CN113685996A - 空调器压缩机的控制方法以及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调器压缩机的控制方法和空调器，空调器包括PFC电路和与PFC电路的输出端并联的电解电容；控制方法包括：获取空调器运行总电流，根据总电流计算预设时间间隔内电解电容的能量损耗值；获取当前的电解电容的能量损耗累加值，并将预设时间间隔内的电解电容的能量损耗值累加到电解电容的能量损耗累加值中；判断电解电容的能量损耗累加值是否大于预设能量损耗阈值；若是，判断当前空调器的设定温度与环境温度的温差是否小于预设温度阈值；若是，降低压缩机的运行频率。本发明的控制方法基于电解电容的能量损耗，通过调节压缩机的运行频率实现了降低电解电容的内部温度，延长了电解电容的使用寿命的目的。

Description

空调器压缩机的控制方法以及空调器

技术领域

本发明涉及空调器领域，特别是涉及一种空调器压缩机的控制方法以及空调器。

背景技术

随着人们的生活水平不断提高，空调器在家电领域的位置愈显重要。空调器用电解电容是电路系统中重要的元件，其寿命的长短是衡量空调器质量的主要指标。研究发现，电解电容的寿命与其温度有关，温度越高，其内部的电解液蒸发越快，寿命越短。

为了防止电解电容出现温度过高而导致电容损坏，在现有技术中存在一些控制方法，其将电流直接作为参考对象来调控压缩机的频率，进而实现了调控电解电容的温度的目的。但是这些方法还存在一定的缺陷，例如，电流只是引起解电容发热的条件之一，仅仅将电流作为参考对象来调控电解电容的温度可能出现调节精度低，甚至无效调解的现象，实用性较低。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明，以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的空调器压缩机的控制方法以及空调器。

本发明一个进一步的目的是精准调节压缩机的频率，以降低电解电容的内部温度，延长电解电容的使用寿命。

本发明另一个进一步的目的是提升用户的使用体验感。

特别地，本申请提供一种空调器压缩机的控制方法，所述空调器包括PFC电路和与所述PFC电路的输出端并联的电解电容；并且，所述控制方法包括：

获取所述空调器运行总电流，根据所述运行总电流计算预设时间间隔内所述电解电容的能量损耗值；

获取当前的所述电解电容的能量损耗累加值，并将所述预设时间间隔内的所述电解电容的能量损耗值累加到所述电解电容的能量损耗累加值中；

判断所述电解电容的能量损耗累加值是否大于预设能量损耗阈值；

若所述电解电容的能量损耗累加值大于预设能量损耗阈值，则判断当前所述空调器的设定温度与环境温度的温差是否小于预设温度阈值；

若当前所述空调器的设定温度与环境温度的温差小于预设温度阈值，则降低所述压缩机的运行频率。

进一步地，所述控制方法还包括：

获取当前时刻；以及

判断所述当前时刻是否为预设时间周期内的预定时刻；

若否，将存储的所述电解电容的能量损耗累加值清零。

进一步地，根据所述运行总电流计算预设时间间隔内所述电解电容的能量损耗值的步骤还包括：

以所述预设时间间隔周期性采集所述运行总电流；

根据所述运行总电流计算对应的所述电解电容的波纹电流；以及

根据如下公式计算出所述电解电容预设时间间隔内的能量损耗值：

Q＝(I_ripple(n)²-I_ripple(n-1)²)×Re×Δt

其中，Q为预设时间间隔内所述电解电容的能量损耗值，I_ripple(n)和I_ripple(n-1)分别为第n时刻和第n-1时刻的所述电解电容的纹波电流，Re为所述电解电容的等效电阻，Δt为所述预设时间间隔。

进一步地，根据所述总电流计算所述电解电容预设时间段内的能量损耗值的步骤还包括：

以所述预设时间间隔周期性采集所述运行总电流；

根据所述运行总电流计算对应的所述电解电容的波纹电流；

建立所述预设时间段内所述电解电容的波纹电流与时间的关系式；以及

根据如下公式计算出所述电解电容预设时间间隔内的能量损耗值：

其中，Q为预设时间间隔内所述电解电容的能量损耗值，I_ripple为所述电解电容的纹波电流，Re为所述电解电容的等效电阻，n和n-1分别为相差所述预设时间间隔的两个时刻。

