CN107560085A - 空调压缩机最小运行频率控制方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的空调压缩机最小运行频率控制方法及控制装置通过控制压缩机最小运行频率，从而在制冷运行时，防止因室外温度较低而导致压缩比过低，并且，在制热运行时，防止因室外温度较低而导致压缩机排气温度过低。包括：对空调器的室外温度进行检测的温度检测步骤；根据室外温度‑压缩机最小运行频率函数、来对与所述温度检测步骤中所检测出的所述室外温度相对应的压缩机最小运行频率进行计算的压缩机最小运行频率计算步骤；以及根据所述压缩机最小运行频率计算步骤中所计算出的所述压缩机最小运行频率、来对所述空调器的压缩机的最小运行频率进行更新的压缩机最小运行频率更新步骤。

Description

空调压缩机最小运行频率控制方法及控制装置

技术领域

本发明涉及具有制冷和制热功能的空调系统，特别涉及空调系统的压缩机最小运行频率控制方法及控制装置。

背景技术

作为现有的变频空调，一般通过变频器来控制和调整压缩机转速(频率)，根据室内温度的变化来调节制冷、制热速度，从而实现更精确、更舒适的温度控制。

然而，在像这样的现有的变频空调中，在制冷运行时，若室外温度变得较低，则会导致压缩比过低，此时压差较小，从而易引起压缩机排气阀片产生异常音。另一方面，在制热运行时，若室外温度变得较低，则会导致压缩机排气温度过低，排气过热度不足，排出油量增加，低频时回油速度变慢，从而易引起压缩机回油不佳而增加压缩机损耗，缩短其使用寿命。

以往，针对上述问题，通常的解决方案如下：在制冷运行时，通过减小电子膨胀阀开度来增加压缩比；在制热运行时，通过减小电子膨胀阀开度来增加压缩机排气温度。

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在制冷运行时，若压缩机的频率因变频器的调节而变得过小，则即使减小电子膨胀阀开度，压缩比的提升幅度也较小，从而有可能不足以防止压缩机排气阀片产生异常音。另一方面，在制热运行时，若压缩机的频率因变频器的调节而变得过小，则即使减小电子膨胀阀开度，压缩机排气温度上升幅度也较小，从而有可能不足以防止因压缩机回油不佳而增加压缩机损耗的情况的发生。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种空调压缩机最小运行频率控制方法及控制装置，通过控制压缩机最小运行频率，从而在制冷运行时，防止因室外温度较低而导致压缩比过低，并弥补减小电子膨胀阀开度时压缩比提升幅度不足的问题，并且，在制热运行时，防止因室外温度较低而导致压缩机排气温度过低，并弥补减小电子膨胀阀开度时排气温度上升幅度不足的问题。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的空调压缩机最小运行频率控制方法包括：温度检测步骤，该温度检测步骤对空调器的室外温度进行检测；压缩机最小运行频率计算步骤，该压缩机最小运行频率计算步骤根据室外温度-压缩机最小运行频率函数，来对与所述温度检测步骤中所检测出的所述室外温度相对应的压缩机最小运行频率进行计算；以及压缩机最小运行频率更新步骤，该压缩机最小运行频率更新步骤根据所述压缩机最小运行频率计算步骤中所计算出的所述压缩机最小运行频率，来对所述空调器的压缩机的最小运行频率进行更新。

另外，本发明所涉及的空调压缩机最小运行频率控制装置包括：温度检测单元，该温度检测单元对空调器的室外温度进行检测；压缩机最小运行频率计算单元，该压缩机最小运行频率计算单元与所述温度检测单元相连接，根据室外温度-压缩机最小运行频率函数，来对与所述温度检测单元所检测出的所述室外温度相对应的压缩机最小运行频率进行计算；以及压缩机最小运行频率更新单元，该压缩机最小运行频率更新单元与所述压缩机最小运行频率计算单元相连接，根据所述压缩机最小运行频率计算单元所计算出的所述压缩机最小运行频率，来对所述空调器的压缩机的最小运行频率进行更新。

发明效果

根据本发明的空调压缩机最小运行频率控制方法及控制装置，在制冷运行时，能防止因室外温度较低而导致压缩比过低，并能弥补减小电子膨胀阀开度时压缩比提升幅度不足的问题，从而能防止压缩机排气阀片产生异常音。在制热运行时，能防止因室外温度较低而导致压缩机排气温度过低，并能弥补减小电子膨胀阀开度时排气温度上升幅度不足的问题，从而能防止压缩机回油不佳，减小压缩机损耗，延长其使用寿命。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的空调系统100的结构的示意图。

