CN108534320B

CN108534320B - 空调器制冷启动控制方法、空调器及存储介质

Info

Publication number: CN108534320B
Application number: CN201810276100.5A
Authority: CN
Inventors: 屈金祥
Original assignee: Midea Group Co Ltd; GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Current assignee: Midea Group Co Ltd; GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: CN108534320A

Abstract

本发明提供了一种空调器制冷启动控制方法、空调器及存储介质，该空调器制冷启动控制方法通过在空调器接收到开机指令时，获取当前的室外环境温度T4值，并根据室外环境温度值确定压缩机的启动时的最高运行频率Fmax值，最后控制压缩机按照最高运行频率Fmax值运行，相对现有的空调器制冷启动时控制压缩机缓慢升频到最高运行频率的方案，能快速的上升大最高频率值，以此获得快速的制冷效果，满足用户的舒适性要求。

Description

空调器制冷启动控制方法、空调器及存储介质

技术领域

本发明涉及空调器控制领域，尤其涉及一种空调器制冷启动控制方法、空调器及存储介质。

背景技术

目前变频空调器制冷开机过程中，压缩机的运行频率是通过以一定速度提升的，并且提升过程中基于平台的方式慢慢升到最高运行频率，即通过运行不同的频率阶段提升到最高运行频率，这样导致用户要比较长的时间才能体验到制冷效果，以此影响了用户的舒适性体验。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种空调器制冷启动控制方法，目的在于解决现有变频空调器在启动时压缩机的运行提升频率相对缓慢导致空调器的制冷或者制热能力不能快速的输出，从而影响用户的舒适性体验问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种空调器制冷启动控制方法，所述空调器制冷启动控制方法包括：

在空调器接收到开机指令时，获取当前的室外环境温度值；

根据所述室外环境温度值确定压缩机启动时的最高运行频率值；

控制所述压缩机按照所述最高运行频率值运行。

优选的，根据所述室外环境温度值确定压缩机启动时的最高运行频率包括：

根据所述室外环境温度值确定所述室外环境温度值所对应的预设的温度区间；

根据所述预设温度区间确定压缩机启动时的最高运行频率值。

优选的，所述控制所述压缩机按照所述最高运行频率值运行包括：

控制压缩机在启动的预设时间T1内将所述压缩机的运行频率提升到所述最高运行频率，其中4≤T1≤12秒。

优选的，在执行所述空调器控制器控制所述压缩机按照所述最高运行频率值运行的步骤同时，还包括：

控制空调器的PFC模块开启。

优选的，所述空调器的PFC模块开启的步骤之后还包括：

获取所述PFC模块的工作电流；

当所述工作电流小于第一预设电流值时，控制所述PFC模块关闭。

优选的，所述控制空调器的PFC模块开启的步骤之前还包括：

获取所述PFC模块的工作电流；

当所述工作电流大于第二预设电流值时，控制所述PFC模块开启。

优选的，在执行所述控制所述压缩机按照所述最高运行频率值运行的步骤同时，还包括：

根据所述室外环境温度值确定室外风机风速值；

控制室所述外风机按照所述风速值运行。

优选的，在所述空调器控制器控制所述压缩机按照所述最高运行频率值运行之后还包括：

获取当前室内环境温度值和目标温度值；

判断所述室内环境温度值和所述目标温度值的差值是否小于预设温度值；

若是，则根据所述室内环境温度值和所述目标温度值的差值，以及前一次控制周期获取的室内环境温度值与获取当前室内环境温度值的差值确定所述压缩机运行频率变化量，根据所述压缩机运行频率变化量确定压缩机运行频率值，并根据所述压缩机运行频率值控制所述压缩机运行。

