CN111780354A - 一种变频空调器的降频控制方法及变频空调器 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调器领域，尤其公开了一种变频空调器的降频控制方法，空调器设有多个降频模式和多个室外环境温度参考范围，多个室外环境温度参考范围互不重叠；不同降频模式在同一室外环境温度下对应不同的压缩机电流控制阈值；同一降频模式在不同室外环境温度参考范围下对应不同的压缩机电流控制阈值；当接收到降频指令后，根据检测的当前室外环境温度来确定其所处的室外环境温度参考范围，根据该室外环境温度参考范围来确定该降频指令中降频模式下的压缩机电流控制阈值，根据该电流控制阈值来进行压缩机相应控制。本发明的控制方法通过分模式电流控制，结合分温区电流控制，以此来控制压缩机的频率并降低整机的功率，达到降低耗电量的目的。

Description

一种变频空调器的降频控制方法及变频空调器

技术领域

本发明属于空调器技术领域，尤其涉及一种变频空调器的降频控制方法及变频空调器。

背景技术

压缩机启动功率是空调的重要参数，空调的节能与否是用户衡量产品的一个重要指标。通常用户都是通过能效比来判断一款空调器的节能程度。目前因为部分欠发达国家的特殊情况，市场部分空调已经开发出具有降功率的空调来控制耗电量，以此满足国家的电网供应需求。

但目前行业中现有的具有降功率或者耗电量功能的空调器，直接采用对空调总电流或者总功率控制不超过一定的差值达到一定的降功率效果。而实际上空调器在不同的工况下运行时，因环境负荷的不同，不同的环境工况下空调的功率和电流均有很大的差异，所以此种降频方式在不同的工况条件下，无法达到统一定性的标准且无法实现定性的降功率效果，导致空调降频后的耗电量随着环境温度变化差异很大，不能够维持。

有鉴如此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种变频空调器的控制方法，通过分模式电流控制，结合分温区电流控制，以此来控制压缩机的频率并降低整机功率，达到降低耗电量的目的。

本发明提出了一种变频空调器的降频控制方法，所述空调器设有多个降频模式和多个室外环境温度参考范围，所述多个室外环境温度参考范围互不重叠；不同降频模式在同一室外环境温度下对应不同的压缩机电流控制阈值；同一降频模式在不同室外环境温度参考范围下对应不同的压缩机电流控制阈值；

当接收到降频指令后，根据检测的当前室外环境温度来确定其所处的室外环境温度参考范围，根据该室外环境温度参考范围来确定该降频指令中降频模式下的压缩机电流控制阈值，根据该电流控制阈值来进行压缩机相应控制。

进一步可选地，当接收到指令后，对压缩机电流进行检测，当检测的压缩机电流大于该降频模式下的压缩机电流控制阈值时，控制压缩机降频，直至压缩机电流达到该降频模式下的电流控制阈值时停止降频，维持压缩机此时频率进行。

进一步可选地，所述降频模式包括一级降频模式、二级降频模式和三级降频模式，其中一级降频模式下空调器的耗电量＜二级降频模式下空调器的耗电量＜三级降频模式下空调器的耗电量。

