CN1851337A - 家用多联空调低温制热外机频率的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多联空调低温制热时外机频率的控制方法。本发明通过将制冷和制热的最高运行频率分开，在制热运行模式中，对应室外的较低的环境温度，通过室外机温度T_out和内机总能力P_total运算得到压缩机制热的最高工作频率，并以此频率运行，从而提高压机在低温时的做功能力。此外，在外机频率的确定中加入了表征内机制热效果的相关参数的内机制热效果因子，同样通过频率的控制，使内机制热效果趋于优化。

Description

家用多联空调低温制热外机频率的控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调低温制热时外机频率的控制方法，尤其是家用多联空调低温制热时外机频率的控制方法。

背景技术

多联空调属于中央空调的一种，是指一台或几台外机联结多台同型号或不同型号的内机的实现不同空间空气调节的空调，家用中央空调一般是一台外机拖多个内机运行的小型的中央空调。

目前大多数空调所采用的制热方法在本质上是与制冷机相同的，只是工质循环的方向不同，(可以低温制冷)。其制热的工作原理是：在热泵中，冷媒在外机的热交换器中吸热气化，由电能驱动压缩机将高温高压气体输送到内机，在内机热交换器中液化放热(理论上吸收热量和做功的和等于放出热量)，冷媒的循环运动发生物理相变过程，使热量不断得到交换传递，通过阀门切换使机组实现制热、制冷更换功能。

压缩机的能力和频率，环境温度和系统结构都有关系。压缩机的能力必须和空调系统的需求能力一致。这样就要求压缩机的运行频率必须在由环境温度和系统结构决定的适当的范围内。在系统结构确定的情况下，如果外机环境温度过低时，总体上冷媒在气化过程中吸收的热量少，就要求压缩机的频率要适当的大，提高压缩机的做功能力，才能满足既定的内机的能力要求。如果频率过低，将会造成效果不理想。反之，如果压缩机的频率过大，空调的能耗将增大，系统的能力也未必有有效的提升。

最高运行频率是指限定的变频压缩机运行频率的最大值。压缩机允许运行的频率一般比较高，为了和空调系统相匹配，我们限定了压缩机在制冷制热运行中的最大运行频率。

目前有些家用多联空调，制冷和制热的最高运行频率都采样相同的频率值，而没有分开控制。在相同的系统结构状态下，如果最高运行频率设定低，当室外温度比较低时，压缩机会因频率受限无法提升做功能力，造成内机的制热效果较差。如果最高运行频率设定高，制冷运行高温工况时有会出现电流过高，对压缩机造成损害。另外，频率的控制中没有控制内机制热效果的因子，这造成了室内温度比较低时，内机的制热效果不理想。

发明内容

本发明为了克服上述不足，提供一种能够在室外温度较低的情况下改善制热效果的外机频率控制方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：实际运行频率f_out包括目标运行频率f_ref，所述目标运行频率通过外机温度和内机总能力运算得到，包括以下步骤：

1)判断运行模式，是否为制热运行模式；

2)制热启动；

3)检测室外温度T_out；

4)计算内机总能力需求P_total；

5)通过检测室外温度T_out和内机总能力需求P_total计算运行目标频率f_ref并按此频率运行；

其中步骤3)、4)同时进行或不分顺序先后进行。

所述实际运行频率还可包括用于修正所述运行目标频率的内机制热因子，即频率的修正值Δf。

所述实际运行频率可以是所述运行目标频率和所述频率校正值的和，即

f_out＝f_ref+Δf。

所述频率的修正值Δf可以由各内机盘管温度的平均值T_z决定。

所述运行目标频率可以通过如下公式运算得出：

f_ref＝C1(P_total-C2)+C3(7-T_out)+C4，

其中C1～C4为常数。

所述频率的修正值Δf可以通过如下公式运算得出： $\mathrm{\Δf}=\left\{\begin{array}{cc}0& |C6-T_z|\≤1\\ C5(C6-T_z)& |C6-T_z|>1\end{array}\right.,$ 其中C5、C6为常数。

