CN109855254A - 空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调器及其控制方法，该控制方法包括：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；根据室内环境温度和室内环境相对湿度计算室内环境的空气露点温度；根据室内环境温度和室内环境相对湿度所处的区间以及计算出的空气露点温度确定空调器的目标盘管温度；以及通过盘管温度PID控制确定空调器的电子膨胀阀的开度。本发明根据室内的温度和湿度大小对室内盘管温度进行精确控制，在整个的制冷运行过程中，同时控制了室内的温度和湿度，不需要用户自己根据室内环境调节空调器的运行模式或设置偏离其意图的设定温度，提高了空调器的智能化程度和用户的使用体验。

Description

空调器及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调器，特别是涉及一种空调器的控制方法和空调器。

背景技术

目前空调制冷或除湿过程中，其蒸发温度不是直接精准控制的，在运行过程中往往存在很大波动。在高温高湿工况下，蒸发温度往往高于空气露点温度，导致除湿效率低，湿度迟迟降不下去。在低温低湿工况下，蒸发温度往往低于空气露点温度，导致出风温度太低，给用户过凉的不良体验，且除湿效果较好，空气越来越干燥，同时又浪费电能。

对于高温高湿工况，现有对策是让用户先开启除湿模式降湿度，然后在转制冷模式。对于低温低湿工况，现有对策是让用户调高设定温度。很明显，现有方案没有体现出空调智能化的发展趋势。

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，提供一种能够针对性地对空调器的蒸发温度进行精准控制以提高用户使用体验的空调器控制方法。

本发明第一方面的一个进一步的目的是在对蒸发温度进行精准控制的前提下提高室内盘管温度的稳定性，减小温度波动。

本发明第二方面的目的是提供一种能够针对性地对空调器的蒸发温度进行精准控制以提高用户使用体验的空调器。

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；

根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度计算室内环境的空气露点温度；

根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度所处的区间以及计算出的所述空气露点温度确定所述空调器的目标盘管温度；以及

通过盘管温度PID控制调节所述空调器的电子膨胀阀的开度；其中

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所述目标盘管温度的偏差计算所述电子膨胀阀的开度。

可选地，所述空调器的目标盘管温度通过以下公式来确定：T_g＝T_d+m；其中，

T_g表示所述目标盘管温度，T_d表示室内环境的空气露点温度，m为实数，且当所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度所处的区间不同时，m的取值不同。

可选地，当所述室内环境温度处于大于室内环温阈值的第一温度区间、且所述室内环境相对湿度处于大于第一室内湿度阈值的第一湿度区间时，m的取值为第一负数，以使得所述目标盘管温度低于所述空气露点温度。

可选地，当所述室内环境温度处于小于等于所述室内环温阈值的第二温度区间、且所述室内环境相对湿度处于大于所述第一室内湿度阈值的第一湿度区间时，m的取值为第二负数，以使得所述目标盘管温度低于所述空气露点温度，其中，所述第二负数大于所述第一负数。

可选地，当所述室内环境温度处于小于等于所述室内环温阈值的第二温度区间、且所述室内环境相对湿度处于大于第二室内湿度阈值且小于等于所述第一室内湿度阈值的第二湿度区间时，m的取值为零，以使得所述目标盘管温度等于所述空气露点温度。

可选地，当所述室内环境温度处于大于所述室内环温阈值的第一温度区间、且所述室内环境相对湿度处于小于等于所述第一室内湿度阈值的第三湿度区间时，m的取值为第一正数，以使得所述目标盘管温度高于所述空气露点温度。

可选地，当所述室内环境温度处于小于等于所述室内环温阈值的第二温度区间、且所述室内环境相对湿度处于小于等于所述第二室内湿度阈值的第四湿度区间时，m的取值为第二正数，以使得所述目标盘管温度高于所述空气露点温度，其中，所述第二正数大于所述第一正数。

可选地，所述室内环境的空气露点温度T_d的计算公式为：

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。

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；以及

处理模块，用于根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度计算室内环境的空气露点温度，根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度所处的区间以及计算出的所述空气露点温度确定所述空调器的目标盘管温度，并通过盘管温度PID控制调节所述空调器的电子膨胀阀的开度。

