CN110726236A - 一种空调外机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调外机及控制方法。所述控制方法包括以下步骤：S1:获取环境温度；S2:当环境温度＜T0时，获取空调外机当前运行参数；S3:根据空调外机运行参数对风机模块和加热装置模块进行控制。通过监测、采集室外环境温度、系统冷凝压力及风机运行状态数据，由系统的控制运行逻辑来判断风机模块的积雪情况，对外机风机上堆积的冰雪进行消融，可有效防止风机在极端严寒天气情况下出现风量降低乃至堵转，有效保证精密机房空调的高控制精度及运行稳定性需求，提升机组寿命。

Description

一种空调外机及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种空调外机及其控制方法。

背景技术

数据机柜功率密度在5G时代背景下急剧增长，鉴于全年不间断制冷应用场景的特殊性，对数据机房冷却设备的性能要求也越来越高。精密机房空调室外机在极端严寒地区，风机和导流圈部位的堆积冰雪易造成风量衰减乃至风机堵转，对数据机房的冷却安全、运行稳定性造成较大隐患。而当前精密机房空调领域未有针对该问题的具体解决方案，故为保障精密机房空调机组安全、稳定、高精度的需求，设计一种空调外机及控制方法意义重大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种空调外机及其控制方法，有效防止风机在极端严寒天气情况下出现风量降低乃至堵转，有效保证精密机房空调的高控制精度及运行稳定性，提升机组寿命。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种空调外机的控制方法，包括以下步骤：

S1:获取环境温度；

S2:当环境温度＜T0时，获取空调外机当前运行参数；

S3:根据空调外机运行参数对风机模块和加热装置模块进行控制。

进一步地，所述步骤S2获取的空调外机当前运行参数包括：

风机电流I：空调外机运行状态下的电流大小，额定风机电流值为I1；

冷凝压力P：制冷剂温度一定的情况下由气态变液态时的压力大小，与所述额定风机电流I1对应的额定冷凝压力为P1，最小冷凝压力为P2；

风机转速对应风量F：风机在一定转速下对应的风量，设计上的理论风机转速对应风量为F1。

进一步地，所述步骤S3根据空调外机运行参数判断风机运行是否异常包括：

当风机电流＞I1、冷凝压力＞P1和风机转速对应风量＜F1任意一项不成立时，持续获取空调外机运行参数；

当风机电流＞I1、冷凝压力＞P1和风机转速对应风量＜F1都成立时，发出风机模块积雪报警信号，对风机模块和加热装置模块进行控制。

进一步地，所述步骤S3对风机模块和加热装置模块的控制步骤包括：

S31：当风机堵转时发出风机堵转报警信号，通过控制模式1对加热装置模块和风机进行控制；

S32：当风机未堵转时不用发出风机堵转报警信号，通过控制模式2对加热装置模块进行控制；

进一步地，S311：关闭风机；

S312：启动加热装置,持续时间T3后开启风机，判断风机堵转报警信号是否消除；

S313：若风机堵转报警信号未消除，则重复所述步骤S311和步骤S312直至所述风机堵转报警信号消除；

S314：若风机堵转报警信号消除，则获取空调外机运行参数。

进一步地，所述步骤S31的控制模式2的步骤包括：

S321：直接启动加热装置，持续时间T3；

S322：获取空调外机运行参数。

进一步地，所述步骤S312和所述步骤S321获取空调外机参数的步骤包括：

风机电流≤I1、P2≤冷凝压力≤P1和持续时间≥T3中任意一项不成立，则重复步骤S311或步骤S321；

风机电流≤I1、P2≤冷凝压力≤P1和持续时间≥T3同时成立，则以最大转速启动风机。

进一步地，所述控制方法还包括：

所述风机以最大转速运行持续时间T2后，风机恢复自动运行，转速自调节；

关闭加热装置模块，风机模块积雪报警信号清除复位。

第二方面，本发明还提供一种空调外机，所述空调外机至少包括：

风机模块：实现冷空气或热空气的传递；

加热装置模块：融解风机模块的积雪，所述加热装置模块由电加热、电加热带、融冰器中的一个或多个组成，所述加热装置模块安装在空调外机内靠近风机模块的任意位置。；

数据采集模块：采集并监测空调外机的环境温度、风机运行状态参数及空调外机冷凝压力；

主板控制单元：通过通讯获取数据采集模块的数据，根据数据判断所述风机模块是否出现积雪堆积，并通过不同的控制模式解决风机模块因积雪堆积产生的问题。

本发明的有益效果是：本发明设计了一种空调外机及控制方法，通过监测、采集室外环境温度、系统冷凝压力及风机运行状态数据，由系统的控制运行逻辑来判断风机模块的积雪情况，对外机风机上堆积的冰雪进行消融，可有效防止风机在极端严寒天气情况下出现风量降低乃至堵转，有效保证精密机房空调的高控制精度及运行稳定性需求，提升机组寿命。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，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是本发明实施例的空调外机控制方法的控制原理图；

