CN107255306B - 一种组合式变频空调及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式变频空调及其控制方法，包括定频室内机、变频室外机、定频室内机连接的线控器，定频室内机设置有室内热交换器，室外机包括变频压缩机、四通阀、室外热交换器、室外机控制模块，四通阀的E端与室内热交换器连通，室外热交换器与室内热交换器连通，连接在四通阀的E端与室内热交换器之间的管路上设置有第一截止阀，第一截止阀与四通阀的E端之间设置有压力传感器。本组合式变频空调通过设置压力传感器替代传统室内盘管温度传感器来控制压缩机的运行参数，同时连接可识别室内回风温度传感器信息的室外控制模块，通过设定温度与回风温度的温差计算实现对空调器的变频控制。

Description

一种组合式变频空调及其控制方法

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体地说，是涉及一种组合式变频空调及其控制方法。

背景技术

随着经济的发展和生活水平的提高，人们对有更好舒适性调节及节能性的变频空调器有了更高的需求。某些已经装有定频空调的用户，出于对购机成本或家庭内部装修等一些其它因素的考虑，他们不希望变更室内机部分，尤其对于暗藏或嵌入式的空调室内机，如要拆卸室内机工程量相当大，且易破坏房间的装修结构，因此他们希望只替换室外机既可达到变频空调器的效果，而传统的变频空调由于不同品牌机型的内、外机通讯控制逻辑不同，内机检测的盘管温度、回风温度等参数无法传达给室外机进行处理，所以不同的内、外机之间很难实现互联互通。此外，对于如美洲产品air handler系统，其主要用于调动空气，室内机的功能较为单一，一般不会配置盘管温度传感器，压力传感器等检测元件，而此类参数对于变频外机的控制尤其重要，基于此，如何发明一种组合式变频空调，可以将定频内机与变频外机组合实现变频空调的功能，是本发明主要解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有一些定频空调室内机或者某些特定机型的室内机由于自身原因并未设置传感器电子器件，或其设置的传感器电子器件无法实现与不同厂家的室外控制板兼容，导致无法满足变频空调的控制参数需求，进而不能实现与市场上流通的变频外机进行组合工作的技术问题，提出了一种组合式变频空调及其控制方法，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种组合式变频空调，包括定频室内机、变频室外机、与所述定频室内机连接的线控器，所述定频室内机设置有室内热交换器，所述变频室外机包括变频压缩机、四通阀、室外热交换器、室外机控制模块，所述变频压缩机的吸气端与所述四通阀的S端连通，所述变频压缩机的排气端与所述四通阀的D端连通，所述四通阀的E端与所述室内热交换器连通，所述四通阀的C端与所述室外热交换器连通，所述室外热交换器与所述室内热交换器连通，连接在所述四通阀的E端与所述室内热交换器之间的管路上设置有第一截止阀，所述第一截止阀与所述四通阀的E端之间设置有压力传感器，所述压力传感器与所述室外机控制模块连接，所述定频室内机的回风口处设置有回风温度传感器，所述回风温度传感器与所述室外机控制模块连接，所述线控器通过通信转换模块与所述室外机控制模块连接。

进一步的，所述室外机控制模块还连接有拨码开关，所述拨码开关包括两个档位，可组成4个状态，每一种状态代表一个蒸发温度修正值，所述两个档位分别与所述室外机控制模块的两个管脚连接。

