一種組合式變頻空調及其控制方法與流程

本發明屬于空調技術領域，具體地說，是涉及一種組合式變頻空調及其控制方法。

背景技術：

隨著經濟的發展和生活水平的提高，人們對有更好舒適性調節及節能性的變頻空調器有了更高的需求。某些已經裝有定頻空調的用戶，出于對購機成本或家庭內部裝修等一些其它因素的考慮，他們不希望變更室內機部分，尤其對于暗藏或嵌入式的空調室內機，如要拆卸室內機工程量相當大，且易破壞房間的裝修結構，因此他們希望只替換室外機既可達到變頻空調器的效果，而傳統的變頻空調由于不同品牌機型的內、外機通訊控制邏輯不同，內機檢測的盤管溫度、回風溫度等參數無法傳達給室外機進行處理，所以不同的內、外機之間很難實現互聯互通。此外，對于如美洲產品airhandler系統，其主要用于調動空氣，室內機的功能較為單一，一般不會配置盤管溫度傳感器，壓力傳感器等檢測元件，而此類參數對于變頻外機的控制尤其重要，基于此，如何發明一種組合式變頻空調，可以將定頻內機與變頻外機組合實現變頻空調的功能，是本發明主要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明為了解決現有一些定頻空調室內機或者某些特定機型的室內機由于自身原因并未設置傳感器電子器件，或其設置的傳感器電子器件無法實現與不同廠家的室外控制板兼容，導致無法滿足變頻空調的控制參數需求，進而不能實現與市場上流通的變頻外機進行組合工作的技術問題，提出了一種組合式變頻空調及其控制方法，可以解決上述問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種組合式變頻空調，包括定頻室內機、變頻室外機、與所述定頻室內機連接的線控器，所述定頻室內機設置有室內熱交換器，所述變頻室外機包括變頻壓縮機、四通閥、室外熱交換器、室外機控制模塊，所述變頻壓縮機的吸氣端與所述四通閥的s端連通，所述變頻壓縮機的排氣端與所述四通閥的d端連通，所述四通閥的e端與所述室內熱交換器連通，所述四通閥的c端與所述室外熱交換器連通，所述室外熱交換器與所述室內熱交換器連通，連接在所述四通閥的e端與所述室內熱交換器之間的管路上設置有第一截止閥，所述第一截止閥與所述四通閥的e端之間設置有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述室外機控制模塊連接，所述定頻室內機的回風口處設置有回風溫度傳感器，所述回風溫度傳感器與所述室外機控制模塊連接，所述線控器通過通信轉換模塊與所述室外機控制模塊連接。

進一步的，所述室外機控制模塊還連接有撥碼開關，所述撥碼開關包括兩個檔位，可組成4個狀態，每一種狀態代表一個蒸發溫度修正值，所述兩個檔位分別與所述室外機控制模塊的兩個管腳連接。

