CN107525233A - 空调外风机的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空调外风机的控制方法及系统。本发明旨在解决现有技术中通过控制直流无刷电机驱动外风机改变冷凝器热交换速度的方式存在的能耗大、成本高的问题。为此目的，本发明的空调外风机包括风扇和驱动电机，驱动电机配置有可变容量的电容装置，控制方法包括：使空调以制热模式运行；获取环境参数；判断环境参数与设定阈值的大小；基于环境参数，调整电容装置的电容量。通过基于获取到的环境参数与设定阈值比较的结果调整电容装置的电容量的方法，使得本发明的控制方法能够基于环境参数调整驱动电机的转速，进而调整外风机的风量，并且电容装置还具有耗能小，成本低的优点。

Description

空调外风机的控制方法及系统

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空调外风机的控制方法及系统。

背景技术

随着居民生活水平的提高，越来越多的家庭选择空调作为取暖或降温的主要设备。空调一般包括室内机和室外机两个部分，室外机中包括外风机和冷凝器，外风机的作用是对冷凝器通风以实现冷凝器和外界环境的热量交换。以空调器制热为例，为了达到更好的制热效果以及有效减缓空调室外机结霜的情况，在外界环境参数(如温度、湿度等) 变化时，一般通过控制外风机的转速，也就是改变冷凝器的热交换速度的方式，进而改变制热效率，减缓结霜程度。但是在定速产品中(如单热空调)，外风机一般采用固定转速的交流电机作为驱动装置，交流电机的转速不可变，因此在外界环境参数不同时外风机无法为冷凝器提供相对应的风量，进而造成空调室外机容易结霜或制热速度不均匀的问题，给用户带来不好的使用体验。

为了满足不同工况下对外风机的转速需求，现有技术中多采用直流无刷电机代替交流电机作为驱动装置来驱动外风机运转，进而通过控制直流无刷电机转速的方式改变冷凝器的热交换速度，以达到调节制热效率或减缓结霜程度的目的。虽然这种设置方式在一定程度上解决了上述问题，但是采用直流无刷电机驱动的外风机同样会造成能耗以及成本的增加，大大降低了产品的市场竞争力，不利于企业的发展。

相应地，本领域需要一种新的空调外风机的控制方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中通过控制直流无刷电机驱动外风机改变冷凝器热交换速度的方式存在的能耗大、成本高的问题，本发明提供了一种空调外风机的控制方法，所述外风机包括风扇以及驱动所述风扇的驱动电机，所述驱动电机配置有可变电容量的电容装置，所述控制方法包括如下步骤：

使所述空调以制热模式运行；

获取环境参数；

判断所述环境参数与设定阈值的大小；

基于判断结果，调整所述电容装置的电容量。

在上述空调外风机的控制方法的优选技术方案中，所述电容装置包括第一电容和第二电容，所述第一电容和所述第二电容并联连接。

在上述空调外风机的控制方法的优选技术方案中，所述环境参数包括环境温度和环境湿度。

在上述空调外风机的控制方法的优选技术方案中，“基于判断结果，调整所述电容装置的电容量”的步骤进一步包括：

在所述环境温度大于第一阈值时，使所述第一电容和所述第二电容同时与所述驱动电机连通；

在所述环境温度不大于所述第一阈值时，基于所述环境湿度，调整所述电容装置的电容量。

在上述空调外风机的控制方法的优选技术方案中，“基于所述环境湿度，调整所述电容装置的电容量”的步骤进一步包括：

在所述环境湿度大于第二阈值时，使所述第一电容和所述第二电容同时与所述驱动电机连通；

在所述环境湿度不大于所述第二阈值时，仅使所述第二电容与所述驱动电机连通。

在上述空调外风机的控制方法的优选技术方案中，所述第一电容的电容量不大于所述第二电容的电容量。

在上述空调外风机的控制方法的优选技术方案中，所述电容装置还包括第一开关，所述第一开关与所述第一电容串联，用于控制所述第一电容的通断。

本发明还提供了一种空调外风机的控制系统，所述外风机包括风扇以及驱动所述风扇的驱动电机，所述系统包括：

可变容量的电容装置，其配置成选择性地与所述驱动电机至少部分连通；

切换模块，其用于使所述空调以制热模式运行；

检测模块，其用于获取环境参数；

判断模块，其用于判断所述环境参数与设定阈值的大小；

控制模块，其基于判断结果调整所述电机装置的电容量。

在上述空调外风机的控制系统的优选技术方案中，所述电容装置包括第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容并联连接，所述环境参数包括环境温度和环境湿度，并且

