CN108731211A - 空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调器及其控制方法。该方法检测室内机的出风干球温度。根据出风干球温度的变化趋势调节电磁阀的开度，使得电磁阀开度达到最佳节流点，此时出风干球温度达到极值。在出风干球温度达到极值时，空调系统的制冷量/制热量最高。本发明的方法摒弃了现有技术中完全根据压缩机的排气温度调节电磁阀开度的技术方案，克服了现有技术无法设定出适用于不同空调器个体的最佳制冷/制热方案及电磁阀的开度。本发明的方法能够优化每台空调器个体的制冷/制热过程，提高了空调器的制冷/制热能力。

Description

空调器及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调器，特别涉及一种空调器及其控制方法。

背景技术

现有的空调器在开启运行后，会根据预置的程序自动调节电磁阀的开度或压缩机的运行频率，以使得空调器达到最佳的运行状态，即在制冷时达到最大制冷效率或在制热时达到最大制热效率。

空调进入电磁阀时代后，上述控制程序主要存在两种控制逻辑方案。第一种是过热度控制，该方案的缺点是，一个过热度的偏移，有时会导致排气温度产生10°以上的变化，导致空调能力能效大幅衰减。

为解决上述问题，后续提出了第二种方法，即对目标排气温度进行控制，也就是使压缩机的排气温度达到预设的目标排气温度。在目标排气温度下，空调器能够以最高效率运行。该方法对批量生产的空调的能效提升具有一定的效果，但是，目标排气温度的控制方法仍存在着一定缺陷。

由于不同空调器个体存在一定的差异，每台空调器(即便是同一产品型号)的理想目标排气温度并不相同，然而，现有技术中，往往将同一产品型号的目标排气温度设置为一样，这样就无法保证每台空调器均能保持高效率运行。例如：在制冷模式下，室外部环境温度为35°时，空调器根据预设的控制程序确定的目标排气温度是85°。但由于空调器批量生产时存在的差异性(零部件性能上的差异)，有的机器最佳排气温度会是70°，有的可能是92°。这就导致预置的运行程序不能保证该型号所有机器均发挥其最佳性能，从而影响了空调器的运行效率。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的空调器及其控制方法。

本发明的另一个目的是为提高了空调器的制冷/制热能力。

本发明的又一个目的是为使得出风干球温度快速达到极值温度。

一方面，本发明提供了一种空调器的控制方法，空调器包括由压缩机、室内机换热器、室外机换热器和电磁阀组成的冷媒循环系统，方法包括：空调器开启后调节压缩机的排气温度达到目标排气温度值；减少电磁阀的开度，以使得空调器室内机的出风干球温度发生波动；检测出风干球温度，并获取出风干球温度随时间的变化趋势；在保持排气温度、室内机风机转速和室外机风机转速不变的情况下，根据出风干球温度随时间的变化趋势控制电磁阀的开度，以使得出风干球温度达到极值。

可选地，检测室内机的出风干球温度，获取出风干球温度随时间的变化趋势的步骤包括：每间隔预设时间段检测一次出风干球温度；计算相邻两次出风干球温度的差值，得到出风干球温度随时间的变化趋势；其中变化趋势包括：随时间下降、随时间上升以及保持不变。

可选地，根据出风干球温度随时间的变化趋势控制电磁阀的开度，以使得出风干球温度达到极值的步骤还包括：在制冷模式下，每间隔预设时间段判断出风干球温度是否随时间下降；若是，降低电磁阀的开度；若否，再判断出风干球温度是否随时间上升；若是，提高电磁阀的开度；若否，保持电磁阀的开度不变。

可选地，根据出风干球温度随时间的变化趋势控制电磁阀的开度，以使得出风干球温度达到极值的步骤还包括：在制热模式下，每间隔预设时间段判断出风干球温度是否随时间下降；若是，提高电磁阀的开度；若否，再判断出风干球温度是否随时间上升；若是，降低电磁阀的开度；若否，保持电磁阀的开度不变。