可选地，所述处理模块配置成根据以下公式来确定所述空调器的目标盘管温度：T_g＝T_d+m；其中，T_g表示所述目标盘管温度，T_d表示室内环境的空气露点温度，m为实数，且当所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度所处的区间不同时，m的取值不同。

因为蒸发温度接近与室内盘管温度，因此，本发明的控制方法根据室内不同的温度和湿度环境对室内盘管温度进行精确控制，在整个的制冷运行过程中，同时控制了室内的温度和湿度，不需要用户自己根据室内环境调节空调器的运行模式或设置偏离其意图的设定温度，提高了空调器的智能化程度和用户的使用体验。

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与空气露点温度相关的变量，而且，室内环境温度和室内环境湿度所处的区间不同，目标盘管温度与空气露点温度之间的差值系数也不同，不但能够根据室内温度、湿度的实际情况对盘管温度精确控制，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。

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盘管温度PID控制框图；

图3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控制方法。图1是根据本发明一个实施例的空调器的控制方法的示意性流程图。参见图1，本发明的空调器的控制方法包括：

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；

根据室内环境温度和室内环境相对湿度计算室内环境的空气露点温度；

根据室内环境温度和室内环境相对湿度所处的区间以及计算出的空气露点温度确定空调器的目标盘管温度；以及

通过盘管温度PID控制调节空调器的电子膨胀阀的开度。

图2是根据本发明一个实施例的盘管温度PID控制框图，在盘管温度PID控制中，获取空调室内机的实际盘管温度，并根据实际盘管温度与目标盘管温度的偏差计算电子膨胀阀的开度，空调室内机的盘管温度可通过盘管传感器来获得。

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，因此可通过控制电子膨胀阀的开度来调节盘管温度。

因为蒸发温度接近与室内盘管温度，因此，本发明的控制方法根据室内不同的温度和湿度环境对室内盘管温度进行精确控制，在整个的制冷运行过程中，同时控制了室内的温度和湿度，不需要用户自己根据室内环境调节空调器的运行模式或设置偏离其意图的设定温度，提高了空调器的智能化程度和用户的使用体验。另外，通过PID控制算法可保证温度相对稳定、波动小。

在一些实施例中，空调器的目标盘管温度可以通过以下公式来确定：T_g＝T_d+m；其中，T_g表示目标盘管温度，T_d表示室内环境的空气露点温度，m为实数，且当室内环境温度和室内环境相对湿度所处的区间不同时，m的取值不同。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与空气露点温度相关的变量，而且，室内环境温度和室内环境湿度所处的区间不同，目标盘管温度与空气露点温度之间的差值系数也不同，不但能够根据室内温度、湿度的实际情况对盘管温度精确控制，从而有效地控制室内温度和湿度，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。

具体地，当室内环境温度处于大于室内环温阈值的第一温度区间、且室内环境相对湿度处于大于第一室内湿度阈值的第一湿度区间时(高温高湿的环境条件)，m的取值为第一负数，以使得目标盘管温度低于空气露点温度。在高温高湿的环境条件下，不但需要考虑到室内的温度，而且还需要快速除湿。此时，将m设置成第一负数，使得目标盘管温度低于空气露点温度。设置好目标盘管温度后，通过盘管温度PID控制调节电子膨胀阀的开度，确保盘管的实际温度快速稳定在目标盘管温度上，从而使得盘管的实际温度低于空气露点温度。空气中的大量水汽在换热器上凝结成凝露水，凝露水通过排水管排出，从而达到快速除湿的目的。这种高温高湿条件下的控制方法除湿效果非常显著，降温效果也比较明显，可使室内快速地达到舒适的环境，提高了用户的使用体验。

可以理解的是，室内环温阈值和第一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。具体地，室内环温阈值可以选择为24～28℃之间的任一温度值，例如，室内环温阈值可以为24℃、25℃、26℃、27℃或28℃。第一室内湿度阈值可以选择为55～70％之间的任一相对湿度值，例如，第一室内湿度阈值可以为55％、60％、65％或70％。进一步地，在高温高湿的环境条件下，m的取值(即第一负数)例如可以为-1℃。

