CN113203178B - 一种空调低温制热启动控制方法、存储介质和空调器 - Google Patents

一种空调低温制热启动控制方法、存储介质和空调器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种空调低温制热启动控制方法、空调器和存储介质，所述空调低温制热启动控制方法包括获取并判断室外环境Tao是否小于第一预设温度T1；若是，则控制空调器的四通阀以预设时长t0为一个切换周期进行频繁换向。通过频繁切换四通阀，使高温高压气态冷媒返回低压侧进入压缩机，以快速提升压缩机温度；同时，冷媒中混合的润滑油也快速返回压缩机，降低排油率，提高压缩机运行可靠性。

Description

一种空调低温制热启动控制方法、存储介质和空调器
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调低温制热启动控制方法、空调器和存储介质。
背景技术
随着社会经济的发展，用户对居住环境的要求越来越高。其中，环境温度是用户可以快速感知到的环境条件，也是成了用户重点关注的环境条件之一。为了满足用户对环境温度的要求，温度调控设备，如空调器已走近千家万户。
制热是空调器必要的功能之一，但当前温度调控设备在制热方面依然存储很多问题，如如何确保空调在较宽的温度范围内正常运行十分重要。在晚上，尤其是冬季，室外温度会非常低，空调器中大部分的制冷剂会迁移到温度比较低的室外机换热器和压缩机内，液态冷媒需要依靠压缩机产生的热量进行蒸发，系统会出现电机温升速度慢，内机防冷风时间长，换热器需要较长时间才能上升到高温状态，用户效果体验差。
例如，在低温制热启动过程中，空调通常根据外环温度以固定的压缩机频率运行，若检测到低频运行一定时间或排气过热度高于某一值且持续一段时间后，压缩机升频运行；通常需要低频运行十几分钟，才会产生有效的排气过热度并开始升频，严重影响用户的使用效果；若升频速度过快，排油率加大，易造成压缩机短时间缺油，影响压缩机可靠性。
发明内容
本发明解决的问题是如何在低温制热启动中加速压缩机升温速率来快速制热以改善用户体验；本发明解决的另一个技术问题是如何在低温制热启动中减少排油率以提高系统可靠性。
为解决上述问题，本发明提供一种空调低温制热启动控制方法，包括获取并判断室外环境Tao是否小于第一预设温度T1；若是，则控制空调器的四通阀以预设时长t0为一个切换周期进行频繁换向。通过频繁切换四通阀，使高温高压气态冷媒返回低压侧进入压缩机，以快速提升压缩机温度；同时，冷媒中混合的润滑油也快速返回压缩机，降低排油率，提高压缩机运行可靠性。
优选的，所述切换周期为利用四通阀切换至制冷模式并运行第一预设时长t1，再切换为制热模式并运行第二预设时长t2或者利用四通阀切换至制热模式并运行第二预设时长t2，再切换为制冷模式并运行第一预设时长t1，其中t1+t2＝t0。优选的，所述第一预设时长t1与第二预设时长t2相等，例如均为30s。该设置能够实现压缩机的快速升温，同时确保系统运行稳定。
优选的，空调低温制热启动控制方法包括：获取并判断室外环境Tao是否小于第一预设温度T1；若是，则检测排气温度Td、吸气温度Ts并计算排气过热度Tdsh；判断连续n个检测周期内是否排气过热度Tdsh小于第二预设温度T2，所述检测周期为第三预设时长t3，若是，则控制空调器的四通阀以预设时长t0为一个切换周期进行频繁换向；若否，则空调器按正常模式运行。通过室外环境温度、排气过热度相结合作为低温制热启动的判断条件，提高判断准确性，减少低温启动时的误判、漏判，用户体验佳。
优选的，所述n≥1，第一预设时长t1、第二预设时长t2、第三预设时长t3的取值范围均为20-40s。
优选的，所述第一预设时长t1为30s，所述第二预设时长t2为30s。
优选的，所述控制方法还包括：开机，压缩机以预设频率f2运行第四预设时长t4；其中f2≥f0，其中f0为所述压缩机的最低运行频率。
当压缩机以高于f0的预设频率f2运行时，能够产生足够的高低压压差，该压差能够推动四通阀换向；所述预设频率f2为30-100HZ，例如30HZ、40HZ、50HZ等，较低的预设频率f2产生的高低压压差也较小，此时四通阀换向所产生的气流噪音也在可接受范围内。
