CN112710069B

CN112710069B - 空调器的制冷控制方法、装置及空调器

Info

Publication number: CN112710069B
Application number: CN202011606929.0A
Authority: CN
Inventors: 刘建勋; 黄春; 陈东
Original assignee: Ningbo Aux Electric Co Ltd; Ningbo Aux Intelligent Commercial Air Conditioning Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Aux Air Conditioning Co Ltd; Ningbo Aux Electric Co Ltd
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2040-12-28
Also published as: CN112710069A

Abstract

本发明提供了一种空调器的制冷控制方法、装置及空调器，该方法包括：在室外环境温度小于预设温度阈值的条件下，获取在第一预设时段内的高压压力值；根据高压压力值确定外风机是否频繁启停；若是，则根据高压压力值确定冷凝器流路的关闭数量；根据上述关闭数量控制可调式冷凝器的相应流路关闭。本发明可以识别外风机是否频繁启停，在频繁启停情况下计算冷凝器流路的关闭数量，以及根据该关闭数量控制可调式冷凝器的相应流路关闭，减小冷凝器换热面积，提高系统的高压压力，避免外风机停机，保证机组稳定可靠运行。

Description

空调器的制冷控制方法、装置及空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调器的制冷控制方法、装置及空调器。

背景技术

空调机组的使用场景存在低温制冷需求，如酒店厨房、散热量大的机房等在室外环境5℃甚至更低时，依然需要制冷运行。为保证电机可靠性，电机转速通常要求≥300r/min，当环境温度较低时，机组换热需求很低，电机运行最低转速时，仍高于机组换热量需求，故外风机会出现周期性频繁启停，此时系统高压压力、温度波动很大，导致内机的管温波动很大，制冷效果差。

发明内容

本发明解决的问题是现有空调机组在低温制冷时，外风机频繁启停导致的制冷效果差的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种空调器的制冷控制方法，应用于包括可调式冷凝器的空调器，所述可调式冷凝器包括多条可控制通断的冷凝器流路，所述方法包括：在室外环境温度小于预设温度阈值的条件下，获取在第一预设时段内的高压压力值；根据所述高压压力值确定外风机是否频繁启停；若是，则根据所述高压压力值确定所述冷凝器流路的关闭数量；根据所述关闭数量控制所述可调式冷凝器的相应流路关闭。

本发明可以识别外风机是否频繁启停，在频繁启停情况下计算冷凝器流路的关闭数量，以及控制该关闭数量的冷凝器流路关闭，减小冷凝器换热面积，提高系统的高压压力，避免外风机停机，保证机组稳定可靠运行。

可选地，所述根据所述高压压力值确定外风机是否频繁启停，包括：获取空调器的高压压力最高值及高压压力最低值；若所述第一预设时段内的所述高压压力值中出现所述高压压力最高值及所述高压压力最低值，且在第二预设时段内所述高压压力最高值及所述高压压力最低值的出现次数大于一次，则确定外风机频繁启停。

本发明提供了外风机频繁启停的识别算法，实时检测判断外风机运行状态，及时调整换热面积，避免外风机停机。

可选地，所述根据所述高压压力值确定所述冷凝器流路的关闭数量，包括：将所述外风机的第一风档单次持续时长及第二风档单次持续时长求和，得到控制周期；所述第一风档对应于所述外风机的最低转速，所述第二风档对应于所述外风机停机；根据所述控制周期内高压压力平均值与高压压力最低值的差值，确定所述冷凝器流路的关闭数量；所述差值与所述关闭数量正相关。