进一步的，所述第一截止阀和压力传感器设置在位于所述变频室外机一侧的管路内。

进一步的，连接在所述室外热交换器与室内热交换器之间的管路中分别设置有第二截止阀和电子膨胀阀，所述第二截止阀和电子膨胀阀设置在位于所述变频室外机一侧的管路内。

进一步的，所述室外机控制模块连接有用于控制所述变频压缩机的变频控制模块。

本发明同时提出了一种组合式变频空调控制方法，所述组合式变频空调为如前面任一项所述的组合式变频空调，所述组合式变频空调控制方法包括以下步骤：

（1）、所述压力传感器检测所述四通阀的E端管道中的压力；

（2）、根据所述四通阀的E端管道中的压力计算出所述室内热交换器的压力；

（3）、根据所述室内热交换器的压力计算出所对应的饱和温度；

（4）、监控所述室内热交换器的饱和温度，用于在制热运行时防止室外换热系统过载以及在制冷运行时防止所述室内热交换器冻结。

进一步的，步骤（4）中，制热运行时防止所述室外热交换器过载的控制方法为：

（411）、检测压缩机开机运行时间，判断是否满足大于t1，若是，则进入步骤（412）；

（412）、将所述室内热交换器的饱和温度与阈值相比较，若所述室内热交换器的饱和温度大于T1，则变频压缩机降频并降低室外风机转速；

若所述室内热交换器的饱和温度大于T2，则停止室外风机运行；

若所述室内热交换器的饱和温度大于T3，则停止所述变频压缩机运行；

其中，t1＞0， 0＜T1＜T2＜T3。

进一步的，步骤（413）中，变频压缩机停止运行后，若检测到所述室内热交换器的饱和温度小于T4，且变频压缩机停机时间满足大于t4，则压缩机恢复正常运转，其中，t4＞0，0＜T4＜T1。

进一步的，制冷运行时防止所述室内热交换器冻结的控制方法为：

（421）、若所述室内热交换器的饱和温度小于T1’，且累计时间大于t2，则所述变频压缩机降频、室外风机停止运行；

（422）、若所述室内热交换器的饱和温度小于T2’，且累计时间大于t3，则所述变频压缩机停止运行；

（423）、若所述变频压缩机停止运行满足时间t4，且当前室内热交换器的饱和温度上升到大于T3’，则所述变频压缩机、室外风机开启运行；

其中，t2＞0，t3＞0，t4＞0；

0≤T2’＜T1’＜T3’。

进一步的，步骤（3）中，还包括对所述室内热交换器的饱和温度进行修正

的步骤：

（31）、获取定频室内机与变频室外机之间联机管的长度，将该联机管的长度划分为4个区间，每个区间对应一个修正值；

（32）、将室内热交换器的饱和温度加上所对应的修正值，所得结果将室内热交换器的饱和温度更新替换。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的组合式变频空调，通过在第一截止阀与四通阀的E端之间设置有压力传感器，用于测试空调外机系统的压力，而该空调外机系统的压力可间接体现室内机热交换器的系统压力，根据室内换热器系统压力推算出相应温度点，因此，无需直接采集室内机热交换器的压力或温度，室外机控制模块通过检测空调外机系统的压力即可进行相应的温度点计算以及变频控制，解决了目前定频空调室内机或者某些特定机型的室内机由于自身原因并未设置传感器电子器件，或其设置的传感器电子器件无法实现与不同厂家的室外控制板兼容，导致无法满足变频空调的控制参数需求，进而不能实现与市场上流通的变频外机进行组合工作的技术问题。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的组合式变频空调的一种实施例系统原理图；

图2是本发明所提出的组合式变频空调的一种实施例电路原理方框图；

图3是本发明所提出的组合式变频空调的一种实施例中拨码开关原理图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例一

