WO2019052540A1

WO2019052540A1 - 变频空调的制热控制方法与装置

Info

Publication number: WO2019052540A1
Application number: PCT/CN2018/105786
Authority: WO
Inventors: 刘卫兵; 耿宝寒; 朱辉; 徐中华; 张千; 贾淑玲; 李存恒
Original assignee: 青岛海尔空调器有限总公司
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2019-03-21
Also published as: CN107781946A; CN107781946B

Abstract

一种变频空调的制热控制方法与装置，空调室内机包括并联设置的两个蒸发器（551、552），分别与两个蒸发器（551、552）对应的两个风机（410、420）以及对应的两个出风口组，每个出风口组包括至少一个出风口（112、114、116），制热控制方法包括：空调以制热模式运行时，检测室内目标温度Ta、室内环境温度Tb、室外环境温度Tc以及两个蒸发器的盘管温度，两个盘管温度中较高的温度值记为Td（S402）；检测两个风机的开启状态（S404）；若两个风机均开启，根据Td所处的温度范围以及Ta、Tb、Tc的值确定压缩机的运行频率（S406）；若仅一个风机开启，根据Ta-Tb所处的温差范围以及Ta、Tb、Tc的值确定压缩机的运行频率（S408）。通过对压缩机的运行频率进行精确控制，使空调既满足制热需求，又能避免冷媒循环系统出现过负荷运行。

Description

变频空调的制热控制方法与装置

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种变频空调的制热控制方法与装置。

背景技术

变频空调通常根据遥控器设定的室内目标温度、室内环境温度、室外环境温度来计算得到压缩机的实时运行频率。但目前一些空调的室内机设置有并联的两个蒸发器以及两个风机，以实现多种模式送风。因此常常会出现仅仅开启一个风机的情况。

在制热时，未开启的风机对应的蒸发器因没有风机进行吹风散热，将导致盘管温度较高，冷媒压力过大，压缩机功率过大，使空调过负荷运转。因此，如何对压缩机的运行频率进行精确控制，使空调既满足制热需求，又能避免冷媒循环系统出现过负荷，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是要克服现有技术的上述缺陷，提供一种变频空调的制热控制方法与装置，实现了对压缩机的运行频率进行精确控制，使空调既满足制热需求，又能避免冷媒循环系统出现过负荷运行。

本发明的进一步的目的是要提升空调送风的智能化，实现按需送风和柔和送风，增强用户的舒适性。

特别地，本发明提供了一种变频空调的制热控制方法，空调的室内机包括并联设置的两个蒸发器，分别与两个蒸发器对应的两个风机，每个风机对应至少一个出风口，制热控制方法包括：

变频空调以制热模式运行时，检测室内目标温度Ta、室内环境温度Tb、室外环境温度Tc以及两个蒸发器的盘管温度，两个盘管温度中较高的温度值记为Td；

检测两个风机的开启状态；

若两个风机均开启，根据Td所处的温度范围以及Ta、Tb、Tc的值确定变频空调的压缩机的运行频率；

若仅一个风机开启，根据Ta-Tb所处的温差范围以及Ta、Tb、Tc的值确定压缩机的运行频率。可选地，两个风机均开启时，按以下方式确定压缩机的运行频率：当Td＜T1时，控制压缩机变频运行，频率f＝f(Ta，Tb，Tc)；当T1≤Td≤T2，控制压缩机定频运行，频率f＝f(Ta1，Tb1，Tc1)，式中，Ta1、Tb1和Tc1分别为Td达到T1时的室内目标温度、室内环境温度以及室外环境温度；当Td＞T2时，控制压缩机降频运行，使其频率f＜f(Ta1，Tb1，Tc1)。

可选地，仅一个风机开启时，按以下方式确定压缩机的运行频率：根据温差Ta-Tb计算频率修正系数b＝b(Ta-Tb)，控制压缩机的运行频率f＝b*f(Ta，Tb，Tc)，式中b＜1。

可选地，当Ta-Tb＜T3时，b＝b1；当T3≤Ta-Tb≤T4时，b＝b2；当Ta-Tb＞T4时，b＝b3，式中b1＜b2＜b3。

可选地，T1＝52℃，T2＝58℃，T3＝7℃，T4＝13℃，b1＝0.5，b2＝0.8，b3＝0.9。

可选地，每个出风口处设置有：竖摆叶组，其包括竖向延伸且安装于出风口处的多个竖摆叶，多个竖摆叶可同步枢转以调节出风的左右方向；以及横摆叶组，其包括水平延伸的多个横摆叶，其安装在竖摆叶后方，多个横摆叶可同步枢转以调节出风的上下方向。

