CN112665028A - 室外机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室外机，包括：风机和压缩机；电源模块，用于提供所述风机和所述压缩机的运行电源；控制模块，与所述电源模块通信连接；所述电源模块包括功率因数校正模块；所述控制模块包括温控模式；所述控制模块用于存储若干个限制电流参数，所述控制模块还用于在所述温控模式下采集所述功率因数校正模块中的电流A并根据电流A与所述限制电流参数的比较结果控制所述压缩机的运行状态；所述控制模块还用于计算电流限值Δ，该电流限值Δ用于修正所述限制电流参数。本发明在控制模块中增加限制电流参数和电流限值Δ，通过检测环境温度、一次侧的电压参数判断整机状态，使得功率器件的温度控制更加精确。

Description

室外机

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种室外机。

背景技术

对功率因数校正电路上的功率器件的温度控制，现有技术中大都在散热器上安装温度检测装置，通过测量散热器的温度，间接测量功率器件的温度，并设定温度限值，当散热器温度超出温度限值时，对压缩机降频或停机，以降低功率器件温度，保证器件可靠性。但这种方法成本较高，并且是间接测量，测试的是散热器局部的温度，如果器件发热不均，可能会出现保护不及时的情况。有的是采用控制整机电流，对温度进行控制，但该控制只是简单的对电流进行限制，没有考虑整机散热和电压变动产生的影响。

综上，现需要设计室外机来解决现有技术中功率器件的温度控制问题。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种室外机，可以通过检测环温、一次侧电压参数判断整机状态，将功率器件的温度控制在合理的范围内。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种室外机，包括：

风机和压缩机；

电源模块，用于提供所述风机和所述压缩机的运行电源；

控制模块，与所述电源模块通信连接；

其中，所述电源模块包括功率因数校正模块；所述控制模块包括温控模式；

所述控制模块用于存储若干个限制电流参数，所述控制模块还用于在所述温控模式下采集所述功率因数校正模块中的电流A并根据电流A与所述限制电流参数的比较结果控制所述压缩机的运行状态；

所述控制模块还用于计算电流限值Δ，该电流限值Δ用于修正所述限制电流参数。

在本发明的一些实施例中，所述电流限值Δ由下列公式计算得到：

Δ＝i×[K_n×(264-U)+α×(T_a-30)]

其中，i为电流系数，U为电压，K_n为第n档电压下的散热因数，a为环温因数，T_a为环境温度。

在本发明的一些实施例中，所述控制模块用于采集所述功率因数校正模块的功率器件的温度；还用于计算当所述功率器件的温度升高1℃时，所述功率因数校正模块中增加的电流I。

在本发明的一些实施例中，所述控制模块用于计算若干个所述电流I；还用于计算若干个所述电流I的平均值，该平均值即为电流系数i。

在本发明的一些实施例中，所述风机采用外接电源单独控制；所述控制模块用于采集所述外接电源的电压U升高过程中所述功率器件的温度T；所述控制模块用于根据电压U与温度T的关系计算散热因数K_n。

在本发明的一些实施例中，所述控制模块用于采集所述环境温度T_a升高过程中所述功率器件的温度T；所述控制模块用于根据环境温度T_a与温度T的关系计算环温因数a。

在本发明的一些实施例中，所述限制电流参数包括退出控制条件电流I₁、禁止升频条件电流I₂、强制降频条件电流I₃。

在本发明的一些实施例中，所述温控模式的启动条件为：空调处于制冷模式且T_a≥30℃。

在本发明的一些实施例中，所述限制电流参数的电流强度的关系为：I₁<I₂<I₃。

在本发明的一些实施例中，所述禁止升频条件电流I₂和所述强制降频条件电流I₃之间设有若干个检测条件电流I’。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明在控制模块中增加限制电流参数和电流限值Δ，其中，采用多个限制电流参数作为调节压缩机功率的条件参数，能够将功率器件的温度控制在合理的范围内；另外，利用电流限值Δ对限值电流参数进行修正，再通过检测环境温度、一次侧的电压参数判断整机状态，使得功率器件的温度控制更加精确。

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为所述室外机的结构示意图。

图2为所述功率因数校正的电路图。

图3为温度与电压的关系曲线图。

图4为散热系数K与电压的关系曲线图。

图5为温度与环境温度的关系曲线图。

图6为限制电流参数的示意图一。

图7为限制电流参数的示意图二。

附图标记：100-风机；110-风机腔；200-压缩机；210-压缩机腔。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中空气调节器通过使用压缩机、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，一种室外机，包括：

风机100和压缩机200，其分别位于风机腔110和压缩机腔210内；

电源模块，用于提供所述风机100和所述压缩机200的运行电源；

控制模块，与所述电源模块通信连接；

其中，所述电源模块包括功率因数校正模块；所述控制模块包括温控模式；

所述控制模块用于存储若干个限制电流参数，所述控制模块还用于在所述温控模式下采集所述功率因数校正模块中的电流A并根据电流A与所述限制电流参数的比较结果控制和所述压缩机的运行状态；

