空气调节设备的控制方法和空气调节设备

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种空气调节设备的控制方法，以及一种采用此种控制方法的空气调节设备。

背景技术

热泵设备，如热泵空调是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置。其可以将自然界空气中的低品位热能通过机械做功转换为可以被利用的高品位热能。热泵空调的主要组成部分包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器。在冬季取暖时，四通阀处于热泵工作位，压缩机排出的高压制冷剂蒸气进入室内换热器，室内换热器工作在冷凝状态。制冷剂蒸气冷凝放出潜热，将室内空气加热，达到室内取暖目的。冷凝后的业态制冷剂，流过节流装置后进入室外换热器。室外换热器工作在蒸发状态。制冷剂吸收外界热量而蒸发，蒸发后的蒸气通过压缩机吸气口进入压缩机，完成制热循环。

在现有的热泵空调中，开机启动后，压缩机会首先升频至第一回油平台运行一段时间，然后再调整为第二回油平台运行，以避免制冷剂带走过多的压缩机润滑油导致压缩机无法工作，每一个回油平台对应一个设定回油频率。这个过程会延长消除室内温度偏差的时间。为了避免过低温度的送风送入空调房间影响用户体验，现有技术中通常设定室内机导板工作在防冷风位置，直至室内盘管温度升高至设定温度时控制导风板回到正常送风位置。整个过程耗时在2-5分钟，等待时间长，用户体验不佳。

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热泵空调开机等待时间长，用户体验不佳的问题，提供一种空气调节设备的控制方法。

一种空气调节设备的控制方法，应用于制热模式；包括以下步骤：

开机时，控制压缩机升频至固有频率运行，室外风机工作在最高设定转速，电子膨胀阀开启至目标开度；

判定实时室外环境温度所处的室外环境温度区间，并根据判定出的室外环境温度区间控制压缩机升频至与所述室外环境温度区间对应的校正回油频率；

判定第一计时器的计时是否达到有效计时时长；

当所述第一计时器的计时达到有效计时时长时，根据判定出的室外环境温度区间控制压缩机升频至与所述室外环境温度区间对应的目标频率。

进一步的，判定实时室外环境温度所处的室外环境温度区间并根据判定出的室外环境温度区间控制压缩机升频至与所述室外环境温度区间对应的校正回油频率时执行以下步骤：

判定实时室外环境温度是否小于等于第一室外环境温度阈值；如果实时室外环境温度小于等于第一室外环境温度阈值，则实时室外环境温度处于第一室外环境温度区间，控制压缩机升频至第一校正回油频率；或

判定实时室外环境温度是否大于第一室外环境温度阈值；如果实时室外环境温度大于第一室外环境温度阈值，则实时室外环境温度处于第二室外环境温度区间，控制压缩机升频至第二校正回油频率；

其中，所述第一校正回油频率大于第二校正回油频率。

进一步的，所述第一计时器的计时达到有效计时时长时，根据判定出的室外环境温度区间控制压缩机升频至与所述室外环境温度区间对应的目标频率时执行以下步骤：

如果实时室外环境温度处于第一室外环境温度区间，则控制压缩机自所述第一校正回油频率升频至制热设定最高频率；

如果实时室外环境温度处于第二室外环境温度区间，则判定实时室外环境温度是否小于等于第二室外环境温度阈值；如果实时室外环境温度小于等于第二室外环境温度阈值，则控制压缩机自所述第二校正回油频率升频至实时室外环境温度对应的设定最高限频频率；如果实时室外环境温度大于第二室外环境温度阈值，则判定实时室内环境温度是否小于等于室内环境温度阈值，如果实时室内环境温度小于等于室内环境温度阈值，则控制压缩机自所述第二校正回油频率升频至设定目标频率；

其中所述第二室外环境温度阈值大于第一室外环境温度阈值。

进一步的，在判定实时室外环境温度所处的室外环境温度区间之前，还包括以下步骤：

判定实时室外环境温度是否大于回油保护室外环境温度阈值且实时室内环境温度是否大于回油保护室内环境温度阈值；

如果实时室外环境温度大于回油保护室外环境温度阈值且实时室内环境温度大于回油保护室内环境温度阈值，则控制压缩机自所述固有频率升频至实时室外环境温度对应的设定最高限频频率。

