CN110513924B - 定频空调器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种定频空调器的控制方法。本发明旨在解决现有的具备废热回收功能的空调系统的节能效果不佳的问题。为此目的，本发明的定频空调器的控制方法能够通过阀门组件的阀门开闭信息确定换热水路的当前支路运行情况。根据不同的支路运行情况，对变频泵的运行频率进行确定。通过变频泵的变频运行，能够针对空调器运行时换热支路的不同运行情况来实现对冷凝器的换热，以便在满足本发明的空调器的基本运行需求和热水加热需求、实现废热回收的同时进一步提升该空调器的节能效果。

Description

定频空调器的控制方法

技术领域

本发明属于空调器技术领域，具体涉及一种定频空调器的控制方法。

背景技术

由于夏季天气热，人们的用水也相应的会增多，城市的用水用电供应就会加大，由于夏季用水的温度要求不是很高，在能源紧缺的时代，如果将空调产生的废热用来加热生活用水以满足人们的日常需求，既可免除用热水对燃气等能源的消耗，对改善地球温室效应也具有一定的贡献。

现提供一种空调系统。与现有空调器相比，该空调系统包括一条能够吸收空调废热并加热热水的循环换热水路和一条具备进水端和出水端的非循环换热水路，以便根据热水的加热需求来切换上述两条水路进行换热。由于两条换热水路中的水的流动需求并不相同，因此，如果为了能够满足两条换热水路的水运送需求而设置定频泵，会导致能源的不必要浪费。针对该问题，现考虑一种与该空调系统的整体换热水路更匹配的控制方法，以便进一步提升该空调系统的节能效果。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决上述具备废热回收功能的空调系统的节能效果不佳的问题，本发明提供了一种定频空调器的控制方法，所述定频空调器包括压缩机、电子膨胀阀、蒸发器、冷凝器和换热水路，所述压缩机、所述电子膨胀阀、所述蒸发器和所述冷凝器构成闭环的冷媒循环系统，所述换热水路包括第一换热支路、第二换热支路、变频泵和阀门组件，所述第一换热支路上设置有储水装置，所述第二换热支路上设置有供水装置和排水装置，所述第一换热支路和所述换热支路中的任意一个均能够与所述变频泵连通，所述冷凝器通过所述第一换热支路或者所述第二换热支路中流动的水散热，所述阀门组件能够使所述换热水路在所述第一换热支路和所述第二换热支路间切换，所述变频泵控制所述第一换热支路或者所述第二换热支路中的水的流动状态，所述控制方法包括：在所述变频泵开始运行的情形下，获取所述阀门组件的阀门开闭信息；根据所述阀门开闭信息，确定所述换热水路的当前支路运行情况；根据所述当前支路运行情况，确定所述变频泵的运行频率。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述当前支路运行情况，确定所述变频泵的运行频率”的步骤包括：如果所述换热水路以所述第一换热支路运行，则获取所述第一换热支路中的水的温度参数；如果所述温度参数升高且升高的温度参数小于设定温度，则使所述变频泵在高频模式下升频运行。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述当前支路运行情况，确定所述变频泵的运行频率”的步骤还包括：如果所述第一换热水路中的水的温度参数等于设定温度，则使所述换热水路由所述第一换热支路切换至所述第二换热支路，同时使所述变频泵以低频模式运行。

在上述控制方法的优选技术方案中，“使所述变频泵以低频模式运行”的步骤包括；获取供应水的温度参数；根据所述温度参数，确定所述变频泵在低频模式下的工作频率；使所述变频泵以确定的工作频率运行。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述当前支路运行情况，确定所述变频泵的运行频率”的步骤包括：如果所述换热水路以所述第二换热支路运行，则使所述变频泵以低频模式运行。

在上述控制方法的优选技术方案中，在所述变频泵在高频模式下升频运行的情形下，所述控制方法还包括：如果所述变频泵升频至最大工作频率，则使所述换热水路由所述第一换热支路切换至所述第二换热支路，同时使所述变频泵由高频模式切换至低频模式运行。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：在所述变频泵未运行的情形下，获取所述压缩机的工作频率；如果获取到所述压缩机的工作频率，则使所述变频泵开始运行。

在上述控制方法的优选技术方案中，“使所述变频泵开始运行”的步骤包括：在获取到所述压缩机的工作频率的情形下，经第一预设时间后使所述变频泵开始运行。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：在所述变频泵运行的情形下，获取所述压缩机的工作频率；如果不能获取到所述压缩机的工作频率，则使所述变频泵停止运行。

