CN108800480A - 一种空调压缩机运行频率的控制系统及方法 - Google Patents

一种空调压缩机运行频率的控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种空调压缩机运行频率的控制系统及方法，只限定了压缩机最高运行频率(F1)，在用户开始使用空调后，只要室内机能力需求情况下，则压缩机的目标频率一直按最高运行频率(F1)进行运行，不受环境温度限制影响，使得空调工作在最大能力输出的状态下，能更快速的适应不同环境，提升空调器运行的效果，提高空调制冷或制热输出能力，改善用户体验；通过设定保护电流和保护温度，使得压缩机一直工作在限定的安全工作范围内，降低了安全隐患；通过用户设定环境温度数值(T4)与室内环境实时温度对比，能十分精确的调节温度，提升了空调制冷或制热效果。

Description

一种空调压缩机运行频率的控制系统及方法
技术领域
本发明涉及空调压缩机技术领域，尤其涉及一种空调压缩机运行频率的控制系统及方法。
背景技术
智能变频空调日益普及到大家的日常生活中，它有着很多优势：
a节能：由于变频空调通过内装变频器，随时调节空调机心脏——压缩机的运转速度，从而做到合理使用能源；由于它的压缩机不会频繁开启，会使压缩机保持稳定的工作状态，这可以使空调整体达到节能30％以上的效果。同时，这对噪音的减少和延长空调使用寿命，有相当明显的作用。
b噪音低：由于变频空调运转平衡，震动减小，噪音也随之降低。
c温控精度高：它可以通过改变压缩机的转速来控制空调机的制冷(热)量。其制冷(热)量有一个变化幅度，如36GW变频的制冷量变化为360－400W，制热量变化为300－6800W，因此室内温度控制可精确到±1℃，使人体感到很舒适。
d调温速度快：当室温和凋定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大的功率工作，使室温迅速上升或下降到调定温度，制冷(热)效果明显。
e电压要求低：变频空调对电压的适应性较强，有的变频空调甚至可在150－240V电压下启动。
f环境温度要求低：变频空调对环境温度的适应性很强，有的产品甚至可在-15t的环境温度下启动。
g一拖二智能控温：它可智能地辨别房间大小并分配冷(热)量，使大小不同的房间保持同样的温度。
h保持室温恒定：变频空调采用了变频压缩机，变频空调可根据房间冷(热)负荷的变化自动调整压缩机的运转频率。达到设定温度后变频空调以较低的频率运转，避免了室温剧烈变化所引起的不适感。当负荷小时运转频率低，此时压缩机消耗的功率小，同时避免了频繁开停，从而更加省电。
但是，由于目前对变频器技术掌握仍然不够成熟，空调压缩机频率的控制系统和控制方法存在着很多缺陷。
例如，中国专利CN201810064377.1公开了一种干工况制冷的变频空调系统及其控制方法，涉及空调技术领域，其结构包括风机、压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器、热气旁通阀、用于获得蒸发温度的传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、控制器，压缩机的输出端接冷凝器的输入端，冷凝器的输出端接膨胀阀的输入端，膨胀阀的输出端接蒸发器的输入端，蒸发器的输出端接压缩机的输入端，压缩机的受控端、空气湿度传感器、空气温度传感器、用于获得蒸发温度的传感器和风机分别与控制器连接，并受其控制，用于获得蒸发温度的传感器置于蒸发器上，热气旁通阀安装在压缩机出口和膨胀阀出口之间的管路上，压缩机为能够无级调节制冷量的输出的变频压缩机，风机为能够无级调节风量输出的可调速风机，热气旁通阀为电子式可调节流量阀。该技术方案仅仅根据内部冷凝器、蒸发器温度进行控制，无法对空调压缩机起到频率限制保护作用。
又例如，中国专利CN201810025584.6公开了一种一拖多空调器的压缩机频率阈值的计算方法，其特征在于，所述一拖多空调器的压缩机频率阈值的计算方法包括以下步骤：获取一拖多空调器的开机的室内机；根据开机的室内机的能力标称计算室内机总标称；根据所述室内机总标称计算压缩机的频率阈值。该技术方案虽然确定了压缩机频率的阈值计算，但并未对频率具体如何控制进行分析，因此无法对空调压缩机频率进行精确控制。
