CN117968196A - 一种变频空调的舒适制冷控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变频空调的舒适制冷控制方法，通过采表征房间温度参数K和表征房间湿度参数M判断空调进入普通制冷运行、温湿双控制冷运行和强制除湿模式中任一模式，以改变压缩机的工作频率来解决空调使用中的舒适性问题，从而降低成本，提高竞争力。

Description

一种变频空调的舒适制冷控制方法

技术领域

本发明涉及空调制冷控制方法技术领域，尤其涉及一种变频空调的舒适制冷控制方法。

背景技术

当前空调制冷模式有普通空调制冷和温湿双控制冷两类：普通空调制冷以房间温度与设定温度的差值作为控制依据，只控制温度，不控制湿度，因此湿度可能很不舒适；温湿双控制冷以房间温度与设定温度的差值和房间湿度和设定湿度(或最佳湿度)的差值作为控制依据，或者以房间温度与设定温度的差值和含湿量与最佳含湿量的差值(或露点温度与室内管温的差值)作为控制依据，既控制温度又控制湿度，但当湿度负荷过大、温度负荷不大时，为保证温度不过低，湿度无法降低。

为解决湿度过大问题，空调增加了除湿模式，有普通除湿和恒温除湿两类：普通除湿模式，只有温度传感器，没有湿度传感器，当房间温度与设定温度的差值较大时，空调以制冷模式运行，当房间温度-设定温度的差值较小时，通过室内风机低微速运转、压缩机中频运行除去室内湿度，因空调除湿为降温除湿，强劲除湿必然导致温度过低，因此无法解决湿度负荷过大、温度负荷不大环境的温湿度舒适性问题；现有空调通过设置恒温除湿模式，既有温度传感器，又有湿度传感器，它将蒸发器分为加热和除湿两部分，中间增加电子膨胀阀或电磁阀节流，当湿度负荷过大、温度负荷不大时，空调一边除湿一边加热，实现恒温除湿，该模式虽然解决湿度负荷过大、温度负荷不大的环境下的温湿度舒适性问题，但是成本高、竞争力差。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种变频空调的舒适制冷控制方法，其解决了现有技术中存在的问题。

根据本发明的实施例，一种变频空调的舒适制冷控制方法，其包括以下步骤：

S1：当空调处于开启状态时，检测房间温度T_r和房间相对湿度根据T_r和/>得到表征房间温度参数K和表征房间湿度参数M；

S2：获取空调的状态数据，若空调处于普通制冷运行状态，根据K和M判断当前环境是否满足进入温湿双控制冷运行条件，若是，控制空调进入温湿双控制冷运行状态；

S3：若空调处于温湿双控制冷运行状态，根据K和M判断当前环境是否满足退出温湿双控制冷运行条件，若满足，控制空调退出温湿双控制冷运行状态，进入普通制冷运行状态；若不满足，根据K和M判断当前环境是否达到强制除湿条件，若达到，控制空调进入强制除湿模式；

S4：若空调处于强制除湿模式，根据K和M判断当前环境是否达到退出强制除湿条件，若是，控制空调退出强制除湿模式运行状态。

作为本发明的一个实施例，所述步骤S2包括以下步骤：

若空调处于普通制冷运行状态，当K-T_s≤K₁时，控制空调进入温湿双控制冷运行状态，其中，T_s表示设定温度，K₁表示第一预设温度。

作为本发明的一个实施例，所述步骤S3包括以下步骤：

若空调处于温湿双控制冷运行状态，当K-T_s≥K₂时，控制空调退出温湿双控制冷运行状态，进入普通制冷运行状态，其中，K₂表示第二预设温度，K₁<K₂；

若不满足，获取压缩机运行频率F，当M≥M₁，K≥K₃，F≤F₁时，进入强制除湿模式，并记录强制除湿模式运行时间t，其中，M₁表示第一预设湿度，K₃表示第三预设温度，F₁表示第一预设运行频率。