对于一些定频空调或者如air handler空气调节系统的定频室内机，由于其初始设计时的功能需求决定了定频室内机并未安装如盘管温度传感器，盘管压力传感器等一系列的电子检测器件，因此，无法与现有的变频空调外机组合使用，一方面是由于不同机型不同厂家的控制模块设计不同导致内外机无法通信，另外一方面由于诸如上述的定频室内机的生产制造原因，无法提供满足变频室外机进行变频控制所需的控制参数，进而导致对于已经装有上述空调内机的用户具有变频空调功能需求时，需要将室内机、室外机全部更换，带来成本问题以及拆装问题，基于此背景，本实施例提出了一种组合式变频空调，如图1、图2所示，包括定频室内机、变频室外机、与定频室内机连接的线控器，定频室内机设置有室内热交换器11，变频室外机包括变频压缩机12、四通阀13、室外热交换器14、室外机控制模块（图中未示出），变频压缩机12的吸气端与所述四通阀13的S端连通，变频压缩机12的排气端与四通阀13的D端连通，四通阀13的E端与室内热交换器11连通，四通阀13的C端与室外热交换器14连通，室外热交换器14与室内热交换器11连通，连接在四通阀13的E端与室内热交换器11之间的管路上设置有第一截止阀15，第一截止阀15与四通阀13的E端之间设置有压力传感器16，压力传感器16与室外机控制模块连接，定频室内机的回风口处设置有回风温度传感器17，回风温度传感器17与室外机控制模块连接，线控器通过通信转换模块与室外机控制模块连接。本组合式变频空调的原理是：由于定频室内机的盘管中没有设置检测盘管压力的检测器件，本方案通过在第一截止阀与四通阀的E端之间设置压力检测装置用于测试空调外机系统的压力，而该外机压力又可间接体现室内机热交换器的系统压力，因此，无需直接采集室内机热交换器的压力或温度，室外机控制模块通过空调外机系统的压力即可进行相应的温度点计算以及变频控制，以及空调系统的可靠性保护。同时将线控器与室外机控制模块之间通过连接一通信转换模块进行转换，实现了线控器与室外机控制模块的通信，线控器将采集的用户设定温度发送至室外机控制模块，同时与室内回风温度传感器检测的回风温度进行温差计算，由室外机控制模块执行相应的变频控制。本空调器可以实现定频空调室内机或者如air handler空气调节系统的室内机与变频室外机之间的通信以及参数获取问题，用户只需更换变频室外机即可实现变频空调的功能，可以极大节约成本以及无需拆装定频室内机，给用户带来极大便利。

需要说明的是，本方法中通过检测空调外机系统的压力，而该外机压力又可间接体现室内机热交换器的系统压力，通过该压力值计算出对应的饱和温度值，用于空调系统的可靠性保护。相应的控制方法与现有变频空调根据直接获取的室内机热交换器的温度的计算方法或者控制方法相同，本空调器未对变频空调的计算方法或者控制方法进行改进，本空调器的创造性也并非依赖于软件的改进实现，如在制冷运行时空调外机系统的压力体现室内换热器的蒸发压力，蒸发压力值通过外机控制软件计算出对应的饱和温度值，用于系统的防冻结温度保护，如该温度值低于0度（EE）累计时间达到3分钟（EE）,则室外压缩机、外风机停止运行，转送风运转,防止温度进一步降低导致蒸发压力过低超出压缩机的正常运行范围，若停压机9分钟（EE）后且该压力对应的温度值上升到10℃（EE）时恢复制冷运行，压机、外风机再次投入运转；在制热运行时该压力又可体现室内换热器的冷凝压力，同理冷凝压力值通过外机控制软件计算出对应的饱和温度值，用于制热运行时的防过载温度保护，如压缩机开机制热运行时间满足大于3分钟(EE)，若该温度> 53度（EE），则压缩机降频、室外风机转入低速；若该温度> 56度（EE），则外风机停止运行；若该温度大于65度(EE)，则室外发压缩机停止运转信号；压机停止运行后，若检测到该温度小于46℃（EE）且压机停止运转超过3分钟(EE)时，则外机控制软件发压机开信号，压机恢复正常运转。依次来有序控制系统的冷凝温度，防止温度或压力超出压缩机正常运行范围，保护压缩机的正常运转。

本方法的实现是通过检测外机系统的压力来间接体现内机换热系统的压力，而由于冷媒通过空调连接管会产生一定的压力损失，导致温度点略有差异，因此在实际运行控制时要根据连接管长度对该温度点加以修正，因此，本实施例优选室外机控制模块还连接有拨码开关，如图3所示，本实施例中拨码开关包括两个档位，可组成4个状态，每一种状态代表一个蒸发温度修正值，所述两个档位分别与所述室外机控制模块的两个管脚连接。在安装时，测量定频室内机到变频室外机的联机管长度，并根据该长度在上电前设置拨码，不同长度采用不同的拨码标记，室外机控制模块在实际运行控制时要根据连接管长度对该温度点加以修正，例如：