发明内容
为克服现有技术中存在的无法对空调压缩机频率进行精确控制和限制保护等问题，本发明提供了一种空调压缩机运行频率的控制系统及方法。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种空调压缩机运行频率的控制系统，包括压缩机频率控制系统、室内环境温度传感器、室内机温度传感器、室外机温度传感器、压缩机排气口温度传感器、室外机输入端电流检测器和压缩机相电流检测器，其特征在于：所述室内环境温度传感器检测室内环境实时温度，所述室内机温度传感器监测室内机盘管温度，所述室外机温度传感器检测室外机盘管温度，所述压缩机排气口温度传感器检测压缩机排气口温度，所述室外机输入端电流检测器用于检测室外机输入端电流大小，所述压缩机相电流检测器用于检测压缩机相电流大小，所述室内环境温度传感器、室内机温度传感器、室外机温度传感器和压缩机排气口温度传感器均与压缩机频率控制系统连接，所述压缩机频率控制系统包括信息存储模块、实时信息接收对比处理模块、压缩机频率控制模块，所述实时信息接收对比处理模块接收室内机温度传感器、室外机温度传感器和压缩机排气口温度传感器发出的实时温度数据，并与信息存储模块内设置的固有信息进行对比，所述压缩机频率控制模块通过控制压缩机频率使压缩机在安全范围内工作。
在此基础上，所述信息存储模块内设置的固有信息有室外机输入端电流阈值、压缩机相电流阈值、用户设定环境温度数值、室内机盘管温度限定值、室外机盘管温度限定值和压缩机排气口温度限定值。
在此基础上，一种空调压缩机运行频率的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：设定室外机输入端电流阈值(I1)、压缩机相电流阈值(I2)、压缩机最高运行频率(F1)、室内机盘管温度限定值(T1)、室外机盘管温度限定值(T2)和压缩机排气口温度限定值(T3)；
步骤二：将压缩机频率控制模块的频率控制过程分为四个控制阶段；
步骤三：用户使用遥控器输入用户设定环境温度数值(T4)；
步骤四：实时信息接收对比处理模块将步骤一中设定的各项参数与步骤二的四个控制阶段进行对比；
步骤五：压缩机频率控制模块接收步骤四中的对比结果并根据对比结果通过控制压缩机频率在四个控制阶段内变化使压缩机在安全范围内工作；
在此基础上，所述四个控制阶段为，
停止运行阶段：压缩机停止运行；
频率下降阶段：调节压缩机频率下降；
频率稳定阶段：限制压缩机频率，不进行上升或下降；
频率自由阶段：压缩机运行频率不受控制，可在按室内机能力需求下进行压缩机自由运行控制，频率运行范围不超过压缩机最高运行频率(F1)。
在此基础上，所述步骤四还包括实时信息接收对比处理模块将步骤二中用户设定环境温度数值(T4)与室内环境实时温度进行对比。
在此基础上，用户设定环境温度数值(T4)与室内环境实时温度进行对比的具体方法为，将用户设定环境温度数值(T4)设置成一个温度区间：(T4-1)℃～(T4+1)℃。
在此基础上，所述步骤五还包括制热时的四种情况，室内环境实时温度小于等于(T4-1)℃，则提升压缩机频率，频率运行范围不超过压缩机最高运行频率(F1)；室内环境实时温度在(T4-1)℃～T4℃之间，则限制压缩机频率，不进行上升或下降；室内环境实时温度在T4℃～(T4+1)℃，则调节压缩机频率下降；室内环境实时温度大于等于(T4+1)℃，则关闭压缩机。
在此基础上，所述步骤五还包括制冷时的四种情况，室内环境实时温度小于等于(T4-1)℃，则关闭压缩机；室内环境实时温度在(T4-1)℃～T4℃之间，则降低压缩机频率；室内环境实时温度在T4℃～(T4+1)℃之间，则限制压缩机频率，不进行上升或下降；室内环境实时温度大于等于(T4+1)℃，则提升压缩机频率，频率运行范围不超过压缩机最高运行频率(F1)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明只限定了压缩机最高运行频率(F1)，在用户开始使用空调后，只要室内机能力需求情况下，则压缩机的目标频率一直按最高运行频率(F1)进行运行，不受环境温度限制影响，使得空调工作在最大能力输出的状态下，能更快速的适应不同环境，提升空调器运行的效果，提高空调制冷或制热输出能力，改善用户体验；本发明设置设定室外机输入端电流阈值(I1)、压缩机相电流阈值(I2)、室内机盘管温度限定值(T1)、室外机盘管温度限定值(T2)和压缩机排气口温度限定值(T3)，通过设定保护电流和保护温度，使得压缩机一直工作在限定的安全工作范围内，降低了安全隐患；本发明通过用户设定环境温度数值(T4)与室内环境实时温度对比，能十分精确的调节温度，提升了空调制冷或制热效果。