專利名稱：空調機的風扇電機控制裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種采用兩級室外機風扇電機的空調機，尤其涉及通過控制 兩個風扇電機交替運行而確保室外機可靠性的空調機風扇電機控制裝置及其 方法。
背景技術：
通常，空調機是對室內進行制冷或制熱的裝置，通過使用在室內機及室 外機之間循環(huán)制冷劑的制冷循環(huán)，根據液體狀態(tài)制冷劑被氣化時吸收周圍熱 量而液化時排出其熱量的特性進行制冷或制熱。為了有助于這種熱量的吸收 和排出，室外機和室內機中分別設有風扇，并且為了調節(jié)風扇的風量而使用 風扇電才幾。其中，設在室外機的風扇電機在制冷運行時促進熱排放，而在制熱運行 時促進熱吸收。通常，為了確保室外機的設置面積和性能，使用如圖1所示的利用兩個風扇電4幾的兩級室外機10。這種風扇電機使用交流單相感應電動機和無刷直流電機(BLDC ),雖然 無刷直流電機相對易于控制，但是考慮到價格問題目前的家庭用空調機普遍 使用交流單相感應電動機。如此，4吏用交流單相感應電動機的風扇電才幾如圖2所示，在由交流抽頭 (tap)電機構成的風扇電機1上連接控制板3，該控制板上3上貼附著相當 于抽頭數量的繼電器(RY1 RY2)。抽頭電機是根據空調機所期望的各個風量模式(強風、弱風)在纏繞在 電機內部的線圈上制作出抽頭而進行控制的電機，是用電阻控制的一種方式， 如圖3所示。抽頭電機的優(yōu)點在于即使不采用特別的控制方式，通過使用 通常的常用電源也能獲得相當于抽頭數量的風量，因此成本低廉、耐久性好 而被普遍使用。若要使這種風扇電機1工作，需要使交流輸入電源與共通端子 (COMMON)和兩個抽頭之中的一個抽頭連接，由于共通端子與電源始終連接，因此由被貼附在控制板3的繼電器(RY1 RY2)起到選擇抽頭的開關功 能。因此，根據所選擇的繼電器(RY1 RY2)向風扇電機1內部接通交流電 源時，電阻值根據各風量模式而發(fā)生變化。例如，風量模式為強風(High)時電阻值為main,弱風(Low)時電阻 值為main+con。因此，風量越高電阻值越d 、而流通相對大的電流，使成比于 電流的風扇電機1轉速(rpm)越高。如此，現有的風扇電機1通過開通多個繼電器(RY1 RY2)中的某一 個繼電器來旋轉風扇電機1,從而供應成比于所需風量的電流。并且，為了 改變所述風扇電^/Ll的轉速，開通另一個沒有開通的繼電器來調節(jié)排到室內 的風量。但是，使用兩個這種風扇電機1的兩級室外機，根據對應于各風扇電機 1的繼電器(RY1 RY2)開/關控制來同時運行兩個風扇電機1而調節(jié)風量， 因此開/關控制過于頻繁導致與系統(tǒng)壽命直接相關的繼電器(RY1 RY2)壽 命縮短，從而難以確保室外機10的可靠性。發(fā)明內容本發(fā)明是為了解決如上所述的問題而提出的，其目的在于提供一種空調 機的風扇電機控制裝置及其方法，從而在使用兩個交流風扇電機的兩級室外 機中通過控制兩個風扇電機進行交替運行而確保室外機的可靠性。本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過利用室外溫度和室外熱交換器溫度 使風扇電機以最佳控制模式進行可變運行，從而減少對繼電器的頻繁開/關控 制而確保室外機可靠性的空調機風扇電機控制裝置及其方法。為了實現上述目的，本發(fā)明所提供的為了進行室外熱交換器的熱交換而 具有多個風扇電機的空調機風扇電機控制方法，包含步驟監(jiān)測室外溫度； 監(jiān)測所述室外熱交換器溫度；基于所監(jiān)測的室外溫度和室外熱交換器溫度控 制所述多個風扇電機進行交替運行。