CN111623492B - 一种空调器及其压缩机控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空调器及其压缩机控制方法，在室外环境温度进入相应的室外环境温度分段区间后，根据环境温度的变化，对室外环境温度分段区间对应的分段目标频率进行修正。当环境温度降低时，负荷需求变小，目标频率修正降低，防止空调器还运行在高频上，实时调节空调器输出变小，节约能源，以适应环境变化需求；当环境温度升高时，负荷需求变大，目标频率修正升高，实时调节空调器输出变大，以适应环境变化需求。本发明能够控制空调器压缩机运行频率跟随环境温度变化逐渐变化，防止阶梯式变化，以达到精确控制的目的，减小压缩机运行频率波动，提升使用舒适性，提高空调器的节能性。

Description

一种空调器及其压缩机控制方法
技术领域
本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种空调器及其压缩机控制方法。
背景技术
空调器通过调整压缩机的运行频率(转速)控制冷量输出来达到节能性和舒适性的效果。压缩机的频率控制是空调器的核心技术之一，决定了空调器的稳定性、舒适性、节能性等方面的优劣。
现有变频空调器的频率控制方法如下：
目标频率分段控制法：将室外环境温度分为多个温度区间，每个温度区间对应确定的目标频率，在不同的温度区间，压缩机频率一直向该温度区间对应的目标频率靠近，直到有电流、排气温度、模块温度等其它参数限定时，才停止升频或开始降频。
目标频率分段控制法缺点主要为：目标频率确定后无法根据室外环境温度的变化而调节目标频率，可能会出现环境温度降低了，压缩机还在向目标频率靠近，造成节能性降低，目标频率分段，压缩机运行频率波动大，调节不精确，输出冷量变化相对较大，室内温度稳定性受影响，影响使用舒适性。
具体的，空调完成开机启动过程后，根据室外环境温度确定空调器目标频率F，调节压缩机频率至目标频率F。
以制冷为例，室外使用环境温度一般在15℃-45℃，以分6段为例，每两段所在温差在7.5℃，分段减小，则温差更大。压缩机可运行频率一般在20Hz-120Hz，分段目标频率差在20Hz，分段减小，目标频率差更大。
这些差，一方面意味着在环境温度分界点附近，压缩机调节目标频率阶梯式变化，差异大于20Hz，导致空调器运行频率波动大，运行稳定性受到影响，室内温度稳定性受到影响，使用舒适性受到影响。
这些差，一方面意味着在环境分段下限位置附近时，压缩机目标频率没有变化，还是该段最高目标频率，因此空调器在该分段的室外环境温度下限时，还运行在最高频率，而室外环境温度差7.5度，空调器负荷已经大幅降低了，但空调器还运行在最高频率，因此节能效果受到影响，这种方式对节能性不利。
本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供一种空调器及其压缩机控制方法，以解决压缩机运行频率波动大，调节不精确，输出冷量变化相对较大，室内温度稳定性受影响，影响使用舒适性的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种空调器压缩机控制方法，所述方法包括：
获取室内环境温度Tai、室外环境温度Tao、设定温度Ts、室外环境温度分段区间以及室外环境温度分段区间对应的分段目标频率；
计算比率Pi，所述比率Pi为|室内环境温度Tai与设定温度Ts的差|与设定温度Ts的比率；
计算比率Po，所述比率Po为室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间上限值与室外环境温度Tao的差与室外环境温度所处室外环境温度分段区间上限值的比率；
根据比率Pi和比率Po计算修正比率P，通过修正比率P对分段目标频率进行修正，计算修正后的目标频率；
以修正后的目标频率控制压缩机运行。
如上所述的空调器压缩机控制方法，计算比率Po时，在室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间没有上限值时，所述比率Po为室外环境温度Tao与室外环境温度所处室外环境温度分段区间的下限值的差与室外环境温度Tao的比率。
如上所述的空调器压缩机控制方法，根据比率Pi和比率Po计算修正比率P时，首先通过系数K对比率Po进行修正，所述系数K为事先通过实验确定的值。
如上所述的空调器压缩机控制方法，计算修正比率P的方法为P=( Po +(1-Pi))/2。
如上所述的空调器压缩机控制方法，计算修正后的目标频率的方法为：修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-室外环境温度所处室外环境温度分段区间低一级的区间对应的分段目标频率）*P；
在所述室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间为温度最低区间时，修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-所述压缩机的最低运行频率）*P。
