CN111536666B - 一种空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空调系统，包括：压缩机，其具有压缩机线圈；主控板，其被配置为判断是否开始执行压缩机线圈加热，若是，获取初始加热时和满足加热时间t后压缩机线圈的温升△T，并执行热保护步骤：根据所述温升△T判断是否停止压缩机线圈加热。本发明的空调系统，通过获取压缩机线圈的温升对压缩机进行热保护，避免了压缩机线圈过热导致的转子退磁，压缩机定子线圈烧毁以及润滑油变质等一系列问题。

Description

一种空调系统

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种空调系统。

背景技术

在常规的空调系统中，由于润滑油与冷媒互溶，若室外机长时间断电静置，冷媒会大量沉积于压缩机曲轴箱，导致润滑油浓度下降，无法满足压缩机润滑需求。若此时将空调系统接通电源并开机，需要对压缩机油槽进行加热，保证油槽温度上升至安全范围，润滑油的粘度及浓度均满足压缩机要求，方可开启室外机。现有技术中，通常是采用电加热带对压缩机油槽进行加热。

但是，现有技术中采用电加热带加热的方式加热效率低，需要较长的加热时间才能使压缩机油槽温度满足开机要求。此种加热方式能耗较大，成本较高，生产效率低下，加热带长时间通电并处于高温环境而老化造成短路，带来安全隐患。

目前还有采用电磁加热技术，通过为压缩机电机绕组通电，利用线圈内阻发热加热压缩机油槽而取消外置加热带，整机成本降低，但线圈温升过高会造成压缩机转子退磁，压缩机定子线圈烧毁，润滑油变质等问题。

发明内容

为解决现有技术中利用压缩机线圈电磁加热润滑油容易导致因加热温度过高导致缩机转子退磁，压缩机定子线圈烧毁以及润滑油变质的问题，本发明提供一种空调系统，其通过检测压缩机线圈的温升，对压缩机线圈进行热保护，避免了因加热温度过高所带来的一系列问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种空调系统，包括：

压缩机，其具有压缩机线圈；

主控板，其被配置为判断是否开始执行压缩机线圈加热，若是，获取初始加热时和满足加热时间t后压缩机线圈的温升△T，并执行热保护步骤：根据所述温升△T判断是否停止压缩机线圈加热。

进一步的，温升△T的获取方法为：

获取初始加热时压缩机线圈的电阻值R0和室外环境温度T1；

压缩机线圈加热满足时间t后，再次获取压缩机线圈的电阻值R1和室外环境温度T2；

根据R0、T1、R1以及T2计算温升△T。

进一步的，温升△T的计算公式为：

△T =(R1-R0)/R0*(235+T1)+T1-T2。

进一步的，压缩机线圈的电阻值计算方法为：

获取电源电流I0；

计算电源输出功率P：

P=U0*I0，其中，U0为电源母线电压；

获取压缩机电流I；

根据P=I²R，计算压缩机线圈电阻。

进一步的，所述热保护步骤中，将所述温升△T与设定阈值比较，当温升△T大于设定阈值时，则停止压缩机线圈加热。

进一步的，判断是否开始执行压缩机线圈加热的判断条件包括：

当检测到压缩机关闭时，则根据线圈加热条件判断控制是否开始执行压缩机线圈加热。

进一步的，线圈加热条件判断包括：

判断是否为初始上电；

当初始上电时，检测环境温度T0以及检测距离上次停机时间；

当环境温度T0不大于设定的温度阈值以及距离上次停机时间不小于设定的时间阈值时，开始执行压缩机线圈加热。

进一步的，当非初始上电时，周期性执行压缩机线圈加热，或者，检测压缩机油温，当压缩机油温小于设定温度值时，执行压缩机线圈加热。

进一步的，执行压缩机线圈加热时，为压缩机的任意两个或者三个线圈施加高频方波电压信号。

进一步的，所述空调系统还包括：

功率模块，其连接在所述压缩机与电源之间；

驱动板，其与所述主控板连接，用于控制所述功率模块的导通状态；

压缩机电流采样电路，其用于采样压缩机电流；

电源电流采样电路，其用于采样电源电流。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：本发明的空调系统，通过获取压缩机线圈的温升对压缩机进行热保护，避免了压缩机线圈过热导致的转子退磁，压缩机定子线圈烧毁以及润滑油变质等一系列问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提出的空调系统的一种实施例结构示意图;

