CN108168018B - 空调器制热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调器制热控制方法，空调器具有制热模式，控制方法包括：当空调器工作于制热模式并接收到开启节能功能的指令后，持续检测空调器的室内机所处室内环境的环境温度Ti，并根据环境温度Ti调节室内机的内风机转速n和空调器的室外机的压缩机频率f；其中内风机转速n随环境温度Ti的增加而增加，压缩机频率f随环境温度Ti的增加而减小。本控制方法控制室内机的内风机转速随室内温度的升高而相应地升高、使室外机压缩机频率降低，从而使室内换热的风量增大，降低制冷过程中的空调器的整个换热系统的换热压力以及降低压缩机的能耗，以使空调器整体的功率相应降低。

Description

空调器制热控制方法

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，特别是涉及一种用于控制空调器制热运行的控制方法。

背景技术

目前，空调行业的节能课题一直是研究的热点课题，国家宏观政策、空调厂商以及各研究机构都在鼓励研究节能减排问题。现有空调的节能技术大多数关于空调各元件的，比如压缩机、电机的节能技术，以及多样的空调制冷方面的节能技术，但与此同时，用户对家用空调的需求更加多样，仅在制冷运行时的节能技术已不能满足空调在不同季节的使用，制热节能方面还缺乏一种有效的节能方法。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种能耗较低的空调制热控制方法。

本发明一个进一步的目的是要提高空调制热的换热效率及舒适性。

特别地，本发明提供了一种空调器制热控制方法，所述空调器具有制热模式，所述控制方法包括：

当所述空调器工作于所述制热模式并接收到开启节能功能的指令后，持续检测所述空调器的室内机所处室内环境的环境温度Ti，并根据所述环境温度Ti调节所述室内机的内风机转速n和所述空调器的室外机的压缩机频率f；其中

所述内风机转速n随所述环境温度Ti的增加而增加，所述压缩机频率f随所述环境温度Ti的增加而减小。

进一步地，当所述空调器工作于所述制热模式且所述节能功能开启后，控制所述内风机转速n随着所述环境温度Ti的增加而线性递增；以及

控制所述室外机的所述压缩机频率f随着所述环境温度Ti的增加而线性降低。

进一步地，所述内风机转速n的转速变化的计算公式为：

n＝int(a×Ti+b)