优选的，所述控制方法还包括：在第五预设时长t5内连续测定排气过热度Tdsh，判断是否排气过热度Tdsh≥第二预设温度T2；若是，则压缩机开始升频；若否，则控制空调器的四通阀以预设时长t0为一个切换周期进行频繁换向。所述连续测定可以是在单位时间内测定2-5次，例如2次、3次、4次、5次。
当低温制热启动控制一段时间后对压缩机的运行参数检测；当满足一定条件后能够及时退出低温制热启动控制，保证用户的使用舒适度，兼顾系统的可靠性。
优选的，所述第一预设温度T1≤7℃，所述第二预设温度T2为9℃-13℃，所述第四预运行时长t4为1-5min，所述第五预设时长t5为2-40s。
相对于现有技术，本发明所述空调低温制热启动控制方法具有下述有益效果：(1)通过四通阀的频繁切换，能够使压缩机迅速升温，满足空调低温下快速制热的需求，用户体验佳；(2)通过四通阀的频繁切换，使得冷媒从压缩机排气端快速返回吸气端，保证冷媒中混合的润滑油快速返回压缩机，降低压缩机排油率，提高压缩机运行可靠性；(3)空调以略高于f0的频率预运行，产生的高低压压差能推动四通阀换向，且换向所产生的气流噪音低。
本发明还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的空调低温制热启动控制方法。
本发明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，实现上述的空调低温制热启动控制方法。所述空调器及计算机存储介质具有上述相同的有益效果，在此不进行赘述。
附图说明
图1为本发明实施例1所述空调低温制热启动控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例2所述空调低温制热启动控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例3所述空调低温制热启动控制方法的流程示意图；
图4为本发明实施例中四通阀切换至制热模式下的冷媒流向示意图；
图5为本发明实施例中四通阀切换至制冷模式下的冷媒流向示意图。
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。
在冬季，由于外界环境温度低，空调启动前大部分制冷剂会转移到温度低的室外机换热器和压缩机内；空调启动时，液态冷媒需要依靠压缩机产生的热量进行蒸发，这需要压缩机产生较多的热量才能够完全蒸发液态冷媒，因此存在电机温升速度慢，内机防冷风时间长，用户效果体验差的问题。为此，可通过空调先进行制冷，符合预设条件后再启动低温制热，能够有效克服启动初期为蒸发液态冷媒导致系统可靠性低。但最初的制冷模式会严重影响用户体验。此外，当室外环境温度越低，冷冻油越易溶解在冷媒中，排油量较大，不论制冷还是制热模式运行均会影响系统的可靠性。显然现有空调器在低温制热启动时，难以同时确保换热器以足够快的速度上升到高温状态以及压缩机的排油率低，进而难以实现空调的快速制热并兼顾系统可靠性。
实施例1
本申请提出了一种空调低温制热启动控制方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1、获取并判断室外环境Tao是否小于第一预设温度T1。
读取室外温度传感器，获取室外环境温度Tao，根据室外环境温度Tao判断是否低于第一预设温度T1；若低于第一预设温度T1，说明液态冷媒已经迁移到温度比较低的室外换热器和压缩机里面，将这些迁移的冷媒进行蒸发气化需要对压缩机进行快速升温。若大于等于第一预设温度T1，则说明说空调启动时温度在承受范围内，可控制空调正常运行。
所述第一预设温度T1根据系统实际测试数据来定；作为本发明的一个示例，所述第一预设温度T1≤7℃，例如1℃、3℃、5℃、7℃等；优选的，所述第一预设温度T1为5℃。所述室外环境温度Tao进行周期性检测的，检测周期为第三预设时长t3，所述第三预设时长t3为20-40s。若第三预设时长t3的值过大时，会导致控制反应不及时出现异常保护；过小时，会导致控制动作过于频繁导致过调、稳定性差。优选的，所述t3为30s。