本发明提供了冷凝器流路关闭数量的具体计算方式，从而提高换热面积的调整精度，提高控制效率，保证机组稳定运行。

可选地，关闭所述冷凝器流路的数量ΔE的计算公式如下：

ΔE＝k*ΔP

其中，k为修正系数，ΔP为所述控制周期内高压压力平均值与高压压力最低值的差值。

本发明提供了冷凝器流路关闭数量的计算公式，可以提高换热面积的调整精度，提高控制效率，保证机组稳定运行。

可选地，若ΔE＜1，则ΔE的取值为1；若ΔE≥1，则ΔE的取值四舍五入取整数。

可选地，若ΔP≤1，则k的取值范围为(1～2)；若ΔP＞1，则k的取值为0。

本发明提供了冷凝器流路关闭数量及修正系数的取值范围，可以提高换热面积的调整精度，提高控制效率，保证机组稳定运行。

可选地，所述方法还包括：若连续两个所述控制周期对应的高压压力平均值与高压压力最低值的差值均大于预设高压差值阈值，则停止控制所述冷凝器流路。

本发明提供了退出冷凝器流路关闭控制逻辑的机制，可以恢复室外机正常运行，维持冷凝器的换热平衡，保证机组稳定运行。

本发明提供一种空调器的制冷控制装置，应用于包括可调式冷凝器的空调器，所述可调式冷凝器包括多条可控制通断的冷凝器流路，所述装置包括：压力获取模块，用于在室外环境温度小于预设温度阈值的条件下，获取在第一预设时段内的高压压力值；启停判断模块，用于根据所述高压压力值确定外风机是否频繁启停；关闭数量确定模块，用于若外风机频繁启停，则根据所述高压压力值确定所述冷凝器流路的关闭数量；冷凝器流路关闭模块，用于根据所述关闭数量控制所述可调式冷凝器的相应流路关闭。

本发明提供一种空调器，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现上述空调器的制冷控制方法。

本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现上述空调器的制冷控制方法。

本发明的空调器的制冷控制装置、空调器及计算机可读存储介质，可以与上述空调器的制冷控制方法达到相同的技术效果。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中可调节冷凝器的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的一种空调器的制冷控制方法的示意性流程图；

图3为本发明的一个实施例中另一种空调器的冷凝器换热面积控制方法的示意性流程图；

图4为本发明的一个实施例中一种空调器的制冷控制装置的结构示意图。

附图标记说明：

10-进气管；20-电磁阀；401-压力获取模块；402-启停判断模块；403-关闭数量确定模块；404-冷凝器流路关闭模块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本实施例提供一种新型的可调节冷凝器，以及具备该可调节冷凝器的空调器。该可调冷凝器包括多条可控制通断的冷凝器流路，各冷凝器流路之间彼此独立。本实施例可以根据环境温度变化，自动控制冷凝器流路通断以调节冷凝器的换热面积，调节外机的实际换热量(与需求的换热量保持一致)，避免外风机频繁开停，保证机组的制冷效果。

图1是本发明实施例的可调节冷凝器的结构示意图，示出了冷凝器包括多个并行的流路，在冷凝器的每路进出口均安装有电磁阀。

如图1所示，在进气管10的进出口均设置有电磁阀20。在制冷模式下，正常运行时电磁阀保持打开状态，工况温度较低时通过控制电磁阀关闭的数量，可以调节冷凝器的流通面积，从而调节室外机的换热量。当环境温度很低时，关闭一条或者数条冷凝器流路进出口的电磁阀，减少室外机的换热面积，提高系统的高压压力，避免外风机频繁开停，保证机组稳定运行。

图2是本发明的一个实施例中一种空调器的制冷控制方法的示意性流程图，该方法应用于上述空调器，包括：

S202，在室外环境温度小于预设温度阈值的条件下，获取在第一预设时段内的高压压力值。

针对空调器运行于制冷模式时，可进行本实施例的控制方法。具体地，可以通过室外机设置的环境温度传感器周期性采集室外环境温度，若其小于预设温度阈值，则表示空调器处于低温工况。示例性的，该预设温度阈值为18℃。具体地，可以通过空调器设置的压力传感器周期性采集高压压力值。示例性的，该第一预设时段可以是0.5小时、1小时等。

