一种空调频率控制方法、空调频率控制系统和空调器与流程

1.本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调频率控制方法、空调频率控制系统和空调器。


背景技术：

2.目前大部分空调器在制热过程中，压缩机的运行频率随着室外环境温度的降低而逐渐升高，无法精准识别用户需求，并且无法根据实时的温度变化情况实现对空调频率的精确调整，不能很好地实现最大的制热效果和节能效果。


技术实现要素：

3.本发明解决的问题是如何依据实时温度变化来对空调频率实现精确调整。
4.为解决上述问题，本发明是采用以下技术方案来解决的。
5.在一方面，本发明提供了一种空调频率控制方法，包括：
6.获取制热状态下空调器的频率a；
7.获取所述空调器的内盘温度tn；
8.获取所述空调器的内环温度th；
9.获取所述空调器的外环温度tw；
10.若th≥tw，则依据所述内环温度th和所述内盘温度tn的变化趋势，调整所述空调器的频率a，以提升室内舒适性。
11.本发明提供的空调频率控制方法，通过对内环温度和外环温度进行比较，在内环温度大于外环温度时，说明此时制热正常，空调器进入了常规的制热调整阶段，此时再依据内环温度th和内盘温度tn的变化趋势，判定当前室内温度的变化趋势和压缩机运行负载的变化趋势，并依据该变化趋势对空调器的频率a进行调整，从而实现了对空调器频率高的精确调整，在保证可靠性的前提下提供最优的制热量，并实现节能控制，从而提升了室内舒适性。
12.进一步地，所述方法还包括：若所述内盘温度tn≥第一预设温度b，则控制所述空调器降频第一预设频率mhz。
13.本发明提供的空调频率控制方法，通过设定第一预设温度b，实现对压缩机的预警，当内盘温度tn≥第一预设温度b时，说明此时压缩机负载过大，此时应及时对压缩机进行降频，以保证空调器的可靠性。
14.进一步地，所述第一预设频率mhz小于或等于10hz。
15.进一步地，所述第一预设温度b在50℃
‑
60℃之间。
16.进一步地，依据所述内环温度th和所述内盘温度tn的变化趋势，调整所述空调器的频率a的步骤，包括：
17.计算所述内环温度th随时间的变化量δta；
18.若δta＜第二预设温度c，则控制所述空调器升频第二预设频率fhz；
19.若δta≥第二预设温度c，则依据所述内盘温度tn随时间的变化量δtb调整所述空调器的频率a。
20.本发明提供的空调频率控制方法，当δta＜第二预设温度c时，说明此时内环温度的升高速率较低，可能会出现无法达到或者较慢达到预设升温高度的情况，此时应该及时对压缩机进行升频，以提供最优的制热量，快速达到预设温度，进一步提升了室内舒适度。
21.进一步地，所述第二预设频率fhz小于或等于10hz。
22.进一步地，所述第二预设温度c在0℃
‑
10℃之间。
23.进一步地，计算所述内环温度th随时间的变化量δta的步骤，包括：
24.获取当前的内环温度th1；
25.获取t1时间之前的内环温度th2；
26.计算温度变化量δta；
27.其中，所述δta＝th1
‑
th2。
28.进一步地，t1在18s
‑
25s之间。
29.进一步地，依据所述内盘温度tn随时间的变化量δtb调整所述空调器的频率a的步骤，包括：
30.计算所述内盘温度tn随时间的变化量δtb；
31.若δtb≥第三预设温度d，则控制所述空调器降频第三预设频率ehz。
32.本发明提供的空调频率控制方法，通过对内盘温度的变化趋势进行监控，当δtb≥第三预设温度d时，说明此时内盘温度升高过快，压缩机负载过大，此时需要对压缩机进行降频动作，以保证空调器的可靠运行。
33.进一步地，所述第三预设温度d在0℃
‑
5℃之间。
34.进一步地，所述第三预设频率ehz小于或等于5hz。
35.进一步地，计算所述内盘温度tn随时间的变化量δtb的步骤，包括：
36.获取当前的内盘温度tn1；
37.获取t2时间之前的内盘温度tn2；
38.计算温度变化量δtb；
39.其中δtb＝tn1
‑
tn2。
40.在另一方面，本发明提供了一种空调频率控制系统，适用于前述的空调频率控制方法，包括：
41.频率获取模块，用于获取空调器的频率a；
42.第一温度获取模块，用于获取所述空调器的内盘温度tn；
43.第二温度获取模块，用于获取所述空调器的内环温度th；
