CN109210709A - 基于人体舒适度控制空调压缩机的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人体舒适度控制空调压缩机的方法和装置，所述方法包括：循环执行下述的绕组切换控制过程：计算实时人体舒适度与舒适度目标值之间的温差，获得实时舒适度差值，将所述实时舒适度差值与第一设定舒适度差值阈值作比较；若所述实时舒适度差值不小于所述第一设定舒适度差值阈值，控制压缩机的绕组为三角形连接方式；若所述实时舒适度差值小于所述第一设定舒适度差值阈值，控制压缩机的绕组为星形连接方式。应用本发明，能够提升空调器的整体运行性能。

Description

基于人体舒适度控制空调压缩机的方法和装置

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体地说，是涉及空调器的控制，更具体地说，是涉及基于人体舒适度控制空调压缩机的方法和装置。

背景技术

现有变频空调器通过对压缩机运行频率进行调整，具有比定频空调器控温精确、耗电量少、噪音低等的优点。对于压缩机而言，其内部绕组接线存在着星形连接方式和三角形连接方式，在压缩机运行同一频率时，不同的绕组连接方式所对应的压缩机效率是不完全相同的。目前大部分空调器用压缩机的绕组连接方式在出厂后已经确定，在运行过程中不能改变，在某些运行频率下，这种确定的绕组连接方式下压缩机效率不是最优的，因此，不能在整个空调运行频率范围内达到效率的最优。

为解决压缩机在整个运行频率范围内效率非最优的问题，出现了能够在运行过程中调整压缩机绕组连接方式的技术。譬如，公开号为CN107395093A的中国专利申请提出了一种空调器，该空调器包括有压缩机，压缩机包括有控制电路，在压缩机低频运行时，控制电路控制压缩机每个绕组的一端连接在一起，形成星形连接方式；在压缩机高频运行时，控制电路控制压缩机所有绕组的首尾连接，形成三角形连接方式。进而，控制电路根据压缩机运行频率控制绕组连接方式在星形和三角形之间切换，从而提高了运行效率。

在上述技术中，根据压缩机运行频率控制绕组连接方式的切换，是以影响压缩机运行效率的频率这个直接因素作为控制条件，对于提升效率而言是最为直接、有效的。但是，空调器的主要作用是用来调节室内环境的舒适性，提高人体舒适度。单纯根据压缩机频率控制绕组连接方式的切换，虽然能提高压缩机运行效率，但是，并不能保证室内环境的舒适性。并且，在切换绕组连接方式时，一般均需要压缩机先停机，然后再切换，如果频率变化频繁，频繁切换绕组连接方式的话，需要压缩机频繁停机，这将对室内环境的舒适性造成非常大的影响。从而，采用现有方式，降低了依靠提升压缩机效率来改善空调器整体性能的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于人体舒适度控制空调压缩机的方法和装置，提升空调器的整体运行性能。

为实现上述发明目的，本发明提供的方法采用下述技术方案予以实现：

一种基于人体舒适度控制空调压缩机的方法，所述方法包括：

循环执行下述的绕组切换控制过程：

计算实时人体舒适度与舒适度目标值之间的温差，获得实时舒适度差值，将所述实时舒适度差值与第一设定舒适度差值阈值作比较；

若所述实时舒适度差值不小于所述第一设定舒适度差值阈值，控制压缩机的绕组为三角形连接方式；

若所述实时舒适度差值小于所述第一设定舒适度差值阈值，控制压缩机的绕组为星形连接方式。

优选的，所述方法还包括：在所述绕组切换控制过程中，

在控制压缩机的绕组为三角形连接方式的同时，控制压缩机的运行频率不小于设定临界频率；

在控制压缩机的绕组为星形连接方式的同时，控制压缩机的运行频率小于所述设定临界频率。

优选的，所述方法还包括：

若所述实时舒适度差值不小于所述第一设定舒适度差值阈值，再比较所述实时舒适度差值与第二设定舒适度差值阈值；所述第二设定舒适度差值阈值大于所述第一设定舒适度差值阈值；

若所述实时舒适度差值不小于所述第一设定舒适度差值阈值、且不大于所述第二设定舒适度差值阈值，在控制压缩机的绕组为三角形连接方式的同时，基于所述实时舒适度差值调整压缩机的运行频率。