在一些实施例中，当室内环境温度处于小于等于室内环温阈值的第二温度区间、且室内环境相对湿度处于大于第一室内湿度阈值的第一湿度区间时(湿度较高的环境条件)，m的取值为第二负数，以使得目标盘管温度低于空气露点温度，其中，第二负数大于第一负数。在高湿的环境条件下，主要的目的是保证除湿效果好。此时，将m设置成以第二负数，且该第二负数大于高温高湿条件下设置的第一负数，可使得目标盘管温度略低于空气露点温度。设置好目标盘管温度后，通过盘管温度PID控制调节电子膨胀阀的开度，确保盘管的实际温度快速稳定在目标盘管温度上，从而使得盘管的实际温度略低于空气露点温度。空气中的部分水汽在换热器上凝结成凝露水，凝露水通过排水管排出，从而达到除湿的目的。这种高湿条件下的控制方法除湿效果非常显著，可使室内快速地达到舒适的环境，提高了用户的使用体验。

进一步地，在湿度较高的环境条件下，m的取值(即第二负数)例如可以为-0.5℃。

在一些实施例中，当室内环境温度处于小于等于室内环温阈值的第二温度区间、且室内环境相对湿度处于大于第二室内湿度阈值且小于等于第一室内湿度阈值的第二湿度区间时(即温湿度均适中的环境条件)，m的取值为零，以使得目标盘管温度等于空气露点温度。在温湿度均适中的环境条件下，主要的目的是维持室内的湿度，并降温。此时，将m设置成零，可使得目标盘管温度等于空气露点温度。设置好目标盘管温度后，通过盘管温度PID控制调节电子膨胀阀的开度，确保盘管的实际温度快速稳定在目标盘管温度上，从而使得盘管的实际温度近似等于空气露点温度，此时，因为湿度不高，因此除湿效果并不明显，维持了室内的湿度并降温。

可以理解的是，第二室内湿度阈值是根据室内机的应用地域而预先设置好的定值。具体地，第二室内湿度阈值可以选择为35～50％之间的任一相对湿度值，例如，第一室内湿度阈值可以为35％、40％、45％或50％。

在一些实施例中，当室内环境温度处于大于室内环温阈值的第一温度区间、且室内环境相对湿度处于小于等于第一室内湿度阈值的第三湿度区间时(即高温、湿度适中的环境条件)，m的取值为第一正数，以使得目标盘管温度高于空气露点温度。在高温、湿度适中的环境条件下，主要的目的是降温。此时，将m设置成以第一正数，可使得目标盘管温度高于空气露点温度。设置好目标盘管温度后，通过盘管温度PID控制调节电子膨胀阀的开度，确保盘管的实际温度快速稳定在目标盘管温度上，从而使得盘管的实际温度略高于空气露点温度。在换热器上不会形成凝露水，从而达到保湿、降温的目的。同时，由于此时的盘管温度相对较高(高于空气露点温度)，因此，此时电子膨胀阀的开度较大，系统压力较小，功率较低，起到了节能省电的效果。

进一步地，在高温、湿度适中的环境条件下，m的取值(即第一正数)例如可以为0.5℃。

在一些实施例中，当室内环境温度处于小于等于室内环温阈值的第二温度区间、且室内环境相对湿度处于小于等于第二室内湿度阈值的第四湿度区间时(即低温低湿的环境条件)，m的取值为第二正数，以使得目标盘管温度高于空气露点温度，其中，第二正数大于第一正数。在高温低湿的环境条件下，主要的目的是提高湿度。此时，将m设置成大于第一正数的第二正数，可使得目标盘管温度高于空气露点温度一定值。设置好目标盘管温度后，通过盘管温度PID控制调节电子膨胀阀的开度，确保盘管的实际温度快速稳定在目标盘管温度上，从而使得盘管的实际温度高于空气露点温度一定值。换热器上不会形成凝露水，空气中湿度不会降低，但是室内空气的温度在降低，由此可以达到提高相对湿度的目的。由此，可使室内的相对湿度逐渐达到最舒适的湿度范围内。在这一过程中，不但保证了降温效果，而且还可以达到凉而不冷的制冷效果。由于此时的盘管温度相对较高(高于空气露点温度)，因此，此时电子膨胀阀的开度较大，系统压力较小，功率较低，起到了节能省电的效果。

