CN113757793B - 一种空调器及其防冷风运转控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调器及其防冷风运转控制方法，包括多个用于检测温度的传感器、压缩机、室内风机、室外换热器和室内换热器等；防冷风运转控制方法通过室内温度、运行时间、室外温度等因素动态的调节膨胀阀的开度和室内风机的转速，一方面可以使压缩机稳定运行；另一方面空调器在防冷风运转期间，空调器的换热效率至少提升5％～10％，避免了防冷风时间过长，从而造成室内风机长期处于停风机或低风运转状态，影响室内换热器的换热效率，造成室内环境温度上升缓慢；通过用户检测模块的设置检测人员存在以及人员与空调之间的距离，通过风向导流机构改变空调器向室内送风的风向，避免空调直吹用户，从而提高使用的舒适度。

Description

一种空调器及其防冷风运转控制方法

技术领域

本发明涉及空调器领域，尤其涉及一种空调器及其防冷风运转控制方法。

背景技术

现有空调器已具备防冷风控制方式，其主要通过如下几种方式实现防冷风控制：

检测制热运转开启后的防冷风运转时间t，当时间t达到预设阈值ta时，室内风机以某一较低风速运转；继续检测制热运转开启后的运转时间t，当时间t达到预设阈值tb时(tb＞ta)，室内风机按使用者所设定的风速运转。

检测制热运转开启后室内换热器温度T，当温度T达到预设阈值Tc时，室内风机以某一较低风速运转；继续检测制热运转开启后的室内换热器温度T，当温度T达到预设阈值Td时(Td＞Tc)，室内风机按使用者所设定的风速运转。

结合上述1)、2)的控制方式，同时检测时间t及温度T，当空调器开启制热运转后，若时间t或温度T任一条件达到预设阈值(时间ta或温度Tc)后，室内风机以某一较低风速运转；继续检测时间t及温度T，若时间t或温度T任一条件达到预设阈值(时间tb或温度Td)后，室内风机按使用者所设定的风速运转。

在控制方式3)的基础上，增加防冷风最长运转时间tm，制热运转开启后的运转时间t达到tm后，室内风机强制按使用者所设定的风速运转。

上述控制方式未结合室内环境温度及室外环境温度进行控制，存在如下问题：

防冷风过程中，未结合室内环境温度及室外环境温度对电子膨胀阀的开度进行控制，以优化防冷风运转期间内的空调器整机运转效果；

部分机型防冷风运转期间对空调器的电子膨胀阀开度进行了控制，但防冷风运转期间，空调器处于刚刚开机运转状态，空调系统未达到最终平衡运转状态，系统运转状态变化速度快，现有空调器按照正常速度来调节电子膨胀阀开度，膨胀阀开度无法及时将空调系统的匹配性调整至最佳，影响制热效果、增加防冷风运转时间。

当室内外环境温度均较低时，室内空气温度难以快速上升，防冷风运转期间室内换热器换热效果不佳，常规的目标膨胀阀开度导致系统冷媒流量偏大，系统无法快速接近最佳运转状态，增加了防冷风运转时间。

室内外环境温度都较低时，当室内防冷风时间达到防冷风最长运转时间tm时，在室内环境温度较低的情况下内风机强制按使用者所设定风速运转将对空调器使用者造成较强的吹冷风不适感，影响空调器的使用体验。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可以提高换热效率，降低使用时用户的冷风感的空调器及其防冷风运转控制方法。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种防冷风运转控制方法应用于空调器，空调器包括控制器、室内机和室外机，室内机包括室内换热器、室内环境温度传感器、室内换热器温度传感器、向室内送风的室内风机、用于感应人体以及人体与空调器距离的用户检测模块和用于改变室内机出风风向的风向导流器，室外机包括压缩机、室外换热器、室外环境温度传感器、室外换热器温度传感器和用于控制流量的节流机构；室外换热器和室内换热器通过第一冷媒连接管和第二冷媒连接管形成回路，压缩机和节流机构均安装在上述回路上，节流机构包括膨胀阀，控制方法步骤如下：

步骤1)：空调器开启，制热模式开启，防冷风模式开启，控制器通过用户检测模块判断室内是否有人；若有人，则控制器通过风向导流器改变空调器的吹风方向；若没人，则空调器继续运转；

步骤2)：控制器通过室内环境温度传感器和室外环境温度传感器获取室内温度Ti和室外温度To；控制器通过室内温度Ti和室外温度To确定膨胀阀实际初始开度Ns’，控制器按照第一开度频率d对膨胀阀的开度进行动态调节；