進一步的，所述第一截止閥和壓力傳感器設置在位于所述變頻室外機一側的管路內。

進一步的，連接在所述室外熱交換器與室內熱交換器之間的管路中分別設置有第二截止閥和電子膨脹閥，所述第二截止閥和電子膨脹閥設置在位于所述變頻室外機一側的管路內。

進一步的，所述室外機控制模塊連接有用于控制所述變頻壓縮機的變頻控制模塊。

本發明同時提出了一種組合式變頻空調控制方法，所述組合式變頻空調為如前面任一項所述的組合式變頻空調，所述組合式變頻空調控制方法包括以下步驟：

（1）、所述壓力傳感器檢測所述四通閥的e端管道中的壓力；

（2）、根據所述四通閥的e端管道中的壓力計算出所述室內熱交換器的壓力；

（3）、根據所述室內熱交換器的壓力計算出所對應的飽和溫度；

（4）、監控所述室內熱交換器的飽和溫度，用于在制熱運行時防止室外換熱系統過載以及在制冷運行時防止所述室內熱交換器凍結。

進一步的，步驟（4）中，制熱運行時防止所述室外熱交換器過載的控制方法為：

（411）、檢測壓縮機開機運行時間，判斷是否滿足大于t1，若是，則進入步驟（412）；

（412）、將所述室內熱交換器的飽和溫度與閾值相比較，若所述室內熱交換器的飽和溫度大于t1，則變頻壓縮機降頻并降低室外風機轉速；

若所述室內熱交換器的飽和溫度大于t2，則停止室外風機運行；

若所述室內熱交換器的飽和溫度大于t3，則停止所述變頻壓縮機運行；

其中，t1＞0，0＜t1＜t2＜t3。

進一步的，步驟（413）中，變頻壓縮機停止運行后，若檢測到所述室內熱交換器的飽和溫度小于t4，且變頻壓縮機停機時間滿足大于t4，則壓縮機恢復正常運轉，其中，t4＞0，0＜t4＜t1。

進一步的，制冷運行時防止所述室內熱交換器凍結的控制方法為：

（421）、若所述室內熱交換器的飽和溫度小于t1’，且累計時間大于t2，則所述變頻壓縮機降頻、室外風機停止運行；

（422）、若所述室內熱交換器的飽和溫度小于t2’，且累計時間大于t3，則所述變頻壓縮機停止運行；

（423）、若所述變頻壓縮機停止運行滿足時間t4，且當前室內熱交換器的飽和溫度上升到大于t3’，則所述變頻壓縮機、室外風機開啟運行；

其中，t2＞0，t3＞0，t4＞0；

0≤t2’＜t1’＜t3’。

進一步的，步驟（3）中，還包括對所述室內熱交換器的飽和溫度進行修正

的步驟：

（31）、獲取定頻室內機與變頻室外機之間聯機管的長度，將該聯機管的長度劃分為4個區間，每個區間對應一個修正值；

（32）、將室內熱交換器的飽和溫度加上所對應的修正值，所得結果將室內熱交換器的飽和溫度更新替換。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是：本發明的組合式變頻空調，通過在第一截止閥與四通閥的e端之間設置有壓力傳感器，用于測試空調外機系統的壓力，而該空調外機系統的壓力可間接體現室內機熱交換器的系統壓力，根據室內換熱器系統壓力推算出相應溫度點，因此，無需直接采集室內機熱交換器的壓力或溫度，室外機控制模塊通過檢測空調外機系統的壓力即可進行相應的溫度點計算以及變頻控制，解決了目前定頻空調室內機或者某些特定機型的室內機由于自身原因并未設置傳感器電子器件，或其設置的傳感器電子器件無法實現與不同廠家的室外控制板兼容，導致無法滿足變頻空調的控制參數需求，進而不能實現與市場上流通的變頻外機進行組合工作的技術問題。

結合附圖閱讀本發明實施方式的詳細描述后，本發明的其他特點和優點將變得更加清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明所提出的組合式變頻空調的一種實施例系統原理圖；

圖2是本發明所提出的組合式變頻空調的一種實施例電路原理方框圖；

圖3是本發明所提出的組合式變頻空調的一種實施例中撥碼開關原理圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例一