为实现上述目的，本发明还提供一种空调器，所述室内机和/或所述室外机上设置有控制器，所述室外机上还设置有压缩机驱动模块和PFC模块，所述PFC模块用于对输入的脉动直流电进行功率因素校正，输出平滑的直流电，以为所述压缩机驱动模块的工作供电，所述压缩机驱动模块在所述控制器的控制下控制压缩机运行，所述控制器包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空调器控制程序，所述空调器控制程序被所述处理器执行时实现所述的空调器制冷启动控制方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有空调器控制程序，所述空调器控制程序被处理器执行时实现所述的空调器制冷启动控制方法的步骤。

本发明实施例的空调器制冷启动控制方法，通过在空调器接收到开机指令时，获取当前的室外环境温度T4值，并根据室外环境温度值确定压缩机的启动时的最高运行频率Fmax值，最后控制压缩机按照最高运行频率Fmax值运行，相对现有的空调器制冷启动时控制压缩机缓慢升频到最高运行频率的方案，能快速的上升大最高频率值，以此获得快速的制冷效果，满足用户的舒适性要求。

附图说明

图1为本发明第一实施例的空调器控制器的模块示意图；

图2为本发明第一实施例的空调器控制方法的流程示意图；

图3为本发明第二实施例的空调器控制器的一具体电路示意图；

图4为本发明第二实施例的空调器控制方法的流程示意图；

图5为本发明第二实施例的空调器控制方法的另一流程示意图；

图6为本发明第三实施例的空调器控制方法的流程示意图；

图7为本发明第四实施例的空调器控制方法的流程示意图。

图8为本发明的空调器控制器单元功能模块示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出一种空调器制冷启动控制方法，空调器制冷启动控制方法应用于空调器控制器，如图1所示，空调器控制器包括MCU5、PFC模块10和压缩机驱动模块20，PFC模块10对输入的交流电源进行功率因素校正，并输出直流电为压缩机驱动模块20供电，压缩机驱动模块20在MCU的控制下控制压缩机50运行，空调器控制器还包括外风机驱动模块40，在MCU5控制下驱动外风机60运行，这里的外风机60电机可以为直流电机，可根据MCU5的控制指令运行不同的转速值。上述的空调器控制器还可以包括室外环境温度检测模块、室内环境温度检测模块以及其他的空调器负载等驱动电路，以检测空调器的室外环境温度和室内房间温度值以及驱动空调器其他负载工作，图1中未示出。如图2所示该空调器制冷启动控制方法包括：

步骤S10，在空调器接收到开机指令时，获取当前的室外环境温度值；

步骤S20，根据室外环境温度值确定压缩机启动时的最高运行频率值；

步骤S30，控制压缩机按照最高运行频率值运行。

空调器控制器在接收到用户通过控制终端发出的开机指令时，控制空调器启动，按照用户设定的模式实际如制冷或者制热模式运行，通过室外温度检测模块获取当前的室外环境温度值T4，然后根据室外环境温度值T4确定压缩机启动的最高运行频率值Fmax，最后控制空调器按照上述的最高运行频率值Fmax控制压缩机启动。

具体的，通过室外温度检测模块获取当前的室外环境温度值T4可以是根据室外环境温度值T4确定所在的预设温度区间，然后根据所在的预设温度区间确定上述最高运行频率值Fmax。以制冷模式为例，如以下表格所示：

上述表格中，将T4温度分为6个区间，每个区间对应不同的压缩机最高运行频率值Fmax。在上述表格中可以看出，当室外环境温度值T4偏低时，压缩机能运行的比较高的频率，但当室外环境温度值T4偏低如30℃≥T4时，针对此时室外环境很低，在实际运行制冷时已经不需要空调器输出强劲的制冷能力已经可以能满足房间的快速低温需求，因此此时不需要压缩机运行太高的频率，可以按照现有的压缩机普通启动频率如从20Hz开始上升即可。

而当室外环境温度值T4越高时，由于室外机控制器中驱动压缩机运行的功率器件发热越严重，为了保护这些功率器件不止过热损坏，因此需要降低压缩机运行频率以降低功率器件输出功率，因而此时压缩机的最高运行频率Fmax会随着T4的上升而降低。