S204，根据上述高压压力值确定外风机是否频繁启停。

根据空调器的压缩机规格书要求，可以分析计算系统的高压压力最低值，记为Pd0，以及高压压力最高值，记为Pd1。

在获取空调器的高压压力最高值及高压压力最低值后，可以根据一定时长内是否多次频繁出现高压压力最高值及高压压力最低值，即是否出现以及出现间隔，判断外风机是否频繁启停。

若上述第一预设时段内的高压压力值中出现高压压力最高值及高压压力最低值，且在第二预设时段内高压压力最高值及高压压力最低值的出现次数大于一次，则确定外风机频繁启停。需要说明的是，该第二预设时段大于外风机的启停周期，即在该第二预设时段内至少会出现一次高压压力最高值及一次高压压力最低值。可选地，该第二预设时段可以在第一预设时段内任意位置。示例性地，该第二预设时段为3分钟，则第二预设时段可以是第一预设时段开始3分钟、中间3分钟或者最后3分钟。

S206，若外风机频繁启停，则根据上述高压压力值确定冷凝器流路的关闭数量。

在设计开发阶段，以室外环境温度18℃工况下为例，降低外风机的转速值，测量外风机电机的温升。温升指外风机电机温度比周围环境温度高出的数值。当外风机电机温升达到最高值时(电机规格书注明的最大值)，记录此时的电机转速值X₁，该转速为机组运行过程中的最低转速。

在电机选型时，温升最大值满足恶劣工况、额定转速下的发热需求即可。而在低温制冷时，室外机散热需求小，外风机电机转速会大幅度下降，随着转速下降其效率低于额定工况，发热量会逐渐增加，温升值大幅度变大。因此，设置有最低转速，若低于该最低转速存在电机烧毁风险。

在外风机频繁启停的情况下，若一个控制周期内高压压力值的平均值越大，则启停更加频繁，需要关闭的冷凝器流路的数量也就越大。基于此，根据上述高压压力值确定冷凝器流路的关闭数量，可按照以下步骤执行：

首先将外风机的第一风档单次持续时长及第二风档单次持续时长求和，得到控制周期。该第一风档对应于外风机的最低转速，该第二风档对应于外风机停机。一次外风机最低转速持续时长与一次外风机停机持续时长，构成一个控制周期。

然后，根据控制周期内高压压力平均值与高压压力最低值的差值，确定冷凝器流路的关闭数量。该高压压力平均值通过控制周期内各高压压力值求和后除以控制周期内高压压力值的数量得到。高压压力平均值与高压压力最低值的差值与冷凝器流路的关闭数量正相关。

S208，根据上述关闭数量控制可调式冷凝器的相应流路关闭。

通过控制冷凝器流路进出口的电磁阀关闭，以关闭对应的冷凝器流路。

本发明实施例提供的空调器的制冷控制方法，可以识别外风机是否频繁启停，在频繁启停情况下计算冷凝器流路的关闭数量，以及根据该关闭数量控制冷凝器的相应流路关闭，减小冷凝器换热面积，提高系统的高压压力，避免外风机停机，保证机组稳定可靠运行。

可选地，上述S206中关闭冷凝器流路的数量ΔE的计算公式如下：

ΔE＝k*ΔP(1)

其中，k为修正系数，ΔP为控制周期内高压压力平均值与高压压力最低值的差值。

若ΔE＜1，则ΔE的取值为1；若ΔE≥1，则ΔE的取值四舍五入取整数。

若ΔP≤1，则k的取值范围为[1～2]，例如k取值为2；若ΔP＞1，则k的取值为0。当ΔP≤1时，系统压力接近系统高压允许的最小值，此时每次关闭1路或2路冷凝器流路，快速减小换热面积，降低室外机实际换热量(与需求的换热量保持相当)，提高系统高压，避免外风机停机。随着系统高压的升高，ΔP变大，对应于真实的换热需求量变大，当ΔP＞1时，k的取值为0，即不继续关闭冷凝器流路。

