CN109323439B - 空调器及其防凝露控制方法 - Google Patents

空调器及其防凝露控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种空调器及其防凝露控制方法，该防凝露控制方法包括：在制冷运行模式下，检测空调器的空调室内机所处的室内环境温度和室内环境相对湿度；当室内环境温度大于室内环温阈值、且室内环境相对湿度大于室内湿度阈值时，控制空调器进入防凝露模式。在防凝露模式下，通过室内环境温度PID控制计算出第一压缩机频率，通过盘管温度PID控制计算出第二压缩机频率，取第一压缩机频率和第二压缩机频率中的较小者作为空调器的压缩机的实际运行频率，不但能够起到良好的防凝露效果，而且还能够避免现有技术中仅以盘管温度作为控制参数导致过度制冷的问题。另外，通过PID控制算法可保证温度相对稳定、波动小。

Description

空调器及其防凝露控制方法
技术领域
本发明涉及空调器，特别是涉及一种空调器的防凝露控制方法和空调器。
背景技术
空调器在以某些工况运行时，空调室内机的蒸发温度往往低于室内环境的空气露点温度，这时空调会析出很多冷凝水，同时伴随着凝露比较严重的现象。凝露产生的根本原因是空调内机换热器的蒸发温度低于空气露点温度，导致空气中的水蒸气遇冷析出成为冷凝水或露珠。解决空调凝露问题一直是空调产品开发过程中的技术难题之一。目前的防凝露措施基本上是从结构和制冷系统两个角度进行考虑的，从控制角度考虑防凝露措施还相对较少。从控制角度防凝露的方法基本上是单一机械地提高室内风机的转速或者减小压缩机频率，这些防凝露措施往往造成室内机蒸发温度的波动，同时往往伴随着室内机噪音增大或者制冷量的减少。
发明内容
本发明第一方面的一个目的旨在克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种能够同时防止凝露产生和制冷过度而影响用户制冷体验的防凝露控制方法。
本发明第一方面的一个进一步的目的是在改善凝露问题的前提下提高室内盘管温度的稳定性，减小温度波动。
本发明第一方面的另一个进一步的目的是在改善凝露问题的前提下保证制冷效果。
本发明第二方面的目的是提供一种能够同时防止凝露产生和制冷过度的空调器。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种空调器的防凝露控制方法，包括：
在制冷运行模式下，检测所述空调器的空调室内机所处的室内环境温度和室内环境相对湿度；和
当所述室内环境温度大于室内环温阈值、且所述室内环境相对湿度大于室内湿度阈值时，控制所述空调器进入防凝露模式；其中
在所述防凝露模式下，通过室内环境温度PID控制计算出第一压缩机频率，通过盘管温度PID控制计算出第二压缩机频率，取所述第一压缩机频率和所述第二压缩机频率中的较小者作为所述空调器的压缩机的实际运行频率。
可选地，在所述盘管温度PID控制中，目标盘管温度设置成：Tg＝Td+m；其中
Tg表示所述目标盘管温度，Td表示室内环境的空气露点温度，m大于零；且室内环境的空气露点温度Td根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度计算得来。
可选地，所述室内环境的空气露点温度Td的计算公式为：
Figure BDA0001832218480000021
其中，T为所述室内环境温度，f为所述室内环境相对湿度，单位为％，a和b为系数。
可选地，m为范围在0.3～0.7℃之间的任一值。
可选地，所述防凝露控制方法还包括：
当所述空调器以所述防凝露模式运行第一预设时长后，根据当前的室内环境温度和室内环境相对湿度判断是否满足退出防凝露模式的条件；