可选地，空调器开启后调节压缩机的排气温度达到目标排气温度值的步骤还包括：检测室外环境温度，根据室外环境温度确定目标排气温度值；利用PID控制调整压缩机的运行频率和/或电磁阀的开度，使得排气温度稳定在目标排气温度值。

另一方面，本发明还提供了一种空调器，包括：压缩机，配置成压缩冷媒制冷/制热；与压缩机构成冷媒循环的室内机换热器和室外机换热器；电磁阀，串接于室内机换热器和室外机换热器之间，用于通过控制阀口开度，调节冷媒流量；温度传感器，设置于空调的室内机出风口处，用于检测室内机的出风干球温度；控制装置，与压缩机和电磁阀电连接，配置成在空调器开启后调节压缩机的排气温度达到目标排气温度值；减少电磁阀的开度，以使得空调器室内机的出风干球温度发生波动；在保持排气温度、室内机风机转速和室外机风机转速不变的情况下，根据出风干球温度随时间的变化趋势控制电磁阀的开度，以使得出风干球温度达到极值。

可选地，温度传感器，还配置成每间隔预设时间段检测一次出风干球温度；控制装置，配置成计算相邻两次出风干球温度的差值，得到出风干球温度随时间的变化趋势；其中变化趋势包括：随时间下降、随时间上升以及保持不变。

可选地，控制装置还配置成：在制冷模式下，出风干球温度随时间下降的情况下，降低电磁阀的开度；出风干球温度随时间上升的情况下，提高电磁阀的开度；以及出风干球温度随时间保持不变的情况下，保持电磁阀的开度不变。

可选地，控制装置还配置成：在制热模式下，出风干球温度随时间下降的情况下，提高电磁阀的开度；出风干球温度随时间上升的情况下，降低电磁阀的开度；以及出风干球温度随时间保持不变的情况下，保持电磁阀的开度不变。

可选地，控制装置还配置成：检测室外环境温度；利用PID控制调整压缩机的运行频率和/或电磁阀的开度，使得排气温度稳定在目标排气温度值。

本发明提供了一种空调器的控制方法。该方法检测室内机的出风干球温度。根据出风干球温度的变化趋势调节电磁阀的开度，使得电磁阀开度达到最佳节流点，此时出风干球温度达到极值。在出风干球温度达到极值时，空调系统的制冷量/制热量最高。本发明的方法摒弃了现有技术中完全根据压缩机的排气温度调节电磁阀开度的技术方案，克服了现有技术无法设定出适用于不同空调器个体的最佳制冷/制热方案及电磁阀的开度。本发明的方法能够优化每台空调器个体的制冷/制热过程，提高了空调器的制冷/制热能力。

进一步地，本发明的方法根据空调器制冷/制热模式的不同制定不同的控制方法。例如：在空调器制冷时，每间隔预设时间段检测一次出风干球温度，并确定温度变化趋势。若出风干球温度随时间下降，则降低电磁阀的开度；若出风干球温度随时间上升，则提高电磁阀的开度；若出风干球温度不变，则保持电磁阀的开度不变。本发明的方法，每间隔预设时间段获取出风干球温度的变化趋势，根据上述变化趋势对电磁阀的开度进行反馈调节，以使得出风干球温度逐渐逼近并最终达到其极值温度。本发明的方法能够使得出风干球温度快速达到极值温度以尽快提升空调器的运行效率，进一步优化了空调器的工作过程。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的空调器的示意框图；

图2是根据本发明一个实施例的空调器的控制方法的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的空调器的控制方法的流程图；

