專利名稱：一種出風(fēng)溫度恒定的空調(diào)器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣調(diào)節(jié)器領(lǐng)域，涉及一種出風(fēng)溫度恒定的空調(diào)器，具體說(shuō)是關(guān)于空調(diào)器制熱量的調(diào)節(jié)及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的空調(diào)器只是簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)制冷和制熱功能，例如制冷時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度時(shí)啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷，當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定溫度時(shí)壓縮機(jī)停止運(yùn)行；制熱時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定溫度時(shí)啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制熱(如有電熱器則啟動(dòng)電熱器制熱)，當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度時(shí)壓縮機(jī)停止運(yùn)行(如有電熱器則停止電熱器制熱)。實(shí)際上，當(dāng)空調(diào)器工作在制冷模式時(shí)，人對(duì)出風(fēng)溫度的高低不太敏感，如果風(fēng)量大即使出風(fēng)溫度高一點(diǎn)人同樣感覺(jué)到非常涼爽；當(dāng)空調(diào)器工作在制熱模式時(shí)，人對(duì)出風(fēng)溫度的高低非常敏感，如果出風(fēng)溫度低于人的體表溫度，就感覺(jué)空調(diào)器吹冷風(fēng)，如果出風(fēng)溫度太高，人同樣感覺(jué)不舒服。然而，由于空調(diào)器的熱泵制熱量隨環(huán)境溫度變化較大，導(dǎo)致在環(huán)境溫度較低時(shí)有很多用戶投訴空調(diào)器制熱吹冷風(fēng)。
近來(lái)也有一種空調(diào)器，其電熱器制熱單元由兩段獨(dú)立的電加熱組成。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，兩段獨(dú)立的電加熱全部開(kāi)啟；當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)則只開(kāi)啟其中一段電熱器，當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度則電熱器全部關(guān)閉。這種空調(diào)器只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的制熱量調(diào)節(jié)，不能隨環(huán)境溫度的變化精確控制電熱器的制熱量，因而無(wú)法精確控制空調(diào)器的出風(fēng)溫度，但是對(duì)空調(diào)器吹冷風(fēng)的現(xiàn)象有所改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種出風(fēng)溫度恒定的空調(diào)器，更詳細(xì)的說(shuō)是根據(jù)空調(diào)器所處工況自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)器的運(yùn)行參數(shù)，從而控制空調(diào)器所產(chǎn)生的總熱量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，使得出風(fēng)溫度恒定。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種出風(fēng)溫度恒定的空調(diào)器，包括熱泵制熱單元、電熱器制熱單元、可檢測(cè)空調(diào)器運(yùn)行參數(shù)的主控單元，其特征在于所述主控單元與熱泵制熱單元、電熱器制熱單元電連接，它通過(guò)檢測(cè)空調(diào)器的設(shè)定需求制熱量與熱泵制熱單元的制熱量，調(diào)節(jié)電熱器制熱單元輸出功率和/或改變室內(nèi)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，使熱泵制熱單元與電熱器制熱單元所產(chǎn)生的熱量之和與空調(diào)器的設(shè)定需求值相當(dāng)。
具體來(lái)說(shuō)，所述空調(diào)器運(yùn)行參數(shù)包括環(huán)境溫度、蒸發(fā)器管溫、電熱器制熱量以及室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)。
總之，根據(jù)環(huán)境溫度、熱泵制熱單元的制熱量以及風(fēng)量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)電熱器的制熱量，使空調(diào)器始終運(yùn)行在最佳狀態(tài)。
而且，本發(fā)明使空調(diào)器出風(fēng)溫度恒定的控制方法，其特點(diǎn)是包括以下幾個(gè)步驟a)計(jì)算空調(diào)器需要產(chǎn)生的制熱量；b)計(jì)算熱泵制熱單元的制熱量；c)將步驟a)與步驟b)中的制熱量比較，得出熱量差，即電熱器制熱單元需要產(chǎn)生的制熱量；d)將步驟c)中的熱量差與電熱器制熱單元的最大制熱量比較得出差值；