其中，n为以每分钟转速为单位的数值，Ti为以摄氏度为单位的数值，a为取值范围在20.4～26.0之间的转速系数，b为取值范围在500～650之间的第一校准系数。

进一步地，所述压缩机频率f的频率变化的计算公式为：

f＝A×Ti+B

其中，f为以赫兹为单位的数值，Ti为以摄氏度为单位的数值，A为取值范围在-2.2～-1.2之间的频率系数，B为取值范围在96～107之间的第二校准系数。

进一步地，当所述环境温度Ti大于预设的环境温度的上限温度阈值Tmax时，所述转速计算公式和所述频率计算公式中的所述环境温度Ti选取为所述上限温度阈值Tmax；且

Tmax为以摄氏度为单位的数值。

进一步地，当所述环境温度Ti小于预设的环境温度的下限温度阈值Tmin时，所述转速计算公式和所述频率计算公式中的所述环境温度Ti选取为所述下限温度阈值Tmin；且

Tmin为以摄氏度为单位的数值。

进一步地，所述控制方法还包括：当所述空调器工作于所述制热模式并接收到开启节能功能的指令后，每间隔一预设的更新周期重新获取当前的所述环境温度Ti。

进一步地，所述控制方法还包括：当所述空调器工作于所述制热模式且所述节能功能开启后，若所述室内机接收到改变温度和/或改变风速的控制指令，则自动关闭所述节能功能。

本控制方法通过控制室内机的内风机转速随室内环境温度的升高相线性升高，从而使室内换热的风量逐步增大，降低制冷过程中的空调器的整个换热系统的换热压力。

进一步地，本控制方法还控制室外机压缩机频率随着室内环境温度的升高而线性降低，以使空调器整体的功率相应降低，减小了室内机整体的换热能耗。

进一步地，虽然压缩机频率在降低，但由于换热风量在持续增大，一降一增基本上可以保证制热量没有显著变化，保证了空调器的制热效果。

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是根据本发明一个实施例的控制方法的示意性流程图；

图2是根据本发明一个实施例的控制方法的示意性效果图；

图3是根据本发明一个实施例的控制方法的内风机转速和压缩机频率相对于环境温度变化的示意图。

具体实施方式

空调器一般性地可包括室内机和室外机。室内机一般可包括内风机及室内换热器。室外机一般可包括压缩机、四通阀、节流装置、外风机和室外换热器等。一般地，空调器在工作于制冷模式时，室内换热器作为蒸发器，室外换热器作为冷凝器。进一步地，空调器在工作于制热模式时，可通过使室外机四通阀换向改变制冷剂的流向，使室外换热器成为蒸发器吸收热量，使室内换热器成为冷凝器放热。

本发明的控制方法可用于运行于制热模式的空调器。空调器可具有默认的节能模式，也可在本控制方法的控制下实现节能功能。也即是，空调器可具有原有的节能功能指令，也可将启用本控制方法的控制指令作为开启节能功能的指令。

具体地，控制方法包括当空调器工作于制热模式并接收到开启节能功能的指令后，持续检测空调器的室内机所处室内环境的环境温度Ti，并根据环境温度Ti调节室内机的内风机转速n和空调器的室外机的压缩机频率f。特别地，内风机转速n随环境温度Ti的增加而增加，压缩机频率f随环境温度Ti的增加而减小。

也即是，当室内机运行制热模式后，随着室内环境温度越来越高。本控制方法控制室内机的内风机转速也相应地越来越高，从而使室内换热的风量增大，降低制冷过程中的空调器的整个换热系统的换热压力。相应地，不同于一些现有技术中使内风机的转速和室外压缩机的频率正相关变化、使压缩机高频运转时必然对应室内风机的高速运转的控制方法，本控制方法还控制室外机压缩机频率降低，以使空调器整体的功率相应降低。

图1是根据本发明一个实施例的控制方法的示意性流程图。参见图1，控制方法具体包括：

步骤S100，空调进入到制热模式，开启节能功能。

步骤S102，获取环境温度Ti。

步骤S104，判断环境温度Ti是否大于或等于上限温度阈值Tmax；若是，则执行步骤S106；若否，则执行步骤S108。

步骤S106，环境温度Ti选取为上限温度阈值Tmax。

步骤S108，判断环境温度Ti是否小于或等于下限温度阈值Tmin；若是，则执行步骤S110；若否，则执行步骤S112。

步骤S110；环境温度Ti选取为下限温度阈值Tmin。

步骤S112，根据环境温度Ti调节内风机转速n。

步骤S114，根据环境温度Ti调节压缩机频率f。

步骤S116，判断内风机转速n和压缩机频率f是否已经保持一个更新周期未改变；若是，则返回执行步骤S102；若否，则执行步骤S118。

步骤S118，保持当前的运行状态。

步骤S120，空调器是否接受到改变制热温度和/或送风风速的控制指令；若是，则执行步骤S122；若否，则继续执行步骤S118。

步骤S122，退出节能功能。

图2是根据本发明一个实施例的控制方法的示意性效果图。

参见图2，应用本发明的控制方法进行节能制热的室内机在短时间的制热运行中(大于或等于10分钟后)即可在一定程度上降低系统功率。特别地，当室内机受控于本控制方法进行长时间(大于或等于30分钟)的制热运行后，系统功率明显降低，也即是当室内机开机一段时间并进入稳定运行后，其系统功率将大大减小，制热所需能耗明显降低。尽管室内机的内风机转速增加造成电机功率也会相应增加，但内风机电机这部分功率很小，一般只有10-50W，整个换热系统压力的减小和压缩机频率的降低造成空调功率减低的部分远大于风机电机功率上升的部分，因此整体上可使空调功率降低，大大增强空调的节能效果。

进一步地，虽然压缩机频率在降低，但由于换热风量在持续增大，一降一增基本上可以保证制热量没有显著变化，保证了空调器的制热效果。

图3是根据本发明一个实施例控制方法的内风机转速和压缩机频率相对于环境温度变化的示意图。

参见图3，在本发明的一些实施例中，当空调器工作于制热模式且节能功能开启时，步骤S112和S114所示的控制方法可具体为：控制内风机转速n随着环境温度Ti的增加而线性递增，以及控制室外机的压缩机频率f随着环境温度Ti的增加而线性降低。