在上述控制方法的优选技术方案中，“使所述变频泵停止运行”的步骤包括：在不能获取到所述压缩机的工作频率的情形下，经第二预设时间后使所述变频泵停止运行。

本领域技术人员能够理解的是，本发明的定频空调器的控制方法能够通过阀门组件的阀门开闭信息确定换热水路的当前支路运行情况。根据不同的支路运行情况，对变频泵的运行频率进行确定。通过变频泵的变频运行，能够针对空调器运行时换热支路的不同运行情况来实现对冷凝器的换热，以便在满足本发明的空调器的基本运行需求和热水加热需求、实现废热回收的同时进一步提升该空调器的节能效果。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。附图为：

图1是本发明的定频空调器的控制方法的主要步骤流程图；

图2是本发明的定频空调器的控制方法的第一运行曲线图；

图3是本发明的定频空调器的控制方法的第二运行曲线图。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，在本发明的描述中，尽管本申请中按照特定顺序描述了本发明的控制方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。

基于背景技术中指出的具备废热回收功能的空调系统的节能效果不佳的问题，本发明提供了一种定频空调器的控制方法，旨在在空调器实现废热回收的基础上进一步提升空调器的节能效果。

在本发明的技术方案中，本发明提供了一种定频空调器，该定频空调器包括压缩机、电子膨胀阀、蒸发器、冷凝器和换热水路。压缩机、电子膨胀阀、蒸发器和冷凝器构成闭环的冷媒循环系统。上述定频空调器在蒸发器的位置设置有送风装置，以便将蒸发器换热后产生的冷风运送至室内。换热水路具体包括第一换热支路、第二换热支路、变频泵和阀门组件，其中，第一换热支路上设置有储水装置，第二换热支路上设置有供水装置和排水装置，第一换热支路和换热支路中的任意一个均能够与变频泵连通。第一换热支路和第二换热支路的至少一部分流经冷凝器，以便冷凝器能够通过第一换热支路或者第二换热支路中流动的水散热。阀门组件包括多个分别设置于第一换热支路和第二换热支路的开关阀，上述定频空调器的控制模块能够控制多个开关阀打开或者关闭，以便通过打开/关闭部分开关阀的方式使换热水路的工作水路在第一换热支路和第二换热支路之间切换，从而切换为冷凝器进行换热的支路。上述变频泵能够控制第一换热支路或者第二换热支路中的水的流动状态，促进水在第一换热支路或者第二换热支路中流动，调控第一/第二换热支路中的水的流量。

下面结合上述定频空调器来描述本发明的优选实施方式。

首先参阅图1，图1是本发明的定频空调器的控制方法的主要步骤流程图。如图1所示，本发明的控制方法包括：

步骤S1：在变频泵开始运行的情形下，获取阀门组件的阀门开闭信息；

步骤S2：根据阀门开闭信息，确定换热水路的当前支路运行情况；

步骤S3：根据当前支路运行情况，确定变频泵的运行频率。

在步骤S1中，阀门组件的阀门开闭信息具体是指阀门组件包含的每个阀门的开闭情况。该阀门开闭情况的获取方式并不是限定的，例如，可以直接通过检测元件检测各个阀门的关闭情况，以便汇总成上述阀门开闭信息，还可以是上述定频空调器的控制模块在每次调整完阀门开关状态后生成并存储的信息。

在步骤S2和步骤S3中，“当前支路运行情况”包括当前正在为冷凝器进行换热、吸收冷凝器热量的具体支路以及该支路的运行状态(如持续运行中、即将切换状态和该支路中的水的状态等)，以便结合当前的运行状态判定冷凝器的换热情况是否正常、能够满足空调器的正常运行需求，并通过控制变频泵的运行频率来控制换热支路中的水的流动情况，对冷凝器的换热情况进行调控。

