一种基于变频压缩机的空调系统及其控制方法转让专利
申请号 : CN201680090891.1
文献号 : CN109983284B
文献日 : 2021-03-12
发明人 : 不公告发明人
申请人 : 美国伊科有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种变频空调控制系统,所述变频空调能够实现制冷和制热,其特征在于,所述变频空调控制系统包括变频控制单元,数据存储单元,信息采集单元;所述变频控制单元根据压缩机电流值变化量ΔI、压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc、压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe和压缩机开机时长变化量Δt调整压缩机频率ΔF;
压缩机电流值变化量ΔI的权重参数为A1,压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc的权重参数为A2,压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe的权重参数为A3,压缩机开机时长变化量Δt的权重参数为A4;
变频控制单元根据压缩机电流值变化量ΔI判断压缩机频率应该上调或下调;
变频控制单元根据压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc判断压缩机频率应该上调或下调;
变频控制单元根据压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe判断压缩机频率应该上调或下调;
由变频控制单元判断当前时刻是否超出预设的压缩机开机时长t,若未超出,则将A1、A2、A3中判断为压缩机频率应上调的权重参数相加,并与判断压缩机频率应下调的权重参数相加结果比较大小,若判断为压缩机频率应上调的权重参数之和>断压缩机频率应下调的权重参数之和,则压缩机频率以预设值X上调;反之,则压缩机频率以预设值X下调;
若已超出预设的压缩机开机时长t,则将A1、A2、A3、A4中判断为压缩机频率应上调的权重参数相加,其中A4权重参数固定定义为压缩机上调项权重参数,并与判断压缩机频率应下调的权重参数相加结果比较大小,若判断为压缩机频率应上调的权重参数之和>断压缩机频率应下调的权重参数之和,则压缩机频率以预设值X上调;反之,则压缩机频率以预设值X下调。
2.如权利要求1所述的变频空调控制系统,其特征在于,当每个变频调节周期结束后,控制系统将根据开机时长判对该变频调节周期进行压缩机能力充足或不足进行标记,并根据多个变频调节周期的标记结果对压缩机目标工作频率以预设值进行增加或降低,并将调整后的压缩机目标工作频率上传至服务器。
3.一种变频空调控制方法,所述变频空调能实现制冷或制热,其特征在于,所述方法包括:
获取预设的压缩机开机时长t,及压缩机电流值变化量ΔI作为权重参数A1,压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc作为权重参数A2,压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe作为权重参数A3,压缩机开机时长变化量Δt作为权重参数A4;并根据外界温度和预设的压缩机开机时长t确定压缩机初始目标工作频率;
使压缩机工作直到达到初始目标工作频率并至少运行一个变频周期;
压缩机电流值变化量ΔI的权重参数为A1,压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc的权重参数为A2,压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe的权重参数为A3,压缩机开机时长变化量Δt的权重参数为A4;
变频控制单元根据压缩机电流值变化量ΔI判断压缩机频率应该上调或下调;
变频控制单元根据压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc判断压缩机频率应该上调或下调;
变频控制单元根据压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe判断压缩机频率应该上调或下调;