图2是图1中的空调压缩机最小运行频率控制装置9的结构图。

图3是表示本发明所涉及的空调压缩机最小运行频率控制方法的流程图。

图4是表示本发明实施例1所涉及的制冷运行时的室外温度-压缩机最小运行频率函数的曲线图。

图5是表示本发明实施例1所涉及的制热运行时的室外温度-压缩机最小运行频率函数的曲线图。

图6是表示本发明实施例2所涉及的制冷运行时的室外温度-压缩机最小运行频率函数的曲线图。

图7是表示本发明实施例2所涉及的制热运行时的室外温度-压缩机最小运行频率函数的曲线图。

具体实施方式

下面，为了更详细地说明本发明，利用图1～图3，对用于实施本发明的方式进行说明。

首先，参照图1和图2来说明本实施方式所涉及的空调系统100的具体结构。

图1是表示本发明所涉及的空调系统100的结构的示意图。如图1所示，本发明的空调系统100是具备制冷和制热功能的冷暖两用变频空调系统，该空调系统100包括压缩机1、四通阀2、室外换热器3、电子膨胀阀4、室内换热器5以及控制器8。压缩机1的输入端和输出端分别与四通阀2相连接，从输入端抽取低压的制冷剂，将所抽取的制冷剂压缩成高压的制冷剂后从输出端输出。四通阀2根据空调系统100的运行模式来进行选通，在制冷模式下如图1的实线所示，使压缩机1的输入端与室内换热器5相连接并使压缩机1的输出端与室外换热器3相连接，并且，在制热模式下如图1的虚线所示，使压缩机1的输入端与室外换热器3相连接并使压缩机1的输出端与室内换热器5相连接。电子膨胀阀4设置于室内换热器5与室外换热器3之间，将所输入的高压的制冷剂节流降压成低压的制冷剂并输出。室外换热器3和室内换热器5都同时具备蒸发器和冷凝器，分别用于制冷剂与室内和室外空气之间的热交换，从而实现制冷和制热。此外，压缩机1、四通阀2、室外换热器3、电子膨胀阀4、室内换热器5都分别与空调控制器8相连接，如图中粗实线箭头所示，接收来自空调控制器8的控制信号从而受到控制。在本实施方式中，压缩机1、四通阀2、室外换热器3、电子膨胀阀4、室内换热器5与空调控制器8一起，构成本发明中的空调器。在制冷运行时，制冷剂沿着图 1中实线箭头方向流动。在制热运行时，制冷剂沿着图1中虚线箭头方向流动。

另外，本发明的空调系统100还包括空调压缩机最小运行频率控制装置 9，该空调压缩机最小运行频率控制装置9与第一感温包6和/或第二感温包7 相连接，接收来自第一感温包6和/或第二感温包7的温度信号，并向压缩机1 输出最小运行频率控制信号。此外，空调压缩机最小运行频率控制装置9还与空调控制器8相连接，其控制方式受到空调控制器8的控制。

作为上述第一感温包6和第二感温包7的一个示例，第一感温包6例如设置于室外换热器3的进风口处或其表面上，包括对室外的环境温度进行检测的温度传感器。第二感温包7例如设置于室外换热器3的管道上，包括对室外换热管道温度进行检测的温度传感器。本发明中的室外温度可以是上述室外环境温度、或者是上述室外换热管道温度、或者是上述室外环境温度和上述室外换热管道温度的组合。

图2是图1中的空调压缩机最小运行频率控制装置9的结构图。如图2所示，空调压缩机最小运行频率控制装置9包括温度检测单元10、压缩机最小运行频率计算单元11以及压缩机最小运行频率更新单元12。温度检测单元 10接收来自上述第一感温包6和/或第二感温包7的温度信号，以对空调器的室外温度进行检测。压缩机最小运行频率计算单元11与温度检测单元10相连接，从温度检测单元10接收室外温度的检测结果，并根据存储于其内部的室外温度-压缩机最小运行频率函数，来对与上述室外温度的检测结果相对应的压缩机最小运行频率进行计算。压缩机最小运行频率更新单元12与压缩机最小运行频率计算单元11相连接，根据压缩机最小运行频率计算单元11所计算出的压缩机最小运行频率，来对压缩机1的最小运行频率进行更新，并输出至压缩机1。

作为上述室外温度-压缩机最小运行频率函数，例如可以是一个分成多段的分段函数，每段分别对应一个压缩机最小运行频率，并且在各段之间，室外温度越低则压缩机最小运行频率越高。该室外温度-压缩机最小运行频率函数的具体示例将在后文中通过具体实施例来进行说明。