图4是根据本发明另一个实施例的空调器的控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例首先提供了一种空调器。如图1所示，该空调器具有空调器室外机和室内机。上述空调器一般性地包括：由压缩机100、室内机换热器200、室外机换热器300和电磁阀400共同组成的制冷循环系统。压缩机100和室外机换热器300设置于室外机内部，室内机换热器200设置于室内机内部。压缩机100用于压缩冷媒制热/制冷。在本实施例中，压缩机100为变频压缩机100，其工作频率可控，空调器可以通过调节压缩机100的工作频率改变压缩机100的排气温度，从而调节空调器的制冷能力。室内机换热器200和室外机换热器300分别用于使冷媒与室内空气或室外空气进行换热。空调器室内机内还进一步包括：机壳、风扇。机壳上设置有进风口和出风口，风扇设置于机壳内部，由于将室内气流由进风口引入室内机，经室内机换热器200换热后，再由出风口送出。电磁阀400串接于室内机换热器200和室外机换热器300之间，电磁阀400的阀口开度是可控的，以用于调节制冷循环系统的冷媒流量。空调的基本结构和运行原理是本领域技术人员熟知的，这里不再赘述。

上述空调器还包括：温度传感器600和控制装置500。温度传感器600设置于空调的室内机出风口处，用于检测室内机的出风干球温度。所谓干球温度就是使用一般的温度计测量的温度。暴露于空气中而又不受太阳直接照射的干球温度表上所读取的数值，这个值就是我们常说的气温。

控制装置500与压缩机100和电磁阀400电连接，配置成在空调器开启后调节压缩机100的排气温度达到目标排气温度值；以及后续在保持排气温度、室内机风机转速和室外机风机转速不变的情况下，根据出风干球温度随时间的变化趋势控制电磁阀400的开度，以使得出风干球温度达到极值。在空调器刚开启制冷/制热时，控制装置500按照现有技术的方法控制空调器运行，即在空调器刚开始启动的10min内，利用PID控制调整压缩机100的运行频率和电磁阀400的开度，使得排气温度稳定在目标排气温度值。具体来说，空调器首先检测室外环境温度，根据室外环境温度的大小确定目标排气温度值。然后以压缩机100的实际排气温度与目标排气温度的差值作为偏差，基于该偏差进行PID运算，通过对压缩机100频率和/或电磁阀400开度的调节控制，实现排气温度迅速稳定在目标排气温度。PID控制的具体原理是本领域技术人员熟知的，这里不再进行赘述。

在压缩机100排气温度稳定在目标排气温度值后，电磁阀400接近最佳节流点，控制装置500进一步调节电磁阀400开度，使得电磁阀400达到最佳节流点。空调系统无论制冷制热，在特定情况下，电磁阀400均存在一个最佳冷媒节流点，使系统能效最高。当电磁阀400开度处于最佳节流点时，制冷量/制热量达到最大，制冷时出风干球温度最低(制热时最高)。若冷媒流量大于最佳节流点，单位制冷量升高，单位循环流量下降，能力下降，制冷时出风干球将升高(制热时降低)；若冷媒流量小于最佳节流点，单位制冷量下降，单位循环流量升高，能力下降，出风干球温度将升高(制热时下降)。因此只要冷媒流量偏离最佳节流点，制冷时出风干球温度就会升高，制热时则会降低，也就是偏离温度的极值。在本实施例中，通过反复调节电磁阀400的开度，使得室内机出风干球温度达到极值，以使得系统能效最高。

温度传感器600还配置成每间隔预设时间段检测一次出风干球温度。控制装置500计算相邻两次出风干球温度的差值，得到出风干球温度随时间的变化趋势；其中变化趋势包括：随时间下降、随时间上升以及保持不变。在本实施例中，预设时间段设置为30s，即每隔30s温度传感器600检测一次室内机出风干球温度，并得到出风干球温度的变化趋势。控制装置500内具有计算模块，计算模块计算相邻两次出风干球温度的差值，具体地，用后一次检测的温度值减去前一次的温度值，得到温度差值，控制装置500根据温度差值判断出风干球温度的变化趋势。例如：在计算得到上述差值为正的情况下，确定出风干球温度随时间上升；在计算得到上述差值为负的情况下，确定出风干球温度随时间下降；在计算得到上述差值为0的情况下，确定出风干球温度随时间保持不变。