在所述环境温度大于所述第一阈值时，所述控制模块使所述第一电容和所述第二电容同时与所述驱动电机连通；

在所述环境温度不大于所述第一阈值时，所述控制模块基于所述环境湿度调整所述电容装置的电容量。

在上述空调外风机的控制系统的优选技术方案中，

在所述环境湿度大于所述第二阈值时，所述控制模块使所述第一电容和所述第二电容同时与所述驱动电机连通；

在所述环境湿度不大于所述第二阈值时，所述控制模块使所述第二电容与所述驱动电机连通。

本领域技术人员能够理解的是，本发明的优选技术方案中，空调外风机包括风扇以及驱动风扇的驱动电机，驱动电机配置有可变容量的电容装置，空调外风机的控制方法主要包括：使空调以制热模式运行；获取环境参数；判断环境参数与设定阈值的大小，基于判断结果，调整电容装置的电容量。通过基于获取到的环境参数与设定的阈值进行比较的结果调整电容装置的电容量的方法，使得本发明的控制方法能够基于环境参数调整驱动电机的转速，进而调整外风机的风量。也就是说，在外界环境参数不同的情况下，外风机能够提供与冷凝器相对应的风量，使得空调的制热效率与外界环境参数相匹配，或使得冷凝器的结霜程度大大减小。

进一步地，可变容量的电容装置的设置方式，还使得本控制方法相比采用直流无刷电机控制外风机运转的方式来说，具有能耗小，成本低的优点，提高了产品市场竞争力的同时，也为用户带来了良好的使用体验。

附图说明

下面参照附图并来阐述本发明的原理。其中，附图为：

图1是本发明的空调外风机的原理图；

图2是本发明的空调外风机的控制方法的流程示意图；

图3是一种应用本发明空调外风机的控制方法的空调的工作逻辑图。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

首先参阅图1，图1为本发明的空调室外机的原理图。如图 1所示，空调室外机主要包括外风机1、压缩机10、过热保护器11以及四通换向阀12，外风机1包括风扇3以及驱动风扇3的驱动电机，驱动电机优选的为交流电机2，交流电机2配置有可变容量的电容装置，电容装置包括第一电容4和第二电容5，第一电容4和第二电容5并联连接。其中，第一电容4又配置有第一开关13，第一电容4与第一开关13串联连接。同样地，第二电容5配置有第二开关14，第二电容5与第二开关 14串联连接。按照图1中的方位，压缩机10的上端部与压缩机电容9的下端部连接，压缩机电容9的上端部与端子排7的下端部连接，压缩机 10的下端部与过热保护器11串联连接，四通换向阀12的上端部连接到端子排7的下端部，端子排7还连接有接地线6，端子排7的上端部通过连接部分8连接到空调室内机。

接下来参阅图2，图2为本发明的空调外风机的控制方法的流程示意图。该方法主要包括如下步骤：

S100、使空调以制热模式运行。

S200、获取环境参数。如可以通过在空调室外机内安装的温度检测装置和湿度检测装置来获取环境温度和环境湿度。

S300、判断环境参数与设定阈值的大小。如在获取环境温度数值后，对环境温度的数值与第一阈值进行比较；在获取环境湿度数值后，对环境湿度的数值与第二阈值进行比较。

S400、基于判断结果，调整可变电容的电容量。如当环境温度大于第一阈值时，第一电容4和第二电容5同时与交流电机2连通。

通过上述描述可以看出，通过基于环境参数与设定阈值进行比较后的结果调整电容装置的电容量的方法，使得空调可以根据环境参数调整交流电机的转速，进而调整空调外风机的转速，使空调外风机能够为冷凝器提供所需的风量，进而使空调的制热效率与外界环境参数相匹配。

在一种可能的实施方式中，步骤S400又可以进一步包括：

S410、在环境温度大于第一阈值时，使第一控制开关13与第二控制开关14闭合，使第一电容4与第二电容5同时与交流电机2连通。如第一阈值为10℃，在环境温度大于10℃时，使第一电容4与第二电容5同时与交流电机2连通。