另外，本实施方式所涉及的空调压缩机最小运行频率控制装置9还包括运行模式检测单元13，该运行模式检测单元13连接在空调控制器8与压缩机最小运行频率计算单元11之间，接收来自空调控制器8的关于空调运行模式的控制信号，以对空调器的运行模式进行检测，并将检测结果输出至压缩机最小运行频率计算单元11。压缩机最小运行频率计算单元11根据运行模式检测单元13的检测结果，来判断空调器的运行模式是制冷运行还是制热运行，并选择相对应的室外温度-压缩机最小运行频率函数。

此处，对空调压缩机最小运行频率控制装置9包括运行模式检测单元13 的情况进行了说明，但本发明并不局限于此。例如，也可以不包括运行模式检测单元13，而由空调控制器8直接将关于空调运行模式的控制信号输入至压缩机最小运行频率计算单元11，并由压缩机最小运行频率计算单元11 根据该控制信号所设定的空调运行模式，来决定室外温度-压缩机最小运行频率函数。

接着，参照图3来说明空调压缩机最小运行频率控制装置9的动作。

图3是表示本发明所涉及的空调压缩机最小运行频率控制方法的流程图。如图3所示，在开始进行空调压缩机最小运行频率控制后，首先，在步骤S1中，由温度检测单元10利用第一感温包6和/或第二感温包7对空调器的室外温度进行检测，并前进至步骤S2。接着，在步骤S2中，由运行模式检测单元13接收来自空调控制器8的关于空调运行模式的控制信号，并对空调运行模式进行判断，然后，将判断结果发送至压缩机最小运行频率计算单元11。当在步骤S2中判断为空调运行模式是制冷运行时，前进至步骤S3。在步骤S3中，由压缩机最小运行频率计算单元11例如根据后述的制冷运行时的室外温度-压缩机最小运行频率函数，来对与在步骤S1中所检测出的室外温度相对应的压缩机最小运行频率进行计算，并前进至步骤S5。另外，当在步骤S2中判断为空调运行模式是制热运行时，前进至步骤S4。在步骤 S4中，由压缩机最小运行频率计算单元11例如根据后述的制热运行时的室外温度-压缩机最小运行频率函数，来对与在步骤S1中所检测出的室外温度相对应的压缩机最小运行频率进行计算，并前进至步骤S5。在步骤S5中，由压缩机最小运行频率更新单元12根据在步骤S3或步骤S4中所计算出的压缩机最小运行频率，来对空调器的压缩机的最小运行频率进行更新，并将更新后的压缩机最小运行频率输出至压缩机1。最后，返回步骤S1并重复执行上述S1～S5的步骤，以持续对空调器的室外温度进行监测。

在上述流程图中，步骤S1相当于本发明的温度检测步骤，该温度检测步骤对空调器的室外温度进行检测。步骤S2～S4相当于本发明的压缩机最小运行频率计算步骤，该压缩机最小运行频率计算步骤根据室外温度-压缩机最小运行频率函数，来对与所述温度检测步骤中所检测出的所述室外温度相对应的压缩机最小运行频率进行计算。步骤S5相当于本发明的压缩机最小运行频率更新步骤，该压缩机最小运行频率更新步骤根据所述压缩机最小运行频率计算步骤中所计算出的所述压缩机最小运行频率，来对所述空调器的压缩机的最小运行频率进行更新。

根据上述结构，能基于室外温度来对压缩机1的最小运行频率进行调整，从而在制冷运行的情况下，能在室外温度较低时避免因压缩比的提升幅度过小而不足以防止压缩机排气阀片产生异常音，并且在制热运行的情况下，能在室外温度较低时避免因压缩机排气温度上升幅度过小而不足以防止压缩机回油不佳。

接下来，利用图4～7，对本发明的实施例进行说明。

实施例1.