44.第三温度获取模块，用于获取所述空调器的外环温度tw；
45.控制模块，用于在th≥tw时依据所述内环温度th和所述内盘温度tn的变化趋势，调整所述空调器的频率a。
46.在另一方面，本发明还提供了一种空调器，包括控制器，所述控制器上烧录有频率控制程序，当所述频率控制程序被执行时，实现如前述空调频率控制方法。
附图说明
47.图1为本发明第一实施例提供的空调频率控制方法的控制逻辑框图；
48.图2为本发明第二实施例提供的空调频率控制系统的结构框图。
49.附图标记说明：
50.100
‑
空调频率控制系统；110
‑
频率获取模块；130
‑
第一温度获取模块；150
‑
第二温度获取模块；170
‑
第三温度获取模块；190
‑
控制模块。
具体实施方式
51.正如背景技术中所公开的，现有技术针对空调器的制热过程，压缩机的频率变化仅仅是随着室外环境温度的降低而逐渐升高，以提升制热量，这种常规的频率控制方式无法精准识别用户需求，并且无法根据实时的温度变化腔壳来实现对压缩机频率的精确调整，无法实现良好的制热效果和节能效果的平衡，也难以保证空调器的可靠性。
52.为了解决上述问题，本发明提供了一种空调频率控制方法、空调频率控制系统和空调器，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
53.第一实施例
54.本实施例提供了一种空调频率控制方法，应用于空调器，且适用于空调器的制热过程的频率控制，其中，该空调器为变频空调器，通过对空调器的各项参数进行判断，例如对内环温度th和内盘温度tn的变化趋势进行判断，并据此调整空调器的频率，从而实现了对空调器频率高的精确调整，在保证可靠性的前提下提供最优的制热量，并实现节能控制，从而提升了室内舒适性。
55.本实施例中的空调器至少包括控制器以及若干个不同的测温传感器，其中控制器上具有至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于控制器中或固化在服务器的操作系统(operating system，os)中的软件功能模块，软件功能模块根据传感器采集的数据执行控制程序。
56.控制器可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述的控制器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器。控制器也可以是任何常规的处理器等。
57.本实施例中的测温传感器可以是气体温度计、半导体温度计、温差电偶温度计等多种类型，其可以根据测定对象的不同设置在空调器内外的不同位置，同时，测温传感器均与控制器通信连接或电连接，从而能够及时将采集到的温度信号传送至控制器，从而实现实时温度检测和实时频率控制。
58.参见图1，本实施例提供了一种空调频率控制方法，包括以下步骤：
59.s1：获取制热状态下空调器的频率a。
60.具体地，首先开启空调器，并将空调器调整至制热模式，此时通过控制器直接获取到制热状态下空调器的频率a，即直接获取到压缩机的频率a。
61.需要说明的是，为了保证频率a和后续参数测量的准确性，此处需要将空调器调整至制热模式后运行5分钟，即制热模式开启5分钟后再开始执行上述步骤s1。
62.在本实施例中，在获取空调器的频率a后，还需要对空调器的频率a进行比对，当空调器的频率a在0
‑
100hz范围内时，可以执行后续步骤，当空调器的频率a大于100hz时，说明此时空调器处于过载状态，需要将空调器的频率降至稳定状态后再进行后续的步骤。正常情况下，空调器的制热频率可以是75hz。
63.针对空调器的频率a，此处也可以预先进行调整，例如，可以直接将空调器的频率调整至75hz后，进行记录，再进行后续的其他参数的检测。此时能够保证空调器初始状态的一致性。
64.需要说明的是，本实施例中提及的空调器的频率a，均是指的是空调器内压缩机的运行频率。
65.s2:获取空调器的内盘温度tn。
66.具体地，内盘温度tn指的是室内机蒸发器盘管温度，通过设置在空调室内机蒸发器盘管处的测温传感器直接检测盘管温度，并将采集到的内盘温度信息传送至控制器。
67.在获取空调器的内盘温度tn后，需要将内盘温度tn与第一预设温度b进行判定，若内盘温度tn≥第一预设温度b，则执行步骤s3，若内盘温度tn＜第一预设温度b，则执行步骤s4和步骤s5。