若是，则退出防凝露模式；若否，则按照预设的周期交替地运行室内环境温度PID控制和防凝露模式。
可选地，退出防凝露模式的条件为：所述室内环境温度小于所述室内环温阈值或所述室内环境相对湿度小于所述室内湿度阈值。
可选地，在室内环境温度PID控制中，根据检测到的所述室内环境温度与室内设定温度的偏差计算所述第一压缩机频率；
在盘管温度PID控制中，获取所述空调室内机的盘管温度，并根据所述盘管温度与目标盘管温度的偏差计算所述第二压缩机频率。
根据本发明的第二方面，本发明还提供一种空调器，包括：
检测模块，用于在制冷运行模式下检测所述空调器的空调室内机所处的室内环境温度和室内环境相对湿度；
控制模块，用于在所述室内环境温度大于室内环温阈值、且所述室内环境相对湿度大于室内湿度阈值时控制所述空调器进入防凝露模式；
在所述防凝露模式下，所述空调器的压缩机频率选择为通过室内环境温度PID控制计算出的第一压缩机频率和通过盘管温度PID控制计算出的第二压缩机频率中的较小者。
可选地，在所述盘管温度PID控制中，目标盘管温度设置成大于根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度计算得来的室内环境的空气露点温度。
可选地，所述控制模块配置成当所述空调器以所述防凝露模式运行第一预设时长后仍不满足退出防凝露模式的条件时控制所述空调器按照预设的周期交替地运行室内环境温度PID控制和防凝露模式。
本发明的防凝露控制方法中，当满足一定的条件时进入防凝露模式，在防凝露模式下，通过室内环境温度PID控制和盘管温度PID控制分别计算压缩机的频率，将室内环境温度和盘管温度都考虑进来，取其中较小的值作为压缩机的运行频率，不但能够起到良好的防凝露效果，而且还能够避免现有技术中仅以盘管温度作为控制参数导致过度制冷的问题。另外，通过PID控制算法可保证温度相对稳定、波动小。
进一步地，由于室内环境温度、环境相对湿度是变化的，因此，室内环境的空气露点温度也是变化的。为此，在本申请的盘管温度PID控制中，目标盘管温度并非如现有技术中那样设置成一定值，而是将其设置成始终高于空气露点温度一定值的变量，从而确保了室内机的盘管温度始终比空气露点温度高一定值，不但有效防止了凝露的产生，而且还提高了室内盘管温度的稳定性，减小了室内温度波动。
进一步地，若空调器以防凝露模式运行第一预设时长后仍不满足退出防凝露模式的条件，此时，为了保证制冷效果，将按照预设的周期交替地运行室内环境温度PID控制和防凝露模式，不但能够通过防凝露模式改善凝露问题，而且还通过室内环境温度PID控制保证了基本的制冷效果。
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是根据本发明一个所述来的空调器的防凝露控制方法的示意性流程图；
图2是根据本发明一个实施例的空调器处于防凝露模式下的控制框图；
图3是根据本发明一个实施例的室内环境温度PID控制框图；
图4是根据本发明一个实施例的盘管温度PID控制框图；
图5是根据本发明一个实施例的空调器的示意性结构框图。
具体实施方式
本发明首先提供一种空调器的防凝露控制方法。图1是根据本发明一个所述来的空调器的防凝露控制方法的示意性流程图。
参见图1，本发明的空调器的防凝露控制方法包括：
在制冷运行模式下，检测空调器的空调室内机所处的室内环境温度和室内环境相对湿度；
当室内环境温度大于室内环温阈值、且室内环境相对湿度大于室内湿度阈值时，控制空调器进入防凝露模式。
可以理解的是，室内环温阈值和室内湿度阈值均是根据室内机的应用地域而预先设置好的定值。由于凝露往往是在高温高湿的条件下产生的，因此，室内环温阈值可以选择为24～28℃之间的任一温度值，室内湿度阈值可以选择为50～70％之间的任一相对湿度值。
