一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110260492 A(43)申请公布日 2019.09.20

(21)申请号 201910458553.4(22)申请日 2019.05.29

(71)申请人 广东海悟科技有限公司

地址 523637 广东省东莞市樟木头镇樟洋

社区海悟路1号(72)发明人 李伟瀚　李敏华　陈露润　吴磊　

邓宗浩　(74)专利代理机构 东莞市华南专利商标事务所

有限公司 44215

代理人 刘克宽(51)Int.Cl.

F24F 11/65(2018.01)F24F 11/86(2018.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

(54)发明名称

一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法(57)摘要

本发明涉及变频空调制冷技术领域，具体涉及一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，包括如下步骤，步骤a，计算制冷需求Q；步骤b，根据制冷需求Q对风机及压缩机进行逻辑控制，与现有技术相比，本申请通过精确计算制冷需求Q，从而压缩机频率根据制冷需求Q周期性调节以及风机转速根据制冷需求Q周期性分阶段调节，当制冷需求变化或者制冷需求较低时，空调送风温度不会因为系统瞬时超调而忽高忽低，减少压缩机的频繁启停，风机也能根据实际需求调节转速，保持节能状态，机组控制精度及使用寿命均能有效提高。

CN 110260492 ACN 110260492 A

权　利　要　求　书

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1.一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤a，设定停机需求W、设定启动需求P、设定最大制冷需求Qmax、设定最小制冷需求Qmin和计算制冷需求Q；

步骤b，根据制冷需求Q分别对风机及压缩机进行如下逻辑控制：i.当制冷需求Q＜停机需求W，压缩机关闭；

ii.当停机需求W≤制冷需求Q＜系统启动需求P时，压缩机保持当前状态且运行频率不变；

iii.当系统启动需求P≤制冷需求Q＜100％，压缩机开启，压缩机运行频率随制冷需求Q的增大或减小而提高或降低；

iiii.当制冷需求Q≥100％，压缩机保持最高频率运行；任意压缩机开启时，风机需切换至风机最高转速运行至少2s，并从压缩机启动后开始计时，风机启动维持时间S1运行后，按以下逻辑运行：

i.当制冷需求Q≥Qmax时，风机以风机调速步长L提高转速，且每个需求计算周期内的转速变化

直至风机的转速达到最高转速，其中，T1为目标转速，T0为当前转速，M

为风机调速比；

ii.当制冷需求Q≤Qmin时，风机以风机调速步长L降低转速，且每个需求计算周期内的转速变化

直至风机的转速达到最低转速，其中，T1为目标转速，T0为当前转速，M

为风机调速比；

iii.当制冷需求Q处于Qmin和Qmax之间时，风机的转速随制冷需求Q的增大或减小而提高或降低，直至转速达到目标转速运行，且每个需求计算周期内的转速变化

其

中，T1为目标转速，T0为当前转速，M为风机调速比。

2.根据权利要求1所述的一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于：在步骤a中，通过温度传感器检测值Td、温度控制回差值Tβ、设定温度设定值Ts和温度控制精度Tc，计算制冷需求Q如下：

3.根据权利要求1所述的一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于：在步骤b中，压缩机开启后，以启动频率fz保持2min运行后，再根据制冷需求Q调节频率且压缩机最小运行时间不低于6min。

4.根据权利要求1所述的一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于：在步骤b中，风机启动维持时间S1为5min。

5.根据权利要求4所述的一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，其特征在于：在步骤b中，每个需求计算周期为10s-20s。

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CN 110260492 A

说　明　书

一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法

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技术领域

[0001]本发明涉及变频空调制冷技术领域，具体涉及一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法。

背景技术

[0002]现有的变频机房空调在制冷模式下的风机及压缩机控制方式大致分两种。第一种，压缩机频率根据制冷需求Q调节，风机转速保持不变。其存在的缺点是：风机转速不变，在低负荷时，由于压缩机频率降至最低，风量偏大，吸气压力升高，排气压力降低，导致压缩比偏低，吸气过热度偏大，压缩机超负荷运行，降低压缩机稳定性及可靠性，同时风机功耗占比上升，风机转速不变，自身的电机发热会中和低频下蒸发产生的冷量，不利于节能。第二种，压缩机频率与风机转速根据制冷需求Q同步调节。其缺点是：风机转速及压缩机频率同步调节，在中低热负荷情况下，随着热负荷降低，压缩机及风机在很短的控制周期内同时降低输出，由于蒸发器压力及温度变化的滞后性，短时间内蒸发器输出的冷量变化不大，风量快速降低，导致空调送风口温度会快速下降到正常设定值以下，系统会控制压缩机关闭，此时房间温度实际还没达到设定值，压缩机会再次开启，重复以上动作，导致压缩机频繁启停且温度波动大。