进一步地，所述预设能量损耗阈值为10KJ～20KJ范围内选择的任一数值。

进一步地，所述预设时间周期为1天或多天。

进一步地，降低所述压缩机的运行频率的步骤还包括：

根据所述电解电容的能量损耗累加值超过所述能量损耗阈值的比例确定所述压缩机的运行频率的降低比例。

进一步地，所述降低比例与所述电解电容的能量损耗累加值超过所述能量损耗阈值的比例成正比。

进一步地，所述预设温度阈值为0～3℃范围内选择的任一数值。

特别地，本申请还提供一种空调器，包括：

控制器，其包括储存器和处理器，所述存储器内保存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时用于实现上述控制方法。

本发明中的控制方法是基于电解电容发热的本质选取电解电容能量损耗值作为调节量，并通过调节压缩机的频率起到降低电解电容的能量损耗的目的，进而实现了降低电解电容的内部温度，延缓了电解液的蒸发速度，延长了电解电容的使用寿命。

进一步地，本发明中的控制方法根据电解电容的能量损耗累加值是否达到预设的能量损耗阈值以及当前空调器的设定温度与环境温度的温差是否小于预设温度阈值来判断是否需要降低压缩机的运行频率，当电解电容的能量损耗累加值超过预设能量损耗阈值且空调器的设定温度与环境温度的温差小于预设温度阈值时，才满足降低度所及频率的条件，该控制方法实现了优先满足用户制冷或制热的需求，又能够及时地降低压缩机的运行频率的目的，降低电解电容的热量损耗，降低电解电容的内部温度，延缓电解电容的电解液的挥发速度，延长电解电容的使用寿命。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的空调器的示意性结构原理图；

图2是根据本发明另一个实施例的空调器的示意性结构原理图；

图3是根据本发明一个实施例的控制方法的示意性流程图；

图4是根据本发明另一个实施例的控制方法的示意性流程图；

图5是根据本发明一个实施例的计算预设时间间隔内电解电容的能量损耗值的控制方法的示意性流程图；

图6是根据本发明另外一个实施例的计算预设时间间隔内电解电容的能量损耗值的控制方法的示意性流程图。

具体实施方式

请参考图1，图1是根据本发明一个实施例的空调器的示意性结构原理图。本申请提出一种空调器1，一般性地包括用于压缩冷媒的压缩机10、用于切换空调装置1的制冷系统中冷媒流向的四通阀20、用于与室内空气进行热交换的室内换热器30、具有内外两层管道(内管41和外管42)的套管换热器40、用于对冷媒进行节流的膨胀阀50和用于与室外空气进行热交换的室外换热器60。进一步地，空调器1还可包括用于促使室内空气在空调装置的室内机内部和外部循环流动的室内风机31、对室内换热器30的盘管进行加热的加热装置32和用于促使室外空气在空调装置的室外机内部和外部循环流动的室外风机61。压缩机10的冷媒入口处还可设有一储液器11，以便使得返回的冷媒先流入储液器11中，进而再进入压缩机10中。

空调器1的电源电路还包括整流电路、PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路和并联在PFC电路输出端的电解电容等。其中电解电容作为电路系统中重要的电器元件，其寿命的长短是衡量空调器质量的主要指标。研究发现，电解电容的寿命与其内部温度有关，温度越高，其内部的电解液蒸发越快，寿命越短。

如背景技术中所提及的，现有技术利用空调电流作为参考对象来控制压缩机频率，进而调控电解电容的温度的方法可能出现调节精度低、甚至调解无效的现象。

请参考图2和图3，图2是根据本发明另一个实施例的空调器的示意性结构原理图，图3是根据本发明一个实施例的控制方法的示意性流程图。在本申请的一些实施例中，空调器1还包括控制器70，控制器70包括储存器72和处理器74，储存器72内保存有计算机程序722，计算机程序722被处理器74执行时用于实现一种空调压缩机的控制方法。该方法利用根据电解电容的能量损耗累作为参考对象，精确调控压缩机10的频率，实现了降低电解电容表面温度的目的。并且该方法包括如下步骤：