68.s3：控制空调器降频第一预设频率mhz。
69.具体地，通过设定第一预设温度b，实现对压缩机的预警，当内盘温度tn≥第一预设温度b时，说明此时压缩机负载过大，此时应及时对压缩机进行降频，以保证空调器的可靠性。在快速降频mhz后，则空调器重新回到步骤s1，对降频后的空调频率a进行记录，并重新开始控制流程。
70.需要说明的是，此处第一预设温度b的取值是根据目前的空调器在工作状态下高负荷工况时对应的温度值，该值可以是经验值，也可以通过仿真实验得出。具体地，本实施例中第一预设温度b的取值范围为50℃
‑
60℃之间，此处第一预设温度b可以根据空调器的各项参数进行设定，此处仅仅是举例说明。优选地，第一预设温度b为58℃，也就是说，在获取到空调器的内盘温度tn，若内盘温度tn大于或等于58℃时，说明此时压缩机处于高负荷状态，需要快速对空调器进行降频处理，以保证空调器的安全可靠性。当内盘温度小于58℃时，则需关注内环温度th和外环温度tw，并适应性地对空调器进行调整。
71.还需要说明的是，本实施例中第一预设频率mhz小于或等于10hz，即每次调整时，空调器的频率可以降频不到10hz，避免对空调器的频率调整过大，影响空调器的正常运作。优选地，第一预设频率mhz可以是5hz，即每次降频5hz，以减小降频动作对空调器的制热效果的影响。
72.s4：获取空调器的内环温度th。
73.具体地，内环温度指的是空调器的室内机所在房间的室内环境温度，通过设置在空调室内机外部的测温传感器直接检测室内环境温度，并将采集到的内环温度信息传送至控制器。
74.s5：获取空调器的外环温度tw。
75.具体地，外环温度指的是空调器的室外机所在区域的室外环境温度，通过设置在
空调室外机上的测温传感器直接检测室外环境温度，并将采集到的外环温度信息传送至控制器。
76.需要说明的是，此处步骤s4和步骤s5同步执行，同时针对内环温度th和外环温度tw的测量，也可以在执行步骤s2时同步执行，即对于空调器的内盘温度tn、空调器的内环温度th以及空调器的外环温度tw，此处可以在控制程序开始执行时即通过不同的测温传感器进行测量，对于步骤s2、步骤s4以及步骤s5的具体顺序，在此不作限定。
77.在本实施例中，在获取到内盘温度tn、内环温度th以及外环温度tw后，同样需要对内盘温度tn进行比对，当内盘温度tn小于第一预设温度b时，说明此时压缩机未到达高负荷工况，可以此为基准对压缩机的频率进行调节。
78.在获取到内环温度th以及外环温度tw后，需要对二者进行比对，若内环温度th小于外环温度tw，即th＜tw时，则说明空调器制热正常，空调器处于稳定运行状态，在一定时间后重复步骤s1。若内环温度th大于或等于外环温度tw，即th≥tw，则说明此时空调器未达到制热效果，此时依据内环温度th和内盘温度tn的变化趋势，调整空调器的频率a，以提升室内舒适性。获取空调器的内盘温度tn，具体地，当th≥tw时，执行步骤s6。
79.需要说明的是，此处通过对内环温度和外环温度进行比较，在内环温度大于外环温度时，说明此时制热正常，空调器进入了常规的制热调整阶段，此时再依据内环温度th和内盘温度tn的变化趋势，判定当前室内温度的变化趋势和压缩机运行负载的变化趋势，并依据该变化趋势对空调器的频率a进行调整，从而实现了对空调器频率高的精确调整，在保证可靠性的前提下提供最优的制热量，并实现节能控制，从而提升了室内舒适性。
80.s6：计算内环温度th随时间的变化量δta。
81.具体地，δta可以表征一定时间内空调器的内环温度th的变化趋势，在实际计算时，可以先获取当前的内环温度th1，再获取t1时间之前的内环温度th2，然后再计算温度变化量δta；其中，δta＝th1
‑
th2。即将当前的内环温度th1与t1时间之前的内环温度th2进行比较，从而得出内环温度th的变化趋势。t1时间在18s
‑
25s之间，优选地，t1时间可以是20s，即将当前的内环温度th1与20s之前的内环温度th2进行比较，且比对结果δta为几何量。
82.当δta＜第二预设温度c时，则执行步骤s7。当δta≥第二预设温度c时，则再依据内盘温度tn随时间的变化量δtb调整空调器的频率a，即执行步骤s8。
83.在本实施例中，第二预设温度c在0℃
‑
