一种空调系统的压力控制方法、装置及空调系统

技术领域

本发明涉及压力控制领域，特别是涉及一种空调系统的压力控制方法、装置及空调系统。

背景技术

变频空调系统中的压缩机在运行时，会根据制冷需求实时调节自身的电机转速，保持压缩机的输出与实际负载相匹配。但是，在现有技术中，通常是利用工作经验预先根据不同的制冷需求设定对应的冷凝压力基准值，在实际应用时基于该固定的基准值对空调系统进行控制。这种控制方式在空调系统室外的环境温度较低的情况中，将仍保持相对较高的冷凝压力，从而导致空调系统的整体功耗相对偏高，能效比偏低。

同时，基于固定的基准值控制冷凝压力的方法，在一些特定环境中还可能超出压缩机的运行曲线，从而影响压缩机的寿命和空调系统的可靠性；此外，在上述这种室外环境温度较低且室内负荷较大的情况下，还可能会导致空调系统的冷凝压力与蒸发压力之间的比值超出压缩机的正常压比范围，同样影响压缩机的寿命的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种空调系统的压力控制方法、装置及空调系统，通过判断冷凝压力是否过大，并判断冷凝压力与蒸发压力之间的比值是否合理，基于此动态控制外风机的转速，可以有效地降低室外低温情况下的冷凝压力和空调系统整体的功耗，还保证冷凝压力与蒸发压力之间的比值正常，从而提高压缩机的可靠性和能效比。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种空调系统的压力控制方法，包括：

