一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法專利背景

截至2013年10月26日，變頻空調器，其壓縮機頻率運行范圍一般在20～90赫茲，隨著室外環(huán)境溫度的不斷升高，空調負荷加大功率增加，導致控制器功率不斷升高，控制器模塊溫度也不斷升高，甚至到達105攝氏度以上，控制器發(fā)熱溫度限制了壓縮機高頻率的運行，而此時的制冷量（或制熱量）的需求往往比較大，因此制冷量（或制熱量）不足的影響也更加突出。

再有，空調器室外機安裝環(huán)境也有較高的要求，空調器室外機安裝環(huán)境需要通風順暢、避免灰塵和油污等環(huán)境，而實際使用中，隨著空調使用時間變長，室外翅片換熱器會被灰塵覆蓋，在高溫天氣下，由于散熱不良易導致變頻空調的故障頻繁，空調不制冷或故障停機保護。

一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法專利目的

《一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法》主要是提供一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法，能高效、可靠運行。

一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法技術方案

《一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法》的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種變頻空調系統(tǒng)，包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上設置有壓縮機、四通換向閥、室外換熱器和室內換熱器，還包括控制器降溫回路，所述控制器降溫回路一端與所述室外換熱器的出口相連通，另一端與所述壓縮器的吸氣口相連通。

作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路上設置有用于給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器、以及與所述變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風機。

作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路上還設置有用于控制所述控制器降溫回路的節(jié)流裝置。節(jié)流裝置用于控制控制器降溫回路的通斷。

作為優(yōu)選，所述節(jié)流裝置為電磁節(jié)流閥。

作為優(yōu)選，所述變頻空調系統(tǒng)包括有檢測變頻散熱器盤管溫度的散熱器傳感器、以及檢測所述變頻散熱器的出口溫度的散熱器出口傳感器。

作為優(yōu)選，所述室外換熱器和室內換熱器之間連接有第一節(jié)流閥，所述第一節(jié)流閥的出口還與所述控制器降溫回路相連通。即控制器降溫回路一端分兩路與主冷媒回路連接，一路連接在室外換熱器和第一節(jié)流閥之間的管路上，另一路連接在第一節(jié)流閥和室內換熱器之間的管路上，從而可同時在制冷和制熱模式下保證控制器降溫回路的作用。

作為優(yōu)選，所述控制器降溫回路與所述室外換熱器之間設置有第二單向閥，所述第一節(jié)流閥的出口與所述控制器降溫回路之間設置有第三單向閥。

作為優(yōu)選，所述第一節(jié)流閥兩端分別連接有第一過濾器和第二過濾器。

作為優(yōu)選，所述變頻空調系統(tǒng)包括檢測壓縮機排氣溫度的排氣傳感器、檢測壓縮機回氣溫度的回氣傳感器、檢測室外環(huán)境溫度的室外傳感器、檢測室外換熱器盤管溫度的室外盤管傳感器、檢測室內換熱器進口溫度的室內換熱器進口傳感器、檢測室內換熱器盤管溫度的室內換熱器盤管傳感器、檢測室內環(huán)境溫度的室內傳感器和檢測室內換熱器出口溫度的室內換熱器出口傳感器。

一種如權利要求1所述變頻空調系統(tǒng)的控制方法，所述控制器降溫回路上設置有用于給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器和變頻控制器風機，其特征在于，包括以下步驟：

（1）溫度、頻率檢測步驟：檢測所述變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA、壓縮機實際運行頻率f0；