一种空调器，所述空调器包括：
室内环境温度检测模块，用于检测室内环境温度Tai；
室外环境温度检测模块，用于检测室外环境温度Tao；
设定温度获取模块，用于获取设定温度Ts，
存储模块，用于存储室外环境温度分段区间以及室外环境温度分段区间对应的分段目标频率；
控制模块，用于计算|室内环境温度Tai与设定温度Ts的差|与设定温度Ts的比率Pi；用于计算室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间上限值与室外环境温度Tao的差与室外环境温度所处室外环境温度分段区间上限值的比率Po；用于根据比率Pi和比率Po计算修正比率P，通过修正比率P对分段目标频率进行修正，计算修正后的目标频率；用于以修正后的目标频率控制压缩机运行。
如上所述的空调器，所述控制模块用于在室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间没有上限值时，所述比率Po为室外环境温度Tao与室外环境温度所处室外环境温度分段区间的下限值的差与室外环境温度Tao的比率。
如上所述的空调器，所述控制模块用于根据比率Pi和比率Po计算修正比率P时，首先通过系数K对比率Po进行修正，所述系数K为事先通过实验确定的值。
如上所述的空调器，所述控制模块用于计算修正比率P=( Po +(1-Pi))/2。
如上所述的空调器，所述控制模块用于计算修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-室外环境温度所处室外环境温度分段区间低一级的区间对应的分段目标频率）*P；
在所述室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间为温度最低区间时，修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-所述压缩机的最低运行频率）*P。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明空调器压缩机控制方法在室外环境温度进入相应的室外环境温度分段区间后，根据环境温度的变化，对室外环境温度分段区间对应的分段目标频率进行修正。当环境温度降低时，负荷需求变小，目标频率修正降低，防止空调器还运行在高频上，实时调节空调器输出变小，节约能源，以适应环境变化需求；当环境温度升高时，负荷需求变大，目标频率修正升高，实时调节空调器输出变大，以适应环境变化需求。本发明能够控制空调器压缩机运行频率跟随环境温度变化逐渐变化，防止阶梯式变化，以达到精确控制的目的，减小压缩机运行频率波动，提升使用舒适性，提高空调器的节能性。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明具体实施例空调器压缩机控制方法的流程图。
图2为本发明具体实施例空调器的原理框图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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。
本实施例在室外环境温度进入相应的室外环境温度分段区间后，根据环境温度的变化，对室外环境温度分段区间对应的分段目标频率进行修正，控制空调器压缩机运行频率跟随环境温度的变化而逐渐变化，防止阶梯式变化，以达到精确控制的目的，减小压缩机运行频率波动，提升使用舒适性，提高空调器的节能性。
具体的，本实施例提出了一种空调器压缩机控制方法：
获取室内环境温度Tai、室外环境温度Tao、设定温度Ts、室外环境温度分段区间以及室外环境温度分段区间对应的分段目标频率。
计算比率Pi，比率Pi为|室内环境温度Tai与设定温度Ts的差|与设定温度Ts的比率。
计算比率Po，比率Po为室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间上限值与室外环境温度Tao的差与室外环境温度所处室外环境温度分段区间上限值的比率。
计算比率Po时，在室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间没有上限值时，所述比率Po为室外环境温度Tao与室外环境温度所处室外环境温度分段区间的下限值的差与室外环境温度Tao的比率。
根据比率Pi和比率Po计算修正比率P，通过修正比率P对分段目标频率进行修正，计算修正后的目标频率；根据比率Pi和比率Po计算修正比率P时，首先通过系数K对比率Po进行修正，系数K为事先通过实验确定的值。
计算修正比率P的方法为P=( Po +(1-Pi))/2。
计算修正后的目标频率的方法为：修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-室外环境温度所处室外环境温度分段区间低一级的区间对应的分段目标频率）*P。
