发明内容
本发明解决的问题是现有空调室外机的电控元器件容易被高温损坏的问题。
为解决上述问题,本发明提供一种室外机电控温升控制方法,所述方法包括:获取室外环境温度及电控芯片温度;根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度确定室外机电子膨胀阀修正开度;根据室外机电子膨胀阀当前开度及所述室外机电子膨胀阀修正开度之和,控制室外机电子膨胀阀。
本发明通过室外环境温度、电控芯片温度确定对电子膨胀阀的修正开度,并基于该修正开度及当前开度得到调整的目标开度,然后根据该目标开度控制电子膨胀阀,从而增加冷媒管散热能力,防止电控元器件温升过高造成的机组故障。
可选地,所述根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度确定室外机电子膨胀阀修正开度,包括:根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度所属温度区间,确定第一修正系数及第二修正系数,以及对所述第一修正系数及所述第二修正系数求和,得到温升控制偏差系数e;根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度所属温度区间,确定温升修正开度Sc;室外机电子膨胀阀修正开度SR的计算公式如下:
SR=(1+ e)*Sc。
本发明提供了修正开度的计算方式,通过对室外环境温度、电控芯片温度的划分,引入温升控制偏差系数e及模糊组合控制,可以控制室外机电子膨胀阀修正开度SR,增加冷媒管散热能力,防止电控元器件温升过高造成的机组故障。
可选地,所述根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度所属温度区间,确定第一修正系数,包括:
若所述室外环境温度属于第一环境温度区间,则第一修正系数取N;若所述室外环境温度属于第三环境温度区间,则第一修正系数取P;其中,N<0<P;所述第一环境温度区间为小于或等于名义工况对应环境温度,所述第三环境温度区间为大于所述名义工况对应环境温度。
本发明提供了温升控制偏差系数e中第一修正系数的具体确定过程,与温升修正开度Sc结合确定室外机电子膨胀阀修正开度,从而基于其控制增加冷媒管散热能力,防止电控元器件温升过高。
可选地,所述根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度所属温度区间,确定第二修正系数,包括:
若所述电控芯片温度属于第一芯片温度区间,则第二修正系数取S;若所述电控芯片温度属于第三芯片温度区间,则第二修正系数取B;其中,S<0<B;所述第一芯片温度区间为小于或等于电控芯片高效运行温度限值,所述第三芯片温度区间为大于电控芯片高效运行温度限值。
本发明提供了温升控制偏差系数e中第二修正系数的具体确定过程,与温升修正开度Sc结合确定室外机电子膨胀阀修正开度,从而基于其控制增加冷媒管散热能力,防止电控元器件温升过高。
可选地,所述根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度所属温度区间,确定温升修正开度Sc,包括:
若所述电控芯片温度属于第一芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第一环境温度区间,则温升修正开度取-Smin;若所述电控芯片温度属于第一芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第三环境温度区间,则温升修正开度取-Smin;若所述电控芯片温度属于第一芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第四环境温度区间,则温升修正开度取-1/2(Smin+Shalf);
若所述电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第一环境温度区间,则温升修正开度取-1/2(Smin+Shalf);若所述电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第三环境温度区间,则温升修正开度取-Shalf;若所述电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第四环境温度区间,则温升修正开度取-1/2 (Shalf+Smax);
