以保持空调设备的运行平稳，不会在边界阈值发生剧烈的变化，对蓄电池供电形成冲击。具体来说，当蓄电池电量信号为第一级时，优选为[70%，90%)，或者[70%，100%)，所述控制器输出第一电磁阀开关控制信号，控制第一电磁阀从关闭状态切换至开启状态，导通第二制冷剂通路，使得流过第一节流装置的制冷剂流量减少。同时控制器输出第一压缩机开关控制信号，控制所述压缩机连续运行，保持压缩机运转平稳。控制器输出第一室内风机转速信号，控制所述室内风机转速为室内风机最高转速与第一室内风机转速比例系数的乘积。上述的第一室内风机转速比例系数优选为1。当第一室内风机转速比例系数为1时，室内风机转速为1100转/分钟。
在上述控制过程中，每一个采集到的蓄电池信号都需要分别与上限和下限做比较，才能判定是否在该分级中，为了提高应急控制机制的运算速度，进一步采用了以下的方法。在设备的实际运行过程中，输入变量和输出变量的物理信号范围总是有界的，比如蓄电池电量不会超过其全部电量，实际工作中，也更希望在蓄电池电量在90%左右时才开始主动干预，当然不会低于其保护值（通常设置为10%），而输出变量为具有两种状态的开关信号，且室内风机的转速不超过1100转/分钟。上述界限只是优选的数值，并不是对方案的限制。对于（10%，90%）蓄电池电量来说，利用中位点和零点之间的比例关系，可以将蓄电池的电量的取值范围转换为呈中心分布的对称数域（-n，…，0，…，n），进一步在蓄电池电量的取值范围内选取多个离散点，可以每隔0.2选取一个，即同样以中位点和零点之间的比例关系，转换得到5个离散电量数据成的数组，对称分布得到｛-2，-1，0，1，2｝的数组，m=2。利用参数m和n可以进一步得到比例系数，k1=m/n，将比例系数存储在控制器中。将采集到的蓄电池电量与调用的比例系数k1相乘，得到整数部分即为该信号对应的分级。转换数域时选取的因子以及选择离散点的个数都可以进行调整。控制系统可以迅速地形成输出变量，进行下一步控制。
蓄电池的端电压随着使用过程不断下降，或者本身断电时蓄电池的电量就不满。当所述蓄电池电量信号下降至为第二级时，优选为[40%，70%)，所述控制器输出第二电磁阀开关控制信号，控制第二电磁阀维持开启状态，或者从关闭状态切换至开启状态。控制器输出第二压缩机开关控制信号，控制所述压缩机间歇启停。输出第二室内风机转速信号，控制所述室内风机转速为室内风机最高转速与第二室内风机转速比例系数的乘积。其中，第二室内风机转速比例系数优选为0.91。压缩机的启停间隔周期优选为20分钟，即控制压缩机启动20分钟，关闭20分钟，交替运行。
当所述蓄电池电量信号为第三级时，优选为[10%，40%)，所述控制器输出第三电磁阀开关控制信号，控制第一电磁阀关闭，切断第二制冷剂通路，同时输出第三压缩机开关控制信号，控制压缩机停机。控制器输出第三室内风机转速信号，控制所述室内风机转速为最高转速；
其中，所述第一室内风机转速比例系数和第二室内风机转速比例系数依次递减。上述比例系数可以是等幅递减，也可以是不等幅递减的。上述比例系数独立存储且具有连续的地址，便于控制器随时调用。
参见图3所示，用蓄电池进行供电时，为了起到对UPS和空调器的双重保护，本发明所公开的定频空调器控制方法还包括以下步骤：
市电中断，UPS处理器发送用于调用所述应急控制机制的应急请求信号，当接收到所述应急请求信号后，定频空调器的控制器判断所述应急请求信号是否符合预设条件。预设条件包括但不限于对应急请求信号电压和频率的判定，以获得逆变器的输出是否是正常状态。若所述应急请求信号满足所述预设条件，则表示逆变器输出属于正常状态，则所述控制器调用所述应急控制机制，所述控制器的第一信号输入通路和UPS处理器第一信号输出通路建立通信，接收UPS处理器第一信号输出通路发送的蓄电池电量信号，所述控制器将所述蓄电池电量信号作为所述应急控制机制的设定输入变量，控制器按照所述应急控制机制控制定频空调器压缩机工作状态、电磁阀工作状态和室内风机转速；若所述应急请求信号不满足所述预设条件，则所述控制器的第一信号输入通路拒绝和UPS处理器第一信号输出通路建立通信，定频空调器停机。
参见图4所示，市电刚恢复时，有可能市电的电源质量较差，在对空调要求较高的使用场合，需要保证空调的持续正常运行，不能出现频繁地在市电电源和蓄电池电源之间切换的情况。所以，本发明所公开的定频空调器控制方法还包括以下步骤：
市电恢复，UPS处理器发送用于调用电源控制机制的电源请求信号，当接收到所述电源请求信号后，定频空调器的控制器判断所述电源请求信号是否符合预设条件。预设条件包括但不限于对电源请求信号电压和频率的判定，以表示市电的输出是否是正常状态。若所述电源信号满足所述预设条件，则所述控制器调用所述电源控制机制，所述控制器的第一信号输入通路和室温传感器建立通信，接收室温传感器输入的温度检测信号，所述控制器将温度检测信号和设定温度信号的差值作为所述电源控制机制的设定输入变量，控制器按照所述电源控制机制控制定频空调器压缩机启停和室内风机转速，并控制第一电磁阀关闭。若所述电源请求信号不满足所述预设条件，则所述控制器的第一信号通路拒绝和室温传感器建立通信。则维持按照应急控制机制输出控制信号，直至电源请求信号符合预设条件。
为了使得用户了解目前的蓄电池电量，调用所述应急控制机制时，若所述应急请求信号满足所述预设条件，控制器的第一信号输出通路发送蓄电池电量信号至空调器显示装置。