进一步地，步骤S3包括：

如果换热水路以第一换热支路运行，则获取第一换热支路中的水的温度参数；

如果温度参数升高且升高的温度参数小于设定温度，则使变频泵在高频模式下升频运行。

在上述步骤中，当换热水路以第一换热支路运行的情形时，第一换热支路内的水每一次流经冷凝器均会吸收冷凝器散出的热量。在水在第一换热支路内循环流动的情形下，水的温度不断升高。由此可知，在第一换热支路对冷凝器进行换热时，获取其中的水的温度参数，能够获知水的加热状态，从而判断后续是否需要在一段时间内继续加热该支路内的水、确定当前是否具有切换换热支路的需求，从而根据具体的加热需求变动情况来判断变频泵的运行需求，进而确定变频泵的运行频率；在温度参数升高且升高的温度参数小于设定温度的情形下，表明第一换热支路内的水未达到停止加热的标准，当前仍未有切换支路的需求、第一换热支路内的水仍需加热。但是由于第一换热支路内的水的温度逐渐攀升，导致第一换热支路内的水与冷凝器位置的温度差值变小、第一换热支路的换热能力逐渐减弱，因此，为了保证冷凝器正常换热，则使变频泵在高频模式下升频运行，以便逐渐加强其对水在第一换热支路内的循环流动产生的促进作用，使第一换热支路内流经冷凝器的水的流量变大。其中，设定温度为根据水的加热需求而设定的加热完成后的水的温度。例如，如果需要最高温度为50℃的水，则第一换热支路中的水在循环过程中其温度参数上升至50℃才会有换热支路的切换需求，50℃则为此时的设定温度。

更进一步地，步骤S3还包括：

如果第一换热水路中的水的温度参数等于设定温度，则使换热水路由第一换热支路切换至第二换热支路，同时使变频泵以低频模式运行。

承上所述，在第一换热支路对冷凝器进行换热时，如果第一换热支路中的水的温度参数等于设定温度，则表明换热水路内的热水加热完毕。此时，需要将与冷凝器进行换热的支路切换至第二换热支路，使得第一换热支路停止运行，从而使第一换热支路中的水能够流入储水装置进行保温。在换热支路被切换至第二换热支路的情形下，第二换热支路的一端供应水，支路中的水流经冷凝器进行换热过后从第二换热支路的排水端流出。也就是说，第二换热支路中的水并不是循环流动的，流经冷凝器的水的初始温度始终为供应水的温度，第二换热支路的换热能力比较稳定。此时，使变频泵以低频模式运行，以便在满足冷凝器的换热需求的同时节省变频泵的供应能源(如电能)。

当然，上述变频泵开始运行时第一换热支路中的水就达到设定温度的情形大多发生在定频空调器运行过程中的某次启动运行时的初始阶段。一般而言，定频空调器开始运行后即对室内进行冷气供应，直至室内达到用户设定的调整温度，空调器则停止运行，直至室内温度变高时再启动制冷。上述情形即可能发生在定频空调器分段制冷时的初始启动阶段。

又进一步地，“使变频泵以低频模式运行”的步骤包括；

获取供应水的温度参数；

根据温度参数，确定变频泵在低频模式下的工作频率；

使变频泵以确定的工作频率运行。

在上述步骤中，供应水的初始温度决定了其与冷凝器位置的热空气温度的差值、表明了第二换热支路的换热能力。基于供应水的温度参数设定变频泵在低频模式下的工作频率，能够结合换热需求和能量供应需求两方面来确定变频泵的能量输入，从而避免造成能源的浪费。

优选地，在变频泵在高频模式下升频运行的情形下，本发明的控制方法还包括：

如果变频泵升频至最大工作频率，则使换热水路由第一换热支路切换至第二换热支路，同时使变频泵由高频模式切换至低频模式运行。

在上述步骤中，如果变频泵升频至最大工作频率，则表明变频泵对水在第一换热支路内的循环流动产生的促进作用已经达到最强，流经冷凝器的水的流量已达到最大。此时，第一换热支路中的水的温度还处于攀升状态，第一换热支路的换热能力会在变频泵的运行功率已经达到最大的情形下逐渐减弱。为了保证冷凝器的正常换热，则需使换热水路由第一换热支路切换至第二换热支路，同时使变频泵由高频模式切换至低频模式运行，以便匹配第二换热支路运行。

在又一种可能的实施方式中，步骤S3包括：

如果换热水路以第二换热支路运行，则使变频泵以低频模式运行。

在上述步骤中，在用户没有热水供应需求的情形下，或者在热水已经加热完毕、定频空调器在上次运行结束前已经切换换热支路的情形下，在变频泵开始运行时，换热支路可能直接以第二换热支路运行。此时，使变频泵以与第二换热支路相匹配的低频模式运行即可。