当用户打开空调器后，空调器实时检测其工作模式。空调器的工作模式一般包括制冷模式、制热模式、除湿模式、换气模式等等。当空调器处于制热模式或换气模式时，空调器一般不会产生凝露现象。当空调器处于制冷模式或除湿模式时，若空调器所处的空间湿度较高时容易出现凝露现象。本发明中的制冷运行模式不但包括常规意义上的制冷模式，还包括除湿模式。获取空调室内机所处的室内环境温度和室内环境相对湿度为判断凝露的产生提供参考依据。
空调室内机的换热器的蒸发温度近似等于该换热器的盘管温度，该盘管温度可通过设置在换热器盘管上的温度传感器获得，因此可通过控制压缩机运行频率来调节盘管温度，从而避免凝露的产生。
图2是根据本发明一个实施例的空调器处于防凝露模式下的控制框图。特别地，在防凝露模式下，通过室内环境温度PID控制计算出第一压缩机频率F1，通过盘管温度PID控制计算出第二压缩机频率F2，取第一压缩机频率F1和第二压缩机频率F2中的较小者作为空调器的压缩机的实际运行频率F。也就是说，通过室温和盘管温度两个PID控制算法共同确定压缩机的运行频率。
本发明的防凝露控制方法中，当满足一定的条件时进入防凝露模式，在防凝露模式下，通过室内环境温度PID控制和盘管温度PID控制分别计算压缩机的频率，将室内环境温度和盘管温度都考虑进来，取其中较小的值作为压缩机的运行频率，不但能够起到良好的防凝露效果，而且还能够避免现有技术中仅以盘管温度作为控制参数导致过度制冷的问题。另外，通过PID控制算法可保证温度相对稳定、波动小。
图3是根据本发明一个实施例的室内环境温度PID控制框图，图4是根据本发明一个实施例的盘管温度PID控制框图。
参见图3，在室内环境温度PID控制中，根据检测到的室内环境温度与室内设定温度的偏差计算第一压缩机频率，室内环境温度可通过室温传感器获得。
参见图4，在盘管温度PID控制中，获取空调室内机的盘管温度，并根据盘管温度与目标盘管温度的偏差计算第二压缩机频率，空调室内机的盘管温度可通过盘管传感器来获得。
由于室内环境温度、环境相对湿度是变化的，因此，室内环境的空气露点温度也是变化的。为此，在本发明的一些实施例中，将目标盘管温度与实时计算出的空气露点温度相关联，可确保无论室内温度、湿度如何变化，室内机始终不会产生凝露。具体地，在盘管温度PID控制中，将目标盘管温度设置成：Tg＝Td+m；其中，Tg表示目标盘管温度，Td表示室内环境的空气露点温度，m大于零，也就是说，将目标盘管温度设置成始终高于空气露点温度。室内环境的空气露点温度Td可根据实时检测到的室内环境温度和室内环境相对湿度计算得来。
也就是说，在本申请的盘管温度PID控制中，目标盘管温度并非如现有技术中那样设置成一定值，而是将其设置成始终高于空气露点温度一定值的变量，从而确保了室内机的盘管温度始终比空气露点温度高一定值，即使存在其他情况(例如考虑制冷效果时)也能够有效地防止凝露的产生，而且还提高了室内盘管温度的稳定性，减小了室内温度波动。
在一些具体的实施例中，m可以为范围在0.3～0.7℃之间的任一温度值，即目标盘管温度稍微高于当前的空气露点温度即可。例如m的取值可以为0.3℃、0.4℃、0.5℃、0.6℃或0.7℃。
现有技术中的空气露点温度的计算通常是一种粗放近似的估算，且计算公式中只有温度这个变量，这样计算获得的空气露点温度和实际的空气露点温度差别较大，无法为空调器的防凝露控制提供精确的参考依据。
在本发明的一些实施例中，将室内环境温度和室内环境相对湿度共同作为变量计算空气露点温度，精确度较高。具体地，室内环境的空气露点温度Td的计算公式为：
Figure BDA0001832218480000061
