CN110260421B - 一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变频空调除湿技术领域，具体涉及一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，包括如下步骤，步骤a，计算除湿需求Q；步骤b，根据除湿需求Q对风机及压缩机进行逻辑控制，与现有技术相比，本申请通过精确计算除湿需求，从而压缩机频率根据除湿需求周期性调节以及风机转速根据除湿需求周期性分阶段调节，解决当除湿需求较低时，压缩机频繁启停、除湿效果差及不节能的问题，可使得对变频空调的除湿控制更稳定，系统运行更安全可靠，解决了以往能耗高的问题。

Description

一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法
技术领域
本发明涉及变频空调除湿技术领域，具体涉及一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法。
背景技术
现有的变频机房空调在除湿模式下的风机及压缩机控制方式大致分两种：第一种、压缩机保持最高频率输出，风机降转速(相对额定制冷转速)固定输出；这种控制方式的压缩机维持最高频率输出，风机转速不变，在低除湿需求下启动除湿后，由于压缩机按最大能力输出，蒸发压力快速降低，导致空调送风温度快速降低，短时间内由于机房内含湿量变化小，送风干球温度降低快，导致实测送风相对湿度反而上升，空调维持除湿模式直到机房内温度过低保护，空调转为制热模式，不断地循环除湿、加热过程，此过程压缩机频繁启停且制热功率，影响压缩机寿命且不利于节能。第二种、压缩机频率输出根据除湿需求大小，风机转速不变；这种控制方法的压缩机频率根据除湿需求大小输出，风机转速不变，虽然压缩机能力输出与除湿需求相匹配，但是当除湿需求由高降低时，压缩机频率输出降低，风机转速不变，此时风量偏大，蒸发温度提高，送风干球温度提高，除湿效果变差或者无除湿效果。
以上两种除湿模式，在低除湿需求下，其都会存在空调压缩机频繁启停、能耗高以及除湿效果差的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，采用该控制方法能够解决能耗高的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：提供一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤a，计算除湿需求Q；步骤b，根据除湿需求Q对风机及压缩机进行如下逻辑控制：
i.当除湿需求Q＜0％，压缩机和风机关闭，退出除湿模式；
ii.当0％≤除湿需求Q＜100％，压缩机以及风机均保持当前开/关状态，若当前压缩机为开启状态，压缩机运行频率随除湿需求Q的增大而提高或随除湿需求Q的减小而降低，且压缩机运行频率不超过压缩机最高频率的70％，风机运行转速随除湿需求Q的增大而提高或随除湿需求Q的减小而降低，且风机运行转速不超过风机最高转速乘以除湿模式的风机转速系数的70％；
iii.当系统除湿需求Q≥100％时，进入除湿模式，压缩机开启并保持在压缩机最高频率的70％运行，风机开启并以调速步长来逐步增大转速，直到转速达到风机最高转速的70％乘以除湿风机转速系数的速度运行并保持。
其中，在步骤a中，通过湿度传感器检测值Hd、湿度控制回差值Hβ、设定回风湿度设定值Hs和湿度控制精度Hc，计算除湿需求Q如下：
Figure GDA0002812800310000021
其中，在步骤b中，任意压缩机开启时，风机的转速需提前切换至风机最高转速的70％乘以除湿风机转速系数的速度运行至少2s后，再开启压缩机；除湿模式的风机转速系数取值为0.5-0.8。
其中，风机以增加或减少风机调速步长来调节转速，且每个需求计算周期内的转速变化
Figure GDA0002812800310000031
Figure GDA0002812800310000032
其中，T1为目标转速，T0为当前转速，M为风机调速比，M＝5～20。
其中，每个需求计算周期为10s～20s。
其中，在步骤b中，压缩机开启并以其启动频率fz保持运行2min运行后，再根据除湿需求Q调节频率且压缩机最小运行时间不低于6min。
本发明的有益效果：本申请的变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，通过精确计算除湿需求，从而压缩机频率根据除湿需求周期性调节以及风机转速根据除湿需求周期性分阶段调节，解决当除湿需求较低时，压缩机频繁启停、除湿效果差及不节能的问题，可使得对变频空调的除湿控制更稳定，系统运行更安全可靠，解决了以往能耗高的问题。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机的结构示意图。
图2为除湿需求与压缩机的输出频率对照表。
图3为除湿需求与风机的目标转速对照表。
附图标记：内风机1、湿度传感器2、蒸发器3、压缩机4、控制器5、冷凝器6、外风机7及膨胀阀8。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明的一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法的具体实施方式，如图1所示，以较为常规的变频空调系统为例进行说明，包括依次连通设置的蒸发器3、压缩机4、冷凝器6和膨胀阀8，以构成一个闭环的除湿系统，蒸发器3和冷凝器6分别对应设置有内风机1和外风机7，内风机1出风的一侧设置有湿度传感器2；空调系统还包括控制器5，内风机1、湿度传感器2、压缩机4、外风机7、膨胀阀8分别与控制器5电连接，并受控制器5控制。应当说明的是，下文所提及到的风机为内风机1和外风机7的整合，即风机运行，指示的是内风机1和外风机7同时运行。
本实施例的一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，步骤a，计算除湿需求Q。具体地，通过湿度传感器2检测值Hd、湿度控制回差值Hβ、设定回风湿度设定值Hs和湿度控制精度Hc，计算除湿需求Q如下：
Figure GDA0002812800310000041
步骤b，根据除湿需求Q对风机及压缩机进行逻辑控制，对于压缩机的控制如下：
i.当除湿需求＜0％，压缩机关闭，退出除湿模式；