S2、若是，则控制空调器的四通阀以预设时长t0为切换周期进行频繁换向。
为了快速提升压缩机的缸体温度，以预设时长t0为切换周期来频繁切换四通阀，使高温高压气态冷媒返回低压侧进入压缩机，快速提升压缩机温度。所述切换周期为利用四通阀切换至制冷模式并运行第一预设时长t1，再切换为制热模式并运行第二预设时长t2或者利用四通阀切换至制热模式并运行第二预设时长t2，再切换为制冷模式并运行第一预设时长t1，其中t1+t2＝t0。例如，利用四通阀掉电OFF进入制冷状态时，计时并运行第一预设时长t1，再切换为制热模式并持续运行第二预设时长t2。优选的，所述第一预设时长t1为20-40s、所述第二预设时长t2为20-40s。
具体的，如图4所示，正常制热模式下，所述四通阀为ON(吸合)状态，由压缩机压缩后排出的高温高压气态冷媒经所述四通阀后流入室内机换热器冷凝为高温中压液态冷媒，经电子膨胀阀节流后进入室外换热器蒸发，然后再经过四通阀进入气分装置，并最终回到压缩机。如图5所示，制冷模式下，所述四通阀切换为掉电OFF状态，此时流入室内换热器的高温高压气态冷媒，由于所述四通阀的换向导致流动方向逆转，经过气分装置后直接返回进入压缩机回气口，利用高温高压气态冷媒来提高压缩机回气口温度，以提高压缩机温升速度。另一方面，通过所述四通阀的切换，使得冷媒从压缩机排气端快速返回吸气端，保证冷媒中混合的润滑油快速返回压缩机，降低压缩机排油率，提高压缩机运行可靠性。上述控制方法结合低温制热启动阶段的特点，利用四通阀的频繁换向，快速提升压缩机缸体温度、提高排气过热度、提升用户使用效果，同时降低系统排油率，提升压缩机可靠性；同时避免启动时制冷模式下长时间向用户吹冷风，使用体验佳。
实施例2
经低温制热启动后，尤其运行一段时间后，空调的压缩机本身具有较高温度；当关机并再次启动时，空调的运行工况能够正常运行，若再次使四通阀频繁换向，显然会影响空调的制热效果，用户体验不佳。为了避免对空调的正常运行造成干扰，申请人对上述的控制方法进行改进、优化。
如图2所示，一种空调低温制热启动控制方法，包括如下步骤：
S1、获取并判断室外环境Tao是否小于第一预设温度T1；若是，则进行步骤S2；若否，则控制空调正常运行。
空调器读取室外温度传感器并获取室外环境温度Tao，判断室外环境温度Tao是否低于第一预设温度T1；若低于第一预设温度T1，则初步判断外界环境条件容易使液态冷媒迁移到温度比较低的室外换热器和压缩机里面，制热启动时大概率需要对压缩机进行快速升温。若大于等于第一预设温度T1，则说明说空调启动时外界环境条件在承受范围内，能够正常运行。
所述第一预设温度T1根据系统实际测试数据来定；作为本发明的一个示例，所述第一预设温度T1≤7℃，例如1℃、3℃、5℃、7℃等；优选的，所述第一预设温度T1为5℃。所述室外环境温度Tao进行周期性检测的，检测周期为第三预设时长t3，即20-40s。优选的，所述第三预设时长t3为30s。
S2、检测排气温度Td、吸气温度Ts并计算排气过热度Tdsh；
空调器读取排气温度传感器并获取排气温度Td，并计算排气过热度Tdsh＝Td-Tpd，其中Tpd为高压压力传感器检测的压力值Pd对应的高压饱和温度。所述排气温度Td、压力值Pd同样进行周期性检测，优选的，检测周期为第三预设时长t3即20-40s。优选的，所述第三预设时长t3为30s。
S3、判断连续n个第三预设时长t3内是否排气过热度Tdsh小于第二预设温度T2，若是，则进行步骤S4；若否，则控制空调正常运行。
若低于第二预设温度T2，则说明空调距上一次运行间隔时间较长，此时压缩机的温度较低，对液体冷媒的蒸发不利，需要先对压缩机进行快速升温；若大于等于第二预设温度T2时，说明空调距上一次运行间隔时间短，压缩机状态能够满足制热需求，能够正常运行。优选的，所述空调正常运行为制热运行。其中n≥1；优选的n＝2，此时可减小检测误差等影响，兼顾判断的准确性及响应的及时性。所述第二预设温度T2为9℃-13℃，例如10℃。
