《一種變頻空調系統及其控制方法》是奧克斯空調股份有限公司於2013年10月26日申請的專利，該專利的申請號為2013105104799，公布號為CN103574857A，授權公布日為2014年2月12日，發明人是冷泠、錢輝、陽露、張見暉、應必業。
《一種變頻空調系統及其控制方法》公開了一種變頻空調系統及其控制方法。它包括主冷媒迴路，所述主冷媒迴路上設定有壓縮機、四通換向閥、室外換熱器和室內換熱器，還包括控制器降溫迴路，所述控制器降溫迴路一端與所述室外換熱器的出口相連通，另一端與所述壓縮器的吸氣口相連通。該發明能高效、可靠運行。
2018年12月20日，《一種變頻空調系統及其控制方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種變頻空調系統及其控制方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種變頻空調系統及其控制方法
- 公告號：CN103574857A
- 授權日：2014年2月12日
- 申請號：2013105104799
- 申請日：2013年10月26日
- 申請人：奧克斯空調股份有限公司
- 地址：浙江省寧波市鄞州區姜山鎮明光北路1166號
- 發明人：冷泠、錢輝、陽露、張見暉、應必業
- Int.Cl.：F24F11/02(2006.01)I; F25B49/02(2006.01)I; F25B13/00(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2013年10月26日，變頻空調器，其壓縮機頻率運行範圍一般在20～90赫茲，隨著室外環境溫度的不斷升高，空調負荷加大功率增加，導致控制器功率不斷升高，控制器模組溫度也不斷升高，甚至到達105攝氏度以上，控制器發熱溫度限制了壓縮機高頻率的運行，而此時的製冷量（或制熱量）的需求往往比較大，因此製冷量（或制熱量）不足的影響也更加突出。
再有，空調器室外機安裝環境也有較高的要求，空調器室外機安裝環境需要通風順暢、避免灰塵和油污等環境，而實際使用中，隨著空調使用時間變長，室外翅片換熱器會被灰塵覆蓋，在高溫天氣下，由於散熱不良易導致變頻空調的故障頻繁，空調不製冷或故障停機保護。
發明內容
專利目的
《一種變頻空調系統及其控制方法》主要是提供一種變頻空調系統及其控制方法，能高效、可靠運行。
技術方案
《一種變頻空調系統及其控制方法》的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種變頻空調系統，包括主冷媒迴路，所述主冷媒迴路上設定有壓縮機、四通換向閥、室外換熱器和室內換熱器，還包括控制器降溫迴路，所述控制器降溫迴路一端與所述室外換熱器的出口相連通，另一端與所述壓縮器的吸氣口相連通。
作為優選，所述控制器降溫迴路上設定有用於給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器、以及與所述變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風機。
作為優選，所述控制器降溫迴路上還設定有用於控制所述控制器降溫迴路的節流裝置。節流裝置用於控制控制器降溫迴路的通斷。
作為優選，所述節流裝置為電磁節流閥。
作為優選，所述變頻空調系統包括有檢測變頻散熱器盤管溫度的散熱器感測器、以及檢測所述變頻散熱器的出口溫度的散熱器出口感測器。
作為優選，所述室外換熱器和室內換熱器之間連線有第一節流閥，所述第一節流閥的出口還與所述控制器降溫迴路相連通。即控制器降溫迴路一端分兩路與主冷媒迴路連線，一路連線在室外換熱器和第一節流閥之間的管路上，另一路連線在第一節流閥和室內換熱器之間的管路上，從而可同時在製冷和制熱模式下保證控制器降溫迴路的作用。
作為優選，所述控制器降溫迴路與所述室外換熱器之間設定有第二單向閥，所述第一節流閥的出口與所述控制器降溫迴路之間設定有第三單向閥。
作為優選，所述第一節流閥兩端分別連線有第一過濾器和第二過濾器。
