CN108917093A - 一种空调器防冻保护的控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调器防冻保护的控制方法和控制装置，通过根据输入电压值与转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比；判断PWM调压的占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，以及蒸发器的盘管温度值是否处于预设温度值以下且持续预设时间；若是，则判定当前蒸发器的盘管处于冻结状态，则控制开启防冻保护功能对空调器进行防冻保护。本发明所公开的控制方法和控制装置，通过将调压占空比与蒸发器的盘管的温度相结合，综合判断空调器的蒸发器是否存在结霜的情况，因此可以取得更为准确的检测结果，避免了结果的误判，导致保护功能的开启给空调器的使用带来的不便。
Description
技术领域
本发明涉及空调控制技术领域，尤其涉及的是一种空调器防冻保护的控制方法和控制装置。
背景技术
空调器在开启制冷或除湿模式的过程中，由于蒸发器分流不均，会导致空调器蒸发器冻结。而现有技术中，制冷防冻结保护控制地方法都是按内盘管温度，达到0℃以下保持几分钟后，即进入防冻结保护控制。但是上述方法仅仅是通过内盘管温度这种单一的方式进行空调是否处于冻结状态下的判断，并不能判断室内蒸发器是否真的结霜，从而导致防冻结功能的误判。
因此，现有技术有待于进一步的改进。
发明内容
鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种空调器防冻保护的控制方法和控制装置，克服现有技术中仅仅采用温度条件作为蒸发器是否结霜判断条件，导致误判的缺陷。
本发明第一实施例提供了一种空调器防冻保护的控制方法，其中，包括：
采集空调室内风机运行状态下的输入电压值和转速驱动电压值，以及采集预定时间段内蒸发器的盘管的温度值；
根据输入电压值与转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比；判断所述PWM调压的占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，以及判断蒸发器的盘管的温度值在预定时间段内是否均处于预设温度值以下；
若所述差值超出预设控制阈值且所述盘管的温度值在预设时间段内均处于预设温度值以下，则判定当前蒸发器的盘管处于冻结状态，则控制开启防冻保护功能对空调器进行防冻保护。
可选的，所述方法还包括：
根据空调室内风机正常运行状态下不同风挡的输入电压，计算标准PWM占空比，得到输入电压、风档级别与标准PWM占空比之间的对应关系表。
可选的，所述方法还包括：
测试空调蒸发器冻结时所对应的PWM调压占空比临界值，根据设置的标准PWM占空比，计算两者之间占空比差值，并将所述占空比差值确定为占空比的控制阈值。
可选的，所述判断所述PWM占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设的控制阈值的步骤还包括：
根据当前空调室内风机所处的风挡级别和风机的输入电压，从所述对应关系表中查找出相匹配的标准PWM占空比；
计算当前的PWM占空比与标准的PWM占空比之间的差值，并将所述差值与预设控制阈值进行比较，判断是否超出所述预设控制阈值。
可选的，所述方法步骤之前还包括：
判断当前空调所处的运行模式是否为制冷模式或除湿模式，若是，则对当前空调室内风机输入电压值、转速驱动电压值和蒸发器的盘管预定时间段内的温度值进行采集。
可选的，当输入电压为固定值时，所述转速驱动电压值与所述PWM调压占空比之间为正比例关系。
本发明提供的第二实施例为一种空调器防冻保护的控制装置，其中，包括：分别设置在空调室内机上的室内机控制器、室内风机和的蒸发器的盘管；
所述室内机控制器，包括：参数采集模块、数据处理模块和控制保护模块；
所述参数采集模块，用于采集空调室内风机运行状态下的输入电压值和转速驱动电压值，以及采集预定时间段内蒸发器的盘管的温度值；
所述数据处理模块，用于根据输入电压值与转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比；判断所述PWM调压的占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，以及判断蒸发器的盘管在预定时间段内的温度值是否均处于预设温度值以下；
