CN107255343B - 空调室内机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调室内机的控制方法，所述室内机具有至少两个上、下排列的出风口，每个所述出风口对应设置有一个风扇，所述控制方法包括：获取室内机的运行模式和确定每个所述风扇的转速所依据的温差；根据所述运行模式确定每个所述风扇的转速的相对大小；将转速最大的风扇所依据的温差保持不变，作为确定所述转速最大的风扇的转速所依据的实际温差，将其余转速的风扇所依据的温差按照与风扇的转速同变化趋势的规律依次减小，将减小后的温差作为确定风扇的转速所依据的实际温差；根据所述实际温差执行PID运算，根据所述PID运算的结果确定并控制每个所述风扇的转速。应用本发明，能提高室内机运行时房间温度的均匀性和送风舒适性。

Description

空调室内机的控制方法

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体地说，是涉及空调的控制，更具体地说，是涉及空调室内机的控制方法。

背景技术

分体立式空调器以其具有较大的制冷制热量而被广泛应用。现有大部分立式空调器室内机采用一个离心风扇和一个出风口，离心风扇位于室内机中下部，出风口位于室内机上部，呈现出风扇与出风口上下配置的结构形式。这种结构形式中，气流经离心风扇从室内机下部或底部的进风口进入、再从上部的出风口吹出，气流流经距离较长，能力损失大，使得整机的送风效率较低。

为解决上述结构存在的问题，出现了一种新型的立式空调室内机，该室内机具有至少两个上下排列的出风口，每个出风口对应设置一个风扇，在后壳上、对应着风扇的位置设置进风口，能够缩短气流从进风口到出风口的流经距离，进而减小能量损失，提高了整机送风效率。

对于具有多个出风口和多个风扇的立式空调室内机，可以独立控制每个风扇的启停及转速，实现不同风量的送风。但是，现有这种室内机中每个风扇的转速控制是分成有限的几个档位，手动选择档位实现风扇以不同转速运行。这种转速控制方式主观性强，转速选择范围窄，往往出现因转速控制不当导致出风口出风量不合适而影响房间温度的均匀性和送风舒适性的问题。

发明内容

本发明的目的是提供空调室内机的控制方法，通过对具有至少两个出风口和至少两个风扇的室内机中的风扇转速进行控制，提高室内机运行时房间温度的均匀性和送风舒适性。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种空调室内机的控制方法，所述室内机具有至少两个上、下排列的出风口，每个所述出风口对应设置有一个风扇，所述控制方法包括：

获取室内机的运行模式和确定每个所述风扇的转速所依据的温差；

根据所述运行模式确定每个所述风扇的转速的相对大小；

将转速最大的风扇所依据的温差保持不变，作为确定所述转速最大的风扇的转速所依据的实际温差，将其余转速的风扇所依据的温差按照与风扇的转速同变化趋势的规律依次减小，将减小后的温差作为确定风扇的转速所依据的实际温差；

根据所述实际温差执行PID运算，根据所述PID运算的结果确定并控制每个所述风扇的转速。

如上所述的方法，所述确定每个所述风扇的转速所依据的温差为回风温差、出风口温差、内盘管温差中的一个；所述回风温差根据风扇所吸入的回风的回风温度与目标室内温度的差值确定；所述出风口温差根据风扇所对应的出风口处的出风温度与目标出风温度的差值确定；所述内盘管温差根据风扇所吸入的回风经过的室内换热器的盘管温度与目标盘管温度的差值确定。

如上所述的方法，根据所述运行模式确定每个所述风扇的转速的相对大小，具体包括：

若所述运行模式为制冷模式，上方风扇的转速大于下方风扇的转速；

若所述运行模式为制热模式，下方风扇的转速大于上方风扇的转速。

如上所述的方法，所述方法还包括：

若所述运行模式为制冷模式，控制最上方的出风口的送风方向向上；

若所述运行模式为制热模式，控制最下方的出风口的送风方向向下。

如上所述的方法，每个风扇所对应的PID算法的比例系数根据确定该风扇的转速所依据的温差来确定；在所述PID运算中，存在着由多个依次增大的设定温差形成的多个设定温差范围，所述比例系数在不同的所述设定温差范围内具有不同的取值，且满足在温差大的所述设定温差范围内的所述比例系数不小于在温差小的设定温差范围内的所述比例系数。

