專利名稱：提高空調(diào)機制冷能效的方法及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高空調(diào)機制冷能效的方法及其控制裝置，具體地說就是通過改變空調(diào)機控制策略而提高制冷能效的一種方法及其相應(yīng)的控制器。
背景技術(shù)：
室外溫度在影響房間冷負(fù)荷的同時，更多的影響著空調(diào)機冷凝器的散熱效率。傳統(tǒng)空調(diào)機的控制策略只匹配了冷負(fù)荷的變化，沒有兼顧冷凝器的散熱效率，使制冷能效很難提高，比如在室外溫度升高時，只為匹配冷負(fù)荷而增大制冷量，不顧慮此時冷凝器的散熱效率很低和制冷量能效很低的實際，犯了“低效率大量制冷”的制冷機會錯誤。
另外，家用空調(diào)機采用變風(fēng)溫或變風(fēng)量單閉環(huán)控制系統(tǒng)，不具有協(xié)調(diào)風(fēng)量與風(fēng)溫比例的功能，由此缺少避讓上述制冷機會錯誤的手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種糾正制冷機會錯誤，提高制冷能效的控制方法及其相應(yīng)的控制裝置。
該方法是通過含有“冷風(fēng)溫差溫控器”和“房間溫度溫控器”及“決策器”的裝置，按照“室外溫度與風(fēng)溫和風(fēng)量成正比”的控制策略調(diào)節(jié)風(fēng)量與風(fēng)溫的比例而實現(xiàn)的。當(dāng)室外溫度tW高時，“決策器”依據(jù)室外溫度tW及決策表4，降低并輸出冷風(fēng)溫差給定GC，降低后的冷風(fēng)溫差給定GC指令“冷風(fēng)溫差溫控器”控制壓縮機減小制冷量，使冷風(fēng)溫差tC(注tC＝tN-tF2)跟隨冷風(fēng)溫差給定GC下降；與此同時，“決策器”依據(jù)室外溫度tW及決策表2，升高并輸出風(fēng)形類(風(fēng)形類按風(fēng)量降低的順序分為A類、B類、C類、D類)，使“房間溫度溫控器”按此風(fēng)形類規(guī)定的風(fēng)速，控制室內(nèi)溫度tN跟隨給定溫度GN。
當(dāng)室外溫度tW低時，“決策器”依據(jù)室外溫度tW及決策表4，升高并輸出冷風(fēng)溫差給定GC，升高后的冷風(fēng)溫差給定GC指令“冷風(fēng)溫差溫控器”控制壓縮機增大制冷量，使冷風(fēng)溫差tC跟隨冷風(fēng)溫差給定GC升高；與此同時，“決策器”依據(jù)室外溫度tW及決策表2，降低并輸出風(fēng)形類，“房間溫度溫控器”按此風(fēng)形類規(guī)定的風(fēng)速，控制室內(nèi)溫度tN跟隨給定溫度GN。
為了降低高速風(fēng)帶來的不舒適，本發(fā)明還設(shè)計一種風(fēng)形，如圖3所示。
實現(xiàn)本發(fā)明的控制裝置如

圖1、2、3所示，它主要由單片計算機(5)、溫度傳感器(2)、(3)、(4)和繼電器(8)、(9)、(10)、(11)、(12)(或變頻器(6)、(7))組成，該控制裝置可分為三個控制系統(tǒng)，分別為“決策器”、“房間溫度溫控器”、“冷風(fēng)溫差溫控器”，它們的主要構(gòu)造如下室外溫度傳感器(4)與單片計算機(5)的一個輸入端連接構(gòu)成“決策器”；室內(nèi)溫度傳感器(3)與單片計算機(5)的一個輸入端連接，而單片計算機(5)的輸出端或與繼電器(10)、(11)、(12)或與變頻器(6)連接，構(gòu)成“房間溫度溫控器”；出口風(fēng)溫傳感器(2)和室內(nèi)溫度傳感器(3)分別與單片計算機(5)的輸入端連接，而單片計算機(5)的輸出端或與制冷壓縮機繼電器(9)或與變頻器(7)及軸流風(fēng)扇的繼電器(8)連接，構(gòu)成“冷風(fēng)溫差溫控器”。
圖說明圖1.本發(fā)明所述方法的控制原理示意圖；圖2.本發(fā)明的空調(diào)機原理圖；圖3.實施本發(fā)明的空調(diào)機的示意圖；圖4.風(fēng)形類示意圖；圖5.本發(fā)明控制裝置的主程序框圖；圖6.室外溫度分級程序框圖；圖7.冷風(fēng)溫差決策與控制程序框8.決策冷風(fēng)溫差給定子程序框圖；圖9.房間溫度決策與控制程序框圖；圖10.風(fēng)形決策子程序框圖；圖11.風(fēng)形類子程序框圖；具體實施方式
本發(fā)明給決策器建立了一組專家規(guī)則表，實施決策時通過查表決策輸出，如下1.室外溫度分級BZ根據(jù)室外溫度分了四個級別用BZ＝1、2、3、4表示，如表1所示。
表1室外溫度分級規(guī)則表