图4是表示本实施例1所涉及的制冷运行时的室外温度-压缩机最小运行频率函数的曲线图，图5是表示本实施例1所涉及的制热运行时的室外温度-压缩机最小运行频率函数的曲线图。

如图4所示，当运行模式检测单元13接收到来自空调控制器8的关于空调运行模式的控制信号，并判断为空调运行模式是制冷运行时，根据如下分段函数，来对与温度检测单元10所检测出的室外温度相对应的压缩机最小运行频率进行计算：

F_min＝F₁ T_a＜T₁

F_min＝F₂ T₁≤T_a＜T₂

F_min＝F₃ T_a≥T₂

其中，F_min为压缩机最小运行频率，T_a为室外温度，T₁、T₂为预设的制冷运行温度常数，F₁、F₂、F₃为预设的制冷运行频率常数，并且满足T₁≤T₂且F₁≥F₂≥F₃的关系。

另外，如图5所示，当运行模式检测单元13接收到来自空调控制器8的关于空调运行模式的控制信号，并判断为空调运行模式是制热运行时，根据如下分段函数，来对与温度检测单元10所检测出的室外温度相对应的压缩机最小运行频率进行计算：

F_min＝F₄ T_a＜T₃

F_min＝F₅ T₃≤T_a＜T₄

F_min＝F₆ T_a≥T₄

其中，F_min为压缩机最小运行频率，T_a为室外温度，T₃、T₄为预设的制热运行温度常数，F₄、F₅、F₆为预设的制热运行频率常数，并且满足T₃≤T₄且F₄≥F₅≥F₆的关系。

此外，在上述两个室外温度-压缩机最小运行频率函数中，F₁～F₄以及 T₁～T₃根据不同型号的空调器的具体要求来进行设定。

实施例2.

图6是表示本实施例2所涉及的制冷运行时的室外温度-压缩机最小运行频率函数的曲线图，图7是表示本实施例2所涉及的制热运行时的室外温度-压缩机最小运行频率函数的曲线图。

如图6的箭头所示，在空调运行模式为制冷运行的情况下，当室外温度从高温下降至低温时，与上述实施例1相同，压缩机最小运行频率F_min分别在室外温度T_a成为T₂和T₁时进行变更。然而，在本实施例2中，当室外温度从低温上升至高温时，压缩机最小运行频率F_min在室外温度T_a超过T_n+T后才进行变更，其中，T为温度滞后值，n＝1、2。

另外，如图7的箭头所示，在空调运行模式为制热运行的情况下，当室外温度从高温下降至低温时，与上述实施例1相同，压缩机最小运行频率F_min分别在室外温度T_a成为T₄和T₃时进行变更。然而，在本实施例2中，当室外温度从低温上升至高温时，压缩机最小运行频率F_min在室外温度T_a超过T_n+T 后才进行变更，其中，T为温度滞后值，n＝3、4。

在本实施方式中，采用了将空调压缩机最小运行频率控制装置9的各个模块设置于控制基板上的结构，但并不局限于此。例如，也可以利用计算机软件来实现上述各个模块的功能。

此外，虽然本发明的内容通过上述实施方式及实施例进行了详细介绍，但应当认识到上述描述不应被认为是对本发明的限制。本领域技术人员在阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

工业上的实用性

本发明所涉及的空调压缩机最小运行频率控制方法能在制冷运行时防止压缩机排气阀片产生异常音，并能在制热运行时防止压缩机回油不佳，减小压缩机损耗，延长其使用寿命，因此，适用于具有制冷和制热功能的变频空调系统。

标号说明

1 压缩机

2 四通阀

3 室外换热器

4 电子膨胀阀

5 室内换热器

6 第一感温包

7 第二感温包

8 空调控制器

9 空调压缩机最小运行频率控制装置

10 温度检测单元

11 压缩机最小运行频率计算单元

12 压缩机最小运行频率更新单元

13 运行模式检测单元。

Claims (11)

1.一种空调压缩机最小运行频率控制方法，其特征在于，包括：

温度检测步骤，该温度检测步骤对空调器的室外温度进行检测；

压缩机最小运行频率计算步骤，该压缩机最小运行频率计算步骤根据室外温度-压缩机最小运行频率函数，来对与所述温度检测步骤中所检测出的所述室外温度相对应的压缩机最小运行频率进行计算；以及

压缩机最小运行频率更新步骤，该压缩机最小运行频率更新步骤根据所述压缩机最小运行频率计算步骤中所计算出的所述压缩机最小运行频率，来对所述空调器的压缩机的最小运行频率进行更新。

2.如权利要求1所述的空调压缩机最小运行频率控制方法，其特征在于，

所述室外温度-压缩机最小运行频率函数为分成多段的分段函数，每段分别对应一个所述压缩机最小运行频率，并且在各段之间所述室外温度越低则所述压缩机最小运行频率越高。

3.如权利要求1或2所述的空调压缩机最小运行频率控制方法，其特征在于，

还包括：运行模式检测步骤，该运行模式检测步骤对所述空调器的运行模式进行检测，并根据所检测的运行模式来决定所述室外温度-压缩机最小运行频率函数，

当所述空调器进行制冷运行时，所述室外温度-压缩机最小运行频率函数表示如下：

F_min＝F₁ T_a＜T₁

F_min＝F₂ T₁≤T_a＜T₂

F_min＝F₃ T_a≥T₂

其中，F_min为所述压缩机最小运行频率，T_a为所述室外温度，T₁、T₂为预设的制冷运行温度常数，F₁、F₂、F₃为预设的制冷运行频率常数，并且满足T₁≤T₂且F₁≥F₂≥F₃的关系。

