CN1163379A - 用于空调器的控制器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种用于空调器的控制器，即使选择位于不同位置的温度传感器，该空调器在自动控制室内吹风机的气流速率时候，也能根据所测出的房间温度，自动稳定地保证选择最佳的气流速率。该空调器控制器包含：气流速率控制装置，可根据一个信号，在多个气流速率等级中为吹风机选择一个气流速率；第一个信号发生装置，根据设定的温度和第一个温度传感器所测出的温度之间的差值，自动改变信号，该信号被传送至气流速率控制装置；第二个信号发生装置，根据设定的温度和第二个温度传感器所测出的温度之间的差值，自动改变信号，该信号被传送至气流速率控制装置；选择装置，根据将第一个温度传感器所测出的温度与第二个温度传感器所测出的温度进行对比后所获得的结果，将第一个信号发生装置或第二个信号发生装置设定为有效，这些温度被用于控制压缩机。

Description

用于空调器的控制器

本发明涉及一种用于空调器的控制器，该空调器有第一和第二温度传感器，第一温度传感器用来检测带空调的房间上方区域的温度，第二温度传感器用于检测该房间下方区域的温度，根据温度传感器的工作状况，采用合适的温度传感器来控制空调器的运行。

空调器的吹风机负责进气，气量的大小由控制器自动调节，传统的空调器控制器利用来自第一个温度传感器(位于带空调的房间的上方)和第二个温度传感器(位于带空调的房间的下方)的温度读数，计算出气流速率。接着，该气流速率被作为输出信号传送到气流速率控制装置，由后者来调节吹风机的输出量。

传统的空调器控制器是这样安排的，只要选定的温度传感器(第一或第二个温度传感器)正常工作，控制器就可以对气流的调节进行稳定的控制。

然而，当出现某种异常情况，例如，当阳光直接集中在温度传感器上时，当来自空调的气流直接撞击在温度传感器上时，当温度传感器被置于某个位置后，其读数受发热或冷却部件影响时，或当房间内的空气对流停止导致房间上下部分的温差增加时，所选定的温度传感器就不能准确地测量出带空调房间的温度，也就难以进行气流速率的调节。

本发明的一个目的，是提供一种空调器控制器以消除上述缺陷，该控制器可根据由至少两个温度传感器测出的房间温度，自动选择某个温度传感器，以避免异常现象的出现，从而保证选择稳定的气流速率。

根据本发明的控制器被用于空调器上，该空调器的压缩机，冷凝器，减压装置和蒸发器，被通过制冷剂管道连在一起，在一个制冷循环过程中，蒸发器所进行的吸热过程对带空调的房间进行一次冷却过程，该空调器的第一个温度传感器用来检测带空调的房间的上方区域的温度，第二个温度传感器用来检测第一个传感器所检测区域的下方某个区域的温度，由此，依赖于被选作最佳传感器的那个传感器的不同，可以用第一个温度传感器或第二个温度传感器所测的温度来控制压缩机的运行，该控制器包含：

吹风机，用来向带空调的房间输送经蒸发器冷却过的空气；

气流速率控制装置，根据一个信号，在多个气流速率等级中为吹风机选择一个气流速率；

第一个信号发生装置，根据设定的温度和第一个温度传感器检测的房间温度之间的差值，自动改变信号，该信号被传送到气流速率控制装置中去；

第二个信号发生装置，根据设定的温度和第二个温度传感器检测的房间温度之间的差值，自动改变信号，该信号被传送到气流速率控制装置中去；

选择装置，将第一个温度传感器所测出的温度与第二个温度传感器所测出的温度进行对比，根据对比所获得的结果，将第一个信号发生装置或第二个信号发生装置设定为有效，这些温度被用于控制压缩机。

