CN111486119A - 一种汽车空调系统的蒸发风扇转速计算方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车空调系统的蒸发风扇转速计算方法及装置,该方法包括：采样获取车内环境温度、需求温度和风速档位；计算车内环境温度与需求温度的温度差值，根据温度差值和风速档位控制蒸发风扇的转速，使蒸发风扇的转速与温度差值、风速档位成正相关关系。本发明根据车内环境温度与需求温度的温度差值对蒸发风扇的转速进行调整，当温度差值较高时，蒸发风扇转速相应提高，保证了制冷效果；当温度差值较小时，蒸发风扇相应降低转速，在保证制冷效果的同时，可节省蒸发风扇的运行能耗，增加蒸发风扇的运行寿命，降低风机高速运转时的噪音影响。

Description

一种汽车空调系统的蒸发风扇转速计算方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车空调控制领域，具体涉及一种汽车空调系统的蒸发风扇转速计算方法及装置。
背景技术
空调系统作为一种调节温度的装置，应用范围越来越广泛，传统的空调单循环系统主要针对单一空间进行设计，例如一个房间、一辆车等，如图1所示为现有空调系统的结构原理图，图1中的空调系统包括一台压缩机，压缩机的出口通过高压压力传感器或开关连接蒸发器的进口，蒸发器的出口通过调节阀连接蒸发器，蒸发器的出口再通过气液分离器、低压压力传感器或开关连接压缩机的进口，从而构成一个完整的空调单循环系统。
空调系统中的蒸发器设置有蒸发风扇，通过控制蒸发风扇的转速大小调整蒸发器的效果，蒸发风扇转速的大小影响室内出风口的风量大小，而出风口的风量大小不仅影响环境温度的控制，还对空调舒适性产生很大的影响，风量太大，则温度变化较快且造成舒适性不佳；风量太小则温度调节太慢，虽然可以通过出风口的挡板进行风量调整，但是挡板只能调整出风量，不能改变蒸发风扇的转速，不仅不利于对系统的精确控制，还容易增加系统能耗。
现有技术中蒸发风扇的转速根据空调的工作情况可以分为多个档位，在空调需要较强的制冷效果时，蒸发风扇的转速处于较高档位，反之则处于较低档位。但是空调的制冷效果的强弱是由操作人员根据需求通过控制空调档位或者设定温度决定的，而蒸发风扇的转速只受档位的控制，这就容易造成蒸发风扇能耗的增加，例如在空调刚开始调节温度时，为了使温度快速到达理想温度，则需要较强的制冷效果，此时蒸发风扇的转速可以设置在高档，当环境温度到达理想温度时，此时蒸发风扇只需要较低的转速就可以满足对车内环境温度的调节，如果还保持在高转速，不仅增加了能耗，同时还会产生较大噪音，降低了舒适性。
并且随着实际需求的变化，出现了双空间，或者单空间中不同区域的温度调节需求，例如双车厢的客车或者公交车，单车厢中的不同区域。针对这些情况下设置的空调系统结构上变得复杂多样，其控制过程也受到多种因素的影响，因此对于空调系统的节能性、适应性以及整体工况的协调性提出了更高的要求，对于蒸发风扇的转速等具体变化量的控制精度也要求的更为严格。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车空调系统的蒸发风扇转速计算方法，用于解决现有汽车空调系统中对蒸发风扇转速的控制导致系统节能性不佳、舒适性较差的问题。本发明还提供了一种汽车空调系统的蒸发风扇转速计算装置，用于解决现有汽车空调系统中对蒸发风扇转速的控制导致系统节能性不佳、舒适性较差的问题。
为解决上述技术问题，本发明的方案包括一种汽车空调系统的蒸发风扇转速计算方法，包括以下步骤：
采集车内环境温度、需求温度和风速档位；
计算车内环境温度与需求温度的温度差值，根据所述温度差值和风速档位控制蒸发风扇的转速，所述蒸发风扇的转速与所述温度差值、风速档位成正相关关系。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种汽车空调系统的蒸发风扇转速计算装置，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令，以实现如下方法：
采集车内环境温度、需求温度和风速档位；
计算车内环境温度与需求温度的温度差值，根据所述温度差值和风速档位控制蒸发风扇的转速，所述蒸发风扇的转速与所述温度差值、风速档位成正相关关系。
本发明的有益效果是：本发明根据车内环境温度与需求温度的温度差值对蒸发风扇的转速进行调整，当温度差值较高时，蒸发风扇转速相应提高，保证了制冷效果；当温度差值较小时，蒸发风扇相应降低转速，在保证制冷效果的同时，可节省蒸发风扇的运行能耗，增加蒸发风扇的运行寿命。本发明在现有风速档位的基础上，在控制蒸发风扇转速时增加了对温度差值的考虑，不仅能够满足空调制冷效果，还能兼顾系统的节能性以及舒适性。
作为方法和装置的进一步改进，为了使蒸发风扇的转速控制更加平稳，能够符合实际的需求，所述正相关关系为正比关系。
附图说明
图1是现有空调系统的结构示意图；