具体地，内风机转速n的转速变化的计算公式为：

n＝int(a×Ti+b)

其中，n为以每分钟转速(也即是rmp)为单位的数值，Ti为以摄氏度为单位的数值，a为取值范围在20.4～26.0之间的转速系数，b为取值范围在500～650之间的第一校准系数。int是将数值向下取整为最接近的整数的函数。

进一步地，在本发明的一些实施例中，控制方法还可包括：当环境温度Ti小于15℃时，转速系数a的取值优先选取取值范围靠近下限的值。例如小于23.5的转速系数，具体地如20.4、22.1、23.0等。第一校准系数b的取值优先选取取值范围靠近下限的值，例如小于575的第一校准系数，具体如550、560、570等。当环境温度Ti大于或等于15℃时，转速系数a的取值优先选取取值范围靠近上限的值。例如大于或等于23.5的转速系数。具体如24.0、24.7、25.2、26.0等。第一校准系数b的取值优先选取取值范围靠近上限的值，例如大于或等于575的转速系数，具体如600、630、650等。也即是，当室内环境温度低时(Ti小于15℃)，为保证出风温度，空调内机转速可受控保持在一个偏高但不过高且缓慢变化的速度值，由此避免用户感到不适。进一步地，当室内环境温度较高时(Ti大于或等于15℃)，则可通过将内风机的转速适当提高以尽可能地保证节能效果，从而减小整个换热系统的压力，实现节能。

进一步地，压缩机频率f的频率变化的计算公式为：

f＝A×Ti+B

其中，f为以赫兹为单位的数值，A为取值范围在-2.2～-1.2之间的频率系数，B为取值范围在96～107之间的第二校准系数，压机频率f精度可取至小数点后一位(也即是0.1)。

进一步地，在本发明的一些实施例中，控制方法还可包括：当环境温度Ti小于15℃时，频率系数A的取值优先选取取值范围靠近上限的值。例如大于-1.7的频率系数，具体如-1.5、-1.3、-1.2等。第二校准系数B的取值优先选取取值范围靠近上限的值，例如大于101的第二校准系数，具体如105、106、107等。当环境温度Ti大于或等于15℃时，频率系数A的取值优先选取取值范围靠近下限的值，例如小于或等于-1.7的频率系数，具体如-2.2、-2.0、-1.9等。第二校准系数B的取值优先选取取值范围靠近下限的值，例如小于或等于101的第二校准系数，具体如96、97、99等。也即是，当室内环境温度低时(Ti小于15℃)，将空调压机频率保持在一个偏低但不过低的频率值，以在降低能耗的同时保证制热量。进一步地，当室内环境温度较高时(Ti大于等于15℃)，为将节能效果最大化，可适当将压机频率可下调。由于此时环境温度较高，且内风机受控具有相对较高的转速，因此此时室内机的制热量不会大幅变化，用户不会产生不适感。

在本发明的一些实施例中，步骤S104至S106中的控制方法可具体为，当环境温度Ti大于预设的环境温度的上限温度阈值Tmax时，转速计算公式和频率计算公式中的环境温度Ti选取为上限温度阈值Tmax。具体地，Tmax为以摄氏度为单位的数值，可以为25至35之间的任意值，例如25、30、35等。也即是上限温度阈值可以为25℃、30℃、35℃等。优选地，该上限阈值可以选取为30℃。此时当环境温度上升至30℃或超过30℃时，用于调整内风机转速和压缩机频率的环境温度数值Ti可直接选取为30。

在本发明的一些实施例中，步骤S108至S110中的控制方法可具体为，当环境温度Ti小于预设的环境温度的下限温度阈值Tmin时，转速计算公式和频率计算公式中的环境温度Ti选取为下限温度阈值Tmin。具体地，Tmin为以摄氏度为单位的数值，可以为0至10之间的任意值，例如3、5、7等。也即是下限温度阈值可以为3℃、5℃、7℃等。优选地，该下限阈值可以选取为5℃。此时当环境温度下降至至5℃或低于5℃时，用于调整内风机转速和压缩机频率的环境温度数值Ti可直接选取为5。