根据本发明，当第一或第二个温度传感器出现异常时，为空调器提供准确控制的温度传感器被自动选定，根据这个选定的温度传感器所测出的温度，自动调节吹风机的气流速率。

图1是一个制冷回路图，表示的是根据本发明的一个优选实施方案的空调器的一个制冷循环；

图2是一个用来说明控制器用于图1中的制冷回路情况的示意图；

图3是图2中所示的遥控器的前视图；

图4是图2中所示控制器的主要操作的流程图；

图5A和图5B是特征图，用来说明房间温度和设定温度之间的关系，根据这个关系来确定室内吹风机的气流速率。

参照附图，下面将对本发明的优选实施方案进行描述。

图1表示的是采用本发明实施方案的空调器的一个制冷循环的制冷回路。所需的元件被安放在室外和室内单元中，这两个单元分别位于安有空调的房间的外面和里面。

参考数1表示压缩机；2表示冷凝器；3表示室外吹风机，处在适当的位置以引导气流直接流过冷凝器；4表示减压装置(如毛细管)；5表示过滤器，用于清除制冷剂回路内的灰尘和残渣等杂质。

参考数6表示蒸发器；7表示室内吹风机，处在适当的位置以引导气流流过蒸发器；8表示消音器；9表示收集器。

安装在室外单元上的部件有压缩机1，冷凝器2，吹风机3，减压装置4，过滤器5，消音器8，以及收集器9。安装在室内单元上的部件有蒸发器6和吹风机7。室外单元和室内单元通过制冷剂管路相连，使得在制冷循环中上述部件都得到利用。

参考数10，11，12和13所表示的阀门将与室外和室内单元相连的制冷剂管路连在一起。

在制冷循环中，上述部件都得到利用，从压缩机中释放出的制冷剂沿着图1中的实心箭头方向流动。首先，制冷剂经过压缩机压缩后，成为高温高压的气体，在冷凝器中经过冷凝后成为低温高压的液体。此时，室外吹风机(由冷凝器控制的单相感应电动机和由该电动机驱动的螺旋浆式风机组成)驱动外来空气，使其流过冷凝器2并使冷凝器冷却，使制冷剂在冷凝器2中获得足够的冷凝。在冷凝器2中经过冷凝的制冷剂具有比较高的压力，经过减压装置(毛细管或膨胀阀)节流后，流经过滤器5到达蒸发器6。在蒸发器6中，制冷剂产生气化，即蒸发吸热效应。

室内吹风机7(由冷凝器控制的单相感应电动机和该电动机起动的贯流式通风机组成，电动机的转速可以在高，中，低转速等级内变化)安装在蒸发器6中。使安有空调的房间内的空气流过蒸发器6，从而得到冷却。通过上述方式，完成对安有空调的房间的冷却过程。

此时，液体制冷剂在蒸发器6中的蒸发是由安有空调的房间的温度，外来气体温度(或制冷剂蒸发前的温度)和室内吹风机7的气流速率(感应电动机的转速)决定的，由于并非所有的制冷剂都被蒸发，因此，流过蒸发器6的制冷剂处于气-液共存状态。处于气-液共存状态的制冷剂经过导流后经过消音器8到达收集器9。收集器9对制冷剂进行气-液分离，只有气态的制冷剂才被压缩机再次吸入，并沿制冷循环流动。

图2是一个示意图，表示的是在图1所示的制冷循环中，用控制器驱动压缩机1，室外吹风机3和室内吹风机7的情形。该控制器由两部分组成，一部分(图2的上半部分)安装在室内单元上，一部分(图2的下半部分)安装在室外单元上。各部分在电气上通过接线盒20和21相连，信号线22则用于连接接线盒20和接线盒21。

在室外单元中有一个电源继电器23。线圈23c与接线盒21上的接线柱2和4相连，当电流流过线圈23c时，触点23a和23b闭合。当触点23a和23b闭合后，压缩机1，过载保护器24，以及温度保护器25便串联在接线盒21上的接线柱1和2之间，实现电气相连，其中，过载保护器24在流经压缩机的电流超过预定值时动作，将电路断开；温度保护器25则在压缩机的温度超过预定值时动作，将电路断开。

因此，只要在接线盒21的接线柱1和2之间加上单相交变的电流，线圈23c中便会有电流，触点23a和23b就会闭合，压缩机1就能够运行。需要说明的是，冷凝器1a被用于控制压缩机1。