由变频控制单元判断当前时刻是否超出预设的压缩机开机时长t,若未超出,则将A1、A2、A3中判断为压缩机频率应上调的权重参数相加,并与判断压缩机频率应下调的权重参数相加结果比较大小,若判断为压缩机频率应上调的权重参数之和>断压缩机频率应下调的权重参数之和,则压缩机频率以预设值X上调;反之,则压缩机频率以预设值X下调;
若已超出预设的压缩机开机时长t,则将A1、A2、A3、A4中判断为压缩机频率应上调的权重参数相加,其中A4权重参数固定定义为压缩机上调项权重参数,并与判断压缩机频率应下调的权重参数相加结果比较大小,若判断为压缩机频率应上调的权重参数之和>断压缩机频率应下调的权重参数之和,则压缩机频率以预设值X上调;反之,则压缩机频率以预设值X下调。
4.如权利要求3所述的变频空调控制方法,其特征在于,当每个变频调节周期结束后,控制系统将根据开机时长判对该变频调节周期进行压缩机能力充足或不足进行标记,并根据多个变频调节周期的标记结果对压缩机目标工作频率以预设值进行增加或降低,并将调整后的压缩机目标工作频率上传至服务器。
5.一种非暂时性的计算机可读介质,其上存储有一组计算机可执行指令,用于使第一设备执行步骤,所述步骤包括:获取预设的压缩机开机时长t,及压缩机电流值变化量ΔI作为权重参数A1,压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc作为权重参数A2,压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe作为权重参数A3,压缩机开机时长变化量Δt作为权重参数A4;
并根据外界温度和预设的压缩机开机时长t确定压缩机初始目标工作频率;
使压缩机工作直到达到初始目标工作频率并至少运行一个变频周期;
压缩机电流值变化量ΔI的权重参数为A1,压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc的权重参数为A2,压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe的权重参数为A3,压缩机开机时长变化量Δt的权重参数为A4;
变频控制单元根据压缩机电流值变化量ΔI判断压缩机频率应该上调或下调;
变频控制单元根据压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc判断压缩机频率应该上调或下调;
变频控制单元根据压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe判断压缩机频率应该上调或下调;
由变频控制单元判断当前时刻是否超出预设的压缩机开机时长t,若未超出,则将A1、A2、A3中判断为压缩机频率应上调的权重参数相加,并与判断压缩机频率应下调的权重参数相加结果比较大小,若判断为压缩机频率应上调的权重参数之和>断压缩机频率应下调的权重参数之和,则压缩机频率以预设值X上调;反之,则压缩机频率以预设值X下调;
若已超出预设的压缩机开机时长t,则将A1、A2、A3、A4中判断为压缩机频率应上调的权重参数相加,其中A4权重参数固定定义为压缩机上调项权重参数,并与判断压缩机频率应下调的权重参数相加结果比较大小,若判断为压缩机频率应上调的权重参数之和>断压缩机频率应下调的权重参数之和,则压缩机频率以预设值X上调;反之,则压缩机频率以预设值X下调。
6.如权利要求5所述的非暂时性的计算机可读介质,其特征在于,当每个变频调节周期结束后,控制系统将根据开机时长判对该变频调节周期进行压缩机能力充足或不足进行标记,并根据多个变频调节周期的标记结果对压缩机目标工作频率以预设值进行增加或降低,并将调整后的压缩机目标工作频率上传至服务器。
说明书 :
一种基于变频压缩机的空调系统及其控制方法
背景技术
压缩机RPS之间的转换。
作时,室外机需接收来自室内机或温控器发出的开关指、设定温度、室内温度等信号,才能
现实对室外机中压缩机频率的控制调节。在该控制过程中一般采用根据当前室内温度与设
定温度的温度差值和温度差值变化率来判断室内负荷,从而计算出压缩机输出频率数值。
通过上述内容可知,在室外机无法与室内机或温控器通信的情况下,现有的变频空调是无