优选地，本发明的控制方法还包括：

在变频泵未运行的情形下，获取压缩机的工作频率；

如果获取到压缩机的工作频率，则使变频泵开始运行。

在上述步骤中，在定频空调开始启动时，压缩机则开始运行。在实时获取压缩机的工作频率的状态下，如果获取到压缩机的工作频率，则说明压缩机开始运行、冷凝器出现换热需求。此时，使变频泵开始运行，以便使第一换热支路或者第二换热支路中的水开始流动、与冷凝器进行换热。

进一步地，“使变频泵开始运行”的步骤包括：

在获取到压缩机的工作频率的情形下，经第一预设时间后使变频泵开始运行。

在上述步骤中，虽然冷凝器在定频空调器开始运行后即出现换热需求，但是由于第一换热支路中处于不流动状态的水也具备一定的换热能力，因此使变频泵延迟启动，以便在靠近冷凝器部分的水与冷凝器换热一端时间后再使第一换热支路内的水流动起来，从而在不影响冷凝器正常换热的情形下进一步提升节能效果。其中，第一预设时间可以根据此时的水的温度、冷凝器的换热效率等实际换热需求进行设定。作为示例，在压缩机的工作频率为50Hz的情形下，第一预设时间设定为2min。

优选地，本发明的控制方法还包括：

在变频泵运行的情形下，获取压缩机的工作频率；

如果不能获取到压缩机的工作频率，则使变频泵停止运行。

在上述步骤中，在定频空调运行时，压缩机持续运行。在实时获取压缩机的工作频率的状态下，如果不能获取到压缩机的工作频率，则说明压缩机停止运行、冷凝器内的冷媒开始停止冷凝，冷凝器内的冷媒的放热效应逐渐消失。此时，使变频泵停止运行，以便使第一换热支路或者第二换热支路中的水停止流动，进入与冷凝器换热的尾声阶段。

进一步地，“使变频泵停止运行”的步骤包括：

在不能获取到压缩机的工作频率的情形下，经第二预设时间后使变频泵停止运行。

在上述步骤中，虽然定频空调器运行暂时结束，但是为了吸收冷凝器散出的余热，使变频泵延迟关闭，以便防止冷凝器位置的温度过高，影响定频空调器下一阶段的正常制冷，提升冷凝器的废热利用率。其中，第二预设时间可以也根据此时的水的温度、冷凝器的换热效率、冷凝器的实际余热量等实际换热需求进行设定。作为示例，第二预设时间设定为1min。

下面再参阅图2，图2是本发明的定频空调器的控制方法的第一运行曲线图(图中虚线为变频泵的时间-频率变化曲线，实线为压缩机的时间-频率变化曲线)。如图2所示，在本发明的一种可能的实施方式中，本发明的定频空调器的变频泵的运行过程如下：

在获取到压缩机的工作频率的情形下，经第一预设时间后使变频泵开始运行，变频泵开始运行后迅速升频至f₀(注：f₀为定频空调器上次运行时变频泵在最后运行阶段所达到的最高频率)；获取阀门组件的阀门开闭信息，在通过阀门开闭信息确定换热水路以第一换热支路运行且第一换热支路的水未达到设定温度时，使变频泵在高频模式下从f₀频率升频运行；在室内温度达到用户设定的温度时，定频空调器暂时停止运行。在获取不到压缩机的工作频率的情形下，经第二预设时间后使变频泵停止运行；在室内温度上升，超出用户设定的温度时，定频空调器再次开始制冷，在获取到压缩机的工作频率的情形下，经第一预设时间后使变频泵开始运行，并且在换热水路以第一换热支路运行且第一换热支路的水未达到设定温度时，使变频泵在高频模式下从上次运行后期时的最高频率升频运行。在室内温度达到用户设定的温度时，定频空调器再次暂时停止运行。在获取不到压缩机的工作频率的情形下，经第二预设时间后使变频泵停止运行；在重复若干次上述过程后，在变频泵的升频运行过程中，第一换热支路内的水达到设定温度，或者变频泵的运行频率达到最大(即图2中的m点位置)，换热水路切换至第二换热支路运行，变频泵在低频模式下以较低的、固定的工作频率随压缩机分段运行，直至定频空调器关闭。

下面再参阅图3，图3是本发明的定频空调器的控制方法的第二运行曲线图(图中虚线为变频泵的时间-频率变化曲线，实线为压缩机的时间-频率变化曲线)。如图3所示，在本发明的另一种可能的实施方式中，本发明的定频空调器的变频泵的运行过程如下：