获取压缩机当前的第一转速；

获取所述压缩机当前的蒸发压力和冷凝压力；

判断所述冷凝压力是否大于所述第一转速对应的预设最大冷凝压力；

若大于所述预设最大冷凝压力，则控制与空调系统中的空调外风机的第二转速提高；

若不大于所述预设最大冷凝压力，则判断所述冷凝压力与所述蒸发压力之间的比值是否在所述第一转速对应的压比预设范围内；

若在所述压比预设范围内，则判定空调系统的压力正常；

若大于所述压比预设范围的最大值，则控制所述空调外风机的第二转速提高；

若小于所述压比预设范围的最小值，则控制所述空调外风机的第二转速降低。

一方面，在获取所述压缩机当前的蒸发压力和冷凝压力之后，还包括：

判断所述蒸发压力是否在所述第一转速对应的预设蒸发压力范围内；

若所述蒸发压力小于所述预设蒸发压力范围的最小值，则控制所述空调系统中的膨胀阀的开度升高；

若所述蒸发压力大于所述预设蒸发压力范围的最大值，则控制所述膨胀阀的开度降低。

一方面，在控制所述空调系统中的膨胀阀的开度升高之前，还包括：

判断所述膨胀阀的开度是否为预设最大开度；

若不为所述预设最大开度，则进入控制所述空调系统中的膨胀阀的开度升高的步骤；

若为所述预设最大开度，则控制所述压缩机的第一转速降低；

在控制所述膨胀阀的开度降低之前，还包括：

判断所述膨胀阀的开度是否为预设最小开度；

若不为所述预设最小开度，则进入控制所述膨胀阀的开度降低的步骤；

若为所述预设最小开度，则控制所述压缩机的第一转速升高。

一方面，在判定空调系统的压力正常之后，还包括：

将所述第一转速对应的所述压比预设范围的最小值乘以所述压缩机的蒸发压力的数值，作为新的所述冷凝压力的数值；

控制所述压缩机的冷凝压力调整为新的所述冷凝压力；

其中，所述冷凝压力的实际值根据所述蒸发压力和所述比值实时调整。

一方面，在控制所述空调外风机的第二转速提高之前，还包括：

判断所述空调外风机当前的第二转速是否为第一预设最高转速；

若不为所述第一预设最高转速，则进入控制所述空调外风机的第二转速提高的步骤；

若为最高转速，则控制所述压缩机的第一转速降低；

在控制所述空调外风机的第二转速降低之前，还包括：

判断所述空调外风机当前的第二转速是否为第一预设最低转速；

若不为所述第一预设最低转速，则进入控制所述空调外风机的第二转速降低的步骤；

若为最低转速，则控制所述压缩机的第一转速提高。

一方面，在控制所述压缩机的第一转速降低之前，还包括：

判断所述压缩机当前的第一转速是否为第二预设最低转速；

若否，则进入控制所述压缩机的第一转速降低的步骤；

若是，且所述空调外风机的第二转速为所述第一预设最高转速时，则控制所述压缩机停机；

在控制所述压缩机的第一转速提高之前，还包括：

判断所述压缩机当前的第一转速是否为第二预设最高转速；

若否，则进入控制所述压缩机的第一转速提高的步骤；

若是，且所述空调外风机的第二转速为所述第一预设最低转速时，则控制所述压缩机停机。

一方面，在控制所述压缩机停机的同时，还包括：

生成提示信号并发送给提示模块，以便所述提示模块发出提示。

一方面，在获取压缩机当前的第一转速之前，还包括：

确定所述压缩机的目标转速；

控制所述压缩机以预设转速工作；

在经过第一预设时长后，对所述压缩机进行PI控制，以便控制所述压缩机的转速为所述目标转速；

在经过第二预设时长后，进入获取压缩机当前的第一转速的步骤。

本申请还提供一种空调系统的压力控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述的空调系统的压力控制方法的步骤。

本申请还提供一种空调系统，包括空调系统本体，还包括如上述的空调系统的压力控制装置；

所述空调系统本体与所述空调系统的压力控制装置连接。

本申请的有益效果在于，提供了一种空调系统的压力控制方法、装置及空调系统，涉及压力控制领域，通过获取压缩机当前的转速，并获取压缩机当前的蒸发压力和冷凝压力，判断冷凝压力是否大于压缩机当前转速对应的预设最大冷凝压力，大于时则控制空调系统的外风机的转速提高，不大于时进一步判断冷凝压力与蒸发压力之间的比值是否在压比预设范围内，在则判定空调系统的压力正常，不在则调整空调外风机的转速。通过判断冷凝压力是否过大，并判断冷凝压力与蒸发压力之间的比值是否合理，基于此动态控制外风机的转速，可以有效地降低室外低温情况下的冷凝压力和功耗，还保证冷凝压力与蒸发压力之间的比值正常，从而提高压缩机的可靠性和能效比。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本申请一实施例提供的一种空调系统的压力控制方法的流程图；

图2为本申请一实施例提供的另一种空调系统的压力控制方法的流程图；

图3为本申请一实施例提供的一种压力运行范围的曲线图；

图4为本申请一实施例提供的一种空调系统的压力控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种空调系统的压力控制方法、装置及空调系统，通过判断冷凝压力是否过大，并判断冷凝压力与蒸发压力之间的比值是否合理，基于此动态控制外风机的转速，可以有效地降低室外低温情况下的冷凝压力和空调系统整体的功耗，还保证冷凝压力与蒸发压力之间的比值正常，从而提高压缩机的可靠性和能效比。

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做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。

现有技术中常用的冷凝压力的控制方式是基于一个固定的冷凝压力基准值进行调整。这种控制方式存在以下几个问题：

1、其没有考虑到环境温度的变化会影响空调系统整体的功耗和能效比，无论室外环境温度是高温还是低温，均基于固定的一个基准值对冷凝压力进行调整，这种方式在一些室外低温工况中(也就是空调系统的外风机处的环境温度较低的工况中)，会使得空调系统的冷凝压力处在一个相对较高的水平，导致空调系统的功耗相对较高，从而降低了空调系统的全年能效比。简单来说，在室外低温的情况中，空调系统理论上可以以一个更低的冷凝压力和功耗去满足用户的制冷要求，但是因为现有技术按照固定基准值去控制冷凝压力，而这一固定基准值通常是考虑到室外高温的情况才设定的，所以这一固定基准值通常较高，最终会导致在室外低温时空调系统以相对理论而言更高的冷凝压力工作，使空调系统的功耗也相对于理论而言更高。