法精确获得压缩机输出频率的。
仅要升级室外机,而且还要升级室内机和线控器。这大大增加了成本和施工难度。
发明内容
所述系统的全新设计的部分在于通过室外机的频率自学习得到各个环境温度下的压缩机
频率输出值的控制方法,基于该控制方法可实现,在与现有技术中定频空调系统控制规则
完全一致即室内机或温控器仅向室外机提供开停信号的前提下,室外机可对变频空调压缩
机进行精确的频率调节。
值变化量ΔI、压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc、压缩机冷媒低压压力变化量Δ Pe和压缩
机开机时长变化量Δt作为控制变量对压缩机频率变化量ΔF进行控制。
机冷媒高压压力变化量ΔPc的权重参数为A2,压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe 的权重参
数为A3,压缩机开机时长变化量Δt的权重参数为A4;并在每次压缩机开机工作时,供变频控
制单元调取历史数据。
压压力Pe。
参数为A3,压缩机开机时长变化量Δt的权重参数为A4;
压缩机频率应上调的权重数之和>断压缩机频率应下调的权重数之和,则压缩机频率以预
设值X上调;反之,则压缩机频率以预设值X下调;
压缩机频率应下调的权重数相加结果比较大小,若判断为压缩机频率应上调的权重数之和
>断压缩机频率应下调的权重数之和,则压缩机频率以预设值X上调;反之,则压缩机频率
以预设值X下调;
入自学习数据库。若本次压缩机实际开机时长t'≤预设的压缩机开机时长t,则本次压缩机
工作过程标记为“压缩机能力充足”,若本次压缩机实际开机时长t'>预设的压缩机开机时
长t,则本次压缩机工作过程标记为“压缩机能力不足”。
“压缩机能力不足”时,则外界温度-压缩机目标工作频率对照关系中的该外界温度多对应
的压缩机目标工作频率值以预设值X下调,反之,则以预设值X 上调。
过度消耗。为了兼顾舒适性和节电性,该发明重点关注了和舒适性相关的及压缩机电流值
变化量ΔI,压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc,压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe,压缩机开
机时长变化量Δt,和通过预设运行时间自学习的方式找到避免系统频繁起停的目标频率
值。
附图说明
具体实施方式
电流的变化对压缩机工作频率做出调节。
史数据。
据推测结果控制压缩机的频率。
发生下降,此时将当前压缩机工作频率以预设值X上调;若前个变频周期开始时的压缩机电
流值I'>当前压缩机电流值I则说明室内温度正在下降,此时进一步判断当前压缩机工作
频率是否大于初始目标工作频率,若当前压缩机工作频率是否>初始目标工作频率,则当
前压缩机工作频率以预设值X下调;若前压缩机工作频率≤初始目标工作频率,则当前压缩
机工作频率保持不变。
入自学习数据库。
功率运行时计算获得。
大时,能够较为快速的寻找到变频空调压缩机稳定的工作频率,但是可能会导致室内温度
波动幅度较大,造成使用者不适。当预设值X较小时,室内温度波动幅度较小,但寻找到变频
空调压缩机稳定的工作频率的时间相对变长。
33℃下维持了15min,在34℃下维持了30min,在35℃下维持了5min,则可以计算得到该压缩
机实际工作时长为50min内的平均外界温度为:(15/50) ×33℃+(30/50)×34℃+(5/50)×
35℃=33.8℃。同时针对压缩机工作频率而言在50Hz下运行了10min,在48Hz下运行了
30min,在46Hz下运行了10min,则可以计算得到该压缩机实际工作时长为50min内的压缩机
平均工作频率为:(10/50)×50Hz +(30/50)×48Hz+(10/50)×46Hz=48Hz。
时,均可以依据该数据曲线获得变频压缩机初始目标工作频率。
其自学习得到外界平均温度、压缩机实际工作时长、压缩机平均工作频率三者数值对应关
系是不准确的。为了应对这一问题,可以通过不断累计该频率下的时间值通过平均来规避
偶发的停机数据的影响,也可也设置运行时间周期的可信赖的范围来剔除不可信的数据。
比如频率48rps下得到了时间40min,50min,60min,55min, 65min则可以对这些值进行平均