除了上升基于T4温度与Fmax对应的关系表格获得Fmax值外，还可以根据基于T4与Fmax对应的公式得到，具体是通过前期实验数据中的不同的T4温度值与Fmax对应值，基于拟合公式得到二者之间的关系式，如可以通过以下拟合公式计算得到：

Fmax＝AT4³+BT4²+CT4+D；

其中A、B、C、D为根据实验确定的计算系数。需要说明的是，上述拟合公式仅仅用来说明最高运行频率值Fmax与T4存在一定的关系，并不限定本发明的范围，根据前期实验过程中Fmax和T4数据组也可以根据其他拟合方法拟合，获得其他拟合公式。

进一步的，在空调器控制器控制压缩机按照所述最高运行频率值Fmax启动运行时，具体是在极短的预设时间内将压缩机的运行频率提升到上述最高运行频率值Fmax值，这里的预设时间取值在4-12秒之间，如可在5秒内将压缩机从零开启启动到最高运行频率80Hz，然后控制压缩机一直持续按照此频率运行，以此控制空调器快速输出制冷能力。由于现有的空调器在制冷模式启动时是控制压缩机从较低的频率开始慢慢上升到最高频率，如从20Hz开始慢慢上升，最后达到最高运行频率80Hz，这期间的时间一般需要3-7分钟左右，相对本发明的方案4-12秒要长很多，因此本发明的空调器制冷启动控制方法能控制压缩机在极短的时间内快速上升到最高频率，且此最高频率是能让压缩机以及控制器安全工作，以此快速输出制冷能力，满足用户的舒适性要求。

进一步的，作为本发明提供的空调器制冷启动控制方法的第二实施例，基于本发明的空调器制冷启动控制方法的第一实施例，在本实施例中，在执行空调器控制器控制压缩机按照最高运行频率值运行的步骤同时，还包括：

空调器控制器控制PFC模块开启。

基于本发明实施例的空调器控制器的一具体电路如图3所示，其空调器控制器具体包括对输入的交流源1的交流电压检测模块2、输入的交流电流检测模块3、D1-D4二极管构成的整流电路、MCU5、PFC模块4、直流母线电压检测电路6、滤波电路7、压缩机驱动模块8。外界输入的交流源1的交流电经D1-D4二极管构成的整流电路整流输出脉动的直流电，然后经过主要电感器L和功率管S7组成的PFC模块4的功率因素校正，并经由电解电容EC组成滤波电路7滤波输出平滑的直流母线电压，此直流母线电压为压缩机驱动模块8提供工作所需的直流电源，MCU5根据输入的交流电流检测模块3检测的交流电压值、以及直流母线电压检测电路6检测的直流母线电压值和交流电流检测模块3检测的输入交流电流值产生PFC控制的PWM信号，以此PWM信号控制PFC模块4的功率管S7进行开关切换，以此控制PFC模块4工作，同时MCU5输出六路PWM信号Du、Dv和Dw到压缩机驱动模块8内部的驱动电路81，驱动电路81驱动上下桥臂的六个功率管S1-S6进行开关状态切换，以驱动压缩机8工作，MCU5同时接收压缩机相电流检测电路输出的相电流信号Iu、Iv和Iw，以此调整输出六路PWM信号使得压缩机运行达到设定频率值。

基于PFC工作原理可知，当PFC模块4在工作时，由于通过开关管S7的开关切换持续的控制电感器L进行充电和放电的能量转换，使得电解电容EC持续的充电，因而其PFC模块4的输出电压要高于输入端电压，如针对输入为220V的交流电输出一般可达到400V，而当PFC模块4不工作，即功率管S7关闭时，此时交流电压仅通过D1-D4二极管构成的整流电路整流再经电解电容EC滤波，为普通的整流滤波工作原理，其输出的直流电要低很多，一般只有300V左右。