并且，控制所述多個風扇電機進行交替運行的步驟包含根據所監(jiān)測的 室外溫度和室外熱交換器溫度解讀預定的所述多個風扇電機控制模式；根據 解讀的所述多個風扇電機控制模式對各風扇電機的開/關周期進行可變控制； 計算所述各風扇電機的可變控制時間而交替運行所述多個風扇電機。并且，本發(fā)明還包含根據用戶指令輸入制冷或制熱運行的步驟，控制所述多控制所述風扇電機的開/關動作。并且，本發(fā)明所提供的為了室外熱交換器的熱交換而具有多個風扇電機的空調機風扇電機控制裝置，包含用于監(jiān)測室外溫度的室外溫度傳感器； 用于監(jiān)測所述室外熱交換器溫度的室外熱交換器溫度傳感器；基于所監(jiān)測的 室外溫度和室外熱交換器溫度控制所述多個風扇電機交替運行的控制部。并且，所述控制部將對應于所監(jiān)測的室外溫度和室外熱交換器溫度范圍 的所述多個風扇電機控制模式存儲到內部存儲器中。并且，所述控制部根據所監(jiān)測的室外溫度和室外熱交換器溫度解讀所存 儲的所述多個風扇電機控制模式，并根據解讀的所述多個風扇電機控制模式 對各風扇電機開/關周期進行可變控制。并且，本發(fā)明還包含#4居用戶指令輸入制冷或制熱運行的輸入部，所述 控制部根據制冷或制熱運行按不同開/關周期控制所述風扇電機的開/關動作。并且，所述風扇電機是可以進行高或低的兩級控制的交流室外機電機。并且，所述多個風扇電機至少為兩個以上。


圖1為通常使用的空調機的兩級室外機示意圖；圖2為圖1的兩級室外機風扇電機的控制電路圖；圖3為圖1的兩級室外機風扇電機的內部線圈布置圖；圖4為適用本發(fā)明的空調機的制冷劑流路圖；圖5為依據本發(fā)明實施例所提供的空調機風扇電機的控制結構圖；圖6為本發(fā)明所提供的空調機風扇電機控制方法的流程圖；圖7為表示本發(fā)明所提供的空調機進行制冷運行時風扇電機控制模式的表格；圖8為表示本發(fā)明所提供的空調機進行制熱運行時風扇電機控制模式的 表格。主要符號說明IO為室外機，11為壓縮機，12為四通閥，13為室外熱 交換器，14A、 14B為室外風扇，15A、 15B為室外風扇電機，18為室外熱交 換器溫度傳感器、30為室外溫度傳感器、34為控制部。
具體實施方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。圖4為適用本發(fā)明的空調機的制冷劑流路圖。圖4中，本發(fā)明所提供的 空調機具有室外機10、連接于室外機10并對室內進行制冷/制熱的室內機20， 所述室外機10與室內機20之間連接制冷劑配管。所述室外才幾10包含壓縮才幾11、四通閥12、室外熱交纟奐器13、兩個室外 風扇(14A、 14B)、兩個室外風扇電機(15A、 15B)、電子膨脹閥16、儲液 器17及室外熱交換器溫度傳感器18，室內機20包含室內熱交換器21、室內 風扇22及室內風扇電片幾23。所述壓縮機11為變頻式壓縮機，將所吸入的低溫低壓氣體狀態(tài)制冷劑壓 縮為高溫高壓氣體狀態(tài)制冷劑之后進行排出。所述四通閥12具有兩個獨立的通道，以用于在制熱運行時使壓縮機11 所排出的高溫高壓氣體狀態(tài)制冷劑流動到室內熱交換器21 ，而在制冷運行時 使壓縮機11所排出的高溫高壓氣體狀態(tài)制冷劑流動到室外熱交換器13,并 根據用戶所選擇的制冷運行和制熱運行模式進行開/關切換操作，以轉換制冷 劑流向。