进一步的，判定室内换热器盘管温度是否小于等于第一干预阈值温度，如果室内换热器盘管温度小于等于第一干预阈值温度，则控制室内风机处于停机状态；如果室内盘管温度大于第一干预阈值温度，则控制室内风机按照最低风速运转。

进一步的，判定室内换热器盘管温度是否大于等于第二干预阈值温度，如果室内换热器盘管温度大于等于第二干预阈值温度且第二计时器的计时到达有效计时时长，则控制室内风机按照设定风速运转。

进一步的，当室内换热器盘管温度大于等于第二干预阈值温度且第二计时器的计时到达有效计时时长时，则控制送风口导板自防冷风位置恢复到设定位置。

进一步的，当室内风机运行时，控制开启电加热装置，直至满足电加热关闭条件，控制电加热装置关闭。

进一步的，压缩机按照目标频率运行，运行周期计时器开始计时；

当所述运行周期计时器的计时时长达到有效计时时长时，按照PID算法控制压缩机运行。

在本发明所公开的空气调节设备的控制方法中，根据基于实时室外环境温度形成的当前室内环境温度预期对回油频率进行校正，兼顾压缩机的回油需求和空调器的基本制热要求，在开机阶段通过校正补偿得到一个更为合理的校正回油频率，进一步使得压缩机按照不同室外环境温度区间对应的目标频率工作，在多种情况下均可以实现快速达到理想制热效果的目的。

同时还公开了一种空气调节设备，采用一种控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

开机时，控制压缩机升频至固有频率运行，室外风机工作在最高设定转速，电子膨胀阀开启至目标开度；

判定实时室外环境温度所处的室外环境温度区间，并根据判定出的室外环境温度区间控制压缩机升频至与所述室外环境温度区间对应的校正回油频率；

判定第一计时器的计时是否达到有效计时时长；

当所述第一计时器的计时达到有效计时时长时，根据判定出的室外环境温度区间控制压缩机升频至与所述室外环境温度区间对应的目标频率。

本发明所公开的空气调节设备具有调节舒适度高的优点。

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 为本发明所公开的空气调节设备的控制方法一种具体实施例的流程图；

图2为图1中控制压缩机升频至与室外环境温度区间对应的校正回油频率时一种具体实施方式的流程图；

图3为图1中控制压缩机升频至与室外环境温度区间对应的目标频率时一种具体实施方式的流程图；

图4为图1中控制压缩机升频至与室外环境温度区间对应的目标频率时另一种具体实施方式的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，代表覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明中“实施例”代表结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中，各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以理解，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1所示为空气调节设备的控制方法一种具体实施方式的流程图。空气调节设备具体来说是空调器，尤其是指变频空调器，其可以通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热符合要求。压缩机由变频电动机驱动，电动机的转速可以根据室内制冷量的需要连续变化，即调节压缩机的频率。进入室内换热器的制冷剂流量同时也通过电子膨胀阀调节。电子膨胀阀根据空调控制器的指令，按照预设的各种调节目标动作，迅速调节开启度，快速控制制冷剂的流量。

本实施例所提供的控制方法包括以下步骤：

开机时，控制压缩机升频至固有频率运行，室外风机工作在最高设定转速，电子膨胀阀开启至目标开度。

具体来说，当空调器上电开机时，首先控制压缩机启动，并按照预先设定的开环控制算法驱动其运行频率升频至固有频率运行。固有频率为一个预先设定的优选值，当压缩机工作在固有频率时，压缩机的回油率满足基础预期，不会导致停机现象。固有频率可以设定为50Hz，开环控制算法可以设定为控制压缩机运行频率在4秒内上升至50Hz。同时设定室外风机工作在最高设定转速，电子膨胀阀开启至目标开度。在这种条件下，开机后，空调器可以迅速地工作在一个较为稳定的状态，空调系统中的制冷剂维持一定的流量和速度，可以确保压缩机的润滑油有一定的回油流速。

与现有技术中保持在第一回油平台直至达到预设时间的控制方式不同，在本实施例中，进一步配合室内外环境控制压缩机频率，兼顾压缩机回油需求的同时，在开机阶段尽快减小室内环境温度与目标温度之间的偏差。为实现这一目的，进一步判定实时室外环境温度所处的室外环境温度区间，并根据判定出的室外环境温度区间控制压缩机升频至与所述室外环境温度区间对应的校正回油频率。

