CN111006373A - 电控箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控箱及其控制方法，其中，该电控箱包括：控制主板，位于主板外壳的内部；换热管道，位于主板外壳的下方，与机组的冷媒管道连接，用于通过冷媒管道的冷媒调节主板外壳的内部温度。本发明解决了现有技术中控制器易受温度变化影响，可靠性差的问题，提高了控制器的可靠性。

Description

电控箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及电控箱技术领域，具体而言，涉及一种电控箱及其控制方法。

背景技术

特种空调应用于特殊行业，在其中扮演重要角色。由于特种空调使用环境复杂且恶劣，比如极端高低温、湿热、低气压等环境，因此特种空调对于机组的稳定、可靠运行要求极高。控制器作为整个机组的大脑，其能否可靠运行对于机组稳定运行至关重要。控制器由于涉及到多种元器件协同工作，所以元器件的可靠性对于整个控制器的正常工作影响巨大，对于元器件而言，工作温度、环境应力等因素都是关键条件。如果温度变化剧烈，会影响控制器元件的可靠性，进而影响机组的可靠性。

针对相关技术中控制器易受温度变化影响，可靠性差的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

发明内容

本发明提供了一种电控箱及其控制方法，以至少解决现有技术中控制器易受温度变化影响，可靠性差的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电控箱，包括控制主板(8)，位于主板外壳(4)的内部；换热管道，位于所述主板外壳(4)的下方，与机组的冷媒管道连接，用于通过所述冷媒管道的冷媒调节所述主板外壳的内部温度。

进一步地，所述换热管道包括：第一换热管道(7)，所述第一换热管道(7)的进口和出口均连接在室外换热器与压缩机之间的冷媒管道上。

进一步地，还包括：第一电磁阀(1)，位于所述第一换热管道(7)的进口，用于控制所述第一换热管道(7)的冷媒流量。

进一步地，所述换热管道包括：第二换热管道(3)，所述第二换热管道(3)的进口和出口均连接在压缩机与室内换热器之间的冷媒管道上。

进一步地，还包括：第二电磁阀(6)，位于所述第二换热管道(3)的进口，用于控制所述第二换热管道的冷媒流量。

进一步地，还包括：第一温度感温包(2)，位于所述主板外壳(4)的外部，用于检测所述主板外壳(4)的外部温度；第二温度感温包(5)，位于所述主板外壳(4)的内部，用于检测所述主板外壳(4)的内部温度。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种电控箱控制方法，应用于如上述的电控箱，方法包括：获取环境温度和电控箱所在机组的运行模式；根据环境温度和运行模式确定机组的使用工况；根据使用工况控制电控箱的换热管道内的冷媒流通，以调节主板外壳的内部温度。

进一步地，根据环境温度和运行模式确定机组的使用工况，包括：根据环境温度判断机组目前所处的温度区间；其中，预设有温度区间与环境温度的对应关系；根据温度区间和运行模式确定机组的使用工况。

进一步地，温度区间至少包括：低温区间和高温区间；运行模式包括：制冷模式和制热模式；机组的使用工况包括：低温制冷、低温制热、高温制冷、高温制热。

进一步地，根据使用工况控制电控箱的换热管道内的冷媒流通，以调节主板外壳的内部温度，包括：在使用工况为高温制冷时，控制第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，室外换热器的低温高压冷媒进入换热管道，降低主板外壳内的温度；在使用工况为高温制热时，控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开，室内换热器的低温高压冷媒进入换热管道，提高主板外壳内的温度；在使用工况为低温制热时，控制第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开，室内换热器前的高温高压冷媒进入换热管道，提高主板外壳内的温度；在使用工况为低温制冷时，控制第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，室外换热器的高温高压冷媒进入换热管道，降低主板外壳内的温度。

进一步地，在调节主板外壳的内部温度之后，方法还包括：周期性获取机组的过热度；根据过热度进一步调节主板外壳的内部温度。

进一步地，过热度包括实测过热度和目标过热度；获取机组的过热度，包括：获取主板外壳的外部温度、主板外壳的内部温度、吸气温度和蒸发温度；根据吸气温度和蒸发温度确定实测过热度，其中，实测过热度＝吸气温度-蒸发温度；根据环境温度、主板外壳的外部温度和主板外壳的内部温度确定目标过热度，其中，目标过热度＝(|环境温度-主板外壳的内部温度|)+(|主板外壳的外部温度-主板外壳的内部温度|)。

