CN106801972B - 一种变频空调器保护控制方法和变频空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变频空调器保护方法，包括：空调器开机；选取控制器的输入输出变量，计算实际温差和采样周期中的实际温差变化率，在控制器的输入端输入实际温差和实际温差变化率，通过控制器输出端输出电信号控制压缩机按照通过遥控器设定的设定模式运行；压缩机运行第一周期后，控制器开始检测压缩机吸气温度并与设定压缩机吸气温度比较，如果压缩机吸气温度检测值低于第一下限阈值，生成第一中断请求，如果压缩机吸气温度在第一检测周期中持续低于第一下限阈值，控制压缩机停机，控制器再次开始计时至第二周期，中断结束，控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。同时公开一种变频空调器。本发明具有运行稳定且使用效果好的优点。

Description

一种变频空调器保护控制方法和变频空调器

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种变频空调器保护控制方法和采用该变频空调器保护控制方法的变频空调器。

背景技术

目前市面上出售的变频空调***，主要是指结合变频调速技术和成熟的电子膨胀阀调节方法，利用微处理器接收检测信号并通过PID调节输出信号，以进一步控制阀针的上下移动，从而实现对制冷***中工质流量的精密控制，避免压缩机频繁启停。

在一个理想的变频空调***中，理想的电子膨胀阀在调节***流量时，希望保持其下游流入蒸发器的液体制冷剂的流量恰好与蒸发器的蒸发量相等。正是因为这样的要求，电磁膨胀阀的开度需要根据***冷负荷的变化而变化，及时的调节***中制冷剂的流量，以保持供需平衡。但是，现有技术中所采用的蒸发器并不是理想状态的蒸发器，如果其中的一路或多路出现堵塞，同时空调的冷量需要增加，这时实际进入蒸发器的制冷剂流量相对于实际需要量是较低的，蒸发器出口的过热温度将继续上升，在一段时间内，供液量一直小于需要量，使得蒸发器出现结冰或者结霜现象，严重影响蒸发器的使用效率。而且，由于膨胀阀本身还存在延迟调节的状况，进一步加重了蒸发器的结冰。如果不及时查修，还会影响空调设备中其它功能部件的使用寿命。

在现有技术中，并没有一种控制方法，能够在蒸发器一路或多路出现堵塞的情况下，对空调***进行合理的保护。

发明内容

本发明旨在公开一种合理的控制方法，能够在蒸发器一路或多路出现堵塞的情况下，提前进行干预，避免蒸发器出现结冰的现象，对空调***进行合理的保护。

本发明提供一种变频空调器保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

空调器开机；

选取控制器的输入输出变量，采用设置在空调房间内的温度传感器的检测值作为第一温度变量，采用设置在控制器中的设定温度作为第二温度变量，计算实际温差，所述实际温差等于第一温度变量和第二温度变量的差值；采用压缩机频率作为输出变量；

计算采样周期中的实际温差变化率，在控制器的输入端输入实际温差和实际温差变化率，通过所述控制器输出端输出电信号控制压缩机按照通过遥控器设定的设定模式运行；

所述压缩机按照设定模式运行至第一周期结束后，所述控制器开始检测压缩机吸气温度并与控制器中存储的压缩机吸气温度比较，如果压缩机吸气温度检测值低于第一下限阈值，生成第一中断请求，控制器开始计时至第一检测周期结束，如果压缩机吸气温度在第一检测周期中持续低于第一下限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机停机，压缩机停机后，控制器再次开始计时至第二周期结束，中断结束，控制器输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。

进一步的，第二周期结束时，控制器再次采样压缩机吸气温度检测值，如果第二周期结束时，压缩机吸气温度检测值高于第一上限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。

进一步的，当压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行后，控制器持续监测压缩机吸气温度并与控制器中存储的压缩机吸气温度比较，如果压缩机吸气温度检测值再次低于第一下限阈值，则再次生成第一中断请求。

进一步的，如果第二周期结束时，压缩机吸气温度低于第二上限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机按照第一速度降频，并按照降频后的频率运行。