步骤3)：控制器获取室内风机实际转速值R和室内风机转速目标值Rt，控制器判断在第一预设时间阈值f内，室内风机实际转速值R是否达到室内风机转速目标值Rt；若达到，则防冷风模式结束，控制器按照第二开度频率e对膨胀阀开度控制器进行调节；若没有达到，则控制器将室内风机实际转速值R提升至室内风机转速目标值Rt；

步骤4)：控制器获取室内换热器温度Te和防冷风运转时间t；控制器判断在第二预设时间阈值h内，室内换热器温度Te是否大于预设阈值g，若大于，则空调器防冷风模式结束，控制器按照第二开度频率e对膨胀阀开度控制器进行调节；若小于，则控制器按照第一开度频率d对膨胀阀的开度进行调节，直至防冷风运转时间t≥预设第二预设时间阈值h后，防冷风模式结束，控制器按照第二开度频率e对膨胀阀开度控制器进行调节。

作为优选，步骤1)中，若室内有用户存在，空调器则还要确定用于与空调器的距离，用户距离空调器的距离越远，空调器的室内风机转速的目标值Rt越高，直至用户距离空调器的距离达到要求；用户距离空调器的距离越仅，空调器的室内风机转速的目标值Rt越低。

作为优选，步骤2)中，若同时满足室内环境温度Ti＜a和室外环境温度To＜b两个条件，则表示空调器处于低温运转状态，在该状态下室内换热器温度Te的上升比较缓慢，此时膨胀阀实际初始开度Ns’＝膨胀阀预设初始开度值Ns-预设阈值c，预设阈值c为常数；若不满足，则表示空调器处于非低温运转状态，膨胀阀实际初始开度Ns’＝膨胀阀预设初始开度值Ns。这样，在空调器处于低温运转状态下膨胀阀实际初始开度Ns’要小于空调器处于非低温运转状态膨胀阀实际初始开度Ns’，如此一方面可以使空调器稳定升温，避免短时间内大范围升温导致的用户不适；另一方面，使空调器在低温运转状态降低压缩机负荷，保证压缩机稳定运行，提高压缩机寿命并且更加节能

作为优选，第一预设时间阈值f＜第二预设时间阈值h。

作为优选，膨胀阀的第一开度频率d＞膨胀阀的第二开度频率e。这样，区别与传统方案中，膨胀阀的开度是一定的，本实施例中，在空调器升温期间高频率的调节膨胀阀的开度，防冷风运转期间快速调节系统状态，使空调器运转状态尽量接近最佳状态，提高空调器运转效率、减少防冷风运转时间；另一方面减轻压缩机的负荷，保证压缩机稳定运行；待室内环境温度达到目标值后或者室内环境温度长时间达不到目标值后，膨胀阀的开度缓慢调节，此时压缩机以稳定运行，室内环境温度保持稳定。

作为优选，随着室内温度Ti和/或室外温度To的上升，膨胀阀的开度逐渐变大。这样，在空调器制热的初始阶段，压缩机可以在低负荷状态下运行，随着室内温度Ti和/或室外温度To的上升，压缩机在温度运行的同时实现室内环境温度的快速升温。

作为优选，室内风机实际转速值R随着室内温度的升高而增加。这样，即使在空调器出风的温度较低，也不会有高速的冷风吹过，进一步加强空调器的防冷风效果。

一种空调器，应用上述一种空调器的风冷风运转的控制方法。

本发明的技术方案的有益效果为：上述方案中，当用户处于空调器附近时，空调器通过风向导流机构改变空调器向室内送风的风向，避免空调直吹用户，从而提高使用的舒适度；本方案根据室内温度、运行时间、室外温度等因素调节膨胀阀的开度和室内风机的转速，一方面可以使压缩机运行稳定，另一方面可以使室内温度稳定上升；本方案中，空调器在防冷风运转期间，空调器的换热效率至少提升5％～10％，避免了防冷风时间过长，从而造成室内风机长期处于停风机或低风运转状态，影响室内换热器的换热效率，造成室内环境温度上升缓慢。