2、基于一个固定的冷凝压力目标值去调整压缩机转速的方式，在某种特定环境中，冷凝压力的实际值可能超出压缩机的运行曲线，导致压缩机寿命及整机的可靠性降低。

3、当系统在室外环境温度低而室内负荷较大的情况下(也就是冷凝压力低且蒸发压力高的情况)，因为冷凝压力远高于蒸发压力(通常是数倍)，所以会出现系统冷凝压力与蒸发压力的压比超出压缩机的正常压比范围的情况，同样会影响压缩机可靠性，甚至导致压缩机损坏。

为了解决上述技术问题，请参照图1，图1为本申请一实施例提供的一种空调系统的压力控制方法的流程图，包括：

S1：获取压缩机当前的第一转速；

对于每一台压缩机而言，其均有自身对应的运行范围曲线，请参照图3，图3为本申请一实施例提供的一种压力运行范围的曲线图，该曲线表示了压缩机在不同转速时的冷凝压力范围和蒸发压力范围，该曲线是压缩机的制造商在压缩机出厂的时候就已经确定了的；因此，可以将不同转速对应的冷凝压力范围和蒸发压力范围写入到处理器的文件中或者与处理器连接的存储器中，也就是预先可以确定并存储上述的运行范围曲线，作为后文中提到的第一转速对应的最大冷凝压力和蒸发压力范围的参考。在空调系统和压缩机正常运行时，通过获取压缩机的实时转速，并根据该运行范围曲线来确定压缩机此时对应的合理的冷凝压力范围和蒸发压力范围，以便后续动态调整冷凝压力。

S2：获取压缩机当前的蒸发压力和冷凝压力；

考虑到冷凝压力和蒸发压力之间的压比过大时，同样会影响压缩机的可靠性，现有技术并没有考虑到这一点；因此，在空调系统和压缩机正常运行时，不仅要确定压缩机的实时冷凝压力，还需要确定压缩机的实时蒸发压力，以便后续确定两者的压比。

S3：判断冷凝压力是否大于第一转速对应的预设最大冷凝压力；

根据上述内容可知，在获取到压缩机的实时转速后，可以根据预先存储的运行范围曲线来确定压缩机在当前转速时对应的冷凝压力范围和蒸发压力范围；因此，在确定了压缩机的实时冷凝压力后，将其与运行范围曲线中所描述的压缩机在当前转速对应的冷凝压力范围进行比较，判断实时冷凝压力是否超出压缩机的当前转速对应的冷凝压力范围。

另外需要说明的是，在空调系统的实际运行工况中，冷凝压力通常大于蒸发压力，因此冷凝压力范围可以简单地设定成一个0～X的压力范围，其中的X为大于压缩机的当前转速对应的蒸发压力范围的最大值的值，在判断实时冷凝压力是否超出压缩机的当前转速对应的冷凝压力范围时，只需要判断实时冷凝压力是否大于X即可。

S4：若大于预设最大冷凝压力，则控制空调系统中的空调外风机的第二转速提高；

当压缩机的实时冷凝压力过高时，为了减少因为控制压缩机而给压缩机带来的影响，处理器会优先控制空调系统的外风机的转速升高，在实现冷凝压力降低的同时，降低对压缩机带来的影响。