进一步的，如果第二周期结束时，压缩机吸气温度低于第三上限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机按照第二速度降频并增大电子膨胀阀的开度，所述第二速度小于第一速度

进一步的，所述压缩机按照设定模式运行至第一周期结束后，所述控制器同时开始检测室内盘管温度并与控制器中存储的室内盘管温度比较，如果室内盘管温度检测值低于第二下限阈值，生成第二中断请求，控制器开始计时至第一检测周期结束，如果室内盘管温度在第一检测周期中持续低于第二下限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机停机，压缩机停机后，控制器再次开始计时至第二周期结束，中断结束，控制器输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。

进一步的，第二周期结束时，控制器再次采样室内盘管温度，如果第二周期结束时，室内盘管温度高于第一上限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。

进一步的，当压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行后，控制器持续监测室内盘管温度并与控制器中存储的室内盘管温度比较，如果室内盘管温度再次低于第二下限阈值，则再次生成第二中断请求。

优选的，所述第一中断请求的优先级高于所述第二中断请求，所述第一周期为2分钟，所述第一检测周期的长度为5分钟，第二周期长度为3分钟，第一下限阈值为-1℃，第二下限阈值为0℃，第一上限阈值为5℃、第二上限阈值为0℃，第三上限阈值为1℃。

本发明所公开的变频空调器保护方法，通过在变频空调器的自动控制运行过程中自动形成中断请求，使得在有可能由于蒸发器的一路或多路堵塞而结冰之前，对自动控制过程进行提前干预，避免蒸发器出现结冰的现象，延长设备中零部件的使用寿命。在空调器频繁或者多次出现主动干预的情况下，还可以对类似的情况进行统计。

本发明同时还公开了一种变频空调器，采用变频空调器保护方法进行控制。变频空调器保护方法包括以下步骤：

空调器开机；

选取控制器的输入输出变量，采用设置在空调房间内的温度传感器的检测值作为第一温度变量，采用设置在控制器中的设定温度作为第二温度变量，计算实际温差，所述实际温差等于第一温度变量和第二温度变量的差值；采用压缩机频率作为输出变量；

计算采样周期中的实际温差变化率，在控制器的输入端输入实际温差和实际温差变化率，通过所述控制器输出端输出电信号控制压缩机按照通过遥控器设定的设定模式运行；

所述压缩机按照设定模式运行至第一周期结束后，所述控制器开始检测压缩机吸气温度并与控制器中存储的压缩机吸气温度比较，如果压缩机吸气温度检测值低于第一下限阈值，生成第一中断请求，控制器开始计时至第一检测周期结束，如果压缩机吸气温度在第一检测周期中持续低于第一下限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机停机，压缩机停机后，控制器再次开始计时至第二周期结束，中断结束，控制器输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。

本发明所公开的空调器具有工作过程稳定，智能程度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所公开的变频空调器保护方法第一种实施例的流程图；

图2为本发明所公开的变频空调器保护方法第二种实施例的流程图；

图3为本发明所公开的变频空调器保护方法第三种实施例的流程图；

图4为图1或图2所示的变频空调器保护方法中第二周期结束时的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。

参见图1所示为本发明所公开的变频空调器保护方法一种实施方法的流程图。在本实施例中所定义的变频空调器，是指空调器本身的控制器中定义有针对既定工作模式的程序，可以使得空调器中的风扇、电子膨胀阀、导风板、压缩机、电磁阀等一切可通过电信号控制的设备，随环境温度、室内负荷的不断变化而适应性动作，进一步自动控制适时调节空调***的容量，消除室内负荷和室外负荷，以保持空调房间舒适的空调***。