如上所述的方法，多个所述设定温差范围至少包括有第一设定温差范围，在所述第一设定温差范围内，转速大的风扇所对应的PID算法的比例系数大于转速小的风扇所对应的PID算法的比例系数。

如上所述的方法，多个所述设定温差范围至少包括有第二设定温差范围，在所述第二设定温差范围内，所述比例系数与所述温差呈正相关关系。

如上所述的方法，多个所述设定温差范围至少包括有第三设定温差范围，在所述第三设定温差范围内，转速大的风扇所对应的PID算法的比例系数与转速小的风扇所对应的PID算法的比例系数相等。

如上所述的方法，在所述根据所述实际温差执行PID运算时，转速最大的风扇对应的PID运算采用大小不变的实际温差及实际温差的变化参与运算，其余转速的风扇对应的PID运算采用减小的实际温差及实际温差的变化参与运算。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的室内机的控制方法，对于具有至少两个上、下排列的出风口及每个出风口设置有一个风扇的室内机，根据运行模式确定每个风扇的转速的相对大小，然后对确定风扇转速所依据的温差根据转速的相对大小作适应性变化，最后基于变化后的温差执行PID运算，根据PID运算的结果确定并控制每个风扇的转速，一方面，可以实现对多个风扇转速基于运行模式和温差的自动控制，使得不同出风口吹出不同速度的出风量，提高室内机运行时房间温度的均匀性和舒适性，另一方面基于温差的PID算法控制风扇转速，能够实现对风扇转速的连续控制和精确控温，进一步提高了送风舒适性。

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是基于本发明空调室内机的控制方法一个实施例的流程图。

图2是基于本发明空调室内机的控制方法中PID算法的比例系数与温差的一个具体关系示意图。

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室内机的控制方法一个实施例的流程图。具体来说，该实施例的室内机具有至少两个上、下排列的出风口，每个出风口对应设置有一个风扇，譬如为离心风扇或者轴流风扇。如图1所示，对该类型的室内机的控制方法、具体而言是对每个风扇的转速的控制方法采用包括下述步骤的过程来实现：

步骤11：获取室内机的运行模式和确定每个风扇的转速所依据的温差。

室内机的运行模式包括但不局限于制冷模式和制热模式，运行模式可以为用户设定模式，也可以为室内机根据环境自动确定的设定模式。不管为用户设定模式还是自动确定的设定模式，均可以通过空调的控制器方便地获取。

在该实施例中，每个风扇的转速均通过温差来确定，并且，每个风扇均对应有一个确定其转速所依据的温差。在优选实施例中，确定每个风扇的转速所依据的温差为回风温差、出风口温差、内盘管温差中的一个。

其中，回风温差根据风扇所吸入的回风的回风温度与目标室内温度的差值确定。与每个出风口相对应的风扇具有一定的吸风范围，譬如，在室内机壳体上形成有与风扇数量相同的进风口，每个风扇对应着一个进风口，从所对应的进风口吸入回风。那么，通过检测风扇对应的进风口的进风温度，即可获得风扇所吸入的回风的回风温度。目标室内温度是期望室内机调节后室内所能达到的温度，该目标室内温度可以是用户设定温度，亦可为室内机根据设定规则自动确定的温度值。同样的，不管为何种方式确定，均可以通过空调的控制器方便地获取。