一般长度：10m＜联机管长度≤30m；

短配管：联机管长度≤10m；

较长配管：30m＜联机管长度≤50m；

超长配管：联机管长度＞50m。

本实施例的空调器需解决的另一技术问题就是压缩机的频率控制问题，变频压缩机的频率是通过检测回风温度与实际设置温度的温差大小以及温差变化情况来进行逻辑控制的，通俗理解就是温差大压缩机则高频运行，温差小则低频运行。本实施例通过增加室内回风温度检测装置或将已带有室内回风温度检测装置直接串连至室外控制板，有室外控制程序对这一温度值进行处理，有效解决了温差计算问题，实现了对压缩机频率的自由控制。在变频控制时，室外机控制模块连接有用于控制所述变频压缩机的变频控制模块，用于实现变频控制。

在实际使用过程中，本装置默认定频室内机已经固定，用户只需更换变频室外机即可，因此，只需专门生产相匹配的变频室外机即可，因此，第一截止阀15和压力传感器16设置在位于所述变频室外机一侧的管路内。

连接在室外热交换器与室内热交换器之间的管路中分别设置有第二截止阀18和电子膨胀阀19。同理的，第二截止阀18和电子膨胀阀19设置在位于所述变频室外机一侧的管路内。

实施例二

本实例提出了一种组合式变频空调控制方法，组合式变频空调可参见实施例一中所记载的组合式变频空调，在此不做赘述。

对于一些定频空调或者如air handler空气调节系统的定频室内机，由于其初始设计时的功能需求决定了定频室内机并未安装如盘管温度传感器，盘管压力传感器等一系列的电子检测器件，或其设置的传感器电子器件无法实现与不同厂家的室外控制板兼容，因此，无法与现有的变频空调外机组合使用，一方面是由于不同机型不同厂家的控制模块设计不同导致内外机无法通信，另外一方面由于诸如上述的定频室内机的生产制造原因，无法提供满足变频室外机进行变频控制所需的控制参数，进而导致对于已经装有上述空调内机的用户具有变频空调功能需求时，需要将室内机、室外机全部更换，带来成本问题以及拆装问题，基于此背景，本实施例提出了一种组合式变频空调控制方法，本方案通过在Ｅ管(四通阀的E端管道)增加压力检测装置用于测试空调系统的压力，而该Ｅ管压力又可间接体现室内机换热器的系统压力，通过该压力值计算出对应的饱和温度，控制该温度点用于空调系统的可靠性保护。本实施例的组合式变频空调控制方法，包括以下步骤：

S1、压力传感器检测四通阀的E端管道中的压力；

S2、根据所述四通阀的E端管道中的压力计算出所述室内热交换器的压力；

S3、根据所述室内热交换器的压力计算出所对应的的饱和温度；

S4、监控所述室内热交换器的饱和温度，用于在制热运行时防止室外换热系统过载过载以及在制冷运行时防止所述室内热交换器冻结。本方案的实现是通过检测外机管路的压力来间接体现内机换热系统的压力，并根据室内热交换器的压力计算出室内热交换器的饱和温度，依次来有序控制系统的冷凝温度，防止系统压力超出压缩机正常运行范围，保护压缩机的正常运转。无需直接采集室内机热交换器的压力或温度，室外机控制模块通过空调外机系统的压力即可进行相应的计算及变频控制，以及空调系统的可靠性保护。

在制热运行时室内机热交换器的压力可体现室内换热器的冷凝压力，根据冷凝压力值可计算出对应的饱和温度值，用于制热运行时的防过载温度保护，步骤S4中，制热运行时防止所述室外热交换器过载的控制方法为：