作為優選，所述變頻空調系統包括檢測壓縮機排氣溫度的排氣感測器、檢測壓縮機回氣溫度的回氣感測器、檢測室外環境溫度的室外感測器、檢測室外換熱器盤管溫度的室外盤管感測器、檢測室內換熱器進口溫度的室內換熱器進口感測器、檢測室內換熱器盤管溫度的室內換熱器盤管感測器、檢測室內環境溫度的室內感測器和檢測室內換熱器出口溫度的室內換熱器出口感測器。
一種如權利要求1所述變頻空調系統的控制方法，所述控制器降溫迴路上設定有用於給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器和變頻控制器風機，其特徵在於，包括以下步驟：
（1）溫度、頻率檢測步驟：檢測所述變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA、壓縮機實際運行頻率f0；
（2）控制器降溫迴路降溫步驟：
當85攝氏度≤TA≤90攝氏度且f0＜當前壓縮機設定頻率fa時，所述控制器降溫迴路關閉，所述變頻控制器風機通電運行；
當90攝氏度＜TA≤95攝氏度，且f0＜fa時，所述控制器降溫迴路開啟，控制器降溫迴路接入所述主冷媒迴路，所述變頻控制器風機斷電；
作為優選，所述步驟2中當TA＞95攝氏度或壓縮機排氣溫度TB＞105攝氏度時，控制器限頻運行。
作為優選，所述步驟2中：當TA下降至83攝氏度時，停止所述控制器迴路降溫步驟。
作為優選，所述步驟2中當TA＜85攝氏度且f0≥fa時，所述控制器降溫迴路為關閉狀態，所述變頻控制器風機為斷電狀態。
作為優選，製冷運行時，根據室內換熱器進口端和出口端兩端的溫度差來調節設定在室內換熱器和室外換熱器之間的節流閥的開度，並根據室內室內換熱器出口端和壓縮機吸氣端的溫度差來進行過熱度修正。
作為優選，制熱運行時，根據室內室內換熱器進口端和出口端兩端的溫度差來調節設定在室內換熱器和室外換熱器之間的節流閥的開度，並根據室外室外換熱器的盤管溫度和壓縮機吸氣端溫度的溫度差來進行過熱度修正。
作為優選，當室外環境溫度TC≤-15攝氏度時，所述控制器降溫迴路開啟，所述變頻控制器風機通電運行。
作為優選，當TD-TE＜2攝氏度時，增大所述控制器降溫迴路上節流閥的開度；
當TD-TE＞4攝氏度時，減小所述控制器降溫迴路上節流閥的開度；
當2攝氏度≤TD-TE≤4攝氏度時，所述控制器降溫迴路上節流閥的開度不變。
上述TD為變頻散熱器的出口端溫度，TE為壓縮機進氣端溫度。
作為優選，排氣感測器TB＞102攝氏度時，所述控制器降溫迴路開啟。
有益效果
《一種變頻空調系統及其控制方法》製冷時進行電機降溫或噴液冷卻控制器，來降低控制器溫度，實現機組高溫環境製冷運行；低溫制熱時，進行噴氣，提高進氣量來提升制熱量，使得控制器可靠、高效運行；《一種變頻空調系統及其控制方法》自動調節控制器溫度，有效提高控制器可靠性，實現高環境溫度下製冷、制熱高頻率運行，提高了高溫製冷量和低溫制熱量，使得房間快速回溫。
附圖說明
附圖1是《一種變頻空調系統及其控制方法》的一種結構示意圖；
附圖2是《一種變頻空調系統及其控制方法》製冷運行時的一種結構示意圖；
附圖3是《一種變頻空調系統及其控制方法》制熱運行時的一種結構示意圖。
標號說明：1、壓縮機；2、四通換向閥；3、室外換熱器；4、室外換熱器風機；5、第一過濾器；6、第一節流閥；7、第二過濾器；8、室內換熱器；9、第一單向閥；10、室內換熱器風機；11、變頻控制器風機；12、變頻散熱器；13、變頻控制器熱交換器；14、電磁節流閥；15、第二單向閥；16、第三單向閥；TP1、排氣感測器；TP2、回氣感測器；TP3、室外感測器；TP4、室外盤管感測器；TP5、室內換熱器進口感測器；TP6、室內換熱器盤管感測器；TP7、室內感測器；TP8、室內換熱器出口感測器；TP9、散熱器出口感測器；TP10、散熱器感測器。
技術領域
《一種變頻空調系統及其控制方法》屬於空調器領域，尤其涉及一種變頻空調系統及其控制方法。
權利要求