作为本发明的一个实施例，所述步骤S2还包括：

若空调处于温湿双控制冷运行状态，室内风机转速处于预设最低转速。

作为本发明的一个实施例，所述步骤S4包括以下步骤：

若空调处于强制除湿模式，当t≥t₁，M≤M₂，或K≤K₄时，空调退出强制除湿模式运行状态，其中，t₁表示预设时间，M₂表示第二预设湿度，K₄表示第四预设温度，K₃>K₄，M₁>M₂。

作为本发明的一个实施例，所述表征房间温度的参数K为房间温度T_r和房间修正温度T_rx中任意一种；

所述房间修正温度T_rx的计算公式如下：

其中，表示房间相对湿度，/>预设相对湿度，为常数。

作为本发明的一个实施例，所述表征房间湿度参数M为房间相对湿度露点温度和含湿量中任意一种；

所述露点温度计算公式如下：

其中，T_d表示露点温度；

所述含湿量的计算公式如下：

其中，D表示含湿量，P表示空气压力，Psb计算公式如下：

其中，Psb表示饱和水蒸气分压力。

作为本发明的一个实施例，包括：

若空调处于强制除湿模式，则F>F₂，其中，F₂为第二预设运行频率。

作为本发明的一个实施例，包括：

若空调处于强制除湿模式，当K-T_s>K₅时，所述压缩机运行频率F增大；

当K-T_s≤K₅时，所述压缩机运行频率F减小，其中K₅为第五预设温度。

作为本发明的一个实施例，包括：

当空调处于强制除湿模式时，控制挂壁式空调调整导风叶片位置至处于水平向前上下30°角，柱柜式空调向左前或向右前导风，方柜式空调向前上方导风。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：通过采集到的房间温度T_r和房间相对湿度判断空调进入普通制冷运行、温湿双控制冷运行和温湿双控制冷强制除湿中任一模式，以改变压缩机的工作频率和室内电机转速、导风叶片角度等来解决空调使用中的舒适性问题，从而提高竞争力。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

图2为本发明的为普通制冷与温湿双控制冷转化流程图。

图3为本发明的为强制除湿与非强制除湿的转化流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

如图1至图3所示，本发明实施例提出了一种变频空调的舒适制冷控制方法，包括以下步骤：

S1：当空调处于开启状态时，检测房间温度T_r和房间相对湿度根据T_r和/>得到表征房间温度参数K和表征房间湿度参数M；

S2：获取空调的状态数据，若空调处于普通制冷运行状态，根据K和M判断当前环境是否满足进入温湿双控制冷运行条件，若是，控制空调进入温湿双控制冷运行状态；

S3：若空调处于温湿双控制冷运行状态，根据K和M判断当前环境是否满足退出温湿双控制冷运行条件，若满足，控制空调退出温湿双控制冷运行状态，进入普通制冷运行状态；若不满足，根据K和M判断当前环境是否达到强制除湿条件，若达到，控制空调进入强制除湿模式；

S4：若空调处于强制除湿模式，根据K和M判断当前环境是否达到退出强制除湿条件，若是，控制空调退出强制除湿模式运行状态；

上述技术方案的工作原理：空调开启后，通过温湿度传感器检测的房间温度T_r和房间相对湿度根据T_r和/>得到表征房间温度参数K和表征房间湿度参数M；获取空调的设定温度T_s、室内电机转速和压缩机频率F，当空调处于普通制冷运行状态时，室内电机转速高，压缩机频率不易保护，利于空调制冷能力发挥，可满足房间负荷大的环境下(含室外高温)快速降温和保持温度，提升用户满意度；当环境满足进入温湿双控制冷运行条件，进入温湿双控制冷运行状态时，空调控制室内电机转速处于低速，压缩机频率易保护，空调制冷能力发挥受到一定限制，可解决房间温度负荷小但湿度负荷大的环境下的降低或保持房间湿度；当当前环境达到强制除湿条件时，空调进入强制除湿模式，控制空调的压缩机运行频率处于不太低的可除湿频率，空调快速除湿，但房间温度可能下降，当退出强制除湿模式时压缩机频率可降至最低甚至停止运转，若房间温度偏低则可逐步回升，通过强制除湿功能，可解决温度负荷不大但湿度负荷大环境的温湿度舒适性问题。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案，通过采表征房间温度参数K和表征房间湿度参数M判断空调进入普通制冷运行、温湿双控制冷运行和强制除湿模式中任一模式，以改变压缩机的工作频率来解决空调使用中的舒适性问题，从而降低成本，提高竞争力。