控制保护模块，用于当所述差值超出预设控制阈值且所述盘管的温度值在预设时间段内均处于预设温度值以下时，则判定当前蒸发器的盘管处于冻结状态，则控制开启防冻保护功能对空调器进行防冻保护。
可选的，所述数据处理模块，还用于根据空调室内风机正常运行状态下不同风挡的输入电压，计算标准PWM占空比，得到输入电压、风档级别与标准PWM占空比之间的对应关系表。
可选的，所述数据处理模块，还用于测试空调蒸发器冻结时所对应的PWM调压占空比临界值，根据设置的标准PWM占空比，计算两者之间占空比差值，并将所述占空比差值确定为占空比的控制阈值。
可选的，当输入电压为固定值时，所述转速驱动电压值与所述PWM调压占空比之间为正比例关系。
有益效果，本发明公开了一种空调器防冻保护的控制方法和控制装置，通过采集空调室内风机运行状态下的输入电压值和转速驱动电压值，以及采集蒸发器的盘管预定时间段的温度值；根据输入电压值与转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比；判断所述PWM调压的占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，以及蒸发器的盘管温度值是否处于预设温度值以下且持续预设时间；若所述差值超出预设控制阈值且所述盘管的温度值在预设时间段内均处于预设温度值以下时，则判定当前蒸发器的盘管处于冻结状态，则控制开启防冻保护功能对空调器进行防冻保护。本发明所公开的控制方法和控制装置，通过将调压占空比与蒸发器的盘管的温度相结合，综合判断空调器的蒸发器是否存在结霜的情况，因此可以取得更为准确的检测结果，避免了结果的误判，导致保护功能的开启给空调器的使用带来的不便。
附图说明
图1是本发明所述的空调器防冻保护的控制方法的步骤流程图；
图2是本发明所述方法具体实施时空调机的防冻保护结构原理框图；
图3是本发明所述方法中室内直流电机的电路原理框图；
图4是本发明所述方法中风档级别与标准PWM占空比之间的对应关系表示意图；
图5是本发明所述方法在具体实施例中的步骤流程图；
图6是本发明所述的空调器防冻保护的控制装置中室内控制器的原理结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中为了实现对空调器是否处于结霜状态进行准确判断，在现有技术中仅仅通过对空调器的蒸发器温度进行检测的基础上，增加了根据空调器当前的负载变化进行判断。
具体的，由于室内蒸发器在没有结霜时，空气能够跟随室内风机的旋转顺利通过蒸发器，实现换热，此时室内风机将承受较大的负载。当室内蒸发器由于温度过低，出现结霜时，空气无法正常通过蒸发器的翅片，此时室内风机承受的负载较小。可见，蒸发器结霜会影响室内风机的负载大小，而室内风机在相同的转速条件下，转速驱动电压Vsp也将随着负载的变化而变化，在输入电压一定的条件下，负载大时，转速驱动电压高，负载小时，转速驱动电压低；在输入电压不定时，输入电压越大，要达到同样的转速，转速驱动电压低，输入电压越小，要达到同样的转速，转速驱动电压高。本发明根据上述已知信号变化情况，制定空调器防冻结保护功能控制方法及其装置。
本发明第一实施例提供了一种空调器防冻保护的控制方法，如图1所示，包括：
步骤S1、采集空调室内风机运行状态下的输入电压值和转速驱动电压值，以及采集预定时间段内蒸发器的盘管的温度值。
由于本步骤中需要根据负载的变化和温度的变化实现对空调器是否结霜的判断，因此需要采集当前空调器的室内风机运行状态下输入电压值和转速驱动电压值，从而获取当前负载的情况，以及使用安装在蒸发器上的温度传感器采集蒸发器盘管上的温度值，将负载因素和温度因素相结合判断当前空调器是否结霜。
结合图2所示，本发明所述方法具体实施时空调机的防冻保护结构原理框图。室内控制器可以进行室内机上蒸发器的盘管温度和电机转速等数据的采样；室外机控制模块可以实现室外压缩机、外风机等负载的控制及数据信息的采样。室外机控制模块还可以同时进行电流电压的采样检测，室外环境、室外冷凝器和排气的温度采样；进一步的，室内机与室外机通过室内外通讯线通讯，交换室内外的采样数据及运行情况，从而实现室内机对从室外机采集的数据进行处理。
步骤S2、根据输入电压值与转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比；判断所述PWM调压的占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，以及判断蒸发器的盘管的温度值在预定时间段内是否均处于预设温度值以下。