由于空调***是一个由多个部件、多种换热过程组成且受到外部条件影响的复杂***，***中的多个设备之间以及外部环境、工作符合之间不仅存在及其复杂的相互联系，还存在许多不确定的动态变化的因素。所以，在现有技术中，变频空调器采用模糊控制算法进行控制。模糊控制建立的基本原则是尽快消除误差，将根据长期大量时间的算法形成既定的程序，并存储在控制器的存储器中，供实时控制使用，通常来说仅形成一个输出的控制量，也就是变频压缩机的供电频率。在以上所描述的控制方法中，空调***的控制是自动完成的，在整个过程中不需要人为干预，通过控制器调节其中电子膨胀阀的开度，进而通过调节制冷剂的流量调节换热器的换热量。如果空调器中所采用的蒸发器在出厂时即有一路或多路堵塞，仅有部分可以工作在既定的工况下，控制器无法进行主动的判断，仅通过蒸发器蒸发量的额定值及额定值可接受的偏差范围进行控制调节。如果空调***的整体的冷量需要增加，则供液量和需要量存在***无法直接调节的误差，电子膨胀阀也无法通过准确的检测参数控制开度，蒸发器出现结冰的现象。误差随着***的运行之间逐渐更大，蒸发器结冰更为严重。问题长时间存在对其它功能部件造成不可逆的损坏。

为了解决上述问题，对空调***中的设备进行保护，在供液量和需要量之间存在不可调和的差距时，避免差距扩大，并统计对应的参数，为后续的改善、调节提供现场真实参数的支持，本实施例公开了一种变频空调器的保护方法，具体包括以下步骤：

空调器开机，用户通过遥控器控制空调器工作在制冷或除湿模式，并通过遥控器设定空调房间的温度。选取空调器控制器的输入输出变量，采用设置在空调房间内的温度传感器的检测值作为第一温度变量，采用设置在控制器中的设定温度作为第二温度变量。计算实际温差，在本实施例中，实际温差等于第一温度变量和第二温度变量之间的差值。采用压缩机频率作为输出变量。

对于空调器来说，需要稳定的输入变量实现后续的控制，所以，通常设定有一个采样周期，并在采样周期内计算周期中的实际温差变化率。实际温差变化率等于实际温差和采样周期的比值，控制器输入端输入实际温差和实际温差变化率。输出端输出电信号控制压缩机按照通过遥控器设定的设定模式运行，压缩机开始运行后，即按照模糊控制算法的输出量工作。采样周期的长短可以根据空调器的功率、制冷量等参数进行调整，采样周期的长短在此不做限定。

由于采用模糊控制算法的控制***具有一定的滞后性，所以蒸发器本身的结构缺陷会在运行一段时间后体现，本实施例的目的在于在蒸发器结冰之前进行主动干预，避免出现蒸发器结冰的现象。具体来说，当压缩机开始运行到第一周期结束后，控制器开始检测压缩机吸气温度并与控制器中存储的压缩机吸气温度比较。控制器中存储的压缩机吸气温度是根据蒸发器处于正常运行状态时，也就是理想的，没有堵塞的情况下的运行状态，同时考虑电子膨胀阀的延时效应计算得出的。控制器中还预先存储有第一下限阈值，第一下限阈值是根据大量样机在不同工况下的实验检测值计算得出的，预先存储的第一下限阈值说明，如果压缩机吸气温度低于第一下限阈值，蒸发器表面很有可能出现结冰现象。因此，当压缩机开始运行至第一周期结束时，蒸发器本身的缺陷即会明显地体现在制冷剂的流量上，并通过电子膨胀阀的滞后调节放大，进一步影响压缩机吸气温度的检测值。如果压缩机吸气温度检测值低于第一下限阈值，则在本实施例所提供的控制方法中生成了一个中断请求，即第一中断请求，控制器接收到第一中断请求后开始计时至第一检测周期结束，如果压缩机吸气温度在第一检测周期中持续低于第一下限阈值，则通过控制器的输出端输出电信号控制压缩机停机。第一检测周期的长度优选为5分钟，设定第一检测周期主要是为了排除其它因素对压缩机吸气温度的干扰，避免多个控制流程之间互相干涉，影响控制效率。压缩机停机后，控制器再次开始计时至第二周期结束。此时中断结束，控制器输出端输出电信号控制压缩机开机并恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。同时控制器记录出现上述情况的次数以及压缩机吸气温度的实际检测值，为后续的维修、改善提供现场的资料。