S5：若不大于预设最大冷凝压力，则判断冷凝压力与蒸发压力之间的比值是否在第一转速对应的压比预设范围内；

当压缩机的实时冷凝压力没有超过最大值时，以现有技术的角度而言可以认为整个空调系统的压力正常，其并没有考虑到冷凝压力和蒸发压力之间的比值过大时同样会影响到压缩机。因此，当压缩机的实时冷凝压力没有超过最大值时，接下来继续计算实时冷凝压力除以实时蒸发压力的比值，判断该比值是否在运行范围曲线中所描述的压缩机在当前转速对应的压力比值范围。如果在该压力比值范围，才能够说明整个空调系统的压力正常，否则说明冷凝压力还是过高，还需要继续提高外风机的转速。

S6：若在压比预设范围内，则判定空调系统的压力正常；

S7：若大于压比预设范围的最大值，则控制空调外风机的第二转速提高；

S8：若小于压比预设范围的最小值，则控制空调外风机的第二转速降低。

以一种具体的例子为例，请参照图2，图2为本申请一实施例提供的另一种空调系统的压力控制方法的流程图，假设将压缩机转速段有5个区域，分别是12～24rps、24～45rps、45～70rps、70～90rps和90～120rps。通过图3中信息可以推算出各个频率段的高低压力运行范围和压比运行范围，如下表1所示，其中Pe代表蒸发压力，Pc代表冷凝压力，F代表压缩机的当前转速，ε代表两个压力的比值，即Pc/Pe。

表1：压缩机的冷凝压力与蒸发压力的运行范围和压力比值范围

其中，表1中的参数都是可以在压缩机出厂的时候获取到的，而为了再次验证压缩机的两种压力的范围，可以根据实时转速再计算一次。

通过动态调整压力，一些标准典型全年能效测试中，当室外环境温度较低时，现有技术中的按照固定值来控制压力的方式会在整个空调系统稳态运行时，不会再调整压力来节能，会将冷凝压力调节在固定值，而该冷凝压力对于这种室外低温环境来说是偏高的，所以整个空调系统的能耗也相对偏高。而本申请在空调系统稳定之后，进一步调整冷凝压力，使两个压力的比值趋于压缩机的当前转速下的最小比值，从而降低系统功率来提升能效比。也就是说本申请相对于现有技术而言，降低了冷凝压力和能耗，如下表2为某机型的实际测试数据，体现了本申请与现有技术的区别。

表2某机型的实际测试对比数据

由上述表2可见，本申请在保证温度与现有技术基本一致的情况下，冷凝压力、系统压比和空调整体功率等参数均小于现有技术，且能效比高于现有技术。

综上，通过获取压缩机当前的转速，并获取压缩机当前的蒸发压力和冷凝压力，判断冷凝压力是否大于转速对应的预设最大冷凝压力，大于时则控制空调系统的外风机的转速提高，不大于时进一步判断冷凝压力与蒸发压力之间的比值是否在压比预设范围内，在则判定空调系统的压力正常，不在则调整空调外风机的转速。通过判断冷凝压力是否过大，并判断冷凝压力与蒸发压力之间的比值是否合理，基于此动态控制外风机的转速，可以有效地降低室外低温情况下的冷凝压力和空调系统整体的功耗，还保证了冷凝压力与蒸发压力之间的比值正常，从而提高压缩机的可靠性和空调系统在室外低温环境中的能效比。