其中，T为室内环境温度，f为室内环境相对湿度，单位为％，a和b为系数。具体地，当室内环境温度大于零时(水面)，a、b两个系数的取值可以为a＝7.5，b＝237.3；当室内环境温度小于或等于零时(冰面)，a、b两个系数的取值可以为a＝9.5，b＝265.5。由于空调器产生凝露的现象发生在空调器制冷运行模式下，此时室内环境温度相对较高，因此，在本发明计算室内环境的空气露点温度的公式中，a、b两个系数的取值为a＝7.5，b＝237.3。
在一些实施例中，本发明的防凝露控制方法还进一步包括：
当空调器以防凝露模式运行第一预设时长后，根据当前的室内环境温度和室内环境相对湿度判断是否满足退出防凝露模式的条件；
若是，则退出防凝露模式；若否，则按照预设的周期交替地运行室内环境温度PID控制和防凝露模式。
也就是说，若空调器以防凝露模式运行第一预设时长后仍不满足退出防凝露模式的条件，此时，为了保证制冷效果，将按照预设的周期交替地运行室内环境温度PID控制和防凝露模式。由此，不但能够通过防凝露模式改善凝露问题，而且还通过室内环境温度PID控制保证了基本的制冷效果。
具体地，当空调器以防凝露模式运行第一预设时长后仍不满足退出防凝露模式的条件时，可将空调器切换至室内环境温度PID控制的模式，以保证基本的制冷效果，避免因防凝露对用户的制冷体验产生较大影响。当空调器以室内环境温度PID控制的模式运行预定时间后，再切换至防凝露模式，以改善空调室内机的凝露问题。当空调器以防凝露模式运行预定时间后，再切换至室内环境温度PID控制的模式，如此反复，直至满足退出防凝露模式的条件。第一预设时长的长短、以及室内环境温度PID控制和防凝露模式的交替周期均可根据实际空调器的类型来设定，例如，第一预设时长可以为30min，室内环境温度PID控制和防凝露模式的交替周期也可以为30min，即按照某一模式运行30min后再切换至另一个模式。
在本发明的一些实施例中，退出防凝露模式的条件为：室内环境温度小于室内环温阈值或室内环境相对湿度小于室内湿度阈值。也就是说，上述两个条件中任一个得到满足时，空调室内机就至少不会产生较为严重的凝露现象，因此可退出防凝露模式，进行正常的制冷运行模式。
具体地，当空调器检测到室内环境温度小于室内环温阈值时，说明此时室内环境温度不是很高，室内环境温度与室内机的盘管温度的差别也就相对较小。在这种情况下，产生凝露的可能性很小，因此，此时可退出防凝露模式，并将空调器的状态调整至防凝露模式之前的初始模式。
当室内环境相对湿度小于室内湿度阈值时，说明此时室内环境的相对湿度不是很大，在这种情况下，空调器不易产生凝露。因此，此时可退出防凝露模式，并将空调器的状态调整至防凝露模式之前的初始模式。
本发明还提供一种空调器，图5是根据本发明一个实施例的空调器的示意性结构框图。参见图5，本发明的空调器1可包括检测模块10和控制模块20。当然，空调器1还包括与控制模块20相连的压缩机30，以通过控制模块20调节压缩机30的运行频率。
检测模块20用于在制冷运行模式下检测空调器1的空调室内机所处的室内环境温度和室内环境相对湿度。具体地，检测模块20可包括用于检测室内环境温度的室温传感器和用于检测室内环境相对湿度的湿度传感器。
控制模块20用于在室内环境温度大于室内环温阈值、且室内环境相对湿度大于室内湿度阈值时控制空调器1进入防凝露模式。在防凝露模式下，空调器1的压缩机频率选择为通过室内环境温度PID控制计算出第一压缩机频率和通过盘管温度PID控制计算出第二压缩机频率中的较小者。
进一步地，空调器1还包括用在室内环境温度PID控制算法中的室内环境温度PID控制器、用在盘管温度PID控制算法中的盘管温度PID控制器以及用于检测盘管温度的盘管传感器。