附图说明

图1为本发明实施例1中的一种空调器的结构示意图；

图2为本发明实施例1中的膨胀阀预设初始开度值Ns取值示意图；

图3为本发明实施例1中的防冷风运转期间，室内风机的实际转速R与室内换热器温度之间的关系示意图；

图4为本发明实施例1中的防冷风运转期间，室内人员与空调器之间的距离和室内风机所要预设的目标转速的关系示意图；

图5为本发明实施例1中的空调器制热防冷风运转控制逻辑示意图。

附图标记：10、室内机；101、室内换热器；102、室内环境温度传感器；103、室内换热器温度传感器；104、室内风机；105、室内控制器；106、人员检测模块；20、室外机；201、压缩机；202、四通换向阀；203、室外换热器；204、室外环境温度传感器；205、室外换热器温度传感器；206、膨胀阀；207、室外风机；208、室外控制器；30、第一冷媒连接管；40、第二冷媒连接管。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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用户而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1所示，一种空调器，包括控制器、室内机10和室外机20。室内机10包括室内换热器101、室内环境温度传感器102、室内换热器温度传感器103、室内风机104、用户检测模块106和风向导流器；室外机20包括压缩机201，四通换向阀202、室外风机207、室外换热器203、室外环境温度传感器204、室外换热器温度传感器205、和节流机构；控制器拔包括用于控制室内机10的室内控制器105和用于控制室外机20的室外控制器208。室外换热器203和室内换热器101通过第一冷媒连接管30和第二冷媒连接管40形成回路；压缩机201通过四通换向阀202连接在上述回路上，节流机构安装在上述回路上。本实施例中，压缩机201通过四通换向阀202安装在第二冷媒管管路40上，节流机构包括膨胀阀206，膨胀阀206安装在上述回路中；本实施例中，膨胀阀206安装在第一冷媒连接管30上。室外风机207辅助室外换热器203降温；室内风机104用于室内换热器101降温，进而提高换热效率，减轻压缩机201符合。

一种空调器的防冷风运转控制方法，应用于空调器1。空调器的防冷风运转控制方法如下：

步骤1)：空调器开启，制热模式开启，防冷风模式开启，通过用户检测模块106判断室内是否有人；若有人，则通过风向导流器改变空调器的吹风方向；若没人，则空调器1继续运转；如此，避免在空调器1防冷风期间，直接对用户吹冷风，从而避免用户不适，提高空调器1的实用性和舒适性；

步骤2)：如图2所示，控制器通过室内环境温度传感器102和室外环境温度传感器204获取室内温度Ti和室外温度To；控制器通过室内温度Ti和室外温度To，确定膨胀阀206实际初始开度Ns’，控制器按照第一开度频率d对膨胀阀206的开度进行动态调节；如此，根据取室内温度Ti和室外温度To，对膨胀阀206的开度进行灵活的调节，保证室内温度稳定上升，尽量减少空调器1防冷风时间。

步骤3)：控制器获取室内风机实际转速值R和室内风机转速目标值Rt，判断在第一预设时间阈值f内，室内风机实际转速值R是否达到室内风机转速目标值Rt；若达到，则空调器1的防冷风模式结束，控制器按照第二开度频率e对膨胀阀206开度进行调节；若没有达到，则控制器将室内风机实际转速值R提升至室内风机转速目标值Rt；如此，防冷风时间过长，从而造成室内风机104长期处于停风机或低风运转状态，影响室内换热器的换热效率，造成室内环境温度上升缓慢；

步骤4)：控制器获取室内换热器温度Te和防冷风运转时间t；控制器判断在第二预设时间阈值h内，室内换热器温度Te是否大于预设阈值g，若大于，则空调器1的防冷风模式结束，控制器按照第二开度频率e对膨胀阀206开度进行调节；若小于，则控制器按照第一开度频率d对膨胀阀206的开度进行调节，直至防冷风运转时间t≥预设第二预设时间阈值h后，空调器1的防冷风模式结束，控制器按照第二开度频率e对膨胀阀206开度进行调节。

本实施例中，第一预设时间阈值f＜第二预设时间阈值h；膨胀阀206的第一开度频率d＞膨胀阀206的第二开度频率e。这样，区别与传统方案中，膨胀阀206的开度是一定的，本实施例中，在空调器1升温期间高频率的调节膨胀阀206的开度，使得室内环境温度可以持续稳定的升温，另一方面减轻压缩机的负荷，保证压缩机稳定运行；待室内环境温度达到目标值后或者室内环境温度长时间达不到目标值后，膨胀阀206的开度缓慢调节，此时压缩机以稳定运行，室内环境温度保持稳定。