优选的，所述方法还包括：

若所述实时舒适度差值大于所述第二设定舒适度差值阈值，在控制压缩机的绕组为三角形连接方式的同时，控制压缩机以固定运行频率运行。

优选的，所述方法还包括：

在控制压缩机的绕组为星形连接方式的同时，基于所述实时舒适度差值调整压缩机的运行频率。

如上所述的方法，在控制压缩机的绕组由三角形连接方式切换为星形连接方式或由星形连接方式切换为三角形连接方式时，控制压缩机先停机，然后再切换。

优选的，所述方法还包括：在空调器开机后、空调器运行满足设定运行条件后，执行所述绕组切换控制过程。

优选的，所述方法还包括：

空调器开机后、空调器运行未满足所述设定运行条件时，控制压缩机的绕组为三角形连接方式。

为实现前述发明目的，本发明提供的装置采用下述技术方案予以实现：

一种基于人体舒适度控制空调压缩机的装置，所述装置包括：

压缩机绕组控制单元，用于控制压缩机绕组为三角形连接方式或星形连接方式；

实时舒适度差值获取单元，用于计算实时人体舒适度与舒适度目标值之间的温差，获得实时舒适度差值；

实时舒适度差值比较单元，用于将所述实时舒适度差值与设定室内温差阈值作比较，并输出比较结果；所述设定舒适度差值阈值至少包括第一设定舒适度差值阈值；

所述压缩机绕组控制单元在所述实时舒适度差值比较单元的输出结果为所述实时舒适度差值不小于所述第一设定舒适度差值阈值时控制压缩机的绕组为三角形连接方式，还在所述实时舒适度差值比较单元的输出结果为所述实时舒适度差值小于所述第一设定舒适度差值阈值时控制压缩机的绕组为星形连接方式。

优选的，所述装置还包括：

压缩机频率控制单元，至少用于在所述压缩机绕组控制单元控制压缩机的绕组为三角形连接方式的同时，控制压缩机的运行频率不小于设定临界频率；在所述压缩机绕组控制单元控制压缩机的绕组为星形连接方式的同时，控制压缩机的运行频率小于所述设定临界频率。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：采用本发明的控制方法及控制装置，将房间内的人体舒适度作为切换压缩机绕组连接方式的条件，由于人体舒适度直接反映了室内人员的舒适性及室内环境的舒适性，与现有技术采用压缩机频率控制连接方式的切换相比，既能实现基于人体和环境的舒适度智能控制压缩机，达到环境舒适性与压缩机运行效率的兼顾；并且，人体舒适度虽然是反映压缩机运行效率的非直接因素，但却是调整压缩机频率所要调控的直接目标参数，因而，以人体舒适度控制绕组连接方式的切换，能够实现对压缩机绕组连接方式的预判和提前控制，反应迅速，控制可靠性更高；且人体舒适度不会突变，因而不会造成压缩机因频繁地切换绕组连接方式所带来的降低室内环境的舒适性、降低压缩机使用寿命等问题的发生，提升了空调器整体性能。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明基于人体舒适度控制空调压缩机的方法一个实施例的流程图；

图2是本发明基于人体舒适度控制空调压缩机的方法另一个实施例的流程图；

图3是本发明基于人体舒适度控制空调压缩机的装置一个实施例的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

请参见图1，该图所示为本发明基于人体舒适度控制空调压缩机的方法一个实施例的流程图，具体来说，是兼顾人体及环境舒适性和压缩机运行效率的一个实施例的压缩机控制方法流程图。

如图1所示，该实施例实现空调压缩机控制的方法包括下述步骤形成的绕组切换控制过程：

步骤101：计算实时人体舒适度与舒适度目标值之间的温差，获得实时舒适度差值，将实时舒适度差值与第一设定舒适度差值阈值作比较。

具体而言，实时人体舒适度指在空调器开机运行过程中、按照设定采用频率实时获取的空调器所处房间内的人体的舒适度。该实时人体舒适度的获取可以采用现有技术来实现，例如，采用现有技术中的舒适度方程式获得。舒适度目标值是已知的、人体感到舒适的舒适度值，也可以是现有技术中已知的一些舒适度目标值。第一设定舒适度差值阈值是预设的数值，用于反映实时人体舒适度与舒适度目标值之差的大小，该阈值可以是出厂时预置在控制程序中的一个默认值，也可以是由空调器用户自行设定的一个值，能够通过授权被修改。在获取到实时人体舒适度之后，与第一设定舒适度差值阈值比较大小，根据比较结果执行不同的压缩机控制处理。

