本發(fā)明涉及空調(diào)器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種定頻空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的定頻空調(diào)系統(tǒng)只有開(kāi)和關(guān)兩種狀態(tài)，制冷狀態(tài)下，空調(diào)系統(tǒng)提供的冷量過(guò)多時(shí)，壓縮機(jī)停機(jī)；室內(nèi)溫度超過(guò)設(shè)定溫度后，壓縮機(jī)開(kāi)啟，通過(guò)頻繁地停止和啟動(dòng)壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。即定頻空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)處于不是開(kāi)就是關(guān)的狀態(tài)，無(wú)法通過(guò)熱負(fù)荷的變化靈活調(diào)節(jié)，頻繁啟停會(huì)造成房間溫度波動(dòng)較大，忽冷忽熱，使用舒適性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為解決定頻空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)頻繁停啟壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)冷量輸出，導(dǎo)致室內(nèi)溫度波動(dòng)大，使用舒適度差的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種定頻空調(diào)系統(tǒng)，包括：由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流元件、蒸發(fā)器組成的制冷或制熱回路；所述壓縮機(jī)包括可同時(shí)開(kāi)啟或單獨(dú)開(kāi)啟的第一壓縮腔和第二壓縮腔，所述第一壓縮腔、第二壓縮腔的入口分別設(shè)有與電控單元電連接的第一閥門(mén)和第二閥門(mén)；所述電控單元還連接有用于采集室內(nèi)溫度與空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)定溫度的數(shù)據(jù)采集模塊。

其中，所述節(jié)流元件為熱力膨脹閥，所述熱力膨脹閥與所述蒸發(fā)器出口處的感溫包連接，以便根據(jù)蒸發(fā)器出口的冷媒過(guò)熱度調(diào)節(jié)進(jìn)入所述蒸發(fā)器的冷媒量。

其中，所述節(jié)流元件為電子膨脹閥。

其中，所述節(jié)流元件為毛細(xì)管。

其中，所述第一壓縮腔的容積大于所述第二壓縮腔的容積。

本發(fā)明還提供了一種如上所述定頻空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

定頻空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，獲取當(dāng)前室內(nèi)溫度Tr與設(shè)定溫度Ts并進(jìn)行比較：

若|Tr-Ts|＞Ta，第一閥門(mén)、第二閥門(mén)均打開(kāi)，壓縮機(jī)運(yùn)行；

若Ta≥|Tr-Ts|＞Tb，第一閥門(mén)打開(kāi)，第二閥門(mén)關(guān)閉，壓縮機(jī)運(yùn)行；

若Tb≥|Tr-Ts|＞Tc，第一閥門(mén)關(guān)閉，第二閥門(mén)打開(kāi)，壓縮機(jī)運(yùn)行；

若Tc≥|Tr-Ts|，第一閥門(mén)、第二閥門(mén)均關(guān)閉，壓縮機(jī)不運(yùn)行。

其中，在所述壓縮機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)Tc≥|Tr-Ts|成立，且持續(xù)時(shí)間t1后，再關(guān)閉所述壓縮機(jī)。

其中，在所述壓縮機(jī)處于停止運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)|Tr-Ts|＞Tc成立，且持續(xù)t2時(shí)間后，啟動(dòng)所述壓縮機(jī)。

(三)有益效果

上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提供的一種定頻空調(diào)系統(tǒng)，在現(xiàn)有定頻空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將壓縮機(jī)設(shè)置成具有兩個(gè)可單獨(dú)開(kāi)啟或同時(shí)開(kāi)啟的壓縮腔，同時(shí)設(shè)置數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集室內(nèi)溫度和設(shè)定溫度；該方案可根據(jù)熱負(fù)荷需求自動(dòng)調(diào)整冷量或熱量輸出量，避免房間溫度受頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)影響舒適性；同時(shí)，設(shè)計(jì)成本同比變頻空調(diào)器大幅度降低，同比定頻空調(diào)器舒適性大大提高。