所述室外温度T_out可以由设置在外机冷凝器的进风侧的温度传感器检测得到。

所述内机盘管温度的平均值T_z，可以通过设置在每个内机盘管上的温度传感器检测到，并通过求平均值计算得到。

所述内机总能力需求P_total可以包括每台内机能力计算值P_{rate_n}，与设定温度和室内环境温度的差所确定的参数由S_n，共同决定。

表1是本发明中设定温度和室内环境温度的差与区段参数S_n之间的对应值

温度差(℃)	0～0.6	0.6～1.2	1.2～1.8	1.8～2.4	2.4～3.0	3.0～3.6	3.6～4.2	4.2及以上
									Sn	0	1	2	3	4	5	6	7

                                           表1

所述计算内机总能力需求P_total可以通过如下方法得到：

设定温度和室内环境温度的差所确定的参数由S_n表示，并分为8个区段，分别对应0，1，2，3，4，5，6，7这8个常数参数，S_n为第n台内机的温差区段参数，其中n≥1，并根据设定温度和室内环境温度的差，通过对照表得到对应的参数值；第n台内机能力计算值P_{rate_n}，是由内机的实际能力，也就是内机的匹数，通过

P_{rate_n}＝10×匹数，

计算得到，第n台内机的功率需求Pn通过下式得到

P_n＝(S_n+1)P_{rate_n}

并通过

$P_{\mathrm{total}}=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{P}_n$

计算出内机运行能力需求P_total。

本发明通过将制冷和制热的最高运行频率分开，在制热运行模式中，对应室外的较低的环境温度，通过计算得到把压机制热的最高频率，并以此频率运行，从而提高压机在低温时的做功能力。此外，在外机频率的确定中加入了表征内机制热效果的相关参数的内机制热效果因子，同样通过频率的控制，使内机制热效果趋于优化。

附图说明

图1是本发明的流程图；

具体实施方式

本发明的实现过程如图1所示，并将系统结构设定为一部外机带动三台内机工作，本发明通过以下步骤实现：

1)用户控制空调系统开机后，由主控制器判断开机后的运行模式，是否设定当前运行模式为制热运行模式；

2)如果当前运行模式是制热运行模式，则空调系统开始进入制热启动过程；

3)系统控制外机中的压缩机进入工作准备，同时，控制固定在外机冷凝器的进风侧的温度传感器检测到室外的温度T_out；

4)内机运行时，每台内机的设定温度和室内环境温度的差所确定的由参数S_n表示，即为第n台内机的温差区段参数，其中，设定温度通过用户操作控制，而室内环境温度则通过设置在室内机中的温度传感器检测得到，所述温差区段参数S_n中，n＝1，2，3，代表三台内机的温差区段参数，每个温差区段参数分为8个区段，分别对应0，1，2，3，4，5，6，7这8个常数参数，如表2所示，并根据设定温度和室内环境温度的差，通过对照表2分别得到对应的参数值S₁、S₂、S₃，例如，当第一台室内机设定温度和室内环境温度的差为1.5℃时，则对应S₁为2，当第二台室内机设定温度和室内环境温度的差为1.8℃时，则对应S₂为3，其他各内机依此类推，当温度差刚好为分隔点值时，取更高一级的温差区段参数值；

5)第n台内机能力计算值P_{rate_n}，其中n＝1、2、3，是由内机的实际能力，也就是内机的匹数，通过

P_{rate_n}＝10×匹数，分别计算得到P_{rate_1}、P_{rate_2}、P_{rate_3}，第n台内机的功率需求P_n，其中n＝1、2、3，再根据计算得到的P_{rate_n}和上一步骤中确定的S_n通过下式得到对应的P₁、P₂、P₃，

P_n＝(S_n+1)P_{rate_n}

并通过

$P_{\mathrm{total}}=\underset{3}{\mathrm{\Σ}}{P}_n$

计算出内机运行能力需求P_total。

6)通过步骤3)中检测到的室外温度值T_out和计算出的内机总能力P_total，通过如下公式计算出运行的目标频率f_ref，

f_ref＝C1(P_total-C2)+C3(7-T_out)+C4，

其中C1～C4为常数，空调外机以上述目标频率f_ref运行制热模式，直至压缩机的频率从刚启动时上升状态到达比较平稳的状态；

7)在每个内机进出冷媒的液管上固定设置有一个温度传感器，通过所述温度传感器检测到每个内机盘管位置的温度，并计算出三个内机盘管温度的平均值T_z；

8)将上述计算出的温度平均值T_z，通过如下公式计算得到频率的修正值Δf，即

$\mathrm{\Δf}=\left\{\begin{array}{cc}0& |C6-T_z|\≤1\\ C5(C6-T_z)& |C6-T_z|>1\end{array}\right.,$ 其中C5、C6为常数；