在一个实施例中，所述步骤S2包括以下步骤：

若空调处于普通制冷运行状态，当K-T_s≤K₁时，控制空调进入温湿双控制冷运行状态，其中，T_s表示设定温度，K₁表示第一预设温度。

上述技术方案的工作原理：通过获得的表征房间温度参数K，判断表征房间温度的参数K与设定温度T_s的温差，在温差不大于第一预设温度K₁(K₁取值范围为0～2℃)时，表明房间温度与设定温度接近，房间温度负荷不大，用户的温度舒适性已基本得到保证，可以进入温湿双控制冷。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案，通过获取的数据，使得空调自动化完成模式的切换。

在一个实施例中，所述步骤S3包括以下步骤：

若空调处于温湿双控制冷运行状态，当K-T_s≥K₂时，控制空调退出温湿双控制冷运行状态，进入普通制冷运行状态，其中，K₂表示第二预设温度，K₁<K₂；

若不满足，获取压缩机运行频率F，当M≥M₁，K≥K₃，F≤F₁时，进入强制除湿模式，并记录强制除湿模式运行时间t，其中，M₁表示第一预设湿度，K₃表示第三预设温度，F₁表示第一预设运行频率；

上述技术方案的工作原理：在空调以温湿双控制冷运行状态运行时，表征房间温度的参数K与设定温度T_s的温差不大于预设值K₂(K₂取值范围为1～3℃)时,表明此时房间的温度负荷较大，此时，用户的温度舒适性得不到满足,需要退出温湿双控制冷控制来提高空调制冷能力；具体为是空调从早上运行到中下午的过程中，室外环境温度上升，房间温度负荷超过温湿双控制冷能力，房间温度与设定温度的温差增大，导致用户感觉热；

当空调不满足退出温湿双控制冷运行条件时，表征房间湿度参数M不小于第一预设湿度M₁，表征房间温度参数K不小于第三预设温度K₃，压缩机运行频率F小于第一预设运行频率F₁(F₁的取值范围为15～25Hz)时，控制空调进入强制除湿模式，并开始记录强制除湿运行时间t；表明空调除湿能力较弱，即只有在房间湿度较高、温度不低且空调除湿能力较弱时进入强制除湿运转；

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案，空调在外接环境变化时，自动切换运行模式，从而改变房间内温度，提高用户舒适度；通过在湿度过高，温度不低时进行强制除湿模式，对房间内进行除湿，从而提高用户舒适度。

在一个实施例中，所述步骤S2还包括：

若空调处于温湿双控制冷运行状态，室内风机转速处于预设最低转速。

上述技术方案的工作原理：当空调进入温湿双控制冷运行状态后，室内风机转速下降到预设最低转速，预设最低转速低于普通制冷运行状态的最低转速，且室内风机转速可以随压缩机频率或室内机管温变化，与压缩机频率的变化趋势一致，与室内机管温的变化趋势相反。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案，通过降低室内风机转速来提升除湿能力、减弱降温能力，同时降低噪声；当室内风机转速降低后，压缩机频率对室内管温的影响变得明显，过高的管温起不到除湿作用，过低的管温影响制冷能力、除湿能力和空调功耗，甚至出现蒸发器结霜，因此，室内电机转速随压缩机转速或室内管温变化有利于保持除湿和制冷平衡，提高空调能效。

在一个实施例中，所述步骤S4包括以下步骤：

若空调处于强制除湿模式，当t≥t₁，M≤M₂，或K≤K₄时，空调退出强制除湿模式运行状态，其中，t₁表示预设时间，M₂表示第二预设湿度，K₄表示第四预设温度，K₃>K₄，M₁>M₂。