（2）控制器降溫回路降溫步驟：

當85攝氏度≤TA≤90攝氏度且f0＜當前壓縮機設定頻率fa時，所述控制器降溫回路關閉，所述變頻控制器風機通電運行；

當90攝氏度＜TA≤95攝氏度，且f0＜fa時，所述控制器降溫回路開啟，控制器降溫回路接入所述主冷媒回路，所述變頻控制器風機斷電；

作為優(yōu)選，所述步驟2中當TA＞95攝氏度或壓縮機排氣溫度TB＞105攝氏度時，控制器限頻運行。

作為優(yōu)選，所述步驟2中：當TA下降至83攝氏度時，停止所述控制器回路降溫步驟。

作為優(yōu)選，所述步驟2中當TA＜85攝氏度且f0≥fa時，所述控制器降溫回路為關閉狀態(tài)，所述變頻控制器風機為斷電狀態(tài)。

作為優(yōu)選，制冷運行時，根據室內換熱器進口端和出口端兩端的溫度差來調節(jié)設置在室內換熱器和室外換熱器之間的節(jié)流閥的開度，并根據室內室內換熱器出口端和壓縮機吸氣端的溫度差來進行過熱度修正。

作為優(yōu)選，制熱運行時，根據室內室內換熱器進口端和出口端兩端的溫度差來調節(jié)設置在室內換熱器和室外換熱器之間的節(jié)流閥的開度，并根據室外室外換熱器的盤管溫度和壓縮機吸氣端溫度的溫度差來進行過熱度修正。

作為優(yōu)選，當室外環(huán)境溫度TC≤-15攝氏度時，所述控制器降溫回路開啟，所述變頻控制器風機通電運行。

作為優(yōu)選，當TD-TE＜2攝氏度時，增大所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；

當TD-TE＞4攝氏度時，減小所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；

當2攝氏度≤TD-TE≤4攝氏度時，所述控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度不變。

上述TD為變頻散熱器的出口端溫度，TE為壓縮機進氣端溫度。

作為優(yōu)選，排氣傳感器TB＞102攝氏度時，所述控制器降溫回路開啟。

一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法有益效果

《一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法》制冷時進行電機降溫或噴液冷卻控制器，來降低控制器溫度，實現(xiàn)機組高溫環(huán)境制冷運行；低溫制熱時，進行噴氣，提高進氣量來提升制熱量，使得控制器可靠、高效運行；《一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法》自動調節(jié)控制器溫度，有效提高控制器可靠性，實現(xiàn)高環(huán)境溫度下制冷、制熱高頻率運行，提高了高溫制冷量和低溫制熱量，使得房間快速回溫。

附圖1是《一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法》的一種結構示意圖；

附圖2是《一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法》制冷運行時的一種結構示意圖；

附圖3是《一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法》制熱運行時的一種結構示意圖。

標號說明：1、壓縮機；2、四通換向閥；3、室外換熱器；4、室外換熱器風機；5、第一過濾器；6、第一節(jié)流閥；7、第二過濾器；8、室內換熱器；9、第一單向閥；10、室內換熱器風機；11、變頻控制器風機；12、變頻散熱器；13、變頻控制器熱交換器；14、電磁節(jié)流閥；15、第二單向閥；16、第三單向閥；TP1、排氣傳感器；TP2、回氣傳感器；TP3、室外傳感器；TP4、室外盤管傳感器；TP5、室內換熱器進口傳感器；TP6、室內換熱器盤管傳感器；TP7、室內傳感器；TP8、室內換熱器出口傳感器；TP9、散熱器出口傳感器；TP10、散熱器傳感器。

《一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法》屬于空調器領域，尤其涉及一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法。

一種變頻空調系統(tǒng)控制方法，包括變頻空調系統(tǒng)，所述空調系統(tǒng)包括主冷媒回路，所述主冷媒回路上設置有壓縮機、四通換向閥、室外換熱器和室內換熱器，還包括控制器降溫回路，所述控制器降溫回路一端與所述室外換熱器的出口相連通，另一端與所述壓縮器的吸氣口相連通，所述室外換熱器和室內換熱器之間連接有第一節(jié)流閥，所述第一節(jié)流閥的出口還與所述控制器降溫回路相連通，所述控制器降溫回路與所述室外換熱器之間設置有第二單向閥，所述控制器降溫回路通過第一單向閥與壓縮器的吸氣口相連通，所述第一節(jié)流閥的出口與所述控制器降溫回路之間設置有第三單向閥，所述第一節(jié)流閥兩端分別連接有第一過濾器和第二過濾器，所述控制器降溫回路上設置有用于給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器、以及與所述變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風機，其特征在于，包括以下步驟：

