不同容量定速双压缩机的家用空调器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种不同容量定速双压缩机的家用空调器及其控制方法，空调器包括室内机组、室外机组、室内控制装置、室外控制装置四部分。室内机组由室内热交换器、室内风扇、２支毛细管和４个电磁阀组成；室外机组由不同容量的定速双压缩机、压缩机电流检测电路、４个电磁阀以及改变制冷剂流向的四通阀和气液分离器组成；室内控制装置与室外控制装置以电力载波方式通信。控制装置基于统计学理论和方法，获取空调器所处房间的热力学特性，动态修正双压缩机的自调整切换规则，提高空调器的能效比，改善人体舒适度；控制装置采用内嵌双压缩机自调整切换规则的设定温度上／下限启停规则控制空调器，压缩机电流检测电路使双压缩机体系结构具有高可用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及定速家用空调器技术范畴，尤其涉及一种不同容量定速双压縮 机的家用空调器及其控制方法。
技术介绍
1965年，首台国产空调诞生于上海。2007年，我国空调年产8991.7万台， 占全球产量的70%。目前，国内主流家用空调是热泵型定速单元空调。定速单 元空调的优点是技术成熟、质量可靠、独立计量、安装维修方便、冷(热) 调节简单、价格低廉等；缺点是能效比低、舒适性差等。20世纪80年代，日 本东芝公司推出变频调速空调，其控制系统即能量调节手段有别于定速空调， 但核心的制冷系统并无实质性改进。变频空调根据冷(热)负荷的变化，调整 压縮机供电频率、制冷剂流量，使空调能效比、舒适性得到一定程度的提升。 我国首台变频空调始于1997年，但变频空调的国内市场表现不尽人意，2007年 仍只占11.3%的市场份额。变频空调核心部件依赖进口，成本居高不下，用户 难以承受；变频空调节电不省钱，短期内无法得到根本的改观。定速空调广受诟病的能效比低、舒适性差与制冷系统无关，问题源由用户 选型和温控方法。用户的首选标准是满足可能出现的极端负荷需求，如夏天人 们总是希望短时间内室温降至设定温度，大量研究亦从另一角度佐证了用户选 型时常用的首选标准——空调90%以上时间在中、低负荷下运行。定速空调温 控采用启停开关技术，以温度设定值调节精度的上/下限来控制压縮机的启动、 运行和停机，将温度维持在设定温度调节精度的上/下限区间。定速压縮机围绕 运行额定点进行设计和优化，以获取最佳额定运行性能；而变频变速压縮机具 有最佳额定点运行性能是远远不够的，更重要的是整个运行区间里有较好的综 合经济技术指标；因此变频压縮机的设计制造技术复杂、成本高于定速压縮机， 事实上仅就额定点工况的经济技术指标，后者的制冷效率往往略逊于前者。定 速空调器能效比低是启停开关控制技术造成的，压縮机的频繁启停使定速空调 严重偏离设计工况，导致能效比下降、舒适性变差。减少定速压縮机的启停次 数，减少工况的波动幅度，就能改善定速空调的能效比和舒适性。我国的定速空调产业在全球具有明显的比较优势，克服定速空调的缺陷已 成为学术界和企业界广泛关注的热门课题。历时十余年的持续探索和研究，求 解思路逐步形成共识——借鉴大型中央空调系统的多压縮机体系结构，根据冷(热)负荷的变化，变更多压縮机的运行组合，即将多压縮机空调作为一个系 统，单个压縮机视为分系统，通过分系统的某种协同来提升能效比和舒适性， 代表性研究成果如下1、 专利技术专利"双压縮机房间空调器及其控制方法"(ZL02134979.7)，提出通 过定时器，实施多压縮机组合运行的"定时"切换规则。2、 专利技术专利"空调器及其运行的控制方法"(ZL200510056825.6)，提出参照 室温与空调设定温度间的差值，实施多压縮机组合运行的"温差"切换规则。3、 专利技术专利"一种兼容型双压縮机空调控制器"，(ZL200410015175.6)提出 室内控制单元和室外控制单元采用RS422/485通信，解决多压縮机组合运行的 信息交流问题。上述有益探索的技术路线是正确的，但存在诸多局限，需作进一步的改进。首先，现有研究忽视了一个至关重要的基本事实空调进入千家万户，不同房间的热力学特性不同，因此固定的"定时"切换规则或"温差"切换规则往往效果欠佳；合乎逻辑的做法是，以某种切实可行的方法获取空调所处房间的热力学特 性，立足空调所处房间的热力学特性，量身定制多压縮机的切换规则。其次， 空调压縮机发生故障不可避免，但双压縮机在一台发生故障时，依然具有提供 某种服务能力的可能性，双压縮机高可用性从可能变为现实的前提是空调具有 压縮机故障检测功能。其三，单压縮机点对点的直接控制不适合多压縮机空调， 随着电力载波技术的成熟，空调室内/外控制装置采用电力载波通信，有望减少 安装工作量，提高空调的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有定速双压縮机家用空调器存在的不足，提供一种 不同容量定速双压縮机的家用空调器及其控制方法。