[0003]以上两种制冷模式，在低热负荷或热负荷降低时，低热负荷下空调风机高速运行会造成压缩机过负荷及能耗高，还会因为风机与压缩机转速不匹配造成压缩机频繁启停问题。

发明内容

[0004]本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，采用该控制方法能够解决能耗高的问题。[0005]本发明的目的通过以下技术方案实现：提供一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，包括如下步骤，步骤a，设定停机需求W、设定启动需求P、设定最大制冷需求Qmax、设定最小制冷需求Qmin和计算制冷需求Q；[0006]步骤b，根据制冷需求Q分别对风机及压缩机进行如下逻辑控制：[0007]i.当制冷需求Q＜停机需求W，压缩机关闭；

[0008]ii.当停机需求W≤制冷需求Q＜系统启动需求P时，压缩机保持当前状态且运行频率不变；

[0009]iii.当系统启动需求P≤制冷需求Q＜100％，压缩机开启，压缩机运行频率随制冷需求Q的增大或减小而提高或降低；[0010]iiii.当制冷需求Q≥100％，压缩机保持最高频率运行；[0011]任意压缩机开启时，风机需切换至风机最高转速运行至少2s，并从压缩机启动后开始计时，风机启动维持时间S1运行后，按以下逻辑运行：[0012]i.当制冷需求Q≥Qmax时，风机以风机调速步长L提高转速，且每个需求计算周期

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说　明　书

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内的转速变化直至风机的转速达到最高转速，其中，T1为目标转速，T0为当前转

速，M为风机调速比；

[0013]ii.当制冷需求Q≤Qmin时，风机以风机调速步长L降低转速，且每个需求计算周期内的转速变化

直至风机的转速达到最低转速，其中，T1为目标转速，T0为当前转

速，M为风机调速比；

[0014]iii.当制冷需求Q处于Qmin和Qmax之间时，风机的转速随制冷需求Q的增大或减小而提高或降低，直至转速达到目标转速运行，且每个需求计算周期内的转速变化

其中，T1为目标转速，T0为当前转速，M为风机调速比。

[0015]

其中，在步骤a中，通过温度传感器检测值Td、温度控制回差值Tβ、设定温度设定值

Ts和温度控制精度Tc，计算制冷需求Q如下：

其中，在步骤b中，压缩机开启后，以启动频率fz保持2min运行后，再根据制冷需求Q调节频率且压缩机最小运行时间不低于6min。[0017]其中，在步骤b中，风机启动维持时间S1为5min。[0018]其中，在步骤b中，每个需求计算周期为10s-20s。[0019]本发明的有益效果：本申请的变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，通过精确计算制冷需求Q，从而压缩机频率根据制冷需求Q周期性调节以及风机转速根据制冷需求Q周期性分阶段调节，当制冷需求变化或者制冷需求较低时，空调送风温度不会因为系统瞬时超调而忽高忽低，减少压缩机的频繁启停，风机也能根据实际需求调节转速，保持节能状态，机组控制精度及使用寿命均能有效提高。附图说明[0020]利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

[0021]图1为本发明的一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机的结构示意图。[0022]图2为制冷需求Q与压缩机的输出频率对照表。[0023]图3为制冷需求Q与风机的目标转速对照表。[0024]附图标记：压缩机1、风机2、温度传感器3、蒸发器4、控制器5、膨胀阀6。具体实施方式

[0025]结合以下实施例对本发明作进一步描述。

[0026]本发明的一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法的具体实施方式，如图1所示，以较为常规的变频空调系统为例进行说明，室内机系统包括依次连通设置的蒸发器4、压缩机1和膨胀阀6，蒸发器4设置有风机2，风机2出风的一侧设置有温度传感器3；室内机系统还包括控制器5，压缩机1、风机2、温度传感器3、膨胀阀6分别与控制器5电连接，并受控制器5控制。