（1）溫度、頻率檢測步驟：檢測所述變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA、壓縮機實際運行頻率f0；

（2）控制器降溫回路降溫步驟：當85攝氏度≤TA≤90攝氏度且f0＜當前壓縮機設定頻率fa時，所述控制器降溫回路關閉，所述變頻控制器風機通電運行；當90攝氏度＜TA≤95攝氏度，且f0＜fa時，所述控制器降溫回路開啟，控制器降溫回路接入所述主冷媒回路，所述變頻控制器風機斷電。

實施例：該實施例的變頻空調系統(tǒng)如圖1所示，包括主冷媒回路和控制器降溫回路，主冷媒回路上安裝有壓縮機、四通換向閥、室外換熱器、室外換熱器風機、第一過濾器、第一節(jié)流閥、第二過濾器、室內換熱器、室內換熱器風機，壓縮機、四通換向閥、室外換熱器、第一過濾器、第一節(jié)流閥、第二過濾器、室內換熱器通過管路依次相連組成主冷媒回路，控制器降溫回路上安裝有用于給控制器散熱的變頻散熱器、用于控制控制器降溫回路的電磁節(jié)流閥和第一單向閥。

變頻空調系統(tǒng)上還安裝有多個溫度傳感器，這些溫度傳感器包括檢測壓縮器排氣溫度的排氣傳感器、檢測壓縮機回氣溫度的回氣傳感器、檢測室外環(huán)境溫度的室外傳感器、檢測室外換熱器盤管溫度的室外盤管傳感器、檢測室內換熱器進口溫度的室內換熱器進口傳感器、檢測室內換熱器盤管溫度的室內換熱器盤管傳感器、檢測室內環(huán)境溫度的室內傳感器和檢測室內換熱器出口溫度的室內換熱器出口傳感器、檢測變頻散熱器盤管溫度的散熱器傳感器、以及檢測變頻散熱器的出口溫度的散熱器出口傳感器。

控制器降溫回路一端的第一支路通過第二單向閥接入室外換熱器和第一節(jié)流閥之間的管路上，即控制器降溫回路通過第二單向閥與室外換熱器的出口相連通，該端的第二支路通過第三單向閥接入第一節(jié)流閥和室內換熱器之間的管路上，即控制器降溫回路通過第三單向閥與室內換熱器相連通。

控制器降溫回路另一端通過第一單向閥與壓縮器的吸氣口相連通。

變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器和與變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風機。變頻控制器熱交換器包括殼體和冷卻盤管。

如圖2所示，制冷運行時：制冷劑氣體從壓縮機排氣口排出，進入四通換向閥，再由四通換向閥進入室外換熱器進口，高壓高溫制冷劑降溫后經室外換熱器流出，然后分兩路流動：第一路進入第一過濾器，第二路進入第二單向閥。從室外換熱器流出的第一路制冷劑進入第一過濾器過濾，從第一過濾器另一端流出后，高壓制冷劑進入第一節(jié)流閥進行節(jié)流，節(jié)流后制冷劑從第一節(jié)節(jié)流閥進入第二過濾器，從第二過濾器流出的制冷劑隨后分兩路流動：一路進入第三單向閥進口，一路進入室內換熱器經室內換熱器蒸發(fā)后進入四通換向閥，再從四通換向閥流出后，經壓縮機吸氣口進入壓縮機壓縮，如此反復制冷循環(huán)。