图2是本发明方法的流程图；
图3是本发明设置有双蒸发器、电磁流量调节阀的双区域空调系统的原理图；
图4是本发明设置有双蒸发器、电子膨胀阀的双区域空调系统的原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
蒸发风扇转速计算方法实施例：
如图1所示的单车厢空调系统，现有空调系统中对于蒸发风扇转速的控制通常是先检测空调需要的制冷效果强弱，当需要空调提供较强的制冷效果，则蒸发风扇处于高风速档位，反之则处于低风速档位。根据风速档位计算蒸发风扇转速的控制量，根据该控制量控制蒸发风扇的转速。本实施例在现有技术的基础上，增加了与车内环境温度、需求温度有关的控制系数。具体的实现方式可以有两种：
第一种方式：计算车内环境温度与需求温度的温度差值，对温度差值进行归一化处理得到对应的控制系数，将现有技术中对蒸发风扇的转速进行控制时计算得到的控制量乘以该控制系数，即可得到新的控制量，以该新的控制量控制蒸发风扇的转速。归一化的过程包括：(Tn-Ts)实际/(Tn-Ts)标准，其中，Ts为需求温度，Tn为车内环境温度，(Tn-Ts)实际为空调系统运行时的实际温度差值，(Tn-Ts)标准为风速档位最高并且空调工作性能较佳时对应的温度差值。这里所说的空调工作性能较佳是指既能满足制冷效果还能满足节能性等要求，可以通过实验手段求取(Tn-Ts)标准，其中在实验过程中，检测车内实际能够达到的温度，以该温度为需求温度。
第二种方式：在本方式中求取温度差值对应的匹配值k，公式为：
r＝k*(Tn-Ts)*θ (1)
其中θ为风速档位，Ts为需求温度，Tn为车内环境温度，r为蒸发风扇的转速，k是匹配值，用于调整公式前后的量纲，k可以根据实验求取，实验过程包括：在某种车内环境温度下，使蒸发风扇运行在最高风速档位，检测车内实际能够达到的温度(以该温度为需求温度)，检测蒸发风扇的转速，从而计算出匹配值k。在实际运行中，将温度因素、风速档位代入公式即可求出蒸发风扇的转速。
本实施例通过采集车内环境温度以及需求温度，根据车内环境温度与需求温度的差值对蒸发风扇的转速进行调节，当温度差值较高时，蒸发风扇转速相应提高，保证了制冷效果；当温度差值较小时，蒸发风扇相应降低转速，在保证制冷效果的同时，可节省蒸发风扇的运行能耗，增加蒸发风扇的运行寿命。此时，汽车空调系统的蒸发风扇转速计算方法对应的流程图如图2所示。
以上实施例不仅适用于传统的空调单系统的情况(如图1所示)，也适用于空调具有多个子系统的情况，以两个子系统为例，空调设置两个子系统可以是针对两个空间进行温度调节，也可以是针对单个空间中两个不同的区域进行温度调节，以单车厢两个区域为例，如图3所示给出了设置有双蒸发器、电磁流量调节阀的双区域空调系统，或者图4给出的设置有双蒸发器、电子膨胀阀的双区域空调系统，空调的两个子系统分别设置在两个区域中，两个区域分前后设置，即前区域(前区)和后区域(后区)，在其他实施方式中也可以设置为上下区域。每个区域中的蒸发风扇的转速计算方式与蒸发风扇转速计算方法实施例中的方案类似，只是在计算过程中用到的变量采用相应区域的采样值，例如车内环境温度。
在以上实施例中，蒸发风扇的转速与温度差值、风速档位等影响因素成正比关系，蒸发风扇的转速在这些影响因素变化时的调整是均匀的，而在实际中，也可以是非均匀的，以温度差值为例，在计算控制量时，可以取温度差值的平方。
蒸发风扇转速计算装置实施例：
本实施例提供了一种蒸发风扇转速计算装置，包括处理器和存储器，该处理器用于处理存储在存储器中的指令，以实现上述的蒸发风扇转速计算方法。对于本领域的技术人员来讲，可以根据该蒸发风扇转速计算方法生成相应的计算机指令，以得到蒸发风扇转速计算装置，此处不再赘述。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种汽车空调系统的蒸发风扇转速计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集车内环境温度、需求温度和风速档位；
计算车内环境温度与需求温度的温度差值，根据所述温度差值和风速档位控制蒸发风扇的转速，所述蒸发风扇的转速与所述温度差值、风速档位成正相关关系。
2.根据权利要求1所述的汽车空调系统的蒸发风扇转速计算方法，其特征在于，所述正相关关系为正比关系。
3.一种汽车空调系统的蒸发风扇转速计算装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令，以实现如下方法：
采集车内环境温度、需求温度和风速档位；
计算车内环境温度与需求温度的温度差值，根据所述温度差值和风速档位控制蒸发风扇的转速，所述蒸发风扇的转速与所述温度差值、风速档位成正相关关系。
4.根据权利要求3所述的汽车空调系统的蒸发风扇转速计算装置，其特征在于，所述正相关关系为正比关系。
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