本发明的上限温度阈值的设置确保空调室内机转速不至于超过室内机最大噪音对应的转速。下限温度阈值的设置可保证压缩机频率不至于过高，避免压缩机运行频率超过其正常工作频率范围，以延长压缩机的使用寿命。

本发明的控制方法使得对于相同的室内环境温度，制热运行中的室内机转速越低，则其出风温度越高；室内机转速越高，则其出风温度越低。也即是，室内环境温度Ti低时，室内机转速相对较低，此时出风温度较高，人不会有吹冷风的感觉。而室内环境温度Ti高时，室内机转速相对较高，此时空调出风温度本应相对低些(以室内环境温度相同为前提)，但因室内环境温度Ti较高，人仍不会有吹冷风的感觉。就是说随着室内环境温度增加，室内机转速线性逐步增加，空调出风温度在某一个连续的时间段内基本上无大的变化，保证用户不会有吹冷风的感受，提高制热舒适性。

在本发明的一些实施例中，控制方法还包括：当空调器工作于制热模式并接收到开启节能功能的指令后，每间隔一预设的更新周期重新获取当前的环境温度Ti。具体地，步骤S116中一个更新周期可以为5s至1min之间的任意时间值。例如可以为10s、20s、30s、40s、50s等。由于室内环境温度在例如30s的时间内不可能出现大的突变，故内风机转速和压缩机频率的变化也不可能出现巨大突变的。由此，保证内风机转速是逐步缓慢变化的，不会引起用户的注意。

在本发明的一些实施例中，当空调器工作于制热模式且节能功能开启时，若室内机接受到改变温度和/或改变风速的控制指令，则自动关闭节能功能。也即是，通过步骤S120，当用户不满足于节能功能下的空调换热效率，可通过手动调节设置期望的换热温度和送风强度。此时空调器无需用户额外操作即可自动停止节能功能，以在最短时间内达到以用户要求的换热强度并持续运行，满足用户的不同需求。

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 (5)

1.一种空调器制热控制方法，所述空调器具有制热模式，所述控制方法包括：

当所述空调器工作于所述制热模式并接收到开启节能功能的指令后，持续检测所述空调器的室内机所处室内环境的环境温度Ti，并根据所述环境温度Ti调节所述室内机的内风机转速n和所述空调器的室外机的压缩机频率f；其中

所述内风机转速n随所述环境温度Ti的增加而增加，所述压缩机频率f随所述环境温度Ti的增加而减小，其中，

当所述空调器工作于所述制热模式且所述节能功能开启后，控制所述内风机转速n随着所述环境温度Ti的增加而线性递增；以及

控制所述室外机的所述压缩机频率f随着所述环境温度Ti的增加而线性降低，其中，

所述内风机转速n的转速变化的计算公式为：

n＝int(a×Ti+b)

其中，n为以每分钟转速为单位的数值，Ti为以摄氏度为单位的数值，a为取值范围在20.4～26.0之间的转速系数，b为取值范围在500～650之间的第一校准系数，以及

所述压缩机频率f的频率变化的计算公式为：

f＝A×Ti+B

其中，f为以赫兹为单位的数值，Ti为以摄氏度为单位的数值，A为取值范围在-2.2～-1.2之间的频率系数，B为取值范围在96～107之间的第二校准系数。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中

当所述环境温度Ti大于预设的环境温度的上限温度阈值Tmax时，所述转速计算公式和所述频率计算公式中的所述环境温度Ti选取为所述上限温度阈值Tmax；且

Tmax为以摄氏度为单位的数值。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其中：

当所述环境温度Ti小于预设的环境温度的下限温度阈值Tmin时，所述转速计算公式和所述频率计算公式中的所述环境温度Ti选取为所述下限温度阈值Tmin；且

Tmin为以摄氏度为单位的数值。

4.根据权利要求1所述的控制方法，还包括：

当所述空调器工作于所述制热模式并接收到开启节能功能的指令后，每间隔一预设的更新周期重新获取当前的所述环境温度Ti。

5.根据权利要求1所述的控制方法，还包括：

当所述空调器工作于所述制热模式且所述节能功能开启后，若所述室内机接收到改变温度和/或改变风速的控制指令，则自动关闭所述节能功能。