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明示披露了一种空调压缩机运行频率的控制系统及方法。
实施例1
一种空调压缩机运行频率的控制系统，包括压缩机频率控制系统、室内环境温度传感器、室内机温度传感器、室外机温度传感器、压缩机排气口温度传感器、室外机输入端电流检测器和压缩机相电流检测器，其特征在于：所述室内环境温度传感器检测室内环境实时温度，所述室内机温度传感器监测室内机盘管温度，所述室外机温度传感器检测室外机盘管温度，所述压缩机排气口温度传感器检测压缩机排气口温度，所述室外机输入端电流检测器用于检测室外机输入端电流大小，所述压缩机相电流检测器用于检测压缩机相电流大小，所述室内环境温度传感器、室内机温度传感器、室外机温度传感器和压缩机排气口温度传感器均与压缩机频率控制系统连接，所述压缩机频率控制系统包括信息存储模块、实时信息接收对比处理模块、压缩机频率控制模块，所述实时信息接收对比处理模块接收室内机温度传感器、室外机温度传感器和压缩机排气口温度传感器发出的实时温度数据，并与信息存储模块内设置的固有信息进行对比，所述压缩机频率控制模块通过控制压缩机频率使压缩机在安全范围内工作。
进一步的，所述信息存储模块内设置的固有信息有室外机输入端电流阈值、压缩机相电流阈值、用户设定环境温度数值、室内机盘管温度限定值、室外机盘管温度限定值和压缩机排气口温度限定值。
实施例2
一种空调压缩机运行频率的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：设定室外机输入端电流阈值(I1)、压缩机相电流阈值(I2)、压缩机最高运行频率(F1)、室内机盘管温度限定值(T1)、室外机盘管温度限定值(T2)和压缩机排气口温度限定值(T3)；
步骤二：将压缩机频率控制模块的频率控制过程分为四个控制阶段；
步骤三：用户使用遥控器输入用户设定环境温度数值(T4)；
步骤四：实时信息接收对比处理模块将步骤一中设定的各项参数与步骤二的四个控制阶段进行对比；
步骤五：压缩机频率控制模块接收步骤四中的对比结果并根据对比结果通过控制压缩机频率在四个控制阶段内变化使压缩机在安全范围内工作；
进一步的，所述四个控制阶段为，
停止运行阶段：压缩机停止运行；
频率下降阶段：调节压缩机频率下降；
频率稳定阶段：限制压缩机频率，不进行上升或下降；
频率自由阶段：压缩机运行频率不受控制，可在按室内机能力需求下进行压缩机自由运行控制，频率运行范围不超过压缩机最高运行频率(F1)。
进一步的，所述步骤四还包括实时信息接收对比处理模块将步骤二中用户设定环境温度数值(T4)与室内环境实时温度进行对比。
进一步的，用户设定环境温度数值(T4)与室内环境实时温度进行对比的具体方法为，将用户设定环境温度数值(T4)设置成一个温度区间：(T4-1)℃～(T4+1)℃。
作为本发明的优选实施例，所述步骤五还包括制热时的四种情况，室内环境实时温度小于等于(T4-1)℃，则提升压缩机频率，频率运行范围不超过压缩机最高运行频率(F1)；室内环境实时温度在(T4-1)℃～T4℃之间，则限制压缩机频率，不进行上升或下降；室内环境实时温度在T4℃～(T4+1)℃，则调节压缩机频率下降；室内环境实时温度大于等于(T4+1)℃，则关闭压缩机。
作为本发明的优选实施例，所述步骤五还包括制冷时的四种情况，室内环境实时温度小于等于(T4-1)℃，则关闭压缩机；室内环境实时温度在(T4-1)℃～T4℃之间，则降低压缩机频率；室内环境实时温度在T4℃～(T4+1)℃之间，则限制压缩机频率，不进行上升或下降；室内环境实时温度大于等于(T4+1)℃，则提升压缩机频率，频率运行范围不超过压缩机最高运行频率(F1)。