本实施例中，随着室内温度Ti和/或室外温度To的上升，膨胀阀206的开度逐渐变大。这样，在空调器1制热的初始阶段，压缩机可以在低负荷状态下运行，随着室内温度Ti和/或室外温度To的上升，压缩机在温度运行的同时实现室内环境温度的快速升温。

本实施例中，如图3所示，室内风机实际转速值R随着室内温度的升高而增加。这样，即使在空调器1出风的温度较低，也不会有高速的冷风吹过，进一步加强空调器1的防冷风效果。

步骤1)中，如图4所示，若室内有用户存在，空调器1则还要确定用于与空调器1的距离，用户距离空调器1的距离越远，空调器1的室内风机转速的目标值Rt越高，直至用户距离空调器1的距离达到要求；反之，空调器1的室内风机转速的目标值Rt越低。

步骤2)中，若同时满足室内环境温度Ti＜预设温度a和室外环境温度To＜预设温度b两个条件，则表示空调器1处于低温运转状态，在该状态下室内换热器温度Te的上升比较缓慢，此时膨胀阀206实际初始开度Ns’＝膨胀阀206预设初始开度值Ns-预设阈值c，预设阈值c为常数；若不满足，则表示空调器1处于非低温运转状态，膨胀阀206实际初始开度Ns’＝膨胀阀206预设初始开度值Ns(如图2所示)。这样，在空调器1处于低温运转状态下膨胀阀206实际初始开度Ns’要小于空调器1处于非低温运转状态膨胀阀206实际初始开度Ns’，如此一方面可以使空调器稳定升温，避免短时间内大范围升温导致的用户不适；另一方面，使空调器在低温运转状态降低压缩机负荷，保证压缩机稳定运行，提高压缩机寿命并且更加节能。

本实施例中，如图5所示，一种空调器的防冷风运转控制方法的具体控制逻辑如下：

步骤S0：程序开始，空调器开机，然后进入到步骤S1；

步骤S1：判断空调器是否处于制热模式，若空调器处于制热模式，则进入步骤S2，否则进入步骤S24；

步骤S2：获取室内温度Ti，获取室外温度To，然后进入步骤S3；

步骤S3：获取使用者所设定的室内风机目标转速值Rt，然后进入步骤S4；

步骤S4：获取膨胀阀预设初始开度值Ns(见图3)，然后进图步骤S5；

步骤S5：摆风叶片方向调整至风不吹人方向，然后进图步骤S6；

步骤S6：对室内外环境温度是否同时满足Ti＜a、To＜b进行判断(a、b为预设阈值，如a预设为5℃、b预设为-5℃)，若Ti＜a且To＜b则判断为空调器此时处于低温运转状态，室内换热器温度上升较慢，进入步骤S8，否则进入步骤S7；

步骤S7：膨胀阀实际初始开度Ns’＝Ns，然后进入步骤S9；

步骤S8：膨胀阀实际初始开度Ns’＝Ns-c(c为预设阈值，如c预设为20)，然后进入步骤S9；

步骤S9：统计防冷风运转时间t，然后进入步骤S10；

步骤S10：膨胀阀开度按频率d(d为预设阈值，如d预设为10秒钟调节一次)调节(膨胀阀开度调节值由空调设备预设计算方法自动执行，如通过冷媒过热度数据极计算判断)，内风机转速R自动调整(内风机转速调节方案见图4)，然后进入步骤S11；