若所述电控芯片温度属于第四芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第一环境温度区间,则温升修正开度取-1/2(Smin+Shalf);若所述电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第三环境温度区间,则温升修正开度取-Smax;若所述电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第四环境温度区间,则温升修正开度取-Smax;
其中,Shalf=1/2(Smin+Smax)。
本发明温升修正开度Sc的具体确定过程,与温升控制偏差系数e结合确定室外机电子膨胀阀修正开度,从而基于其控制增加冷媒管散热能力,防止电控元器件温升过高。
可选地,N的取值范围为[-0.1~-0.2],P的取值范围为[0.1~0.2]。
可选地,S的取值范围为[-0.2~-0.3],B的取值范围为[0.2~0.3]。
本发明提供了温升控制偏差系数e计算过程中的具体参数范围,可以有效确定温升控制偏差系数e。
可选地,所述名义工况对应环境温度的取值范围为(33℃,35℃],所述电控芯片高效运行温度限值的取值范围为(70℃,75℃]。
本发明提供了温升控制偏差系数e及温升修正开度Sc计算过程中的具体参数范围,可以有效确定温升控制偏差系数e及温升修正开度Sc。
可选地,Smin的取值范围为[0step,100step],Smax的取值范围为[200step,400step];所述环境高温的取值范围为(35℃,38℃],所述电控芯片高温限值的取值范围为(75℃,80℃]。
本发明提供了温升修正开度Sc计算过程中的具体参数范围,可以有效确定温升修正开度Sc。
本发明提供一种室外机电控温升控制装置,所述装置包括:获取模块,用于获取室外环境温度及电控芯片温度;计算模块,用于根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度确定室外机电子膨胀阀修正开度;控制模块,用于根据室外机电子膨胀阀当前开度及所述室外机电子膨胀阀修正开度之和,控制室外机电子膨胀阀。
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,实现上述室外机电控温升控制方法。
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,实现上述室外机电控温升控制方法。
本发明的室外机电控温升控制装置、空调器及计算机可读存储介质,可以与上述室外机电控温升控制方法达到相同的技术效果。
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。
本实施例提供一种室外机电控温升控制技术,以室外环境温度Tao、电控芯片温度Tcpu为判断参数,通过自动判断,控制室外机电子膨胀阀修正开度,防止电控元器件温升过高造成的机组故障。
图1是本发明的室外机的结构示意图,示出了室外机的压缩机Comp、空调离合器Acc、换热器Hex、风扇Fan、四通阀4Way、电子膨胀阀EVO、冷媒散热管RefPipe、进管PipeL以及出管PipeG。
在图1中还示出了电控芯片cpu,其设置于冷媒散热管RefPipe上。由于制冷剂从换热器流出后为过冷状态,此时制冷剂温度为中温状态,比电控芯片温度低,可以用于对电控芯片进行降温。
考虑到电子膨胀阀EVO节流后,可以对制冷剂温度进一步降低,形成低温状态,增强对电控芯片降温能力,因此,本实施例通过控制室外机电子膨胀阀开度,避免电控芯片温升过高。
图2是本发明的一个实施例中一种室外机电控温升控制方法的示意性流程图,该方法包括:
S202,获取室外环境温度及电控芯片温度。
通过室外机设置的环境温度传感器采集室外环境温度Tao,以及通过电控芯片温度传感器采集电控芯片温度Tcpu。
S204,根据室外环境温度、电控芯片温度确定室外机电子膨胀阀修正开度。
室外机电子膨胀阀修正开度为负值,且室外环境温度及电控芯片温度均与室外机电子膨胀阀修正开度的绝对值正相关。
由于电控芯片温升过高的一个原因是室外环境温度较高,导致散热不良,该情况下室外环境温度相对偏高。因此,可以预先划分多个不同的环境温度区间,根据当前的室外环境温度落入哪个环境温度区间确定室外机电子膨胀阀修正开度SR的大小。当室外环境温度Tao较低时,按正常控制,无需额外修正电子膨胀阀开度,当室外环境温度Tao较高时,需额外修正电子膨胀阀开度,且室外环境温度越高则修正电子膨胀阀开度的幅度越大。