S420、在环境温度不大于第一阈值，判断环境湿度与第二阈值的关系，并基于判断结果调整电容装置的电容量。

其中，步骤S420又可以进一步包括：

S421、在环境温度不大于第一阈值，且环境湿度大于第二阈值时，使第一控制开关13与第二控制开关14闭合，使第一电容4与第二电容5同时与交流电机2连通。如第二阈值为60％，在环境温度不大于10℃且环境湿度大于60％时，使第一电容4与第二电容5同时与交流电机2连通。

S422、在环境温度不大于第一阈值，且环境湿度不大于第二阈值时，使第一控制开关13断开，第二控制开关14闭合，仅使第二电容5与交流电机2连通。如第二阈值为60％，在环境温度不大于10℃且环境湿度不大于60％时，仅使第二电容5与交流电机2连通。

优选地，第一电容4的电容量不大于第二电容5的电容量。

这样设置的优点在于：由于电容并联时，其总容量为第一电容4和第二电容5之和，并且电容越大，交流电机2的转速越快，因此在环境温度大于第一阈值(10℃)时，环境温度较高，将第一开关13和第二开关14同时闭合，即使第一电容4和第二电容5并联，以提高外风机1的转速，进而提高外风机1的风量，改善室外机冷凝器散热效果，提升制热量，避免由于室外温度过高造成冷凝器内部温度过高，进而导致制热效率下降。在环境温度不大于第一阈值(10℃)，环境湿度不大于第二阈值(60％)时，环境温度与环境湿度均较低，结霜较慢，将第一开关13断开，第二开关14闭合，即使第一电容4断电，第二电容5通电，外风机1的转速相对较低，进而减小外风机1的风量，降低功率消耗。在环境温度不大于第一阈值(10℃)，环境湿度大于第二阈值(60％) 时，环境温度较低，环境湿度较高，此时容易结霜，将第一开关13和第二开关14同时闭合，即使第一电容4和第二电容5并联，以提高外风机 1的转速，进而提高外风机1的风量，加快吹掉空调室外机冷凝水的速度，延缓结霜速度，改善室外机冷凝器散热效果，提升制热量。

显然，上述第一阈值和第二阈值的大小以及第一电容4和第二电容5的大小关系可以根据需要进行调整，以便适应更加具体的应用场景。如第一阈值可以为12℃，第二阈值可以为55％。在满足快速制热的转速需求前提下，第一电容4和第二电容5的大小关系还可以为第一电容4大于第二电容5。

本发明提供了一种空调外风机的控制系统，该系统主要包括可变容量的电容装置、切换模块、检测模块、判断模块以及控制模块。其中：

可变容量的电容装置，其包括第一电容4和第二电容5，并且它们配置成选择性地与交流电机2至少部分连通。

切换模块主要用于使所述空调以设定的工作模式运行。如使空调以制热模式运行。

检测模块主要用于获取环境参数。检测模块包括温度检测装置以及湿度检测装置，如温度测量仪、温度探测仪、温度感应设备、湿度计、湿度仪以及温湿检测仪等。

判断模块主要用于判断环境参数与设定阈值的大小。如在温度测量装置获取环境温度后，判断模块将环境温度与设定的温度进行比较；在湿度测量装置获取环境湿度后，判断模块将环境湿度与设定的湿度进行比较。

控制模块主要用于基于判断结果，调整电容装置的电容量。如在环境温度大于第一阈值时，控制模块使第一电容4与第二电容5 同时与交流电机2连通，进而空调外风机转速提高；在环境温度不大于第一阈值且环境湿度不大于第二阈值时，控制模块使第一电容4断电，仅第二电容5与交流电机2连通，进而空调外风机转速降低；以及在环境温度不大于第一阈值且环境湿度大于第二阈值时，控制模块使第一电容4和第二电容5同时与交流电机2连通，进而空调外风机转速提高。

下面参照图3，图3是一种应用本发明的空调外风机的控制方法的空调的工作逻辑图。

如图3所示，在一种优选的实施方式中，应用本发明的空调外风机的控制方法的空调的工作流程可以包括：开机→切换模块使空调运行制热模式→温度检测装置检测环境温度→判断环境温度是否大于第一阈值→在环境温度不大于第一阈值的情形下，湿度检测装置检测环境湿度→在环境湿度大于第二阈值的情形下，控制模块使第一开关与第二开关同时闭合，第一电容4与第二电容5同时与交流电机2连通，进而外风机转速提高，延缓结霜速度。