2.決策輸出風(fēng)形GX室外空氣溫度tW依據(jù)專家規(guī)則(表)決策輸出風(fēng)形，其風(fēng)形專家規(guī)則表請參見表2。
表2風(fēng)形專家規(guī)則表

其表2中的風(fēng)形類定義請參見表3，風(fēng)形類示意圖請參見圖4。
表3風(fēng)形類定義表


3.決策輸出冷風(fēng)溫差給定GC室外空氣溫度tW和貫流風(fēng)扇風(fēng)速狀態(tài)UZT(即H、M、L和零速)依據(jù)專家規(guī)則(表)決策輸出冷風(fēng)溫差給定GC，其冷風(fēng)溫差給定專家規(guī)則表請參見表4。
表4冷風(fēng)溫差給定專家規(guī)則表

本發(fā)明圖1中的“冷風(fēng)溫差溫控器”通過改變制冷量，使冷風(fēng)溫差tC(其中tC＝tN-tF2)跟隨冷風(fēng)溫差給定GC。而冷風(fēng)溫差給定GC是由“決策器”根據(jù)室外溫度tW及表4確定的兼顧冷凝器散熱效率的制冷控制信號，以此冷風(fēng)溫差給定GC可以克服“低效率大量制冷”的制冷機會錯誤。
本發(fā)明圖1中的“房間溫度溫控器”通過改變貫流風(fēng)扇的風(fēng)量，使被控量室內(nèi)溫度tN跟隨給定溫度GN。而貫流風(fēng)扇輸出的風(fēng)形是由“決策器”根據(jù)室外溫度tW及表2和表3確定的兼顧冷凝器散熱效率的合理風(fēng)形，以此風(fēng)形輸出風(fēng)量可以保持較高的舒適度。
實施例這里以目前市場普通家用空調(diào)機為例，這個空調(diào)機里的制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不變，而將原控制器換成本發(fā)明中含有“冷風(fēng)溫差溫控器”、“房間溫度溫控器”和“決策器”的裝置。在本發(fā)明所述的控制策略下，構(gòu)成一臺新型空調(diào)機，下面參見圖3，其運行情況如下當(dāng)空調(diào)機上電后，單片計算機(5)按圖5主程序先進(jìn)行初始化，然后處理給定溫度GN如GN＝25℃，處理經(jīng)AD轉(zhuǎn)換的室內(nèi)溫度tN、室外溫度tW和出口風(fēng)溫tF2；然后依據(jù)室外溫度tW和表1規(guī)則確定級別，即BZ等于1、2、3、4；最后進(jìn)行冷風(fēng)溫差決策與控制以及房間溫度決策與控制操作。
其中冷風(fēng)溫差決策與控制過程是，首先決策冷風(fēng)溫差給定GC，即依據(jù)室外溫度tW和表4得到冷風(fēng)溫差給定上限HGC和下限LGC；然后比較冷風(fēng)溫差tC(tC＝tN-tF2)確定壓縮機工作狀態(tài)，當(dāng)tC≤LGC時壓縮機開機；當(dāng)tC≥HGC時壓縮機停機。
其中房間溫度決策與控制過程是，當(dāng)(GN-tN))0時，軟件計時器工作(即tm＝tm+1)，然后，決策風(fēng)形類并按此風(fēng)形類規(guī)定的高(H)、中(M)、低(L)檔風(fēng)速操作貫流風(fēng)扇風(fēng)速；當(dāng)(GN-tN)≤0時，軟件計時器清零(即tm＝0)，然后操作貫流風(fēng)扇關(guān)閉。
本發(fā)明的節(jié)能效果是明顯的1.本發(fā)明以“室外溫度與風(fēng)溫風(fēng)量成正比”的控制策略調(diào)節(jié)風(fēng)量與風(fēng)溫的比例，實現(xiàn)了兼顧匹配冷負(fù)荷與提高冷凝器散熱效率兩個控制目的，使應(yīng)用本發(fā)明的空調(diào)機的制冷能效比比普通空調(diào)機制冷能效比提高了30％以上。
2.本發(fā)明的“房間溫度溫控器”采用風(fēng)形技術(shù)，通過合理安排高、中、低風(fēng)速的吹風(fēng)時間及階梯變化，實現(xiàn)高風(fēng)量也舒適的品質(zhì)。
