CN116255725B - 一种压缩机驱动的变频控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机驱动的变频控制系统。一种压缩机驱动的变频控制系统，包括：温度监测模块，用于实时监测室内温度和压缩机的排气温度；数据处理模块，用于对状态监测模块得到的监测数据进行处理，得到处理结果；频率调控模块，根据处理结果对压缩机的频率进行调控。本发明通过对室内温度的实施监测，根据用户选定的目标温度与室内温度的差值，通过频率调控模块对压缩机的工作频率进行调控，使得压缩机在一些过冷或过热的环境下运行时更加稳定，适应环境的变化，提升压缩机制冷与制热的稳定性。

Description

一种压缩机驱动的变频控制系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别地涉及一种压缩机驱动的变频控制系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，空调已经走入了千家万户，空调制冷与制热能力极大地改善了人们的生活质量。压缩机是空调的重要结构之一，对压缩机的控制将直接影响到空调的温度调节能力。

在制冷或制热的过程中，空调会按照设定的频率工作，为了节约能力，变频空调相对于普通空调，工作的频率会发生变化，以提高空调的制冷或制热速度。但是工作频率是按照预先设定的变化规律发生变化，对于一些过冷或过热的环境，频率按照设定的变化规律变化时，制冷或制热的速度将不够，如果预先设定的频率变化速度较快，则会影响压缩机的稳定性。

发明内容

针对上述问题，本申请提供一种压缩机驱动的变频控制系统，根据环境温度的变化改变压缩机频率的变化规律，以提升压缩机的稳定性。

本发明的技术方案为：一种压缩机驱动的变频控制系统，包括：

温度监测模块，用于实时监测室内温度和压缩机的排气温度；

数据处理模块，用于对状态监测模块得到的监测数据进行处理，得到处理结果；

频率调控模块，根据处理结果对压缩机的频率进行调控；

当数据处理模块的处理结果为室内温度与目标温度的差值小于或等于预设温差，频率调控模块控制压缩机以第一预设频率运行；当数据处理模块的处理结果为室内温度与目标温度的差值大于预设温差，频率调控模块控制压缩机以第二预设频率运行；第二预设频率大于第一预设频率；

当压缩机以第一预设频率运行时，对于温度监测模块监测得到的室内温度，数据处理模块计算室内温度的变化率，若室内温度的变化率小于预设温度变化率，频率调控模块控制压缩机以第二预设频率运行。

进一步地，还包括：

当压缩机以第二预设频率运行时，对于温度监测模块监测得到的压缩机的排气温度，数据处理模块计算预设时长内压缩机的最大排气温度，若预设时长内压缩机的最大排气温度大于或等于预设温度阈值，频率调控模块控制压缩机的运行频率为预设安全频率。

进一步地，还包括：

当压缩机以第二预设频率运行时，对于温度监测模块监测得到的压缩机的排气温度，数据处理模块计算预设时长内压缩机的最大排气温度，若预设时长内压缩机的最大排气温度小于预设温度阈值，对于温度监测模块监测得到的室内温度，数据处理模块计算室内温度的变化率，若室内温度的变化率小于预设温度变化率，频率调控模块控制压缩机的运行频率为预设提速频率。

进一步地，对于频率调控模块，还包括：

当频率调控模块控制压缩机的运行频率从第一预设频率变化为第二预设频率时，频率调控模块控制压缩机的运行频率阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率；

阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率包括，将第二预设频率与第一预设频率的差值分为预设份数，压缩机的运行频率阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率的过程中，每当压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份时，控制压缩机的运行频率在第一预设等待时长内保持不变。

进一步地，还包括：

在压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份的过程中，对于温度监测模块监测得到的压缩机的排气温度，计算该过程中压缩机的排气温度的变化率；

若该过程中压缩机的排气温度的变化率大于或等于预设温度变化速率，则在压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份后，按照预设比例延长第一预设等待时长，控制压缩机的运行频率在延长后的第一预设等待时长内保持不变；

若该过程中压缩机的排气温度的变化率小于预设温度变化速率，则在压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份后，按照预设比例缩短第一预设等待时长，控制压缩机的运行频率在缩短后的第一预设等待时长内保持不变。

进一步地，当压缩机的数量大于1台时，频率调控模块对压缩机的频率进行调控包括：

控制任意一台压缩机的工作频率为第一预设频率，判断当前总输出频率是否满足预设输出频率，若不满足，控制该压缩机的工作频率保持为第一预设频率，并再控制下一台压缩机的工作频率为第一预设频率，直到总输出频率满足预设输出频率。