进一步地，在低温低湿的环境条件下，m的取值(即第二正数)例如可以为1℃。

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T_d的计算公式为：

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。

本发明还提供一种空调器，图3是根据本发明一个实施例的空调器的示意性结构框图。本发明提供的空调器1可包括检测模块10和处理模块20。当然，空调器1还包括与处理模块20相连的电子膨胀阀30，以通过处理模块20调节电子膨胀阀30的开度。

检测模块10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。

处理模块20用于根据室内环境温度和室内环境相对湿度计算室内环境的空气露点温度，根据室内环境温度和室内环境相对湿度所处的区间以及计算出的空气露点温度确定空调器的目标盘管温度，并通过盘管温度PID控制调节空调器的电子膨胀阀的开度。

进一步地，空调器1还包括用在盘管温度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。

在一些实施例中，处理模块20配置成根据以下公式来确定空调器的目标盘管温度：T_g＝T_d+m；其中，T_g表示目标盘管温度，T_d表示室内环境的空气露点温度，m为实数，且当室内环境温度和室内环境相对湿度所处的区间不同时，m的取值不同。

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，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；

根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度计算室内环境的空气露点温度；

根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度所处的区间以及计算出的所述空气露点温度确定所述空调器的目标盘管温度；以及

通过盘管温度PID控制调节所述空调器的电子膨胀阀的开度；其中

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所述目标盘管温度的偏差计算所述电子膨胀阀的开度。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中

所述空调器的目标盘管温度通过以下公式来确定：T_g＝T_d+m；其中，

T_g表示所述目标盘管温度，T_d表示室内环境的空气露点温度，m为实数，且当所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度所处的区间不同时，m的取值不同。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中

当所述室内环境温度处于大于室内环温阈值的第一温度区间、且所述室内环境相对湿度处于大于第一室内湿度阈值的第一湿度区间时，m的取值为第一负数，以使得所述目标盘管温度低于所述空气露点温度。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其中

当所述室内环境温度处于小于等于所述室内环温阈值的第二温度区间、且所述室内环境相对湿度处于大于所述第一室内湿度阈值的第一湿度区间时，m的取值为第二负数，以使得所述目标盘管温度低于所述空气露点温度，其中，所述第二负数大于所述第一负数。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其中

当所述室内环境温度处于小于等于所述室内环温阈值的第二温度区间、且所述室内环境相对湿度处于大于第二室内湿度阈值且小于等于所述第一室内湿度阈值的第二湿度区间时，m的取值为零，以使得所述目标盘管温度等于所述空气露点温度。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其中

当所述室内环境温度处于大于所述室内环温阈值的第一温度区间、且所述室内环境相对湿度处于小于等于所述第一室内湿度阈值的第三湿度区间时，m的取值为第一正数，以使得所述目标盘管温度高于所述空气露点温度。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其中

当所述室内环境温度处于小于等于所述室内环温阈值的第二温度区间、且所述室内环境相对湿度处于小于等于所述第二室内湿度阈值的第四湿度区间时，m的取值为第二正数，以使得所述目标盘管温度高于所述空气露点温度，其中，所述第二正数大于所述第一正数。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其中

所述室内环境的空气露点温度T_d的计算公式为：

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。

9.一种空调器，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；以及

处理模块，用于根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度计算室内环境的空气露点温度，根据所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度所处的区间以及计算出的所述空气露点温度确定所述空调器的目标盘管温度，并通过盘管温度PID控制调节所述空调器的电子膨胀阀的开度。

10.根据权利要求9所述的空调器，其中

所述处理模块配置成根据以下公式来确定所述空调器的目标盘管温度：T_g＝T_d+m；其中，T_g表示所述目标盘管温度，T_d表示室内环境的空气露点温度，m为实数，且当所述室内环境温度和所述室内环境相对湿度所处的区间不同时，m的取值不同。