上述技术方案的工作原理：在强制除湿模式运行一段时间后，即实际运行时间不低于预设时间t₁(t₁的取值范围为15～45min)，且表征房间湿度M不大于第二预设湿度M₂，表征房间温度K不大于第四预设温度K₄时，控制空调进入温湿双控制冷运行状态；通过预设时间t₁使得强制除湿模式运行状态运转有最短时间限制，确保强制除湿有效果，除湿的冷凝水能从蒸发器上流下来，时间过短则可能除湿较差，时间过长则可能房间温度过低；湿度条件或温度条件两者达其一，而湿度条件M≤M₂表明房间湿度降到舒适区间，温度条件K≤K₄表明房间温度过低，用户有不舒适风险；

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案，通过对表征房间湿度M和表征房间温度实时监控，在有用户有不舒适风险时，及时退出强制除湿模式运行。

在一个实施例中，所述表征房间温度的参数K为房间温度T_r和房间修正温度T_rx中任意一种；

所述房间修正温度t_rx的计算公式如下：

其中，表示房间相对湿度，/>预设相对湿度，为常数；

上述技术方案的工作原理及有益效果：通过上述技术方案，表征房间温度的参数K可以为测得的房间温度T_r；也可以为房间修正温度T_rx，通常夏季温度适宜时，采用房间修正温度T_rx，即将房间湿度对温度舒适性的影响折算到房间修正温度T_rx中，从而提高用户在夏天的舒适度；其中预设相对湿度的取值范围为35％～65％，常数的取值范围为15～35。

在一个实施例中，所述表征房间湿度参数M为房间相对湿度露点温度和含湿量中任意一种；

所述露点温度计算公式如下：

其中，T_d表示露点温度；

所述含湿量的计算公式如下：

其中，D表示含湿量，P表示空气压力，Psb计算公式如下：

其中，Psb表示饱和水蒸气分压力；

上述技术方案的工作原理及有益效果：通过上述技术方案，当表征房间湿度参数M取房间相对湿度时，第一预设湿度M₁的取值范围为55～70％，第二预设湿度M₂的取值范围为40～55％；当房间表征湿度参数取露点温度时，第一预设湿度M₁的取值范围为15.4～19.2℃，第二预设湿度M₂的取值范围为10.5～15.4℃；当表征房间湿度参数M取含湿量时，第一预设湿度M₁的取值范围为10.9～13.9g/kg，第二预设湿度M₂的取值范围为7.9～10.9g/kg；表征湿度参数还可以为水蒸气分压、比混等。

在一个实施例中，若空调处于强制除湿模式，则F>F₂，其中，F₂为第二预设运行频率；

上述技术方案的工作原理：进入强制除湿模式后，压缩机运行频率F以不低于第二预设运行频率F₂(F₂的取值范围为20～40Hz)的频率运行。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案，强制除湿模式的使用场景是温度负荷不大、湿度负荷较大的环境，强制除湿模式时通过控制压缩机运行频率F提升增加除湿能力。

在一个实施例中，包括：

若空调处于强制除湿模式，当K-T_s>K₅时，所述压缩机运行频率F增大；

当K-T_s≤K₅时，所述压缩机运行频率F减小，其中K₅为第五预设温度。

上述技术方案的工作原理：压缩机运行频率F根据表征房间温度参数K与设定温度T_s的差值调整，通常，当差值为大于K₅(K₅的取值范围为0～1℃)时压缩机运行频率升高，当差值小于K₅时压缩机运行频率降低，但也可以根据差值大小与变化率复合控制压缩机运行频率升降；

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案，进入强制除湿模式后，室外环境温湿度变化导致房间温湿度负荷变化时，需要压缩机运行频率F变化来匹配，当房间负荷增大时，压缩机运行频率F提升，反之，压缩机运行频率F降低，但不能低于最低限频，也不停止。

在一个实施例中，当空调处于强制除湿模式时，控制挂壁式空调调整导风叶片位置至处于水平向前上下30°角，柱柜式空调向左前或向右前导风，方柜式空调向前上方导风。

上述技术方案的工作原理：进入强制除湿模式，需要将导风叶片调整到不吹人的位置,挂壁式空调导风叶片处于水平向前上下30°角范围内，柱柜式空调向左前或向右前导风，方柜式空调向前上方导风，有孔的导风叶片可关闭。