4.如权利要求3所述的空调压缩机最小运行频率控制方法，其特征在于，

当所述室外温度从低温上升至高温时，所述压缩机最小运行频率F_min在所述室外温度T_a超过T_n+T后才进行变更，其中，T为温度滞后值，n＝1、2。

5.如权利要求1或2所述的空调压缩机最小运行频率控制方法，其特征在于，

还包括：运行模式检测步骤，该运行模式检测步骤对所述空调器的运行模式进行检测，并根据所检测的运行模式来决定所述室外温度-压缩机最小运行频率函数，

当所述空调器进行制热运行时，所述室外温度-压缩机最小运行频率函数表示如下：

F_min＝F₄ T_a＜T₃

F_min＝F₅ T₃≤T_a＜T₄

F_min＝F₆ T_a≥T₄

其中，F_min为所述压缩机最小运行频率，T_a为所述室外温度，T₃、T₄为预设的制热运行温度常数，F₄、F₅、F₆为预设的制热运行频率常数，并且满足T₃≤T₄且F₄≥F₅≥F₆的关系。

6.如权利要求5所述的空调压缩机最小运行频率控制方法，其特征在于，

当所述室外温度从低温上升至高温时，所述压缩机最小运行频率F_min在所述室外温度T_a超过T_n+T后才进行变更，其中，T为温度滞后值，n＝3、4。

7.如权利要求1或2所述的空调压缩机最小运行频率控制方法，其特征在于，

所述室外温度为室外的环境温度。

8.如权利要求1或2所述的空调压缩机最小运行频率控制方法，其特征在于，

所述室外温度为室外换热管道温度。

9.一种空调压缩机最小运行频率控制装置，其特征在于，包括：

温度检测单元，该温度检测单元对空调器的室外温度进行检测；

压缩机最小运行频率计算单元，该压缩机最小运行频率计算单元与所述温度检测单元相连接，根据室外温度-压缩机最小运行频率函数，来对与所述温度检测单元所检测出的所述室外温度相对应的压缩机最小运行频率进行计算；以及

压缩机最小运行频率更新单元，该压缩机最小运行频率更新单元与所述压缩机最小运行频率计算单元相连接，根据所述压缩机最小运行频率计算单元所计算出的所述压缩机最小运行频率，来对所述空调器的压缩机的最小运行频率进行更新。

10.如权利要求9所述的空调压缩机最小运行频率控制装置，其特征在于，还包括：

运行模式检测单元，该运行模式检测单元与所述空调器以及所述压缩机最小运行频率计算单元相连接，对所述空调器的运行模式进行检测，并将检测结果输出至所述压缩机最小运行频率计算单元，

当所述运行模式检测单元的检测结果为制冷运行模式时，所述压缩机最小运行频率计算单元利用如下室外温度-压缩机最小运行频率函数来计算所述压缩机最小运行频率：

F_min＝F₁ T_a＜T₁

F_min＝F₂ T₁≤T_a＜T₂

F_min＝F₃ T_a≥T₂

其中，F_min为所述压缩机最小运行频率，T_a为所述室外温度，T₁、T₂为预设的制冷运行温度常数，F₁、F₂、F₃为预设的制冷运行频率常数，并且满足T₁≤T₂且F₁≥F₂≥F₃的关系，

当所述运行模式检测单元的检测结果为制热运行模式时，所述压缩机最小运行频率计算单元利用如下室外温度-压缩机最小运行频率函数来计算所述压缩机最小运行频率：

F_min＝F₄ T_a＜T₃

F_min＝F₅ T₃≤T_a＜T₄

F_min＝F₆ T_a≥T₄

其中，F_min为所述压缩机最小运行频率，T_a为所述室外温度，T₃、T₄为预设的制热运行温度常数，F₄、F₅、F₆为预设的制热运行频率常数，并且满足T₃≤T₄且F₄≥F₅≥F₆的关系。

11.一种空调系统，其特征在于，包括：

空调器；以及

如权利要求9或10所述的空调压缩机最小运行频率控制装置。