CN110762729B - 一种控制空调器的方法及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制空调器的方法及空调器。当空调处于制冷模式时，内机电子膨胀阀按室内机目标过热度进行比例调节，内机目标过热度随室内环境温度与设定温度的变化以及室外温度变化做相应的改变。从而提高室内环境温度控制的精确度，减少压缩机开机频次。

Description

一种控制空调器的方法及空调器

技术领域

本发明涉及空调领域，具体涉及一种设置于制冷装置的膨胀阀的控制技术。

背景技术

目前空调制冷时，内机电子膨胀阀开度按目标过热度进行反馈调节控制，目标过热度一般为定值，当实际过热度小于目标过热度时电子膨胀阀关小，当实际过热度大于目标过热度时电子膨胀阀开大。目标过热度不随室内温度的变化而改变，造成以下不良影响：当室内环境温度和设定温度相差较大时，空调降温较慢；室内环境温度接近设定温度时，空调降温过快，造成温度波动幅度较大，压缩机频繁开停机。

室外环境温度发生变化时，受墙体传热影响，室内环境温度发生波动后，电子膨胀阀才进行相应动作，调节有一定延迟。为了进一步提高室内温度控制的精确度，室外环境温度对目标过热度进行前馈调节。当室外环境温度升高时，对目标过热度做减小修正，增大制冷量，以抵消环温升高带来的热量增加影响；当室外环境温度降低时，对目标过热度做增大修正，降低制冷量，以抵消环温降低带来的热量降低影响。

发明内容

为解决上述至少一个问题，本发明提供一种控制空调器的方法及空调器。

本发明提供的一种控制空调器的方法，所述方法包括：

接收空调器的制冷运行指令；

识别室外温度Tao和室内温度Tai；

识别室内空间的设定温度Tset；

基于第一目标过热度Tsho1、第二目标过热度Tsho2和第三目标过热度Tsho3共同确定室内单元的目标过热度Tsho。

进一步的，所述第一目标过热度Tsho1至少基于所述室内温度Tai与设定温度Tset之间的室温差值ΔT确定，

所述第二目标过热度Tsho2至少基于所述室温差值ΔT的相邻时间间隔t的变化量E(n)确定，

所述第三目标过热度Tsho3至少基于所述室外温度Tao(n)的相邻时间间隔t的温差量ΔTao确定。

优选的，基于压缩机排气温度Td和吸气过热度Tssh调节所述目标过热度Tsho，其中，

当所述排气温度Td高于预设值时，减小所述目标过热度Tsho；

当所述吸气过热度Tssh低于安全值时，增大所述目标过热度Tsho。

优选的，当所述室温差值ΔT大于或等于调节幅差Tdiff时，所述第一目标过热度Tsho1为常数值P；

当所述室温差值ΔT小于调节幅差Tdiff且大于零时，所述第一目标过热度Tsho1构成为室温差值ΔT的线性函数；

当所述室温差值ΔT小于或等于0℃时，所述制冷装置到温停机。

优选的，所述线性函数为：

Tsho1＝a*ΔT+b*a，

其中，a为调节参数，b为常量。

优选的，当变化量E(n)<0时，基于变化量E(n)与前一时刻变化量E(n-1)相比的变化趋势确定所述第二目标过热度Tsho2。

优选的，当所述变化量E(n)小于所述前一时刻变化量E(n-1)时，所述第二目标过热度Tsho2构成为：

Tsho2＝c*[E(n-1)-E(n)]

