CN118442687A - 空调室外风机的转速控制方法、装置及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调技术领域，提供一种空调室外风机的转速控制方法、装置及空调器，空调室外风机的转速控制方法包括：检测空调冷媒高压压力；在空调室外风机处于调速阶段的情形下，根据高压压力的压力变化率，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速。本发明可以解决空调室外风机忽启忽停导致压力不稳定的问题，并且能够以单压力参数实现室外多工况环境下的压力和转速控制调节，减少其他参数的采用，从而提高控制的简单可靠性。

Description

空调室外风机的转速控制方法、装置及空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调室外风机的转速控制方法、装置及空调器。

背景技术

机房空调用于机房设备降温，需要全年制冷，且室外运行环境需要满足超低温环境到超高温环境下的稳定制冷运行。

相关技术中，空调室外风机存在忽启忽停导致压力不稳的问题，为此，目前一般采用传统PID控制方式进行调节，控制条件包括：空调压缩机变频速率、环境温度以及环境风速等多个变动条件，需要分别对多个变动条件进行检测，且在不同工况变量情况下，PID参数也不同，因此，控制过程较为复杂，不确定因素较大，可靠性较低。

发明内容

本发明提供一种空调室外风机的转速控制方法、装置及空调器，用以解决相关技术中空调室外风机忽启忽停导致压力不稳定的问题，并且本发明能够以单压力参数实现室外多工况环境下的压力和转速控制调节，减少其他参数的采用，从而提高控制的简单可靠性。

本发明提供一种空调室外风机的转速控制方法，包括：

检测空调冷媒高压压力；

在空调室外风机处于调速阶段的情形下，根据所述高压压力的压力变化率，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速。

根据本发明提供的一种空调室外风机的转速控制方法，根据所述高压压力的压力变化率，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速的步骤，具体包括：

若所述压力变化率大于零，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率提高转速，运行至所述目标预设转速；

若所述压力变化率小于零，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率降低转速，运行至所述目标预设转速。

根据本发明提供的一种空调室外风机的转速控制方法，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率提高或降低转速的步骤，具体包括：

获取所述压力变化率的前次高压压力下的所述空调室外风机的前次转速；

根据所述空调室外风机的前次转速，以与所述压力变化率相匹配的调速速率提高或降低转速。

根据本发明提供的一种空调室外风机的转速控制方法，若所述压力变化率大于和小于零的总次数达到目标预设次数，控制空调器停机。

根据本发明提供的一种空调室外风机的转速控制方法，所述空调室外风机的调速速率与所述高压压力的压力变化率正相关。

根据本发明提供的一种空调室外风机的转速控制方法，所述空调室外风机处于调速阶段的步骤，具体包括：

将检测到的所述高压压力与预设压力阈值进行比较；

若检测到的所述高压压力大于等于所述预设压力阈值的下限值且小于等于所述预设压力阈值的上限值，所述空调室外风机运行至调速阶段。

根据本发明提供的一种空调室外风机的转速控制方法，在检测空调冷媒高压压力的步骤之后，还包括：

将检测到的所述高压压力与预设压力阈值进行比较；

若检测到的所述高压压力小于所述预设压力阈值的下限值，控制所述空调室外风机运行至停机阶段。

根据本发明提供的一种空调室外风机的转速控制方法，还包括：

若检测到的所述高压压力大于所述预设压力阈值的上限值，控制所述空调室外风机运行至满速阶段。

本发明还提供一种空调室外风机的转速控制装置，包括：

检测模块，用于检测空调冷媒高压压力；

控制模块，用于在空调室外风机处于调速阶段的情形下，根据所述高压压力的压力变化率，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速。

本发明还提供一种空调器，包括：上述的空调室外风机的转速控制装置，或者执行空调室外风机转速控制时，采用上述的空调室外风机的转速控制方法。

本发明提供的空调室外风机的转速控制方法、装置及空调器，通过实时检测空调冷媒高压压力，并且在空调室外风机处于调速阶段的情形下，根据高压压力的压力变化率，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速，可以实现在变速过程中的压力平稳调节，达到稳定压力的目的，并且本发明能够以单压力参数实现室外多工况环境下的压力和转速控制调节，减少其他参数的采用，从而提高控制的简单可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的空调室外风机的转速控制方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的空调室外风机的转速控制方法的流程示意图之二；

图3是本发明提供的空调室外风机的转速控制方法的原理示意图；

图4是本发明提供的空调室外风机的转速控制装置的结构示意图。

附图标记：

410：检测模块；420：控制模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

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实施例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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-图4描述本发明的空调室外风机的转速控制方法、装置及空调器。