本发明通用的压缩机频率保护控制如下：
当压缩机排气口温度超过压缩机排气口温度限定值(T3)时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入停止运行阶段；
当压缩机排气口温度位于T3℃～(T3-5)℃之间时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率下降阶段；
当压缩机排气口温度位于(T3-5)℃～(T3-10)℃之间时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率稳定阶段；
当压缩机排气口温度位于(T3-10)℃以下时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率自由阶段。
当室外机输入端电流大于室外机输入端电流阈值(I1)或压缩机相电流大于压缩机相电流阈值(I2)时，压缩机进入停止运行阶段。
本发明制冷的压缩机频率保护控制如下：
室外机盘管温度大于室外机盘管温度限定值(T2)时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入停止运行阶段；
室外机盘管温度位于T2℃～(T2-3)℃之间时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率下降阶段；
室外机盘管温度位于(T2-3)℃～(T2-6)℃之间时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率稳定阶段；
室外机盘管温度大于室外机盘管温度限定值(T2-6)℃时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率自由阶段。
室内机盘管温度大于室内机盘管温度限定值(T1)时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入停止运行阶段；
室内机盘管温度位于T1℃～(T1-3)℃之间时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率下降阶段；
室内机盘管温度位于(T1-3)℃～(T1-6)℃之间时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率稳定阶段；
室内机盘管温度大于室内机盘管温度限定值(T1-6)℃时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率自由阶段。
本发明制热的压缩机频率保护控制如下：
室内机盘管温度大于室内机盘管温度限定值(T1)时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入停止运行阶段；
室内机盘管温度位于T1℃～(T1-3)℃之间时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率下降阶段；
室内机盘管温度位于(T1-3)℃～(T1-6)℃之间时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率稳定阶段；
室内机盘管温度大于室内机盘管温度限定值(T1-6)℃时，压缩机频率控制模块控制压缩机进入频率自由阶段。
本发明的有益效果是：本发明只限定了压缩机最高运行频率(F1)，在用户开始使用空调后，只要室内机能力需求情况下，则压缩机的目标频率一直按最高运行频率(F1)进行运行，不受环境温度限制影响，使得空调工作在最大能力输出的状态下，能更快速的适应不同环境，提升空调器运行的效果，提高空调制冷或制热输出能力，改善用户体验；本发明设置设定室外机输入端电流阈值(I1)、压缩机相电流阈值(I2)、室内机盘管温度限定值(T1)、室外机盘管温度限定值(T2)和压缩机排气口温度限定值(T3)，通过设定保护电流和保护温度，使得压缩机一直工作在限定的安全工作范围内，降低了安全隐患；本发明通过用户设定环境温度数值(T4)与室内环境实时温度对比，能十分精确的调节温度，提升了空调制冷或制热效果。