进一步地，还包括：

当压缩机的数量大于1台，且所有压缩机的工作频率均为第一预设频率时，若所有压缩机的总输出频率仍不满足预设输出频率，控制任意一台压缩机的工作频率从第一预设频率变为第二预设频率，若所有压缩机的总输出频率仍不满足预设输出频率，再控制下一台压缩机的工作频率从第一预设频率变为第二预设频率，直到所有压缩机的总输出频率满足预设输出频率。

进一步地，还包括：

运动监测模块，用于监测用户的运动状况；

当运动监测模块监测到用户运动后，若温度监测模块监测到室内温度大于预设健康温度，频率调控模块控制压缩机的工作频率为预设健康频率。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过对室内温度的实施监测，根据用户选定的目标温度与室内温度的差值，通过频率调控模块对压缩机的工作频率进行调控，使得压缩机在一些过冷或过热的环境下运行时更加稳定，适应环境的变化，提升压缩机制冷与制热的稳定性。

2、本发明通过对压缩机的运行频率阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率的过程中压缩机的排气温度实时监测，通过压缩机的排气温度的变化率调控温度压缩机的制冷或制热速度，实现对压缩机工作频率的适应性调整，在不影响压缩机的性能下增加压缩机的制冷或制热速度，提升用户体验。

3、本发明通过设立预设健康温度和预设健康频率，用于在炎热的环境温度下，降低压缩机的制冷速度，防止用户在进行剧烈运动后，空调快速制冷使得室内温度快速下降，导致影响用户的健康。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种压缩机驱动的变频控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请部分实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请的各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

实施例1

参见图1，本发明实施例1提供一种压缩机驱动的变频控制系统，包括：

温度监测模块，用于实时监测室内温度和压缩机的排气温度；

具体地，温度监测模块配置为温度传感器，通过温度传感器对室内的温度以及压缩机的排气温度进行实时监测。

数据处理模块，用于对状态监测模块得到的监测数据进行处理，得到处理结果；

具体地，温度监测模块实时监测得到室内温度和压缩机的排气温度两者的一系列温度数据，数据处理模块对这些数据进行分析处理，包括但不限于获取温度的变化规律以及温度的最值。

频率调控模块，根据处理结果对压缩机的频率进行调控。

在一种可选的实施方案中，对于温度监测模块监测得到的数据，通过数据处理模块对其分析处理后，若处理结果为，室内温度与目标温度的差值小于或等于预设温差，频率调控模块控制压缩机以第一预设频率运行。

若处理结果为室内温度与目标温度的差值大于预设温差，频率调控模块控制压缩机以第二预设频率运行；

上述内容中，第二预设频率大于第一预设频率。

其中，预设温差为人为设定的温度差值，用于区分极端的环境，例如过冷与过热的环境，目标温度为用户希望空调达到的制冷或制热温度，当室内温度与目标温度的差值小于或等于预设温差时，表示空调制冷或制热后达到的温度与室温相差不大，在这种情况下，空调将以第一预设频率工作，当室内温度与目标温度的差值大于预设温差时，表示空调制冷或制热后达到的温度与室温相差较大，在这种情况下，空调将以第二预设频率工作，相比于以第一预设频率工作的情况，以第二预设频率工作时空调的制冷或制热速度将更快。

本申请通过环境温度与用户需要的目标温度的温差数据，对压缩机的运行频率进行调节，使得压缩机在一些过冷或过热的环境下运行时更加稳定，适应环境的变化。

更进一步地，当压缩机的运行频率为第一预设频率时，若对于温度监测模块监测得到的室内温度数据，数据处理模块对其进行分析处理后，计算得到的室内温度的变化率小于预设温度变化率，频率调控模块控制压缩机以第二预设频率运行。

其中，预设温度变化率，表示人们希望空调能达到的制热或制冷速度，在不同大小的房间中，当空调以相同的频率工作时，房间内的温度变化率将不同，温度变化率将随房间的大小成反比。在这种情况下，当房间较大且压缩机的工作频率较小时可以适当地调节压缩机的工作频率，以提高空调的制冷或制热速度，具体地，预设温度变化率可以根据实际情况合理地设定。

在一种可选的实施方案中，还包括：

当压缩机以第二预设频率运行时，温度监测模块实时监测压缩机的排气温度，对于温度监测模块监测得到的数据，通过数据处理模块进行分析处理，以得到预设时长内压缩机的最大排气温度。