基于室内风机在相同转速条件下，转速驱动电压信号Vsp也将随着负载的变化而变化，在输入电压一定条件下，负载大时，电压高，负载小时，电压低。在输入电压如果发生变化条件下，输入电压越大，要达到同样转速，Vsp电压越低，输入电压越小，Vsp电压越大。根据以上规则，制定空调器防冻结保护功能控制方式。Vsp电压通过芯片控制调节PWM的占空比，占空比越大，Vsp越大，占空比越小，Vsp越小，因此本步骤中首先进行PWM调压占空比的计算。
如图3所示，为室内直流电机框图，通过电压比较器模块CMP的输出端得到PWM信号，具体的，在电压比较器的负端输入三角波信号，所述三角波信号为三角波发生器生成的标准三角波信号，电压比较器的正端为转速驱动电压信号Vsp，电压比较器的输出端得到PWM信号。PWM信号输入到控制芯片，判断当前PWM调压占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，智能功率模块IPM，IPM驱动电路主要完成对PWM信号的功率放大，驱动内部的功率管从而实现对电机的驱动。电机控制中不可缺少测速，测速的精确性直接反应对电机控制的精度，本发明中采用霍尔转速传感器实现对电机的测速，IPM在中小功率的变频调速的控制器中是较为理想的功率器件。
由于空调器的蒸发器结霜会导致转速驱动电压信号Vsp变化，即电压比较器的正端输入信号会因为蒸发器是否结霜以及结霜程度发生变化，此变化会引起输出的PWM信号的占空比发生变化，即不同的转速驱动电压会得到不同的PWM信号。从而实现，根据当前输入电压值和转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比。当输入电压为固定值时，所述转速驱动电压值与所述PWM调压占空比之间为正比例关系。
步骤S3、若所述差值超出预设控制阈值且所述盘管的温度值在预设时间段内均处于预设温度值以下时，则判定当前蒸发器的盘管处于冻结状态，则控制开启防冻保护功能对空调器进行防冻保护。
当上述步骤S2中判定出所述差值超出预设控制阈值，则说明当前负载小，蒸发器的盘管可能处于冻霜状态，若检测到当前盘管在预设时间段内均低于预设温度值，比如：低于零度以下，则判定出当前蒸发器的盘管处于冻结状态，需要对其作出防冻保护。所述防冻结保护，可以为停机保护，或者进入制热模式，防冻结状态下，对蒸发器上盘管的温度进行检测，当温度恢复到高于预定温度且持续时间，则可退出防冻保护模式。
具体的，为了便于实现更快的获取到与当前输入电压和PWM调压占空比相匹配的标准PWM占空比，所述方法还包括：
根据空调室内风机正常运行状态下不同风挡的输入电压，计算标准PWM占空比，得到输入电压、风档级别与标准PWM占空比之间的对应关系表。
如图4所示为输入电压、室内风机所处风挡级别与标准PWM占空比之间的对应关系表，其中U1~U6为空调器电压使用范围内设定电压分档，Dxy为各档电压条件下空调器不同运行风档时的标准占空比。根据当前的输入电压值、室内风机所处于的风挡级别，便可以从中查找出相匹配的标准PWM占空比。
可选的，所述判断所述PWM占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设的控制阈值的步骤还包括：
根据当前空调室内风机所处的风挡级别和风机的输入电压，从所述对应关系表中查找出相匹配的标准PWM占空比；
计算当前的PWM占空比与标准的PWM占空比之间的差值，并将所述差值与预设控制阈值进行比较，判断是否超出所述预设控制阈值。
具体的，上述步骤中计算占空比的控制阈值的方法包括：
测试空调蒸发器冻结时所对应的PWM调压占空比临界值，根据设置的标准PWM占空比，计算两者之间占空比差值，并将所述占空比差值确定为占空比的控制阈值。
通过计算正常情况下，也即是当空调器的蒸发器上的盘管上未结霜时，依次调节PWM信号的占空比，检测当空调器的蒸发器临近结冻状态的PWM调压占空比，并将当前PWM调压占空比判定为当前输入电压值与风机所处风挡下的标准PWM占空比。
由于只有当空调的运行模式处于制冷模式或除湿模式时，空调器才有可能发生结冻情况，因此较佳的，为了节约防冻检测的电量，所述方法步骤之前还包括：
判断当前空调所处的运行模式是否为制冷模式或除湿模式，若是，则对当前空调室内风机输入电压值、转速驱动电压值和蒸发器的盘管预定时间段内的温度值进行采集。