步骤102：判断实时舒适度差值是否小于第一设定舒适度差值阈值。若是，执行步骤103的控制；否则，执行步骤104的控制。

步骤103：如果步骤102判定实时舒适度差值小于第一设定舒适度差值阈值，将控制压缩机的绕组为星形连接方式。

如果实时舒适度差值小于第一设定舒适度差值阈值，此时实时舒适度差值较小，实时人体舒适度接近舒适度目标值。此情况下，压缩机一般将以低频率运行。因此，提前控制压缩机的绕组为星形连接方式，以在后续压缩机低频率运行状态下能够获得更优的压缩机运行效率。

步骤104：如果步骤102判定实时舒适度差值不小于第一设定舒适度差值阈值，将控制压缩机的绕组为三角形连接方式。

如果实时舒适度差值不小于第一设定舒适度差值阈值，此时实时舒适度差值较大，实时人体舒适度与舒适度目标值差异大。此情况下，压缩机一般将以高频率运行。因此，提前控制压缩机的绕组为三角形连接方式，以在后续压缩机高频率运行状态下能够获得更优的压缩机运行效率。

控制压缩机为星形连接方式或者为三角形连接方式，可以采用现有技术来实现，该实施例对此不作限定。

并且，上述各步骤构成的绕组切换控制过程循环执行。也即，在控制压缩机以星形连接方式或者三角形连接方式工作过程中，仍不断执行步骤101获取实时舒适度差值以及后续的比较判断过程，满足了何种绕组连接方式，则控制压缩机绕组切换为该链接方式。

采用该实施例的压缩机控制方法，将房间内的人体舒适度作为切换压缩机绕组连接方式的条件，由于人体舒适度直接反映了室内人员的舒适性及室内环境的舒适性，与现有技术采用压缩机频率控制连接方式的切换相比，既能实现基于人体和环境的舒适度智能控制压缩机，达到环境舒适性与压缩机运行效率的兼顾；并且，人体舒适度虽然是反映压缩机运行效率的非直接因素，但却是调整压缩机频率所要调控的直接目标参数，因而，以人体舒适度控制绕组连接方式的切换，能够实现对压缩机绕组连接方式的预判和提前控制，反应迅速，控制可靠性更高；且人体舒适度不会突变，因而不会造成压缩机因频繁地切换绕组连接方式所带来的降低室内环境的舒适性、降低压缩机使用寿命等问题的发生，提升了空调器整体性能。

请参见图2，该图所示为本发明基于人体舒适度控制空调压缩机的方法另一个实施例的流程图，具体来说，也是兼顾人体及环境舒适性和压缩机运行效率的一个实施例的压缩机控制方法流程图。

如图2所示，该实施例实现空调压缩机控制的方法包括下述步骤形成的过程：

步骤201：空调开机运行。

步骤202：判断空调运行是否满足设定运行条件，并根据判断结果执行步骤203或者步骤204。

设定运行条件是用来判断空调运行状况是否适合执行绕组切换控制过程的条件，包括但不限于空调器开机后的运行时间达到设定运行时间、或者开机后的运行频率达到设定运行频率。

步骤203：如果步骤202判定空调运行还未满足设定运行条件，将控制压缩机的绕组为三角形连接方式。

一般地，空调能够以较快的速度达到设定运行条件，并且，在空调开机后，空调一般都是高频运行，快速地达到较高的频率。鉴于这种情况，在该实施例中，将三角形连接方式作为开机后压缩机绕组的初始连接方式，避免在空调运行初始阶段频繁地切换绕组连接方式。

同时，在该控制阶段，对于压缩机运行频率不作限定，可以为非限频的放频运行，也可以是运行一个固定的、且为较高的频率，实现室内温度的快速调节。

步骤204：如果步骤202判定空调运行满足了设定运行条件，将执行基于实时舒适度差值的绕组连接方式控制。

具体来说，是计算实时人体舒适度与舒适度目标值之间的温差，获得实时舒适度差值，将实时舒适度差值与第一设定舒适度差值阈值作比较。该步骤更具体的实现过程参阅图1实施例步骤101中的相应描述。

步骤205：判断实时舒适度差值是否小于第一设定舒适度差值阈值。若是，执行步骤209；否则，执行步骤206。

步骤206：如果步骤205判定实时舒适度差值不小于第一设定舒适度差值阈值，再比较实时舒适度差值与第二设定舒适度差值阈值的大小，判断实时舒适度差值是否大于第二设定舒适度差值阈值。根据判断结果执行步骤207或步骤208的控制。

其中，第二设定舒适度差值阈值大于第一设定舒适度差值阈值，也是预设的数值，反映实时人体舒适度与舒适度目标值之差的大小。同样的，第二设定舒适度差值阈值可以是出厂时预置在控制程序中的一个默认值，也可以是由空调器用户自行设定的一个值，能够通过授权被修改。