出风口温差根据风扇所对应的出风口处的出风温度与目标出风温度的差值确定。具体来说，每个风扇对应着一个出风口，出风口处的出风温度通过在出风口处设置的温度传感器检测获得。目标出风温度为期望的出风口的出风温度，可以是用户设定温度，亦可为室内机根据设定规则自动确定的温度值。不管为何种方式确定，均可以通过空调的控制器方便地获取。不同出风口的目标出风温度可以相同，也可以不同，优选为相同的温度。

内盘管温差根据风扇所吸入的回风经过的室内换热器的盘管温度与目标盘管温度的差值确定。室内机可为每个风扇对应设置有一个换热器和一个进风口的结构，那么，风扇所吸入的回风经过的室内换热器的盘管温度即为风扇所对应的换热器的盘管温度。室内机还可以为具有一个大换热器的结构，那么，风扇所吸入的回风经过的室内换热器的盘管温度一般为距离风扇吸风口最近的换热器位置处的盘管温度。目标盘管温度为期望的换热器的盘管温度，可以是用户设定温度，亦可为室内机根据设定规则自动确定的温度值。不管为何种方式确定，均可以通过空调的控制器方便地获取。并且，不同风扇所对应的目标盘管温度可以相同，也可以不同，优选为相同的温度。

步骤12：根据运行模式确定每个风扇的转速的相对大小。

在同一运行模式下，每个风扇的转速要求有相对大小关系；不同运行模式下，每个风扇的转速的相对大小关系会存在着不同。运行模式与各个风扇转速的相对大小关系是存储的已知关系，可被空调的控制器方便地获取到。在控制过程中，获取到运行模式之后，通过调取该关系，即可确定在该运行模式下，每个风扇转速的相对大小。

步骤13：根据每个风扇的转速的相对大小获取确定风扇转速所依据的实际温差。

在步骤12确定出每个风扇的转速的相对大小之后，根据转速的相对大小获取确定每个风扇转速所依据的实际温差，具体来说是根据风扇的转速的相对大小和步骤11获取的每个风扇的转速所依据的温差来确定每个风扇转速所依据的实际温差。具体过程包括：将转速最大的风扇所依据的温差保持不变，作为确定转速最大的风扇的转速所依据的实际温差，将其余转速的风扇所依据的温差按照与风扇的转速同变化趋势的规律依次减小，将减小后的温差作为确定风扇的转速所依据的实际温差。可以理解的是，确定转速最大的风扇的转速所依据的实际温差即为步骤11获取的温差；而其余转速的风扇所依据的温差是在步骤11获取的温差的基础上、按照与风扇的转速同变化趋势的规律依次减小后获得的温差。

步骤14：根据实际温差执行PID运算，根据PID运算的结果确定并控制每个风扇的转速。

采用上述步骤构成的方法控制室内机的多个风扇的转速，一方面，可以实现对多个风扇转速基于运行模式和温差的自动控制，使得不同出风口吹出不同速度的出风量，利用不同高度位置具有的不同出风量，能够提高室内机运行时房间温度的均匀性和舒适性；另一方面，基于温差的PID算法控制风扇转速，能够实现对风扇转速的连续控制及精确控温，进一步提高了送风舒适性。

在优选的实施例中，室内机具有两个上、下排列的出风口，分别为上出风口和下出风口；每个出风口对应设置有一个风扇，形成上方风扇和下方风扇。根据运行模式确定每个风扇的转速的相对大小，具体包括：若运行模式为制冷模式，上方风扇的转速大于下方风扇的转速；若运行模式为制热模式，下方风扇的转速大于上方风扇的转速。而且，若运行模式为制冷模式，控制最上方的出风口的送风方向向上；若运行模式为制热模式，控制最下方的出风口的送风方向向下。那么，如果运行模式为制冷模式，上方风扇作为转速最大的风扇，将步骤11中获取的温差作为确定上方风扇转速所依据的实际温差；下方风扇作为转速小于上方风扇的风扇，将步骤11中所获取的下方风扇的温差先减小，譬如，减小1℃，将减小后的温差作为确定下方风扇转速所依据的实际温差。由于将下方风扇的实际温差变小，PID运算后获得的风扇转速也变小。从而，上方风扇转速高于下方风扇转速，上出风口出风量大，由于冷空气会下沉，上出风口出风量大，有利于房间更大范围内温度调控的均匀性。并且，上出风口一般位置较高，不会造成大量冷空气直接吹向人体。进一步再控制上出风口送风方向向上，可以进一步提高送风均匀性和避免冷空气直吹向人体，提高送风舒适性。