步骤S110，获取空调器1运行总电流，根据运行总电流计算预设时间间隔内电解电容的能量损耗值；

步骤S120，获取当前的电解电容的能量损耗累加值，并将预设时间间隔内的电解电容的能量损耗值累加到电解电容的能量损耗累加值中；以及

步骤S130，判断电解电容的能量损耗累加值是否大于预设能量损耗阈值；

步骤S140，若是，判断当前空调器1的设定温度与环境温度的温差是否小于预设温度阈值；

步骤S142，若是，降低压缩机10的运行频率。

在本实施例中，空调器1启动后，步骤110可以通过采用电流检测装置来检测并获取空调器运行总电流，并计算出在预设时间间隔内电解电容的能量损耗值。步骤120将记录的在此之前电解电容的能量损耗累加值与预设时间间隔内电解电容的能量损耗值相累加，得到电解电容的最终的能量损耗累加值。步骤S130将电解电容的能量损耗累加值与预设能量损耗阈值进行比较。若步骤S130的判断结果为是，则认为此时电解电容产生的能量损耗已经达到了能量损耗极限，需要降低电解电容产生的能量损耗。进一步地，执行步骤S140，在步骤S140中，若当前空调器1的设定温度与环境温度的温差小于预设温度阈值，则认为此时的环境温度已经接近用户设定的温度，基本上可以满足用户的使用需求，再次基础上可以执行步骤S142，降低压缩机10的运行频率，进而降低电解电容的热量损耗。

因此，本实施例的控制方法根据电解电容的能量损耗累加值是否达到预设的能量损耗阈值以及当前空调器1的设定温度与环境温度的温差是否小于预设温度阈值来判断是否需要降低压缩机10的运行频率，既满足用户制冷或制热的需求的同时，又能够及时地降低压缩机10的运行频率，降低电解电容的热量损耗，降低电解电容的内部温度，延缓电解电容的电解液的挥发速度，延长电解电容的使用寿命。

请参考图4，在本申请另外一些实施例中，该方法还包括如下步骤：

步骤S110，获取空调器1运行总电流，根据运行总电流计算预设时间间隔内电解电容的能量损耗值；

步骤S120，获取当前的电解电容的能量损耗累加值，并将预设时间间隔内的电解电容的能量损耗值累加到电解电容的能量损耗累加值中；以及

步骤S130，判断电解电容的能量损耗累加值是否大于预设能量损耗阈值；

步骤S140，若是，判断当前空调器1的设定温度与环境温度的温差是否小于预设温度阈值；

步骤S142，若是，降低压缩机10的运行频率。

进一步地，当步骤S130的判断结果为否，则执行步骤S144，压缩机10保持之前的运行频率运行。

当步骤S140的判断结果为否，则也执行步骤S144，压缩机10保持之前的运行频率运行。

在本实施例中，当判断电解电容的能量损耗累加值不超过预设能量损耗阈值时，则认为此时电解电容产生的热量消耗在正常范围值内，不需要进行降频操作，压缩机10可以按照之前设定的运行频率运行。

当判断电解电容的能量损耗累加值大于预设能量损耗阈值，且判断当前空调器1的设定温度与环境温度的温差大于预设温度阈值，则认为尽管此时电解电容的产生的能量损耗过大，但是此时的环境温度与用户的设定温度温差较大，执行步骤S144能够优先满足用户的使用需求，提高用户的使用体验感。随着制冷或制热过程继续进行，空调器1的设定温度与环境温度的温差逐渐减小，直至当空调器的设定温度与环境温度的温差小于预设温度阈值后，则执行步骤S142，在满足用户的需求的基础上，降低电解电容的热量损耗。

在本申请的一些具体的实施例中，步骤110中的电流检测装置可以为电流传感器。电流传感器是一种检测装置，它能感受到被测电流的信息，并能将检测到的信息按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。当然，本领域技术人员在知晓本申请的技术方案后也可以采用其他形式的代替性检测装置或检测电路，本申请对此不作特殊限定。

在本申请的一些实施例中，预设能量损耗阈值为10KJ～20KJ范围内选择的任一数值。本领域技术人员可以根据空调的功率、电解电容的规格等工况将预设能量损耗阈值配置为10KJ、12KJ、15KJ、18KJ或20KJ等，本申请对此预设能量损耗阈值在该范围内的具体数值不作特殊限定。

在本申请的一些实施例中，预设温度阈值为0～3℃范围内选择的任一数值。如0℃、0.5℃、1℃、2℃、2.8℃或3℃等等，本申请对预设温度阈值在该范围内的具体数值不作特殊限定。

在本申请的一些实施例中，该控制方法还包括如下步骤：

获取当前时刻；以及

判断当前时刻是否为预设时间周期内的预定时刻；

若否，将存储的电解电容的能量损耗累加值清零。

具体地，该控制方法可以获取空调器计时装置中的记录的当前时刻，例如当前时刻为2020年5月12日10：30、2020年5月20日12：00、2030年3月1日15：45、2025年7月30日00：00等。若当前时刻属于预设时间周期内，需要累加计算电解电容的能量损耗值。若当前时刻不属于预设时间周期内，认为预设时周期内累加结束，则执行存储的电解电容的能量损耗累加值清零，从零开始累加能量损耗值。