本發(fā)明提供的一種定頻空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其根據(jù)室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度之差的絕對(duì)值確定空調(diào)負(fù)荷，并將該差值劃分成不同的區(qū)間范圍，不同區(qū)間狀態(tài)下壓縮機(jī)采用不同的輸出組合，從而實(shí)現(xiàn)以不同輸出功率工作的目的；空調(diào)工作過(guò)程中室內(nèi)溫度波動(dòng)小，使用舒適度高；在室內(nèi)溫度接近或達(dá)到設(shè)定溫度后再關(guān)閉壓縮機(jī)，降低壓縮機(jī)停機(jī)頻率，保護(hù)壓縮機(jī)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述定頻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述定頻空調(diào)系統(tǒng)控制方法的控制流程圖。

其中，1、壓縮機(jī)；11、第一閥門(mén)；12、第二閥門(mén)；2、冷凝器；3、熱力膨脹閥；4、蒸發(fā)器；5、感溫包。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有說(shuō)明，“以上”的范圍包括本數(shù)，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)以上；術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可視具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

實(shí)施例一：

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種定頻空調(diào)系統(tǒng)，包括：由壓縮機(jī)1、四通閥、冷凝器2、節(jié)流元件、蒸發(fā)器4組成的制冷或制熱回路；所述壓縮機(jī)1包括可同時(shí)開(kāi)啟或單獨(dú)開(kāi)啟的第一壓縮腔和第二壓縮腔，所述第一壓縮腔、第二壓縮腔的入口分別設(shè)有與電控單元電連接的第一閥門(mén)11和第二閥門(mén)12；所述電控單元還連接有用于采集室內(nèi)溫度與空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)定溫度的數(shù)據(jù)采集模塊。壓縮機(jī)1具有兩個(gè)可以同時(shí)開(kāi)啟或單獨(dú)開(kāi)啟的壓縮腔，兩個(gè)壓縮腔分別通過(guò)其入口處的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)控制其開(kāi)啟狀態(tài)，第一閥門(mén)11開(kāi)啟，第一壓縮腔啟動(dòng)，第一閥門(mén)11關(guān)閉，第一壓縮腔關(guān)閉；第二閥門(mén)12與第二壓縮腔的控制關(guān)系也是一樣的。電控單元可以根據(jù)室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度的差值確定空調(diào)當(dāng)前的負(fù)荷，然后根據(jù)空調(diào)當(dāng)前的實(shí)際負(fù)荷調(diào)整兩個(gè)壓縮腔的開(kāi)關(guān)狀態(tài)：負(fù)荷偏大時(shí)，兩個(gè)壓縮腔同時(shí)開(kāi)啟；負(fù)荷為中等時(shí)，只開(kāi)啟一個(gè)壓縮腔；負(fù)荷非常小時(shí)，兩個(gè)壓縮腔都關(guān)閉，即壓縮機(jī)1處于關(guān)閉狀態(tài)，只開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，以送風(fēng)模式運(yùn)行。需要說(shuō)明的是，當(dāng)負(fù)荷為中等時(shí)，先啟用其中一個(gè)壓縮腔，當(dāng)負(fù)荷減小至指定值時(shí)，切換到啟用另一個(gè)壓縮腔的狀態(tài)運(yùn)行：因?yàn)榇藭r(shí)先啟用的壓縮腔已經(jīng)開(kāi)始發(fā)熱，而后啟用的壓縮腔處于冷卻狀態(tài)，顯然后一壓縮腔壓縮效果更好，所以可以切換至利用后一壓縮腔繼續(xù)單獨(dú)壓縮的狀態(tài)運(yùn)行，提高壓縮機(jī)1工作效率；比如在設(shè)定溫度為25℃的情況下，當(dāng)室內(nèi)溫度為31℃時(shí)，兩個(gè)壓縮腔全開(kāi)啟；當(dāng)溫度降至29℃時(shí)，關(guān)閉一個(gè)壓縮腔，當(dāng)溫度降至25.5℃時(shí)，直接關(guān)閉壓縮機(jī)1，以送風(fēng)模式運(yùn)行；當(dāng)然也可在溫度降至27℃時(shí)更換另一壓縮腔。電控單元定時(shí)比較數(shù)據(jù)采集模塊獲取的參數(shù)值，及時(shí)調(diào)整空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)，避免因空調(diào)系統(tǒng)工作狀態(tài)調(diào)節(jié)不及時(shí)而導(dǎo)致室內(nèi)溫度波動(dòng)過(guò)大，保證用戶的良好體驗(yàn)；只有當(dāng)室內(nèi)溫度趨于接近設(shè)定溫度時(shí)才停止壓縮機(jī)1的運(yùn)行，壓縮機(jī)1停啟頻率低，室內(nèi)溫度出現(xiàn)較大波動(dòng)的可能性降低，同時(shí)有助于延長(zhǎng)壓縮機(jī)1的使用壽命，保護(hù)空調(diào)設(shè)備。本實(shí)施例可根據(jù)熱負(fù)荷需求自動(dòng)調(diào)整冷量或熱量輸出量，避免房間溫度受頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)影響舒適性；同時(shí)，該實(shí)施例設(shè)計(jì)成本同比變頻空調(diào)器大幅度降低，同比定頻空調(diào)器舒適性大大提高。