上述技术方案的有益效果：通过上述技术方案，在温度负荷不大、湿度负荷较大的环境启动强制除湿，出风温度比较低，吹人不舒适，通过导风叶片调整到不吹人的位置，改善用户舒适性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种变频空调的舒适制冷控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：当空调处于开启状态时，检测房间温度T_r和房间相对湿度根据T_r和/>得到表征房间温度参数K和表征房间湿度参数M；

S2：获取空调的状态数据，若空调处于普通制冷运行状态，根据K和M判断当前环境是否满足进入温湿双控制冷运行条件，若是，控制空调进入温湿双控制冷运行状态；

S3：若空调处于温湿双控制冷运行状态，根据K和M判断当前环境是否满足退出温湿双控制冷运行条件，若满足，控制空调退出温湿双控制冷运行状态，进入普通制冷运行状态；若不满足，根据K和M判断当前环境是否达到强制除湿条件，若达到，控制空调进入强制除湿模式；

S4：若空调处于强制除湿模式，根据K和M判断当前环境是否达到退出强制除湿条件，若是，控制空调退出强制除湿模式运行状态。

2.如权利要求1所述的一种变频空调的舒适制冷控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

若空调处于普通制冷运行状态，当K-T_s≤K₁时，控制空调进入温湿双控制冷运行状态，其中，T_s表示设定温度，K₁表示第一预设温度。

3.如权利要求2所述的一种变频空调的舒适制冷控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

若空调处于温湿双控制冷运行状态，当K-T_s≥K₂时，控制空调退出温湿双控制冷运行状态，进入普通制冷运行状态，其中，K₂表示第二预设温度，K₁<K₂；

若不满足，获取压缩机运行频率F，当M≥M₁，K≥K₃，F≤F₁时，进入强制除湿模式，并记录强制除湿模式运行时间t，其中，M₁表示第一预设湿度，K₃表示第三预设温度，F₁表示第一预设运行频率。

4.如权利要求2所述的一种变频空调的舒适制冷控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

若空调处于温湿双控制冷运行状态，室内风机转速处于预设最低转速。

5.如权利要求3所述的一种变频空调的舒适制冷控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：

若空调处于强制除湿模式，当t≥t₁，M≤M₂，或K≤K₄时，空调退出强制除湿模式运行状态，其中，t₁表示预设时间，M₂表示第二预设湿度，K₄表示第四预设温度，K₃>K₄，M₁>M₂。

6.如权利要求1所述的一种变频空调的舒适制冷控制方法，其特征在于，

所述表征房间温度的参数K为房间温度T_r和房间修正温度T_rx中任意一种；

所述房间修正温度T_rx的计算公式如下：

其中，表示房间相对湿度，/>预设相对湿度，为常数。

7.如权利要求1所述的一种变频空调的舒适制冷控制方法，其特征在于，

所述表征房间湿度参数M为房间相对湿度露点温度和含湿量中任意一种；

所述露点温度计算公式如下：

其中，T_d表示露点温度；

所述含湿量的计算公式如下：

其中，D表示含湿量，P表示空气压力，Psb计算公式如下：

其中，Psb表示饱和水蒸气分压力。

8.如权利要求5所述的一种变频空调的舒适制冷控制方法，其特征在于，包括：

若空调处于强制除湿模式，则F>F₂，其中，F₂为第二预设运行频率。

9.如权利要求8所述的一种变频空调的舒适制冷控制方法，其特征在于，包括：

若空调处于强制除湿模式，当K-T_s>K₅时，所述压缩机运行频率F增大；

当K-T_s≤K₅时，所述压缩机运行频率F减小，其中K₅为第五预设温度。

10.如权利要求1所述的一种变频空调的舒适制冷控制方法，其特征在于，包括：

当空调处于强制除湿模式时，控制挂壁式空调调整导风叶片位置至处于水平向前上下30°角，柱柜式空调向左前或向右前导风，方柜式空调向前上方导风。