根据本发明第一方面的实施例，参照图1所示，本发明提供的空调室外风机的转速控制方法，主要包括步骤：

S100、检测空调冷媒高压压力。

具体地，空调冷媒高压压力一般指空调室外机中压缩机的排气压力，因此，本发明可以在空调室外机的冷媒管路上设置压力传感器，通过压力传感器对冷媒高压压力进行实时检测采集，可以简化控制参数，仅以压力作为调速控制条件，取消相关技术中的环温检测等过程，简单可靠，易于实现。

S200、在空调室外风机处于调速阶段的情形下，根据高压压力的压力变化率，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速。

具体地，空调室外风机启动后，且进入调速阶段，此时，可以根据检测到的高压压力变化率，来控制空调室外风机的调速速率，使压力变化率与调速速率相匹配，从而避免压力变化较大时但调速较慢导致压力不稳定的现象发生。

其中，设单位时间t内的当前高压压力为P_t，前次高压压力为P_t-1，则压力变化率Ps＝(P_t-P_t-1)/t。

并且，当空调室外风机经过调速运行至目标预设转速时，压力变化率趋于零，从而达到稳定压力的目的。

因此，本发明实施例提供的空调室外风机的转速控制方法，通过实时检测空调冷媒高压压力，并且在空调室外风机处于调速阶段的情形下，根据高压压力的压力变化率，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速，可以实现在变速过程中的压力平稳调节，达到稳定压力的作用，并且本发明能够以单压力参数实现室外多工况环境下的压力和转速控制调节，减少其他参数的采用，从而提高控制的简单可靠性。

根据本发明的一个实施例，参照图2所示，根据高压压力的压力变化率，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速的步骤，具体包括：

S201、若压力变化率大于零，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率提高转速，运行至目标预设转速。

具体地，当空调室外机运行时，出现压力增高现象，即当前压力高于前次压力，压力变化率大于零，此时，通过控制空调室外风机进行提速操作，可以降低当前高压压力，从而使压力变化率趋于零，来达到稳定压力的目的。

S202、若压力变化率小于零，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率降低转速，运行至目标预设转速。

具体地，当空调室外机运行时，出现压力降低现象，即当前压力低于前次压力，压力变化率小于零，此时，通过控制空调室外风机进行降速操作，可以提高当前高压压力，从而使压力变化率趋于零，来达到稳定压力的目的。

并且，在提速过程中，当压力变化率较大，而室外风机的调速速率较小，无法匹配时，此时调节效率低，且依然存在压力不稳定的现象。因此，本发明通过将空调室外风机的调速速率与压力变化率进行匹配，即空调室外风机的调速速率跟随压力变化率进行同步调节，可以快速达到稳定压力的目的，有效提高调节效率。

因此，本发明实施例可以解决空调压力波动振荡的问题，从而使空调压力达到稳定，具有简单、高效等特点。

根据本发明的一个实施例，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率提高或降低转速的步骤，具体包括：获取压力变化率的前次高压压力下的空调室外风机的前次转速；根据空调室外风机的前次转速，以与压力变化率相匹配的调速速率提高或降低转速。

例如，压力变化率的前次高压压力下对应的空调室外风机的前次转速为V_n-1；运行设定时长(例如：2～5秒)后，判定压力变化率Ps，当压力变化率Ps大于或小于零，此时，控制空调室外风机在前次转速的基础上快速提高或降低转速，即V_n＝V_n-1±k×m；其中，k为调速速率，m为空调室外风机的预设调节步幅，例如，m可以为10步、15步、20步等，具体根据实际工况进行设计；V_n为当前高压压力下对应的当前转速。

由于在不同环境温度工况下，预设的压力变化率Ps一般不同，在低温环境下，预设的压力变化率Ps范围一般较低，而在高温环境下，预设的压力变化率Ps范围一般较高。

当实际检测的压力变化率Ps处于预设的压力变化率Ps不同范围内时，可以选取对应匹配的调速速率k，压力变化率Ps越大，k值越大，具体数值可根据实际工况进行设计。

根据本发明的一个实施例，空调室外风机的调速速率与高压压力的压力变化率正相关，从而可以实现调速速率与压力变化率的相匹配，达到快速稳定压力的目的。

根据本发明的一个实施例，若压力变化率大于和小于零的总次数达到目标预设次数，控制空调器停机。其中，目标预设次数可以理解为压力变化安全次数。

在实际调速过程中，若出现压力变化次数较多的情况，则说明空调系统不稳定，存在安全隐患，此时，控制空调器关机进行维护，可以保护空调器，避免发生安全事故。

根据本发明的一个实施例，参照图3所示，空调室外风机处于调速阶段的步骤，具体包括：在检测到高压压力后，将检测到的高压压力与预设压力阈值进行比较；若检测到的高压压力大于等于预设压力阈值的下限值且小于等于预设压力阈值的上限值，空调室外风机运行至调速阶段。

