CN111238152B - 一种基于定频压缩机工作系数的风机控制方法及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于定频压缩机工作系数的风机控制方法及控制器，该控制方法先根据定频压缩机当前的第一工作系数所在的预设系数区间，确定定频压缩机的第一工作因子，再根据第一工作因子和风门间室的第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，并根据占空比控制变频风机的转速。采用本发明技术方案，通过检测压缩机的工作系数，能使变频风机随多间室不同冷量需求的变化而变化，在产品成本基本不变的情况下，降低耗电量和噪声。

Description

一种基于定频压缩机工作系数的风机控制方法及控制器

技术领域

本发明涉及制冷器具技术领域，尤其涉及一种基于定频压缩机工作系数的风机控制方法及控制器。

背景技术

市面上常见的定频无霜制冷器具由一个或多个间室组成且各间室分别能控制在规定温度范围内。每个间室通过各自送风通道和回风通道组成的循环风道与蒸发器换热，除蒸发器所在间室以外的其它间室通过风门控制间室温度。现有定频无霜冰箱，风扇电机随着压缩机的开停而开停，且转速恒定。在整个制冷循环过程中，定频压缩机根据主控间室制冷需求智能控制开停机，风机始终以额定转速运行。但是在实际冰箱运行过程中，随着环境温度、设定温度、用户使用情况等的变化，压缩机输出的制冷量一定，蒸发器的蒸发温度随环境温度、用户使用等情况而波动，风机转速始终恒定的情况下，蒸发器的换热效率低，从而使得冰箱耗电量大。同时，风机在较高转速下运行，冰箱噪声会较大。

为解决上述技术的不足之处，目前普遍的解决方法是调节风扇电机的输入电压。该方法一般是根据间室设定温度与实际温度的偏差、环境温度等条件调节风机转速。该方法的风机转速调节范围偏窄，且成本增加较多。可见，即使将风机换成变频风机，也只是设备性能上的改进，现有技术并无在制冷循环过程中对风机进行有效的变频控制。

发明内容

本发明实施例提出一种基于定频压缩机工作系数的风机控制方法及控制器，通过压缩机的工作系数使变频风机能随多间室不同冷量需求的变化而变化，在产品成本基本不变的情况下，降低耗电量和噪声。

本发明实施例第一方面提供了一种基于定频压缩机工作系数的风机控制方法，包括：

获取定频压缩机当前的第一工作系数和风门间室的第二工作系数；

根据所述第一工作系数所在的预设系数区间，确定所述定频压缩机的第一工作因子；

根据所述第一工作因子和所述第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，并根据所述占空比控制所述变频风机的转速。

进一步的，所述根据所述第一工作因子和所述第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，具体为：

根据以下公式计算所述变频风机的占空比：

其中，DUTY为所述占空比，A为基础参数，所述第二工作系数包括风门开关状态D和风门间室的参数Bj；n为风门间室的数量；ai为所述第一工作因子。

进一步的，所述预设系数区间包括：[0,40％]、(40％，60％]、(60％，75％]和(75％，100％)，且每个系数区间分别对应一个工作因子。

本发明实施例第二方面提供了一种基于定频压缩机工作系数的风机控制器，包括：获取模块、工作因子确定模块和转速控制模块；

所述获取模块用于获取定频压缩机当前的第一工作系数和风门间室的第二工作系数；

所述工作因子确定模块用于根据所述第一工作系数所在的预设系数区间，确定所述定频压缩机的第一工作因子；

所述转速控制模块用于根据所述第一工作因子和所述第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，并根据所述占空比控制所述变频风机的转速。

进一步的，所述转速控制模块用于根据所述第一工作因子和所述第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，具体为：

根据以下公式计算所述变频风机的占空比：

其中，DUTY为所述占空比，A为基础参数，所述风门间室的工作系数包括风门开关状态D和风门间室的参数Bj；n为风门间室的数量；ai为所述第一工作因子。

本发明实施例第三方面提供了一种风冷无霜制冷器具，包括定频压缩机、变频风机、风门间室和本发明第二方面所述的风机控制器。

进一步的，所述风门间室包括：冷藏室、变温室和冷冻室；

或者，所述风门间室包括：冷藏室和冷冻室。

本发明第四方面提供了一种风冷无霜制冷器具，包括定频压缩机、变频风机、风门间室、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的风机控制程序；

所述风机控制程序被所述处理器执行时实现本发明第一方面的所述风机控制方法的步骤。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明提供了一种基于定频压缩机工作系数的风机控制方法及控制器，该控制方法先根据定频压缩机当前的第一工作系数所在的预设系数区间，确定定频压缩机的第一工作因子，再根据第一工作因子和风门间室的第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，并根据占空比控制变频风机的转速。相比于现有技术的调节风扇电机的输入电压，本发明的风机控制方法通过检测定频压缩机的工作系数，能使变频风机随多间室不同冷量需求的变化而变化，在产品成本基本不变的情况下，降低耗电量和噪声。

附图说明

图1是本发明提供的基于定频压缩机工作系数的风机控制方法的一种实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的基于定频压缩机工作系数的风机控制器的一种实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的风冷无霜制冷器具的一种实施例的结构示意图；