在室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间为温度最低区间时，修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-所述压缩机的最低运行频率）*P。
以修正后的目标频率控制压缩机运行。
如图1所示，本实施例空调器压缩机控制方法包括如下步骤：
S1、获取室内环境温度Tai、室外环境温度Tao、设定温度Ts、室外环境温度分段区间以及室外环境温度分段区间对应的分段目标频率。
S2、计算比率Pi、计算比率Po。
S3、根据比率Pi和比率Po计算修正比率P，通过修正比率P对分段目标频率进行修正，计算修正后的目标频率。
S4、以修正后的目标频率控制压缩机运行。
具体的，本实施例以空调器处于制冷状态为例进行说明：
获取室内环境温度Tai、室外环境温度Tao、设定温度Ts、室外环境温度分段区间以及室外环境温度分段区间对应的分段目标频率。
室外环境温度分段区间及对应的分段目标频率设置如下：
t1、t2、t3、t4：室外环境温度分段温度点，其中，t1＜t2＜t3＜t4。
F1、F2、F3、F4、F5：分段目标频率，其中,F1＜F2＜F3＜F4＜F5。
Tao≤t<sub>1</sub> t<sub>1</sub>＜Tao≤t<sub>2</sub> t<sub>2</sub>＜Tao≤t<sub>3</sub> t<sub>3</sub>＜Tao≤t<sub>4</sub> t<sub>4</sub>＜Tao
F<sub>1</sub> F<sub>2</sub> F<sub>3</sub> F<sub>4</sub> F<sub>5</sub>
计算比率Pi=（Tai- Ts）/ Ts。
计算比率Po、比率Pi，比率Po、比率Pi可以针对室外环境温度所在的分段区间进行计算，以对室外环境温度所在的分段区间对应的分段目标频率进行调节。
为了方便理解，对每个分段区间的比率Po、比率Pi的计算方式均进行说明：
Po分别对应每个分段区间进行计算，分别为Po1、Po2、Po3、Po4、Po5，分别按如下计算：
Po1=[(t1-Tao）/t1]×K
Po2=[(t2-Tao）/t2]×K
Po3=[(t3-Tao）/t3]×K
Po4=[(t4-Tao）/t4]×K
Po5=[( Tao- t4）/Tao]×K。
其中，K为调整系数，优选为1.5-1.8中的任意值，该系数事先通过实验验证确认。
修正比率P=( Po +(1-Pi))/2。
每个室外环境温度分段区间分别对应修正比率为P1、P2、P3、P4、P5，按如下计算获得：
P1=( Po1+(1-Pi))/2
P2=( Po2+(1-Pi))/2
P3=( Po3+(1-Pi))/2
P4=( Po4+(1-Pi))/2
P5=( Po5+(1-Pi))/2。
通过修正比率P进行频率修正计算，按照如下计算获取修正后目标频率F＇，每个室外环境温度区间修正后的目标频率，分别为F1＇F2＇F3＇F4＇F5＇。
F1＇=F1-（F1-压缩机运行频率最小值）×P1
F2＇=F2-（F2- F1）×P2
F3＇=F3-（F3- F2）×P3
F4＇=F4-（F4- F3）×P4
F5＇=F5-（F5- F4）×P5。
其中，压缩机运行频率最小值＜F1＜F2＜F3＜F4＜F5。
如图2所示，本实施例还提出了一种空调器，包括：
室内环境温度检测模块，用于检测室内环境温度Tai。
室外环境温度检测模块，用于检测室外环境温度Tao。
设定温度获取模块，用于获取设定温度Ts。
存储模块，用于存储室外环境温度分段区间以及室外环境温度分段区间对应的分段目标频率。
控制模块，用于计算|室内环境温度Tai与设定温度Ts的差|与设定温度Ts的比率Pi；用于计算室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间上限值与室外环境温度Tao的差与室外环境温度所处室外环境温度分段区间上限值的比率Po；用于根据比率Pi和比率Po计算修正比率P，通过修正比率P对分段目标频率进行修正，计算修正后的目标频率；用于以修正后的目标频率控制压缩机运行。
控制模块用于在室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间没有上限值时，比率Po为室外环境温度Tao与室外环境温度所处室外环境温度分段区间的下限值的差与室外环境温度Tao的比率。
控制模块用于根据比率Pi和比率Po计算修正比率P时，首先通过系数K对比率Po进行修正，所述系数K为事先通过实验确定的值。
控制模块用于计算修正比率P=( Po +(1-Pi))/2。
控制模块用于计算修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-室外环境温度所处室外环境温度分段区间低一级的区间对应的分段目标频率）*P；
在室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间为温度最低区间时，修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-所述压缩机的最低运行频率）*P。