随着系统高压进一步提高，则可以退出冷凝器流路的关闭控制逻辑，室外机恢复正常运行，维持冷凝器的换热平衡。退出后仅持续监测室外环境温度及判断外风机是否频繁启停。基于此，上述方法还包括退出机制，如下：若连续两个控制周期对应的高压压力平均值与高压压力最低值的差值均大于预设高压差值阈值，则停止控制冷凝器流路。示例性地，该预设高压差值阈值的取值为2。

图3是本发明的一个实施例中一种空调器的冷凝器换热面积控制方法的示意性流程图，该方法包括：

S301，检测室外环境温度是否≤18℃。若环境温度≤18℃，执行下一步骤。

S302，检测室外机风机是否周期性启停。若是，则执行S303；若是，则继续执行S302。

控制器可以检测及记录30分钟内高压压力值。当高压压力出现2个极限值(高压压力最低值Pd0和高压压力最高值Pd1)，周期性在Pd0和Pd1之间波动时，且最近3分钟内出现Pd0和Pd1的次数大于等于1，则判定机组外风机频繁启停。

外风机启停过程中，外风机停止前系统高压出现最低值Pd0；外风机停止后，即将启动前系统高压出现最高值Pd1，故外风机周期性启停过程中，压力在Pd0和Pd1之间波动。相应的，外风机只有2档风速值(X₂和X₃)，假设X₂＞X₃，则转速X₂等于外风机的最低转速X₁(如果转速＜X₂，会发生烧毁等现象)，X₃等于0。

S303，控制器自动关闭冷凝器流路。

当检测到机组外风机频繁启停时，确定冷凝器流路的关闭数量，以及基于该关闭数量关闭冷凝器流路。

S304，判断是否满足退出机制。若是，则执行S302；若否，则执行S303。

如果连续两个控制周期检测ΔP≥2，则确定满足退出机制，退出冷凝器电磁阀的控制，进入周期性启停检测步骤。

本发明实施例针对低温工况制冷时外风机频繁启停的现象，提出了外风机频繁启停的识别算法，设计一种可调节式冷凝器，实时检测、判断外机运行状态，根据状态参数计算结果，自动控制冷凝器两端的电磁阀关闭，调整机组的散热面积，避免外风机停止，保证机组稳定可靠运行。

图4是本发明的一个实施例中一种空调器的制冷控制装置的结构示意图，所述空调器的制冷控制装置应用于包括可调式冷凝器的空调器，所述可调式冷凝器包括多条可控制通断的冷凝器流路，包括：

压力获取模块401，用于在室外环境温度小于预设温度阈值的条件下，获取在第一预设时段内的高压压力值；

启停判断模块402，用于根据所述高压压力值确定外风机是否频繁启停；

关闭数量确定模块403，用于若外风机频繁启停，则根据所述高压压力值确定所述冷凝器流路的关闭数量；

冷凝器流路关闭模块404，用于根据所述关闭数量控制所述冷凝器的相应流路关闭。

本发明实施例提供的空调器的制冷控制装置，可以识别外风机是否频繁启停，在频繁启停情况下计算冷凝器流路的关闭数量，以及根据该关闭数量控制可调式冷凝器的相应流路关闭，减小冷凝器换热面积，提高系统的高压压力，避免外风机停机，保证机组稳定可靠运行。

可选地，作为一个实施例，所述启停判断模块402具体用于：获取空调器的高压压力最高值及高压压力最低值；若所述第一预设时段内的所述高压压力值中出现所述高压压力最高值及所述高压压力最低值，且在第二预设时段内所述高压压力最高值及所述高压压力最低值的出现次数大于一次，则确定外风机频繁启停。

可选地，作为一个实施例，所述关闭数量确定模块403具体用于：将所述外风机的第一风档单次持续时长及第二风档单次持续时长求和，得到控制周期；所述第一风档对应于所述外风机的最低转速，所述第二风档对应于所述外风机停机；根据所述控制周期内高压压力平均值与高压压力最低值的差值，确定所述冷凝器流路的关闭数量；所述差值与所述关闭数量正相关。