步骤207：如果判定实时舒适度差值不小于第一设定舒适度差值阈值、且不大于第二设定舒适度差值阈值，表明实时舒适度差值大小适中，将控制压缩机的绕组为三角形连接方式，以提高压缩机运行效率。同时，对压缩机运行频率也要作调整，具体来说是基于实时室内温度与室内温度目标值之间的实时温差调整压缩机的运行频率，实现变频空调器温度调整准确、能耗低的技术效果。其中，实时室内温度是指在空调器开机运行过程中、按照设定采用频率实时获取的空调器所处房间的温度。该实时室内温度的获取可以采用现有技术来实现，例如，通过设置在空调进风口处或靠近空调进风口的位置的温度传感器检测和获取进风温度，作为实时室内温度。室内温度目标值是指用户设定的或者空调器自动设定的、期望室内所达到的目标温度。而基于实时温差调整压缩机的运行频率，优选是基于实时温差进行PID运算或增量式PID运算，确定实时频率，控制压缩机以实时频率运行。根据偏差执行PID运算或增量式PID运算控制的具体方法和实现过程可以参考现有技术。

步骤208：如果判定实时舒适度差值大于第二设定舒适度差值阈值，表明实时舒适度差值较大，将控制压缩机的绕组为三角形连接方式，以提高压缩机运行效率。同时，对压缩机运行频率也要作调整，具体来说是控制压缩机以固定运行频率运行，且该固定运行频率一般为较高的频率，达到快速调节人体舒适度至舒适程度的技术效果。

步骤209：如果步骤205判定实时舒适度差值小于第一设定舒适度差值阈值，将控制压缩机的绕组为星形连接方式。

如果实时舒适度差值小于第一设定舒适度差值阈值，此时实时舒适度差值较小，实时人体舒适度接近舒适度目标值。此情况下，压缩机一般将以低频率运行。因此，提前控制压缩机的绕组为星形连接方式，以在后续压缩机低频率运行状态下能够获得更优的压缩机运行效率。同时，也对压缩机运行频率作调整，具体来说也是基于实时温差调整压缩机的运行频率，实现变频空调器温度调整准确、能耗低的技术效果。更具体的频率调整过程参见上述步骤207的描述。

在其他一些优选实施例中，在绕组切换控制过程的步骤207及步骤208中，在控制压缩机的绕组为三角形连接方式的同时，均控制压缩机的运行频率不小于设定临界频率。其中，设定临界频率是已知的频率值，一般为压缩机在两种绕组连接方式下运行效率发生转折的频率值，可以根据压缩机运行效率曲线确定。由此，通过对三角形连接方式下压缩机的运行频率作最小运行频率的限定，使得压缩机在该绕组连接方式下均保持有较高的运行效率。

同样的，在绕组切换控制过程的步骤209控制压缩机的绕组为星形连接方式的同时，控制压缩机的运行频率小于设定临界频率。由此，通过对星形连接方式下压缩机的运行频率作最大运行频率的限定，使得压缩机在该绕组连接方式下也均保持有较高的运行效率。

采用该实施例的方法控制空调压缩机，既能实现基于人体和环境的舒适度智能控制压缩机，达到人体、环境舒适性与压缩机运行效率的兼顾，还不会造成压缩机因频繁地切换绕组连接方式所带来的降低室内环境的舒适性、降低压缩机使用寿命的问题的发生，提升了空调器整体性能。

在其他的一些优选实施例中，在控制压缩机的绕组由三角形连接方式切换为星形连接方式或由星形连接方式切换为三角形连接方式时，控制压缩机先停机，然后再切换，保证压缩机的安全，进一步提高运行可靠性和压缩机寿命。

请参见图3，该图所示为本发明基于人体舒适度控制空调压缩机的装置一个实施例的结构框图。

如图3所示，该实施例的装置所包括的结构单元、每个结构单元的功能及相互之间的关系如下：

实时舒适度差值获取单元301，用于计算实时人体舒适度与舒适度目标值之间的温差，获得实时舒适度差值。

实时舒适度差值比较单元302，用于将实时舒适度差值与设定室内温差阈值作比较，并输出比较结果。其中，设定室内温差阈值包括但不限于第一设定舒适度差值阈值、第二设定舒适度差值阈值。

