CN114608261A - 一种冰箱压缩机开停机优化控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冰箱压缩机开停机优化控制方法，涉及压缩机智能控制技术领域。本发明包括如下步骤：步骤一，将环境温度边界点正负ΔT范围设定为该边界点的缓冲区间；步骤二，将不同环境温度区间定义为各个缓冲区间；步骤三，环境温度边界点设置缓冲区间；步骤四，确定各分区的开机参数与停机参数；步骤五，环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行。本发明通过在环境温度边界点设置缓冲区间，在缓冲区间内跟随上一次开机参数与停机参数，从而避免开机温度点与停机温度点的频繁切换，从而控制压缩机平稳切换，避免对关键制冷部件使用寿命的损耗，提高冰箱制冷稳定性。
Description
技术领域
本发明属于压缩机智能控制技术领域，特别是涉及一种冰箱压缩机开停机优化控制方法。
背景技术
压缩机是家用冰箱最核心的制冷部件，控制压缩机开停的重要参数是开停机温度点，开停机温度点通常由设定档位和开停机参数通过固定的计算公式计算所得。在匹配过程中，对开停机参数的设置往往存在以下两方面问题：一方面，不同环境温度，相同设定档位的制冷需求不同，因此迫切需要在制冷系统参数匹配过程中必须考虑环境温度的影响，针对不同环境温度设计不同开停机参数，该措施主要涉及冰箱制冷性能的优化层面，且普遍应用于冰箱的制冷控制中；另一方面，环境的复杂性、冰箱环境温度采集装置硬件本身的精度限制以及环境温度采集装置的安装位置的局限性往往造成在环温来源数据波动情况下的开停机点频繁变动的问题，通常表现为在环温分段边界点上波动时开停机点的频繁变动导致压缩机等核心部件的频繁开停，直接影响核心部件的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冰箱压缩机开停机优化控制方法，通过在环境温度边界点设置缓冲区间，在缓冲区间内跟随上一次开机参数与停机参数，从而控制压缩机平稳切换，解决了现有的开机温度点与停机温度点的频繁切换问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种冰箱压缩机开停机优化控制方法，所述冰箱根据控温参数将环境温度以T1、T2和T3为分界点划分为四个区段I1、I2、I3和I4；所述T1、T2、T3均处于冰箱正常工作的环境温度范围内，且T1＞T2＞T3；所述I1环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C1和C2；所述I2环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C3和C4；所述I3环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C5和C6；所述I4环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C7和C8；其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将环境温度边界点正负ΔT范围设定为该边界点的缓冲区间；
步骤二，若小于等于(T1+ΔT)且大于(T1-ΔT)的环境温度区间定义为T1缓冲区间S1；
若小于等于(T2+ΔT)且大于(T2-ΔT)的环境温度区间定义为T2缓冲区间S2；
若小于等于(T3+ΔT)且大于(T3-ΔT)的环境温度区间定义为T3缓冲区间S3；
步骤三，将原先的I1区间调整为I1’，对应范围为环境温度小于等于(T1-ΔT)；
将原先的I2区间调整为I2’，对应范围为环境温度小于等于(T2-ΔT)且大于(T1+ΔT)；
将原先的I3区间调整为I3’，对应范围为环境温度小于等于(T3-ΔT)且大于(T2+ΔT)；
将原先的I4区间调整为I4’，对应范围为环境温度大于(T3+ΔT)；
步骤四，确定各分区的开机参数与停机参数：
I1’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C1,C2；LD分区的开机参数与停机参数分别为D1,D2；
I2’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C3,C4；LD分区的开机参数与停机参数分别为D3,D4；
I3’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C5,C6；LD分区的开机参数与停机参数分别为D5,D6；
I4’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C7,C8；LD分区的开机参数与停机参数分别为D7,D8。
步骤五，环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行。
作为一种优选的技术方案，所述步骤五中，当S1环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C1，C2，则该次参数仍然为C1，C2；且LD分区的开停机参数同理确定；
当S2环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C3，C4，则该次参数仍然为C3，C4；相反地，若上一个周期开停机参数为C5，C6，则该次参数仍然为C5，C6；且LD分区的开停机参数同理确定。