本实施例实时修正压缩机分段目标频率，使空调器始终运行在更合理的区间。当环境温度降低时，目标频率修正降低，当环境温度升高时，目标频率修正升高，使得空调器运行频率跟随环境温度变化逐渐变化，防止阶梯式变化，以达到精确控制，减小压缩机运行频率波动，提升使用舒适性，提高空调器节能性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种空调器压缩机控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取室内环境温度Tai、室外环境温度Tao、设定温度Ts、室外环境温度分段区间以及室外环境温度分段区间对应的分段目标频率；
计算比率Pi，所述比率Pi为室内环境温度Tai与设定温度Ts之差的绝对值与设定温度Ts的比率；
计算比率Po，所述比率Po为室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间上限值与室外环境温度Tao的差与室外环境温度所处室外环境温度分段区间上限值的比率；
根据比率Pi和比率Po计算修正比率P，通过修正比率P对分段目标频率进行修正，计算修正后的目标频率；
以修正后的目标频率控制压缩机运行。
2.根据权利要求1所述的空调器压缩机控制方法，其特征在于，计算比率Po时，在室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间没有上限值时，所述比率Po为室外环境温度Tao与室外环境温度所处室外环境温度分段区间的下限值的差与室外环境温度Tao的比率。
3.根据权利要求1或2所述的空调器压缩机控制方法，其特征在于，根据比率Pi和比率Po计算修正比率P时，首先通过系数K对比率Po进行修正，所述系数K为事先通过实验确定的值。
4.根据权利要求1或2所述的空调器压缩机控制方法，其特征在于，计算修正比率P的方法为P=( Po +(1-Pi))/2。
5.根据权利要求1或2所述的空调器压缩机控制方法，其特征在于，计算修正后的目标频率的方法为：修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-室外环境温度所处室外环境温度分段区间低一级的区间对应的分段目标频率）*P；
在所述室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间为温度最低区间时，修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-所述压缩机的最低运行频率）*P。
6.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括：
室内环境温度检测模块，用于检测室内环境温度Tai；
室外环境温度检测模块，用于检测室外环境温度Tao；
设定温度获取模块，用于获取设定温度Ts，
存储模块，用于存储室外环境温度分段区间以及室外环境温度分段区间对应的分段目标频率；
控制模块，用于计算室内环境温度Tai与设定温度Ts之差的绝对值与设定温度Ts的比率Pi；用于计算室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间上限值与室外环境温度Tao的差与室外环境温度所处室外环境温度分段区间上限值的比率Po；用于根据比率Pi和比率Po计算修正比率P，通过修正比率P对分段目标频率进行修正，计算修正后的目标频率；用于以修正后的目标频率控制压缩机运行。
7.根据权利要求6所述的空调器，其特征在于，所述控制模块用于在室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间没有上限值时，所述比率Po为室外环境温度Tao与室外环境温度所处室外环境温度分段区间的下限值的差与室外环境温度Tao的比率。
8.根据权利要求6或7所述的空调器，其特征在于，所述控制模块用于根据比率Pi和比率Po计算修正比率P时，首先通过系数K对比率Po进行修正，所述系数K为事先通过实验确定的值。
9.根据权利要求6或7所述的空调器，其特征在于，所述控制模块用于计算修正比率P=( Po +(1-Pi))/2。
10.根据权利要求6或7所述的空调器，其特征在于，所述控制模块用于计算修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-室外环境温度所处室外环境温度分段区间低一级的区间对应的分段目标频率）*P；
在所述室外环境温度Tao所处室外环境温度分段区间为温度最低区间时，修正后的目标频率=室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-（室外环境温度所处室外环境温度分段区间对应的分段目标频率-所述压缩机的最低运行频率）*P。
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