一種變頻空調系統控制方法，包括變頻空調系統，所述空調系統包括主冷媒迴路，所述主冷媒迴路上設定有壓縮機、四通換向閥、室外換熱器和室內換熱器，還包括控制器降溫迴路，所述控制器降溫迴路一端與所述室外換熱器的出口相連通，另一端與所述壓縮器的吸氣口相連通，所述室外換熱器和室內換熱器之間連線有第一節流閥，所述第一節流閥的出口還與所述控制器降溫迴路相連通，所述控制器降溫迴路與所述室外換熱器之間設定有第二單向閥，所述控制器降溫迴路通過第一單向閥與壓縮器的吸氣口相連通，所述第一節流閥的出口與所述控制器降溫迴路之間設定有第三單向閥，所述第一節流閥兩端分別連線有第一過濾器和第二過濾器，所述控制器降溫迴路上設定有用於給控制器散熱的變頻散熱器，所述變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器、以及與所述變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風機，其特徵在於，包括以下步驟：
（1）溫度、頻率檢測步驟：檢測所述變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA、壓縮機實際運行頻率f0；
（2）控制器降溫迴路降溫步驟：當85攝氏度≤TA≤90攝氏度且f0＜當前壓縮機設定頻率fa時，所述控制器降溫迴路關閉，所述變頻控制器風機通電運行；當90攝氏度＜TA≤95攝氏度，且f0＜fa時，所述控制器降溫迴路開啟，控制器降溫迴路接入所述主冷媒迴路，所述變頻控制器風機斷電。
實施方式
實施例：該實施例的變頻空調系統如圖1所示，包括主冷媒迴路和控制器降溫迴路，主冷媒迴路上安裝有壓縮機、四通換向閥、室外換熱器、室外換熱器風機、第一過濾器、第一節流閥、第二過濾器、室內換熱器、室內換熱器風機，壓縮機、四通換向閥、室外換熱器、第一過濾器、第一節流閥、第二過濾器、室內換熱器通過管路依次相連組成主冷媒迴路，控制器降溫迴路上安裝有用於給控制器散熱的變頻散熱器、用於控制控制器降溫迴路的電磁節流閥和第一單向閥。
變頻空調系統上還安裝有多個溫度感測器，這些溫度感測器包括檢測壓縮器排氣溫度的排氣感測器、檢測壓縮機回氣溫度的回氣感測器、檢測室外環境溫度的室外感測器、檢測室外換熱器盤管溫度的室外盤管感測器、檢測室內換熱器進口溫度的室內換熱器進口感測器、檢測室內換熱器盤管溫度的室內換熱器盤管感測器、檢測室內環境溫度的室內感測器和檢測室內換熱器出口溫度的室內換熱器出口感測器、檢測變頻散熱器盤管溫度的散熱器感測器、以及檢測變頻散熱器的出口溫度的散熱器出口感測器。
控制器降溫迴路一端的第一支路通過第二單向閥接入室外換熱器和第一節流閥之間的管路上，即控制器降溫迴路通過第二單向閥與室外換熱器的出口相連通，該端的第二支路通過第三單向閥接入第一節流閥和室內換熱器之間的管路上，即控制器降溫迴路通過第三單向閥與室內換熱器相連通。
控制器降溫迴路另一端通過第一單向閥與壓縮器的吸氣口相連通。
變頻散熱器包括變頻控制器熱交換器和與變頻控制器熱交換器相配的變頻控制器風機。變頻控制器熱交換器包括殼體和冷卻盤管。
如圖2所示，製冷運行時：製冷劑氣體從壓縮機排氣口排出，進入四通換向閥，再由四通換向閥進入室外換熱器進口，高壓高溫製冷劑降溫後經室外換熱器流出，然後分兩路流動：第一路進入第一過濾器，第二路進入第二單向閥。從室外換熱器流出的第一路製冷劑進入第一過濾器過濾，從第一過濾器另一端流出後，高壓製冷劑進入第一節流閥進行節流，節流後製冷劑從第一節節流閥進入第二過濾器，從第二過濾器流出的製冷劑隨後分兩路流動：一路進入第三單向閥進口，一路進入室內換熱器經室內換熱器蒸發後進入四通換向閥，再從四通換向閥流出後，經壓縮機吸氣口進入壓縮機壓縮，如此反複製冷循環。
常態下，電磁節流閥為關閉狀態，即控制器降溫迴路為關閉狀態，控制器降溫迴路不接入主冷媒迴路。當控制器降溫迴路開啟時，從室外換熱器流出的第二路製冷劑進入第二單向閥後，從第二單向閥另一端流出，經過電磁節流閥節流後，進入變頻控制器交換器，液態製冷劑經變頻控制器交換器蒸發後，進入第一單向閥，從第一單向閥流出後，通過壓縮機吸氣口進入壓縮機。