进一步地，过热度包括实测过热度和目标过热度；根据过热度进一步调节主板外壳的内部温度，包括：根据实测过热度和目标过热度计算过热度偏差和过热度变化；其中，过热度偏差＝实测过热度-目标过热度；过热度变化＝实测过热度(t)-实测过热度(t1)；根据过热度偏差和过热度变化确定电磁阀调节步幅，进而根据电磁阀调节步幅调节第一电磁阀或第二电磁阀；其中，调节步幅＝(过热度偏差+0.5*过热度变化)*最小调节步幅。

进一步地，在根据过热度进一步调节主板外壳的内部温度之前，还包括：检测压缩机是否开启，在压缩机开启预设时间内，控制第一电磁阀和第二电磁阀开启到初始步数；其中预设有初始步数与机组的运行模式的对应关系。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种空调机组，包括如上述的电控箱。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的电控箱控制方法。

在本发明中，提供了一种电控箱，包括：控制主板，位于主板外壳的内部；换热管道，位于所述主板外壳的下方，与机组的冷媒管道连接，用于通过所述冷媒管道的冷媒调节所述主板外壳的内部温度。该电控箱结构，可以在兼顾电控箱优良电磁兼容性的同时，有效调整电控箱温度，使电子元器件工作在一个比较适宜的环境温度中，从而提高控制器可靠性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电控箱的一种可选的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的电控箱控制方法的一种可选的流程图；

图3是根据本发明实施例的空调机组冷媒流向的一种可选的示意图；以及

图4是根据本发明实施例的电控箱控制方法的另一种可选的流程图。

附图标记说明：

1、第一电磁阀；2、第一温度感温包；3、第二换热管道；4、主板外壳；5、第二温度感温包；6、第二电磁阀；7、第一换热管道；8、控制主板；9、室外换热器；10、室内换热器；11、压缩机；12、外环境感温包。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明优选的实施例1中提供了一种电控箱，该电控箱可以直接应用至各种空调设备上，也可以应用至具有空调设备部分功能的其他装置上，具体地，图1示出该电控箱的一种可选的结构框图，如图1所示，该电控箱包括：

控制主板8，位于主板外壳4的内部；

换热管道，位于主板外壳4的下方，与机组的冷媒管道连接，用于通过冷媒管道的冷媒调节主板外壳的内部温度。

在上述实施方式中，提供了一种电控箱，包括：控制主板，位于主板外壳的内部；换热管道，位于主板外壳的下方，与机组的冷媒管道连接，用于通过冷媒管道的冷媒调节主板外壳的内部温度。该电控箱结构，可以在兼顾电控箱优良电磁兼容性的同时，有效调整电控箱温度，使电子元器件工作在一个比较适宜的环境温度中，从而提高控制器可靠性。

进一步地，换热管道包括：第一换热管道7，第一换热管道7的进口和出口均连接在室外换热器与压缩机之间的冷媒管道上。

与第一换热管道7相关，电控箱还包括：第一电磁阀1，位于第一换热管道7的进口，用于控制第一换热管道7的冷媒流量。

优选地，换热管道包括：第二换热管道3，第二换热管道3的进口和出口均连接在压缩机与室内换热器之间的冷媒管道上。

与第二换热管道3相关，还包括：第二电磁阀6，位于第二换热管道3的进口，用于控制第二换热管道的冷媒流量。

在本发明一个优选的实施方式中地，还包括：第一温度感温包2，位于主板外壳4的外部，用于检测主板外壳4的外部温度；第二温度感温包5，位于主板外壳4的内部，用于检测主板外壳4的内部温度。

实施例2

基于上述实施例1中提供的电控箱，在本发明优选的实施例2中还提供了一种电控箱控制方法。具体来说，图2示出该方法的一种可选的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤S202-S206：

S202：获取环境温度和电控箱所在机组的运行模式；

S204：根据环境温度和运行模式确定机组的使用工况；

S206：根据使用工况控制电控箱的换热管道内的冷媒流通，以调节主板外壳的内部温度。

在上述实施方式中，提供了一种电控箱控制方法，通过环境温度和电控箱所在机组的运行模式确定机组的使用工况，根据使用工况控制电控箱的换热管道内的冷媒流通，以调节主板外壳的内部温度。通过冷媒管道的冷媒动态调节主板外壳的内部温度，使电子元器件工作在一个比较适宜的环境温度中，从而提高控制器可靠性，进而提高整个空调机组的可靠性。

在本发明一个优选的实施方式中，根据环境温度和运行模式确定机组的使用工况，包括：根据环境温度判断机组目前所处的温度区间；其中，预设有温度区间与环境温度的对应关系；根据温度区间和运行模式确定机组的使用工况。其中，温度区间至少包括：低温区间和高温区间；运行模式包括：制冷模式和制热模式；机组的使用工况包括：低温制冷、低温制热、高温制冷、高温制热。