图4是本发明提供的风冷无霜制冷器具的另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

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作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。

实施例1

参见图1，是本发明提供的基于定频压缩机工作系数的风机控制方法的一种实施例的流程示意图。如图1所示，该风机控制方法包括步骤101至步骤103，各步骤具体为：

步骤101：获取定频压缩机当前的第一工作系数和风门间室的第二工作系数。

在本实施例中，定频压缩机的第一工作系数：是指在一个完整的压缩机开停控制周期内，压缩机的开机时间与整个控制周期总时间的比值。

在本实施例中，风门间室包括冷藏室、变温室和冷冻室；或者，所述风门间室包括：冷藏室和冷冻室。风门间室的第二工作系数包括：风门开关状态D和风门间室的参数Bj。如果风门间室为电动风门间室，则参数Bj为电动风门的参数值。如果风门间室为手动风门间室或者没有电动风门的间室，则参数Bj为0。风门开关状态D的取值：ON取值为1，OFF取值为0。

步骤102：根据第一工作系数所在的预设系数区间，确定定频压缩机的第一工作因子。

在本实施例中，预设系数区间包括：[0,40％]、(40％，60％]、(60％，75％]和(75％，100％)，且每个系数区间分别对应一个工作因子。

步骤103：根据第一工作因子和第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，并根据占空比控制变频风机的转速。

在本实施例中，根据第一工作因子和第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，具体为：

根据以下公式计算所述变频风机的占空比：

其中，DUTY为所述占空比，A为基础参数，所述风门间室的工作系数包括风门开关状态D和风门间室的参数Bj；ai为所述第一工作因子。

在本实施例中，基础参数A具体可根据间室容积以及风门间室的数量确定。每个区间的工作因子具体可通过本公式的逆向推导而得出，如变频风机的风机占空比调节范围30％～100％，根据性能不同的定频压缩机、变频风机，以及不同的应用场景、工作模式等，设置第一工作因子ai的数值。

在本实施例中，通过计算得出的占空比来调整风机的转速为现有技术，在此不再赘述。

参见图2，图2是本发明提供的基于定频压缩机工作系数的风机控制器的一种实施例的结构示意图。如图2所示，该风机控制器包括：获取模块201、工作因子确定模块202和转速控制模块203。

获取模块201用于获取定频压缩机当前的第一工作系数和风门间室的第二工作系数。

工作因子确定模块202用于根据第一工作系数所在的预设系数区间，确定定频压缩机的第一工作因子。

转速控制模块203用于根据第一工作因子和第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，并根据占空比控制变频风机的转速。

在本实施例中，转速控制模块202用于根据第一工作因子和第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，具体为：

根据以下公式计算所述变频风机的占空比：

其中，DUTY为所述占空比，A为基础参数，所述风门间室的工作系数包括风门开关状态D和风门间室的参数Bj；n为风门间室的数量；ai为所述第一工作因子。

由上可见，本发明将变风量技术与压缩机的工作系数、电动风门的开关有效结合，达到了同步与自适应的制冷效果。风机随定频压缩机的工作系数变化自动匹配合适转速，使蒸发器得到较优的换热效果。风机随电动风门的开关自动调节风机转速，实现了多间室不同冷量需求的变化，达到了风机与电动风门自适应的制冷效果。在产品成本基本不变的情况下，达到了降低耗电量和噪声的目的。

实施例2

参见图3，图3是本发明提供的风冷无霜制冷器具的一种实施例的结构示意图。如图3所示，该器件包括定频压缩机301、变频风机302、风门间室303和本发明提供的风机控制器304。

风机控制器304的具体原理和工作流程可以但不限于参见实施例1的相关记载。

风门间室303包括：冷藏室、变温室和冷冻室；或者，风门间室303包括：冷藏室和冷冻室。为了更好的说明上述两种情况，用以下的例子进行说明：

例子1：一款多温区单蒸发器无霜冰箱，由冷藏室、变温室、冷冻室组成。冷藏室和变温室通过温度传感器控制风门的开关实现间室温度控制。采用定频压缩机和PWM风机，风机占空比根据函数关系式

进行智能调节。

1.基础参数A取值为45％；

2.冷藏室相关参数B1取值15％；

3.变温室相关参数B2取值10％；(冷冻室B3取值为0)

4.电动风门状态参数D取值：ON取值为1，OFF取值为0；

5.定频压缩机工作因子ai取值见下表：

根据关系式可得：

1)如当压缩机工作系数为35％时：冷藏和变温风门打开时，风机占空比DUTY＝80％；冷藏和变温风门关闭时，风机占空比DUTY＝55％；冷藏风门打开、变温风门关闭时，风机占空比DUTY＝70％；冷藏风门关闭、变温风门打开时，风机占空比DUTY＝65％。

2)如当压缩机工作系数为55％时：冷藏和变温风门打开时，风机占空比DUTY＝85％；冷藏和变温风门关闭时，风机占空比DUTY＝60％；冷藏风门打开、变温风门关闭时，风机占空比DUTY＝75％；冷藏风门关闭、变温风门打开时，风机占空比DUTY＝70％。