優(yōu)選的，如圖1所示，所述節(jié)流元件為熱力膨脹閥3，所述熱力膨脹閥3與所述蒸發(fā)器4出口處的感溫包5連接，以便根據(jù)蒸發(fā)器4出口的冷媒過(guò)熱度調(diào)節(jié)進(jìn)入所述蒸發(fā)器4的冷媒量。熱力膨脹閥3可以根據(jù)蒸發(fā)器4出口制冷劑的過(guò)熱度調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器4的制冷劑流量，進(jìn)一步增強(qiáng)了定頻空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力，提高用戶體驗(yàn)。

可選的，所述節(jié)流元件為電子膨脹閥；或者所述節(jié)流元件為毛細(xì)管。這里給出的只是幾種常見(jiàn)的節(jié)流元件，優(yōu)選采用能夠輔助空調(diào)系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述第一壓縮腔的容積大于所述第二壓縮腔的容積。如果兩個(gè)壓縮腔容積不同，則可將只開(kāi)啟一個(gè)壓縮腔的負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)一步劃分成單獨(dú)開(kāi)啟第一壓縮腔的負(fù)荷略高狀態(tài)和單獨(dú)開(kāi)啟第二壓縮腔的復(fù)合略低的狀態(tài)。這里的負(fù)荷略高、略低只是針對(duì)兩個(gè)具有不同容積的壓縮腔對(duì)應(yīng)的相對(duì)偏高或相對(duì)偏低的壓縮能力。比如原來(lái)室內(nèi)溫度降至29℃時(shí)，可以選擇關(guān)閉容積較小的第二壓縮腔，開(kāi)啟第一壓縮腔；當(dāng)室內(nèi)溫度進(jìn)一步降至27℃時(shí)，再切換至只采用容積較小的第二壓縮腔，關(guān)閉第一壓縮腔；直至溫度降至25.5℃時(shí)再關(guān)閉整個(gè)壓縮機(jī)1并以送風(fēng)模式運(yùn)行。這樣可以進(jìn)一步增強(qiáng)空調(diào)的制冷或制熱效率，縮短降溫或升溫時(shí)間，縮短等待時(shí)間，提高用戶體驗(yàn)。

實(shí)施例二：

本發(fā)明還提供了一種如實(shí)施例一所述定頻空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

定頻空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，獲取當(dāng)前室內(nèi)溫度Tr與設(shè)定溫度Ts并進(jìn)行比較：