S4、控制空调器的四通阀以预设时长t0为切换周期进行频繁换向。
为了快速提升压缩机的缸体温度，以预设时长t0为切换周期来频繁切换四通阀，使高温高压气态冷媒返回低压侧进入压缩机，快速提升压缩机温度。所述一个切换周期表示为：从四通阀掉电OFF进入制冷状态时，计时并运行第一预设时长t1，再切换为制热模式并持续运行第二预设时长t2，其中t1+t2＝t0。优选的，所述第一预设时长t1为20-40s、所述第二预设时长t2为20-40s。优选的，从四通阀掉电OFF进入制冷状态时，计时并运行30s，再切换为制热模式并持续运行30s作为一个切换周期。利用四通阀进行制冷模式、制热模式之间的切换，将高温高压气态冷媒间歇性引入压缩机以快速提升温度以解决普通启动模式下压缩机预热速度过慢的问题；同时，减少冷媒中溶解冷冻油的量，降低系统排油率并使混合的润滑油快速返回压缩机，提升压缩机可靠性。
实施例3
为了进一步保证用户舒适度，同时保证机组运行可靠性，申请人对上述控制方法进行优化。如图3所示，一种空调低温制热启动控制方法，包括如下步骤：
S1、开机，压缩机以预设频率f2运行第四预设时长t4；其中f2≥f0，其中f0为所述压缩机的最低运行频率。
压缩机以高于f0的预设频率f2运行时，易产生足够的高低压压差，该压差能够推动四通阀换向；所述预设频率f2为30-100HZ，例如30HZ、40HZ、50HZ等，较低的预设频率f2产生的高低压压差也较小，此时四通阀换向所产生的气流噪音也在可接受范围内。作为本发明的一个示例，f0＝20HZ，第四预设时长t4为1-5min；优选的，所述第四预设时长t4为2min。优选的，所述空调处于制热模式。
S2、获取并判断室外环境Tao是否小于第一预设温度T1；若是，则进行步骤S3；若否，则控制空调正常运行。
空调器读取室外温度传感器并获取室外环境温度Tao，判断室外环境温度Tao是否低于第一预设温度T1；若低于第一预设温度T1，则判断外界环境条件使液态冷媒迁移到温度比较低的室外换热器和压缩机里面，制热启动时需要对压缩机进行快速升温。若大于等于第一预设温度T1，则说明说空调启动时外界环境条件在承受范围内，能够正常运行。所述第一预设温度T1根据系统实际测试数据来定，例如5℃。所述室外环境温度Tao的检测周期为20-40s，例如30s。
S3、检测排气温度Td、吸气温度Ts并计算排气过热度Tdsh；
空调器读取排气温度传感器并获取排气温度Td，并计算排气过热度Tdsh＝Td-Tpd，其中Tpd为高压压力传感器检测的压力值Pd对应的高压饱和温度。优选的，所述排气温度Td、压力值Pd的检测周期同样为20-40s，例如30s。
S4、判断连续n个第三预设时长t3内是否排气过热度Tdsh小于第二预设温度T2，若是，则进行步骤S5；若否，则控制空调正常运行。
若是，则说明空调距上一次运行间隔时间较长，此时压缩机的温度低导致对液体冷媒的蒸发不利，需先对压缩机进行快速升温；若否，则说明空调距上一次运行间隔时间短，压缩机状态能够满足正常的制热需求。优选的n＝2，此时可减小检测误差等影响，兼顾判断的准确性及响应的及时性。所述第二预设温度T2为9℃-13℃，例如10℃。
S5、控制空调器的四通阀以预设时长t0为切换周期进行频繁换向。
通过以预设时长t0为切换周期来频繁切换四通阀，使高温高压气态冷媒返回低压侧进入压缩机以快速提升压缩机温度。所述一个切换周期表示从制热模式、切换至制冷模式，例如从四通阀掉电OFF进入制冷状态时，计时并运行第一预设时长t1，再切换为制热模式并持续运行第二预设时长t2，其中t1+t2＝t0。所述第一预设时长t1、第二预设时长t2均为20-40s。优选的，从四通阀掉电OFF进入制冷状态时，计时并运行30s，再切换为制热模式并持续运行30s作为一个切换周期。利用四通阀进行制冷模式、制热模式之间的切换，将高温高压气态冷媒间歇性引入压缩机以快速提升温度以解决普通启动模式下压缩机预热速度过慢的问题；同时，减少冷媒中溶解冷冻油的量，降低系统排油率并使混合的润滑油快速返回压缩机，提升压缩机可靠性。