常態(tài)下，電磁節(jié)流閥為關閉狀態(tài)，即控制器降溫回路為關閉狀態(tài)，控制器降溫回路不接入主冷媒回路。當控制器降溫回路開啟時，從室外換熱器流出的第二路制冷劑進入第二單向閥后，從第二單向閥另一端流出，經過電磁節(jié)流閥節(jié)流后，進入變頻控制器交換器，液態(tài)制冷劑經變頻控制器交換器蒸發(fā)后，進入第一單向閥，從第一單向閥流出后，通過壓縮機吸氣口進入壓縮機。

如圖3所示，制熱運行時：制冷劑氣體從壓縮機排氣口排出，進入四通換向閥，再由四通換向閥進入室內換熱器放熱冷凝，高壓高溫制冷劑降溫后經室內換熱器流出，然后分兩路流動：第一路進入第二過濾器，第二路進入第三單向閥進口。從室內換熱器流出的第一路制冷劑進入第二過濾器過濾后，從第二過濾器另一端流出后，進入第一節(jié)流閥進行節(jié)流，節(jié)流后制冷劑進入第一過濾器過濾后流出，從第一過濾器流出的制冷劑隨后分兩路流動：一路進入第二單向閥；一路進入室外換熱器進行蒸發(fā)，蒸發(fā)后流出的制冷劑氣體進入四通換向閥，再從四通換向閥流出后，經壓縮機吸氣口進入壓縮機壓縮，如此反復制冷循環(huán)。

常態(tài)下，電磁節(jié)流閥為關閉狀態(tài)，即控制器降溫回路為關閉狀態(tài)，控制器降溫回路不接入主冷媒回路。當控制器降溫回路開啟時，從室內換熱器流出的第二路制冷劑進入第三單向閥后，從第三單向閥另一端流出，經過電磁節(jié)流閥節(jié)流后，進入變頻控制器交換器，液態(tài)制冷劑經變頻控制器交換器蒸發(fā)后，進入第一單向閥，從第一單向閥流出后，通過壓縮機吸氣口進入壓縮機。

當變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA＞95攝氏度時，控制器模塊表面溫度升高，機組會出現(xiàn)頻率限制運行，更高當TA＞105攝氏度時，長時間運行易出現(xiàn)擊穿損壞、機組故障報警停機等嚴重后果，影響正常使用及可靠性。

一種變頻空調系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

（1）溫度、頻率檢測步驟：檢測變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA、壓縮機實際運行頻率f0。

（2）過熱度修正步驟：

當TA＜85攝氏度且f0≥fa時，電磁節(jié)流閥不通電，控制器降溫回路為關閉狀態(tài)，變頻控制器風機為斷電狀態(tài)；制冷運行時，根據室內室內換熱器進口端和出口端兩端的溫度差來調節(jié)設置在室內換熱器和室外換熱器之間的節(jié)流閥的開度，并根據室內室內換熱器出口端和壓縮機吸氣端的溫度差來進行過熱度修正；制熱運行時，根據室內換熱器盤管溫度Tm（即室內換熱器溫度）來調節(jié)設置在室內換熱器和室外換熱器之間的第一節(jié)流閥的開度，Tm≤目標溫度-2攝氏度時，節(jié)流閥當前運行目標開度基礎—2；Tm＜目標溫度 1攝氏度時，節(jié)流閥保持當前運行目標開度；Tm＞目標溫度 2攝氏度時，節(jié)流閥當前運行目標開度基礎 2；控制器每30S檢測調整1次；并根據室外室外換熱器的盤管溫度和壓縮機吸氣端溫度的溫度差來進行過熱度修正。