同样的机理，如果运行模式为制热模式，下方风扇作为转速最大的风扇，将步骤11中获取的温差作为确定下方风扇转速所依据的实际温差；上方风扇作为转速小于下方风扇的风扇，将步骤11中所获取的上方风扇的温差先减小，譬如，减小1℃，将减小后的温差作为确定上方风扇转速所依据的实际温差。由于将上方风扇的实际温差变小，PID运算后获得的风扇转速也变小。从而，下方风扇转速高于上方风扇转速，下出风口出风量大，由于热空气会上升，下出风口出风量大，有利于房间更大范围内温度调控的均匀性。并且，进一步再控制下出风口送风方向向下，可以进一步提高送风均匀性。

基于温差执行PID运算时，PID算法中的系数及所采用的温差和温差的变化，对获得的转速结果影响较大，进而会影响送风的均匀性和舒适性。下面将具体描述基于温差的PID算法的优选处理方法。

在基于温差执行PID运算确定风扇转速时，PID算法中的比例系数的取值对结果影响较大。因此，在优选实施例中，每个风扇所对应的PID算法的比例系数根据确定该风扇的转速所依据的温差来确定。在PID运算中，存在着多个依次增大的设定温差所形成的多个设定温差范围。比例系数在不同的设定温差范围内具有不同的取值，且满足在温差大的设定温差范围内的比例系数不小于在温差小的设定温差范围内的比例系数。举例来说，参见图2示出的基于本发明空调室内机的控制方法中PID算法的比例系数与温差的一个具体关系示意图，图中的横坐标为温差Pn，纵坐标为比例系数Kp。在该图2中，包括有两个风扇的PID算法的比例系数Kp与温差Pn的关系曲线图，其中，曲线①、③、⑤构成了转速相对小的风扇所对应的PID算法中的比例系数与温差的关系曲线，曲线②、④、⑤构成了转速相对大的风扇所对应的PID算法中的比例系数与温差的关系曲线。如图2所示，依次增大的设定温差为3个，分别为0℃、2℃和5℃。3个设定温差形成了3个设定温差范围，分别为[0℃，2℃]、(2℃，5℃]，（5℃，+∞）。转速相对小的风扇所对应的PID算法中的比例系数与温差的关系曲线中可以很清晰地看出，在温差最小的设定温差范围[0℃，2℃]内的比例系数小于温差居中的设定温差范围(2℃，5℃]内的比例系数，而温差居中的设定温差范围(2℃，5℃]内的比例系数小于温差最大的设定温差范围（5℃，+∞）内的比例系数。同样的，转速相对大的风扇所对应的PID算法中的比例系数与温差的关系曲线也满足在温差大的设定温差范围内的比例系数不小于在温差小的设定温差范围内的比例系数。这样处理的目的和技术效果在于，如果温差大，采用较大的比例系数Kp，以获得较大的风扇转速来加快空气的循环，以较快的速度达到室内温度的舒适性。而在温差较小的情况下，采用相对小的比例系数Kp进行风扇转速的控制，在节能的基础上达到室内温度的舒适性调节。