若数据处理模块分析处理得到的预设时长内压缩机的最大排气温度大于或等于预设温度阈值，频率调控模块将控制压缩机的运行频率变为预设安全频率。

其中，预设安全频率的意义在于对压缩机进行保护，防止过高的排气温度对压缩机的运行产生影响。

在一种可选的实施方案中，还包括：

当压缩机以第二预设频率运行时，温度监测模块实时监测压缩机的排气温度，对于温度监测模块监测得到的压缩机的排气温度，数据处理模块计算预设时长内压缩机的最大排气温度，若数据处理模块计算得到的预设时长内压缩机的小于预设温度阈值，在这种情况下，对于温度监测模块监测得到的室内温度，数据处理模块对其进行分析处理以计算出室内温度的变化率，若室内温度的变化率小于预设温度变化率，频率调控模块将控制压缩机的运行频率变为预设提速频率。

其中，预设提速频率的意义在于，在不影响压缩机的稳定性的情况下，当压缩机的制冷或制热速度不够时，通过提升压缩机的工作频率以提升压缩机的制冷或制热速度。

在一种可选的实施方案中，对于频率调控模块，还包括：

当频率调控模块控制压缩机的运行频率从第一预设频率变化为第二预设频率时，频率调控模块控制压缩机的运行频率阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率。

具体地，阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率包括：

控制压缩机的运行频率达到预先设定的某个值后，将压缩机的运行频率维持在该值，停留一定的时间后，再次控制压缩机的运行频率上升或下降相同的数值。

在本实施例中，将第二预设频率与第一预设频率的差值分为预设份数，压缩机的运行频率阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率的过程中，控制压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份后，控制压缩机的运行频率在第一预设等待时长内保持不变，然后再次控制压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份，随后控制压缩机的运行频率在第一预设等待时长内保持不变，重复该过程直到压缩机的运行频率从第一预设频率提升为第二预设频率。

更进一步地，频率调控模块控制压缩机的运行频率阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率的过程中，还包括：

在压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份的过程中，温度监测模块实时对压缩机的排气温度进行监测，对于温度监测模块监测得到的压缩机的排气温度数据，计算得到该过程中压缩机的排气温度的变化率。

具体地，若该过程中压缩机的排气温度的变化率大于或等于预设温度变化速率，则在压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份后，按照预设比例对第一预设等待时长进行延长，并通过频率调控模块控制压缩机的运行频率在延长后的第一预设等待时长内保持不变，而后再控制压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份。

若该过程中压缩机的排气温度的变化率小于预设温度变化速率，则在压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份后，按照预设比例将第一预设等待时长缩短，并通过频率调控模块控制压缩机的运行频率在缩短后的第一预设等待时长内保持不变，而后再控制压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份。

在一种可选的实施方案中，当压缩机的数量大于1台时，频率调控模块对压缩机的频率进行调控包括：

控制所有压缩机中任意一台压缩机的工作频率为第一预设频率，并判断当前所有压缩机的总输出频率是否满足预设输出频率，若不满足，控制该压缩机的工作频率保持为第一预设频率，并再控制下一台压缩机的工作频率为第一预设频率，若此时所有压缩机的总输出频率仍不满足预设输出频率，再控制下一台压缩机的工作频率为第一预设频率，直到总输出频率满足预设输出频率。

更进一步地，当压缩机的数量大于1台，且所有压缩机的工作频率均为第一预设频率时，若总输出频率仍不满足预设输出频率，控制任意一台压缩机的工作频率从第一预设频率变为第二预设频率，若此时所有压缩机的总输出频率仍不满足预设输出频率，则再控制下一台压缩机的工作频率从第一预设频率变为第二预设频率，直到所有压缩机的总输出频率满足预设输出频率。

通过上述控制方式，对于压缩机的数量大于1台的情况，先控制逐步控制每台压缩机的工作频率变为第一预设频率，当所有压缩机的工作频率均为第一预设频率且总输出频率仍不满足预设输出频率时，再逐步控制每台压缩机的工作频率由第一预设频率变为第二预设频率，以提高对多台压缩机的控制效率，避免出现不同压缩机的工作状况与其它压缩机的差异较大，对所有压缩机的总输出频率的调控产生影响。