所述室外熱交換器13在制冷運行模式中起冷凝器(condenser)的作用， 將高溫高壓氣體狀態(tài)制冷劑冷凝為常溫高壓液體狀態(tài)制冷劑，而在制熱運行 模式中起蒸發(fā)器(evaporator)的作用，將低溫低壓液體狀態(tài)制冷劑蒸發(fā)為氣 體狀態(tài)制冷劑，從而對應制冷劑的焓(enthalpy)變與周圍空氣進行熱交換。所述第一室外風扇14A及第二室外風扇14B促進在室外熱交換器13中 流動的制冷劑與空氣之間的熱交換，以提高室外機10的熱交換能力。所述第一室外風扇電機15A和第二室外風扇電機15B是用于調節(jié)室外風 扇14A、 14B風量的交流風扇電機，第一室外風扇電機15A和第二室外風扇 電機15B的結構與圖2及圖3中示出的現有風扇電機l相同。所述電子膨脹閥16 (以下稱為EEV)設在室外熱交換器13和室內熱交 換器21之間，用于將在某一側被冷凝之后流入的常溫高壓液體狀態(tài)制冷劑膨 脹為低溫低壓的液體成分和氣體成分相混合的兩相制冷劑并對其進行減壓。所述儲液器17設在壓縮機11的吸入側，用于將被吸入到壓縮機11的制 冷劑完全變換為氣體狀態(tài)制冷劑。所述室外熱交換器溫度傳感器18是用于監(jiān)測通過室外熱交換器13的制冷劑溫度(具體來說是蒸發(fā)溫度)的配管溫度傳感器。所述室內熱交換器21與室外熱交換器13相反，在制熱運行時作為冷凝 器運行而在制冷運行時作為蒸發(fā)器運行，由此與周圍空氣進行熱交換。所述室內風扇22促進在室內熱交換器21中流動的制冷劑與空氣之間的 熱交換作用，同時產生室內空間所需的冷風或暖風。所述室內風扇電機23是用于調節(jié)室內風扇22風量的風扇電機，可以使 用與所述第一室外風扇電機15A及第二室外風扇電機15B相同的交流風扇電 機。如上所述的空調機中，制冷運行和制熱運行模式根據用戶的選擇切換四 通閥12動作而改變制冷劑的流向。例如，制熱運^f于時四通閥12^皮打開，制冷劑沿著圖4的虛線箭頭方向形 成以壓縮機11 —四通閥12—室內熱交換器21—EEV16—室外熱交換器13 — 四通閥12 —儲液器17 —壓縮機11的順序循環(huán)的制冷循環(huán)。相反，制冷運行時四通閥12被關閉，制冷劑沿著圖4的實線箭頭方向形 成以壓縮才幾11 —四通閥12—室外熱交換器13 —EEV16—室內熱交換器21 — 四通閥12 —儲液器17 —壓縮機11的順序循環(huán)的制冷循環(huán)。圖5為依據本發(fā)明實施例所提供的空調機風扇電機的控制結構圖，除了 圖4中示出的裝置之外，還包含室外溫度傳感器30、輸入部32、控制部34、 壓縮機驅動部36、室外風扇電機驅動部38、室內風扇電機驅動部40、閥驅 動部42及顯示部44。所述室外溫度傳感器30是用于監(jiān)測吸入到室外機10內的室外空氣溫度 (室外溫度)的溫度傳感器，輸入部32由操作部等構成，以用于輸入用戶所 選擇的運行模式(制冷或制熱)、設定溫度、設定風量等運行信息。所述控制部34是接收用戶指令而控制壓縮機11、室外風扇電機15A、 15B及室內風扇電機23運行的微機，該微機利用室外熱交換器溫度傳感器18、 室外溫度傳感器30的監(jiān)測值交替控制第一室外風扇電機15A及第二室外風 扇電才幾15B的運4亍。并且，所述控制部34將利用室外溫度To和室外熱交換器溫度Te而可變 運行第一室外風扇電機15A及第二室外風扇電機15B的控制模式進行制表而 預先存儲于內部存儲器中。所述壓縮機驅動部36根據控制部34的壓縮機控制信號而控制壓縮機11的驅動，室外風扇電機驅動部38根據控制部34的電機控制信號控制第一室 外風扇電機15A及第二室外風扇電機15B的驅動，室內風扇電機驅動部40 根據控制部34的電機控制信號控制室內風扇電機23的驅動。