ii.当0％≤除湿需求＜100％时，压缩机保持当前开/关状态，如果当前压缩机为开启状态，则压缩机运行频率调节至按除湿需求Q计算出的目标频率、但不超过压缩机最高频率的70％，也就是说，压缩机运行频率随除湿需求Q的增大而提高或随除湿需求Q的减小而降低具体可参见图2，图2为除湿需求与压缩机的输出频率对照表，除湿模式的风机转速系数取值为0.5-0.8。
iii.当除湿需求≥100％，压缩机开启并保持在压缩机最高频率的70％运行。
其中，当压缩机开启后，压缩机以其启动频率fz保持2min运行后，再根据除湿需求Q调节频率且压缩机最小运行时间不低于6min。作为优选的方案，启动频率fz的数值优选为最高频率的50％。而最小运行时间的设定是为了保证压缩机的可靠性，防止频繁启停。例如：现在室温27度，目标温度25度，压缩机开启4min后室温达到24度，为保证压缩机可靠性，压缩机继续运行到6min后再执行关闭动作。
在步骤b中，对风机的控制如下：多系统中任意压缩机开启前，风机需提前切换至风机最高转速*除湿模式的风机转速系数(0.5～0.8)*70％运行至少2s，即风机的转速需提前切换至风机最高转速的70％乘以除湿风机转速系数的速度运行至少2s后，再开启压缩机，风机转速系数取值为0.5-0.8。压缩机启动后开始计时，风机启动维持时间S1(优选值为5min)运行后，按以下逻辑运行：
i.当系统除湿需求≥100％时，风机以风机调速步长L(调速步长L＝风机最高转速/100每秒)提高转速，且每个需求计算周期内的转速变化≤(目标转速-当前转速)/M，(除湿模式的风机调速比M，M的优选值为5～20)，直至转速达到目标转速运行。也就是说，风机以增加或减少风机调速步长来调节转速，且每个需求计算周期内的转速变化
Figure GDA0002812800310000051
其中，T1为目标转速，T0为当前转速，M为风机调速比，M＝5-20，每个需求计算周期的优选取值为10s。
ii.当系统除湿需求处于0％和100％之间时，风机以风机调速步长L(调速步长L＝风机最高转速/100每秒)提高或降低转速，且每个需求计算周期内转速变化≤(目标转速-当前转速)/M，直至转速达到目标转速运行。目标转速与除湿需求Q的关系如图3所示；目标转速随除湿需求Q实时调整。举例说明，例如：M＝5，此时风机转速为2000，风机最高转速为6000，每个需求计算周期的取值为10s，经过计算Q对应的的目标转速为3000，此时调速步长L＝6000/100每秒＝60/秒，转速变化＝(3000-2000)/5＝200，那么这个需求计算周期10秒内，风机转速只需达到2200，预计在计算周期的第4秒到达，此后6秒保持2200转速，再重新计算除湿需求Q，联动风机和压缩机运行。
iii.当系统除湿需求＜0％时，退出除湿模式。
假设：湿度传感器检测值Hd检测到的湿度为33，回风湿度设定值Hs设定为30，除湿湿度回差值Hβ为2，湿度控制精度Hc为0.89，则除湿需求Q为：
Figure GDA0002812800310000061
由于除湿需求>100％，此时系统进入除湿模式，各零部件按照除湿模式运转。
本实施例的变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，其实际是变频空调的风机和压缩机在除湿模式下的节能联动控制方法，通过精确计算除湿需求，从而压缩机频率根据除湿需求周期性调节以及风机转速根据除湿需求周期性分阶段调节，解决当除湿需求较低时，压缩机频繁启停、除湿效果差及不节能的问题，可使得对变频空调的除湿控制更稳定，系统运行更安全可靠，解决了以往能耗高的问题。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤a，计算除湿需求Q；
步骤b，根据除湿需求Q对风机及压缩机进行如下逻辑控制：
i.当除湿需求Q＜0％，压缩机和风机关闭，退出除湿模式；
ii.当0％≤除湿需求Q＜100％，压缩机以及风机均保持当前开/关状态，若当前压缩机为开启状态，压缩机运行频率随除湿需求Q的增大而提高或随除湿需求Q的减小而降低，且压缩机运行频率不超过压缩机最高频率的70％，风机运行转速随除湿需求Q的增大而提高或随除湿需求Q的减小而降低，且风机运行转速不超过风机最高转速的70％乘以除湿模式的风机转速系数；
iii.当系统除湿需求Q≥100％时，进入除湿模式，压缩机开启并保持在压缩机最高频率的70％运行，风机开启并以调速步长来逐步增大转速，直到转速达到风机最高转速的70％乘以除湿风机转速系数的速度运行并保持；除湿模式的风机转速系数取值为0.5-0.8。
2.根据权利要求1所述的一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于：在步骤a中，通过湿度传感器检测值Hd、湿度控制回差值Hβ、设定回风湿度设定值Hs和湿度控制精度Hc，计算除湿需求Q如下：
Figure FDA0002812800300000011
3.根据权利要求1所述的一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于：在步骤b中，任意压缩机开启时，风机的转速需提前切换至风机最高转速的70％乘以除湿风机转速系数的速度运行至少2s后，再开启压缩机。
4.根据权利要求1所述的一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于：风机以增加或减少风机调速步长来调节转速，且每个需求计算周期内的转速变化
Figure FDA0002812800300000021
Figure FDA0002812800300000022
其中，T1为目标转速，T0为当前转速，M为风机调速比，M＝5-20。
5.根据权利要求4所述的一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于：每个需求计算周期为10s～20s。
6.根据权利要求1所述的一种变频空调除湿模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于：在步骤b中，压缩机开启并以其启动频率fz保持运行2min运行后，再根据除湿需求Q调节频率且压缩机最小运行时间不低于6min。
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