进一步可选地，当降频指令中的降频模式为一级降频模式时，控制压缩机停机；当降频指令中的降频模式为二级降频模式和三级降频模式时，进行室外环境温度和压缩机电流检测。

进一步可选地，二级降频模式下的电流控制阈值＜三级降频模式下的电流控制阈值。

进一步可选地，所述多个室外环境温度参考范围形成连续的温度区间。

进一步可选地，将所述多个室外环境温度参考范围按温度高低设为低温区、中温区和高温区；

设定同一降频模式下在低温区的电流控制阈值为I1，中温区的电流控制阈值为I2，高温区的电流控制阈值为I3，则I1＜I2＜I3。

进一步可选地，所述I2＝I1+a；所述I3＝I1+b；

其中a为中温区电流附加值、b为高温区电流附加值，且a≤b。

进一步可选地，所述空调器具有不同的运行模式，不同运行模式下的所述多个室外环境温度参考范围不同；

在对室外环境温度进行检测之前/之时/之后，还检测空调器的运行模式，根据空调器的运行模式来确定该室外环境温度所对应的温区范围。

进一步可选地，所述的运行模式包括制冷模式和制热模式。

本发明还提出了一种变频空调器，所述空调器包括室外机，所述室外机内设有压缩机；其特征在于，所述空调器还包括：

检测模块，检测空调器当前运行模式、室外环境温度及压缩机的电流值；

控制模块，接收降频指令，根据检测的当前室外环境温度来确定其所处的室外环境温度参考范围，根据该室外环境温度参考范围来确定该降频指令中降频模式下的压缩机电流控制阈值；当检测的压缩机电流大于该降频模式下的压缩机电流控制阈值时，控制压缩机降频，直至压缩机电流达到该降频模式下的电流控制阈值时停止降频，维持压缩机此时频率进行。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明在不增加整机成本的情况下，通过采用分温区，同步采用不同模式降频控制，实现高温、中温和低温等各种工况条件下均可以达到多档降功率的效果，方便用户或供电局有效地根据当前电网的负荷调整耗电，降低耗电量的同时保障空调的出风温度和体验感舒适度，且无论环境温度如何变化，均能保持耗电量定量的需要。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1：为本实施例的总控制流程图；

图2：为本发明实施例在制冷模式下的具体工作流程图；

图3：为本发明实施例在制热模式下的具体工作流程图；

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“接触”、“连通”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提出了一种变频空调器的降频控制方法，空调器设有多个降频模式和多个室外环境温度参考范围，多个室外环境温度参考范围互不重叠；不同降频模式在同一室外环境温度下对应不同的压缩机电流控制阈值；同一降频模式在不同室外环境温度参考范围下对应不同的压缩机电流控制阈值；当接收到降频指令后，根据检测的当前室外环境温度来确定其所处的室外环境温度参考范围，根据该室外环境温度参考范围来确定该降频指令中降频模式下的压缩机电流控制阈值，根据该电流控制阈值来进行压缩机相应控制。

本实施例的控制方法在接收到降频指令后，根据检测的压缩机电流值及室外机所处环境温度，结合不同室外环境温度参考范围下不同降频模式的电流控制阈值，以此来控制压缩机的频率和降低整机的功率使之达到既定的耗电量。

进一步可选地，当接收到指令后，对压缩机电流进行检测，当检测的压缩机电流大于该降频模式下的压缩机电流控制阈值时，控制压缩机降频，直至压缩机电流达到该降频模式下的电流控制阈值时停止降频，维持压缩机此时频率进行。

本实施例中的不同降频模式在同一室外环境温度参考范围下的压缩机电流控制阈值、及同一降频模式在不同室外环境温度参考范围下的电流阈值存储在空调器的控制器中。当接收到降频指令后，通过检测外界环境温度确定了该降频指令中降频模式的电流参考阈值后，当检测的电流值大于该电流参考阈值后，压缩机开始降频，直至压缩机的电流值小于或等于该电流参考阈值，此时停止压缩机降频，并维持此频率进行工作。

在空调室外机上设有温度传感器来检测室外环境温度。压缩机的电流值可以通过电流检测设备来进行检测，或直接在压缩机的控制器主板旁新增一个控制板(即后文的DR板)，DR板与控制器主板电连，其工作电流由控制器主板提供。并且，该DR板还可以用于接收降频指令并控制压缩机降频。

在电网高峰时刻或在用户需要的时刻，用户或供电局通过向空调外机发出降频指令，使空调的功率降低至一定功率之下，节省大量的电源，在用户可以继续使用空调的同时，又可降低电网的负荷，保障供电的安全性和持续性。

空调室外机有网络端口，在用户需要时，通过网络端口发送指令给到空调，具体为，网络端口由通讯线插连在室外机的DR板上，一套简易的拨码器直接插在网络端口上，拨码器直接可以拨一级降频，二级降频，三级降频。用户可以直接通过拨码器控制，类似于遥控器。在必要时刻，网络端口可以直接插上网线，直接由供电局远程遥控以控制耗电。空调外机的DR板接收到指令后，空调室外机进入检测，根据室外环境温度和控制器主板的电流同时满足达到相应的条件后执行降功率模式。