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说　明　书

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本实施例的一种变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，步骤a，设定停机

需求W、设定启动需求P、设定最大制冷需求Qmax、设定最小制冷需求Qmin和计算制冷需求Q，具体地，计算制冷需求Q需要温度传感器2检测值Hd、温度控制回差值Tβ、设定温度设定值Ts和温度控制精度Tc，计算制冷需求Q如下：

步骤b，根据停机需求W、启动需求P、制冷需求Q对压缩机进行逻辑控制，请见图2，图2为制冷需求Q与压缩机的输出频率对照表，其控制如下：[0029]i.当制冷需求Q＜停机需求W，压缩机关闭。

[0030]ii.当停机需求W≤制冷需求Q＜系统启动需求P时，压缩机保持当前状态且运行频率不变。

[0031]iii.当系统启动需求P≤制冷需求Q＜100％，请见图2，图2为制冷需求Q与压缩机的输出频率对照表，压缩机开启，压缩机运行频率随制冷需求Q的增大或减小而提高或降低。

[0032]iiii.当制冷需求Q≥100％，压缩机保持最高频率运行。[0033]在压缩机的控制中，当压缩机开启后，压缩机以其启动频率fz保持2min运行后，再根据制冷需求Q调节频率且压缩机最小运行时间不低于6min。其中，启动频率fz的优选值可以为压缩机最高频率的50％。[0034]请见图3，图3为制冷需求Q与风机的目标转速对照图，在本实施例中，对风机的控制如下：多系统的任意压缩机开启前，风机需切换至风机最高转速运行至少2s，并从压缩机启动后开始计时，风机启动维持时间S1(优选值为5min)运行后，按以下逻辑运行：设定最大制冷需求Qmax和最小制冷需求Qmin。[0035]i.当制冷需求Q≥Qmax时，风机以风机调速步长L提高转速，其中调速步长L(调速步长L＝最高转速/100每秒)是可以随意设定的，且每个需求计算周期内的转速变化

直至风机的转速达到最高转速，其中，T1为目标转速，T0为当前转速，M为风机调

速比，M＝5-20。风机的目标转速与制冷需求Q的关系如图3所示；风机的目标转速随制冷需求Q实时调整，举例说明，例如：目标转速随制冷需求实时调整。例如：M＝5，此时风机转速为2000，风机最高转速为6000，经过计算Q对应的的目标转速为3000，此时调速步长L＝6000/100每秒＝60/秒，转速变化＝(3000-2000)/5＝200，那么这个需求计算周期10秒内，风机转速只需达到2200，预计在计算周期的第4秒到达，此后6秒保持2200转速，再重新计算制冷需求Q，联动风机和压缩机运行。

[0036]ii.当制冷需求Q≤Qmin时，风机以风机调速步长L(调速步长L＝最高转速/100每秒)降低转速，且每个需求计算周期内的转速变化

直至风机的转速达到最低转

[0028]

速，其中，T1为目标转速，T0为当前转速，M为风机调速比，M＝5-20。[0037]iii.当制冷需求Q处于Qmin和Qmax之间时，风机的转速随制冷需求Q的增大或减小而提高或降低，直至转速达到目标转速运行，且每个需求计算周期内的转速变化

其中，T1为目标转速，T0为当前转速，M为风机调速比，M＝5-20，例如：每个需求

计算周期取值为10s。

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CN 110260492 A[0038]

说　明　书

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假设：温度传感器检测值Hd检测到的温度为33，回风温度设定值Ts设定为30，制冷

由

温度回差值Tβ为2，温度控制精度Tc为0.89，则制冷需求Q为：

于制冷需求Q>100％，此时系统进入制冷模式，各零部件按照制冷模式运转。

[0039]本实施例的变频空调制冷模式下的风机及压缩机控制方法，通过精确计算制冷需求Q，从而压缩机频率根据制冷需求Q周期性调节以及风机转速根据制冷需求Q周期性按步长调节，当制冷需求变化或者制冷需求较低时，空调送风温度不会因为系统瞬时超调而忽高忽低，减少压缩机的频繁启停，风机也能根据实际需求调节转速，保持节能状态，机组控制精度及使用寿命均能有效提高。[0040]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

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说　明　书　附　图

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图3

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