根据本发明的一个实施例，参照图3所示，在检测空调冷媒高压压力的步骤之后，还包括步骤：将检测到的高压压力与预设压力阈值进行比较；若检测到的高压压力小于预设压力阈值的下限值，控制空调室外风机运行至停机阶段。

根据本发明的一个实施例，参照图3所示，在检测空调冷媒高压压力的步骤之后，还包括步骤：将检测到的高压压力与预设压力阈值进行比较；若检测到的高压压力大于预设压力阈值的上限值，控制空调室外风机运行至满速阶段。

因此，本发明实施例通过引入压力变化率和调速速率，并根据压力值，将空调室外风机调节划分为停机、调速、满速三个阶段，可以适应多种运行工况，提高空调室外风机转速的控制精度，并且通过压力的变化率来调节控制空调室外风机调速速率，可以实现在变速阶段的压力平稳调节，达到稳定压力的目的，取消环温检测等，简单可靠，可以解决在某些工况下空调室外风机忽启忽停的问题。

下面结合一个具体示例对本发明提供的空调室外风机的转速控制方法进行描述，如图3所示。

根据空调系统冷媒高压压力范围，将空调室外风机划分为停止、调速、满速三个阶段进行分段控制。其中，预设压力阈值的下限值a和上限值b可根据选用冷媒类型等进行设计。

风机阶段	停机	调速	满速
				高压压力	P＜a	a≤P≤b	P>b

当实际检测的高压压力P位于预设压力阈值的不同范围时，空调室外风机运行至不同阶段，对应关系如上表所示。

其中，当实际检测的高压压力P低于a时，室外风机停止运行；当实际检测的高压压力P高于b时，室外风机以满速V_max运行。

当实际检测的高压压力P位于a与b之间时，即处于调速阶段，在调速过程中，主要包括高压压力升高时的提速过程以及高压压力降低时的降速过程：

提速过程：当实际检测的高压压力为a时，室外风机启动转速为V₀，预设调节步幅为m；

若高压压力继续增高，即压力变化率Ps>0时，控制室外风机转速增加k×m步，当前转速为V_n＝V₀+k×m；

运行3秒后，继续判断压力变化率Ps，当压力变化率Ps依然大于零，此时，控制空调室外风机在前次转速的基础上快速提高转速，即V_n＝V_n-1+k×m，直至达到目标预设转速，使得压力变化率Ps小于等于零。

降速过程：当高压压力降低，压力变化率Ps小于零，此时控制空调室外风机在前次转速的基础上快速降低转速，即V_n＝V_n-1-k×m，直至达到目标预设转速，使得压力变化率Ps大于等于零。

本发明实施例能够以单压力参数实现室外多工况环境下的压力和转速控制调节，使压力趋于稳定，保证空调器系统运行稳定，且减少了其他参数的采用，从而增加了控制的可靠性，简单易于实现。

下面对本发明提供的空调室外风机的转速控制装置进行描述，下文描述的空调室外风机的转速控制装置与上文描述的空调室外风机的转速控制方法可相互对应参照。

根据本发明第二方面的实施例，参照图4所示，本发明还提供一种空调室外风机的转速控制装置，主要包括：检测模块410和控制模块420。其中，检测模块410用于检测空调冷媒高压压力；控制模块420用于在空调室外风机处于调速阶段的情形下，根据高压压力的压力变化率，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速。

具体地，若压力变化率大于零，通过控制模块420控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率提高转速，运行至目标预设转速；若压力变化率小于零，通过控制模块420控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率降低转速，运行至目标预设转速。

其中，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率提高或降低转速的步骤，具体包括：获取压力变化率的前次高压压力下的空调室外风机的前次转速；根据空调室外风机的前次转速，以与压力变化率相匹配的调速速率提高或降低转速，直至压力变化率趋于零，达到稳定压力的目的。