可选地，一个风机对应两个出风口，另一风机对应一个出风口；且三个出风口沿直线排列。

可选地，两个风机均为贯流风机。

可选地，两个蒸发器均为翅片式蒸发器且共用同一翅片组，两个蒸发器的盘管分别匹配翅片组的两个半部。

根据本发明的另一个方面还提供了一种变频空调的制热控制装置，其包括存储器以及处理器，其中存储器内存储有控制程序，控制程序被处理器执行时用于实现上述任一种的变频空调的制热控制方法。

本发明的变频空调的制热控制方法中，先根据室内目标温度、室内环境温度以及室外环境温度来初定压缩机的运行频率f＝f(Ta，Tb，Tc)。当两个风机均运行时，两个蒸发器(制热时作为冷凝器使用)均能获得良好的散热，出现过大压力的可能性较小。此时，根据蒸发器的盘管温度来对压缩机频率进行修正，在盘管温度低于T1时，按上述函数正常计算运行频率；在盘管温度满足T1≤Td≤T2时，使其保持定频运行，避免盘管温度进一步升高。当盘管温度Td＞T2时，控制压缩机降频运行，降低蒸发器压力，避免压缩机过负荷运行。而当仅一个风机运行时，为避免未被该风机的风覆盖的蒸发器部分换热不利导致压力过高，根据温差Ta-Tb计算小于1的修正系数b，减小压缩机的运行频率，避免压缩机过负荷运行。由上可见，本发明对压缩机的运行频率进行精确控制，使空调既满足制热需求，又能避免冷媒循环系统出现过负荷运行。

进一步地，空调室内机设置两个蒸发器、两个风机以及多个出风口，可根据用户的制热需求调节风机开启的数量、风速以及蒸发器的冷媒流量，实现风量和制冷量/制热量的智能调节，使风量和制冷量/制热量更加匹配室内需求，节约了空调能耗。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本发明一个实施例的空调室内机部分结构示意图；

图2是图1所示空调室内机的送风结构的分解示意图；

图3是本发明一个实施例的空调室内机的蒸发器的结构示意图；

图4是本发明一个实施例的空调的制热控制方法的示意图；

图5是本发明一个实施例的空调的制热控制方法的流程图；以及

图6是根据本发明一个实施例的变频空调的制热控制装置的示意性框图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种变频空调的制热控制方法。图1是本发明一个实施例的空调室内机部分结构示意图；图2是图1所示空调室内机的送风结构的分解示意图；图3是本发明一个实施例的空调室内机的蒸发器的结构示意图.图3用虚线区分开两个蒸发器。

如图1至图3所示，变频空调的室内机包括壳体，两个蒸发器551、552，两个风机410、420，多个出风口112、114、116以及多个摆叶组件。蒸发器 551、风机410和出风口112、114相匹配。蒸发器552、风机420和出风口116相匹配。图1仅示意出壳体的前面板110，前面板110上开设有前述的出风口112、114、116，壳体未显示出的后侧开设有进风口。室外空气从进风口进入壳体，在风机的驱动下经过两个蒸发器551、552，与蒸发器551、552换热后从对应的出风口112、114、116吹向室内，实现对室内环境的制冷/制热。

在图1至图3所示的实施例中，三个出风口112、114、116的出风面积可设置为相同，因蒸发器551和风机410匹配的出风口112、114数量较多，蒸发器551的换热能力和风机410的送风能力大于蒸发器552以及风机420。例如，可使两个蒸发器551、552在相同换热工况下，蒸发器551的换热量为蒸发器552的两倍，使两个风机在相同转速下，风机410的风量为风机420的两倍。

两个风机410、420可均为贯流风机，为使贯流风机与壳体之间的连接更加稳固，可使风机410的电机411位于其顶部，风机420的电机421位于其底部。两个风机410、420之间可设置有轴承。

多个摆叶组件(例如，出风口112处的多个竖摆叶312以及多个横摆叶322构成一个摆叶组件)与多个出风口112、114、116一一匹配，用于调节每个出风口的风向。

空调室内机还可包括风道组件，风道组件竖立在风机410、风机420与前面板110之间，其包括外壳120和多个隔板121，外壳120限定出前后敞开的导风腔室，多个隔板竖向排列在外壳内，以将导风腔室分隔出彼此隔离的多个风道123、124、125，每个风道匹配一个出风口，用于将风机的风引流至该出风口，且使流向多个出风口112、114、116的风互不干扰。

并且，每个摆叶组件包括竖摆叶组和横摆叶组。其中，竖摆叶组包括竖向延伸且安装于出风口112、114、116处的多个竖摆叶312、314、316，多个竖摆叶可同步枢转以调节出风的左右方向。横摆叶组包括水平延伸的多个横摆叶324、324、326，其安装在风道123、124、125内，多个横摆叶可同步枢转以调节出风的上下方向。可通过设置一个电机带动一个横摆叶(或竖摆叶)转动，通过一连杆铰接于该横摆叶(或竖摆叶)与其余的横摆叶(或竖摆叶)，实现全部横摆叶(或竖摆叶)的同步枢转。当然，也可将横摆叶设置在出风口出，将竖摆叶设置在风道内。