3)如当压缩机工作系数为70％时：冷藏和变温风门打开时，风机占空比DUTY＝90％；冷藏和变温风门关闭时，风机占空比DUTY＝65％；冷藏风门打开、变温风门关闭时，风机占空比DUTY＝80％；冷藏风门关闭、变温风门打开时，风机占空比DUTY＝75％。

4)如当压缩机工作系数为80％时：冷藏和变温风门打开时，风机占空比DUTY＝100％；冷藏和变温风门关闭时，风机占空比DUTY＝75％；冷藏风门打开、变温风门关闭时，风机占空比DUTY＝90％；冷藏风门关闭、变温风门打开时，风机占空比DUTY＝85％。

由上可见，本发明提供的风冷无霜制冷器具，能够使变频风机随多间室不同冷量需求的变化而变化，在产品成本基本不变的情况下，降低耗电量和噪声。

实施例3

参见图4，图4是本发明提供的风冷无霜制冷器具的另一种实施例的结构示意图，如图4所示，该器具包括：定频压缩机401、变频风机402、风门间室403、存储器404、处理器405及存储在存储器404上并可在处理器405上运行的风机控制程序；风机控制程序被处理器405执行时实现如实施例1所述的风机控制方法的步骤。

在本实施例中，风门间室403包括：冷藏室、变温室和冷冻室；或者，风门间室403包括：冷藏室和冷冻室。

由上可见，本发明提供的风冷无霜制冷器具，能够使变频风机随多间室不同冷量需求的变化而变化，在产品成本基本不变的情况下，降低耗电量和噪声。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于定频压缩机工作系数的风机控制方法，其特征在于，包括：

获取定频压缩机当前的第一工作系数和风门间室的第二工作系数；其中，所述第一工作系数为在一个完整的定频压缩机开停控制周期内，定频压缩机的开机时间与整个控制周期总时间的比值；所述风门间室的第二工作系数包括风门开关状态和风门间室的参数；

根据所述第一工作系数所在的预设系数区间，确定所述定频压缩机的第一工作因子；根据性能不同的定频压缩机和变频风机，以及不同的应用场景和工作模式设置第一工作因子的数值；其中，所述预设系数区间包括：[0,40％]、(40％，60％]、(60％，75％]和(75％，100％)，且每个系数区间分别对应一个工作因子；

根据所述第一工作因子和所述第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，并根据所述占空比控制所述变频风机的转速；具体为：根据以下公式计算所述变频风机的占空比：

其中，DUTY为所述占空比，A为基础参数，具体根据间室容积以及风门间室的数量确定；所述第二工作系数包括风门开关状态D和风门间室的参数Bj，若风门间室为电动风门间室，则参数Bj为电动风门的参数值，若风门间室为手动风门间室或者没有电动风门的间室，则参数Bj为0；n为风门间室的数量；ai为所述第一工作因子。

2.一种基于定频压缩机工作系数的风机控制器，其特征在于，包括：获取模块、工作因子确定模块和转速控制模块；

所述获取模块用于获取定频压缩机当前的第一工作系数和风门间室的第二工作系数；其中，所述第一工作系数为在一个完整的定频压缩机开停控制周期内，定频压缩机的开机时间与整个控制周期总时间的比值；所述风门间室的第二工作系数包括风门开关状态和风门间室的参数；

所述工作因子确定模块用于根据所述第一工作系数所在的预设系数区间，确定所述定频压缩机的第一工作因子；根据性能不同的定频压缩机和变频风机，以及不同的应用场景和工作模式设置第一工作因子的数值；其中，所述预设系数区间包括：[0,40％]、(40％，60％]、(60％，75％]和(75％，100％)，且每个系数区间分别对应一个工作因子；

所述转速控制模块用于根据所述第一工作因子和所述第二工作系数，计算获得变频风机的占空比，并根据所述占空比控制所述变频风机的转速；具体为：根据以下公式计算所述变频风机的占空比：

其中，DUTY为所述占空比，A为基础参数，具体根据间室容积以及风门间室的数量确定；所述风门间室的工作系数包括风门开关状态D和风门间室的参数Bj，若风门间室为电动风门间室，则参数Bj为电动风门的参数值，若风门间室为手动风门间室或者没有电动风门的间室，则参数Bj为0；n为风门间室的数量；ai为所述第一工作因子。

3.一种风冷无霜制冷器具，其特征在于，包括定频压缩机、变频风机、风门间室和如权利要求2所述的风机控制器。

4.根据权利要求3所述的风冷无霜制冷器具，其特征在于，所述风门间室包括：冷藏室、变温室和冷冻室；

或者，所述风门间室包括：冷藏室和冷冻室。

5.一种风冷无霜制冷器具，其特征在于，包括定频压缩机、变频风机、风门间室、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的风机控制程序；

所述风机控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1所述风机控制方法的步骤。

6.根据权利要求5所述的风冷无霜制冷器具，其特征在于，所述风门间室包括：冷藏室、变温室和冷冻室；

或者，所述风门间室包括：冷藏室和冷冻室。

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