步骤S11：对使用者所设定的室内风机目标转速值Rt是否变更进行判断，若Rt变更则进入步骤S12，否则进入步骤S13；

步骤S12：更新Rt数据，然后进入步骤S13；

步骤S13：对室内风机实际转速值是否达到使用者所设定的室内风机目标转速值Rt进行判断，若R＝Rt则进入步骤S23，否则进入步骤S14；

步骤S14：对防冷风运转时间t是否大于预设时间阈值f(如f预设为60秒)进行判断，若t≥f则进入步骤S15，否则进入步骤S10；

步骤S15：获取室内换热器温度Te，然后进入步骤S16；

步骤S16：对室内环境中是否有人员存在进行判断，若室内无人，则进入步骤S20，否则进入步骤S17；

步骤S17：检测人员与空调器之间的距离S，然后进入步骤S18；

步骤S18：对人员与空调器之间的距离S是否满足判断距离要求进行判断(判断条件见图5)，若S满足要求则进入步骤S19，否则进入步骤S20；

步骤S19：摆风叶片按照使用者设定条件运转，然后进入步骤S20；

步骤S20：将室内风机转速R调整为使用者所设定的目标转速值Rt，然后进入步骤S21；

步骤S21：对室内换热器温度Te是否大于预设阈值g(如40℃)进行判断，若Te＞g则进入步骤S24，否则进入步骤S22；

步骤S22：对防冷风运转时间t是否大于预设时间阈值h(如h预设为120秒)进行判断，若t≥h则进入步骤S24，否则进入步骤S15；

步骤S23：摆风叶片按使用者设定条件进行运转，然后进入步骤S24；

步骤S24：膨胀阀开度按标准频率e(e为预设阈值，如e预设为1分钟调节一次)调节，然后进入步骤S25；

步骤S25：结束程序。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术用户在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种空调器的风冷风运转的控制方法，应用于空调器，空调器包括控制器、室内机（10）和室外机（20），室内机（10）包括室内换热器（101）、室内环境温度传感器（102）、室内换热器温度传感器（103）、向室内送风的室内风机（104）、用于感应人体以及人体与空调器距离的用户检测模块（106）和用于改变室内机（10）出风风向的风向导流器，室外机（20）包括压缩机（201）、室外换热器（203）、室外环境温度传感器（204）、室外换热器温度传感器（205）和用于控制流量的节流机构；室外换热器（203）和室内换热器（101）通过第一冷媒连接管（30）和第二冷媒连接管（40）形成回路，压缩机（201）和节流机构均安装在上述回路上，节流机构包括膨胀阀（206），其特征在于：控制方法步骤如下：

步骤1）：空调器开启，制热模式开启，防冷风模式开启，控制器通过用户检测模块（106）判断室内是否有人；若有人，则控制器通过风向导流器改变空调器的吹风方向；若没人，则空调器继续运转；

步骤2）：控制器通过室内环境温度传感器（102）和室外环境温度传感器（204）获取室内温度Ti和室外温度To；控制器通过室内温度Ti和室外温度To确定膨胀阀（206）实际初始开度Ns’，控制器按照第一开度频率d对膨胀阀（206）的开度进行动态调节；若同时满足室内环境温度Ti＜a和室外环境温度To＜b两个条件，则表示空调器处于低温运转状态，在该状态下室内换热器温度Te的上升比较缓慢，此时膨胀阀（206）实际初始开度Ns’=膨胀阀（206）预设初始开度值Ns-预设阈值c，预设阈值c为常数，若不满足，则表示空调器处于非低温运转状态，膨胀阀（206）实际初始开度Ns’=膨胀阀（206）预设初始开度值Ns；随着室内温度Ti和/或室外温度To的上升，膨胀阀（206）的开度逐渐变大；

步骤3）：控制器获取室内风机实际转速值R和室内风机转速目标值Rt，控制器判断在第一预设时间阈值f内，室内风机实际转速值R是否达到室内风机转速目标值Rt；若达到，则防冷风模式结束，控制器按照第二开度频率e对膨胀阀（206）开度控制器进行调节；若没有达到，则控制器将室内风机实际转速值R提升至室内风机转速目标值Rt；室内风机实际转速值R随着室内温度的升高而增加；

步骤4）：控制器获取室内换热器温度Te和防冷风运转时间t；控制器判断在第二预设时间阈值h内，室内换热器温度Te是否大于预设阈值g，若大于，则空调器防冷风模式结束，控制器按照第二开度频率e对膨胀阀（206）开度控制器进行调节；若小于，则控制器按照第一开度频率d对膨胀阀（206）的开度进行调节，直至防冷风运转时间t≥预设第二预设时间阈值h后，防冷风模式结束，控制器按照第二开度频率e对膨胀阀（206）开度控制器进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种空调器的风冷风运转的控制方法，其特征在于：步骤1）中，若室内有用户存在，空调器则还要确定用于与空调器的距离，用户距离空调器的距离越远，空调器的室内风机转速的目标值Rt越高，直至用户距离空调器的距离达到要求；用户距离空调器的距离越近，空调器的室内风机转速的目标值Rt越低。

3.根据权利要求1所述的一种空调器的风冷风运转的控制方法，其特征在于：第一预设时间阈值f＜第二预设时间阈值h。

4.根据权利要求1所述的一种空调器的风冷风运转的控制方法，其特征在于：膨胀阀（206）的第一开度频率d＞膨胀阀（206）的第二开度频率e。

5.一种空调器，其特征在于：应用上述权利要求1-4中任意一项所述的一种空调器的风冷风运转的控制方法。

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