进一步地，根据使用工况控制电控箱的换热管道内的冷媒流通，以调节主板外壳的内部温度，包括如下方式，如图3所示：

在使用工况为高温制冷时，控制第一电磁阀1打开，第二电磁阀6关闭，整个管路内的冷媒流向为图3中制冷流路，室外换热器的低温高压冷媒进入换热管道，降低主板外壳内的温度；

在使用工况为高温制热时，控制第一电磁阀1关闭，第二电磁阀6打开，整个管路内的冷媒流向为图3中制热流路，室内换热器的低温高压冷媒进入换热管道，提高主板外壳内的温度；

在使用工况为低温制热时，控制第一电磁阀1关闭，第二电磁阀6打开，整个管路内的冷媒流向为图3中制热流路，室内换热器前的高温高压冷媒进入换热管道，提高主板外壳内的温度；

在使用工况为低温制冷时，控制第一电磁阀1打开，第二电磁阀6关闭，整个管路内的冷媒流向为图3中制冷流路，室外换热器的高温高压冷媒进入换热管道，降低主板外壳内的温度。

进一步地，在调节主板外壳的内部温度之后，本方法还包括：周期性获取机组的过热度；根据过热度进一步调节主板外壳的内部温度。

其中，过热度包括实测过热度和目标过热度；获取机组的过热度，包括：获取主板外壳的外部温度、主板外壳的内部温度、吸气温度和蒸发温度；根据吸气温度和蒸发温度确定实测过热度，其中，实测过热度＝吸气温度-蒸发温度；根据环境温度、主板外壳的外部温度和主板外壳的内部温度确定目标过热度，其中，目标过热度＝(|环境温度-主板外壳的内部温度|)+(|主板外壳的外部温度-主板外壳的内部温度|)。

进一步地，过热度包括实测过热度和目标过热度；根据过热度进一步调节主板外壳的内部温度，包括：根据实测过热度和目标过热度计算过热度偏差和过热度变化；其中，过热度偏差＝实测过热度-目标过热度；过热度变化＝实测过热度(t)-实测过热度(t1)；根据过热度偏差和过热度变化确定电磁阀调节步幅，进而根据电磁阀调节步幅调节第一电磁阀或第二电磁阀；其中，调节步幅＝(过热度偏差+0.5*过热度变化)*最小调节步幅。

在根据过热度进一步调节主板外壳的内部温度之前，还包括：检测压缩机是否开启，在压缩机开启预设时间内，控制第一电磁阀和第二电磁阀开启到初始步数；其中预设有初始步数与机组的运行模式的对应关系。

在上述控制方法中，动态调整电控箱的温度，使电子元器件尽可能工作在一个适宜的温度，从而提高整个电控箱的可靠性。

在本发明优选的实施例2中还提供了了另一种可选的电控箱控制方法，具体来说，图4示出该方法的一种可选的流程图，如图4所示，该方法包括如下步骤：

开始；

显示板下发开机指令后，机组进行初始化步骤；

识别机组类型为热泵机组或者单冷机组；

机组识别成功后，判断机组使用工况；具体的：

控制器读取室外环境温度值，根据室外环境温度判断机组目前所处的环境区间：低温、常温以及高温。实际的温度区间可以根据机型设置，默认值为：低温：室外环境温度≤10℃；常温：10℃＜室外环境温度＜50℃；高温：室外环境温度≥50℃。得到机组所处的具体环境温度后就可以判断出机组的工况条件，包括：低温制冷、低温制热、高温制冷、高温制热、常温制冷和常温制热。

获取机组环境温度后，进入本发明的控制方法调节过程，主要简述如下：

当机组为热泵机，机组需要高温制冷时，第一电磁阀1会打开，第二电磁阀6关闭，整个管路内的冷媒流向为图3中制冷流路，室外换热器后的低温高压冷媒就会通过铜管与电控箱热交换，从而降低电控箱内的工作温度；

如果机组高温制热时，第一电磁阀1关闭，第二电磁阀6会打开，整个管路内的冷媒流向为图3中制热流路，室内侧换热器前的低温高压冷媒就会通过铜管与电控箱热交换，从而降低电控箱内的工作温度；

如果机组需要低温制热时，第一电磁阀1关闭，第二电磁阀6会打开，整个管路内的冷媒流向为图3中制热流路，室内换热器前的高温高压冷媒就会通过铜管与电控箱热交换，从而提高电控箱内的工作温度；