如圖3所示，制熱運行時：製冷劑氣體從壓縮機排氣口排出，進入四通換向閥，再由四通換向閥進入室內換熱器放熱冷凝，高壓高溫製冷劑降溫後經室內換熱器流出，然後分兩路流動：第一路進入第二過濾器，第二路進入第三單向閥進口。從室內換熱器流出的第一路製冷劑進入第二過濾器過濾後，從第二過濾器另一端流出後，進入第一節流閥進行節流，節流後製冷劑進入第一過濾器過濾後流出，從第一過濾器流出的製冷劑隨後分兩路流動：一路進入第二單向閥；一路進入室外換熱器進行蒸發，蒸發後流出的製冷劑氣體進入四通換向閥，再從四通換向閥流出後，經壓縮機吸氣口進入壓縮機壓縮，如此反複製冷循環。
常態下，電磁節流閥為關閉狀態，即控制器降溫迴路為關閉狀態，控制器降溫迴路不接入主冷媒迴路。當控制器降溫迴路開啟時，從室內換熱器流出的第二路製冷劑進入第三單向閥後，從第三單向閥另一端流出，經過電磁節流閥節流後，進入變頻控制器交換器，液態製冷劑經變頻控制器交換器蒸發後，進入第一單向閥，從第一單向閥流出後，通過壓縮機吸氣口進入壓縮機。
當變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA＞95攝氏度時，控制器模組表面溫度升高，機組會出現頻率限制運行，更高當TA＞105攝氏度時，長時間運行易出現擊穿損壞、機組故障報警停機等嚴重後果，影響正常使用及可靠性。
一種變頻空調系統的控制方法，包括以下步驟：
（1）溫度、頻率檢測步驟：檢測變頻控制器熱交換器的盤管溫度TA、壓縮機實際運行頻率f0。
（2）過熱度修正步驟：
當TA＜85攝氏度且f0≥fa時，電磁節流閥不通電，控制器降溫迴路為關閉狀態，變頻控制器風機為斷電狀態；製冷運行時，根據室內室內換熱器進口端和出口端兩端的溫度差來調節設定在室內換熱器和室外換熱器之間的節流閥的開度，並根據室內室內換熱器出口端和壓縮機吸氣端的溫度差來進行過熱度修正；制熱運行時，根據室內換熱器盤管溫度Tm（即室內換熱器溫度）來調節設定在室內換熱器和室外換熱器之間的第一節流閥的開度，Tm≤目標溫度-2攝氏度時，節流閥當前運行目標開度基礎—2；Tm＜目標溫度+1攝氏度時，節流閥保持當前運行目標開度；Tm＞目標溫度+2攝氏度時，節流閥當前運行目標開度基礎+2；控制器每30S檢測調整1次；並根據室外室外換熱器的盤管溫度和壓縮機吸氣端溫度的溫度差來進行過熱度修正。
（3）控制器降溫迴路降溫步驟：
a、當85攝氏度≤TA≤90攝氏度且f0＜當前壓縮機設定頻率fa時，電磁節流閥不通電，控制器降溫迴路關閉，變頻控制器風機通電運行；f0≥fa時，保持原狀態；
b、當90攝氏度＜TA≤95攝氏度且f0＜fa時，電磁節流閥通電開啟，使得控制器降溫迴路開啟，控制器降溫迴路接入所述主冷媒迴路，變頻控制器風機斷電；f0≥fa時，保持原狀態；
c、控制器迴路降溫步驟中，當TA下降至83攝氏度時，停止控制器降溫迴路降溫步驟；
當80攝氏度＜TA≤95攝氏度且f0＜fa時，控制器會頻繁調整切換，性能時高時低不穩定，此時採用控制器降溫迴路有效降低控制器溫度，並且空調的節能性能也得到提高。
（4）控制器限頻運行步驟：
當TA＞95攝氏度或壓縮機排氣溫度TB＞105攝氏度時，空調進入限頻運行。在限頻運行中，控制器以2赫茲/分速率運行。
當TB＞102攝氏度時，控制器降溫迴路開啟。
（5）低溫高頻增焓降溫制熱運行步驟：
當室外環境溫度TC≤-15攝氏度時，控制器降溫迴路開啟，變頻控制器風機通電運行。
a、當TD-TE＜2攝氏度時，增大控制器降溫迴路上節流閥的開度；
b、當TD-TE＞4攝氏度時，減小控制器降溫迴路上節流閥的開度；
c、當2攝氏度≤TD-TE≤4攝氏度時，控制器降溫迴路上節流閥的開度不變。
上述TD為頻器散熱器的出口端溫度，TE為壓縮器進氣端溫度，機組根據需求最大化效果，快速滿足用戶需求，可靠性能高。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種變頻空調系統及其控制方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