以下将具体阐述控制装置500分别在制冷模式和制热模式下对电磁阀400的控制方式。在制冷模式下，每间隔30s检测一次出风干球温度，并计算获得出风干球温度随时间的变化趋势。在出风干球温度随时间下降的情况下，控制装置500降低电磁阀400的开度，具体可以控制电磁阀400关闭预定的步数；在出风干球温度随时间上升的情况下，控制装置500提高电磁阀400的开度，具体可以控制电磁阀400打开预定的步数；以及出风干球温度随时间保持不变的情况下，保持电磁阀400的开度不变。控制装置500每间隔30s调节一次电磁阀400的开度，经过反复多次调节将出风干球温度稳定在最低值。

类似地，在制热模式下，当出风干球温度随时间下降的情况下，提高电磁阀400的开度；出风干球温度随时间上升的情况下，降低电磁阀400的开度；以及在出风干球温度随时间保持不变的情况下，保持电磁阀400的开度不变。控制装置500每间隔30s调节一次电磁阀400的开度，经过反复多次调节将出风干球温度稳定在最高值。

本发明还提供了一种空调器的控制方法，图2是根据本发明一个实施例的空调器的控制方法的示意图。上述方法一般性的包括以下步骤：

步骤S202，空调器开启后调节压缩机100的排气温度达到目标排气温度值。当空调开机后，前一段时间内的控制方法与现有技术中的控制方法类似，即按照目前设定的目标排气温度进行调控，使压缩机100的排气温度先达到预定的目标排气温度。此时空调的节流状态处于最佳节流点附近。

步骤S204，减少电磁阀400的开度，以使得空调器室内机的出风干球温度发生波动。

步骤S206，检测出风干球温度，并获取出风干球温度随时间的变化趋势。在本实施例中，可以每间隔预设时间段检测一次出风干球温度，并计算相邻两次的温度差值，以确定出风干球温度随时间的变化趋势。

步骤S208，在保持排气温度、室内机风机转速和室外机风机转速不变的情况下，根据出风干球温度随时间的变化趋势控制电磁阀400的开度，以使得出风干球温度达到极值。在特定情况下，电磁阀400均存在一个最佳冷媒节流点，使系统能效最高。当电磁阀400开度处于最佳节流点时，制冷量达到最大，制冷时出风干球温度最低(制热时最高)。当冷媒流量偏离最佳节流点时，出风干球球温度会偏离其能够达到的最大值或最小值。因此只要偏离最佳节流点，制冷时出风干球温度就会升高，制热时则会降低。在本实施例中，通过调节电磁阀400的开度，使得室内机出风干球温度达到极值，从而使得系统能效最高。在对电磁阀400的开度进行调节时，保持排气温度、室内机风机转速和室外机风机转速不变，以避免上述因素对出风干球温度大小产生影响。

图3是根据本发明一个实施例的空调器的控制方法的流程图，该方法在空调制热模式下对空调器进行调节，以使得空调器达到最佳制热效率。该方法依次执行以下步骤：

步骤S302，利用PID控制使得排气温度稳定在目标排气温度值。在确定空调器开始制热后，利用PID控制调整压缩机100的运行频率或电磁阀400开度，使得排气温度稳定在目标排气温度值。在本实施例中，可以采用PID算法对压缩机100的运行频率和/或电磁阀400的开度进行控制。具体来说，是以压缩机100的实际排气温度与目标排气温度的差值作为偏差，基于该偏差进行PID运算，通过对压缩机100频率和/或电磁阀400开度的调节控制，实现排气温度迅速稳定在目标排气温度。

步骤S304，适当降低电磁阀400的开度。在排气温度稳定在目标排气温度后，降低电磁阀400开度，以使得出风干球温度发生波动。在本实施例中，具体为关闭电磁阀400的开度5步。