S411、检测压缩机开机运行时间，判断是否满足大于t1，若是，则进入步骤S412；

S412、将所述室内热交换器的饱和温度与阈值相比较，若所述室内热交换器的饱和温度大于T1，则降低压缩机频率及室外风机转速；通过降低压缩机频率及室外机风速的方式，减少室外热交换器的换热，因此有利于降低E管内的温度，进而有助于降低E管内的压力。

若室内热交换器的饱和温度持续升高，当室内热交换器的饱和温度大于T2时，则停止室外风机运行；也即停止室外热交换器的换热，防止室外热交换器的温度继续升高。

若所述室内热交换器的饱和温度大于T3，则停止所述变频压缩机运行，防止系统压力超出压缩机正常运行范围，保护系统安全；

其中，t1＞0， 0＜T1＜T2＜T3。

变频压缩机停机后，空调将会停止制热，给用户带来不好的体验，因此，步骤S413中，变频压缩机停止运行后，若检测到所述室内热交换器的饱和温度小于T4，且变频压缩机停机时间满足大于t4，则压缩机恢复正常运转，其中，t4＞0，0＜T4＜T1。

在制冷运行时室内热交换器的压力体现室内换热器的蒸发压力，根据蒸发压力计算出对应的饱和温度值，用于系统的防冻结温度保护，本实施例优选制冷运行时防止室内热交换器冻结的控制方法为：

S421、若所述室内热交换器的饱和温度小于T1’，且累计时间大于t2，则所述变频压缩机降频、室外风机停止运行；若所述室内热交换器的饱和温度小于T2’，且累计时间大于t3，则所述变频压缩机停止运行，防止蒸发压力过低超出变频压缩机的正常运行范围；

变频压缩机停机后，空调将会停止制冷，给用户带来不好的体验，因此，S422、若所述变频压缩机停止运行满足时间t4，且当前室内热交换器的饱和温度小于上升到T3’，则所述变频压缩机、室外风机开启运行；

其中，t2＞0，t3＞0，t3＞0；

0≤T2’＜T1’＜T3’。

本方案的实现是通过检测室外机管路的压力来间接体现室内机换热系统的压力，而由于冷媒通过空调连接管会产生一定的压力损失，导致温度点略有差异，因此在实际运行控制时要根据连接管长度对该温度点加以修正。

步骤S3中，还包括对所述室内热交换器的饱和温度进行修正的步骤：

S31、获取定频室内机与变频室外机之间联机管的长度，将该联机管的长度划分为4个区间，每个区间对应一个修正值；

S32、将室内热交换器的饱和温度加上所对应的修正值，所得结果将室内热交换器的饱和温度更新替换。

由于联机管的长度根据用户的实际装配环境不同而不同，系统仅是设定了各长度区间对应的修正值，在运行时至于采用哪个修正值，本方案中通过拨码开关实现，如图3所示，本实施例中拨码开关包括两个档位，可组成4个状态，每一种状态代表一个修正值，所述两个档位分别与所述室外机控制模块的两个管脚连接。在安装时，测量定频室内机到变频室外机的联机管长度，并根据该长度在上电前设置拨码，不同长度采用不同的拨码标记，室外机控制模块在实际运行控制时要根据连接管长度对该温度点加以修正。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合式变频空调，其特征在于，包括定频室内机、变频室外机、与所述定频室内机连接的线控器，所述定频室内机设置有室内热交换器，所述变频室外机包括变频压缩机、四通阀、室外热交换器、室外机控制模块，所述变频压缩机的吸气端与所述四通阀的S端连通，所述变频压缩机的排气端与所述四通阀的D端连通，所述四通阀的E端与所述室内热交换器连通，所述四通阀的C端与所述室外热交换器连通，所述室外热交换器与所述室内热交换器连通，连接在所述四通阀的E端与所述室内热交换器之间的管路上设置有第一截止阀，所述第一截止阀与所述四通阀的E端之间设置有压力传感器，所述压力传感器与所述室外机控制模块连接，所述定频室内机的回风口处设置有回风温度传感器，所述回风温度传感器与所述室外机控制模块连接，所述线控器通过通信转换模块与所述室外机控制模块连接；

