CN107166642A - 一种变频空调室外直流风机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变频空调的控制技术，其公开了一种变频空调室外直流风机控制方法，解决传统技术中变频空调室外直流风机转速无法与系统无法最优匹配，影响系统能力和可靠性的问题。本发明根据压缩机频率和室外环境温度确定直流风机的初始转速，在压缩机运转过程中，根据室外盘管温度、IPM温度、排气温度、环境温度等当前系统参数，实时调整直流风机的转速，实现了风机转速的无极调速功能。在压缩机停机后，检测室外盘管温度、IPM温度，根据以上温度确定风机是否运转、风机运转转速和风机的运转时间，比原控制方案中压缩机停机，风机就停机，能快速降低相应系统的温度，有利于缩减由系统过热导致的压缩机停机的系统恢复时间，缩短了压缩机再次启动的时间间隔。

Description

一种变频空调室外直流风机控制方法

技术领域

本发明涉及变频空调的控制技术，具体涉及一种变频空调室外直流风机控制方法。

背景技术

良好的热交换是空调系统正常、稳定工作的前提，变频空调的室外直流风机用于室外蒸发器的换热，换热效果与直流风机转速相关，但一味增加直流风机转速又会带来直流风机额外的功率消耗。因此，直流风机对系统的影响很大，如果直流风机的工作转速能够最佳匹配系统，对提高系统能效有很大好处。

变频空调的室外直流风机具有多个风速档，现有控制方案是不同的压缩机运转频率范围对应不同的风速档。一般在压缩机高频运转时室外直流风机工作在高速档，压缩机低频运转时室外直流风机机工作在低速档，压缩机停止运转时风机也停止工作。

这种控制方式存在以下问题：1、同样的压缩机频率，在不同的工况下，系统压力不同，系统的各项参数也不一样，同一种风机转速不能适应所有的工况。2、压缩机停机有多种原因，当因为系统过热、板温过高等过热原因停机后，如果风机也随着停机，会导致过热恢复速度慢，影响压缩机的再次启动时间。因此室外直流风机的转速控制如果只是简单的和压缩机频率相关联，会影响系统能力和可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种变频空调室外直流风机控制方法，解决传统技术中变频空调室外直流风机转速无法与系统无法最优匹配，影响系统能力和可靠性的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种变频空调室外直流风机控制方法，包括：

a.确定变频空调室外直流风机的最低转速N_min和最高转速N_max；

b.建立直流风机转速与室外环境温度及压缩机频率对应表；

c.空调开机后，根据压缩机运转频率和室外环境温度，查表获得直流风机的初始转速N₀；

d.压缩机运行时间达到t₁后，检测外盘温度,根据外盘温度控制风机转速如下：

如果外盘温度<T₁₀，则直流风机转速N＝N₀-N₁，如果N<N_min,则N＝N_min；如果外盘温度>T₁₁，直流风机转速N＝N₀+N₁，如果N>N_max,则N＝N_max；

e.压缩机运行时间达到t₂后，检测IPM温度，根据IPM温度控制风机转速如下：

如果IPM温度<T₂₀，直流风机转速N＝N-N₂，如果N<N_min,则N＝N_min；如果IPM温度>T₂₁，直流风机转速N＝N+N₂，如果N>N_max,则N＝N_max；

f.压缩机运行时间t₃后，检测排气温度，根据排气温度控制风机转速如下：

如果排气温度<T₃₀，直流风机转速N＝N-N₃，如果N<N_min,则N＝N_min；如果排气温度>T₃₁，直流风机转速N＝N+N₃，如果N>N_max,则N＝N_max；

g.计算转速调整量N_adj＝N-N₀；

h.压缩机运行时间t₄后，根据当前压缩机频率和室外环境温度，查表获得直流风机转速N′，确定最新直流风机转速为N＝N′+N_adj；

i.以所述最新直流风机转速运行一定时间后，以该最新直流风机转速作为直流风机的初始转速N₀，在压缩机连续运转期间，重复步骤d-h；

j.压缩机停机后，检测外盘温度、IPM温度是否都在允许风机停机范围内，如果是，则风机停机，否则，根据外盘温度、IPM温度确定风机的运转转速，直至温度降低到允许风机停机范围内，则关闭直流风机；

k.压缩机重新启动后，重复步骤c-j。

作为进一步优化，步骤a中，根据直流风机的规格书和系统要求，确定直流风机的最低转速N_min和最高转速N_max

作为进一步优化，步骤b中，在建立直流风机转速与室外环境温度及压缩机频率对应表时，将压缩机频率根据压缩机允许最低频率和最高频率分为多个区间，将室外环境温度根据工况分为多个区间，从而通过实验建立在不同温度区间下的压缩机频率和风机转速对应表。