综上所述，本发明的空调外风机的控制方法及系统中，控制方法主要包括：使空调以制热模式运行；温度检测装置获取环境温度、湿度检测装置环境湿度；判断环境温度与第一阈值以及环境湿度与第二阈值的大小；基于判断结果，调整电容装置的电容量。其中，电容装置包括第一电容4和第二电容5，第一电容4和第二电容5并联连接。控制系统主要包括切换模块、检测模块、判断模块以及控制模块。在空调以制热模式运行状态下，通过将温度检测装置获取的环境温度与第一阈值进行比较，再将湿度检测装置获取的环境湿度与第二阈值进行比较，并基于比较结果调整第一电容和第二电容通断的方式，可以直接改变交流电机转速，进而改变空调外风机的转速，使外风机能够提供与冷凝器相对应的风量，进而提高制热效率，延缓结霜速度。进一步地，可变电容量的电容装置的设置，还使得本控制方法相比采用直流无刷电机控制外风机运转的方式来说，具有能耗小，成本低的优点，提高了产品市场竞争力的同时，也为用户带来了良好的使用体验。

需要说明的是，虽然本发明是以空调的工作模式为制热进行描述的，但是这种描述仅仅用于阐述本发明的原理，并非旨在于限制本发明的保护范围，本领域技术人员能够理解的是，本发明的原理还可以应用于空调的其他工作模式，如送风模式以及除湿模式等。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调外风机的控制方法，所述外风机包括风扇以及驱动所述风扇的驱动电机，

其特征在于，所述驱动电机配置有可变电容量的电容装置，所述控制方法包括如下步骤：

使所述空调以制热模式运行；

获取环境参数；

判断所述环境参数与设定阈值的大小；

基于判断结果，调整所述电容装置的电容量。

2.根据权利要求1所述的空调外风机的控制方法，其特征在于，所述电容装置包括第一电容和第二电容，所述第一电容和所述第二电容并联连接。

3.根据权利要求2所述的空调外风机的控制方法，其特征在于，所述环境参数包括环境温度和环境湿度。

4.根据权利要求3所述的空调外风机的控制方法，其特征在于，“基于判断结果，调整所述电容装置的电容量”的步骤进一步包括：

在所述环境温度大于第一阈值时，使所述第一电容和所述第二电容同时与所述驱动电机连通；

在所述环境温度不大于所述第一阈值时，基于所述环境湿度，调整所述电容装置的电容量。

5.根据权利要求4所述的空调外风机的控制方法，其特征在于，“基于所述环境湿度，调整所述电容装置的电容量”的步骤进一步包括：

在所述环境湿度大于第二阈值时，使所述第一电容和所述第二电容同时与所述驱动电机连通；

在所述环境湿度不大于所述第二阈值时，仅使所述第二电容与所述驱动电机连通。

6.根据权利要求5所述的空调外风机的控制方法，其特征在于，所述第一电容的电容量不大于所述第二电容的电容量。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的空调外风机的控制方法，其特征在于，所述电容装置还包括第一开关，所述第一开关与所述第一电容串联，用于控制所述第一电容的通断。

8.一种空调外风机的控制系统，所述外风机包括风扇以及驱动所述风扇的驱动电机，

其特征在于，所述系统包括：

可变容量的电容装置，其配置成选择性地与所述驱动电机至少部分连通；

切换模块，其用于使所述空调以制热模式运行；

检测模块，其用于获取环境参数；

判断模块，其用于判断所述环境参数与设定阈值的大小；

控制模块，其基于判断结果调整所述电容装置的电容量。

9.根据权利要求8所述的空调外风机的控制系统，其特征在于，

所述电容装置包括第一电容和第二电容，所述第一电容和第二电容并联连接，所述环境参数包括环境温度和环境湿度，并且

在所述环境温度大于所述第一阈值时，所述控制模块使所述第一电容和所述第二电容同时与所述驱动电机连通；

在所述环境温度不大于所述第一阈值时，所述控制模块基于所述环境湿度调整所述电容装置的电容量。

10.根据权利要求9所述的空调外风机的控制系统，其特征在于，

在所述环境湿度大于所述第二阈值时，所述控制模块使所述第一电容和所述第二电容同时与所述驱动电机连通；

在所述环境湿度不大于所述第二阈值时，所述控制模块使所述第二电容与所述驱动电机连通。