在上述实施例的基础上：

在一些实施例中，在获取压缩机当前的蒸发压力和冷凝压力之后，还包括：

判断蒸发压力是否在第一转速对应的预设蒸发压力范围内；

若蒸发压力小于预设蒸发压力范围的最小值，则控制空调系统中的膨胀阀的开度升高；

若蒸发压力大于预设蒸发压力范围的最大值，则控制膨胀阀的开度降低。

为了进一步保护压缩机，本申请中，考虑到压缩机的蒸发压力在实际运行时，可能会因为室内温度或者室内负荷的变化而变化(也就是空调柜机或空调挂机处)，例如室内负荷升高时蒸发压力随之升高。由此可见，当蒸发压力改变时，因为压缩机正常运行要求冷凝压力和蒸发压力之间的比值保持在合理范围内，且蒸发压力本身也要保持在合理范围内，所以蒸发压力的变化不仅会对冷凝压力造成影响，还会对压缩机本身造成影响。因此，在检测冷凝压力是否大于压缩机的当前转速对应的最大冷凝压力的同时，还需要检测蒸发压力是否在压缩机的当前转速对应的蒸发压力范围内；若在则说明蒸发压力正常；若不在，则调整蒸发压力使其满足蒸发压力的预设范围以及压比预设范围。对于调整蒸发压力的具体方式，主要是调整空调系统中的电子膨胀阀来实现的，处理器会在保证压缩机的吸气过热度合理的前提下通过调整电子膨胀阀的开度对蒸发压力进行调整，电子膨胀阀的开度越大，则蒸发压力越大；反之，电子膨胀阀的开度越小，则蒸发压力越小。基于此，可以进一步保护压缩机。

在一些实施例中，在控制空调系统中的膨胀阀的开度升高之前，还包括：

判断膨胀阀的开度是否为预设最大开度；

若不为预设最大开度，则进入控制空调系统中的膨胀阀的开度升高的步骤；

若为预设最大开度，则控制压缩机的第一转速降低；

在控制膨胀阀的开度降低之前，还包括：

判断膨胀阀的开度是否为预设最小开度；

若不为预设最小开度，则进入控制膨胀阀的开度降低的步骤；

若为预设最小开度，则控制压缩机的第一转速升高。

为了进一步调节蒸发压力，本申请中，考虑到膨胀阀的控制能力存在极限，若处理器控制膨胀阀的开度大于其预先限制的最大开度，则无法再通过电子膨胀阀来增大蒸发压力；同理，当膨胀阀的开度小于预设最小开度时，无法再通过电子膨胀阀来减小蒸发压力。因此，当压缩机的实时蒸发压力不在压缩机的当前转速对应的蒸发压力范围内时，在调整膨胀阀之前，首先要判断膨胀阀此时的状态是否已经达到极限(例如想要调高膨胀阀开度之前，首先判断膨胀阀此时的开度是否已经是最大开度)，若没达到极限则可以继续调整膨胀阀；若已到达极限且蒸发压力还是不在范围内，则需要通过调整压缩机的转速的方式来减低蒸发压力，压缩机的转速越高则蒸发压力越低。基于此，进一步调节蒸发压力。

在一些实施例中，在判定空调系统的压力正常之后，还包括：

将第一转速对应的压比预设范围的最小值乘以压缩机的蒸发压力的数值，作为新的冷凝压力的数值；

控制压缩机的冷凝压力调整为新的冷凝压力；

其中，冷凝压力的实际值根据蒸发压力和比值实时调整。

为了节能和提高空调系统的能效比，本申请中，在确定了空调系统的整体压力都正常后，可以继续降低冷凝压力来降低空调系统的整机功率，从而实现节能和提高能效比的目的。具体的，请参照图2，图2为本申请一实施例提供的另一种空调系统的压力控制方法的流程图；将压缩机的当前转速对应的压力比值范围内的最小值作为空调系统的目标比值，假设目标比值为ε且此时的蒸发压力为Pe，那么基于公式Pc＝Pe*ε来调整冷凝压力Pc，使得冷凝压力与蒸发压力之间的比值满足当前压力比值范围内的最小值ε。基于此，可以节能和提高空调系统的能效比。