为了对本发明所提供的控制方法做出更详细的解释，下面以其具体应用实施例进行说明。
在具体应用实施例中，如图5所示，包括以下步骤：
步骤H1、测试空调蒸发器的盘管冻结时所对应的PWM调压占空比临界值，根据得到不同输入电压及风机所处风挡下的标准PWM占空比，得到输入电压、风档级别与标准PWM占空比之间的对应关系表。
步骤H2、判断空调器当前所处于的运行模式是否为制冷模式或除湿模式，若是，则执行步骤H3，否则结束本次防冻保护控制步骤。
步骤H3、根据输入电压值与转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比；判断所述PWM调压的占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，以及室内盘管温度值是否处于预设温度值以下且持续预设时间。
步骤H4、若所述差值超出预设控制阈值且所述盘管的温度值在预设时间段内均处于预设温度值以下时，则判定当前室内盘管处于冻结状态，则控制开启防冻保护功能对空调器进行防冻保护。
所述预设温度为0℃，所述持续时间为3min。
为了防止采集数据出现丢失，较佳的，上述方法还可以包括以下步骤：
将判断为需要开启防冻保护的输入电压值、驱动电压值、室内盘管温度、PWM调压占空比保存在存储器中，将其余的输入电压值、驱动电压值、室内盘管温度、PWM调压占空比从存储器清除。
为了提高空调器可能发生故障的预警，具体实施时，所述控制方法还包括：
间隔一定时间，对存储器中的输入电压值、驱动电压值、室内盘管温度、PWM调压占空比进行统计，通过数据处理结果分析，若在时间段内空调机进入防冻结保护的频率越来越高，达到一定值，则发出信号提醒用户联系维修人员对空调机进行保养维修，其中间隔时间与频率为出厂设置的默认值。
本发明提供的第二实施例为一种空调器防冻保护的控制装置，所述控制装置包括：分别设置在空调室内机上的室内机控制器、室内风机和蒸发器；
如图6所示，所述室内机控制器10，包括：参数采集模块110、数据处理模块120和控制保护模块130；
所述参数采集模块110，用于采集空调室内风机运行状态下的输入电压值和转速驱动电压值，以及采集预定时间段内蒸发器的盘管的温度值；其功能如步骤S1所示。
所述数据处理模块120，用于根据输入电压值与转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比；判断所述PWM调压的占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，以及判断蒸发器的盘管在预定时间段内的温度值是否均处于预设温度值以下；具体的，当输入电压为固定值时，所述转速驱动电压值与所述PWM调压占空比之间为正比例关系。其功能如步骤S2所示。
控制保护模块130，用于当所述差值超出预设控制阈值且所述盘管的温度值在预设时间段内均处于预设温度值以下时，则判定当前蒸发器的盘管处于冻结状态，则控制开启防冻保护功能对空调器进行防冻保护。其功能如步骤S3所示。
为了便于实现较高效率及较准确的获取到与当前运行状态下相匹配的标准PWM占空比，所述数据处理模块120，还用于根据空调室内风机正常运行状态下不同风挡的输入电压，计算标准PWM占空比，得到输入电压、风档级别与标准PWM占空比之间的对应关系表。
为了实现准确的根据当前PWM调压占空比得到当前空调器的冻结状态，差值的控制阈值是重要的衡量参数，因此所述数据处理模块，还用于测试空调蒸发器冻结时所对应的PWM调压占空比临界值，根据设置的标准PWM占空比，计算两者之间占空比差值，并将所述占空比差值确定为占空比的控制阈值。
本发明公开了一种空调器防冻保护的控制方法和控制装置，通过采集空调室内风机运行状态下的输入电压值和转速驱动电压值，以及采集蒸发器的盘管预定时间段的温度值；根据输入电压值与转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比；判断所述PWM调压的占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，以及蒸发器的盘管温度值是否处于预设温度值以下且持续预设时间；若所述差值超出预设控制阈值且所述盘管的温度值在预设时间段内均处于预设温度值以下时，则判定当前蒸发器的盘管处于冻结状态，则控制开启防冻保护功能对空调器进行防冻保护。本发明所公开的控制方法和控制装置，通过将调压占空比与蒸发器的盘管的温度相结合，综合判断空调器的蒸发器是否存在结霜的情况，因此可以取得更为准确的检测结果，避免了结果的误判，导致保护功能的开启给空调器的使用带来的不便。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种空调器防冻保护的控制方法，其特征在于，包括：