此外，当触点23a和23b闭合后，串联在接线盒21的1和2接线柱之间的室外吹风机也开始工作。需要说明的是，冷凝器3a被用于控制室外吹风机3。

因此，当在接线盒21的接线柱2和4之间加上电源(起动信号)时，线圈23c导通，触点23a和23b闭合，压缩机1和室外吹风机3被起动。

控制器30主要由下面几部分组成：微型计算机(例如，Intel公司生产的TMS73C161)，用于将各种数据送到微型计算机的接口，用于输出控制某装置的信号的接口，以及电源电路。

控制器30的插头31与单相交变电源相连。控制器30将来自插头31的交流电，通过电源控制继电器(未画出)的触点(由微型计算机控制触点的开或闭)提供给接线盒20的接线柱1和2。交流电经由保险丝(未画出)被供给一个降压变压器的初级32a。来自变压器32的次级32b的交流电经过噪音过滤器33后被供给控制器30，这里，电源被转换成具有稳恒电压的直流电。此后，该电流就被用来驱动微型计算机，气栅马达34，接口线路等工作。

气栅马达34可以改变气体流经的气栅(风栅)的角度，通过周期性地起动该马达，就可以改变经蒸发器冷却后被吹进安有空调的房间的气体的方向。

交流电也被供给速度调节接线柱(H：高速，M：中速，L：低速)和COM接线柱，诸如组成室内吹风机7的单相感应电动机的接线柱等均被连在COM接线柱上。微型计算机控制继电器矩阵(未画出)，向速度调节接线柱H，M和L，或暂停接线柱(与任一速度调节接线柱均不相连)中的一个以及COM接线柱提供交流电。冷凝器7a用来控制单相感应电动机。

温度传感器35检测蒸发器6处的温度。第一个温度传感器36检测安有空调的房间的温度，另外，该传感器所在的位置使得它可以检测进入室内吹风机7的空气的温度。由于室内单元通常被安装在房间的上方，第一个温度传感器能够测量安有空调的房间上方的温度。这些温度传感器都与控制器30中的微型计算机相连。微型计算机对各个温度传感器所测的空气和房间温度进行A/D(模/数)转换，将所得的值作为空气温度和房间温度的值。

开关板37安装有：滑动开关，根据接收的来自遥控器的信号，选择ON/OFF/TEST(可运行状态/非运行状态/测试运行状态)几种状态；单元运行状态指示灯；计时器运行状态指示灯。微型计算机通过键扫描的方式确定滑动开关的状态，并且根据所要求的结果执行相应的控制操作。单元运行状态指示灯和计时器运行状态指示灯响应微型计算机发出的信号，在必要时被动态地开启。

在开关板37上还有一个光接收器组件38，用来接收红外信号。光接收器组件38接收来自遥控器39的无线信号(红外或无线电信号)，并将接收到的信号传送给微型计算机。例如，当该接收器组件接收到一系列经过调制的红外信号后，便对该红外信号进行解调并将解调后的一系列信号输送给微型计算机，微型计算机将接收到的一系列信号转换为控制代码，并利用控制代码进行运行控制。

图3是遥控器39的一个顶视图，此时它的开关盖39a正沿箭头所指方向被移开。液晶显示器52显示了设定的温度值，室内吹风机7的气流速率，定时器的运行状态和其他各种运行数据。

在对一小时运行开关53进行操作时，一个经过调制的红外信号从光发射器58传送给光接收器组件38，该信号中包含命令空调器只工作一小时的控制信号。

每次对运行开关67进行操作时，储存在遥控器中的运行状态就会改变，表明空调器开始或暂停运行，接着，包含与储存状态对应的控制代码的信号被从光发射器58传送给光接收器38。换句话说，每次操作运行开关57时，都会发出一个起动或暂停空调器的信号。

遥控器通常就在使用者的身旁(在房间的下方区域)。在遥控器9的内部装有第二个温度传感器55，用来周期性地(如每分钟一次)检测遥控器附近的温度，同时将所测的房间温度储存在里面。当与开关操作相对应的信号被光发射器58传送给光接收器38时，一个指明房间温度的编码信号也同时被传送过去。当“正在运行”被储存在遥控器39中时，一个自动传送的指明房间温度的编码信号被从光发射器58周期性地(如每三分钟一次)传送给光接收器38。