對于一些定頻空調或者如airhandler空氣調節系統的定頻室內機，由于其初始設計時的功能需求決定了定頻室內機并未安裝如盤管溫度傳感器，盤管壓力傳感器等一系列的電子檢測器件，因此，無法與現有的變頻空調外機組合使用，一方面是由于不同機型不同廠家的控制模塊設計不同導致內外機無法通信，另外一方面由于諸如上述的定頻室內機的生產制造原因，無法提供滿足變頻室外機進行變頻控制所需的控制參數，進而導致對于已經裝有上述空調內機的用戶具有變頻空調功能需求時，需要將室內機、室外機全部更換，帶來成本問題以及拆裝問題，基于此背景，本實施例提出了一種組合式變頻空調，如圖1、圖2所示，包括定頻室內機、變頻室外機、與定頻室內機連接的線控器，定頻室內機設置有室內熱交換器11，變頻室外機包括變頻壓縮機12、四通閥13、室外熱交換器14、室外機控制模塊（圖中未示出），變頻壓縮機12的吸氣端與所述四通閥13的s端連通，變頻壓縮機12的排氣端與四通閥13的d端連通，四通閥13的e端與室內熱交換器11連通，四通閥13的c端與室外熱交換器14連通，室外熱交換器14與室內熱交換器11連通，連接在四通閥13的e端與室內熱交換器11之間的管路上設置有第一截止閥15，第一截止閥15與四通閥13的e端之間設置有壓力傳感器16，壓力傳感器16與室外機控制模塊連接，定頻室內機的回風口處設置有回風溫度傳感器17，回風溫度傳感器17與室外機控制模塊連接，線控器通過通信轉換模塊與室外機控制模塊連接。本組合式變頻空調的原理是：由于定頻室內機的盤管中沒有設置檢測盤管壓力的檢測器件，本方案通過在第一截止閥與四通閥的e端之間設置壓力檢測裝置用于測試空調外機系統的壓力，而該外機壓力又可間接體現室內機熱交換器的系統壓力，因此，無需直接采集室內機熱交換器的壓力或溫度，室外機控制模塊通過空調外機系統的壓力即可進行相應的溫度點計算以及變頻控制，以及空調系統的可靠性保護。同時將線控器與室外機控制模塊之間通過連接一通信轉換模塊進行轉換，實現了線控器與室外機控制模塊的通信，線控器將采集的用戶設定溫度發送至室外機控制模塊，同時與室內回風溫度傳感器檢測的回風溫度進行溫差計算，由室外機控制模塊執行相應的變頻控制。本空調器可以實現定頻空調室內機或者如airhandler空氣調節系統的室內機與變頻室外機之間的通信以及參數獲取問題，用戶只需更換變頻室外機即可實現變頻空調的功能，可以極大節約成本以及無需拆裝定頻室內機，給用戶帶來極大便利。

需要說明的是，本方法中通過檢測空調外機系統的壓力，而該外機壓力又可間接體現室內機熱交換器的系統壓力，通過該壓力值計算出對應的飽和溫度值，用于空調系統的可靠性保護。相應的控制方法與現有變頻空調根據直接獲取的室內機熱交換器的溫度的計算方法或者控制方法相同，本空調器未對變頻空調的計算方法或者控制方法進行改進，本空調器的創造性也并非依賴于軟件的改進實現，如在制冷運行時空調外機系統的壓力體現室內換熱器的蒸發壓力，蒸發壓力值通過外機控制軟件計算出對應的飽和溫度值，用于系統的防凍結溫度保護，如該溫度值低于0度（ee）累計時間達到3分鐘（ee）,則室外壓縮機、外風機停止運行，轉送風運轉,防止溫度進一步降低導致蒸發壓力過低超出壓縮機的正常運行范圍，若停壓機9分鐘（ee）后且該壓力對應的溫度值上升到10℃（ee）時恢復制冷運行，壓機、外風機再次投入運轉；在制熱運行時該壓力又可體現室內換熱器的冷凝壓力，同理冷凝壓力值通過外機控制軟件計算出對應的飽和溫度值，用于制熱運行時的防過載溫度保護，如壓縮機開機制熱運行時間滿足大于3分鐘(ee)，若該溫度>53度（ee），則壓縮機降頻、室外風機轉入低速；若該溫度>56度（ee），則外風機停止運行；若該溫度大于65度(ee)，則室外發壓縮機停止運轉信號；壓機停止運行后，若檢測到該溫度小于46℃（ee）且壓機停止運轉超過3分鐘(ee)時，則外機控制軟件發壓機開信號，壓機恢復正常運轉。依次來有序控制系統的冷凝溫度，防止溫度或壓力超出壓縮機正常運行范圍，保護壓縮機的正常運轉。