图2是本发明实施例的空调外机控制方法的控制流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1至2所示，本实施例的一种空调外机，至少包括：风机模块：实现冷空气或热空气的传递；加热装置模块：融解风机模块的积雪；数据采集模块：采集并监测空调外机的环境温度、风机运行状态参数及空调系统冷凝压力；主板控制单元：通过通讯获取数据采集模块的数据，根据数据判断所述风机模块是否出现积雪堆积，并通过不同的控制模式解决风机模块因积雪堆积产生的问题，在本实施例中，加热装置模块为电加热带，电加热带具有良好的电绝缘性，且易于安装，电加热带可以安装在空调外机内靠近风机模块的任意位置,。

通过本实施例的空调外机实现一种空调外机的控制方法，有效防止风机在极端严寒天气情况下出现风量降低乃至堵转，有效保证精密机房空调的高控制精度及运行稳定性，提升机组寿命。

本实施例的空调外机的控制方法包括以下步骤：空调外机通过数据采集模块对空调外机所处的环境温度、风机运行电流、空调冷凝压力和风机转速对应风量进行采集并监测，其中，风机电流表示空调外机运行状态下的电流大小，额定风机电流值为I1；冷凝压力表示制冷剂温度一定的情况下由气态变液态时的压力大小，与所述额定风机电流I1对应的额定冷凝压力为P1，最小冷凝压力为P2；风机转速对应风量表示风机在一定转速下对应的风量，设计上的理论风机转速对应风量为F1，本实施例中将T0设为0℃，T3设为30秒。

当环境温度＜0℃、风机电流＞额定风机电流I1、冷凝压力＞额定冷凝压力P1和风机转速对应风量＜理论风机转速对应风量F1这4个条件都成立时，主板控制单元生产风机模块积雪报警信息；环境温度＜0℃、风机电流＞额定风机电流I1、冷凝压力＞额定冷凝压力P1和风机转速对应风量＜理论风机转速对应风量F1这4个条件只要有一个不成立，主板控制单元就继续通过数据采集模块获取以上参数。

当环境温度降至0℃以下后，由于0℃为水的冰点，环境中的水汽会在风机模块上凝结，降低风机模块的出风量，甚至导致风机模块堵塞；此时，若风机的当前电流大于额定电流、空调的冷凝压力也大于额定冷凝压力，而风机转速对应风量却小于理论风量，则可以判定此时风机模块被冰雪阻塞，主板控制单元发出风机积雪报警，冰雪阻塞风机模组会导致风机模组出现出风量衰减或风机堵转没有出风量这两种情况，下面本实施例将对这两种情况分别进行解决。

（1）风机模块因冰雪阻塞导致风机模块风量衰减的情况下的控制模式1：

风机模块积雪报警信息生成后，主板控制单元检测机组是否发出风机堵转报警，若无，则启动加热装置模块开启进行融雪，持续时间为T1，以T1为一个融雪周期。

数据采集模块对空调外机的冷凝压力和风机电流实时监测，加热装置模块运行后，连续30S检测到P2≤冷凝压力≤P1且风机电流≤I1这2个条件不成立时，加热装置模块进入下一个融雪周期；若上述2个条件成立，为防止在室外低温情况下，风机和导流圈附近的冰雪融水不能及时排走，造成二次结冰，风机以最大转速运行，持续时间T2，可将融水快速吹出；随后风机恢复自动运行状态，转速自调节，加热装置模块关闭，风机模块积雪报警清除复位。

（2）风机模块因冰雪阻塞导致风机模块风机堵转的情况下的控制模式2：

风机模块积雪报警信息生成后，转控制单元检测机组是否发出风机堵转报警，若有，则先将风机关闭后，再开启加热装置模块进行融雪，持续时间为T1，以T1为一个融雪周期，关闭风机可避免风机长时间堵转造成风机电机烧毁，延长使用寿命，降低运行能耗。

第一个融雪周期结束后，开启风机，主板控制单元检测风机堵转报警信息是否清除，若未清除则将风机关闭，继续进入下一个融雪周期，该周期结束后，再次开启风机并检测风机堵转信息还存在，若未清除则继续上述控制流程，直至未检测到风机堵转报警信息，即风机模块不在堵转时，主板控制单元进入下一控制流程。

风机堵转报警信息清除后，系统若连续30S检测到P2≤冷凝压力≤P1且风机电流≤I1这2个条件条件不成立时，则返回增加一个融雪周期T1的加热装置模块运行时间，再次检测风机堵转报警信息清除条件成立后，继续检测连续30S检测到P2≤冷凝压力≤P1且风机电流≤I1条件是否成立，若不成立则重复上述控制流程，直至该条件成立。

连续30S检测到P2≤冷凝压力≤P1且风机电流≤I1这2个条件成立后，为防止在室外环境低温情况下，风机附近的冰雪融水不能及时排走，造成二次结冰，风机以最大转速运行，持续时间T2，可将融水快速吹出；随后风机恢复自动运行状态，转速自调节，加热装置模块关闭，风机模块积雪报警清除复位。