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种空调压缩机运行频率的控制系统，包括压缩机频率控制系统、室内环境温度传感器、室内机温度传感器、室外机温度传感器、压缩机排气口温度传感器、室外机输入端电流检测器和压缩机相电流检测器，其特征在于：所述室内环境温度传感器检测室内环境实时温度，所述室内机温度传感器监测室内机盘管温度，所述室外机温度传感器检测室外机盘管温度，所述压缩机排气口温度传感器检测压缩机排气口温度，所述室外机输入端电流检测器用于检测室外机输入端电流大小，所述压缩机相电流检测器用于检测压缩机相电流大小，所述室内环境温度传感器、室内机温度传感器、室外机温度传感器和压缩机排气口温度传感器均与压缩机频率控制系统连接，所述压缩机频率控制系统包括信息存储模块、实时信息接收对比处理模块、压缩机频率控制模块，所述实时信息接收对比处理模块接收室内机温度传感器、室外机温度传感器和压缩机排气口温度传感器发出的实时温度数据，并与信息存储模块内设置的固有信息进行对比，所述压缩机频率控制模块通过控制压缩机频率使压缩机在安全范围内工作。
2.根据权利要求1所述的一种空调压缩机运行频率的控制系统，其特征在于：所述信息存储模块内设置的固有信息有室外机输入端电流阈值、压缩机相电流阈值、用户设定环境温度数值、室内机盘管温度限定值、室外机盘管温度限定值和压缩机排气口温度限定值。
3.如权利要求2所述的一种空调压缩机运行频率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：设定室外机输入端电流阈值(I1)、压缩机相电流阈值(I2)、压缩机最高运行频率(F1)、室内机盘管温度限定值(T1)、室外机盘管温度限定值(T2)和压缩机排气口温度限定值(T3)；
步骤二：将压缩机频率控制模块的频率控制过程分为四个控制阶段；
步骤三：用户使用遥控器输入用户设定环境温度数值(T4)；
步骤四：实时信息接收对比处理模块将步骤一中设定的各项参数与步骤二的四个控制阶段进行对比；
步骤五：压缩机频率控制模块接收步骤四中的对比结果并根据对比结果通过控制压缩机频率在四个控制阶段内变化使压缩机在安全范围内工作；
4.根据权利要求3所述的一种空调压缩机运行频率的控制方法，其特征在于：
所述四个控制阶段为，
停止运行阶段：压缩机停止运行；
频率下降阶段：调节压缩机频率下降；
频率稳定阶段：限制压缩机频率，不进行上升或下降；
频率自由阶段：压缩机运行频率不受控制，可在按室内机能力需求下进行压缩机自由运行控制，频率运行范围不超过压缩机最高运行频率(F1)。
5.根据权利要求4所述的一种空调压缩机运行频率的控制方法，其特征在于：所述步骤四还包括实时信息接收对比处理模块将步骤二中用户设定环境温度数值(T4)与室内环境实时温度进行对比。
6.根据权利要求5所述的一种空调压缩机运行频率的控制方法，其特征在于：用户设定环境温度数值(T4)与室内环境实时温度进行对比的具体方法为，将用户设定环境温度数值(T4)设置成一个温度区间：(T4-1)℃～(T4+1)℃。
7.根据权利要求6所述的一种空调压缩机运行频率的控制方法，其特征在于：所述步骤五还包括制热时的四种情况，室内环境实时温度小于等于(T4-1)℃，则提升压缩机频率，频率运行范围不超过压缩机最高运行频率(F1)；室内环境实时温度在(T4-1)℃～T4℃之间，则限制压缩机频率，不进行上升或下降；室内环境实时温度在T4℃～(T4+1)℃，则调节压缩机频率下降；室内环境实时温度大于等于(T4+1)℃，则关闭压缩机。
8.根据权利要求6所述的一种空调压缩机运行频率的控制方法，其特征在于：所述步骤五还包括制冷时的四种情况，室内环境实时温度小于等于(T4-1)℃，则关闭压缩机；室内环境实时温度在(T4-1)℃～T4℃之间，则降低压缩机频率；室内环境实时温度在T4℃～(T4+1)℃之间，则限制压缩机频率，不进行上升或下降；室内环境实时温度大于等于(T4+1)℃，则提升压缩机频率，频率运行范围不超过压缩机最高运行频率(F1)。
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