本方法的實現是通過檢測外機系統的壓力來間接體現內機換熱系統的壓力，而由于冷媒通過空調連接管會產生一定的壓力損失，導致溫度點略有差異，因此在實際運行控制時要根據連接管長度對該溫度點加以修正，因此，本實施例優選室外機控制模塊還連接有撥碼開關，如圖3所示，本實施例中撥碼開關包括兩個檔位，可組成4個狀態，每一種狀態代表一個蒸發溫度修正值，所述兩個檔位分別與所述室外機控制模塊的兩個管腳連接。在安裝時，測量定頻室內機到變頻室外機的聯機管長度，并根據該長度在上電前設置撥碼，不同長度采用不同的撥碼標記，室外機控制模塊在實際運行控制時要根據連接管長度對該溫度點加以修正，例如：

一般長度：10m＜聯機管長度≤30m；

短配管：聯機管長度≤10m；

較長配管：30m＜聯機管長度≤50m；

超長配管：聯機管長度＞50m。

本實施例的空調器需解決的另一技術問題就是壓縮機的頻率控制問題，變頻壓縮機的頻率是通過檢測回風溫度與實際設置溫度的溫差大小以及溫差變化情況來進行邏輯控制的，通俗理解就是溫差大壓縮機則高頻運行，溫差小則低頻運行。本實施例通過增加室內回風溫度檢測裝置或將已帶有室內回風溫度檢測裝置直接串連至室外控制板，有室外控制程序對這一溫度值進行處理，有效解決了溫差計算問題，實現了對壓縮機頻率的自由控制。在變頻控制時，室外機控制模塊連接有用于控制所述變頻壓縮機的變頻控制模塊，用于實現變頻控制。

在實際使用過程中，本裝置默認定頻室內機已經固定，用戶只需更換變頻室外機即可，因此，只需專門生產相匹配的變頻室外機即可，因此，第一截止閥15和壓力傳感器16設置在位于所述變頻室外機一側的管路內。

連接在室外熱交換器與室內熱交換器之間的管路中分別設置有第二截止閥18和電子膨脹閥19。同理的，第二截止閥18和電子膨脹閥19設置在位于所述變頻室外機一側的管路內。

實施例二

本實例提出了一種組合式變頻空調控制方法，組合式變頻空調可參見實施例一中所記載的組合式變頻空調，在此不做贅述。

對于一些定頻空調或者如airhandler空氣調節系統的定頻室內機，由于其初始設計時的功能需求決定了定頻室內機并未安裝如盤管溫度傳感器，盤管壓力傳感器等一系列的電子檢測器件，或其設置的傳感器電子器件無法實現與不同廠家的室外控制板兼容，因此，無法與現有的變頻空調外機組合使用，一方面是由于不同機型不同廠家的控制模塊設計不同導致內外機無法通信，另外一方面由于諸如上述的定頻室內機的生產制造原因，無法提供滿足變頻室外機進行變頻控制所需的控制參數，進而導致對于已經裝有上述空調內機的用戶具有變頻空調功能需求時，需要將室內機、室外機全部更換，帶來成本問題以及拆裝問題，基于此背景，本實施例提出了一種組合式變頻空調控制方法，本方案通過在ｅ管(四通閥的e端管道)增加壓力檢測裝置用于測試空調系統的壓力，而該ｅ管壓力又可間接體現室內機換熱器的系統壓力，通過該壓力值計算出對應的飽和溫度，控制該溫度點用于空調系統的可靠性保護。本實施例的組合式變頻空調控制方法，包括以下步驟：

s1、壓力傳感器檢測四通閥的e端管道中的壓力；

s2、根據所述四通閥的e端管道中的壓力計算出所述室內熱交換器的壓力；

s3、根據所述室內熱交換器的壓力計算出所對應的的飽和溫度；

s4、監控所述室內熱交換器的飽和溫度，用于在制熱運行時防止室外換熱系統過載過載以及在制冷運行時防止所述室內熱交換器凍結。本方案的實現是通過檢測外機管路的壓力來間接體現內機換熱系統的壓力，并根據室內熱交換器的壓力計算出室內熱交換器的飽和溫度，依次來有序控制系統的冷凝溫度，防止系統壓力超出壓縮機正常運行范圍，保護壓縮機的正常運轉。無需直接采集室內機熱交換器的壓力或溫度，室外機控制模塊通過空調外機系統的壓力即可進行相應的計算及變頻控制，以及空調系統的可靠性保護。