进一步可选地，降频模式包括一级降频模式、二级降频模式和三级降频模式，其中一级降频模式下空调器的耗电量＜二级降频模式下空调器的耗电量＜三级降频模式下空调器的耗电量。优选的，当降频指令中的降频模式为一级降频模式时，控制压缩机停机，此时仅风机运行，空调停止吹冷风/吹热风，此时空调室内机吹出的风为常温风。当降频指令中的降频模式为二级降频模式和三级降频模式时，进入室外环境温度和压缩机电流检测。

本实施例采用一级降频模式，二级降频模式和三级降频模式来降低功耗，一级降频模式直接实行压缩机停机，二级降频模式和三级降频模式每一级别降低达到的功率和耗电量维持在一定的百分比之下，且两级之间有一定的落差，避免了功能的重叠，同时可以在各个环境工况下维持不超过一定量的耗电量输出，既能保证节能也能保障用户的舒适性，让用户可以自由选择适宜的降耗的功能，更能方便供电局自由控制高峰时期电网的消耗。具体表现为：

1、各种环境温度下三级降频(D3模式)下整机的耗电量在75％以下，

2、各种环境温度下二级降频(D2模式)耗电量在55％以下。

3、各种环境温度下二级降频和三级降频的耗电量差距达到15％以上，二级降频和三级降频的耗电量不会造成模式功能的效果重叠。

进一步可选地，二级降频模式下的电流控制阈值＜三级降频模式下的电流控制阈值。

如图1所示的控制流程图，用户发送降频指令，DR板接收降频指后确定降频模式，若接收到D1降频模式，则直接控制压缩机停机，若接收到D2和D3模式，则对室外环境温度进行检测，确定该室外环境温度所处的室外环境温度参考范围，并根据该室外环境温度参考范围确定该降频模式的电流参考阈值；然后检测压缩机电流值，判断检测的电流值的大于该降频模式下的压缩机电流控制阈值时，控制压缩机降频，直至压缩机电流达到该降频模式下的电流控制阈值时停止降频，维持压缩机此时频率进行。

进一步可选地，多个室外环境温度参考范围形成连续的温度区间。

进一步可选地，将多个室外环境温度参考范围按温度高低设为低温区、中温区和高温区；设定同一降频模式下在低温区的电流控制阈值为I1，中温区的电流控制阈值为I2，高温区的电流控制阈值为I3，则I1＜I2＜I3。优选的，I2＝I1+a；I3＝I1+b；其中a为中温区电流附加值、b为高温区电流附加值，且a≤b。

因为低温区、中温区和高温区的环境温度不同，负荷不同，压缩机运行的频率也不同，环境温度越高负荷较大，所需的制冷/制热量需求大，压缩机运行的频率相对会高，整机的功率也会较环境温度低的高，整机的电流也会较环境温度低的要高，所以制定时以低温区为基准，在此基础上附加一定的电流值可以得到中温区和高温区的控制电流。

进一步可选地，空调器具有不同的运行模式，不同运行模式下的多个室外环境温度参考范围不同；在对室外环境温度进行检测之前/之时/之后，还检测空调器的运行模式，根据空调器的运行模式来确定该室外环境温度所对应的温区范围。优选的运行模式包括制冷模式和制热模式。

以下为不同运行模式机不同室外环境温度参考范围下的降频控制方法如下：

如图2所示的控制流程图，空调器按制冷模式运行时，在外侧环境温度低温时，即T≤Tc1时，控制方法包括：对接收的降频指令和流经控制器主板的电流值的大小进行分析；若接收到二级降频指令，且I＞Ic1，控制压缩机降低频率直至I≤Ic1，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行；若接收到三级降频指令，且I＞Ic2，控制压缩机降低频率直至I≤Ic2，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行；其中Ic1＜Ic2。