所述控制模块还用于计算电流限值Δ，该电流限值Δ用于修正所述限制电流参数。

在功率因数校正模块中，主要的发热功率器件为整流硅桥、绝缘栅双极型晶体管、快恢复二极管，发热的原因是功率器件通过大电流后的热损耗，整流硅桥和快恢复二极管的发热温度与电流呈线性关系，绝缘栅双极型晶体管在开关频率和占空比一定的情况下，发热温度和电流也呈线性关系。功率器件需要固定在铝散热器上，空调工作过程中，风机100运转，在风机100腔一侧形成负压区，促使空气从压缩机腔侧进入电气盒内，对散热器进行散热，从而降低散热器上功率器件的温度。

所述电源模块中还包括整流模块，其输出端与所述功率因数校正模块的输入端连接，用于将交流电进行整流得到直流电。所述功率因数校正模块的输出端与所述压缩机连接。

在本发明的一些实施例中，参照图6所示，所述限制电流参数按照电流强度由小到大的排列包括退出控制条件电流I₁、禁止升频条件电流I₂、强制降频条件电流I₃。具体地是，在整机升频运行过程中，如果所述功率因数校正模块中电流A达到禁止升频条件电流I₂时，整机不再升频，如果电流A持续增加，达到强制降频条件电流I₃时，则所述控制模块控制所述压缩机按照一定的速率进行降频，直到电流A达到禁止升频条件电流I₂时，所述控制模块控制所述压缩机停止降频；如果电流A继续降低，达到退出控制条件电流I₁，则所述控制模块退出控制，整机可以自由运行。

在本发明的一些实施例中，为了更加精确的控制所述功率因数校正模块中各个器件的温度，在所述控制模块中增加了所述电流限值Δ对限制电流参数进行调节，所述电流限值Δ由下列公式计算得到：

Δ＝i×[K_n×(264-U)+α×(T_a-30)]

其中，i为电流系数，U为电压，该电压U为风机电压的实时电压，K_n为第n档电压下的散热因数，a为环温因数，T_a为环境温度。

电流限值Δ是按照功率因数校正模块中发热量最高的器件进行控制，一般情况下硅桥和绝缘栅双极型晶体管的发热最高，需要通过实机测试得出结果。

对于电流系数i的计算方法为：利用整机发热试验，测算出整机输入电流与发热器件之间的关系；首先控制整机运行状态恒定，即环境温度和散热条件不变；在所述功率因数校正模块的功率器件上安装温度传感器，用于监测功率器件的温度，然后温度传感器将采集的温度发送到所述控制模块；接着逐渐增加所述功率因数校正模块中输入电流；所述控制模块计算得到当所述功率器件的温度升高1℃时，所述功率因数校正模块中增加的电流I。在整机允许的电流范围内，多次测量电流I，最后计算得到电流I的平均值即为电流系数i。参照图2所示，在发热器件上连接电流检测单元。

散热因数K_n为非固定的常数，每个电压段有相应地散热因数，在使用过程中，根据实际电压进行调用。设定整机可靠运行电压范围为176-264V，在此区间内，将电压分为n档，U₁＝176V～187V，…U_n＝253V～264V。散热因数K_n采用风机100采用外接电源的方法求取。具体地是，将接入风机100的外接电源单独控制，在整机运行的电压范围内，外接电源自176V开始逐渐升高，此时保持整机的状态恒定，即整机电流恒定；利用功率器件上的温度传感器采集功率器件的温度T并将其发送给所述控制模块；在最高电压264V时，通过控制电流A，将功率器件的温度保持在极限温度90℃，后续随着电压的降低，功率器件的温度逐渐升高，参照图3所示，电压U与温度的关系图。所述控制模块用于根据电压U与温度T的关系计算散热因数K，其中散热因数K与电压U的关系图如图4所示，散热因数K是电压U与温度T的曲率值；即由ΔU和ΔT的比例关系求取得到。例如，电压U的第一档位为176V-187V，ΔU＝264-176＝88V，如果此时温度升高9℃，ΔT＝9℃，K₁＝9/88＝0.10，取小数点后两位。在散热因数K的计算过程中，ΔU的计算取每一档电压范围内的最小值。在该实施例中，将电压分为9档，每档中电压差为11V，即该实施例中散热因数K的取值有9个。参照图2所示，在功率因数校正电路的输出端连接有电压检测单元。

对于环温因数a，在整机运行范围内，在制冷条件下，整机的环境温度自30℃开始逐渐升高，期间保持整机的状态恒定，即整机电流恒定；同样地，利用功率器件上的温度传感器采集功率器件的温度T并将其发送给所述控制模块；所述控制模块用于根据环境温度T_a与温度T的关系计算环温因数a。该环温因数a的计算方法与散热因数K的计算方法类似。环境温度T_a每升高2℃，就采集一次温度T，然后计算ΔT，例如，环境温度T_a为36℃时，ΔT＝6℃，所以环温因数a＝1。参照图5所示，环境温度T_a与温度T的关系图；所述控制模块用于根据环境温度T_a与温度T呈正比例关系。