图2是本发明提出的空调系统的一种实施例控制流程图。

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。

实施例一

本申请中空调系统通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。

压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。

膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。

空调器的室外单元是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。

室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。

如图1所示，本实施例的空调系统中压缩机控制电路包括压缩机和主控板，压缩机具有压缩机线圈；为了解决低温环境时若长时间不开机冷媒会大量沉积于压缩机曲轴箱，导致润滑油浓度下降，无法满足压缩机润滑需求的问题，本方案中通过为压缩机线圈通电发热，用于对压缩机油槽进行加热。

当压缩机的部分或者全部线圈与电源连接导通时，相当于为该线圈施加电压信号，线圈的内阻发热，实现电磁加热。由于压缩机线圈离压缩机油槽距离较近，进而发热的线圈用于为润滑油加热。该种加热方式较传统的电加热带的方式更加直接高效，且利用了压缩机自身的线圈，无需另外增设任何电加热丝或者加热线圈，有利于降低成本。

目前利用压缩机线圈加热的方式，一般采用开环控制，也即通过设定加热时间或者检测润滑油的温度，到达加热目的值时停止加热，但是该种方式忽略了压缩机自身安全，如果压缩机线圈的温度过高，将会导致转子退磁，压缩机定子线圈烧毁以及润滑油变质等一系列问题。基于此，如图2所示，本实施例的空调系统中压缩机线圈加热控制方法包括以下步骤：

判断是否开始执行压缩机线圈加热，若是，获取初始加热时和满足加热时间t后压缩机线圈的温升△T;

热保护步骤，根据温升△T判断是否停止压缩机线圈加热。压缩机线圈加热时，随着其工作时间增加，其相应温度增加，通过获取压缩机线圈的温升对压缩机进行热保护，避免了压缩机线圈过热导致的转子退磁，压缩机定子线圈烧毁以及润滑油变质等一系列问题。

优选在本实施例中温升△T的获取方法为：

获取初始加热时压缩机线圈的电阻值R0和室外环境温度T1；

压缩机线圈加热满足时间t后，再次获取压缩机线圈的电阻值R1和室外环境温度T2；

根据R0、T1、R1以及T2计算温升△T。

压缩机线圈的电阻随着温度的变化而变化，本方法利用两者之间的变化规律，通过获取不同时刻的电阻值计算压缩机线圈的温升。本方案同时考虑了室外环境温度变化对温升的影响，计算精度更高。

本系统在现有空调基础上无需增加新部件，可实现电磁加热过程中的压缩机线圈实时温度检测。

功率模块、主控板、驱动板、压缩机电流采样电路以及电源电流采样电路，功率模块连接在压缩机与电源之间；驱动板与主控板连接，主控板生成控制命令字驱动板，驱动板用于控制功率模块的导通状态，进而控制压缩机各路线圈与电源的连接状态；压缩机电流采样电路用于采样压缩机电流；电源电流采样电路用于采样电源电流。

本实施例的功率模块内部由六个IGBT管构成。主控板通过对功率模块内部六个IGBT管开关通断来实现在压缩机三个线圈S1、S2、S3的部分或者全部线圈与电源连接导通，电压施加在线圈上进行直流叠加，从而实现电磁加热技术。

压缩机线圈的电阻值增加量与其温升呈正相关，本实施例中通过实验拟合了一条相关曲线，具体的，温升△T的计算公式为：

△T =(R1-R0)/R0*(235+T1)+T1-T2。

本方案中的温升计算方法不限于上述公式，也可以对该公式进行相关变形。

压缩机线圈的电阻值无法直接测得，本方案中通过能量守恒定理计算电阻值，也即通过获取驱动输出功率可相当于线圈电磁加热所消耗的功率。

具体的，通过驱动板功率与电磁加热电功率相同，若获取压缩机电流，从而计算出压缩机此时线圈的电阻值。

因此，本实施例中压缩机线圈的电阻值计算方法为：

获取电源电流I0；

计算电源输出功率P：

P=U0*I0，其中，U0为电源母线电压，其可以利用母线电压采样电路获取；

获取压缩机电流I；

根据P=I²R，计算压缩机线圈电阻。

由于压缩机线圈的电阻是随着温度变化的，因此，分别在当压缩机线圈初始加热时，获取此时的电源电流、压缩机电流以及电源输出功率，计算此时的压缩机线圈的电阻值R0。当压缩机线圈加热满足时间t后，再次获取此时的电源电流、压缩机电流以及电源输出功率，计算此时的压缩机线圈的电阻值R1。