若|Tr-Ts|＞Ta，第一閥門(mén)、第二閥門(mén)均打開(kāi)，壓縮機(jī)運(yùn)行；

若Ta≥|Tr-Ts|＞Tb，第一閥門(mén)打開(kāi)，第二閥門(mén)關(guān)閉，壓縮機(jī)運(yùn)行；

若Tb≥|Tr-Ts|＞Tc，第一閥門(mén)關(guān)閉，第二閥門(mén)打開(kāi)，壓縮機(jī)運(yùn)行；

若Tc≥|Tr-Ts|，第一閥門(mén)、第二閥門(mén)均關(guān)閉，壓縮機(jī)不運(yùn)行。

室內(nèi)溫度Tr與設(shè)定溫度Ts均由數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行采集；由于空調(diào)既可以實(shí)現(xiàn)制冷，又可以實(shí)現(xiàn)制熱，當(dāng)空調(diào)以制冷模式運(yùn)行時(shí)，Tr≥Ts，此時(shí)該方法中所有的Tr-Ts均為非負(fù)值，|Tr-Ts|的值越大，說(shuō)明室內(nèi)溫度越高，需要壓縮機(jī)提供的功率越大；類似的，當(dāng)空調(diào)以制熱模式運(yùn)行時(shí)，Tr≤Ts，此時(shí)該方法中所有的Tr-Ts均為非正值，|Tr-Ts|的值越大，說(shuō)明室內(nèi)溫度越低，需要壓縮機(jī)提供的功率越大。下面以制冷模式為例，具體講述該方法的運(yùn)行過(guò)程，如圖2所示：

S1、接收開(kāi)機(jī)信號(hào)，準(zhǔn)備進(jìn)入制冷模式；

S2、電控單元對(duì)當(dāng)前室內(nèi)溫度Tr與設(shè)定溫度Ts進(jìn)行比較，以設(shè)定溫度為25℃為例，Ta、Tb、Tc分別取4℃、2℃、0.5℃，比較結(jié)果可以化分為多段以體現(xiàn)不同的空調(diào)負(fù)荷狀態(tài)：

若室內(nèi)溫度Tr為31℃時(shí)，|Tr-Ts|＞Ta，第一閥門(mén)、第二閥門(mén)均打開(kāi)，壓縮機(jī)運(yùn)行，進(jìn)入制冷模式；此時(shí)空調(diào)負(fù)荷比較大，第一閥門(mén)、第二閥門(mén)均打開(kāi)，兩個(gè)壓縮腔同時(shí)啟用；

若室內(nèi)溫度Tr為29℃時(shí)，Ta≥|Tr-Ts|＞Tb，第一閥門(mén)打開(kāi)，第二閥門(mén)關(guān)閉，壓縮機(jī)運(yùn)行，進(jìn)入制冷模式；此時(shí)空調(diào)負(fù)荷不是太大，可以只啟用其中一個(gè)壓縮腔即第一壓縮腔；

若室內(nèi)溫度Tr為27℃時(shí)，Tb≥|Tr-Ts|＞Tc，第一閥門(mén)關(guān)閉，第二閥門(mén)打開(kāi)，壓縮機(jī)運(yùn)行，進(jìn)入制冷模式；此時(shí)空調(diào)負(fù)荷較小，可以啟用另一個(gè)壓縮腔即第二壓縮腔；

這里需要說(shuō)明一下為什么要將第一壓縮腔更換至第二壓縮腔進(jìn)行壓縮：如果兩個(gè)壓縮腔容積相同，而室內(nèi)溫度是由31℃逐漸降下來(lái)的，那么當(dāng)溫度降至27℃時(shí)，已經(jīng)啟用了的壓縮腔溫度較高，壓縮效率受到影響，可以考慮用更換成另一個(gè)壓縮腔進(jìn)行降溫以提高壓縮效率。如果第一壓縮腔的容積大于第二壓縮腔的容積，那么負(fù)荷相對(duì)較高時(shí)啟用容積較大的第一壓縮腔，負(fù)荷相對(duì)較低時(shí)啟用容積較小的第二壓縮腔就更好理解了。

若室內(nèi)溫度Tr為25.5-24.5℃時(shí)，Tc≥|Tr-Ts|，第一閥門(mén)、第二閥門(mén)均關(guān)閉，壓縮機(jī)不運(yùn)行，此時(shí)空調(diào)的風(fēng)機(jī)可以關(guān)閉，也可以選擇開(kāi)啟使空調(diào)以送風(fēng)模式運(yùn)行；由于室內(nèi)溫度已經(jīng)趨近于設(shè)定溫度，此時(shí)停止壓縮機(jī)不會(huì)影響用戶體驗(yàn)，同時(shí)節(jié)約電能，有助于延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命；