步骤S306，每间隔预设时间段检测一次出风干球温度。在本实施例中，预设时间段设置为30s，即每隔30s温度传感器600检测一次室内机出风干球温度。

步骤S308，计算相邻两次出风干球温度的差值得到出风干球温度的变化趋势。具体地，用后一次检测的温度值减去前一次的温度值，得到温度差值，根据温度差值判断出风干球温度的变化趋势。例如：T_a为当前检测得到的出风干球温度，T_a+1为30s后检测到的出风干球温度，S为相邻两次温度的温差，即S＝T_a+1－T_a。当S<0时，表示出风干球温度随时间下降；当S>0时，表示出风干球温度随时间上升；当S＝0时，表示出风干球温度随不变。出风干球温度每30s检测一次，电磁阀400开度每30s调整一次，开度最多调整40步。

步骤S310，判断出风干球温度是否随时间下降。

步骤S312，若步骤S310的判断结果为是，提高电磁阀400的开度。在本实施例中，当得到S<0时，电磁阀400开度增加2步。

步骤S314，若步骤S310的判断结果为否，判断出风干球温度是否随时间上升。

步骤S316，若步骤S314的判断结果为是，降低电磁阀400的开度。在本实施例中，当得到S>0时，电磁阀400开度减少2步。

步骤S318，若步骤S314的判断结果为否，即S＝0时，保持电磁阀400的开度不变。

图4是根据本发明一个实施例的空调器的控制方法的流程图，该方法在空调制冷模式下对空调器进行调节，以使得空调器达到最佳制冷效率。该方法依次执行以下步骤：

步骤S402，利用PID控制使得排气温度稳定在目标排气温度值。在确定空调器开始制冷后，利用PID控制调整压缩机100的运行频率或电磁阀400开度，使得排气温度稳定在目标排气温度值。

步骤S404，适当降低电磁阀400的开度。在排气温度稳定在目标排气温度后，降低电磁阀400开度，以使得出风干球温度发生波动。在本实施例中，关闭电磁阀400的开度5步。

步骤S406，每间隔预设时间段检测一次出风干球温度。在本实施例中，预设时间段设置为30s，即每隔30s温度传感器600检测一次室内机出风干球温度。

步骤S408，计算相邻两次出风干球温度的差值得到出风干球温度的变化趋势。具体地，用后一次检测的温度值减去前一次的温度值，得到温度差值，根据温度差值判断出风干球温度的变化趋势。例如：T_a为当前检测得到的出风干球温度，T_a+1为30s后检测到的出风干球温度，S为相邻两次温度的温差，即S＝T_a+1－T_a。当S<0时，表示出风干球温度随时间下降；当S>0时，表示出风干球温度随时间上升；当S＝0时，表示出风干球温度随不变。出风干球温度每30s检测一次，阀开度每30s调整一次，阀开度最多调整40步。

步骤S410，判断出风干球温度是否随时间下降。

步骤S412，若步骤S410的判断结果为是，降低电磁阀400的开度。在本实施例中，当得到S<0时，电磁阀400开度减少2步。

步骤S414，若步骤S410的判断结果为否，判断出风干球温度是否随时间上升。

步骤S416，若步骤S414的判断结果为是，提高电磁阀400的开度。在本实施例中，当得到S>0时，电磁阀400开度增加2步。

步骤S418，若步骤S414的判断结果为否，即S＝0时，保持电磁阀400的开度不变。

本实施例的控制方法对室内机的出风干球温度进行检测。根据出风干球温度的变化趋势调节电磁阀400的开度，使得电磁阀400开度达到最佳节流点，此时出风干球温度达到极值。在出风干球温度达到极值时，空调系统的制冷量/制热量最高。本发明的方法摒弃了现有技术中完全根据压缩机100的排气温度调节电磁阀400开度的技术方案，克服了现有技术无法设定出适用于不同空调器个体的最佳制冷/制热方案以及电磁阀400的开度。本发明的方法能够优化每台空调器的制冷/制热过程，提高了空调器的制冷/制热能力。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种空调器的控制方法，所述空调器包括由压缩机、室内机换热器、室外机换热器和电磁阀组成的冷媒循环系统，所述方法包括：