当S3环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C5，C6，则该次参数仍然为C5，C6；相反地，若上一个周期开停机参数为C7，C8，则该次参数仍然为C7，C8，LD分区的开停机参数同理确定。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过在环境温度边界点设置缓冲区间，在缓冲区间内跟随上一次开机参数与停机参数，从而避免开机温度点与停机温度点的频繁切换，从而控制压缩机平稳切换，避免对关键制冷部件使用寿命的损耗，提高冰箱制冷稳定性；
(2)本发明分时段以不同时间间隔根据环境温度分区确定开停机参数，在制冷部件由开机状态切换到停机状态的时间t1内，以及由停机状态切换到开机状态的时间t2内，以t3为周期确定开停机参数，在制冷周期除t1或t2的其他时间段内，以t4为周期确定开停机参数，且t3大于t4，从而使关键制冷部件在刚切换状态的t1或t2时间内以较低频率切换控制参数，在其它时段以较高频率确定控制参数，保证制冷系统稳定前提下兼顾制冷效率。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为在环境温度边界点设置缓冲区间的具体方法流程图；
图2为压缩机的运行周期内规则的优化流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种冰箱压缩机开停机优化控制方法，冰箱根据控温参数将环境温度以T1、T2和T3为分界点划分为四个区段I1、I2、I3和I4；T1、T2、T3均处于冰箱正常工作的环境温度范围内，且T1＞T2＞T3；I1环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C1和C2；I2环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C3和C4；I3环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C5和C6；I4环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C7和C8；其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将环境温度边界点正负ΔT范围设定为该边界点的缓冲区间；
步骤二，若小于等于(T1+ΔT)且大于(T1-ΔT)的环境温度区间定义为T1缓冲区间S1；
若小于等于(T2+ΔT)且大于(T2-ΔT)的环境温度区间定义为T2缓冲区间S2；
若小于等于(T3+ΔT)且大于(T3-ΔT)的环境温度区间定义为T3缓冲区间S3；
步骤三，将原先的I1区间调整为I1’，对应范围为环境温度小于等于(T1-ΔT)；
将原先的I2区间调整为I2’，对应范围为环境温度小于等于(T2-ΔT)且大于(T1+ΔT)；
将原先的I3区间调整为I3’，对应范围为环境温度小于等于(T3-ΔT)且大于(T2+ΔT)；
将原先的I4区间调整为I4’，对应范围为环境温度大于(T3+ΔT)；
步骤四，确定各分区的开机参数与停机参数：
I1’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C1,C2；LD分区的开机参数与停机参数分别为D1,D2；
I2’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C3,C4；LD分区的开机参数与停机参数分别为D3,D4；
I3’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C5,C6；LD分区的开机参数与停机参数分别为D5,D6；
I4’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C7,C8；LD分区的开机参数与停机参数分别为D7,D8。
步骤五，环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行。
步骤五中，当S1环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C1，C2，则该次参数仍然为C1，C2；且LD分区的开停机参数同理确定；
当S2环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C3，C4，则该次参数仍然为C3，C4；相反地，若上一个周期开停机参数为C5，C6，则该次参数仍然为C5，C6；且LD分区的开停机参数同理确定。
当S3环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C5，C6，则该次参数仍然为C5，C6；相反地，若上一个周期开停机参数为C7，C8，则该次参数仍然为C7，C8，LD分区的开停机参数同理确定。
根据冰箱控温参数经验数据将环境温度以T1、T2、T3为分界点划分为四个区段I1、I2、I3、I4，其中T1、T2、T3均处于冰箱正常工作的环境温度范围内，且T1＞T2＞T3。
各环温区段定义方式如下：
将环境温度小于等于T1的区间定义为I1；
将环境温度大于T1且小于等于T2的区间定义为I2；
将环境温度大于T2且小于等于T3的区间定义为I3；
将环境温度大于T3的区间定义为I3。
实施例一
以冰箱的LC分区(冷藏分区)和LD分区(冷冻分区)为例，各分区的开停机参数分别定义如下：
I1环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C1和C2；LD分区的开机参数与停机参数分别为D1和D2；
I2环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C3和C4；LD分区的开机参数与停机参数分别为D3和D4；
I3环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C5和C6；LD分区的开机参数与停机参数分别为D5和D6；