另外，該過(guò)程可以是根據(jù)環(huán)境溫度與設(shè)定溫度的比較結(jié)果選擇壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，也可以是一個(gè)完整的降溫過(guò)程，比如設(shè)定溫度為25℃，室內(nèi)溫度高于31℃時(shí)兩個(gè)壓縮腔同時(shí)啟用，溫度降至29℃后只啟用第一壓縮腔，溫度降至27℃后換用第二壓縮腔，溫度降至25.5℃后關(guān)閉壓縮機(jī)以送風(fēng)模式運(yùn)行。

S3、每隔設(shè)定時(shí)間再次執(zhí)所述步驟S2。即在空調(diào)根據(jù)室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度的比較結(jié)果進(jìn)入相應(yīng)的制冷狀態(tài)后，室內(nèi)溫度、設(shè)定溫度仍有可能發(fā)生變化，為提高用戶體驗(yàn)，需要每隔設(shè)定時(shí)間再次獲取室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度并進(jìn)行比較，以便及時(shí)調(diào)整壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，節(jié)約電能。

制熱過(guò)程與制冷類似，負(fù)荷越大，開(kāi)啟的壓縮腔數(shù)量越多，在此不再贅述。

本發(fā)明以室內(nèi)溫度和設(shè)定溫度之差的絕對(duì)值作為空調(diào)負(fù)荷的參考，按空調(diào)負(fù)荷大小劃分成多個(gè)區(qū)間，不同負(fù)荷下，壓縮機(jī)采用不同的壓縮腔組合以提供不同的壓縮功率，在實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的制冷或制熱效果的前提下，可根據(jù)熱負(fù)荷需求自動(dòng)調(diào)整冷量或熱量輸出量，避免房間溫度受頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)而影響舒適性；同時(shí)，該技術(shù)方案設(shè)計(jì)成本同比變頻空調(diào)器大幅度降低，同比定頻空調(diào)器舒適性大大提高。

進(jìn)一步的，在所述壓縮機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)Tc≥|Tr-Ts|成立，且持續(xù)時(shí)間t1后，再關(guān)閉所述壓縮機(jī)。即在壓縮機(jī)處于開(kāi)啟的狀態(tài)下，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷已經(jīng)滿足關(guān)閉壓縮機(jī)的要求時(shí)，再觀察一段時(shí)間，比如1分鐘，在這1分鐘內(nèi)室內(nèi)負(fù)荷持續(xù)滿足關(guān)閉壓縮機(jī)的條件時(shí)，再關(guān)閉壓縮機(jī)；這樣設(shè)置可以大大降低關(guān)閉壓縮機(jī)的頻率，避免室內(nèi)負(fù)荷頻繁波動(dòng)而導(dǎo)致壓縮機(jī)在短時(shí)間內(nèi)頻繁關(guān)閉的現(xiàn)象發(fā)生，保護(hù)壓縮機(jī)，提高使用舒適度。

進(jìn)一步的，在所述壓縮機(jī)處于停止運(yùn)行狀態(tài)下，無(wú)論風(fēng)機(jī)是否開(kāi)啟，是要當(dāng)|Tr-Ts|＞Tc成立，且持續(xù)t2時(shí)間后，就啟動(dòng)所述壓縮機(jī)。即在壓縮機(jī)處于關(guān)閉的狀態(tài)下，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷已經(jīng)滿足開(kāi)啟壓縮機(jī)的要求時(shí)，再觀察一段時(shí)間，比如1分鐘，在這1分鐘內(nèi)室內(nèi)負(fù)荷持續(xù)滿足開(kāi)啟壓縮機(jī)的條件時(shí)，再關(guān)閉壓縮機(jī)；這樣設(shè)置可以大大降低開(kāi)啟壓縮機(jī)的頻率，避免室內(nèi)負(fù)荷頻繁波動(dòng)而導(dǎo)致壓縮機(jī)在短時(shí)間內(nèi)頻繁開(kāi)啟的現(xiàn)象發(fā)生，保護(hù)壓縮機(jī)，提高使用舒適度。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。