所述閥驅動部42根據控制部34的閥控制信號控制四通閥12、 EEV16 的驅動，顯示部44根據控制部34的顯示控制信號顯示空調機的運行狀態(tài)和 錯誤模式等。下面說明如上所述的空調機風扇電機控制裝置及其方法的動作過程及作 用效果。圖6為本發(fā)明所提供的空調機風扇電機控制方法的流程圖。首先，用戶通過輸入部32選擇所期望的運行模式(制冷或制熱運行)和 設定溫度、設定風量等信息，所選擇的運行信息輸入到控制部34。隨之，所述控制部34根據室內溫度和設定溫度的比較結果判斷是否運行 壓縮機11 ( S100),如果運行壓縮機11，則控制部34通過閥驅動部42切換 四通閥12的開/關動作，以使制冷劑流動轉換為實線或虛線方向而進行制熱 或制冷運行(S102)，如圖4所示。圖4中進行制冷運行時，制冷劑根據壓縮機11的運行沿著實線箭頭方向 形成以壓縮機11 —四通閥12-室外熱交換器13 (具體來說是冷凝器)— EEV16—室內熱交換器21(具體來說是蒸發(fā)器)—四通閥12 —儲液器17 —壓 縮機11的順序循環(huán)的制冷循環(huán)，從而將在室內熱交換器21進行熱交換的冷 空氣排到室內而進行制冷運行。圖4中進行制熱運行時，制冷劑根據壓縮機11的運行沿著圖4的虛線箭 頭方向形成以壓縮機11 —四通閥12—室內熱交換器21 (具體來說是冷凝器) —EEV16—室外熱交換器13 (具體來說是蒸發(fā)器)—四通閥12 —儲液器17 -壓縮機11的順序循環(huán)的制冷循環(huán)，從而將在室內熱交換器21進行熱交換 的暖空氣排到室內而進行制熱運行。進行這種制冷或制熱運行時，由室外熱交換器溫度傳感器18監(jiān)測通過所 述室外熱交換器13的制冷劑溫度Te,由室外溫度傳感器30監(jiān)測室外溫度To， 并分別輸入到控制部34中(S104 )。因此，所述控制部34利用室外熱交換器溫度傳感器18、室外溫度傳感 器30的監(jiān)測值，即利用室外溫度T。和室外熱交換器溫度Te開始進行使第一 室外風扇電機15A及第二室外風扇電機15B可變運行的控制。為此，制冷或制熱運行時，從內部存儲器中解讀對應于室外溫度T0和室外熱交換器溫度Tc 范圍的第一室外風扇電機15A及第二室外風扇電機15B的控制模式，如圖7 及圖8所示(S106)。然后，控制部34根據解讀的控制模式對第一室外風扇電機15A進行可 變控制(S108)。例如，制冷運行時，當室外溫度To大于-5度小于0度而且 室外熱交換器溫度Te在第一溫度范圍T^時，使第一室外風扇電機15A以1: ll模式運行(參見圖7)。此時，1: 11是在將第一室外風扇電機15A連接到弱風(Low)抽頭的 狀態(tài)下，以啟動10秒/關閉110秒的周期運行第一室外風扇電機15A的控制 模式。又例如，制熱運行時，當室外溫度To超過12度小于17度而且室外熱交 換器溫度Te在第一溫度范圍Tel時，將第一室外風扇電機15A運行為弱風(Low) 模式(參見圖8)。判斷根據所述控制部34解讀的控制模式對第一室外風扇電機15A進行 可變控制的運行時間是否經過預定的一定時間(幾分鐘左右)(SllO)。所述S110的判斷結果，如果經過一定時間，則控制部34根據解讀的控 制模式對第二室外風扇電機15B進行可變控制，以運行第二室外風扇電機15B (S112)。例如，制冷運行時若室外溫度To大于-5度小于0度而且室外熱交 換器溫度Tc在第一溫度范圍Td時，將第二室外風扇電機15B運行為與第一 室外風扇電機15A相同的1: 11模式(參見圖7)。又例如，制熱運行時，當室外溫度To超過12度小于17度而且室外熱交 換器溫度Tc在第一溫度范圍Td時，將第二室外風扇電機15B運行為8: 4 模式(參見圖8)。