实时室外环境温度可以通过设置在室外换热器上的温度传感器采样得到，也可以通过无线通信的方式从外部终端上获取。

如图2所示，判定实时室外环境温度所处的室外环境温度区间时具体包括以下步骤：

首先判定实时室外环境温度是否小于等于第一室外环境温度阈值。第一室外环境温度阈值对应一种室外环境温度较低的情况。当实时室外环境温度小于等于第一室外环境温度阈值时，可以预期到室内环境温度与目标室内温度的偏差大，按照传统的控制方法，需要较长的时间室内环境才可以达到目标室内温度所对应的舒适程度。第一室外环境温度阈值优选可以设定为5摄氏度。如果实时室外环境温度小于等于第一室外环境温度阈值，则实时室外环境温度处于第一室外环境温度区间。兼顾压缩机回油和开机阶段制热舒适性要求，快速控制压缩机升频至较高的第一校正回油频率，使得制冷剂在温度较低的情况下有较高的流速。压缩机可以发挥调节作用使得室温与目标温度之间的温差减小。第一校正回油频率大于固有频率，优选设定第一校正回油频率为70Hz，自固有频率升频至第一校正回油频率的速率可以设定为2Hz/s。这样，当室外温度较低时，开机后大约15s的时间，压缩机即可以工作在一个相对较高的频率下。

而如果实时室外环境温度大于第一室外环境温度阈值，则说明室外环境温度较为温和，可以预期到虽然室内环境温度与目标室内温度还存在一定偏差，但是达到舒适程度的时长是相对可控的。因此，当实时室外环境温度大于第一室外环境温度阈值时，则判定为实时室外环境温度处于第二室外环境温度区间，兼顾压缩机回油和舒适性要求，快速控制压缩机升频至第二校正回油频率，使得制冷剂在温度较为温和的状态下有相对适中的流速。第二校正回油频率小于第一校正回油频率且大于固有频率，第二校正回油频率优选设定为58Hz，自固有频率升频至第二校正回油频率的速率可以设定为2Hz/s。这样，当室外温度较为温和时，开机后大约8秒的时间，压缩机即可以工作在一个合理的频率下。

控制压缩机升频至与室外环境温度区间对应的校正回油频率后。控制第一计时器开始计时，并判断第一计时器的计时是否达到有效计时时长。

如果第一计时器的计时达到有效计时时长，则说明回油达到预定设定时间。此时的控制目标仅为消除实时室内温度和目标室内温度之间的温差。因此，进一步的，当第一计时器的计时达到有效计时时长时，根据判定出的室外环境温度区间控制压缩机升频至与室外环境温度区间对应的目标频率。第一计时器的有效计时时长可以设定为45s。

如图3和4所示是根据判定出的室外环境温度区间控制压缩机升频至与室外环境温度区间对应的目标频率的一种优选方式。

具体来说，如果实时室外环境温度处于第一室外环境温度区间时，如上文所述，则实时室外环境温度相对较低，因此控制压缩机自第一校正回油频率直接升频至制热设定最高频率，即第一室外环境温度区间对应的目标频率，以充分发挥压缩机的调节能力，使得室温在最短的时间内达到设定温度。制热设定最高频率根据压缩机的能力设定，是一个预先设定的固定值，大约在100Hz左右。

如果实时室外环境温度处于第二室外环境温度区间，则进一步判定实时室外环境温度是否小于等于第二室外环境温度阈值。第二室外环境温度阈值大于第一室外环境温度阈值，其对应一种室外环境温度较高的情况，优选为制热模式下对应推荐目标室内温度的最小值，在本实施例中，设定为18摄氏度。如果实时室外环境温度小于等于第二室外环境温度阈值，则说明在当前室外环境下，实时室内温度与目标室内温度大概率还是存在一定偏差，所以，控制压缩机自第二校正回油频率升频至实时室外环境温度对应的设定最高限频频率，即第二室外环境温度区间对应的一种目标频率，使得室内温度尽快达到目标室内温度。实时室外环境温度对应的设定最高限频频率可以通过预先存储的数据表得出，数据表中约束了室外环境温度和设定最高限频频率的一一对应关系，是技术人员结合空调能力、压缩机型号以及不同环境条件通过大量实验得到的。室外环境温度越低，设定最高限频频率越高。