S6、在第五预设时长t5内连续测定排气过热度Tdsh，判断是否排气过热度Tdsh≥第二预设温度T2；若是，则压缩机开始升频；若否，则返回步骤S5。
若是，则说明空调的压缩机经升温后满足正常的制热需求，压缩机开始升频以加速制热；若否，则说明压缩机仍需要四通阀频繁切换以进一步升温。优选的t5为2-40s，如2s、10s、30s等。第五预设时长取值较优，可在实现空调低温制热启动的快速制热的前提下，避免产生可靠性风险。
本实施例还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，实现上述任一种空调低温制热启动控制方法。本实施例的计算机可读存储介质可在保证系统排油量低的前提下快速建立系统过热度，提升换热效果，保证了系统的可靠性，实现了空调低温制热启动的快速制热。
本实施例还提供一种空调器，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，实现上述任一种空调低温制热启动控制方法。所述空调器能够快速提升压缩机温度，提高排气过热度、提升用户使用效果，同时降低系统排油率，提升压缩机可靠性；同时避免启动时制冷模式下长时间向用户吹冷风，使用体验佳。
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。

Claims (10)

1.一种空调低温制热启动控制方法，其特征在于，包括获取并判断室外环境Tao是否小于第一预设温度T1；若是，则控制空调器的四通阀以预设时长t0为一个切换周期进行频繁换向以实现压缩机的快速升温。
2.根据权利要求1所述的空调低温制热启动控制方法，其特征在于，所述切换周期为利用四通阀切换至制冷模式并运行第一预设时长t1，再切换为制热模式并运行第二预设时长t2或者利用四通阀切换至制热模式并运行第二预设时长t2，再切换为制冷模式并运行第一预设时长t1，其中t1+t2＝t0。
3.根据权利要求2所述的空调低温制热启动控制方法，其特征在于，包括：获取并判断室外环境Tao是否小于第一预设温度T1；若是，则检测排气温度Td、吸气温度Ts并计算排气过热度Tdsh；判断连续n个检测周期内是否排气过热度Tdsh小于第二预设温度T2，所述检测周期为第三预设时长t3，若是，则控制空调器的四通阀以预设时长t0为一个切换周期进行频繁换向；若否，则空调器按正常模式运行。
4.根据权利要求3所述的空调低温制热启动控制方法，其特征在于，所述n≥1，所述第一预设时长t1、所述第二预设时长t2、所述第三预设时长t3的取值范围均为20-40s。
5.根据权利要求4所述的空调低温制热启动控制方法，其特征在于，所述第一预设时长t1为30s，所述第二预设时长t2为30s。
6.根据权利要求1所述的空调低温制热启动控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：开机，压缩机以预设频率f2运行第四预设时长t4；其中f2≥f0，其中f0为所述压缩机的最低运行频率。
7.根据权利要求6所述的空调低温制热启动控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：在第五预设时长t5内连续测定排气过热度Tdsh，判断是否排气过热度Tdsh≥第二预设温度T2；若是，则压缩机开始升频；若否，则控制空调器的四通阀以预设时长t0为一个切换周期进行频繁换向。
8.根据权利要求7所述的空调低温制热启动控制方法，其特征在于，所述第一预设温度T1≤7℃，所述第二预设温度T2为9℃-13℃，所述第四预运行时长t4为1-5min，所述第五预设时长t5为2-40s。
9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-8任一项所述的空调低温制热启动控制方法。
10.一种空调器，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1-8任一项所述的空调低温制热启动控制方法。
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