9)将运行目标频率和频率的修正值合成，得到最终的运行频率，即

f_out＝f_ref+Δf

使空调外机以此频率继续运行，从而实现对外机运行频率调节，优化内机制热效果；

10)运行过程中重复步骤6)～8)，使空调在整个制热运行的过程中的运行频率不断进行调整，直至达到设定温度后停机或由用户控制停机。

本发明同样适用于n＝1，即将系统结构设定为一部外机仅带动一台内机工作的情况，或多部外机仅带动一台内机工作的情况。

以上对本发明所提供的多联空调低温制热时外机频率的控制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1、一种空调低温制热时外机频率的控制方法，其特征在于：实际运行频率f_out包括目标运行频率f_ref，所述目标运行频率通过外机温度T_out和内机总能力P_total运算得到，包括以下步骤：

1)判断运行模式，是否为制热运行模式；

2)制热启动；

3)检测室外温度T_out；

4)计算内机总能力需求P_total；

5)通过检测室外温度T_out和内机总能力需求P_total计算运行目标频率f_ref并按此频率运行；

其中步骤3)、4)同时进行或不分顺序先后进行。

2、如权利要求1所述的空调低温制热时外机频率的控制方法，其特征在于：所述实际运行频率还包括用于修正所述运行目标频率的内机制热因子，即频率的修正值Δf。

3、如权利要求2所述的空调低温制热时外机频率的控制方法，其特征在于：所述实际运行频率是所述运行目标频率和所述频率校正值的和，即

f_out＝f_ref+Δf。

4、如权利要求2或3所述的空调低温制热时外机频率的控制方法，其特征在于：所述频率的修正值Δf由各内机盘管温度的平均值T_z决定。

5、如权利要求1或2或3所述的空调低温制热时外机频率的控制方法，其特征在于：所述运行目标频率通过如下公式运算得出：

f_ref＝C1(P_total-C2)+C3(7-T_out)+C4，

其中C1～C4为常数。

6、如权利要求4所述的空调低温制热时外机频率的控制方法，其特征在于：所述频率的修正值Δf通过如下公式运算得出：

$\mathrm{\Δf}=\left\{\begin{array}{cc}0& |C6-T_z|\≤1\\ C5(C6-T_z)& |C6-T_z|>1\end{array}\right.,$ 其中C5、C6为常数。

7、如权利要求1或2或3所述的空调低温制热时外机频率的控制方法，其特征在于：所述室外温度T_out由设置在外机冷凝器的进风侧的温度传感器检测得到。

8、如权利要求4所述的空调低温制热时外机频率的控制方法，其特征在于：所述内机盘管温度的平均值T_z，通过设置在每个内机盘管上的温度传感器检测到，并通过求平均值计算得到。

9、如权利要求5所述的空调低温制热时外机频率的控制方法，其特征在于：所述内机总能力需求P_total包括每台内机能力计算值P_{rate_n}，与设定温度和室内环境温度的差所确定的参数由S_n，共同决定。

10、如权利要求9所述的空调低温制热时外机频率的控制方法，其特征在于：所述计算内机总能力需求P_total通过如下方法得到：

设定温度和室内环境温度的差所确定的参数由S_n表示，并分为8个区段，分别对应0，1，2，3，4，5，6，7这8个常数参数，S_n为第n台内机的温差区段参数，其中n≥1，并根据设定温度和室内环境温度的差，通过对照表得到对应的参数值；第n台内机能力计算值P_{rate_n}，是由内机的实际能力，也就是内机的匹数，通过

P_{ratte_n}＝10×匹数，

计算得到，第n台内机的功率需求Pn通过下式得到

P_n＝(S_n+1)P_{rate_n}

并通过

$P_{\mathrm{total}}=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{P}_n$

计算出内机运行能力需求P_total。