如果机组需要低温制冷时，第一电磁阀1会打开，第二电磁阀6关闭，整个管路内的冷媒流向为图3中制冷流路，室外换热器后的高温高压冷媒就会通过铜管与电控箱热交换，从而提高电控箱内的工作温度；

如果机组所处的室外环境为常温环境时，由于此时电控箱中的温度均在适宜的范围内，从节省功率角度考虑，此时不需要对电控箱温度进行特殊调节，故此时第一电磁阀1和第二电磁阀6均关闭。

当机组为单冷机时，机组只存在高温制冷和低温制冷两种情况，具体控制方式与热泵机相同。

机组动态调整电控箱温度的过程采用PID算法，输入量为机组采集的室外环境温度、机组当前的运行模式、机组采集的主板外壳的外部温度、机组采集的主板外壳的内部温度、机组采集的吸气温度以及蒸发温度(由机组低压压力转换)六个变量，其中机组采集的室外环境温度和当前的运行模式用来确定机组运行工况，用于判断第一电磁阀1和第二电磁阀6的开关情况；机组采集的室外环境温度、主板外壳的外部温度和主板外壳的内部温度用来确定PID目标过热度，输出为第一电磁阀1和第二电磁阀6的调整步数大小，通过调节电磁阀步数的大小即可调节铜管中冷媒的流量，从而动态调整主板外壳中的温度。

PID算法具体步骤如下：

a)每次上电首先初始化电磁阀，先开250步，再关540步。

b)压缩机开启后5min内，电磁阀维持初始化状态，之后根据实际工况进行开启和关闭的命令，同时开启到初始步数，实际初始步数根据机组运行模式调整，即制冷和制热的初始步数不同。

c)电磁阀达到初始步数后，根据PID算法进行步数调整，具体公式如下：

电磁阀每隔30s进行一次运算和调节，控制器每间隔5s检测一次过热度SCT、目标过热度SCTs；其中，过热度SCT＝吸气温度T-蒸发温度T；目标过热度SCTs＝(|室外环境温度-主板外壳的内部温度|)+(|主板外壳的外部温度-主板外壳的内部温度|)。

过热度偏差＝实测过热度SCT-目标过热度SCTs；

过热度变化＝实测过热度SCT(t)-实测过热度SCT(t1)；可选地，t1＝t-60s，即实测过热度SCT(t)检测时间比实测吸气过热度SCT(t-60)后60s。

调节步幅Dc＝(过热度偏差+0.5*过热度变化)*Dmin；Dmin为设置的最小调节步幅，默认为1，也可根据控制需求调节；

1)当(过热度偏差+0.5*过热度变化)＞1时,则电磁阀将在当前开度上调大相应的调节步幅Dc；调节步幅Dc最大值不超过10步，如超过10步，则按10步调整；

2)当0＜(过热度偏差+0.5*过热度变化)≤1时,电磁阀胀阀保持当前开度；

3)当(过热度偏差+0.5*过热度变化)≤0时，电磁阀将在当前开度上调小相应的调节步幅Dc。

通过上述控制方法中，动态调整电控箱的温度，使电子元器件尽可能工作在一个适宜的温度，从而提高整个电控箱的可靠性。

实施例3

基于上述实施例1中提供的电控箱，在本发明优选的实施例3中还提供了一种空调机组，包括如上述的电控箱。

在上述实施方式中，提供了一种电控箱，包括：控制主板，位于主板外壳的内部；换热管道，位于主板外壳的下方，与机组的冷媒管道连接，用于通过冷媒管道的冷媒调节主板外壳的内部温度。该电控箱结构，可以在兼顾电控箱优良电磁兼容性的同时，有效调整电控箱温度，使电子元器件工作在一个比较适宜的环境温度中，从而提高控制器可靠性。

实施例4

基于上述实施例1中提供的电控箱控制方法，在本发明优选的实施例4中还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的电控箱控制方法。

在上述实施方式中，提供了一种电控箱控制方法，通过环境温度和电控箱所在机组的运行模式确定机组的使用工况，根据使用工况控制电控箱的换热管道内的冷媒流通，以调节主板外壳的内部温度。通过冷媒管道的冷媒动态调节主板外壳的内部温度，使电子元器件工作在一个比较适宜的环境温度中，从而提高控制器可靠性，进而提高整个空调机组的可靠性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (16)