在本发明的一些实施例中，在盘管温度PID控制中，目标盘管温度设置成大于根据室内环境温度和室内环境相对湿度计算得来的室内环境的空气露点温度，以确保室内机的盘管温度始终比空气露点温度高一定值，即使存在其他情况(例如考虑制冷效果时)也能够有效地防止凝露的产生，而且还提高了室内盘管温度的稳定性，减小了室内温度波动。
在本发明的一些实施例中，控制模块20还配置成当空调器1以防凝露模式运行第一预设时长后仍不满足退出防凝露模式的条件时控制空调器1按照预设的周期交替地运行室内环境温度PID控制和防凝露模式，不但能够通过防凝露模式改善凝露问题，而且还通过室内环境温度PID控制保证了基本的制冷效果。
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 (6)

1.一种空调器的防凝露控制方法，包括：
在制冷运行模式下，检测所述空调器的空调室内机所处的室内环境温度和室内环境相对湿度；和
当所述室内环境温度大于室内环温阈值、且所述室内环境相对湿度大于室内湿度阈值时，控制所述空调器进入防凝露模式；其中
在所述防凝露模式下，通过室内环境温度PID控制计算出第一压缩机频率，通过盘管温度PID控制计算出第二压缩机频率，取所述第一压缩机频率和所述第二压缩机频率中的较小者作为所述空调器的压缩机的实际运行频率；
在所述盘管温度PID控制中，目标盘管温度设置成：Tg＝Td+m；其中
Tg表示所述目标盘管温度，Td表示室内环境的空气露点温度，m大于零；且室内环境的空气露点温度Td根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度计算得来；
当所述空调器以所述防凝露模式运行第一预设时长后，根据当前的室内环境温度和室内环境相对湿度判断是否满足退出防凝露模式的条件；
若是，则退出防凝露模式；若否，则按照预设的周期交替地运行室内环境温度PID控制和防凝露模式。
2.根据权利要求1所述的防凝露控制方法，其中
所述室内环境的空气露点温度Td的计算公式为：
Figure FDA0002821408830000011
其中，T为所述室内环境温度，f为所述室内环境相对湿度，单位为％，a和b为系数。
3.根据权利要求1所述的防凝露控制方法，其中
m为范围在0.3～0.7℃之间的任一值。
4.根据权利要求1所述的防凝露控制方法，其中
退出防凝露模式的条件为：所述室内环境温度小于所述室内环温阈值或所述室内环境相对湿度小于所述室内湿度阈值。
5.根据权利要求1所述的防凝露控制方法，其中
在室内环境温度PID控制中，根据检测到的所述室内环境温度与室内设定温度的偏差计算所述第一压缩机频率；
在盘管温度PID控制中，获取所述空调室内机的盘管温度，并根据所述盘管温度与目标盘管温度的偏差计算所述第二压缩机频率。
6.一种空调器，包括：
检测模块，用于在制冷运行模式下检测所述空调器的空调室内机所处的室内环境温度和室内环境相对湿度；
控制模块，用于在所述室内环境温度大于室内环温阈值、且所述室内环境相对湿度大于室内湿度阈值时控制所述空调器进入防凝露模式；
在所述防凝露模式下，所述空调器的压缩机频率选择为通过室内环境温度PID控制计算出的第一压缩机频率和通过盘管温度PID控制计算出的第二压缩机频率中的较小者；
在所述盘管温度PID控制中，目标盘管温度设置成大于根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度计算得来的室内环境的空气露点温度；
所述控制模块配置成当所述空调器以所述防凝露模式运行第一预设时长后仍不满足退出防凝露模式的条件时控制所述空调器按照预设的周期交替地运行室内环境温度PID控制和防凝露模式。
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