10℃之间，优选为3℃，即δta小于3℃时，说明此时温度的变化趋势趋于稳定或降低，即升温速率较低，或者内环温度th没有升温的趋势，可以判定其没有进行升温。δta大于或等于3℃时，则说明此时升温正常。
84.s7：控制空调器升频第二预设频率fhz。
85.具体地，当δta＜第二预设温度c的情况下，控制器控制压缩机升频，其中第二预设频率fhz小于或等于10hz，从而避免了一次性升频过高而对压缩机的可靠性造成影响。优选地，第二预设频率fhz为5hz，即一次升频5hz，在升频fhz并稳定一定时间后，则空调器重新回到步骤s1，对升频后的空调频率a进行记录，并重新开始控制流程。
86.在本实施例中，当δta＜第二预设温度c时，说明此时内环温度的升高速率较低，可能会出现无法达到或者较慢达到预设升温高度的情况，此时应该及时对压缩机进行升频，以提供最优的制热量，快速达到预设温度，进一步提升了室内舒适度。当δta≥第二预
设温度c时，说明升温正常，此时需要进一步关注内盘温度tn随时间的变化量δtb，以保证空调器的运行可靠性，即需要执行步骤s8。
87.需要说明的是，第二预设温度c为温度差值，其取值是根据目前空调器的工作状态下进行设定的，其设定温度与内环温度th的差值。其可以通过经验进行取值，也可以通过仿真实验进行确定。
88.s8：计算内盘温度tn随时间的变化量δtb。
89.具体地，δtn可以表征一定时间内空调器的内盘温度tn的变化趋势，在实际计算时，可以先获取当前的内盘温度tn1，再获取t2时间之前的内盘温度tn2，然后再计算温度变化量δtb；其中δtb＝tn1
‑
tn2。即将当前的内盘温度tn1与t2时间之前的内盘温度tn2进行比较，从而得出内盘温度tn的变化趋势。t2时间在18s
‑
25s之间，优选地，t2时间可以是20s，即将当前的内盘温度tn1与20s之前的内环温度tn2进行比较，且比对结果δtb为几何量。
90.当δtb＜第三预设温度d时，则说明此时空调器的内盘温度处于未升温或升温速率较低的情况，空调器较难达到高负荷的工况，可以判定空调器处于稳定运行状态，空调器的控制程序在一定时间后回到步骤s1，重新记录空调频率a。当δtb≥第三预设温度d时，说明此时空调器的内盘管处于快速升温的状态，需要执行步骤s9，进行降频处理。
91.本发明提供的空调频率控制方法，通过对内盘温度的变化趋势进行监控，当δtb≥第三预设温度d时，说明此时内盘温度升高过快，压缩机负载过大，此时需要对压缩机进行降频动作，以保证空调器的可靠运行。
92.需要说明的是，本实施例中第三预设温度d在0℃
‑
5℃之间，优选为3℃，即δtb小于3℃时，说明此时内盘温度tn的变化趋势区域稳定或降低，可以判定内盘温度没有升温趋势。δtb大于或等于3℃时，则说明此时处于升温状态，压缩机的负荷快速增高，此时可以执行步骤s9。
93.s9：控制空调器降频第三预设频率ehz。
94.具体地，当δtb≥第三预设温度d时，则通过控制器来控制压缩机降频，其中第三预设频率ehz小于或等于5hz，从而避免了一次性降频过大而对空调器的制热性能造成影响。优选地，第三预设频率ehz为3hz，即一次降频3hz，在降频ehz并稳定一定时间后，空调器可重新回到步骤s1，对升频后的空调频率a进行记录，并重新开始控制流程。
95.需要时说明的是，本实施例中第三预设温度d为温度差值，其取值是根据目前空调器的工作状态下进行设定的，其设定温度与内盘温度tn的差值。其可以通过经验进行取值，也可以通过仿真实验进行确定。
96.还需要说明的是，本实施例中第一预设频率mhz、第二预设频率fhz和第三预设频率ehz可以根据经验，并依据用户舒适温度来进行设定，可通过不断调试或仿真实验进行确定。
97.综上所述，本实施例提供的一种空调频率控制方法，其能够结合内环温度th、内盘温度tn的变化趋势来控制压缩机的频率a，在保证可靠性的前提下提供最优的制热量，快速提升室内环境的温度的同时，并达到节能的目的。此外，通过内盘温度tn、内环温度th的周期性循环算法，在制热过程中，能够实时调整压缩机的运转频率，提高房间的舒适性。同时通过内盘温度、内外环温度变化差异设置范围，确认温度的变化精准度，实现升降频的精准控制。
98.第二实施例