当现有空调器按照普通的制冷启动控制方法启动压缩机时，由于压缩机频率提升缓慢，一般需要几分钟时间才达到最高运行频率值，因而在压缩机开始启动时对压缩机驱动模块8输入端提供的直流电源的功率较小，如果功率过高也即直流电源的母线电压过高时，会使得加载在压缩机驱动模块8上的电压过高容易引起驱动压缩机在低频运行时失控甚至损坏驱动模块8内部的功率器件。因而针对现有的制冷启动方法，在控制压缩机启动时，PFC模块4不能开启，只有当压缩机的运行频率升高到一定值，使得压缩机驱动模块8的工作电流超过一定值如2A时才能开启PFC模块，此时虽然输出的直流母线电压升高，但由于压缩机已经运行到较高的频率，需要的功率提升上来了，因而可以实现匹配的对其供应。

由于本发明的空调器制冷启动控制方法需要在极短的时间内控制压缩机启动到最高运行频率值，因而现有的空调器制冷启动方案，在压缩机启动时即要求对压缩机驱动模块8提供较大的输入电源功率，因此在压缩机启动时，MCU5即可控制PFC模块4开启工作，使得直流母线电压上升，以满足压缩机快速启动的功率需求，否则PFC模块4不工作时，难以满足压缩机驱动模块8的电源功率需求，使得压缩机驱动模块8可能出现不能快速升频到最高频率的现象。

进一步的，如图4所示，在空调器的PFC模块开启的步骤之后还包括：

步骤S41，获取PFC模块的工作电流；

步骤S42，当工作电流小于第一预设电流值时，控制PFC模块关闭。

在压缩机驱动模块8控制压缩机9启动运行最高运行频率值Fmax值之后，如果空调器所在的房间温度下降，并达到设定温度，则更加空调器的通用控制规则，此时需控制压缩机的频率降低，以维持目前房间温度值，如果在压缩机的频率降低也即压缩机驱动模块8的工作电流降低时，此时压缩机驱动模块8的加载电源功率下降，当工作电流降低到一定值时如3A，此时需将PFC模块4关闭，防止输出的直流母线电压过高对压缩机驱动模块8造成损坏。

值得说明的是，上述PFC模块4的工作电流可通过交流电流检测模块3检测输入到PFC模块4的电流实现，或者可在PFC模块4输出的直流母线端设置一个电流检测模块实现，图3中未示出，此容易根据现有的电流检测电路如基于电阻式的检测电路实现。

进一步的，如图5所示，在控制空调器的PFC模块开启的步骤之前还包括：

步骤S43，获取PFC模块的工作电流；

步骤S44，当工作电流大于第二预设电流值时，控制PFC模块开启。

在空调器制冷启动时，压缩机驱动模块8控制压缩机9启动运行到最高运行频率也有一个极短的时间如4-12秒，而在压缩机刚启动时，以启动时间5秒为例在3秒以前，此时压缩机仍处于较低频率因此压缩机驱动模块8的工作电流仍偏低如只有2A以下，因而此时PFC模块4不宜与压缩机启动的同时开启，避免在这3秒时间内其输出的直流母线电压过高对压缩机驱动模块8造成冲击，而是需要等到压缩机上升到了一定频率才控制PFC模块4开启，以此使得对压缩机驱动模块8提供的电源功率与之实际工作所需匹配更加合理，提高整个控制器的工作可靠性。此第二预设电流值可设置为与第一预设电流值相同如都为3A，也可以设置的比第一预设电流值偏低如2A，只要能满足压缩机驱动模块8的电源需求即可。

进一步的，作为本发明提供的空调器制冷启动控制方法的第三实施例，基于本发明的空调器制冷启动控制方法的第一实施例，在本实施例中，如图6所示，在执行空调器控制器控制压缩机按照最高运行频率值运行的步骤同时，还包括：