其中，c为常量。

优选的，当所述变化量E(n)大于或等于所述前一时刻变化量E(n-1)时，所述第二目标过热度Tsho2为零。

优选的，当所述温差量ΔTao的绝对值大于等于基准值时，所述第三目标过热度Tsho3与温差量ΔTao成正比；

当ΔTao的绝对值小于基准值时，所述第三目标过热度Tsho3为零。

优选的，所述目标过热度Tsho构成为所述第一目标过热度Tsho1、第二目标过热度Tsho2和第三目标过热度Tsho3的和。

优选的，所述第一目标过热度Tsho1和第二目标过热度Tsho2的计算周期为第一周期T1，

所述第三目标过热度Tsho3的计算周期为第二周期T2，

所述第二周期T2大于所述第一周期T1。

优选的，基于所述室内单元的实际过热度Tsh与目标过热度Tsho的差值控制膨胀阀的开度，

当实际过热度Tsh大于目标过热度Tsho时，膨胀阀开大；

当实际过热度Tsh小于目标过热度Tsho时，膨胀阀关小；

当实际过热度Tsh等于目标过热度Tsho时，膨胀阀不调节。

优选的，所述膨胀阀的动作幅度ΔEEV和所述实际过热度Tsh与目标过热度Tsho的差值呈正比。

本发明还提供一种空调器，所述空调器包括：

室外单元，所述室外单元包括压缩机和室外温度传感器，所述室外温度传感器用于检测室外温度；

室内单元，连接室外单元；

所述室内单元包括蒸发器和膨胀阀，以及

室内温度传感器，所述室内温度传感器用于感测室内温度；和

控制器，所述控制器实施前述控制空调器的方法。

由此，本发明至少具有如下优点：

1、室内机目标过热度根据室内环境温度、设定温度的差值进行适应性设定，当室内环境温度与设定温度相差大时，室内机目标过热度小，提高降温速度，当室内环境温度接近设定温度时，室内机目标过热度大，减慢降温速度，提高温度控制精度，降低压缩机开停机频次。

2、目标过热度根据室内环境温度与设定温度差值的变化量进行修正，当室内环境温度和目标过热度差值逐渐减小且减小幅度呈增大趋势，则修正加大目标过热度，减缓室内环境温度下降速度。

3、通过检测室外环温的变化对目标过热度做前馈调节，当室外环境温度升高时，对内机目标过热度做减小修正，当室外环境温度降低时，对内机目标过热度做加大修正，避免室外环境温度变化带来室内环境温度波动，提高调节速度和精度。

4、使用比例控制膨胀阀开度，膨胀阀动作幅度和内机实际过热度与内机目标过热度的差值呈比例关系，当内机实际过热度与内机目标过热度相差大时，膨胀阀动作幅度大，当内机实际过热度与内机目标过热度接近时，膨胀阀动作幅度小。进一步的提高目标过热度控制精度，进而提高室内温度控制精度。

5、通过控制内机目标过热度调节压缩机排气温度和吸气温度，防止排气温度过高和压缩机回液。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明的一种制冷装置示意图；

图2为本发明的一种制冷装置室内单元目标过热度控制方法示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

为了提高室内环境温度控制的精确度，减少压缩机开机频次，发明一种制冷装置及制冷内机电子膨胀阀精确控温方法，如图1所示，本发明提供的一种制冷装置，包括：室外单元，所述室外单元包括压缩机和室外温度传感器，所述室外温度传感器用于检测室外温度；室内单元，连接室外单元；所述室内单元包括蒸发器和膨胀阀，以及室内温度传感器，所述室内温度传感器用于感测室内温度；和控制器，所述控制器基于由室内温度传感器感测的值与室内空间的设定温度之间的室温差值以及所述室温差值的变化量和由所述室外温度传感器感测的室外温度的温差量共同确定室内单元的目标过热度。

当空调制冷模式时，内机电子膨胀阀按室内机目标过热度进行比例调节，内机目标过热度随室内环境温度与设定温度的变化做适应性的改变。当室内环境温度与设定温度相差较大时，设置较小的内机目标过热度，实现快速降温；当室内温度接近设定温度，设置较大的内机目标过热度，减缓调节速度，防止温度过调，延长开机时间。

另外，目标过热度根据室内环境温度和目标过热度差值的变化量做一定修正，当室内环境温度和目标过热度差值减小且减小幅度呈增大趋势，对目标过热度做加大修正，减缓环境温度下降速度。

室外环境温度影响室内热负荷，当室外环境温度变化大时，室内温度波动较大。为了进一步提高室内控温精度，室外环温对目标过热度做前馈调节。当室外环境温度升高时，对内机目标过热度做减小修正，当室外环境温度降低时，对内机目标过热度做加大修正。

内机电子膨胀阀按室内机目标过热度进行比例调节，电子膨胀阀动作幅度和内机实际过热度与内机目标过热度的差值呈比例关系，当内机实际过热度Tsh与内机目标过热度Tsho相差大时，电子膨胀阀动作幅度大，当内机实际过热度与内机目标过热度接近时，电子膨胀阀动作幅度小。