在外侧环境温度中温时，即Tc1＜T≤Tc2时，控制方法包括：对接收的降频指令和流经控制器主板的电流值的大小进行分析；若接收到二级降频指令，且I＞Ic1+a1，控制压缩机降低频率直至I≤Ic1+a1，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行；若接收到三级降频指令，且I＞Ic2+a1,控制压缩机降低频率直至I≤Ic2+a1，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行。

在外侧环境温度高温时，即T＞Tc2时，控制方法包括：对接收的降频指令和流经控制器主板的电流值的大小进行分析；若接收到二级降频指令，且I＞Ic1+b1，控制压缩机降低频率直至I≤Ic1+b1，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行；若接收到三级降频指令，且I＞Ic2+b1；控制压缩机降低频率直至I≤Ic2+b1，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行,其中a1为中温区电流附加值，b1为低温区电流附加值,且a1≤b1。

如图3所示的控制流程图，空调按制热模式运行时，在外侧环境温度高温时，即T＞Th1时，控制方法包括：对接收的降频指令和流经控制器主板的电流值的大小进行分析；若接收到二级降频指令，且I＞Ih1，控制压缩机降低频率直至I≤Ih1，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行；若接收到三级降频指令，且I＞Ih2；控制压缩机降低频率直至I≤Ih2，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行,其中Ih1＜Ih2。

在外侧环境温度中温时，即Th1＜T≤Th2时，控制方法包括：对接收的降频指令和流经控制器主板的电流值的大小进行分析；若接收到二级降频指令，且I＞Ih1+a2，控制压缩机降低频率直至I≤Ih1+a2，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行；若接收到三级降频指令，且I＞Ih2+a2；控制压缩机降低频率直至I≤Ih2+a2，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行。

在外侧环境温度低温时，即T＞Th2时，控制方法包括：对接收的降频指令和流经控制器主板的电流值的大小进行分析；若接收到二级降频指令，且I＞Ih1+b2，控制压缩机降低频率直至I≤Ih1+b2，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行；若接收到三级降频指令，且I＞Ic2+b2；控制压缩机降低频率直至I≤Ic2+b2，此时控制压缩机频率停止下降并维持此频率运行,其中c≤b2。

a2为中温区电流附加值，b2为低温区电流附加值，a2≤b2，制热模式下，因为低温区、中温区和高温区的环境温度不同，负荷不同，压缩机运行的频率也不同，制热时环境温度越高负荷较小，所需的制热量需求小，环境温度越低，需求制热量大，压缩机运行的频率相对会高，整机的功率也会较高温环境温度的要高，整机的电流也会较高温环境温度的高，所以制定时以高温区为基准，在此基础上附加一定的电流值可以得到中温区和低温区的控制电流。

以下为D2模式和D3模式下耗电量对比。

降频步骤如下：

S1：接收降频指令，确定降频指令的降频模式(D2模式或D3模式)

S2：检测室外环境温度,确定其所处的室外环境温度参考范围，根据该室外环境温度参考范围来确定该降频指令中降频模式下的压缩机电流控制阈值；

S3：检测压缩机电流，当检测的压缩机电流大于该降频模式下的压缩机电流控制阈值时，控制压缩机降频，直至压缩机电流达到该降频模式下的电流控制阈值时停止降频，维持压缩机此时频率进行。

表一和表二为在具体实施方式下不同运行模式下不同降频等级下的耗电量对比。

表一：制冷模式下不同降频等级的耗电量的测试数据

表二：制冷模式下不同降频等级的耗电量的测试数据

通过在不同模式下不同温区工况的测试，对比耗电量的结果如下：三级降功率下整机的耗电量在75％以下。二级降功率功能耗电量在55％以下。且二级和三级降功率设置差距达到15％以上。

实施例2

本实施还提出了一种采用实施例1的变频控制方法的变频空调器，包括室外机，室外机内设有压缩机；空调器还包括：

检测模块，检测空调器当前运行模式、室外环境温度及压缩机的电流值；

控制模块，接收降频指令，根据检测的当前室外环境温度来确定其所处的室外环境温度参考范围，根据该室外环境温度参考范围来确定该降频指令中降频模式下的压缩机电流控制阈值；当检测的压缩机电流大于该降频模式下的压缩机电流控制阈值时，控制压缩机降频，直至压缩机电流达到该降频模式下的电流控制阈值时停止降频，维持压缩机此时频率进行。