步骤S45，根据室外环境温度值确定室外风机风速值；

步骤S46，空调器控制器控制室外风机按照风速值运行。

由于在空调器控制器控制压缩机按照最高运行频率值Fmax运行时，根据室外环境温度值T4的不同，其最高运行频率值Fmax不同，当压缩机处于不同的运行频率时，其制冷能力不同，因而需要对室外机的冷凝器的交换的热量也不同，如当压缩机工作频率很高为90Hz时会比工作在70Hz输出更高的制冷能力，此时需要对冷凝器进行更多热交换，以此需要室外风机输出的风量更大，以满足更多的热交换需求。因而，可根据室外环境温度的不同针对压缩机的运行频率不同控制室外风机运行不同的风速值，以满足室外机冷凝器的热交换需求，以此使得空调器室内机输出对应的制冷能力。

具体的，可针对图1所示的空调器控制器，MCU室外环境温度值T4确定室外风机电机的转速值，此确定方式可与第一实施例中室外环境温度值T4与最高运行频率值Fmax的对应关系，或者基于二者的计算公式实现，然后MCU通过外风机驱动模块驱动外风机电机运行此转速值，以此控制外风机电机运行此目标转速值。

进一步的，作为本发明提供的空调器制冷启动控制方法的第四实施例，基于本发明的空调器制冷启动控制方法的第一至第三中任意一个实施例，在本实施例中，如图7所示，在空调器控制器控制压缩机按照最高运行频率值运行之后还包括：

步骤S50，获取当前室内环境温度值和目标温度值；

步骤S60，判断室内环境温度值和目标温度值的差值是否小于预设温度值；

步骤S70，若是，根据室内环境温度值和目标温度值的差值，以及前一次控制周期获取的室内环境温度值与获取当前室内环境温度值的差值确定压缩机运行频率变化量，根据压缩机运行频率变化量确定压缩机运行频率值，并根据压缩机运行频率值控制压缩机运行。

本实施例中，针对在空调器控制器控制压缩机按照最高运行频率值运行之后压缩机的频率控制方案，具体如下：

空调器实时检测环境温度值，根据当前室内环境温度值与目标温度值即设定温度值的差值得到室内环境温度值与设定温度值变化情况，且根据前一次室内环境温度值与前室内环境温度值的差值获得室内环境温度的变化情况，根据这两个变化情况即两个差值的大小获得压缩机频率的变化量，其获得过程可以通过公式计算或者利用查表的方法的得到，例如在制冷模式下以查表的方法得到压缩机的一部分频率变化量ΔF(Hz)如下：

上述表格中T1(n)-TS(n)表示当前室内温度值T1与设定温度值的差值(单位℃)，T1(n-1)-T1(n)表示前一次室内环境温度值与当前室内环境温度值的差值(单位℃)，通过二者差值的不同对应到不同的压缩机频率变化量ΔF，相对以往压缩机频率控制仅根据室内环境温度与设定温度值的变化情况，增加了室内环境温度的前后变化情况来综合得到压缩机的频率变化量，以此得到的压缩机频率调节量更加准确。

根据压缩机频率变化量ΔF得到压缩机下一步需要运行的频率F值，可以通过简单的计算如F(n)＝F(n-1)+ΔF得到，其中F(n)为下一步压缩机运行频率值，F(n-1)为当前压缩机运行频率值，或者也可以结合压缩机运行频率的前后变化情况来计算得到，如F(n)＝ΔF×K+min(F(n-2)，F(n-1))，其中F(n-2)为前一次压缩机的运行频率值，K为ΔF的修正系数，需要通过前期实验确定，此种方案计算压缩机的运行频率考虑了其前后变化情况，以此得到的压缩机频率更加准确。