如图4所示为一种更优选的方式，如果第二周期结束时，压缩机吸气温度低于第二上限阈值，则通过控制器的输出端输出电信号控制压缩机按照第一速度降频运行直至压缩机吸气温度检测值高于第一上限阈值。同样的，如果第二周期结束时，压缩机吸气温度低于第三上限阈值，则通过控制器的输出端输出电信号控制压缩机按照第二速度降频运行，同时主动控制增大电子膨胀阀的开度，直至压缩机吸气温度检测值高于第一上限阈值。上述的第二速度小于第一速度，针对需要的制冷量实现梯度调节。如果第二周期结束时，压缩机吸气温度高于第三上限阈值且低于第一上限阈值，则通过控制器的输出端输出电信号控制压缩机按照第一周期结束时刻的频率运行直至压缩机吸气温度检测值高于第一上限阈值。这三种情况都是在上述中断过程之外对蒸发器的另一层保护，避免在非极限状态下，蒸发器表面出现结冰，且不完全牺牲空调***的能效，保证了用户的体验。上述第一上限阈值优选为5℃、第二上限阈值优选为0℃、第三上限阈值优选为1℃，第一下限阈值优选为-1℃。当压缩机吸气温度高于第一上限阈值之后，空调器按照设定的控制模式继续运行。

在之后的运行过程中，压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行，控制器持续监测压缩机吸气温度并与控制器中存储的压缩机吸气温度比较，如果压缩机吸气温度检测值再次低于第一下限阈值，则再次生成第一中断请求。

如图3所示为本发明所公开的另一种实施例的流程图，在本实施例的实际的运行过程中，控制***采用两套平行的检测流程对设备进行保护。所述压缩机运行第一周期后，所述控制器同时开始检测室内盘管温度并与控制器中存储的室内盘管温度比较，如果室内盘管温度检测值低于第二下限阈值，生成第二中断请求，控制器开始计时至第一检测周期结束，如果室内盘管温度在第一检测周期中持续低于第二下限阈值，则同样通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机停机，压缩机停机后，控制器再次开始计时至第二周期结束，中断结束，控制器输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。

类似的，在这种并行的控制方式中，一种更为优选的选择为，在第二周期结束时，控制器再次采样室内盘管温度的检测值，如果室内盘管温度检测值高于第一上限阈值，则通过控制器的输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式，自动根据空调房间内负荷运行。如果室内盘管温度检测值低于第一上限阈值，则即使第二周期结束，则依旧根据室内盘管温度的实际检测值控制压缩机降频运行。具体来说如果室内盘管温度大于0℃且小于1℃，则控制压缩机降频，按照1Hz/10s的频率运行直至室内盘管温度高于第一上限阈值5℃，如果室内盘管温度高于1℃且小于3℃，则维持第一检测周期结束时的压缩机运行频率运行，直至室内盘管温度检测值高于第一上限阈值5℃。这两种情况也都是对压缩机及其它功能部件的一种保护，同时避免蒸发器表面出现结冰，且不完全牺牲空调***的主动调节功能。在本实施例中，第一周期的长度优选为2分钟，第二周期优选为3分钟。第二下限阈值为0℃。

如图3所示，第一中断控制和第二中断控制基本上是平行的。可以设置第一中断控制和第二中断控制具有同样的优先级，采用先进先出的控制过程。但是，由于蒸发器堵塞的位置无法确定，所以，室内盘管温度的检测值所包含的偏差值可能大于压缩机吸气温度检测值所包含的偏差值，所以，在本实施例中，优选设置第一中断控制的优先级高于第二中断控制的优先级，使得干预程序的启动更为合理。

本发明所公开的变频空调器保护方法，通过在变频空调器的自动控制运行过程中自动形成中断请求，使得在有可能由于蒸发器的一路或多路堵塞而结冰之前，对自动控制过程进行提前干预，避免蒸发器出现结冰的现象，延长设备中零部件的使用寿命。在空调器频繁或者多次出现主动干预的情况下，还可以对类似的情况进行统计，并进一步报警或将统计数据，工况参数输出至其它终端或上位机，利于对参数进行进一步分析，或者主动进行维修。