压缩机绕组控制单元303，用于控制压缩机304的绕组为三角形连接方式或星形连接方式。具体来说，是根据实时舒适度差值比较单元302输出的比较结果控制压缩机绕组连接方式。进一步的，压缩机绕组控制单元303在实时舒适度差值比较单元302的输出结果为实时舒适度差值不小于第一设定舒适度差值阈值时控制压缩机的绕组为三角形连接方式，还在实时舒适度差值比较单元302的输出结果为实时舒适度差值小于第一设定舒适度差值阈值时控制压缩机的绕组为星形连接方式。

压缩机频率控制单元，至少用于在绕组切换控制过程中，在压缩机绕组控制单元303控制压缩机304的绕组为三角形连接方式的同时，控制压缩机304的运行频率不小于设定临界频率；在压缩机绕组控制单元303控制压缩机304的绕组为星形连接方式的同时，控制压缩机304的运行频率小于设定临界频率。

具有上述结构的压缩机控制装置可以应用在空调中，运行相应的软件程序，并按照图1、图2或其他优选实施方式的流程执行压缩机运行控制，实现基于人体和环境的舒适度智能控制压缩机，达到环境舒适性与压缩机运行效率的兼顾，提升空调器整体性能。更具体的原理和过程参阅上述关于控制方法的描述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于人体舒适度控制空调压缩机的方法，其特征在于，所述方法包括：

循环执行下述的绕组切换控制过程：

确定房间内人体的实时人体舒适度，计算所述实时人体舒适度与人体感到舒适的舒适度目标值之间的差值，获得实时舒适度差值，将所述实时舒适度差值与第一设定舒适度差值阈值作比较；

若所述实时舒适度差值不小于所述第一设定舒适度差值阈值，控制压缩机的绕组为三角形连接方式；

若所述实时舒适度差值小于所述第一设定舒适度差值阈值，控制压缩机的绕组为星形连接方式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述绕组切换控制过程中，

在控制压缩机的绕组为三角形连接方式的同时，控制压缩机的运行频率不小于设定临界频率；

在控制压缩机的绕组为星形连接方式的同时，控制压缩机的运行频率小于所述设定临界频率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述实时舒适度差值不小于所述第一设定舒适度差值阈值，再比较所述实时舒适度差值与第二设定舒适度差值阈值；所述第二设定舒适度差值阈值大于所述第一设定舒适度差值阈值；

若所述实时舒适度差值不小于所述第一设定舒适度差值阈值、且不大于所述第二设定舒适度差值阈值，在控制压缩机的绕组为三角形连接方式的同时，基于实时室内温度与室内温度目标值之间的实时温差调整压缩机的运行频率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述实时舒适度差值大于所述第二设定舒适度差值阈值，在控制压缩机的绕组为三角形连接方式的同时，控制压缩机以固定运行频率运行。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在控制压缩机的绕组为星形连接方式的同时，基于实时室内温度与室内温度目标值之间的实时温差调整压缩机的运行频率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在控制压缩机的绕组由三角形连接方式切换为星形连接方式或由星形连接方式切换为三角形连接方式时，控制压缩机先停机，然后再切换。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在空调器开机后、空调器运行满足设定运行条件后，执行所述绕组切换控制过程。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

空调器开机后、空调器运行未满足所述设定运行条件时，控制压缩机的绕组为三角形连接方式。

9.一种基于人体舒适度控制空调压缩机的装置，其特征在于，所述装置包括：

压缩机绕组控制单元，用于控制压缩机绕组为三角形连接方式或星形连接方式；

实时舒适度差值获取单元，用于确定房间内人体的实时人体舒适度，计算所述实时人体舒适度与人体感到舒适的舒适度目标值之间的温差，获得实时舒适度差值；

实时舒适度差值比较单元，用于将所述实时舒适度差值与设定舒适度差值阈值作比较，并输出比较结果；所述设定舒适度差值阈值至少包括第一设定舒适度差值阈值；

所述压缩机绕组控制单元在所述实时舒适度差值比较单元的输出结果为所述实时舒适度差值不小于所述第一设定舒适度差值阈值时控制压缩机的绕组为三角形连接方式，还在所述实时舒适度差值比较单元的输出结果为所述实时舒适度差值小于所述第一设定舒适度差值阈值时控制压缩机的绕组为星形连接方式。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

压缩机频率控制单元，至少用于在绕组切换控制过程中，在所述压缩机绕组控制单元控制压缩机的绕组为三角形连接方式的同时，控制压缩机的运行频率不小于设定临界频率；在所述压缩机绕组控制单元控制压缩机的绕组为星形连接方式的同时，控制压缩机的运行频率小于所述设定临界频率。