I4环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C7和C8；LD分区的开机参数与停机参数分别为D7和D8。
各分区的开停机温度计算公式统一为：
不同环温下选择不同的开机参数和停机参数代入以上公式，即可获取当前环温条件当前设定档位下的实时开机温度与停机温度，将开机温度与停机温度分别与间室实时温度比较，当间室温度大于或等于开机温度时，控制压缩机等关键制冷部件开启，当间室温度小于或等于停机温度时，控制压缩机等关键部件关闭，从而实现冰箱各分区制冷。
在设定档位不变的情况下，当环境温度在环温分区边界点T1、T2或T3左右波动时，上一次计算所得冰箱的开机温度可能与本次计算所得冰箱的停机温度相同，甚至上一次计算所得冰箱的开机温度低于本次计算所得冰箱的停机温度，就会在极短时间内将压缩机由开机状态切换为停机状态，受限于冰箱各温度数据采集的误差与温度传感器安装位置的局限性，这种频繁切换的情况在边界点T1、T2或T3上出现的可能性较大，频繁切换必然导致关键制冷部件的使用寿命大打折扣。
实施例二
针对实施例一中存在缺陷，在环境温度T1、T2、T3的分界点上设置了缓冲区间，用以解决在边界点T1、T2或T3上出现的频繁切换，导致关键制冷部件的使用寿命大打折扣的问题，从而避免对关键制冷部件使用寿命的损耗，提高冰箱制冷的稳定性。
在环境温度边界点设置缓冲区间的具体方法为：
将环境温度边界点正负ΔT范围设定为该边界点的缓冲区间。
将小于等于(T1+ΔT)且大于(T1-ΔT)的环境温度区间定义为T1缓冲区间S1；
将小于等于(T2+ΔT)且大于(T2-ΔT)的环境温度区间定义为T2缓冲区间S2；
将小于等于(T3+ΔT)且大于(T3-ΔT)的环境温度区间定义为T3缓冲区间S3；
原先的I1区间调整为I1’，对应范围为环境温度小于等于(T1-ΔT)；
原先的I2区间调整为I2’，对应范围为环境温度小于等于(T2-ΔT)且大于(T1+ΔT)；
原先的I3区间调整为I3’，对应范围为环境温度小于等于(T3-ΔT)且大于(T2+ΔT)；
原先的I4区间调整为I4’，对应范围为环境温度大于(T3+ΔT)；
即整个环境温度段由低到高划分为I1’，S1，I2’，S2，I3’，S3，I4’。
进一步明确各分区的开机参数与停机参数：
I1’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C1,C2；LD分区的开机参数与停机参数分别为D1,D2；
I2’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C3,C4；LD分区的开机参数与停机参数分别为D3,D4；
I3’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C5,C6；LD分区的开机参数与停机参数分别为D5,D6；
I4’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C7,C8；LD分区的开机参数与停机参数分别为D7,D8。
S1环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C1，C2，则该次参数仍然为C1，C2，通常地当环境温度呈上升趋势时符合该种情况；相反地，若上一个周期开停机参数为C3，C4，则该次参数仍然为C3，C4，通常地当环境温度呈下降趋势时符合该种情况。LD分区的开停机参数同理确定。
同样地，S2环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C3，C4，则该次参数仍然为C3，C4，通常地当环境温度呈上升趋势时符合该种情况；相反地，若上一个周期开停机参数为C5，C6，则该次参数仍然为C5，C6，通常地当环境温度呈下降趋势时符合该种情况；LD分区的开停机参数同理确定。
同样地，S3环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C5，C6，则该次参数仍然为C5，C6，通常地当环境温度呈上升趋势时符合该种情况；相反地，若上一个周期开停机参数为C7，C8，则该次参数仍然为C7，C8，通常地当环境温度呈下降趋势时符合该种情况；LD分区的开停机参数同理确定。
将上述实施例应用后，分析冰箱实际使用环境中，只要ΔT设置不小于环温采集精度，则不论是环温处于上升趋势或是下降趋势，均不会出现环温越过缓冲区间跨越两个非缓冲区间且在两个非缓冲区间来回切换的可能性，举例说明，即不会出现第一次采集环温值在I1’，第二次在I2’，第三次又回到I1’的可能性，由此进一步推断不会出现参数在C1，C2和C3，C4之间来回改变的情况；进一步分析，参数仍然存在突变的可能性，即当环温在连续三次采集过程中依次从I1’到S1再到I2’时，参数会从C1，C2切换到C3，C4，若此时计算所得上一次开机温度正好等于下一次停机温度时，将出现一次短开机，但不会出现频繁切换。
实施例三
在实施例一和实施例二的基础上，为了进一步减少短开机情况的出现，采用同步优化开停机参数的固定周期，将压缩机的整个运行周期分为停机回温段与开机制冷段。该优化规则具体为：在停机回温段的前t1分钟内，及开机制冷段的前t2分钟内，以t3为周期确定开停机参数，t3的设置基于对压缩机的保护及维持系统制冷稳定性的需要。而针对其它时段，即“停机回温段的前t1分钟内，开机制冷段的前t2分钟内”之外的时段内，以t4为周期确定开停机参数，此规则中，t3大于t4。
实施例四
以十字对开三系统冰箱设置了两个环温边界点，分别是20℃和35℃，在环境温度边界点正负1℃范围内设定为对应边界点的缓冲区间。按照上述规则将整个环境温度段划分为五个区间，各分区的开停机参数选择如下表所示：
| 环境温度 | 冷藏分区参数 |