1.一种电控箱，其特征在于，包括：

控制主板(8)，位于主板外壳(4)的内部；

换热管道，位于所述主板外壳(4)的下方，与机组的冷媒管道连接，用于通过所述冷媒管道的冷媒调节所述主板外壳的内部温度。

2.根据权利要求1所述的电控箱，其特征在于，所述换热管道包括：

第一换热管道(7)，所述第一换热管道(7)的进口和出口均连接在室外换热器与压缩机之间的冷媒管道上。

3.根据权利要求2所述的电控箱，其特征在于，还包括：

第一电磁阀(1)，位于所述第一换热管道(7)的进口，用于控制所述第一换热管道(7)的冷媒流量。

4.根据权利要求1所述的电控箱，其特征在于，所述换热管道包括：

第二换热管道(3)，所述第二换热管道(3)的进口和出口均连接在压缩机与室内换热器之间的冷媒管道上。

5.根据权利要求4所述的电控箱，其特征在于，还包括：

第二电磁阀(6)，位于所述第二换热管道(3)的进口，用于控制所述第二换热管道的冷媒流量。

6.根据权利要求1所述的电控箱，其特征在于，还包括：

第一温度感温包(2)，位于所述主板外壳(4)的外部，用于检测所述主板外壳(4)的外部温度；

第二温度感温包(5)，位于所述主板外壳(4)的内部，用于检测所述主板外壳(4)的内部温度。

7.一种电控箱控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的电控箱，所述方法包括：

获取环境温度和电控箱所在机组的运行模式；

根据所述环境温度和所述运行模式确定所述机组的使用工况；

根据所述使用工况控制所述电控箱的换热管道内的冷媒流通，以调节所述主板外壳的内部温度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述环境温度和所述运行模式确定所述机组的使用工况，包括：

根据所述环境温度判断所述机组目前所处的温度区间；其中，预设有所述温度区间与环境温度的对应关系；

根据所述温度区间和所述运行模式确定所述机组的使用工况。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述温度区间至少包括：低温区间和高温区间；所述运行模式包括：制冷模式和制热模式；所述机组的使用工况包括：低温制冷、低温制热、高温制冷、高温制热。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述使用工况控制所述电控箱的换热管道内的冷媒流通，以调节所述主板外壳的内部温度，包括：

在所述使用工况为高温制冷时，控制所述第一电磁阀打开，所述第二电磁阀关闭，所述室外换热器的低温高压冷媒进入所述换热管道，降低所述主板外壳内的温度；

在所述使用工况为高温制热时，控制所述第一电磁阀关闭，所述第二电磁阀打开，所述室内换热器的低温高压冷媒进入所述换热管道，提高所述主板外壳内的温度；

在所述使用工况为低温制热时，控制所述第一电磁阀关闭，所述第二电磁阀打开，所述室内换热器前的高温高压冷媒进入所述换热管道，提高所述主板外壳内的温度；

在所述使用工况为低温制冷时，控制所述第一电磁阀打开，所述第二电磁阀关闭，所述室外换热器的高温高压冷媒进入所述换热管道，降低所述主板外壳内的温度。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在调节所述主板外壳的内部温度之后，所述方法还包括：

周期性获取所述机组的过热度；

根据所述过热度进一步调节所述主板外壳的内部温度。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述过热度包括实测过热度和目标过热度；获取所述机组的过热度，包括：

获取所述主板外壳的外部温度、所述主板外壳的内部温度、吸气温度和蒸发温度；

根据所述吸气温度和所述蒸发温度确定所述实测过热度，其中，实测过热度＝吸气温度-蒸发温度；

根据所述环境温度、所述主板外壳的外部温度和所述主板外壳的内部温度确定所述目标过热度，其中，目标过热度＝(|环境温度-主板外壳的内部温度|)+(|主板外壳的外部温度-主板外壳的内部温度|)。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述过热度包括实测过热度和目标过热度；根据所述过热度进一步调节所述主板外壳的内部温度，包括：

根据所述实测过热度和所述目标过热度计算过热度偏差和过热度变化；其中，过热度偏差＝实测过热度-目标过热度；过热度变化＝实测过热度(t)-实测过热度(t1)；

根据所述过热度偏差和所述过热度变化确定电磁阀调节步幅，进而根据所述电磁阀调节步幅调节所述第一电磁阀或所述第二电磁阀；其中，调节步幅＝(过热度偏差+0.5*过热度变化)*最小调节步幅。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在根据所述过热度进一步调节所述主板外壳的内部温度之前，还包括：

检测压缩机是否开启，在压缩机开启预设时间内，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀开启到初始步数；其中预设有初始步数与所述机组的运行模式的对应关系。

15.一种空调机组，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的电控箱。

16.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求7至14中任一项所述的电控箱控制方法。

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