在获取到压缩机的工作频率的情形下，经第一预设时间后使变频泵开始运行，变频泵开始运行后迅速升频至f₀(注：f₀为定频空调器上次运行时变频泵在最后运行阶段所达到的最高频率)；获取阀门组件的阀门开闭信息，在通过阀门开闭信息确定换热水路以第一换热支路运行且第一换热支路的水未达到设定温度时，使变频泵在高频模式下从f₀频率升频运行；在变频泵升频运行的过程中，第一换热支路内的水达到设定温度(即图3中的n点位置)，换热水路切换至第二换热支路运行，变频泵在低频模式下以较低的、固定的工作频率运行；在室内温度达到用户设定的温度时，定频空调器暂时停止运行。在获取不到压缩机的工作频率的情形下，经第二预设时间后使变频泵停止运行；在室内温度上升，超出用户设定的温度时，定频空调器再次开始制冷，重复上次开启和关闭的步骤，其中，变频泵运行时始终保持在低频模式，直至定频空调器关闭。

综上所述，本发明的定频空调器的控制方法能够通过阀门组件的阀门开闭信息确定换热水路的当前支路运行情况。根据不同的支路运行情况，对变频泵的运行频率进行确定。通过变频泵的变频运行，能够针对空调器运行时换热支路的不同运行情况来实现对冷凝器的换热，以便在满足本发明的空调器的基本运行需求和热水加热需求、实现废热回收的同时进一步提升该空调器的节能效果。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定频空调器的控制方法，其特征在于，所述定频空调器包括压缩机、电子膨胀阀、蒸发器、冷凝器和换热水路，所述压缩机、所述电子膨胀阀、所述蒸发器和所述冷凝器构成闭环的冷媒循环系统，所述换热水路包括第一换热支路、第二换热支路、变频泵和阀门组件，所述第一换热支路上设置有储水装置，所述第二换热支路上设置有供水装置和排水装置，所述第一换热支路和所述第二换热支路中的任意一个均能够与所述变频泵连通，所述冷凝器通过所述第一换热支路或者所述第二换热支路中流动的水散热，所述阀门组件能够使所述换热水路在所述第一换热支路和所述第二换热支路间切换，所述变频泵控制所述第一换热支路或者所述第二换热支路中的水的流动状态，

所述控制方法包括：

在所述变频泵开始运行的情形下，获取所述阀门组件的阀门开闭信息；

根据所述阀门开闭信息，确定所述换热水路的当前支路运行情况；

根据所述当前支路运行情况，确定所述变频泵的运行频率。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“根据所述当前支路运行情况，确定所述变频泵的运行频率”的步骤包括：

如果所述换热水路以所述第一换热支路运行，则获取所述第一换热支路中的水的温度参数；

如果所述温度参数升高且升高的温度参数小于设定温度，则使所述变频泵在高频模式下升频运行。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，“根据所述当前支路运行情况，确定所述变频泵的运行频率”的步骤还包括：

如果所述第一换热支 路中的水的温度参数等于设定温度，则使所述换热水路由所述第一换热支路切换至所述第二换热支路，同时使所述变频泵以低频模式运行。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，“使所述变频泵以低频模式运行”的步骤包括；

获取供应水的温度参数；

根据所述温度参数，确定所述变频泵在低频模式下的工作频率；

使所述变频泵以确定的工作频率运行。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“根据所述当前支路运行情况，确定所述变频泵的运行频率”的步骤包括：

如果所述换热水路以所述第二换热支路运行，则使所述变频泵以低频模式运行。

6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述变频泵在高频模式下升频运行的情形下，所述控制方法还包括：

如果所述变频泵升频至最大工作频率，则使所述换热水路由所述第一换热支路切换至所述第二换热支路，同时使所述变频泵由高频模式切换至低频模式运行。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在所述变频泵未运行的情形下，获取所述压缩机的工作频率；

如果获取到所述压缩机的工作频率，则使所述变频泵开始运行。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，“使所述变频泵开始运行”的步骤包括：

在获取到所述压缩机的工作频率的情形下，经第一预设时间后使所述变频泵开始运行。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在所述变频泵运行的情形下，获取所述压缩机的工作频率；

如果不能获取到所述压缩机的工作频率，则使所述变频泵停止运行。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，“使所述变频泵停止运行”的步骤包括：

在不能获取到所述压缩机的工作频率的情形下，经第二预设时间后使所述变频泵停止运行。

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