运行模式选择开关62用来将空调器的运行变为冷却运行或吹风运行。在操作开关62时，开关62和运行开关57的状态就被储存在遥控器中，同时，一个指明开关状态的控制代码被从光发射器58传送至光接收器组件38。

风栅开关63用来将气栅马达设定为工作或不工作状态。风栅开关63和运行模式选择开关62有着相同的信号传送功能。

风扇速度选择开关64用来选择室内吹风机7的气流速率。每次操作风扇速度选择开关64时，储存在遥控器内的状态按照H：高速，M：中速，L：低速和A：自动开关的顺序变化。开关64与运行模式选择开关62有着相同的信号传送功能。

在操作定时器设置开关ON66和OFF67时，液晶显示器52上的显示由温度设置显示转为计时显示。接着，操作向下的开关54或向上的开关56，将定时器运行的定时往回拨或向前拨。当显示到期望的定时时，按下定时器设定开关68将这个定时设定下来。开关68和运行模式选择开关62有着相同的信号传送功能。

同时按下夜间回拨开关69和运行模式选择开关62，便会发出一个执行夜间回拨(night setback)功能的控制代码信号。当30分钟后压缩机1被某个热循环(所得到的房间温度和设定温度之间差值的变化)所暂停时，夜间回拨功能便给储存在控制器30的微型计算机中的设定温度值加上1。当压缩机被重新起动后又在30分钟后被暂停时，储存在微型计算机中的设定温度值又被加上1。这样，设定的温度值一共增加了2。

全部清除开关71用来重新设置遥控器39中微型计算机的传送信号。当全部清除开关71被按下时，储存在遥控器39中的各种数据值均被重新写成它们预先设定的初始值。

图4是采用本发明的空调器的基本运行过程的流程图。首先，控制器30的微型计算机在步骤S1被起动，紧接着在步骤S2中，储存在存储区的数据值和各个装置的设置值被初始化。例如，作为初始设置，运行模式被设成制冷运行模式，温度设定值为+27℃，室内吹风机7的气流速率被设为自动，同时空调器的状态被设为暂停模式。

接下来，在步骤S3中检查开关板上是否有开关被按下来(开关的位置是否发生改变)。当在步骤3中证实有开关操作时，程序控制便前进到下一步骤S4(设置运行模式)，这里，空调器转换到与开关位置所指明的状态相对应的工作状态。当选择开关ON时，空调器响应来自遥控器39的信号开始运行。当选择开关OFF时，空调器停留在暂停状态(该设定状态下，空调器在一段延长的时间内不会被使用)。当选择TEST开关时，将执行测试运行。当TEST开关回到ON或OFF，或者接收到遥控器39的运行信号时，测试运行将被停止。

现在，将要对步骤S5和下面的步骤的过程进行说明。下面步骤中的过程只有在开关ON被选择时才能进行。在步骤S5中进行检查，以确定是否接收到来自遥控器39的无线信号。接收到该无线信号后，程序控制前进至步骤S6，在这里定时器被重新设置(定时器的计数值回到初始值)。

在随后的步骤S7中进行检查，以确定所接收的无线信号是否是周期性的信号(该信号由遥控器39在运行过程中按照预定的时间间隔自动发出，同时指明了第二个温度传感器55所测出的房间温度)。在无线信号为周期性的信号的情况下，程序控制转移到下一步骤S9，在此，储存在存储区内的房间温度值被重写，以便反映第二个温度传感器55所测出的房间温度值。接着，程序控制到达步骤S12。

在步骤S7中，在接收到的无线信号被确认不是周期性的信号，而是遥控器的某个开关被按下时从遥控器39发出的信号的情况下，程序控制前进至步骤S8。在步骤S8中，各个设定的数据根据来自遥控器39的信号而变化：例如，起动/暂停运行空调器，起动/停止运行气栅马达，更新温度的设定值，以及设置气流速率(H：高速，M：中速，L：低速，或A：自动开关)。在步骤S9中，由第二个温度传感器55所测出的并同时被传送出去的房间温度值被记下来。程序控制此后到达步骤S12。