本实施例中，空调外机最小冷凝压力P2、额定冷凝压力P1、额定电流I1、加热装置模块的融雪周期时间T1、风机全速运转吹出冰雪水的时间T2均可根据空调种类、使用环境等实际情况进行调整，以满足实际使用需求。

本实施例的空调外机及控制方法可解决在严寒地区，作为备用机的精密机房空调室外机需开机运行时，风机和导流圈结冰造成风量降低乃至风机堵转问题；空调外机风机内靠近风机模块增设加热装置模块，系统通过对机组运行状态参数的监测，判定风机及导流圈上的积雪情况；针对冰雪堆积问题情况的不同，系统切换不同加热控制模式，可有效解决风量衰减及风机堵转，防止电机烧毁，延长使用寿命；通过系统控制空调外风机转速，可快速有效地将风机及导流圈壁面上的冰雪融水排走吹干，防止二次结冰。

本实施例的空调外机及其控制方法通过监测、采集室外环境温度、系统冷凝压力及风机运行状态数据，由系统的控制运行逻辑来判断风机模块的积雪情况及加热融雪运行模式的控制切换，对外机风机及导流圈上堆积的冰雪进行消融，可有效防止风机在极端严寒天气情况下出现风量降低乃至堵转，有效保证精密机房空调的高控制精度及运行稳定性需求，提升机组寿命。

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 (10)

1.一种空调外机的控制方法，其特征在于，包括：

S1:获取环境温度；

S2:当环境温度＜T0时，获取空调外机当前运行参数；

S3:根据空调外机运行参数对风机模块和加热装置模块进行控制。

2.如权利要求1所述的一种空调外机的控制方法，其特征在于，所述步骤S2获取的空调外机当前运行参数包括：

风机电流：空调外机运行状态下的电流大小，额定风机电流值为I1；

冷凝压力：制冷剂温度一定的情况下由气态变液态时的压力大小，与所述额定风机电流I1对应的额定冷凝压力为P1，最小冷凝压力为P2；

风机转速对应风量：风机在一定转速下对应的风量，设计上的理论风机转速对应风量为F1。

3.如权利要求2所述的一种空调外机的控制方法，其特征在于，所述步骤S3根据空调外机运行参数判断风机运行是否异常包括：

当风机电流＞I1、冷凝压力＞P1和风机转速对应风量＜F1任意一项不成立时，持续获取空调外机运行参数；

当风机电流＞I1、冷凝压力＞P1和风机转速对应风量＜F1都成立时，发出风机模块积雪报警信号，对风机模块和加热装置模块进行控制。

4.如权利要求3所述的一种空调外机的控制方法，其特征在于，所述步骤S3对风机模块和加热装置模块的控制步骤包括：

S31：当风机堵转时发出风机堵转报警信号，通过控制模式1对加热装置模块和风机进行控制；

S32：当风机未堵转时不用发出风机堵转报警信号，通过控制模式2对加热装置模块进行控制。

5.如权利要求4所述的一种空调外机的控制方法，其特征在于，所述步骤S31的控制模式1的步骤包括：

S311：关闭风机；

S312：启动加热装置,持续时间T3后开启风机，判断风机堵转报警信号是否消除；

S313：若风机堵转报警信号未消除，则重复所述步骤S311和步骤S312直至所述风机堵转报警信号消除；

S314：若风机堵转报警信号消除，则获取空调外机运行参数。

6.如权利要求4所述的一种空调外机的控制方法，其特征在于，所述步骤S31的控制模式2的步骤包括：

S321：直接启动加热装置，持续时间T3；

S322：获取空调外机运行参数。

7.如权利要求5或6所述的一种空调外机的控制方法，其特征在于，所述步骤S312和所述步骤S322获取空调外机参数的步骤包括：

风机电流≤I1、P2≤冷凝压力≤P1和持续时间≥T3中任意一项不成立，则重复步骤S311或步骤S321；

风机电流≤I1、P2≤冷凝压力≤P1和持续时间≥T3同时成立，则以最大转速启动风机。

8.如权利要求7所述的一种空调外机的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

所述风机以最大转速运行持续时间T2后，风机恢复自动运行，转速自调节；

关闭加热装置模块，风机模块积雪报警信号清除复位。

9.一种空调外机，其特征在于，所述空调外机用于实现权利要求1至6、权利要求8任意一项所述的空调外机的控制方法。

10.如权利要求9所述的一种空调外机，其特征在于，所述空调外机至少包括：

风机模块：实现冷空气或热空气的传递；

加热装置模块：融解风机模块的积雪，所述加热装置模块由电加热、电加热带、融冰器中的一个或多个组成，所述加热装置模块安装在空调外机内靠近风机模块的任意位置；

数据采集模块：采集并监测空调外机的环境温度、风机运行状态参数及空调外机冷凝压力；

主板控制单元：通过通讯获取数据采集模块的数据，根据数据判断所述风机模块是否出现积雪堆积，并通过不同的控制模式解决风机模块因积雪堆积产生的问题。

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