本实施例的变频空调器在不增加整机成本的情况下，通过采用分温区，同步采用不同模式降频控制，实现不同室外环境温度下均可以达到多档降功率的效果，方便用户或供电局有效地根据当前电网的负荷调整耗电，降低耗电量的同时保障空调的出风温度和体验感舒适度，且无论环境温度如何变化，均能保持耗电量定量的需要。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (11)

1.一种变频空调器的降频控制方法，其特征在于，

所述空调器设有多个降频模式和多个室外环境温度参考范围，所述多个室外环境温度参考范围互不重叠；不同降频模式在同一室外环境温度下对应不同的压缩机电流控制阈值；同一降频模式在不同室外环境温度参考范围下对应不同的压缩机电流控制阈值；

当接收到降频指令后，根据检测的当前室外环境温度来确定其所处的室外环境温度参考范围，根据该室外环境温度参考范围来确定该降频指令中降频模式下的压缩机电流控制阈值，根据该电流控制阈值来进行压缩机相应控制。

2.根据权利要求1所述的降频控制方法，其特征在于，当接收到指令后，对压缩机电流进行检测，当检测的压缩机电流大于该降频模式下的压缩机电流控制阈值时，控制压缩机降频，直至压缩机电流达到该降频模式下的电流控制阈值时停止降频，维持压缩机此时频率进行。

3.根据权利要求2所述的降频控制方法，其特征在于，所述降频模式包括一级降频模式、二级降频模式和三级降频模式，其中一级降频模式下空调器的耗电量＜二级降频模式下空调器的耗电量＜三级降频模式下空调器的耗电量。

4.根据权利要求3所述的降频控制方法，其特征在于，当降频指令中的降频模式为一级降频模式时，控制压缩机停机；当降频指令中的降频模式为二级降频模式和三级降频模式时，进行室外环境温度和压缩机电流检测。

5.根据权利要求4所述的降频控制方法，其特征在于，二级降频模式下的电流控制阈值＜三级降频模式下的电流控制阈值。

6.根据权利要求1-5任一所述的降频控制方法，其特征在于，所述多个室外环境温度参考范围形成连续的温度区间。

7.根据权利要求6所述的降频控制方法，其特征在于，将所述多个室外环境温度参考范围按温度高低设为低温区、中温区和高温区；

设定同一降频模式下在低温区的电流控制阈值为I1，中温区的电流控制阈值为I2，高温区的电流控制阈值为I3，则I1＜I2＜I3。

8.根据权利要求7所述的降频控制方法，其特征在于，所述I2＝I1+a；所述I3＝I1+b；

其中a为中温区电流附加值、b为高温区电流附加值，且a≤b。

9.根据权利要求6所述的降频控制方法，其特征在于，所述空调器具有不同的运行模式，不同运行模式下的所述多个室外环境温度参考范围不同；

在对室外环境温度进行检测之前/之时/之后，还检测空调器的运行模式，根据空调器的运行模式来确定该室外环境温度所对应的温区范围。

10.根据权利要求9所述的降频控制方法，其特征在于，所述的运行模式包括制冷模式和制热模式。

11.一种采用权利要求1-10任一控制方法的变频空调器，所述空调器包括室外机，所述室外机内设有压缩机；其特征在于，所述空调器还包括：

检测模块，检测空调器当前运行模式、室外环境温度及压缩机的电流值；

控制模块，接收降频指令，根据检测的当前室外环境温度来确定其所处的室外环境温度参考范围，根据该室外环境温度参考范围来确定该降频指令中降频模式下的压缩机电流控制阈值；当检测的压缩机电流大于该降频模式下的压缩机电流控制阈值时，控制压缩机降频，直至压缩机电流达到该降频模式下的电流控制阈值时停止降频，维持压缩机此时频率进行。

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