同时还公开了一种空调器，空调器采用如上述实施例所详细描述的控制方法，在此不再赘述。采用上述实施例控制方法的空调器可以达到同样的技术效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种定频空调器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
在定频空调器中存储有市电供电的电源控制机制和蓄电池供电的应急控制机制，所述定频空调器的制冷回路包括并联设置在室外热交换器和室内热交换器之间的第一制冷剂通路和第二制冷剂通路，所述第一制冷剂通路上设置有第一节流机构，第二制冷剂通路上设置有第一电磁阀，所述第一制冷剂通路保持常开状态；
市电中断，定频空调器的控制器调用所述应急控制机制，所述应急控制机制的输入变量为蓄电池电量信号，输出变量为电磁阀开关控制信号，压缩机开关控制信号和/或室内风机转速控制信号；
控制器将输入的所述蓄电池电量信号分为多级，对应每一级所述蓄电池电量信号，按照所述应急控制机制工作的所述控制器输出一个电磁阀开关控制信号，一个压缩机开关控制信号，和/或一个室内风机转速信号；
其中，将所述蓄电池电量信号分为多级采用以下方法：设定蓄电池电量取值范围，所述蓄电池电量取值范围的上限阈值小于等于蓄电池电量的90%，所述蓄电池电量取值范围的下限阈值大于等于蓄电池电量的10%；利用中位点和零点之间的比例关系，将所述蓄电池电量取值范围转换为呈中心分布的对称数域（-n，…，0，…，n）；在所述蓄电池电量取值范围内等间隔选取多个离散电量数据，利用中位点和零点之间的比例关系，将所选取的离散电量数据转换为对称分布的数组｛-m，…，0，…，m｝，计算比例系数k1=m/n；将采集到的蓄电池电量与所述比例系数相乘结果的整数部分为采集到的蓄电池电量的对应分级。
2.根据权利要求1所述的定频空调器控制方法，其特征在于：
所述蓄电池电量信号还可以依次递减分为三级，
当所述蓄电池电量信号为第一级时，所述控制器输出第一电磁阀开关控制信号，控制所述第一电磁阀开启，所述第二制冷剂通路导通，所述控制器输出第一压缩机开关控制信号，控制压缩机连续运行，所述控制器输出第一室内风机转速信号，控制所述室内风机转速为室内风机最高转速与第一室内风机转速比例系数的乘积；
当所述蓄电池电量信号为第二级时，所述控制器输出第二电磁阀开关控制信号，控制所述第一电磁阀开启，所述第二制冷剂通路导通，所述控制器输出第二压缩机开关控制信号，控制压缩机间隔启停运行；所述控制器输出第二室内风机转速信号，控制所述室内风机转速为室内风机最高转速与第二室内风机转速比例系数的乘积；
当所述蓄电池电量信号为第三级时，所述控制器输出第三电磁阀开关控制信号，控制所述第一电磁阀关闭，所述第二制冷剂通路关断，所述控制器输出第三压缩机开关控制信号，控制所述压缩机停机；所述控制器输出第三室内风机转速信号，控制所述室内风机转速为最高转速；
其中，所述第一室内风机转速比例系数和第二室内风机转速比例系数依次递减。
3.根据权利要求2所述的定频空调器控制方法，其特征在于，当所述压缩机间隔启停运行时，间隔周期为20分钟。
4.根据权利要求3所述的定频空调器控制方法，其特征在于：
市电中断，UPS处理器发送用于调用所述应急控制机制的应急请求信号，当接收到所述应急请求信号后，定频空调器的控制器判断所述应急请求信号是否符合预设条件；若所述应急请求信号满足所述预设条件，则所述控制器调用所述应急控制机制，所述控制器的第一信号输入通路和UPS处理器第一信号输出通路建立通信，接收UPS处理器第一信号输出通路发送的蓄电池电量信号，所述控制器将所述蓄电池电量信号作为所述应急控制机制的设定输入变量，控制器按照所述应急控制机制输出电磁阀开关控制信号、压缩机开关控制信号和室内风机转速信号；若所述应急请求信号不满足所述预设条件，则所述控制器的第一信号输入通路拒绝和UPS处理器第一信号输出通路建立通信，定频空调器停机。
5.根据权利要求4所述的定频空调器控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
市电恢复，UPS处理器发送用于调用电源控制机制的电源请求信号，当接收到所述电源请求信号后，定频空调器的控制器判断所述电源请求信号是否符合预设条件；若所述电源信号满足所述预设条件，则所述控制器调用所述电源控制机制，所述控制器的第一信号输入通路和室温传感器建立通信，接收室温传感器输入的温度检测信号，所述控制器将温度检测信号和设定温度信号的差值作为所述电源控制机制的设定输入变量，控制器按照所述电源控制机制控制定频空调器压缩机启停和室内风机转速，并控制第一电磁阀关闭；若所述电源请求信号不满足所述预设条件，则所述控制器的第一信号通路拒绝和室温传感器建立通信，控制器按照所述电源控制机制输出控制信号。
6.根据权利要求5所述的定频空调器控制方法，其特征在于，调用所述应急控制机制时，若所述应急请求信号满足所述预设条件，控制器的第一信号输出通路发送蓄电池电量信号至空调器显示装置。
7.一种定频空调器，其特征在于，应用如权利要求1至6任一项所述的定频空调器控制方法。
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