通过线圈绕组的温升公式推断出此时线圈温升，从而在线圈过热时，能够及时保护。

热保护步骤中，将温升△T与设定阈值比较，当温升△T大于设定阈值时，则停止压缩机线圈加热。

在热保护步骤中，也可以在获取温升△T后，计算线圈当前的实际温度（初始温度加温升），然后将实际温度与设定阈值比较判断，进行热保护。当前，不同判断情况下设定阈值是不相同的，需要根据实际情况设定。

本实施例中判断是否开始执行压缩机线圈加热的判断条件包括：

当检测到压缩机关闭时，则根据线圈加热条件判断控制是否开始执行压缩机线圈加热。

利用压缩机的线圈进行加热是在压缩机未工作的情况下进行的，因此，判断压缩机当前的工作状态十分必要。只有在压缩机关闭时，对线圈加热条件进行判断。

线圈加热条件判断包括：

判断是否为初始上电；

当初始上电时，检测环境温度T0以及检测距离上次停机时间；

当环境温度T0不大于设定的温度阈值以及距离上次停机时间不小于设定的时间阈值时，开始执行压缩机线圈加热。

若空调系统一直处于停机状态，且室外环境温度较低时，压缩机内的润滑油温度降低到室外环境温度，该温度无法直接启动压缩机，必须要先进行加热，因此，满足上述条件后开始执行压缩机线圈加热。

当非初始上电时，也即，当前压缩机未工作，但是处于待机状态，周期性执行压缩机线圈加热，防止润滑油温度下降到无法直接开启压缩机，维持润滑油的温度，同时对压缩机线圈进行热保护，以便一旦接收到开启压缩机的控制命令，可直接开启，无需等待，提高了系统的响应速度，提升用户体验。

或者当非初始上电时，可通过检测压缩机油温，当压缩机油温小于设定温度值时，执行压缩机线圈加热。本系统同样可以维持润滑油的温度，以便压缩机可以随时启动。

执行压缩机线圈加热时，为压缩机的任意两个或者三个线圈施加高频方波电压信号，从而在压缩机线圈上形成等效偏置直流电压信号，从而实现电磁加热。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种空调系统，其特征在于，包括：

压缩机，其具有压缩机线圈；

主控板，其被配置为判断是否开始执行压缩机线圈加热，若是，获取初始加热时和满足加热时间t后压缩机线圈的温升△T，并执行热保护步骤：根据所述温升△T判断是否停止压缩机线圈加热；

判断是否开始执行压缩机线圈加热的判断条件包括：

当检测到压缩机关闭时，则根据线圈加热条件判断控制是否开始执行压缩机线圈加热；

线圈加热条件判断包括：

判断是否为初始上电；

当初始上电时，检测环境温度T0以及检测距离上次停机时间；

当环境温度T0不大于设定的温度阈值以及距离上次停机时间不小于设定的时间阈值时，开始执行压缩机线圈加热；

当非初始上电时，周期性执行压缩机线圈加热，或者，检测压缩机油温，当压缩机油温小于设定温度值时，执行压缩机线圈加热。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，温升△T的获取方法为：

获取初始加热时压缩机线圈的电阻值R0和室外环境温度T1；

压缩机线圈加热满足时间t后，再次获取压缩机线圈的电阻值R1和室外环境温度T2；

根据R0、T1、R1以及T2计算温升△T。

3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，温升△T的计算公式为：

△T =(R1-R0)/R0*(235+T1)+T1-T2。

4.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，压缩机线圈的电阻值计算方法为：

获取电源电流I0；

计算电源输出功率P：

P=U0*I0，其中，U0为电源母线电压；

获取压缩机电流I；

根据P=I²R，计算压缩机线圈电阻。

5.根据权利要求1-4任一项所述的空调系统，其特征在于，所述热保护步骤中，将所述温升△T与设定阈值比较，当温升△T大于设定阈值时，则停止压缩机线圈加热。

6.根据权利要求1-4任一项所述的空调系统，其特征在于，执行压缩机线圈加热时，为压缩机的任意两个或者三个线圈施加高频方波电压信号。

7.根据权利要求1-4任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括：

功率模块，其连接在所述压缩机与电源之间；

驱动板，其与所述主控板连接，用于控制所述功率模块的导通状态；

压缩机电流采样电路，其用于采样压缩机电流；

电源电流采样电路，其用于采样电源电流。

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