由于电控芯片温升过高的另一个原因是电控芯片自身发热,其为电控芯片温升过高的直接影响因素。相应地,可以预先划分多个不同的芯片温度区间,根据当前的电控芯片温度落入哪个芯片温度区间确定室外机电子膨胀阀修正开度SR的大小。当电控芯片温度Tcpu较低时,按正常控制,无需额外修正电子膨胀阀开度,当电控芯片温度Tcpu较高时,需额外修正电子膨胀阀开度,且电控芯片温度越高则修正电子膨胀阀开度的幅度越大。
室外机电子膨胀阀修正开度SR,可以根据室外环境温度Tao和电控芯片温度Tcpu的模糊组合控制实现。
S206,根据室外机电子膨胀阀当前开度及室外机电子膨胀阀修正开度之和,控制室外机电子膨胀阀。
在计算得到室外机电子膨胀阀修正开度后,计算室外机电子膨胀阀当前开度与室外机电子膨胀阀修正开度之和得到修正的目标开度,将室外机电子膨胀阀的当前开度调整为上述目标开度,从而降低冷媒散热管内制冷剂温度,提高其对电控芯片的降温能力。上述室外机电子膨胀阀当前开度为在当前工况下的常规控制开度。
本实施例提供的室外机电控温升控制方法,通过室外环境温度、电控芯片温度确定对电子膨胀阀的修正开度,并基于该修正开度及当前开度得到调整的目标开度,然后根据该目标开度控制电子膨胀阀,从而增加冷媒管散热能力,防止电控元器件温升过高造成的机组故障。
按照上述模糊控制思想,室外机电子膨胀阀修正开度的计算如下:
首先,根据室外环境温度、电控芯片温度所属温度区间,确定第一修正系数及第二修正系数,以及对第一修正系数及第二修正系数求和,得到温升控制偏差系数e。当室外环境温度低于名义工况对应环境温度a℃时,系统散热应良好,修正系数取负值N,反之取正值P;当电控芯片温度低于电控芯片高效运行温度限值c℃时,系统散热应良好,因此修正系数取负值S,反之取正值B。工况是指制冷系统的工作条件,用来比较制冷机性能参考状态的工况,一般应包括制冷机的蒸发温度、冷凝温度、液体过冷度和吸气过热度等。与名义参数(通常规定在有关标准、产品铭牌或样本上)相应的温度条件,称为名义工况。
通过对室外环境温度、电控芯片温度的划分,引入温升控制偏差系数e,识别电控元器件是否处于温升过高场景,控制室外机电子膨胀阀修正开度SR,增加冷媒管散热能力,防止电控元器件温升过高造成的机组故障。
然后,根据室外环境温度、电控芯片温度所属温度区间,确定温升修正开度Sc。当环境温度低于名义工况对应环境温度a℃时,系统散热应良好,优先保证机组性能;高于环境高温b℃时,机组散热存在温升过高现象,温升可靠性优先。当电控芯片温度低于电控芯片高效运行温度限值c℃时,系统散热应良好,优先保证高效运行,高于电控芯片高温限值d℃时,机组散热存在温升过高现象,温升可靠性优先。
通过对室外环境温度、电控芯片温度的划分,引入模糊组合控制,识别电控元器件是否处于温升过高场景,控制室外机电子膨胀阀修正开度SR,增加冷媒管散热能力,防止电控元器件温升过高造成的机组故障。
室外机电子膨胀阀修正开度SR的计算公式如下:
SR=(1+ e)*Sc。
因此,电子膨胀阀开度S的计算公式如下:
S= Sn+SR= Sn +(1+ e)*Sc。
其中,Sn为常规控制开度,其可以按常规开度控制方式确定,在本实施例中取默认的已知参数。
可选地,温升控制偏差系数e,可按照以下情况分别确定:
(1)若室外环境温度属于第一环境温度区间,则第一修正系数取N;若室外环境温度属于第三环境温度区间,则第一修正系数取P。
其中,N<0<P;第一环境温度区间为小于或等于名义工况对应环境温度,第三环境温度区间为大于名义工况对应环境温度。N的取值范围为[-0.1~-0.2],P的取值范围为[0.1~0.2],名义工况对应环境温度的取值范围为(33℃,35℃]。
(2)若电控芯片温度属于第一芯片温度区间,则第二修正系数取S;若电控芯片温度属于第三芯片温度区间,则第二修正系数取B。
其中,S<0<B;第一芯片温度区间为小于或等于电控芯片高效运行温度限值,第三芯片温度区间为大于电控芯片高效运行温度限值。S的取值范围为[-0.2~-0.3],B的取值范围为[0.2~0.3],电控芯片高效运行温度限值的取值范围为(70℃,75℃]。
(3)对第一修正系数及第二修正系数求和,得到各环境温度区间及芯片温度区间对应的温升控制偏差系数e。
考虑到环境温度Tao为间接影响,修正系数取值范围较小,取值N∈[-0.1~-0.2],P∈[0.1~0.2];考虑到电控芯片温度Tcpu为直接影响,修正系数取值范围较大,取值S∈[-0.2~-0.3],B∈[0.2~0.3]。温升控制偏差系数e的取值如表1所示。
表1
可选地,温升修正开度Sc,可按照以下情况分别确定:
(1)若电控芯片温度属于第一芯片温度区间,且室外环境温度属于第一环境温度区间,则温升修正开度取-Smin;若电控芯片温度属于第一芯片温度区间,且室外环境温度属于第三环境温度区间,则温升修正开度取-Smin;若电控芯片温度属于第一芯片温度区间,且室外环境温度属于第四环境温度区间,则温升修正开度取-1/2(Smin+Shalf)。
(2)若电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且室外环境温度属于第一环境温度区间,则温升修正开度取-1/2(Smin+Shalf);若电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且室外环境温度属于第三环境温度区间,则温升修正开度取-Shalf;若电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且室外环境温度属于第四环境温度区间,则温升修正开度取-1/2 (Shalf+Smax)。
(3)若电控芯片温度属于第四芯片温度区间,且室外环境温度属于第一环境温度区间,则温升修正开度取-1/2(Smin+Shalf);若电控芯片温度属于第四芯片温度区间,且室外环境温度属于第三环境温度区间,则温升修正开度取-Smax;若电控芯片温度属于第四芯片温度区间,且室外环境温度属于第四环境温度区间,则温升修正开度取-Smax。
其中,Shalf=1/2(Smin+Smax)。第一环境温度区间为小于或等于名义工况对应环境温度a,第三环境温度区间为大于名义工况对应环境温度a且小于环境高温b,第四环境温度区间为大于或等于环境高温b。
第一芯片温度区间为小于或等于电控芯片高效运行温度限值c,第三芯片温度区间为大于电控芯片高效运行温度限值c且小于电控芯片高温限值d;第四芯片温度区间为大于电控芯片高温限值d。
名义工况对应环境温度a的取值范围为(33℃,35℃]。系统开发时,按照名义制冷室外工况35℃进行验证,因此在名义工况以下,机组散热应为正常状态,优先保证机组性能。
环境高温b的取值范围为(35℃,38℃]。系统开发时,按照名义制冷室外工况35℃进行验证,因此在名义工况以上,机组散热存在温升过高现象。
电控芯片高效运行温度限值的取值范围为(70℃,75℃]。电控芯片厂家要求,芯片温度一般控制在80℃~85℃以下,才不会影响使用寿命。因此,为使芯片处于高效运行区间,一般需要将限值下调至芯片温度上限的10℃左右。
电控芯片高温限值的取值范围为(75℃,80℃]。电控芯片厂家要求,芯片温度一般控制在80℃~85℃以下,才不会影响使用寿命。因此,为使芯片不影响系统使用,一般需要将限值下调至芯片温度上限的5℃左右。
Smin的取值范围为[0step,100step]。温升控制修正电子膨胀阀开度最小步数,一般取值范围为[0step,100step],按各机组试验测试情况获取。一般情况下,以试验测试时,能够使冷媒散热管RefPipe温度变化0~5℃(经验值)为基准获取该步数大小。
Smax的取值范围为[200step,400step];温升控制修正电子膨胀阀开度最大步数,一般取值范围为[200step,400step],按各机组试验测试情况获取。一般情况下,以试验测试时,能够使冷媒散热管RefPipe温度变化5~15℃,例如10℃(经验值)为基准获取该步数大小。
温升修正开度Sc的取值如表2所示。
表2
本实施例通过对室外环境温度、电控芯片温度的划分,引入温升控制偏差系数以及引入模糊组合控制,识别电控元器件是否处于温升过高场景,控制多联室外机电子膨胀阀修正开度,增加冷媒管散热能力,防止电控元器件温升过高造成的机组故障。
图3是本发明的一个实施例中一种室外机电控温升控制装置的结构示意图,所述室外机电控温升控制装置包括:
获取模块301,用于获取室外环境温度及电控芯片温度;
计算模块302,用于根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度确定室外机电子膨胀阀修正开度;
控制模块303,用于根据室外机电子膨胀阀当前开度及所述室外机电子膨胀阀修正开度之和,控制室外机电子膨胀阀。
本实施例提供的室外机电控温升控制装置,通过室外环境温度、电控芯片温度确定对电子膨胀阀的修正开度,并基于该修正开度及当前开度得到调整的目标开度,然后根据该目标开度控制电子膨胀阀,从而增加冷媒管散热能力,防止电控元器件温升过高造成的机组故障。
可选地,作为一个实施例,所述计算模块302具体用于:根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度所属温度区间,确定第一修正系数及第二修正系数,以及对所述第一修正系数及所述第二修正系数求和,得到温升控制偏差系数e;以及,根据所述室外环境温度、所述电控芯片温度所属温度区间,确定温升修正开度Sc;室外机电子膨胀阀修正开度SR的计算公式如下:
SR=(1+ e)*Sc。
可选地,作为一个实施例,所述计算模块302具体用于:若所述室外环境温度属于第一环境温度区间,则第一修正系数取N;若所述室外环境温度属于第三环境温度区间,则第一修正系数取P;其中,N<0<P;所述第一环境温度区间为小于或等于名义工况对应环境温度,所述第三环境温度区间为大于所述名义工况对应环境温度。
可选地,作为一个实施例,所述计算模块302具体用于:若所述电控芯片温度属于第一芯片温度区间,则第二修正系数取S;若所述电控芯片温度属于第三芯片温度区间,则第二修正系数取B;其中,S<0<B;所述第一芯片温度区间为小于或等于电控芯片高效运行温度限值,所述第三芯片温度区间为大于电控芯片高效运行温度限值。
可选地,作为一个实施例,所述计算模块302具体用于:
若所述电控芯片温度属于第一芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第一环境温度区间,则温升修正开度取-Smin;若所述电控芯片温度属于第一芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第三环境温度区间,则温升修正开度取-Smin;若所述电控芯片温度属于第一芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第四环境温度区间,则温升修正开度取-1/2(Smin+Shalf);若所述电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第一环境温度区间,则温升修正开度取-1/2(Smin+Shalf);若所述电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第三环境温度区间,则温升修正开度取-Shalf;若所述电控芯片温度属于第三芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第四环境温度区间,则温升修正开度取-1/2 (Shalf+Smax);若所述电控芯片温度属于第四芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第一环境温度区间,则温升修正开度取-1/2(Smin+Shalf);若所述电控芯片温度属于第四芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第三环境温度区间,则温升修正开度取-Smax;若所述电控芯片温度属于第四芯片温度区间,且所述室外环境温度属于第四环境温度区间,则温升修正开度取-Smax;
其中,Shalf=1/2(Smin+Smax);所述第一环境温度区间为小于或等于名义工况对应环境温度,所述第三环境温度区间为大于所述名义工况对应环境温度且小于环境高温,所述第四环境温度区间为大于或等于所述环境高温;所述第一芯片温度区间为小于或等于电控芯片高效运行温度限值,所述第三芯片温度区间为大于所述电控芯片高效运行温度限值且小于电控芯片高温限值;所述第四芯片温度区间为大于所述电控芯片高温限值。
可选地,作为一个实施例, N的取值范围为[-0.1~-0.2],P的取值范围为[0.1~0.2]。
可选地,作为一个实施例,S的取值范围为[-0.2~-0.3],B的取值范围为[0.2~0.3]。
可选地,作为一个实施例,所述名义工况对应环境温度的取值范围为(33℃,35℃],所述电控芯片高效运行温度限值的取值范围为(70℃,75℃]。
可选地,作为一个实施例,Smin的取值范围为[0step,100step],Smax的取值范围为[200step,400step];所述环境高温的取值范围为(35℃,38℃],所述电控芯片高温限值的取值范围为(75℃,80℃]。
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,实现上述室外机电控温升控制方法。
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。对于实施例公开的室外机电控温升控制装置和空调器而言,由于其与上述实施例公开的室外机电控温升控制方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
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。