在本申请一些具体的实施例中，预设时间周期内可以配置为1天，并且预设时间周期开始时间可以设置为任意时刻，例如将预设时间周期开始时间设置为每天的00：00时刻，也即当天的预设时间周期为00：00至24：00时间段。当空调的开启后，每个预设时间间隔会产生一定的能量损耗，随着空调开启时间的推移，能量损耗值不断累加，假如在当天19：00时刻，能量损耗累加值大于预设能量损耗阈值，则执行降低压缩机10的运行频率。直至当天的24：00，能量损耗累加值清零，开始下一个预设时间周期，依次不断循环。

在本申请另外一些实施例中，预设时间周期也可以配置为多天，预设时间周期开始时间也可以配置为任一时刻，如01：00等等。

在本申请另外一些实施例中，空调也可以采用大数据自学习的方式根据用户的使用习惯、季节变化等参数改变预设时间周期和预设时间周期开始时间。例如，用户使用空调的时间集中在晚上和凌晨，则可以将预设时间周期设置为1天，并且预设时间周期的开始时间设置在18：00。

请参考图5，图5是根据本发明一个实施例的计算预设时间间隔内电解电容的能量损耗值的控制方法的示意性流程图。在本申请一些实施例中，根据运行总电流计算预设时间间隔内电解电容的能量损耗值的步骤还包括：

步骤S210，以预设时间间隔周期性采集运行总电流；

步骤S220，根据运行总电流计算对应的电解电容的波纹电流；以及

步骤S230，根据公式(1)计算出电解电容预设时间间隔内的能量损耗值：

Q＝(I_ripple(n)²-I_ripple(n-1)²)×Re×Δt 公式(1)

其中，Q为预设时间间隔内电解电容的能量损耗值，I_ripple(n)和I_ripple(n-1)分别为第n时刻和第n-1时刻的电解电容的纹波电流，Re为电解电容的等效电阻，Δt为预设时间间隔。

纹波电流是指的电流中的高次谐波成分，而电解电容内部发热产生的损耗是由于电解电容的纹波电流和等效电阻引起。因此通过纹波电流计算出电解电容的能量损耗值是相对精确的调节量。

在本实施例中，预设时间间隔可以任意设置，如0.1s、0.3s、1s、2s等。但是预设时间间隔越短，则计算的能量损耗值数据越多，累加的反应速度越快，调节更加精确。

在本申请一些具体的实施例中，预设时间设置为1s，步骤210可以通过采用电流检测装置来采集1s前和1s后的运行总电流，步骤220可以通过公式(2)计算其对应的纹波电流值，最后，步骤230计算出这1s内能量损耗值。

I_ripple＝a×I_总+b 公式(2)

其中，a和b均为常数，I_总为运行总电流。

请参见图6，图6是根据本发明另外一个实施例的计算预设时间间隔内电解电容的能量损耗值的控制方法的示意性流程图。在本申请另外一些实施例中，根据总电流计算电解电容预设时间段内的能量损耗值还可以通过如下步骤实现，包括：

步骤S310，以预设时间间隔周期性采集运行总电流；

步骤S320，根据运行总电流计算对应的电解电容的波纹电流；

步骤S330，建立预设时间段内电解电容的波纹电流与时间的关系式；以及

步骤S340，根据如下公式计算出电解电容预设时间间隔内的能量损耗值：

其中，Q为预设时间间隔内所述电解电容的能量损耗值，I_ripple为电解电容的纹波电流，Re为电解电容的等效电阻，n和n-1分别为相差预设时间间隔的两个时刻。

在本申请一些具体的实施例中，步骤S310和步骤S320可以采用与上述实施例中步骤S210和步骤S220一致的实施方式。步骤S330可以采用计算机软件建立预设时间段内电解电容的波纹电流与时间的关系式。最后通过公式(3)在预设时间间隔内对该关系式进行积分，得出电解电容预在设时间间隔内的能量损耗值。

在本申请的一些实施例中，降低压缩机10的运行频率的步骤还包括：

根据电解电容的能量损耗累加值超过能量损耗阈值的比例确定压缩机10的运行频率的降低比例。

通常，电解电容的能量损耗累加值与压缩机10的运行频率一般为正相关。当电解电容的能量损耗累加值超过能量损耗阈值的比例越大，则认为当前压缩机10的运行频率过大，压缩机10的运行频率可以配置为较大幅度的降低。