如果实时室外环境温度大于第二室外环境温度阈值，则说明当前环境温度较高，进一步判断实时室内环境温度是否小于等于室内环境温度阈值。室内环境温度阈值对应推荐目标室内温度的中间值，在本实施例中，设定为20摄氏度。如果实时室内环境温度小于等于室内环境温度阈值，则控制压缩机自第二校正回油频率升频至设定目标频率。设定目标频率优选为80Hz，使得空调器可以在短时间的消除较小的温度偏差，达到理想的控制效果，同时避免额外的能耗。

在上述实施例所公开的控制方法中，根据基于实时室外环境温度形成的当前室内环境温度预期对回油频率进行校正，兼顾压缩机的回油需求和空调器的基本制热要求，在开机阶段通过校正补偿得到一个更为合理的校正回油频率，进一步使得压缩机按照不同室外环境温度区间对应的目标频率工作，在多种情况下均可以实现快速达到理想制热效果的目的。

如果室内外的温度较高，压缩机的润滑油通常会保持在一个较为理想的流动状态。如果以舒适度为优先级最高的控制目标，则在此种状态下，优选可以使得压缩机不升频至回油平台，以免在升频至回油平台并维持保持时牺牲制热能力。因此，作为一种优选的实施方式，在判定实时环境温度所处的室外环境温度区间之前，还包括以下步骤：

判定实时室外环境温度是否大于回油保护室外环境温度阈值且实时室内环境温度是否大于回油保护室内环境温度阈值。如果实时室外环境温度大于回油保护室外环境温度阈值且实时室内环境温度大于回油保护室内环境温度阈值时，则说明室内外温度均较高，控制压缩机自固有频率直接升频至实时室外环境温度对应的设定最高限频频率，并以此作为目标频率，不升频至回油平台。同样的，实时室外环境温度对应的设定最高限频频率可以通过预先存储的数据表得出，数据表中约束了室外环境温度和设定最高限频频率的一一对应关系，是技术人员结合空调能力、压缩机型号以及不同环境条件通过大量实验得到的。优选的，回油保护室外环境温度阈值可以设定为18摄氏度，回油保护室内环境温度阈值可以设定为20摄氏度。

压缩机按照目标频率运行后，运行周期计时器开始计时。当所述运行周期计时器的计时时长达到有效计时时长时，按照PID算法控制压缩机运行。运行周期计时器的计时时长优选为30分钟。

在用户一侧，控制方法也提供了防冷风直吹的保护。具体来说，空调器开机时，将空调送风口的导风板控制旋转至防冷风位置，即朝向上方送风，避免冷风直吹用户。在空调器运行的过程中，持续判定室内换热器盘管温度是否小于等于第一干预阈值温度，如果室内换热器盘管温度小于等于第一干预阈值温度，则控制室内风机处于停机状态；如果室内盘管温度大于第一干预阈值温度，则控制室内风机按照最低风速运转。优选的，第一干预阈值温度为25摄氏度。在防冷风直吹保护控制的过程中，进一步持续判定室内换热器盘管温度是否大于等于第二干预阈值温度，如果室内换热器盘管温度大于等于第二干预阈值温度且第二计时器的计时到达有效计时时长，则控制室内风机按照设定风速运转。即在第二干预阈值温度达到理想状态时，控制室内风机正常运行。第二干预阈值温度优选设定为37摄氏度。同时，当室内换热器盘管温度大于等于第二干预阈值温度且第二计时器的计时到达有效计时时长时，则控制送风口导板自防冷风位置恢复到设定位置。第二计时器的有效计时时长优选设定为10s,以避免室内盘管温度波动造成的误控制。

作为一种辅助控制手段，当室内风机运行时，控制开启电加热装置，直至满足电加热关闭条件，控制电加热装置关闭。电加热关闭条件包括室内盘管温度连续10秒大于等于45摄氏度，或者室外环境温度大于等于0摄氏度，或者室内环境温度大于等于24摄氏度，或者压缩机的排气温度达到设定的目标排气温度，或者用户主动关闭电加热。

本发明同时还公开了一种空气调节设备，采用一种控制方法。控制方法可以参考上述任意一个实施例的详细描述和说明书附图的记载，在此不再赘述。采用上述控制方法的空气调节设备可以实现同样的技术效果。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得空调器执行如上方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述均各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个物理空间，或者也可以分布到多个网络单元上，可以根据实际需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

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。