所述室外机控制模块还连接有拨码开关，所述拨码开关的不同状态代表一个蒸发温度修正值；

所述室外机控制模块还包括：

根据压力传感器检测的压力计算出所述室内热交换器的压力；

根据所述室内热交换器的压力计算出所对应的饱和温度；

获取所述拨码开关的状态所对应的蒸发温度修正值；

利用所述蒸发温度修正值对所述饱和温度进行修正。

2.根据权利要求1所述的组合式变频空调，其特征在于，所述拨码开关包括两个档位，可组成4个状态，每一种状态代表一个蒸发温度修正值，所述两个档位分别与所述室外机控制模块的两个管脚连接。

3.根据权利要求1所述的组合式变频空调，其特征在于，所述第一截止阀和压力传感器设置在位于所述变频室外机一侧的管路内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的组合式变频空调，其特征在于，连接在所述室外热交换器与室内热交换器之间的管路中分别设置有第二截止阀和电子膨胀阀，所述第二截止阀和电子膨胀阀设置在位于所述变频室外机一侧的管路内。

5.根据权利要求1-3任一项所述的组合式变频空调，其特征在于，所述室外机控制模块连接有用于控制所述变频压缩机的变频控制模块。

6.一种组合式变频空调控制方法，其特征在于，所述组合式变频空调为如权利要求1-5任一项所述的组合式变频空调，所述组合式变频空调控制方法包括以下步骤：

（1）、所述压力传感器检测所述四通阀的E端管道中的压力；

（2）、根据所述四通阀的E端管道中的压力计算出所述室内热交换器的压力；

（3）、根据所述室内热交换器的压力计算出所对应的饱和温度；

（4）、监控所述室内热交换器的饱和温度，用于在制热运行时防止室外换热系统过载以及在制冷运行时防止所述室内热交换器冻结。

7.根据权利要求6所述的组合式变频空调控制方法，其特征在于，步骤（4）中，制热运行时防止所述系统过载的控制方法为：

（411）、检测压缩机开机运行时间，判断是否满足大于t1，若是，则进入步骤（412）；

（412）、将所述室内热交换器的饱和温度与阈值相比较，若所述室内热交换器的饱和温度大于T1，则变频压缩机降频并降低室外风机转速；

若所述室内热交换器的饱和温度大于T2，则停止室外风机运行；

若所述室内热交换器的饱和温度大于T3，则停止所述变频压缩机运行；

其中，t1＞0， 0＜T1＜T2＜T3。

8.根据权利要求7所述的组合式变频空调控制方法，其特征在于，步骤（413）中，变频压缩机停止运行后，若检测到所述室内热交换器的饱和温度小于T4，且变频压缩机停机时间满足大于t4，则压缩机恢复正常运转，其中，t4＞0，0＜T4＜T1。

9.根据权利要求6所述的组合式变频空调控制方法，其特征在于，步骤（4）中，制冷运行时防止所述室内热交换器冻结的控制方法为：

（421）、若所述室内热交换器的饱和温度小于T1’，且累计时间大于t2，则所述变频压缩机降频、室外风机停止运行；

（422）、若所述室内热交换器的饱和温度小于T2’，且累计时间大于t3，则所述变频压缩机停止运行；

（423）、若所述变频压缩机停止运行满足时间t4，且当前室内热交换器的饱和温度上升到大于T3’，则所述变频压缩机、室外风机开启运行；

其中，t2＞0，t3＞0，t4＞0；

0≤T2’＜T1’＜T3’。

10.根据权利要求6-9任一项所述的组合式变频空调控制方法，其特征在于，步骤（3）中，还包括对所述室内热交换器的饱和温度进行修正的步骤：

（31）、获取定频室内机与变频室外机之间联机管的长度，将该联机管的长度划分为4个区间，每个区间对应一个修正值；

（32）、将室内热交换器的饱和温度加上所对应的修正值，所得结果将室内热交换器的饱和温度更新替换。

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