在本申请的另外一些实施例中，降低比例与电解电容的能量损耗累加值超过能量损耗阈值的比例成正比。

在本申请的一些具体的实施例中，当上述实施例中的正比系数为1时，则当电解电容的能量损耗累加值超过能量损耗阈值的10％时，压缩机10的运行频率降低10％；当电解电容的能量损耗累加值超过能量损耗阈值的30％时，压缩机10的运行频率降低30％；当电解电容的能量损耗累加值超过能量损耗阈值的50％时，压缩机10的运行频率降低50％；当电解电容的能量损耗累加值超过能量损耗阈值的80％时，压缩机10的运行频率降低80％；当电解电容的能量损耗累加值超过能量损耗阈值的100％时，压缩机10的运行频率降低100％，即停运压缩机10。

当然，本领域技术人员还可以结合实际工况，将压缩机10的降低比例与电解电容的能量损耗累加值超过能量损耗阈值的比例之间的正比例系数设置为任一数字，本实施例仅给出其中一种实施方案，其他情况在此不作赘述。

在本申请的一些实施例中，电解电容的能量损耗累加值保存在空调器的储存器；和/或通过Wi-Fi模块保存在云端数据库。

在本实施例中，当电解电容的能量损耗累加值保存在空调器的储存器中时，清零电解电容的能量损耗累加值数据则在本地清零；当电解电容的能量损耗累加值通过Wi-Fi模块保存在云端数据库时，清零电解电容的能量损耗累加值数据则在云端数据库清零。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种空调器压缩机的控制方法，所述空调器包括PFC电路和与所述PFC电路的输出端并联的电解电容；并且，所述控制方法包括：

获取所述空调器运行总电流，根据所述运行总电流计算预设时间间隔内所述电解电容的能量损耗值；

获取当前的所述电解电容的能量损耗累加值，并将所述预设时间间隔内的所述电解电容的能量损耗值累加到所述电解电容的能量损耗累加值中；

判断所述电解电容的能量损耗累加值是否大于预设能量损耗阈值；

若所述电解电容的能量损耗累加值大于预设能量损耗阈值，则判断当前所述空调器的设定温度与环境温度的温差是否小于预设温度阈值；

若当前所述空调器的设定温度与环境温度的温差小于预设温度阈值，则降低所述压缩机的运行频率。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，还包括：

获取当前时刻；以及

判断所述当前时刻是否为预设时间周期内的预定时刻；

若否，将存储的所述电解电容的能量损耗累加值清零。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其中，根据所述运行总电流计算预设时间间隔内所述电解电容的能量损耗值的步骤还包括：

以所述预设时间间隔周期性采集所述运行总电流；

根据所述运行总电流计算对应的所述电解电容的波纹电流；以及

根据如下公式计算出所述电解电容预设时间间隔内的能量损耗值：

Q＝(I_ripple(n)²-I_ripple(n-1)²)×Re×Δt

其中，Q为预设时间间隔内所述电解电容的能量损耗值，I_ripple(n)和I_ripple(n-1)分别为第n时刻和第n-1时刻的所述电解电容的纹波电流，Re为所述电解电容的等效电阻，Δt为所述预设时间间隔。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其中，根据所述总电流计算所述电解电容预设时间段内的能量损耗值的步骤还包括：

以所述预设时间间隔周期性采集所述运行总电流；

根据所述运行总电流计算对应的所述电解电容的波纹电流；

建立所述预设时间段内所述电解电容的波纹电流与时间的关系式；以及

根据如下公式计算出所述电解电容预设时间间隔内的能量损耗值：

其中，Q为预设时间间隔内所述电解电容的能量损耗值，I_ripple为所述电解电容的纹波电流，Re为所述电解电容的等效电阻，n和n-1分别为相差所述预设时间间隔的两个时刻。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其中，

所述预设能量损耗阈值为10KJ～20KJ范围内选择的任一数值。

6.根据权利要求2所述的控制方法，其中，

所述预设时间周期为1天或多天。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其中，降低所述压缩机的运行频率的步骤还包括：

根据所述电解电容的能量损耗累加值超过所述能量损耗阈值的比例确定所述压缩机的运行频率的降低比例。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其中，

所述降低比例与所述电解电容的能量损耗累加值超过所述能量损耗阈值的比例成正比。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其中，

所述预设温度阈值为0～3℃范围内选择的任一数值。

10.一种空调器，包括：

控制器，其包括储存器和处理器，所述存储器内保存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时用于实现根据权利要求1至9中任一项所述控制方法。

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