并且，在其他更优选的实施例中，对于多个风扇所对应的多个PID算法的比例系数，还作如下限定：

多个设定温差范围至少包括有第一设定温差范围，在第一设定温差范围内，转速大的风扇所对应的PID算法的比例系数大于转速小的风扇所对应的PID算法的比例系数。具体到图2中，第一设定温差范围为[0℃，2℃]和(2℃，5℃]，在该第一设定温差范围内，转速大的风扇所对应的PID算法的比例系数为曲线②和④中的比例系数，转速小的风扇所对应的PID算法的比例系数为曲线①和③中的比例系数，且曲线②和④中的比例系数大于曲线①和③中的比例系数。转速大的风扇对应的PID算法的比例系数大于转速小的风扇对应的PID算法的比例系数，使得大比例系数的PID算法所获得的风扇转速更大于小比例系数的PID算法所获得的风扇转速，进一步确保多个风扇的转速能够满足对风扇转速相对大小的要求。

多个设定温差范围还至少包括有第二设定温差范围，在第二设定温差范围内，比例系数与温差呈正相关关系。具体到图2中，第二设定温差范围为(2℃，5℃]，在该第二设定温差范围内，转速大的风扇所对应的PID算法的比例系数与转速小的风扇所对应的PID算法的比例系数均与温差呈正相关关系，具体来说是呈线性的正相关关系。这是因为，在该第二设定温差范围内，温差虽然不是最大，但是相对算比较大，风扇转速对温差的变化影响较大，一旦转速调整有所滞后或误差，将对温差造成更不舒适的影响，因此，比例系数跟随温差实时变化，以减小因风扇转速对温差造成的更不舒适的影响。

多个设定温差范围还至少包括有第三设定温差范围，在第三设定温差范围内，转速大的风扇所对应的PID算法的比例系数与转速小的风扇所对应的PID算法的比例系数相等。具体到图2中，第三设定温差范围为（5℃，+∞）。在该第三设定温差范围内，温差较大，转速大的风扇所对应的PID算法的比例系数与转速小的风扇所对应的PID算法的比例系数均采用相等的最大比例系数值，尽可能地获取更大的风扇转速来加快空气的循环，以较快的速度达到室内温度的舒适性和均匀性。

在其他一些优选实施例中，除了对PID算法中的比例系数作上述优选处理方式之外，还可以包括对PID算法中所采用的温差及温差的变化作进一步优选处理。具体而言，在PID算法中，转速最大的风扇对应的PID运算采用大小不变的实际温差及实际温差的变化参与运算，其余转速的风扇对应的PID运算采用减小的实际温差及实际温差的变化参与运算。

以具有上、下两个出风口和上、下两个风扇的室内机为例，制冷模式下，上方风扇的转速大于下方风扇的转速，也即，上方风扇为转速大的风扇，下方风扇为转速小的风扇。定义:上方风扇所对应的当前实际温差为Pn1，上一次的实际温差为Pn1_1，上上次的实际温差为Pn1_2，当前温差的变化Dn1= （Pn1- Pn1_1），上一次温差的变化Dn1_1= （Pn1_1- Pn1_2）；下方风扇所对应的当前实际温差为Pn2，上一次的实际温差为Pn2_1，上上次的实际温差为Pn2_2，当前温差的变化Dn2= （Pn2- Pn2_1），上一次温差的变化Dn2_1= （Pn2_1- Pn2_2）。

基于温差执行PID运算时，上方风扇的比例项Py1、积分项Iy1和微分项Dy1的计算公式分别为：

Py1=Int（Kp1*Dn1）；Int表示取整，Kp1为上方风扇对应的PID算法中的比例系数；

Iy1=Int（Ki1*Pn1+Iyd1），Iyd1= Iyd1_1+（（Ki1*Pn1）-Int（Ki1*Pn1））/10；Ki1为上方风扇对应的PID算法中的积分系数，可为固定值，Iyd1为积分项的小数部分，Iyd1_1为上一次PID运算时积分项的小数部分；