可选择地，使用内机目标过热度调节压缩机排气温度和吸气温度，压缩机排气温度比较高时，减小内机目标过热度，吸气温度比较低时，增加内机目标过热度。

具体的，如图2所示，内机目标过热度Tsho根据室外环境温度Tao、室内环境温度Tai、设定温度Tset和调节幅差Tdiff来进行设定，设定温度Tset通过遥控器进行设定，调节幅差Tdiff设置2℃，ΔT表示室内环境温度Tai与设定温度Tset的差值。内机目标过热度Tsho由三部分组成：1、室内环境温度Tai与设定温度差值Tset确定主要目标过热度Tsho1；2、室内环境温度Tai与设定温度差值的变化量确定修正目标过热度Tsho2。3、室外环境温度变化修正目标过热度Tsho3。

内机目标过热度Tsho等于主要目标过热度Tsho1、修正目标过热度Tsho2、修正目标过热度Tsho3之和，即Tsho＝Tsho1+Tsho2+Tsho3。

主要目标过热度Tsho1根据室内环境温度Tai与设定温度Tset的差值ΔT来确定，即ΔT＝Tai-Tset。当室内环境温度Tai与设定温度Tset差值大于或等于调节幅差Tdiff，即ΔT≥2℃时，主要目标过热度Tsho1＝1℃；当室内环境温度处在[Tset，Tset+Tdiff]区间，即0<ΔT<2℃时，主要目标过热度Tsho1设置为ΔT的线性函数：Tsho1＝a*ΔT+ba＝-3℃，其中b＝7；当室内环境温度Tai小于或等于Tset，即ΔT≤0℃，对应室内机到温停机。其中，主要目标过热度Tsho1的计算周期为1min。

修正目标过热度Tsho2根据室内环境温度Tai与设定温度差值的变化量确定，当室内环境温度和目标过热度差值逐渐减小且减小幅度呈增大趋势，为了减缓环境温度的下降速度，降低过调风险，加大目标过热度。E(n)表示现时刻室内环境温度和目标过热度的差值ΔT(n)减去前一时刻室内环境温度和目标过热度的差值ΔT(n-1)，即E(n)＝ΔT(n)-ΔT(n-1)，则E(n-1)＝ΔT(n-1)-ΔT(n-2)，式中ΔT(n)＝Tai(n)-Tset(n)，ΔT(n-1)＝Tai(n-1)-Tset(n-1)，ΔT(n-2)＝Tai(n-2)-Tset(n-2)，n表示现时刻值，n-1表示前一时刻值，n-2表示前两时刻值。所以当室内环境温度和目标过热度差值减小即E(n)<0时，|E(n)|≥|E(n-1)|(室内环境温度和目标过热度差值的减小幅度呈增大趋势)，则Tsho2＝c*[E(n-1)-E(n)],c＝10；|E(n)|≤|E(n-1)|(室内环境温度和目标过热度差值的减小幅度呈减小趋势)，则Tsho2＝0。修正目标过热度Tsho2的计算周期为1min。

修正目标过热度Tsho3根据室外环境温度变化修正，当10min内室外环境温度Tao的变化量大于等于0.5℃，即ΔTao＝|Tao(n)-Tao(n-1)≥0.5，则修正目标过热度Tsho3＝d[Tao(n)-Tao(n-1)]，d＝0.2；当10min内室外环境温度Tao的变化量小于0.5℃，即|Tao(n)-Tao(n-1)|<0.5,则修正目标过热度Tsho3＝0。修正目标过热度Tsho3计算周期为10min，由此，避免频繁调整，提高系统稳定性。

空调制冷内机电子膨胀阀开度按目标过热度进行控制，当内机实际过热度Tsh大于内机目标过热度Tsho时，电子膨胀阀开大，当内机实际过热度Tsh小于内机目标过热度Tsho，电子膨胀阀关小；当内机实际过热度Tsh等于内机目标过热度Tsho，电子膨胀阀不调节。电子膨胀阀采用比例控制，电子膨胀阀动作幅度ΔEEV和内机实际过热度Tsh与内机目标过热度Tsho的差值呈比例关系，即EEV(n)-EEV(n-1)＝e(Tsh-Tsho),e＝10，EEV(n)电子膨胀阀当前开度，EEV(n-1)电子膨胀阀上一时刻开度。

室外换热器回风口安装温度传感器检测室外环境温度Tao,室内换热器回风口安装温度传感器检测室内环境温度Tai，换热器进管和出管上安装温度传感器检测入管温度Te1和出管温度Te2，检测结果精确到0.1℃，内机实际过热度Tsh使用出管温度Te2减去入管温度Te1表示。