e)步驟d)中的差值為負(fù)值時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電熱器制熱單元功率；步驟d)中的差值為正值時(shí)，降低室內(nèi)側(cè)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的空調(diào)器根據(jù)環(huán)境溫度、目標(biāo)出風(fēng)溫度和風(fēng)量大小采用模糊算法計(jì)算出空調(diào)器需要產(chǎn)生的熱量，根據(jù)蒸發(fā)器的管溫、環(huán)境溫度和風(fēng)量大小采用模糊算法計(jì)算出熱泵制熱單元的制熱量，用空調(diào)器需要產(chǎn)生的熱量減去熱泵制熱單元的制熱量計(jì)算出電熱器制熱單元需要產(chǎn)生的熱量。最后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)節(jié)電熱器制熱單元的制熱量以達(dá)到空調(diào)器出風(fēng)溫度恒定的目的。本發(fā)明中所采用的模糊算法都是基于大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出來(lái)的，針對(duì)不同的空調(diào)系統(tǒng)算法可能會(huì)有所不同。
本發(fā)明提供的出風(fēng)溫度恒定的空調(diào)器及其控制方法，其電熱器制熱單元的制熱量可根據(jù)實(shí)時(shí)采集的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.舒適根據(jù)環(huán)境溫度等參數(shù)變化自動(dòng)調(diào)節(jié)電熱器的制熱量，使空調(diào)器的出風(fēng)溫度始終恒定在最舒適的狀態(tài)。
2.制熱強(qiáng)勁在環(huán)境溫度較低或熱泵制熱單元的制熱量較小時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電熱器制熱單元的制熱量到最大，實(shí)現(xiàn)快速制熱的目的；3.節(jié)能在環(huán)境溫度較高或熱泵制熱單元制熱量較大時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電熱器制熱單元的制熱量到最小，大大提高了制熱效率；


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是實(shí)施例中電熱器制熱單元的電路原理圖；圖2是實(shí)施例中室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的電路原理圖；圖3是實(shí)施例中制熱量需求計(jì)算的程序流程圖；
圖4是實(shí)施例中熱泵制熱單元的制熱量計(jì)算的程序流程圖；圖5是實(shí)施例中空調(diào)器出風(fēng)溫度恒定控制的程序流程圖；圖6是實(shí)施例中空調(diào)器出風(fēng)溫度恒定控制的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的出風(fēng)溫度恒定的空調(diào)器，如附圖1、2、6所示，包括兩套制熱系統(tǒng)熱泵制熱單元、電熱器制熱單元和主控單元，其中兩套制熱單元通過(guò)主控單元電連接。
其中熱泵制熱單元包括室內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速風(fēng)扇、蒸發(fā)器(根據(jù)制冷原理命名)、壓縮機(jī)系統(tǒng)、四通閥部件、節(jié)流部件、室外風(fēng)扇、冷凝器(根據(jù)制冷原理命名)、制冷劑以及控制電路。室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)通過(guò)可控硅與電源連接，主控單元通過(guò)可控硅控制電路控制可控硅。空調(diào)器運(yùn)行過(guò)程中，主控單元由電源過(guò)零檢測(cè)電路檢測(cè)電源的過(guò)零點(diǎn)，然后根據(jù)室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速計(jì)算出可控硅的過(guò)零觸發(fā)延時(shí)時(shí)間，最終達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。它的工作原理是利用制冷劑經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)變成高溫高壓的氣體，通過(guò)四通閥進(jìn)入蒸發(fā)器，當(dāng)流過(guò)蒸發(fā)器的制冷劑溫度高于房間溫度即可向房間提供熱量，室內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速風(fēng)扇可以控制與蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換的房間空氣量，制冷劑經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器冷卻后變成高溫低壓的液體，通過(guò)節(jié)流部件后變成低溫低壓的液體進(jìn)入冷凝器，當(dāng)流過(guò)冷凝器的制冷劑溫度低于環(huán)境溫度即可從環(huán)境吸收熱量，室外風(fēng)扇可以加大與冷凝器進(jìn)行熱交換的空氣量，制冷劑經(jīng)過(guò)冷凝器加熱后變成低溫低壓的氣體，最后通過(guò)四通閥又回到壓縮機(jī)系統(tǒng)。
電熱器制熱單元包括室內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速風(fēng)扇、電熱器以及控制電路。電熱器通過(guò)可控硅與電源連接，主控單元通過(guò)可控硅控制電路控制可控硅導(dǎo)通和截止?？照{(diào)器運(yùn)行過(guò)程中，主控單元由電源過(guò)零檢測(cè)電路檢測(cè)電源的過(guò)零點(diǎn)，然后根據(jù)電熱器制熱單元需要產(chǎn)生的制熱量大小計(jì)算出可控硅的過(guò)零觸發(fā)延時(shí)時(shí)間，最終達(dá)到控制制熱量目的。它的工作原理是利用電熱器通電發(fā)熱，當(dāng)電熱器的溫度高于房間溫度即可向房間提供熱量，室內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速風(fēng)扇可以控制與電熱器進(jìn)行熱交換的房間空氣量。