所述空调器开启后调节所述压缩机的排气温度达到目标排气温度值；

减少所述电磁阀的开度，以使得所述空调器室内机的出风干球温度发生波动；

检测所述出风干球温度，并获取所述出风干球温度随时间的变化趋势；

在保持所述排气温度、室内机风机转速和室外机风机转速不变的情况下，根据所述出风干球温度随时间的变化趋势控制所述电磁阀的开度，以使得所述出风干球温度达到极值。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中检测所述出风干球温度，并获取所述出风干球温度随时间的变化趋势的步骤包括：

每间隔预设时间段检测一次所述出风干球温度；

计算相邻两次所述出风干球温度的差值，得到所述出风干球温度随时间的变化趋势；其中

所述变化趋势包括：随时间下降、随时间上升以及保持不变。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中根据所述出风干球温度随时间的变化趋势控制所述电磁阀的开度，以使得所述出风干球温度达到极值的步骤还包括：

在制冷模式下，每间隔预设时间段判断所述出风干球温度是否随时间下降；

若是，降低所述电磁阀的开度；

若否，再判断所述出风干球温度是否随时间上升；

若是，提高所述电磁阀的开度；

若否，保持所述电磁阀的开度不变。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其中根据所述出风干球温度随时间的变化趋势控制所述电磁阀的开度，以使得所述出风干球温度达到极值的步骤还包括：

在制热模式下，每间隔预设时间段判断所述出风干球温度是否随时间下降；

若是，提高所述电磁阀的开度；

若否，再判断所述出风干球温度是否随时间上升；

若是，降低所述电磁阀的开度；

若否，保持所述电磁阀的开度不变。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述空调器开启后调节所述压缩机的排气温度达到目标排气温度值的步骤还包括：

检测室外环境温度，根据室外环境温度确定所述目标排气温度值；

利用PID控制调整所述压缩机的运行频率和/或所述电磁阀的开度，使得所述排气温度稳定在所述目标排气温度值。

6.一种空调器，包括：

压缩机，配置成压缩冷媒制冷/制热；

与所述压缩机构成冷媒循环的室内机换热器和室外机换热器；

电磁阀，串接于所述室内机换热器和室外机换热器之间，用于通过控制阀口开度，调节冷媒流量；

温度传感器，设置于所述空调器的室内机出风口处，用于检测室内机的出风干球温度；

控制装置，与所述压缩机和所述电磁阀电连接，配置成在所述空调器开启后调节所述压缩机的排气温度达到目标排气温度值；减少所述电磁阀的开度，以使得所述空调器室内机的出风干球温度发生波动；以及在保持所述排气温度、室内机风机转速和室外机风机转速不变的情况下，根据所述出风干球温度随时间的变化趋势控制所述电磁阀的开度，以使得所述出风干球温度达到极值。

7.根据权利要求6所述的空调器，其中

所述温度传感器，还配置成每间隔预设时间段检测一次所述出风干球温度；

所述控制装置，配置成计算相邻两次所述出风干球温度的差值，得到所述出风干球温度随时间的变化趋势；其中所述变化趋势包括：随时间下降、随时间上升以及保持不变。

8.根据权利要求7所述的空调器，其中所述控制装置还配置成：

在制冷模式下，出风干球温度随时间下降的情况下，降低所述电磁阀的开度；出风干球温度随时间上升的情况下，提高所述电磁阀的开度；以及出风干球温度随时间保持不变的情况下，保持所述电磁阀的开度不变。

9.根据权利要求7所述的空调器，其中所述控制装置还配置成：

在制热模式下，出风干球温度随时间下降的情况下，提高所述电磁阀的开度；出风干球温度随时间上升的情况下，降低所述电磁阀的开度；以及出风干球温度随时间保持不变的情况下，保持所述电磁阀的开度不变。

10.根据权利要求6所述的空调器，其中所述控制装置还配置成：

利用PID控制调整所述压缩机的运行频率和/或所述电磁阀的开度，使得所述排气温度稳定在所述目标排气温度值。