在制熱運行時室內機熱交換器的壓力可體現室內換熱器的冷凝壓力，根據冷凝壓力值可計算出對應的飽和溫度值，用于制熱運行時的防過載溫度保護，步驟s4中，制熱運行時防止所述室外熱交換器過載的控制方法為：

s411、檢測壓縮機開機運行時間，判斷是否滿足大于t1，若是，則進入步驟s412；

s412、將所述室內熱交換器的飽和溫度與閾值相比較，若所述室內熱交換器的飽和溫度大于t1，則降低壓縮機頻率及室外風機轉速；通過降低壓縮機頻率及室外機風速的方式，減少室外熱交換器的換熱，因此有利于降低e管內的溫度，進而有助于降低e管內的壓力。

若室內熱交換器的飽和溫度持續升高，當室內熱交換器的飽和溫度大于t2時，則停止室外風機運行；也即停止室外熱交換器的換熱，防止室外熱交換器的溫度繼續升高。

若所述室內熱交換器的飽和溫度大于t3，則停止所述變頻壓縮機運行，防止系統壓力超出壓縮機正常運行范圍，保護系統安全；

其中，t1＞0，0＜t1＜t2＜t3。

變頻壓縮機停機后，空調將會停止制熱，給用戶帶來不好的體驗，因此，步驟s413中，變頻壓縮機停止運行后，若檢測到所述室內熱交換器的飽和溫度小于t4，且變頻壓縮機停機時間滿足大于t4，則壓縮機恢復正常運轉，其中，t4＞0，0＜t4＜t1。

在制冷運行時室內熱交換器的壓力體現室內換熱器的蒸發壓力，根據蒸發壓力計算出對應的飽和溫度值，用于系統的防凍結溫度保護，本實施例優選制冷運行時防止室內熱交換器凍結的控制方法為：

s421、若所述室內熱交換器的飽和溫度小于t1’，且累計時間大于t2，則所述變頻壓縮機降頻、室外風機停止運行；若所述室內熱交換器的飽和溫度小于t2’，且累計時間大于t3，則所述變頻壓縮機停止運行，防止蒸發壓力過低超出變頻壓縮機的正常運行范圍；

變頻壓縮機停機后，空調將會停止制冷，給用戶帶來不好的體驗，因此，s422、若所述變頻壓縮機停止運行滿足時間t4，且當前室內熱交換器的飽和溫度小于上升到t3’，則所述變頻壓縮機、室外風機開啟運行；

其中，t2＞0，t3＞0，t3＞0；

0≤t2’＜t1’＜t3’。

本方案的實現是通過檢測室外機管路的壓力來間接體現室內機換熱系統的壓力，而由于冷媒通過空調連接管會產生一定的壓力損失，導致溫度點略有差異，因此在實際運行控制時要根據連接管長度對該溫度點加以修正。

步驟s3中，還包括對所述室內熱交換器的飽和溫度進行修正的步驟：

s31、獲取定頻室內機與變頻室外機之間聯機管的長度，將該聯機管的長度劃分為4個區間，每個區間對應一個修正值；

s32、將室內熱交換器的飽和溫度加上所對應的修正值，所得結果將室內熱交換器的飽和溫度更新替換。

由于聯機管的長度根據用戶的實際裝配環境不同而不同，系統僅是設定了各長度區間對應的修正值，在運行時至于采用哪個修正值，本方案中通過撥碼開關實現，如圖3所示，本實施例中撥碼開關包括兩個檔位，可組成4個狀態，每一種狀態代表一個修正值，所述兩個檔位分別與所述室外機控制模塊的兩個管腳連接。在安裝時，測量定頻室內機到變頻室外機的聯機管長度，并根據該長度在上電前設置撥碼，不同長度采用不同的撥碼標記，室外機控制模塊在實際運行控制時要根據連接管長度對該溫度點加以修正。

當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。