在本发明的一些实施例中，所述温控模式的启动条件为：空调处于制冷模式且T_a≥30℃。也就是说，只有当整机处于制冷运行状态时，且环境温度T_a≥30℃后，控制模块才开始调用限制电流参数和电流限值Δ。

在本发明的一些实施例中，为了防止整机电流的波动，还可以对将限制电流参数设置为四个，参照图7所示，按照电流强度由小到大包括第一退出控制条件电流I₁、禁止升频条件电流I₂、第二退出控制条件电流I₃和强制降频条件电流I₄。在整机升频运行过程中，如果所述功率因数校正模块中电流A达到禁止升频条件电流I₂时，整机不再升频，如果电流A持续增加，达到强制降频条件电流I₄时，则所述控制模块控制所述压缩机按照一定的速率进行降频，直到电流A达到第二退出控制条件电流I₃时，所述控制模块控制所述压缩机停止降频；如果电流A继续降低，达到第一退出控制条件电流I₁，则所述控制模块退出控制，整机可以自由运行。增加的第二退出控制条件电流I₃，使得控制模块在控制压缩机降频的过程中，无需直接下降到禁止升频条件电流I₂处，保证电流的稳定性，能够有效避免降频过程中系统出现较大的电流波动。另外，同样地引入电流限值Δ，对限制电流参数的区间进行细化的调控。

在本发明的一些实施例中，将所述第二退出控制条件电流I₃定义为检测条件电流I’。在降频过程中，当电流A达到检测条件电流I’时，所述控制模块控制所述压缩机停止降频；然后控制模块对发热器件的温度进行采集，同时判断该温度是否符合不影响下该发热器件正常运行的标准温度。若检测到的温度已降低到不影响发热器件运行的标准温度，所述控制模块控制所述压缩机停止降频；若检测到的温度还未降低到不影响发热器件运行的标准温度，则所述控制模块控制所述压缩机继续降频。在其他的实施例中，禁止升频条件电流I₂和强制降频条件电流I₄之间可以设置多个检测条件电流I’，使得控制模块实现逐步降频，既保证电流稳定性，又能精确控制发热器件的温度。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明在控制模块中增加限制电流参数和电流限值Δ，其中，采用多个限制电流参数作为调节压缩机功率的条件参数，能够将功率器件的温度控制在合理的范围内；另外，利用电流限值Δ对限值电流参数进行修正，再通过检测环境温度、一次侧的电压参数判断整机状态，使得功率器件的温度控制更加精确。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (10)

1.一种室外机，包括：

风机和压缩机；

电源模块，用于提供所述风机和所述压缩机的运行电源；

控制模块，与所述电源模块通信连接；

其特征在于，所述电源模块包括功率因数校正模块；所述控制模块包括温控模式；

所述控制模块用于存储若干个限制电流参数，所述控制模块还用于在所述温控模式下采集所述功率因数校正模块中的电流A并根据电流A与所述限制电流参数的比较结果控制所述压缩机的运行状态；

所述控制模块还用于计算电流限值Δ，该电流限值Δ用于修正所述限制电流参数。

2.根据权利要求1所述的室外机，其特征在于，所述电流限值Δ由下列公式计算得到：

Δ＝i×[K_n×(264-U)+a×(T_a-30)]

其中，i为电流系数，U为电压，K_n为第n档电压下的散热因数，a为环温因数，T_a为环境温度。

3.根据权利要求2所述的室外机，其特征在于，所述控制模块用于采集所述功率因数校正模块的功率器件的温度；还用于计算当所述功率器件的温度升高1℃时，所述功率因数校正模块中增加的电流I。

4.根据权利要求3所述的室外机，其特征在于，所述控制模块用于计算若干个所述电流I；还用于计算若干个所述电流I的平均值，该平均值即为电流系数i。

5.根据权利要求2所述的室外机，其特征在于，所述风机采用外接电源单独控制；所述控制模块用于采集所述外接电源的电压U升高过程中所述功率器件的温度T；所述控制模块用于根据电压U与温度T的关系计算散热因数K_n。

6.根据权利要求2所述的室外机，其特征在于，所述控制模块用于采集所述环境温度T_a升高过程中所述功率器件的温度T；所述控制模块用于根据环境温度T_a与温度T的关系计算环温因数a。

7.根据权利要求1所述的室外机，其特征在于，所述限制电流参数包括退出控制条件电流I₁、禁止升频条件电流I₂、强制降频条件电流I₃。

8.根据权利要求7所述的室外机，其特征在于，所述限制电流参数的电流强度的关系为：I₁＜I₂＜I₃。

9.根据权利要求2所述的室外机，其特征在于，所述温控模式的启动条件为：空调处于制冷模式且T_a≥30℃。

10.根据权利要求1所述的室外机，其特征在于，所述禁止升频条件电流I₂和所述强制降频条件电流I₃之间设有若干个检测条件电流I’。

Images