采集空调室内风机运行状态下的输入电压值和转速驱动电压值，以及采集预定时间段内蒸发器的盘管的温度值；
根据输入电压值与转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比；判断所述PWM调压的占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，以及判断蒸发器的盘管的温度值在预定时间段内是否均处于预设温度值以下；
若所述差值超出预设控制阈值且所述盘管的温度值在预设时间段内均处于预设温度值以下，则判定当前蒸发器的盘管处于冻结状态，则控制开启防冻保护功能对空调器进行防冻保护。
2.根据权利要求1所述的空调器防冻保护的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据空调室内风机正常运行状态下不同风挡的输入电压，计算标准PWM占空比，得到输入电压、风档级别与标准PWM占空比之间的对应关系表。
3.根据权利要求1或2所述的空调器防冻保护的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
测试空调蒸发器的盘管冻结时所对应的PWM调压占空比临界值，根据设置的标准PWM占空比，计算两者之间占空比的差值，并将所述占空比的差值确定为占空比的控制阈值。
4.根据权利要求2所述的空调器防冻保护的控制方法，其特征在于，所述判断所述PWM占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设的控制阈值的步骤还包括：
根据当前空调室内风机所处的风挡级别和风机的输入电压，从所述对应关系表中查找出与当前风挡级别和风机的输入电压相匹配的标准PWM占空比；
计算当前的PWM占空比与标准的PWM占空比之间的差值，并将所述差值与预设控制阈值进行比较，判断是否超出所述预设控制阈值。
5.根据权利要求2所述的空调器防冻保护的控制方法，其特征在于，所述方法步骤之前还包括：
判断当前空调所处的运行模式是否为制冷模式或除湿模式，若是，则对当前空调室内风机输入电压值、转速驱动电压值和蒸发器的盘管预定时间段内的温度值进行采集。
6.根据权利要求5所述的空调器防冻保护的控制方法，其特征在于，当输入电压为固定值时，所述转速驱动电压值与所述PWM调压占空比之间为正比例关系。
7.一种空调器防冻保护的控制装置，其特征在于，包括：分别设置在空调室内机上的室内机控制器、室内风机和蒸发器的盘管；
所述室内机控制器，包括：参数采集模块、数据处理模块和控制保护模块；
所述参数采集模块，用于采集空调室内风机运行状态下的输入电压值和转速驱动电压值，以及采集预定时间段内蒸发器的盘管的温度值；
所述数据处理模块，用于根据输入电压值与转速驱动电压值得到当前PWM调压占空比；判断所述PWM调压的占空比与预设标准占空比的差值是否超出预设控制阈值，以及判断蒸发器的盘管的温度值在预定时间段内是否均处于预设温度值以下；
控制保护模块，用于当所述差值超出预设控制阈值且所述盘管的温度值在预设时间段内均处于预设温度值以下时，则判定当前蒸发器的盘管处于冻结状态，则控制开启防冻保护功能对空调器进行防冻保护。
8.根据权利要求7所述的空调器防冻保护的控制装置，其特征在于，所述数据处理模块，还用于根据空调室内风机正常运行状态下不同风挡的输入电压，计算标准PWM占空比，得到输入电压、风档级别与标准PWM占空比之间的对应关系表。
9.根据权利要求7所述的空调器防冻保护的控制装置，其特征在于，所述数据处理模块，还用于测试空调蒸发器的盘管冻结时所对应的PWM调压占空比临界值，根据设置的标准PWM占空比，计算两者之间占空比的差值，并将所述占空比的差值确定为占空比的控制阈值。
10.根据权利要求7所述的空调器防冻保护的控制装置，其特征在于，当输入电压为固定值时，所述转速驱动电压值与所述PWM调压占空比之间为正比例关系。
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