| 环温≤19℃ | C<sub>1</sub>/C<sub>2</sub> |
| 19℃＜环温≤21℃ | C<sub>1</sub>/C<sub>2</sub>或C<sub>3</sub>/C<sub>4</sub> |
| 21℃＜环温≤34℃ | C<sub>3</sub>/C<sub>4</sub> |
| 34℃＜环温≤36℃ | C<sub>3</sub>/C<sub>4</sub>或C<sub>5</sub>/C<sub>6</sub> |
| 环温＞36℃ | C<sub>5</sub>/C<sub>6</sub> |
理论上上述方法应用后，分析冰箱实际使用环境中，只要ΔT设置不小于环温采集精度，则不论是环温处于上升趋势或是下降趋势，均不会出现环温越过缓冲区间跨越两个非缓冲区间且在两个非缓冲区间来回切换的可能性，举例说明，即不会出现第一次采集环温值在I1’，第二次在I2’，第三次又回到I1’的可能性，由此进一步推断不会出现参数在C1，C2和C3，C4之间来回改变的情况；进一步分析，参数仍然存在突变的可能性，即当环温在连续三次采集过程中依次从I1’到S1再到I1’时，参数会从C1，C2切换到C3，C4，若此时计算所得上一次开机温度正好等于下一次停机温度时，将出现一次短开机，但不会出现频繁切换。
为了进一步减少上述短开机的情况，本发明同步优化开停机参数的确定周期。
如附图2所示，为了便于规则的描述，将压缩机的整个运行周期分为停机回温段与开机制冷段。该优化规则具体为：在停机回温段的前t1分钟内，及开机制冷段的前t2分钟内，以t3为周期确定开停机参数，t3的设置基于对压缩机的保护及维持系统制冷稳定性的需要。而针对其它时段，即“停机回温段的前t1分钟内，开机制冷段的前t2分钟内”之外的时段内，以t4为周期确定开停机参数，此规则中，t3大于t4。
以十字对开三系统冰箱在停机回温段的前6分钟内，及开机制冷段的前5分钟内，每5分钟确定一次开停机参数，而在其它时段内，每3分钟确定一次开停机参数。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (2)
1.一种冰箱压缩机开停机优化控制方法，所述冰箱根据控温参数将环境温度以T1、T2和T3为分界点划分为四个区段I1、I2、I3和I4；所述T1、T2、T3均处于冰箱正常工作的环境温度范围内，且T1＞T2＞T3；所述I1环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C1和C2；所述I2环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C3和C4；所述I3环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C5和C6；所述I4环温区间内，压缩机的开机参数与停机参数分别为C7和C8；其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将环境温度边界点正负ΔT范围设定为该边界点的缓冲区间；
步骤二，若小于等于(T1+ΔT)且大于(T1-ΔT)的环境温度区间定义为T1缓冲区间S1；
若小于等于(T2+ΔT)且大于(T2-ΔT)的环境温度区间定义为T2缓冲区间S2；
若小于等于(T3+ΔT)且大于(T3-ΔT)的环境温度区间定义为T3缓冲区间S3；
步骤三，将原先的I1区间调整为I1’，对应范围为环境温度小于等于(T1-ΔT)；
将原先的I2区间调整为I2’，对应范围为环境温度小于等于(T2-ΔT)且大于(T1+ΔT)；
将原先的I3区间调整为I3’，对应范围为环境温度小于等于(T3-ΔT)且大于(T2+ΔT)；
将原先的I4区间调整为I4’，对应范围为环境温度大于(T3+ΔT)；
步骤四，确定各分区的开机参数与停机参数：
I1’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C1,C2；LD分区的开机参数与停机参数分别为D1,D2；
I2’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C3,C4；LD分区的开机参数与停机参数分别为D3,D4；
I3’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C5,C6；LD分区的开机参数与停机参数分别为D5,D6；
I4’环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数分别为C7,C8；LD分区的开机参数与停机参数分别为D7,D8。
步骤五，环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行。
2.根据权利要求1所述的一种冰箱压缩机开停机优化控制方法，其特征在于，所述步骤五中，当S1环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C1，C2，则该次参数仍然为C1，C2；且LD分区的开停机参数同理确定；
当S2环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C3，C4，则该次参数仍然为C3，C4；相反地，若上一个周期开停机参数为C5，C6，则该次参数仍然为C5，C6；且LD分区的开停机参数同理确定。
当S3环温区间内，LC分区的开机参数与停机参数跟随上一个周期内确定的开停机参数执行，若上一个周期开停机参数为C5，C6，则该次参数仍然为C5，C6；相反地，若上一个周期开停机参数为C7，C8，则该次参数仍然为C7，C8，LD分区的开停机参数同理确定。
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