作为进一步优化，所述T₁₀、T₁₁、T₂₀、T₂₁、T₃₀、T₃₁均通过实验获得，且T₁₁>T₁₀，T₂₁>T₂₀，T₃₁>T₃₀。

作为进一步优化，步骤j具体包括：

压缩机停机后，若检测到外盘温度＞T4,IPM温度＞T5,则控制风机转速N＝N_max；

若检测到外盘温度＞T4，IPM温度≤T5,则控制风机转速N＝N₄；

若检测到外盘温度≤T4,IPM温度＞T5,则控制风机转速N＝N₅；

若检测到外盘温度≤T4,IPM温度≤T5,则关闭直流风机；

其中，T4、T5均通过实验获得，转速值N₅＞N₄。

本发明的有益效果是：

根据压缩机频率和室外环境温度确定直流风机的初始转速，在压缩机运转过程中，根据室外盘管温度、IPM温度、排气温度、环境温度等当前系统参数，实时调整直流风机的转速，实现了风机转速的无极调速功能。在各种温度较高的工况下增加直流风机的转速，提升系统换热能力；在各种温度较低的工况下，降低直流风机的转速，减少直流风机消耗的功率，提高系统能效。这样空调压缩机运行过程中，实现了直流风机转速随系统工况的动态调整，达到了直流风机与系统的最优匹配。在压缩机停机后，检测室外盘管温度、IPM温度，根据以上温度确定风机是否运转、风机运转转速和风机的运转时间，比原控制方案中压缩机停机，风机就停机，能快速降低相应系统的温度，有利于缩减由系统过热导致的压缩机停机的系统恢复时间，缩短了压缩机再次启动的时间间隔。

附图说明

图1为实施例中室外环境温度、压缩机频率和直流风机转速对应关系表；

图2为实施例中的压缩机运行时直流风机转速调整流程图；

图3为压缩机停机时直流风机转速逻辑图。

具体实施方式

本发明旨在提出一种变频空调室外直流风机控制方法，解决传统技术中变频空调室外直流风机转速无法与系统无法最优匹配，影响系统能力和可靠性的问题。

本发明的核心思想为：在压缩机运转过程中，直流风机实现根据压缩机的转速和其他关键系统参数确定风机的转速，直流风机转速不再分档位，只限制直流风机的最低风速和最高风速，在最低和最高风速之间实现无极调速。在压缩机运转过程中，在检测压缩机频率的同时，还要检测室外环境温度，室外盘管温度、IPM温度，排气温度等温度，当以上温度变化时，要实时调整直流风机的转速，在满足系统的换热能力的同时降低直流风机消耗功率，提高系统能效。在压缩机停机后，根据停机时系统参数，确认是保持直流风机继续运转还是停止运转，以及运转的转速和时间。

在本发明的具体实现上，首先根据直流风机的规格书和系统要求，确定直流风机的最低转速N_min和最高转速N_max。然后建立图1所示的直流风机转速与室外环境温度与压缩机频率对应表，其中压缩机频率根据压缩机允许最低频率和最高频率分为多个区间，室外环境温度根据工况分为多个区间，从而通过实验建立在不同温度区间下的压缩机频率和风机转速对应表。

根据图2所示的运行过程风机转速调整流程图，空调开机后，根据实际压缩机运转频率和室外环境温度，查表获得直流风机的初始转速N₀。然后在压缩机运行时间达到t₁后，检测外盘温度，如果外盘温度低于设定的外盘温度，则降低直流风机转速，如果外盘温度高于设定的外盘温度，则增加直流风机转速。

此外，还需要对风机转速的界限进行判断处理，即当风机转速超过最大转速限定时，以最大转速运转，如果风机转速小于最小转速限定时，以最小转速运转。

下一步，在压缩机运行时间达到t₂后，检测IPM温度。如果IPM温度低于设定的IPM温度，则降低直流风机转速，如果IPM温度高于设定的IPM温度，则增加直流风机转速。此时对风机转速的界限进行判断处理。

下一步，在压缩机运行时间达到t₃后，检测排气温度。如果排气温度低于设定的排气温度，则降低直流风机转速，如果排气温度高于设定的排气温度，则增加直流风机转速。此时要对风机转速的界限进行判断处理。

下一步，计算直流风机转速相对于初始风机转速的调整量N_adj。

下一步，在压缩机运行时间达到t₄后，根据当前压缩机频率和室外环境温度，查表获得直流风机转速N′，确定最新直流风机转速为N＝N′+N_adj；

下一步，以所述最新直流风机转速运行一定时间后，以该最新直流风机转速作为直流风机的初始转速N₀，在压缩机连续运转期间，重复上述步骤，以达到直流风机转速与系统参数的最佳匹配。

根据图3所示的停机程序流程图，当压缩机停机后，检测停机时的外盘温度、IPM温度，检测以上温度是否都在允许风机停机范围内，如果是，则风机停机，如果否，根据外盘温度、IPM温度确定风机的运转转速，当温度降低到直流风机允许停机范围内时，则关闭直流风机。