因此，本发明实施例提供的空调室外风机的转速控制装置，能够实现在变速过程中的压力平稳调节，达到稳定压力的作用，并且本发明能够以单压力参数实现室外多工况环境下的压力和转速控制调节，减少其他参数的采用，从而提高控制的简单可靠性。

另一方面，本发明还提供一种空调室外机，包括：压缩机、室外换热器、压力传感器、可调速风机和控制器等部件。其中，室外换热器经冷媒管路分别与压缩机和空调室内机的室内换热器相连，压力传感器设置于冷媒管路上且靠近压缩机的排气口，用于检测冷媒高压压力，可调速风机靠近压缩机和室外换热器设置，用于换热以及调节压力，且可调速风机的驱动电机可以为步进电机。

制冷时，压缩机产生的高温冷媒气体经冷媒管路流经室外换热器冷凝放热，再经节流阀等部件节流，流经室内换热器吸热蒸发，再回流至压缩机中；制热时，压缩机产生的高温冷媒气体经冷媒管路流经室内换热器冷凝放热，再经节流阀等部件节流，流经室外换热器吸热蒸发，再回流至压缩机中。

控制器分别与压缩机、压力传感器和可调速风机电连接，控制器用于在空调室外风机处于调速阶段的情形下，根据检测到的高压压力的压力变化率，控制空调室外风机以与压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速。

本发明实施例提供的空调室外机，能够实现在变速过程中的压力平稳调节，达到稳定压力的作用，并且本发明能够以单压力参数实现室外多工况环境下的压力和转速控制调节，减少其他参数的采用，从而提高控制的简单可靠性。

另一方面，本发明还提供一种空调器，包括：上述实施例的空调室外风机的转速控制装置，或者执行空调室外风机转速控制时，采用上述实施例的空调室外风机的转速控制方法。

本发明空调器的应用场景不做特别限制，例如可以应用于机房、卧室等。

由于本发明实施例提供的空调器包括上述实施例的空调室外风机的转速控制装置或者控制方法，因此具有上述实施例的空调室外风机的转速控制装置或者控制方法的全部技术效果，此处不作赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种空调室外风机的转速控制方法，其特征在于，包括：

检测空调冷媒高压压力；

在空调室外风机处于调速阶段的情形下，根据所述高压压力的压力变化率，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速。

2.根据权利要求1所述的空调室外风机的转速控制方法，其特征在于，根据所述高压压力的压力变化率，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速的步骤，具体包括：

若所述压力变化率大于零，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率提高转速，运行至所述目标预设转速；

若所述压力变化率小于零，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率降低转速，运行至所述目标预设转速。

3.根据权利要求2所述的空调室外风机的转速控制方法，其特征在于，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率提高或降低转速的步骤，具体包括：

获取所述压力变化率的前次高压压力下的所述空调室外风机的前次转速；

根据所述空调室外风机的前次转速，以与所述压力变化率相匹配的调速速率提高或降低转速。

4.根据权利要求2所述的空调室外风机的转速控制方法，其特征在于，若所述压力变化率大于和小于零的总次数达到目标预设次数，控制空调器停机。

5.根据权利要求1所述的空调室外风机的转速控制方法，其特征在于，所述空调室外风机的调速速率与所述高压压力的压力变化率正相关。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的空调室外风机的转速控制方法，其特征在于，所述空调室外风机处于调速阶段的步骤，具体包括：

将检测到的所述高压压力与预设压力阈值进行比较；

若检测到的所述高压压力大于等于所述预设压力阈值的下限值且小于等于所述预设压力阈值的上限值，所述空调室外风机运行至调速阶段。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的空调室外风机的转速控制方法，其特征在于，在检测空调冷媒高压压力的步骤之后，还包括：

将检测到的所述高压压力与预设压力阈值进行比较；

若检测到的所述高压压力小于所述预设压力阈值的下限值，控制所述空调室外风机运行至停机阶段。

8.根据权利要求7所述的空调室外风机的转速控制方法，其特征在于，还包括：

若检测到的所述高压压力大于所述预设压力阈值的上限值，控制所述空调室外风机运行至满速阶段。

9.一种空调室外风机的转速控制装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测空调冷媒高压压力；

控制模块，用于在空调室外风机处于调速阶段的情形下，根据所述高压压力的压力变化率，控制所述空调室外风机以与所述压力变化率相匹配的调速速率运行至目标预设转速。

10.一种空调器，其特征在于，包括：权利要求9所述的空调室外风机的转速控制装置，或者执行空调室外风机转速控制时，采用上述权利要求1-8中任一项所述的空调室外风机的转速控制方法。