可选地，作为一个实施例，关闭所述冷凝器流路的数量ΔE的计算公式如下：

ΔE＝k*ΔP

可选地，作为一个实施例，若ΔE＜1，则ΔE的取值为1；若ΔE≥1，则ΔE的取值四舍五入取整数。

可选地，作为一个实施例，若ΔP≤1，则k的取值范围为(1～2)；若ΔP＞1，则k的取值为0。

可选地，作为一个实施例，所述冷凝器流路关闭模块404，还用于：若连续两个所述控制周期对应的高压压力平均值与高压压力最低值的差值均大于预设高压差值阈值，则停止控制所述冷凝器流路。

本发明实施例还提供了一种空调器，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现上述空调器的制冷控制方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现上述实施例提供的方法，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

当然，本领域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度来指令控制装置来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程，其中所述的存储介质可为存储器、磁盘、光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的空调器的制冷控制装置和空调器而言，由于其与上述实施例公开的空调器的制冷控制方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

Claims

1.一种空调器的制冷控制方法，其特征在于，应用于包括可调式冷凝器的空调器，所述可调式冷凝器包括多条可控制通断的冷凝器流路，所述方法包括：

在室外环境温度小于预设温度阈值的条件下，获取在第一预设时段内的高压压力值；

根据所述高压压力值确定外风机是否频繁启停；

若是，则根据所述高压压力值确定所述冷凝器流路的关闭数量；

根据所述关闭数量控制所述可调式冷凝器的相应流路关闭；

所述根据所述高压压力值确定外风机是否频繁启停，包括：

获取空调器的高压压力最高值及高压压力最低值；

若所述第一预设时段内的所述高压压力值中出现所述高压压力最高值及所述高压压力最低值，且在第二预设时段内所述高压压力最高值及所述高压压力最低值的出现次数大于一次，则确定外风机频繁启停；

所述根据所述高压压力值确定所述冷凝器流路的关闭数量，包括：

将所述外风机的第一风档单次持续时长及第二风档单次持续时长求和，得到控制周期；所述第一风档对应于所述外风机的最低转速，所述第二风档对应于所述外风机停机；

根据所述控制周期内高压压力平均值与高压压力最低值的差值，确定所述冷凝器流路的关闭数量；所述差值与所述关闭数量正相关；

所述方法还包括：

若连续两个所述控制周期对应的高压压力平均值与高压压力最低值的差值均大于预设高压差值阈值，则停止控制所述冷凝器流路。

2.如权利要求1所述的空调器的制冷控制方法，其特征在于，关闭所述冷凝器流路的数量∆E的计算公式如下：

∆E=k*∆P

其中，k为修正系数，∆P为所述控制周期内高压压力平均值与高压压力最低值的差值。

3.如权利要求2所述的空调器的制冷控制方法，其特征在于，

若∆E＜1，则∆E的取值为1；

若∆E≥1，则∆E的取值四舍五入取整数。

4.如权利要求2所述的空调器的制冷控制方法，其特征在于，

若∆P≤1，则k的取值范围为（1~2）；

若∆P＞1，则k的取值为0。

5.一种空调器的制冷控制装置，其特征在于，应用于包括可调式冷凝器的空调器，所述可调式冷凝器包括多条可控制通断的冷凝器流路，所述装置包括：

压力获取模块，用于在室外环境温度小于预设温度阈值的条件下，获取在第一预设时段内的高压压力值；

启停判断模块，用于根据所述高压压力值确定外风机是否频繁启停；

关闭数量确定模块，用于若外风机频繁启停，则根据所述高压压力值确定所述冷凝器流路的关闭数量；

冷凝器流路关闭模块，用于根据所述关闭数量控制所述可调式冷凝器的相应流路关闭；

所述启停判断模块，具体用于：

获取空调器的高压压力最高值及高压压力最低值；

所述关闭数量确定模块，具体用于：

所述冷凝器流路关闭模块，还用于：

6.一种空调器，其特征在于，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如权利要求1-4任一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如权利要求1-4任一项所述的方法。