Dy1=Int（Kd1*（Dn1-Dn1_1））；Kd1为上方风扇对应的PID算法中的微分系数，可为固定值。

基于温差执行PID运算时，下方风扇的比例项Py2、积分项Iy2和微分项Dy2的计算公式分别为：

Py2=Int（Kp2*Dn2/2）；Int表示取整，Kp2为下方风扇对应的PID算法中的比例系数；

Iy2=Int（Ki2*Pn2/2+Iyd2），Iyd2= Iyd2_1+（（Ki2*Pn2/2）-Int（Ki2*Pn2/2））/10；Ki2为下方风扇对应的PID算法中的积分系数，可为固定值，Iyd2为积分项的小数部分，Iyd2_1为上一次PID运算时积分项的小数部分；

Dy2=Int（Kd2*（Dn2-Dn2_1）/2）；Kd2为下方风扇对应的PID算法中的微分系数，可为固定值。

从上述各公式可知，在PID算法中，转速最大的上方风扇对应的PID运算所采用的实际温差及实际温差的变化为实际计算值，而转速小的下方风扇对应的PID运算所采用的实际温差及实际温差的变化要小于实际计算值，均选取了实际计算值的1/2。从而，使得上方风扇所获得的风扇转速更大于下方风扇所获得的风扇转速，进一步确保多个风扇的转速能够满足对风扇转速相对大小的要求。

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 (8)

1.一种空调室内机的控制方法，所述室内机具有至少两个上、下排列的出风口，每个所述出风口对应设置有一个风扇，其特征在于，所述控制方法包括：

获取室内机的运行模式和确定每个所述风扇的转速所依据的温差；

根据所述运行模式确定每个所述风扇的转速的相对大小；

将转速最大的风扇所依据的温差保持不变，作为确定所述转速最大的风扇的转速所依据的实际温差，将其余转速的风扇所依据的温差按照与风扇的转速同变化趋势的规律依次减小，将减小后的温差作为确定风扇的转速所依据的实际温差；

根据所述实际温差执行PID运算，根据所述PID运算的结果确定并控制每个所述风扇的转速；

所述确定每个所述风扇的转速所依据的温差为回风温差、出风口温差、内盘管温差中的一个；所述回风温差根据风扇所吸入的回风的回风温度与目标室内温度的差值确定；所述出风口温差根据风扇所对应的出风口处的出风温度与目标出风温度的差值确定；所述内盘管温差根据风扇所吸入的回风经过的室内换热器的盘管温度与目标盘管温度的差值确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述运行模式确定每个所述风扇的转速的相对大小，具体包括：

若所述运行模式为制冷模式，上方风扇的转速大于下方风扇的转速；

若所述运行模式为制热模式，下方风扇的转速大于上方风扇的转速。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述运行模式为制冷模式，控制最上方的出风口的送风方向向上；

若所述运行模式为制热模式，控制最下方的出风口的送风方向向下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，每个风扇所对应的PID算法的比例系数根据确定该风扇的转速所依据的温差来确定；在所述PID运算中，存在着由多个依次增大的设定温差形成的多个设定温差范围，所述比例系数在不同的所述设定温差范围内具有不同的取值，且满足在温差大的所述设定温差范围内的所述比例系数不小于在温差小的设定温差范围内的所述比例系数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，多个所述设定温差范围至少包括有第一设定温差范围，在所述第一设定温差范围内，转速大的风扇所对应的PID算法的比例系数大于转速小的风扇所对应的PID算法的比例系数。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，多个所述设定温差范围至少包括有第二设定温差范围，在所述第二设定温差范围内，所述比例系数与所述温差呈正相关关系。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，多个所述设定温差范围至少包括有第三设定温差范围，在所述第三设定温差范围内，转速大的风扇所对应的PID算法的比例系数与转速小的风扇所对应的PID算法的比例系数相等。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述根据所述实际温差执行PID运算时，转速最大的风扇对应的PID运算采用大小不变的实际温差及实际温差的变化参与运算，其余转速的风扇对应的PID运算采用减小的实际温差及实际温差的变化参与运算。