在一些实施例中，在控制空调外风机的第二转速提高之前，还包括：

判断空调外风机当前的第二转速是否为第一预设最高转速；

若不为第一预设最高转速，则进入控制空调外风机的第二转速提高的步骤；

若为最高转速，则控制压缩机的第一转速降低；

在控制空调外风机的第二转速降低之前，还包括：

判断空调外风机当前的第二转速是否为第一预设最低转速；

若不为第一预设最低转速，则进入控制空调外风机的第二转速降低的步骤；

若为最低转速，则控制压缩机的第一转速提高。

为了进一步调整冷凝压力，本申请中，结合上述实施例可知，不只是膨胀阀存在调整极限，外风机同样存在调整上限。当压缩机的实时冷凝压力大于压缩机的当前转速对应的最大冷凝压力时，在调整空调外风机之前，首先要判断空调外风机此时的转速是否已经最高，若没达到最高则可以继续提高外风机的转速；若已到达最高且冷凝压力还是不在范围内，则需要通过调整压缩机的转速的方式来减低冷凝压力，压缩机的转速越低则冷凝压力越低。基于此，可以进一步调整冷凝压力。

在一些实施例中，在控制压缩机的第一转速降低之前，还包括：

判断压缩机当前的第一转速是否为第二预设最低转速；

若否，则进入控制压缩机的第一转速降低的步骤；

若是，且空调外风机的第二转速为第一预设最高转速时，则控制压缩机停机；

在控制压缩机的第一转速提高之前，还包括：

判断压缩机当前的第一转速是否为第二预设最高转速；

若否，则进入控制压缩机的第一转速提高的步骤；

若是，且空调外风机的第二转速为第一预设最低转速时，则控制压缩机停机。

为了保护压缩机，本申请中，结合上述实施例，如果外风机已经达到最高转速，且压缩机也已经达到了最低转速，且冷凝压力仍大于压缩机的当前转速对应的最大冷凝压力，此时，会直接报空调系统运行压力异常，并使压缩机退出制冷状态停机，以避免过高的冷凝压力给压缩机和空调系统带来的损坏。基于此，可以保护压缩机。

在一些实施例中，在控制压缩机停机的同时，还包括：

生成提示信号并发送给提示模块，以便提示模块发出提示。

为了及时提示工作人员，本申请中，在压缩机因为压力的问题停机的同时，还会通过提示模块对外发出提示，提示模块可以是听觉提示模块(如扬声器或蜂鸣器)或者视觉提示模块(如led或者显示屏)等，以及时提示工作人员压缩机已停机。

在一些实施例中，在获取压缩机当前的第一转速之前，还包括：

确定压缩机的目标转速；

控制压缩机以预设转速工作；

在经过第一预设时长后，对压缩机进行PI控制，以便控制压缩机的转速为目标转速；

在经过第二预设时长后，进入获取压缩机当前的第一转速的步骤。

为了稳定的控制压缩机，本申请中，在压缩机刚开始工作时，此时压缩机的转速并不稳定，也就是压缩机在刚开始工作时的冷凝压力和蒸发压力都不稳定，若在压缩机刚开始工作时就对压缩机进行控制，则无法得到较好的控制效果。因此，在压缩机刚启动时，先控制压缩机以默认转速工作第一预设时长，经过第一预设时长后再根据具体的制冷需求来对压缩机进行PI(proportional integral，比例积分)控制，以便使压缩机的转速匹配用户的制冷需求；在又经过第二预设时长后，若压缩机转速和频率基本保持不变，则可以认为压缩机此时已经趋于稳定状态，此时再进入获取压缩机的实时转速的步骤，以便调整冷凝压力和蒸发压力。基于此，可以稳定的控制压缩机。

请参照图4，图4为本申请一实施例提供的一种空调系统的压力控制装置的结果示意图，包括：

存储器21，用于存储计算机程序；

处理器22，用于执行计算机程序时实现如上述的空调系统的压力控制方法的步骤。

对于本申请提供的一种空调系统的压力控制装置的详细介绍，请参照上述空调系统的压力控制方法的实施例，本申请对比不做限定。

本申请还提供一种空调系统，包括空调系统本体，还包括如上述的空调系统的压力控制装置；

空调系统本体与空调系统的压力控制装置连接。

对于本申请提供的一种空调系统的详细介绍，请参照上述空调系统的压力控制方法的实施例，本申请对比不做限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。