如图2，空调包括压缩机510、冷凝器520、三通管530、两个电子膨胀阀541、542以及两个蒸发器551、552，其中三通管530的进口连接冷凝器520的出口，三通管530的两个出口分别连通两个电子膨胀阀541、542的进口。两个电子膨胀阀541、542的出口分别连通蒸发器551和蒸发器552的进口。蒸发器551和蒸发器552的出口连通压缩机510的进口。

如图1，节流元件541后设置有分液器561，电子膨胀阀542后设置有分液器562，均用于将冷媒分为多路，提高蒸发器的换热效率。在制冷时，冷媒流经两个蒸发器551、552的盘管后，均汇合至集气管580内，再从集气管580内流向压缩机510。

在一些实施例中，如图4所示，蒸发器551和蒸发器552为翅片式蒸发器，且两个蒸发器551、552共用同一翅片组501，蒸发器551的盘管502安装于翅片组501的上部，蒸发器552的盘管503安装于翅片组501的下部。相比于两个蒸发器独立、各制作自安装的方案，本实施例可方便蒸发器551、552的制作和安装，同时也节约了壳体内部空间。

变频空调制热过程中，蒸发器作为冷凝器使用，内部冷媒压力(冷凝压力)较高，压力过高将导致压缩机的功率升高，导致压缩机过负荷运行，引发压缩机停机等问题。为此，本发明实施例的制热控制方法通过下述步骤避免压缩机过负荷运转。通过在适当时刻降低压缩机频率能够降低冷凝压力，也能降低压缩机功率。

图4是本发明一个实施例的空调的制热控制方法的示意图。如图4所示，本发明的制热控制方法可包括以下步骤：

步骤S402，空调以制热模式运行时，检测室内目标温度Ta(由用户设定)、室内环境温度Tb、室外环境温度Tc以及两个蒸发器551、552的盘管温度，两个盘管温度中较高的温度值记为Td。可通过设置温度传感器检测上述温度。

步骤S404，检测两个风机410、420的开启状态，即确定空调室内机开启了几个风机。若两个风机410、420均开启，执行步骤S406。若仅一个风机开启，执行步骤S408。

步骤S406，根据Td所处的温度范围以及Ta、Tb、Tc的值确定压缩机510的运行频率。

步骤S408，根据Ta-Tb所处的温差范围以及Ta、Tb、Tc的值确定压缩机的运行频率。

图5是本发明一个实施例的空调的制热控制方法的流程图。在一些实施例中，空调处于制热模式下，可采用下述步骤进行控制。

步骤S501，空调以制热模式运行时，检测室内目标温度Ta(由用户设定)、室内环境温度Tb、室外环境温度Tc以及两个蒸发器551、552的盘管温度，两个盘管温度中较高的温度值为Td。

步骤S502，检测两个风机410、420的开启状态，即确定空调室内机开启了几个风机。若两个风机410、420均开启，执行步骤S504。若仅一个风机开启，执行步骤S509。

步骤S504，判断Td＜T1是否成立，若成立，执行步骤S505，若不成立执行步骤S506。

步骤S505，Td＜T1成立。控制压缩机510变频运行，频率f＝f(Ta，Tb，Tc)。即频率f为Ta，Tb，Tc的函数。基本思路是使压缩机510的频率f随Ta与Tb之间的温差的增大而增大，随Tc的增大而增大。具体的计算方式与现有技术仅设置一个风机以及一个蒸发器的压缩机频率的计算方式相同，在此不再详细说明。

步骤S506，判断T1≤Td≤T2是否成立，若成立，执行步骤S507，若不成立执行步骤S508。

步骤S507，T1≤Td≤T2成立。控制压缩机510定频运行，频率f＝f(Ta1，Tb1，Tc1)，式中，Ta1、Tb1和Tc1分别为Td刚好达到T1时的室内目标温度、室内环境温度以及室外环境温度。因Td已经达到或超过T1，因此需要压缩机保持频率，使盘管温度不再继续升高。

步骤S508，T1≤Td≤T2不成立，也就是Td＞T2成立。控制压缩机510降频运行，使其频率f＜f(Ta1，Tb1，Tc1)。因此时Td＞T2，盘管温度已经过高，为避免压缩机510过负荷运转，需尽快对压缩机510进行降频，降低冷凝压力和压缩机510功率。