实施例：

以某变频空调为例，直流风机的最小转速500rpm，最高转速是1300rpm。

以制冷为例，开机时室外环境温度<＝35度，压缩机初始频率为50Hz，查询压缩机与直流风机对应转速为800rpm。直流风机以800rpm的初始转速工作，当压缩机运转3分钟后，检测室外盘管温度，当室外盘管超出50度时，直流风机转速在当前转速基础上增加50rpm；当室外盘管低于40度时，直流风机转速在当前转速基础上减小50rpm。继续记录压缩机的运转时间，当压缩机再次运转5分钟后，检测IPM温度，当IPM温度超出75温度时，直流风机转速在当前转速基础上增加80rpm；当IPM温度低于50温度时，直流风机转速在当前转速基础上减小80rpm。继续记录压缩机的运转时间，当压缩机再次运转5分钟后，检测压缩机排气温度，当压缩机排气温度超过95度时，直流风机转速在当前转速基础上增加50rpm；当压缩机排气温度低于70度时，直流风机转速在当前转速基础上减小50rpm。计算调整后的转速相对于初始转速调整量，继续记录压缩机运转时间，当压缩机再次运转5分钟根据当前压缩机频率和室外环境温度由图1获得风机转速，该转速加上初始转速调整量做风机新的初始转速。

在上述每次调整风机转速时，若增加风机转速需判断直流风机增加转速后，是否超出直流风机的最高转速，如果超出了最高转速，就以最高转速运转；若降低风机转速需判断降低后的直流风机转速是否低于直流风机的最低转速，当低于直流风机的最低转速时，以直流风机的最低转速运转。

压缩机停机后，此时检测室处盘管温度和IPM温度，如果室外盘管温度大于60度并且IPM温度大于90度，室外直流风机以最高转速1300rpm运转，至到室外盘管温度不大于50度或IPM温度不大于70度；如果室外盘管温度大于50度，直流风机以500rpm运转；如果IPM温度大于80度，直流风机以800rpm运转；如果直流室外盘管温度不大于40度并且IPM温度不大于70度关闭直流风机。

Claims (5)

1.一种变频空调室外直流风机控制方法，其特征在于，包括：

a.确定变频空调室外直流风机的最低转速N_min和最高转速N_max；

b.建立直流风机转速与室外环境温度及压缩机频率对应表；

c.空调开机后，根据压缩机运转频率和室外环境温度，查表获得直流风机的初始转速N₀；

d.压缩机运行时间达到t₁后，检测外盘温度,根据外盘温度控制风机转速如下：

如果外盘温度<T₁₀，则直流风机转速N＝N₀-N₁，如果N<N_min,则N＝N_min；如果外盘温度>T₁₁，直流风机转速N＝N₀+N₁，如果N>N_max,则N＝N_max；

e.压缩机运行时间达到t₂后，检测IPM温度，根据IPM温度控制风机转速如下：

如果IPM温度<T₂₀，直流风机转速N＝N-N₂，如果N<N_min,则N＝N_min；如果IPM温度>T₂₁，直流风机转速N＝N+N₂，如果N>N_max,则N＝N_max；

f.压缩机运行时间t₃后，检测排气温度，根据排气温度控制风机转速如下：

如果排气温度<T₃₀，直流风机转速N＝N-N₃，如果N<N_min,则N＝N_min；如果排气温度>T₃₁，直流风机转速N＝N+N₃，如果N>N_max,则N＝N_max；

g.计算转速调整量N_adj＝N-N₀；

h.压缩机运行时间t₄后，根据当前压缩机频率和室外环境温度，查表获得直流风机转速N′，确定最新直流风机转速为N＝N′+N_adj；

i.以所述最新直流风机转速运行一定时间后，以该最新直流风机转速作为直流风机的初始转速N₀，在压缩机连续运转期间，重复步骤d-h；

j.压缩机停机后，检测外盘温度、IPM温度是否都在允许风机停机范围内，如果是，则风机停机，否则，根据外盘温度、IPM温度确定风机的运转转速，直至温度降低到允许风机停机范围内，则关闭直流风机；

k.压缩机重新启动后，重复步骤c-j。

2.如权利要求1所述的一种变频空调室外直流风机控制方法，其特征在于，步骤a中，根据直流风机的规格书和系统要求，确定直流风机的最低转速N_min和最高转速N_max。

3.如权利要求1所述的一种变频空调室外直流风机控制方法，其特征在于，步骤b中，在建立直流风机转速与室外环境温度及压缩机频率对应表时，将压缩机频率根据压缩机允许最低频率和最高频率分为多个区间，将室外环境温度根据工况分为多个区间，从而通过实验建立在不同温度区间下的压缩机频率和风机转速对应表。

4.如权利要求1所述的一种变频空调室外直流风机控制方法，其特征在于，所述T₁₀、T₁₁、T₂₀、T₂₁、T₃₀、T₃₁均通过实验获得，且T₁₁>T₁₀，T₂₁>T₂₀，T₃₁>T₃₀。

5.如权利要求1所述的一种变频空调室外直流风机控制方法，其特征在于，步骤j具体包括：

压缩机停机后，若检测到外盘温度＞T4,IPM温度＞T5,则控制风机转速N＝N_max；

若检测到外盘温度＞T4，IPM温度≤T5,则控制风机转速N＝N₄；

若检测到外盘温度≤T4,IPM温度＞T5,则控制风机转速N＝N₅；

若检测到外盘温度≤T4,IPM温度≤T5,则关闭直流风机；

其中，T4、T5均通过实验获得，转速值N₅＞N₄。