本實(shí)施例中的空調(diào)器是這樣控制出風(fēng)溫度恒定的首先，采用模糊算法計(jì)算空調(diào)器需要產(chǎn)生的制熱量。如圖3所示，先檢測(cè)環(huán)境溫度，然后計(jì)算環(huán)境溫度與目標(biāo)出風(fēng)溫度(根據(jù)空調(diào)器的能力確定)的差值，再檢測(cè)室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將以上參數(shù)模糊化。例如環(huán)境溫度在其論域上定義5個(gè)模糊集隸屬度函數(shù)，相應(yīng)的語(yǔ)言變量為非常低(LB)、較低(LS)、一般(Z)、較高(HS)、非常高(HB)；環(huán)境溫度和目標(biāo)出風(fēng)溫度的差值在其論域上定義5個(gè)模糊集隸屬度函數(shù)，相應(yīng)的語(yǔ)言變量非常大(BB)、較大(BS)、一般(Z)、較小(SS)和非常小(SB)；室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速在其論域上定義4個(gè)模糊集隸屬度函數(shù)，相應(yīng)的語(yǔ)言變量為非常低(LB)、低(L)、中(M)、高(H)。最后，根據(jù)模糊控制規(guī)則計(jì)算出空調(diào)器需求的制熱量。
然后，采用模糊算法計(jì)算熱泵制熱單元的制熱量。如圖4所示，先檢測(cè)環(huán)境溫度、蒸發(fā)器管溫和室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后將以上參數(shù)模糊化。例如環(huán)境溫度在其論域上定義5個(gè)模糊集隸屬度函數(shù)，相應(yīng)的語(yǔ)言變量為非常低(LB)、較低(LS)、一般(Z)、較高(HS)、非常高(HB)；蒸發(fā)器管溫在其論域上定義5個(gè)模糊集隸屬度函數(shù)，相應(yīng)的語(yǔ)言變量非常低(LB)、較低(LS)、一般(Z)、較高(HS)、非常高(HB)；室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速在其論域上定義4個(gè)模糊集隸屬度函數(shù)，相應(yīng)的語(yǔ)言變量為非常低(LB)、低(L)、中(M)、高(H)。最后，根據(jù)模糊控制規(guī)則計(jì)算出熱泵制熱單元的制熱量。
完成了以上的步驟之后，接下來(lái)進(jìn)行比較和判斷。如圖5所示，是空調(diào)器出風(fēng)溫度恒定控制的程序流程圖，根據(jù)模糊控制規(guī)則計(jì)算出空調(diào)器需求的制熱量和熱泵制熱單元的制熱量，將兩者進(jìn)行比較，計(jì)算出電熱器制熱單元需要產(chǎn)生的制熱量。如果電熱器需要產(chǎn)生的制熱量大于其最大功率，則降低室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速，重新進(jìn)行模糊計(jì)算，直到電熱器需要產(chǎn)生的制熱量小于等于其最大功率。最后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)節(jié)電熱器制熱單元的制熱量，也就是調(diào)節(jié)電熱器的輸出功率到適當(dāng)?shù)闹茻崃?，使得熱泵與電熱器所產(chǎn)生的熱量之和與設(shè)定值相當(dāng)，總熱量保持一種動(dòng)態(tài)的恒定，使出風(fēng)溫度恒定，消費(fèi)者感覺(jué)舒適。
權(quán)利要求
1.一種出風(fēng)溫度恒定的空調(diào)器，包括熱泵制熱單元、電熱器制熱單元、可檢測(cè)空調(diào)器運(yùn)行參數(shù)的主控單元，其特征在于所述主控單元與熱泵制熱單元、電熱器制熱單元電連接，它通過(guò)檢測(cè)空調(diào)器的需求制熱量與熱泵制熱單元的制熱量，調(diào)節(jié)電熱器制熱單元輸出功率和/或改變室內(nèi)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，使熱泵制熱單元與電熱器制熱單元所產(chǎn)生的熱量之和與空調(diào)器的設(shè)定需求值相當(dāng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出風(fēng)溫度恒定的空調(diào)器，其特征在于所述空調(diào)器運(yùn)行參數(shù)包括環(huán)境溫度、蒸發(fā)器管溫、電熱器制熱量以及室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)。
3.一種使空調(diào)器出風(fēng)溫度恒定的控制方法，在空調(diào)制熱運(yùn)行時(shí)，該方法包括以下步驟a)計(jì)算空調(diào)器需要產(chǎn)生的制熱量；b)計(jì)算熱泵制熱單元的制熱量；c)將步驟a)與步驟b)中的制熱量比較，得出熱量差；d)將步驟c)中的熱量差與電熱器制熱單元的最大制熱量比較得出差值；e)步驟d)中的差值為負(fù)值時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電熱器制熱單元功率；步驟d)中的差值為正值時(shí)，降低室內(nèi)側(cè)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種出風(fēng)溫度恒定的空調(diào)器及其控制方法，這種空調(diào)器包括熱泵制熱單元、電熱器制熱單元、可檢測(cè)空調(diào)器運(yùn)行參數(shù)的主控單元，所述主控單元與熱泵制熱單元、電熱器制熱單元電連接，它通過(guò)檢測(cè)空調(diào)器的需求制熱量與熱泵制熱單元的制熱量，調(diào)節(jié)電熱器制熱單元輸出功率和/或改變室內(nèi)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，使熱泵制熱單元與電熱器制熱單元所產(chǎn)生的熱量之和與空調(diào)器的設(shè)定需求值相當(dāng)。它根據(jù)環(huán)境溫度等參數(shù)變化自動(dòng)調(diào)節(jié)電熱器的制熱量，使空調(diào)器的出風(fēng)溫度始終恒定在最舒適的狀態(tài)。開(kāi)且在環(huán)境溫度較低或熱泵制熱單元的制熱量較小時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電熱器制熱單元的制熱量到最大，實(shí)現(xiàn)快速制熱；相反則調(diào)節(jié)電熱器制熱單元的制熱量到最小，達(dá)到節(jié)能的目的。
文檔編號(hào)F24F11/00GK1699867SQ200510033780
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者向小軍, 夏道明, 遲九虹, 何興輝 申請(qǐng)人:廣東科龍電器股份有限公司