本发明还提出一种空调器，包括室内机和室外机，该空调器为变频空调器，其中室内机上有室内控制器，用于接收空调器的控制指令，并控制空调器的室内机负载如内风机、控制水平导风条的步进电机等工作，室外机也设置有室外控制器，室外机上还设置有压缩机驱动模块和PFC模块，PFC模块用于对输入的脉动直流电进行功率因素校正，输出平滑的直流电，以为压缩机驱动模块的工作供电，压缩机驱动模块在控制器的控制下控制压缩机运行，室内控制器与室外控制器通过电流环建立通讯，室内机发送空调器的室外控制指令给室外机控制器以控制室外机负载如压缩机、外风机、四通阀等工作。其中室内机控制器或者室外机控制器单元如图8所示，该控制器包括存储器20、处理器10和存储在存储器20上并可在处理器10上运行的空调器控制程序30，该空调器控制程序30被处理器10执行时实现上述实施例中的空调器制冷启动控制方法。

例如空调器控制程序30可用于执行以下步骤中的空调器制冷启动控制方法的指令：

步骤S30，控制压缩机按照最高运行频率值运行。

本发明还提出一种计算机可读取存储介质，如图8所示，该计算机可读取存储介质存储有空调器的控制方法程序30，该计算机可读取存储介质可以是与空调器的处理器10连接的存储器20，或者可以是如FLASH存储器，或者是可以移动使用的便携式存储器如U盘、SD卡等，上述存储器20也可以集成在控制器中，为控制器的内置存储器。空调器控制程序被处理器执行时实现上述实施例中的空调器制冷启动控制方法。

例如，空调器控制程序可用于执行以下步骤中的空调器启动控制方法的指令：

步骤S30，控制压缩机按照最高运行频率值运行。

在本说明书的描述中，参考术语“第一实施例”、“第二实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种空调器制冷启动控制方法，所述空调器制冷启动控制方法应用于空调器控制器，其特征在于，所述空调器制冷启动控制方法包括：

在空调器接收到开机指令时，获取当前的室外环境温度值；

当室外环境温度值大于预设温度值时，控制所述压缩机按照所述最高运行频率值运行；

当室外环境温度值小于或等于预设温度值时，按照压缩机普通启动频率启动；

在执行所述控制所述压缩机按照所述最高运行频率值运行的步骤同时，还包括：

控制空调器的PFC模块开启；

所述控制空调器的PFC模块开启的步骤之后还包括：

获取所述PFC模块的工作电流；

当所述工作电流小于第一预设电流值时，控制所述PFC模块关闭；

所述控制空调器的PFC模块开启的步骤之前还包括：

获取所述PFC模块的工作电流；

2.如权利要求1所述的空调器制冷启动控制方法，其特征在于，根据所述室外环境温度值确定压缩机启动时的最高运行频率包括：

根据所述室外环境温度值确定所述室外环境温度值所对应的预设温度区间；

3.如权利要求1所述的空调器制冷启动控制方法，其特征在于，所述控制所述压缩机按照所述最高运行频率值运行包括：

4.如权利要求1所述的空调器制冷启动控制方法，其特征在于，在执行所述控制所述压缩机按照所述最高运行频率值运行的步骤同时，还包括：

根据所述室外环境温度值确定室外风机风速值；

控制所述室外风机按照所述风速值运行。

5.如权利要求1至4任一项所述的空调器制冷启动控制方法，其特征在于，在所述控制所述压缩机按照所述最高运行频率值运行之后还包括：

获取当前室内环境温度值和目标温度值；

6.一种空调器，所述空调器包括室内机和室外机，所述室内机和/或所述室外机上设置有控制器，所述室外机上还设置有压缩机驱动模块和PFC模块，所述PFC模块用于对输入的脉动直流电进行功率因素校正，输出平滑的直流电，以为所述压缩机驱动模块的工作供电，所述压缩机驱动模块在所述控制器的控制下控制压缩机运行，所述控制器包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空调器控制程序，所述空调器控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的空调器制冷启动控制方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有空调器控制程序，所述空调器控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的空调器制冷启动控制方法的步骤。