（3）控制器降溫回路降溫步驟：

a、當85攝氏度≤TA≤90攝氏度且f0＜當前壓縮機設定頻率fa時，電磁節(jié)流閥不通電，控制器降溫回路關閉，變頻控制器風機通電運行；f0≥fa時，保持原狀態(tài)；

b、當90攝氏度＜TA≤95攝氏度且f0＜fa時，電磁節(jié)流閥通電開啟，使得控制器降溫回路開啟，控制器降溫回路接入所述主冷媒回路，變頻控制器風機斷電；f0≥fa時，保持原狀態(tài)；

c、控制器回路降溫步驟中，當TA下降至83攝氏度時，停止控制器降溫回路降溫步驟；

當80攝氏度＜TA≤95攝氏度且f0＜fa時，控制器會頻繁調整切換，性能時高時低不穩(wěn)定，此時采用控制器降溫回路有效降低控制器溫度，并且空調的節(jié)能性能也得到提高。

（4）控制器限頻運行步驟：

當TA＞95攝氏度或壓縮機排氣溫度TB＞105攝氏度時，空調進入限頻運行。在限頻運行中，控制器以2赫茲/分速率運行。

當TB＞102攝氏度時，控制器降溫回路開啟。

（5）低溫高頻增焓降溫制熱運行步驟：

當室外環(huán)境溫度TC≤-15攝氏度時，控制器降溫回路開啟，變頻控制器風機通電運行。

a、當TD-TE＜2攝氏度時，增大控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；

b、當TD-TE＞4攝氏度時，減小控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度；

c、當2攝氏度≤TD-TE≤4攝氏度時，控制器降溫回路上節(jié)流閥的開度不變。

上述TD為頻器散熱器的出口端溫度，TE為壓縮器進氣端溫度，機組根據需求最大化效果，快速滿足用戶需求，可靠性能高。

2018年12月20日，《一種變頻空調系統(tǒng)及其控制方法》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B

《一種冰箱變頻控制方法及其應用》涉及一種冰箱變頻控制方法及其應用，屬于冰箱控制領域。

一種冰箱變頻控制方法及其應用發(fā)明目的

《一種冰箱變頻控制方法及其應用》的目的在于提供一種冰箱變頻控制方法及其應用，能充分發(fā)揮變頻壓縮機轉速可變的優(yōu)勢，使冰箱達到降噪、節(jié)能之目的。

一種冰箱變頻控制方法及其應用技術方案

《一種冰箱變頻控制方法及其應用》為解決技術問題采用如下技術方案：

《一種冰箱變頻控制方法及其應用》一種冰箱變頻控制方法的特點是按如下步驟進行：

步驟一：設定目標開機率

步驟二：當壓縮機運行至第（N 1）次停機時，通過式（1）獲得冰箱前連續(xù)N個開停

周期的平均開機率

步驟三：通過式（2）獲得調整系數(shù)

步驟四：通過式（3）獲得下次開機時壓縮機的運行轉速Si：

當冰箱內任一間室溫度高于所述間室的開機點溫度T₁℃時，所述間室溫度與所述開機點溫度之間的溫差為

式（4）中，

若冰箱內任一間室所設定的溫度下調前后之間的差值為

式（5）中，

若壓縮機連續(xù)運行時間大于等于T₁分鐘，則通過式(6)更新所述運行轉速

式（6）中，

《一種冰箱變頻控制方法及其應用》冰箱變頻控制方法的特點也在于：

所述壓縮機的運行轉速

所述運行轉速

所述目標開機率

所述調整系數(shù)

所述間室的開機點溫度T₁的取值范圍為1—15℃。

所述T₁分鐘的取值范圍為20—360分鐘。

一種冰箱變頻控制方法及其應用改良效果

《一種冰箱變頻控制方法及其應用》通過周期性地更新壓縮機的運行轉速，從而可根據冰箱實際負荷變化及時有效的調整壓縮機的制冷量，負荷增加壓縮機頻率增加，負荷降低壓縮機頻率降低，使冰箱始終處于較為理想的狀態(tài)運行，且可有效減少壓縮機開停機損失，減小箱內溫度波動，達到噪音低、能耗小之目的。

圖1為《一種冰箱變頻控制方法及其應用》控制流程圖；

圖2為《一種冰箱變頻控制方法及其應用》變頻壓縮機功率變化趨勢圖。