值计算,以消除偶然的一次意外停机对整体数值的影响。
发生升高,此时将当前压缩机工作频率以预设值X上调;若前个变频周期开始时的压缩机电
流值I<当前压缩机电流值I则说明室内温度正在升高,此时进一步判断当前压缩机工作频
率是否大于初始目标工作频率,若当前压缩机工作频率是否>初始目标工作频率,则当前
压缩机工作频率以预设值X下调;若前压缩机工作频率≤初始目标工作频率,则当前压缩机
工作频率保持不变。
入自学习数据库。
压压力Pc则说明室内温度没有发生下降,此时将当前压缩机工作频率以预设值 X上调;若
前个变频周期开始时的压缩机冷媒高压压力Pc'>当前压缩机冷媒高压压力Pc则说明室内
温度正在下降,此时进一步判断当前压缩机工作频率是否大于初始目标工作频率,若当前
压缩机工作频率是否>初始目标工作频率,则当前压缩机工作频率以预设值X下调;若前压
缩机工作频率≤初始目标工作频率,则当前压缩机工作频率保持不变;
入自学习数据库。
明室内温度没有发生升高,此时将当前压缩机工作频率以预设值X上调;若前个变频周期开
始时的压缩机冷媒高压压力Pc'<当前压缩机冷媒高压压力Pc则说明室内温度正在升高,
此时进一步判断当前压缩机工作频率是否大于初始目标工作频率,若当前压缩机工作频率
是否>初始目标工作频率,则当前压缩机工作频率以预设值X 下调;若前压缩机工作频率
≤初始目标工作频率,则当前压缩机工作频率保持不变。
入自学习数据库。
压压力Pe则说明室内温度没有发生下降,此时将当前压缩机工作频率以预设值 X上调;若
前个变频周期开始时的压缩机冷媒低压压力Pe'>当前压缩机冷媒低压压力Pe则说明室内
温度正在下降,此时进一步判断当前压缩机工作频率是否大于初始目标工作频率,若当前
压缩机工作频率是否>初始目标工作频率,则当前压缩机工作频率以预设值X下调;若前压
缩机工作频率≤初始目标工作频率,则当前压缩机工作频率保持不变。
入自学习数据库。
压压力Pe则说明室内温度没有发生升高,此时将当前压缩机工作频率以预设值X上调;若前
个变频周期开始时的压缩机冷媒低压压力Pe'<当前压缩机冷媒低压压力Pe则说明室内温
度正在升高,此时进一步判断当前压缩机工作频率是否大于初始目标工作频率,若当前压
缩机工作频率是否>初始目标工作频率,则当前压缩机工作频率以预设值X下调;若前压缩
机工作频率≤初始目标工作频率,则当前压缩机工作频率保持不变。
入自学习数据库。
入自学习数据库。若本次压缩机实际开机时长t'≤预设的压缩机开机时长t,则本次压缩机
工作过程标记为“压缩机能力充足”,若本次压缩机实际开机时长t'>预设的压缩机开机时
长t,则本次压缩机工作过程标记为“压缩机能力不足”。
“压缩机能力不足”时,则外界温度-压缩机目标工作频率对照关系中的该外界温度多对应
的压缩机目标工作频率值以预设值X下调,反之,则以预设值X 上调。
量ΔF进行控制,则有:ΔF=f(ΔI,ΔPc,ΔPe,Δt)。针对参数ΔI,ΔPc,ΔPe,Δt在函数f
(ΔI,ΔPc,ΔPe,Δt)其具有不同的权重参数,例如,压缩机电流值变化量ΔI的权重参数
为A1,压缩机冷媒高压压力变化量ΔPc的权重参数为 A2,压缩机冷媒低压压力变化量ΔPe
的权重参数为A3,压缩机开机时长变化量Δt 的权重参数为A4,权重参数为A1、A2、A3、A4可以
取0~100%的任意数值,但应满足A1+A2+A3+A4=100%。
参数为A3,压缩机开机时长变化量Δt的权重参数为A4;
压缩机频率应上调的权重数之和>断压缩机频率应下调的权重数之和,则压缩机频率以预
设值X上调;反之,则压缩机频率以预设值X下调;
压缩机频率应下调的权重数相加结果比较大小,若判断为压缩机频率应上调的权重数之和
>断压缩机频率应下调的权重数之和,则压缩机频率以预设值X上调;反之,则压缩机频率
以预设值X下调;
入自学习数据库。若本次压缩机实际开机时长t'≤预设的压缩机开机时长t,则本次压缩机
工作过程标记为“压缩机能力充足”,若本次压缩机实际开机时长t'>预设的压缩机开机时
长t,则本次压缩机工作过程标记为“压缩机能力不足”。
“压缩机能力不足”时,则外界温度-压缩机目标工作频率对照关系中的该外界温度多对应
的压缩机目标工作频率值以预设值X下调,反之,则以预设值X 上调。