本发明同时公开了一种变频空调器，应用如上述多个实施例所公开的变频空调器保护方法进行保护，变频空调器保护方法参见上述实施例和说明书附图的详细描述，应用如上述多个实施例所公开的方法进行控制的变频空调器可以达到同样的技术效果。

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)

1.一种变频空调器保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

空调器开机；

选取控制器的输入输出变量，采用设置在空调房间内的温度传感器的检测值作为第一温度变量，采用设置在控制器中的设定温度作为第二温度变量，计算实际温差，所述实际温差等于第一温度变量和第二温度变量的差值；采用压缩机频率作为输出变量；

计算采样周期中的实际温差变化率，在控制器的输入端输入实际温差和实际温差变化率，通过所述控制器输出端输出电信号控制压缩机按照通过遥控器设定的设定模式运行；

所述压缩机按照设定模式运行至第一周期结束后，所述控制器开始检测压缩机吸气温度并与控制器中存储的压缩机吸气温度比较，如果压缩机吸气温度检测值低于第一下限阈值，生成第一中断请求，控制器开始计时至第一检测周期结束，如果压缩机吸气温度在第一检测周期中持续低于第一下限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机停机，压缩机停机后，控制器再次开始计时至第二周期结束，中断结束，控制器输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行；

其中，控制器中存储的压缩机吸气温度是在以下条件下计算得出的：蒸发器处于理想且没有堵塞的运行状态并考虑电子膨胀阀的延时效应。

2.根据权利要求1所述的变频空调器保护方法，其特征在于，还包括以下步骤：

第二周期结束时，控制器再次采样压缩机吸气温度检测值，如果第二周期结束时，压缩机吸气温度检测值高于第一上限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。

3.根据权利要求2所述的变频空调器保护方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行后，控制器持续监测压缩机吸气温度并与控制器中存储的压缩机吸气温度比较，如果压缩机吸气温度检测值再次低于第一下限阈值，则再次生成第一中断请求。

4.根据权利要求3所述的变频空调器保护方法，其特征在于，如果第二周期结束时，压缩机吸气温度低于第二上限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机按照第一速度降频，并按照降频后的频率运行。

5.根据权利要求4所述的变频空调器保护方法，其特征在于，如果第二周期结束时，压缩机吸气温度低于第三上限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机按照第二速度降频并增大电子膨胀阀的开度，所述第二速度小于第一速度。

6.根据权利要求1至5任一项所述的变频空调器保护方法，其特征在于，还包括以下步骤：

所述压缩机按照设定模式运行至第一周期结束后，所述控制器同时开始检测室内盘管温度并与控制器中存储的室内盘管温度比较，如果室内盘管温度检测值低于第二下限阈值，生成第二中断请求，控制器开始计时至第一检测周期结束，如果室内盘管温度在第一检测周期中持续低于第二下限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机停机，压缩机停机后，控制器再次开始计时至第二周期结束，中断结束，控制器输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。

7.根据权利要求6所述的变频空调器保护方法，其特征在于，还包括以下步骤：

第二周期结束时，控制器再次采样室内盘管温度，如果第二周期结束时，室内盘管温度高于第一上限阈值，则通过所述控制器的输出端输出电信号控制压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行。

8.根据权利要求7所述的变频空调器保护方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当压缩机恢复按照通过遥控器设定的设定模式运行后，控制器持续监测室内盘管温度并与控制器中存储的室内盘管温度比较，如果室内盘管温度再次低于第二下限阈值，则再次生成第二中断请求。

9.根据权利要求8所述的变频空调器保护方法，其特征在于，所述第一中断请求的优先级高于所述第二中断请求，所述第一周期为2分钟，所述第一检测周期的长度为5分钟，第二周期长度为3分钟，第一下限阈值为-1℃，第二下限阈值为0℃，第一上限阈值为5℃、第二上限阈值为0℃，第三上限阈值为1℃。

10.一种变频空调器，其特征在于，应用如权利要求1至9任一项所述的变频空调器保护方法。