当在步骤S5中没有接收到来自遥控器39的信号时，程序控制前进到步骤S10，在这里进行检查以确定是否定时器的设定时间已期满(到达设定值)。在到达设定时间后，即在空调器接收到来自遥控器的最后一个信号后，在一个特定或更长的时间(如9到10分钟)内未能接收来自遥控器39的信号的情况下，程序控制转移至步骤S11。储存在存储区域内的房间温度值变为第一个温度传感器36所测出的房间温度值。经过步骤S10中的过程后，在第一个温度传感器36或第二个温度传感器55中的选择一个，这样，就可以获得相当于开关装置的功能。程序控制此后前进至步骤S12。

在空调器进入某种异常状况时，在此，在某个特定的或更长的时间内不能获得来自第二个温度传感器55的信号，温度值便自动变为第一个温度传感器36所测出的房间温度值。如果能从遥控器39获得信号，定时器的值被重新设置为步骤S6中的初始值，同时，温度值也再次变回第二个温度传感器55所测出的房间温度值。

如果在步骤S10中经过证实还没有到预定的时间的话，程序控制到达步骤S12。将储存在存储区内的房间温度值与设定的温度值进行对比。当房间的温度值高于设定的温度值时，压缩机1被起动。当房间的温度值低于设定的温度值时，压缩机1被关闭。在转换ON/OFF状态时，要使压缩机强制维持2到3分钟的OFF状态，直到制冷循环中的压差等于或低于预定值为止。在步骤S12中，根据设定的数据，选择气栅的ON/OFF状态和并对定时器的运行进行控制。

在步骤13中，检查室内吹风机7的气流速率是否被设定为“自动”(A：自动开关)。在气流速率没有被设为“自动”时，程序控制前进至步骤S14。继电器式断续器(未画出)可以变化，使得吹风机7的气流速率(H：高速，M：中速，或L：低速)等于储存在存储区内的气流速率。

如果在步骤S13中，室内吹风机的气流速率被设为“自动”(A：自动开关)，程序控制转移至步骤S15，在这里，要检查步骤S12中使用的房间温度值是否是第一个温度传感器36测出的房间温度值。

当第一个温度传感器36测出的房间温度没有被利用时(此时利用的是第二个温度传感器时55测出的房间温度)，可在步骤S16中，根据该温度和图5A中的特性自动选择气流速率。指明选定的气流速率的值(H：高速，M：中速，L：低速，或停止)被储存在存储区内，这样，新的气流速率就被确定下来。在步骤S14中，利用与上述相同的方法，改变继电器截流(未表示出)，使得吹风机7的气流速率等于储存在存储区内的气流速率值(H：高速，M：中速，L：低速，或停止)。也就是说，实现了相当于第二个信号发生装置的有关功能。

在图5A中，向上的实线箭头表示的是房间温度上升时的特性，向下的实线箭头表示的是房间温度下降时的特性。由于房间温度上升时候的特性与房间温度下降时候的特性不相同，在选择气流速率时可以避免发生颤振。

下面将要对房间温度上升情况下的曲线给予解释。在房间温度＜设定温度时，气流速率为OFF(停止)；在设定温度＜房间温度＜设定温度+2时，气流速率为L(低速)；在设定温度+2＜房间温度＜设定温度+3时，气流速率为M(中速)；在设定温度+3＜房间温度时，气流速率为H(高速)。在房间温度下降时，设定了一个0.3℃到0.5℃的差值。

在另一个实施方案中，在没有设定这样的差值时，气流速率在被改变之前至少要保持3分钟，这样基本上可以避免发生颤振。

当房间温度采用第一个温度传感器36测出的房间温度值时，可在步骤S17中，根据该温度和图5B的特性来自动选择气流速率。指明所选气流速率的值(H：高速，M：中速，L：低速，或停止)被储存在存储区内，这样，新的气流速率就被设定下来。在步骤S14中，利用与上述相同的方法，改变继电器截流(未表示出)，使得吹风机的气流速率等于储存在存储区内的气流速率值(H：高速，M：中速，L：低速，或停止)。也就是说，实现了相对于第一个信号发生装置的功能。