99.参见图2，本实施例提供了一种空调频率控制系统100，其适用于如第一实施例提供的空调频率控制方法，同时应用于空调器，该空调器为变频空调器，通过对空调器的各项参数进行判断，例如对内环温度th和内盘温度tn的变化趋势进行判断，并据此调整空调器的频率，从而实现了对空调器频率高的精确调整，在保证可靠性的前提下提供最优的制热量，并实现节能控制，从而提升了室内舒适性。
100.在本实施例中，空调频率控制系统100包括频率获取模块110、第一温度获取模块130、第二温度获取模块150、第三温度获取模块170以及控制模块190，其中频率获取模块110用于获取空调器的频率a，第一温度获取模块130用于获取空调器的内盘温度tn，第二温度获取模块150，用于获取空调器的内环温度th，第三温度获取模块170，用于获取空调器的外环温度tw，控制模块190用于在th≥tw时依据内环温度th和内盘温度tn的变化趋势，调整空调器的频率a。
101.在本实施例中，频率获取模块110、第一温度检测模块、第二温度检测模块、第三温度检测模块以及控制模块190均可集成在一控制器上，且频率获取模块110、第一温度检测模块、第二温度检测模块、第三温度检测模块均与控制模块190电连接。空调器至少包括控制器、若干个不同的测温传感器，其中控制器上具有至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于控制器中或固化在服务器的操作系统(operating system，os)中的软件功能模块，软件功能模块根据传感器采集的数据执行控制程序。
102.本实施例中的测温传感器可以是气体温度计、半导体温度计、温差电偶温度计等多种类型，其可以根据测定对象的不同设置在空调器内外的不同位置，同时，测温传感器均与控制器通信连接或电连接，从而能够及时将采集到的温度信号传送至控制器，从而实现实时温度检测和实时频率控制。具体地，在本实施例中，测温传感器至少为三个，包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，其中第一传感器设置在空调器的内机盘管处，用于采集空调器的内盘温度tn，同时第一传感器与第一温度获取模块130电连接，可将采集到的内盘温度信息传递至控制器的第一温度获取模块130。第二传感器设置在空调器的室内机外侧，用于检测空调室内机所在房间的内环温度th,同时第二传感器与第二温度获取模块150电连接，可将采集到的内环温度信息传递至控制器的第二温度获取模块150。第三传感器设置在空调器的室外机上，用于检测空调室外机所在区域的外环温度tw，同时第三传感器与第三温度获取模块170电连接，可将采集到的外环温度信息传递至控制器的第三温度获取模块170。频率获取模块110可直接通过控制器上的状态监测电路直接获取压缩机的运行频率a。
103.在本实施例中，控制模块190能够通过频率获取模块110、第一温度检测模块、第二温度检测模块、第三温度检测模块获取到空调器的不同参数，并且根据不同参数实现对空调器的不同控制策略，其具体控制策略可参考第一实施例，在此不再赘述。
104.第三实施例
105.本实施例提供了一种空调器，包括空调本体和控制器，其中控制器上烧录有频率控制程序，当频率控制程序被执行时，实现如第一时实施例提供的空调频率控制方法。
106.本实施例的空调器包括空调本体和控制器，其中空调本体由空调内机和空调外机组成，其与常规的空调内机和空调外机相同，控制器上具有至少一个可以软件或固件
(firmware)的形式存储于控制器中或固化在服务器的操作系统(operating system，os)中的软件功能模块，软件功能模块根据传感器采集的数据执行控制程序。
107.控制器可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述的控制器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器。控制器也可以是任何常规的处理器等。
108.在本实施例中，控制器用于执行存储于其中的可执行模块，例如频率获取模块110、第一温度获取模块130、第二温度获取模块150、第三温度获取模块170以及控制模块190，控制器上烧录有频率控制程序，并能够依据该控制程序实现第一实施例提供的空调频率控制方法。
109.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。