3.本發(fā)明的“冷風(fēng)溫差控制器”還通過閉環(huán)控制冷風(fēng)溫差tC(tC＝tN-tF2)，最大限度的增大出口風(fēng)溫避免過度冷能損失，由此又節(jié)約電能5-10％。
權(quán)利要求
1.一種提高空調(diào)機制冷能效的方法，該方法是通過含有“冷風(fēng)溫差溫控器”和“房間溫度溫控器”及“決策器”的裝置而實現(xiàn)的，其特征在于1)當(dāng)室外溫度tW高時，“決策器”依據(jù)室外溫度tW及決策表4，降低并輸出冷風(fēng)溫差給定GC，降低后的冷風(fēng)溫差給定GC指令“冷風(fēng)溫差溫控器”控制壓縮機減小制冷量，使冷風(fēng)溫差tC(注tC＝tN-tF2)跟隨冷風(fēng)溫差給定GC下降；與此同時，“決策器”依據(jù)室外溫度tW及決策表2，升高并輸出風(fēng)形類(風(fēng)形類按風(fēng)量降低的順序分為A類、B類、C類、D類)，使“房間溫度溫控器”按此風(fēng)形類規(guī)定的風(fēng)速，控制室內(nèi)溫度tN跟隨給定溫度GN。2)當(dāng)室外溫度tW低時，“決策器”依據(jù)室外溫度tW及決策表4，升高并輸出冷風(fēng)溫差給定GC，升高后的冷風(fēng)溫差給定GC指令“冷風(fēng)溫差溫控器”控制壓縮機增大制冷量，使冷風(fēng)溫差tC跟隨冷風(fēng)溫差給定GC升高；與此同時，“決策器”依據(jù)室外溫度tW及決策表2，降低并輸出風(fēng)形類，“房間溫度溫控器”按此風(fēng)形類規(guī)定的風(fēng)速，控制室內(nèi)溫度tN跟隨給定溫度GN。
2.一種執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法的控制裝置，它主要由單片計算機(5)、溫度傳感器(2)、(3)、(4)和繼電器(8)、(9)、(10)、(11)、(12)組成，該控制裝置可分為三個控制系統(tǒng)，分別為“決策器”、“房間溫度控制器”、“冷風(fēng)溫差控制器”，它們的主要構(gòu)造如下1)室外溫度傳感器(4)與單片計算機(5)的一個輸入端連接構(gòu)成“決策器”；2)室內(nèi)溫度傳感器(3)與單片計算機(5)的一個輸入端連接，而單片計算機(5)的輸出端或與繼電器(9)、(10)、(11)、(12)連接，構(gòu)成“房間溫度控制器”；3)出口風(fēng)溫傳感器(2)和室內(nèi)溫度傳感器(3)分別與單片計算機(5)的輸入端連接，而單片計算機(5)的輸出端與制冷壓縮機繼電器(9)及軸流風(fēng)扇的繼電器(8)連接，構(gòu)成“冷風(fēng)溫差控制器”。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高制冷能效的控制方法，它采用含有“冷風(fēng)溫差溫控器”和“房間溫度溫控器”及“決策器”的裝置，以本發(fā)明的“室外溫度與風(fēng)溫風(fēng)量成正比”的控制策略調(diào)節(jié)風(fēng)量與風(fēng)溫的比例，實現(xiàn)了兼顧匹配冷負(fù)荷與提高冷凝器散熱效率兩個控制目的，使應(yīng)用本發(fā)明的空調(diào)機的制冷能效比比普通空調(diào)機制冷能效比提高了30％以上。本發(fā)明的“冷風(fēng)溫差控制器”還通過閉環(huán)控制冷風(fēng)溫差，最大限度地增大出口風(fēng)溫避免過度冷能損失，由此又節(jié)約電能5－10％；本發(fā)明的“房間溫度溫控器”采用風(fēng)形技術(shù)，通過合理安排高、中、低風(fēng)速的吹風(fēng)時間及階梯變化，實現(xiàn)高風(fēng)量也舒適的品質(zhì)。
文檔編號F24F11/00GK1865797SQ20061008683
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者樊遠(yuǎn)征 申請人:樊遠(yuǎn)征