与图5A一样，在图5B中，向上的实线箭头表示的是房间温度上升时的特性，向下的实线箭头表示的是房间温度下降时的特性。由于房间温度上升时候的特性与房间温度下降时候的特性不相同，在选择气流速率时可以避免发生颤振。

下面将要对房间温度上升情况时的曲线给予解释。在房间温度＜设定温度时，气流速率为OFF(停止)；在设定温度＜房间温度＜设定温度+1时，气流速率为L(低速)；在设定温度+1＜房间温度＜设定温度+2时，气流速率为M(中速)；在设定温度+2＜房间温度时，气流速率为H(高速)。与图5A中的情况相同，在房间温度下降时，设定了一个0.3℃到0.5℃的差值。

在另一个实施方案中，在没有设定这样的差值时，气流速率在被改变之前至少要保持1分钟，这样基本上可以避免发生颤振。由于第一个温度传感器36测出的房间温度(安有空调的房间上方区域的温度)的上下变动速度，要比第二个温度传感器55测出的温度(遥控器39所测出的温度)的变动速度要快，与图5A中所示的有关特性的设置相比，设定这个”一分钟“后，在图5B中气流速率很容易就能被改变。

在步骤S14中，当气流速率被改变后，程序控制到达步骤S18，在这里检查确定空调器是否处于异常状态(如蒸发器6的温度急剧下降并发生冻结现象)。如果发现异常现象，程序控制返回步骤S3。

控制器被用在按上述方式工作的空调器上，第一个温度传感器36和第二个温度传感器55所处的位置，使得它们能测量安有空调房间的不同高度的温度。在自动变化的气流速率被设定时，如果选择测量较高位置温度的温度传感器的话，就可以获得有关轻易地改变气流速率的特性。因此，可以根据随不同的温度传感器而各异的特性来自动设定气流速率，并且能够根据温度传感器所处高度的不同，获得最佳的气流控制。

如上所述，根据本发明，当第一和第二个温度传感器测量不同位置的温度，并且当其中某个温度传感器所测的温度被用来控制压缩机时，室内吹风机的气流速率可以根据有关特性自动变化，这些特性随不同的温度传感器而各不相同，从而，不管选用哪一个温度传感器，都能对气流速率实行最佳控制。

Claims (3)

1.一种空调器的控制器，该空调器的压缩机，冷凝器，减压装置和蒸发器，通过制冷剂管路连在一起，在一个制冷循环中，蒸发器中的吸热过程对带空调的房间产生一次冷却过程，该空调器的第一个温度传感器用来检测带空调的房间的上方区域的温度，第二个温度传感器用来检测第一个传感器所检测区域下方某个区域的温度，由此，依赖于被选作最佳传感器的那个传感器的不同，利用第一个温度传感器所测的温度或第二个温度传感器所测的温度，来控制压缩机的运行，该控制器包含：

吹风机，用来向带空调的房间输送经蒸发器冷却过的空气；

气流速率控制装置，根据某个信号，在多个气流速率等级中为吹风机选择一个气流速率；

第一个信号发生装置，根据设定的温度和第一个温度传感器检测的房间温度之间的差值，自动改变信号，该信号被传送到气流控制装置中去；

第二个信号发生装置，根据设定的温度和第二个温度传感器检测的房间温度之间的差值，自动改变信号，该信号被传送到气流控制装置中去；

选择装置，根据将第一个温度传感器所测出的温度与第二个温度传感器所测出的温度进行对比所获得的结果，将第一个信号发生装置或第二个信号发生装置设定为有效，这些温度被用于控制压缩机。

2.根据权利要求1的空调器控制器，其特征在于，设定了第一个信号方式装置的特性以便更加容易地改变气流速率。

3.根据权利要求1的空调器控制器，其特征在于，第二个温度传感器在遥控器中，并且选择装置通常将第二个信号发生装置作为有效装置，但在某一特定的或更长的时间内接收不到来自遥控器的信号的情况下，将第一个信号发生装置作为有效装置。

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