在一种可选的实施方案中，还包括：

运动监测模块，用于监测用户的运动状况；

具体地，运动监测模块可根据心率传感器监测用户是否进行剧烈运动。

当运动监测模块监测到用户进行剧烈运动后，若温度监测模块监测到室内温度大于预设健康温度，频率调控模块控制压缩机的工作频率为预设健康频率。

通过设立预设健康温度和预设健康频率，可防止用户在炎热环境下剧烈运动后，空调快速制冷导致影响用户的健康。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。本说明书中未作详细描述的部分属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种压缩机驱动的变频控制系统，其特征在于，包括：

温度监测模块，用于实时监测室内温度和压缩机的排气温度；

数据处理模块，用于对状态监测模块得到的监测数据进行处理，得到处理结果；

频率调控模块，根据处理结果对压缩机的频率进行调控；

当数据处理模块的处理结果为室内温度与目标温度的差值小于或等于预设温差，频率调控模块控制压缩机以第一预设频率运行；当数据处理模块的处理结果为室内温度与目标温度的差值大于预设温差，频率调控模块控制压缩机以第二预设频率运行；第二预设频率大于第一预设频率；

当压缩机以第一预设频率运行时，对于温度监测模块监测得到的室内温度，数据处理模块计算室内温度的变化率，若室内温度的变化率小于预设温度变化率，频率调控模块控制压缩机以第二预设频率运行；

对于频率调控模块，还包括：

当频率调控模块控制压缩机的运行频率从第一预设频率变化为第二预设频率时，频率调控模块控制压缩机的运行频率阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率；

阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率包括，将第二预设频率与第一预设频率的差值分为预设份数，压缩机的运行频率阶段性地从第一预设频率提升为第二预设频率的过程中，每当压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份时，控制压缩机的运行频率在第一预设等待时长内保持不变；

还包括：

在压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份的过程中，对于温度监测模块监测得到的压缩机的排气温度，计算该过程中压缩机的排气温度的变化率；

若该过程中压缩机的排气温度的变化率大于或等于预设温度变化速率，则在压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份后，按照预设比例延长第一预设等待时长，控制压缩机的运行频率在延长后的第一预设等待时长内保持不变；

若该过程中压缩机的排气温度的变化率小于预设温度变化速率，则在压缩机的运行频率增加第二预设频率与第一预设频率的差值的一份后，按照预设比例缩短第一预设等待时长，控制压缩机的运行频率在缩短后的第一预设等待时长内保持不变。

2.如权利要求1所述的一种压缩机驱动的变频控制系统，其特征在于，还包括：

当压缩机以第二预设频率运行时，对于温度监测模块监测得到的压缩机的排气温度，数据处理模块计算预设时长内压缩机的最大排气温度，若预设时长内压缩机的最大排气温度大于或等于预设温度阈值，频率调控模块控制压缩机的运行频率为预设安全频率。

3.如权利要求2所述的一种压缩机驱动的变频控制系统，其特征在于，还包括：

当压缩机以第二预设频率运行时，对于温度监测模块监测得到的压缩机的排气温度，数据处理模块计算预设时长内压缩机的最大排气温度，若预设时长内压缩机的最大排气温度小于预设温度阈值，对于温度监测模块监测得到的室内温度，数据处理模块计算室内温度的变化率，若室内温度的变化率小于预设温度变化率，频率调控模块控制压缩机的运行频率为预设提速频率。

4.如权利要求1所述的一种压缩机驱动的变频控制系统，其特征在于，当压缩机的数量大于1台时，频率调控模块对压缩机的频率进行调控包括：

控制任意一台压缩机的工作频率为第一预设频率，判断当前总输出频率是否满足预设输出频率，若不满足，控制该压缩机的工作频率保持为第一预设频率，并再控制下一台压缩机的工作频率为第一预设频率，直到总输出频率满足预设输出频率。

5.如权利要求4所述的一种压缩机驱动的变频控制系统，其特征在于，还包括：

当压缩机的数量大于1台，且所有压缩机的工作频率均为第一预设频率时，若所有压缩机的总输出频率仍不满足预设输出频率，控制任意一台压缩机的工作频率从第一预设频率变为第二预设频率，若所有压缩机的总输出频率仍不满足预设输出频率，再控制下一台压缩机的工作频率从第一预设频率变为第二预设频率，直到所有压缩机的总输出频率满足预设输出频率。

6.如权利要求1所述的一种压缩机驱动的变频控制系统，其特征在于，还包括：

运动监测模块，用于监测用户的运动状况；

当运动监测模块监测到用户运动后，若温度监测模块监测到室内温度大于预设健康温度，频率调控模块控制压缩机的工作频率为预设健康频率。