在上述步骤中，可根据压缩机510的承载能力，通过实验确定T1与T2的值，例如使T1＝52℃，T2＝58℃。

在上述步骤中，因两个风机410、420均运行时，两个蒸发器551、552均能得到良好的散热。根据蒸发器551、552的盘管温度来对压缩机510的频率进行修正，使空调既满足制热需求，又能避免冷媒循环系统出现过负荷运行。

步骤S509，仅一个风机开启时，根据Ta-Tb所处的温差范围以及Ta、Tb、Tc的值确定压缩机510的运行频率。具体地，根据温差Ta-Tb计算频率修正系数b＝b(Ta-Tb)，控制压缩机510的运行频率f＝b*f(Ta，Tb，Tc)，式中b＜1。

具体地，可根据Ta-Tb所处的温度区间来确定b的值。当Ta-Tb＜T3时，b＝b1；当T3≤Ta-Tb≤T4时，b＝b2；当Ta-Tb＞T4时，b＝b3，式中b1＜b2＜b3。在一些实施例中，T3＝7℃，T4＝13℃，b1＝0.5，b2＝0.8，b3＝0.9。

上述实施例中，仅一个风机运行时，为避免未被该风机的风覆盖的蒸发器部分换热不利导致压力过高，上述实施例通过使b＜1，减小压缩机510的运行频率，避免压缩机510过负荷运行。

图6是根据本发明一个实施例的变频空调的制热控制装置的示意性框图。本实施例的控制装置15可以包括存储器151以及处理器153，其中存储器151内存储有控制程序152，控制程序152被处理器153执行时用于实现上述任一种实施例的变频空调的制热控制方法。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims

一种变频空调的制热控制方法，所述空调的室内机包括并联设置的两个蒸发器，分别与两个所述蒸发器对应的两个风机，每个所述风机对应至少一个出风口，所述制热控制方法包括：

所述变频空调以制热模式运行时，检测室内目标温度Ta、室内环境温度Tb、室外环境温度Tc以及两个所述蒸发器的盘管温度，两个所述盘管温度中较高的温度值记为Td；

检测两个所述风机的开启状态；

若两个所述风机均开启，根据Td所处的温度范围以及Ta、Tb、Tc的值确定所述变频空调的压缩机的运行频率；

若仅一个所述风机开启，根据Ta-Tb所处的温差范围以及Ta、Tb、Tc的值确定所述压缩机的运行频率。
根据权利要求1所述的制热控制方法，其中

两个所述风机均开启时，按以下方式确定所述压缩机的运行频率：

当Td＜T1时，控制所述压缩机变频运行，运行频率f＝f(Ta，Tb，Tc)；

当T1≤Td≤T2，控制所述压缩机定频运行，运行频率f＝f(Ta1，Tb1，Tc1)，式中，Ta1、Tb1和Tc1分别为Td达到T1时的室内目标温度、室内环境温度以及室外环境温度；

当Td＞T2时，控制所述压缩机降频运行，使其频率f＜f(Ta1，Tb1，Tc1)。
根据权利要求2所述的制热控制方法，其中

仅一个所述风机开启时，按以下方式确定所述压缩机的运行频率：

根据温差Ta-Tb计算频率修正系数b＝b(Ta-Tb)，控制所述压缩机的运行频率f＝b*f(Ta，Tb，Tc)，式中b＜1。
根据权利要求3所述的制热控制方法，其中

当Ta-Tb＜T3时，b＝b1；

当T3≤Ta-Tb≤T4时，b＝b2；

当Ta-Tb＞T4时，b＝b3，式中b1＜b2＜b3。
根据权利要求4所述的制热控制方法，其中

T1＝52℃，T2＝58℃，T3＝7℃，T4＝13℃，b1＝0.5，b2＝0.8，b3＝0.9。
根据权利要求1所述的制热控制方法，其中每个所述出风口处设置有：

竖摆叶组，其包括竖向延伸且安装于所述出风口处的多个竖摆叶，所述多个竖摆叶可同步枢转以调节出风的左右方向；以及

横摆叶组，其包括水平延伸的多个横摆叶，其安装在所述竖摆叶后方，所述多个横摆叶可同步枢转以调节出风的上下方向。
根据权利要求1所述的制热控制方法，其中

一个所述风机对应两个所述出风口，另一所述风机对应一个所述出风口；且

三个所述出风口沿直线排列。
根据权利要求1所述的制热控制方法，其中

两个所述风机均为贯流风机。
根据权利要求1所述的制热控制方法，其中

两个所述蒸发器均为翅片式蒸发器且共用同一翅片组，所述两个蒸发器的盘管分别匹配所述翅片组的两个半部。
一种变频空调的制热控制装置，其包括存储器以及处理器，其中所述存储器内存储有控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时用于实现根据权利要求1至9中任一项所述的变频空调的制热控制方法。