不同容量定速双压縮机的家用空调器包括室内机组、配置不同容量定速双 压縮机的室外机组、室内控制装置、室外控制装置；室内控制装置通过电力载 波通信与室外控制装置相连，室内机组与室内控制装置相连，室外机组与室外 控制装置相连；所述的室内控制装置包括室温检测模块、红外信号接收模块、 按键扫描模块、显示模块、室内风扇驱动模块、电力载波通信模块和主控模块; 室内控制装置的主控模块分别与室温检测模块、红外信号接收模块、按键扫描 模块、显示模块、室内风扇驱动模块、电力载波通信模块相连，室内控制装置 的主控模块基于微处理器，通信模块则基于电力载波专用芯片；所述的室外控 制装置包括室外温度检测模块、压縮机电流检测模块、电磁阀组驱动模块、室外风扇驱动模块、电力载波通信模块和主控模块；室外控制装置的主控模块基 于微处理器、通信模块则基于电力载波专用芯片；室外控制装置的主控模块分 别与室外温度检测模块、压縮机电流检测模块、电磁阀组驱动模块、室外风扇 驱动模块、电力载波通信模块相连，室内控制装置和室外控制装置采用电力载 波主从方式通信，室内通信模块为主机，室外通信模块为从机。所述的室内机组包括室内热交换器、室内变速风扇、第一毛细管、第二毛 细管和第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀；第一电磁阀依次 与第一毛细管、第三电磁阀相连，第二电磁阀依次与第二毛细管、第四电磁阀 相连，第一电磁阀与第二电磁阀并联，第三电磁阀与第四电磁阀并联；第三电 磁阀与室内换热器相连，第一电磁阀与室外换热器相连。所述的室外机组包括第一不同容量的定速压縮机、第二不同容量的定速压 縮机、第一压縮机电流检测电路、第二压縮机电流检测电路、第五电磁阀、第 六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、室外热交换器、室外变速风扇，四通阀 和气液分离器；第五电磁阀依次与第一不同容量的定速压縮机、第七电磁阀相 连，第六电磁阀依次与第二不同容量的定速压縮机、第八电磁阀相连，第五电 磁阀与第六电磁阀并联，第七电磁阀与第八电磁阀并联，换热器与气液分离器 相连，气液分离器与第五电磁阀相连，第七电磁阀与室内换热器相连，第一压 縮机电流检测电路与第一不同容量的定速压縮机相连，第二压縮机电流检测电 路与第二不同容量的定速压縮机相连。不同容量定速双压縮机家用空调的控制方法包括如下步骤1) 空调上电时的过渡过程阶段屏蔽自调整切换规则，双压縮机错时启停， 电流检测电路检测压縮机工况，若存在故障，显示模块显示空调器故障信息， 空调器进入定速单压縮机运行状态，仅采用空调器设定温度上/下限启停规则运 行；否则空调器进入定速双压縮机状态，按空调设定温度上/下限的启停规则运 行室温为设定温度的上限，或高于上限时，双压縮机错时启动投运；室温为 设定温度下限时，双压縮机错时停止；周而复始三次，待空调器所处房间的墙 体、家具等充分热交换后，空调器进入双压縮机平稳运行阶段；2) 双压縮机平稳运行阶段当室温达用户设定的温度时，根据室外温度和 设定温度，参照自调整切换规则控制压縮机运行，或运行小容量压縮机，或运 行大容量压縮机、或运行双压縮机，同时室外风机的转速相应调整为低、中、 高速；当室温达设定温度上/下限时，按设定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不同容量定速双压缩机的家用空调器，其特征在于包括室内机组（１）、配置不同容量定速双压缩机的室外机组（２）、室内控制装置（３）、室外控制装置（４）；室内控制装置（３）通过电力载波通信与室外控制装置（４）相连，室内机组与室内控制装置相连，室外机组与室外控制装置相连；所述的室内控制装置（３）包括室温检测模块（３１）、红外信号接收模块（３２）、按键扫描模块（３３）、显示模块（３４）、室内风扇驱动模块（３５）、电力载波通信模块（３６）和主控模块（３７）；室内控制装置的主控模块分别与室温检测模块、红外信号接收模块、按键扫描模块、显示模块、室内风扇驱动模块、电力载波通信模块相连，室内控制装置的主控模块基于微处理器，通信模块则基于电力载波专用芯片；所述的室外控制装置（４）包括室外温度检测模块（４１）、压缩机电流检测模块（４２）、电磁阀组驱动模块（４３）、室外风扇驱动模块（４４）、电力载波通信模块（４５）和主控模块（４６）；室外控制装置的主控模块基于微处理器、通信模块则基于电力载波专用芯片；室外控制装置的主控模块分别与室外温度检测模块、压缩机电流检测模块、电磁阀组驱动模块、室外风扇驱动模块、电力载波通信模块相连，室内控制装置和室外控制装置采用电力载波主从方式通信，室内通信模块为主机，室外通信模块为从机。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧芬，黄忠，龚方友，任朝茜，吴明光，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]