另外，可以通过控制内机目标过热度调节压缩机排气温度Td和吸气温度Ts。当排气温度比较高时，通过减小内机目标过热度，从而增加内机电子膨胀阀开度，达到降低排气温度目的。吸气过热度Tssh使用吸气温度Ts与蒸发温度Te差值进行表示，当吸气过热度Tssh比较低时，压缩机有回液风险，可以通过增加内机目标过热度，从而减小内机电子膨胀阀开度，达到提高吸气温度目的。

当排气温度Td大于90℃，当前目标过热度Tsho-2；当排气温度Td大于100℃，当前目标过热度Tsho-5。当吸气过热度Tssh小于5℃，当前目标过热度Tsho+1，吸气过热度Tssh小于或等于0℃，当前目标过热度Tsho+3。

压缩机吸气侧安装温度传感器检测温度表示吸气温度Ts，压缩机排气侧安装温度传感器检测温度表示排气温度Td，室内换热器中管安装温度传感器检测中管温度加修正后表示蒸发温度Te，检测结果精确到0.1℃。

以上调节适用于空调制冷模式。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (13)

1.一种控制空调器的方法，所述方法包括：

接收空调器的制冷运行指令；

识别室外温度Tao和室内温度Tai；

识别室内空间的设定温度Tset；

其特征在于，基于第一目标过热度Tsho1、第二目标过热度Tsho2和第三目标过热度Tsho3共同确定室内单元的目标过热度Tsho；其中，

所述第一目标过热度Tsho1至少基于所述室内温度Tai与设定温度Tset之间的室温差值ΔT确定，

所述第二目标过热度Tsho2至少基于所述室温差值ΔT的相邻时间间隔t的变化量E(n)确定，

所述第三目标过热度Tsho3至少基于所述室外温度Tao(n)的相邻时间间隔t的温差量ΔTao确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，基于压缩机排气温度Td和吸气过热度Tssh调节所述目标过热度Tsho，其中，

当所述排气温度Td高于预设值时，减小所述目标过热度Tsho；

当所述吸气过热度Tssh低于安全值时，增大所述目标过热度Tsho。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当所述室温差值ΔT大于或等于调节幅差Tdiff时，所述第一目标过热度Tsho1为常数值P；

当所述室温差值ΔT小于调节幅差Tdiff且大于零时，所述第一目标过热度Tsho1构成为室温差值ΔT的线性函数；

当所述室温差值ΔT小于或等于0℃时，所述空调器到温停机。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述线性函数为：

Tsho1＝a*ΔT+b*a，

其中，a为调节参数，b为常量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当变化量E(n)<0时，基于变化量E(n)与前一时刻变化量E(n-1)相比的变化趋势确定所述第二目标过热度Tsho2。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述变化量E(n)小于所述前一时刻变化量E(n-1)时，所述第二目标过热度Tsho2构成为：

Tsho2＝c*[E(n-1)-E(n)]

其中，c为常量。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述变化量E(n)大于或等于所述前一时刻变化量E(n-1)时，所述第二目标过热度Tsho2为零。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

当所述温差量ΔTao的绝对值大于等于基准值时，所述第三目标过热度Tsho3与温差量ΔTao成正比；

当ΔTao的绝对值小于基准值时，所述第三目标过热度Tsho3为零。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标过热度Tsho构成为所述第一目标过热度Tsho1、第二目标过热度Tsho2和第三目标过热度Tsho3的和。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，

所述第一目标过热度Tsho1和第二目标过热度Tsho2的计算周期为第一周期T1，

所述第三目标过热度Tsho3的计算周期为第二周期T2，

所述第二周期T2大于所述第一周期T1。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，

基于所述室内单元的实际过热度Tsh与目标过热度Tsho的差值控制膨胀阀的开度，

当实际过热度Tsh大于目标过热度Tsho时，膨胀阀开大；

当实际过热度Tsh小于目标过热度Tsho时，膨胀阀关小；

当实际过热度Tsh等于目标过热度Tsho时，膨胀阀不调节。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述膨胀阀的动作幅度ΔEEV和所述实际过热度Tsh与目标过热度Tsho的差值呈正比。

13.一种空调器，所述空调器包括：

室外单元，所述室外单元包括压缩机和室外温度传感器，所述室外温度传感器用于检测室外温度；

室内单元，连接室外单元；

所述室内单元包括蒸发器和膨胀阀，以及

室内温度传感器，所述室内温度传感器用于感测室内温度；和

控制器，所述控制器实施如权利要求1-12任一项所述的控制空调器的方法。

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