此時，8: 4是在將第二室外風扇電機15B連接到弱風(Low)抽頭的狀 態(tài)下，以啟動80秒/關閉40秒的周期運行第二室外風扇電機15B的控制模式。判斷根據所述控制部34解讀的控制模式對第二室外風扇電機15B進行 可變控制的運行時間是否經過一定時間(幾分鐘左右)(S114);若經過一定 時間，則控制部34判斷是否有空調機的運行停止指令輸入(S116);若有運 行停止指令輸入，則結束空調機的所有動作。所述S116的判斷結果，如果沒有輸入運行停止指令，則返回到所述S104 進行根據室外溫度To和室外熱交換器溫度Tc在一定時間內對第一室外風扇電機15A及第二室外風扇電機15B交替進行可變控制的后續(xù)動作。如此，本發(fā)明通過在控制部34中預先存儲利用室外溫度To和室外熱交 換器溫度Te使第一室外風扇電機15A及第二室外風扇電機15B運行為最佳狀 態(tài)的控制模式，從而與僅依靠繼電器連續(xù)開/關動作的現有技術相比可以進一 步提高其可靠性，而且通過在每分鐘轉數(RPM)不小的風扇電機調節(jié)開/ 關周期，在低溫制冷、制熱過負荷的可靠性區(qū)間通過所述控制模式使可靠性 區(qū)間的室外風量相對較小，從而容易保障系統(tǒng)的可靠性。綜上所述，依據本發(fā)明所提供的空調機風扇電機控制裝置及其方法，在 使用兩個交流風扇電機的兩級室外機中，通過控制兩個風扇電機交替運行， 可以在可靠性區(qū)域減少噪音，而且利用室外溫度與室外熱交換器溫度使風扇 電機以最佳控制模式進行可變運行，從而減少繼電器的頻繁開/關控制而確保 室外機的可靠性。
權利要求
1. 一種空調機的風扇電機控制方法，該空調機為了室外熱交換器的熱交換而具有多個風扇電機，該方法包含步驟監(jiān)測室外溫度；監(jiān)測所述室外熱交換器溫度；基于所監(jiān)測的室外溫度和室外熱交換器溫度控制所述多個風扇電機進行交替運行。
2、 根據權利要求1所述的空調機的風扇電機控制方法，其特征在于控制 所述多個風扇電機進行交替運行的步驟包含根據所監(jiān)測的室外溫度和室外熱交換器溫度解讀預定的所述多個風扇電 機控制模式；根據解讀的所述多個風扇電機控制模式對各風扇電機的開/關周期進行 可變控制；計算所述各風扇電機的可變控制時間而交替運行所述多個風扇電機。
3、 根據權利要求2所述的空調機的風扇電機控制方法，其特征在于 還包含根據用戶指令輸入制冷或制熱運行的步驟；控制所述多個風扇電機進行交替運行的步驟根據制冷或制熱運行按不同 開/關周期控制所述風扇電機的開/關動作。
4、 一種空調機的風扇電機控制裝置，該空調機為了室外熱交換器的熱交 換而具有多個風扇電機，該空調機包含用于監(jiān)測室外溫度的室外溫度傳感器； 用于監(jiān)測所述室外熱交換器溫度的室外熱交換器溫度傳感器； 基于所監(jiān)測的室外溫度和室外熱交換器溫度控制所述多個風扇電機交替 運行的控制部。
5、 根據權利要求4所述的空調機風扇電機控制裝置，其特征在于所述控 制部將對應于所監(jiān)測的室外溫度和室外熱交換器溫度范圍的所述多個風扇電 機控制模式存儲到內部存儲器中。
6、 根據權利要求5所述的空調機風扇電機控制裝置，其特征在于所述控 制部根據所監(jiān)測的室外溫度和室外熱交換器溫度解讀所存儲的所述多個風扇 電機控制模式，并根據解讀的所述多個風扇電機控制模式對各風扇電機開/關周期進行可變控制。
7、 根據權利要求6所述的空調機風扇電機控制裝置，其特征在于還包含 根據用戶指令輸入制冷或制熱運行的輸入部，所述控制部根據制冷或制熱運 行按不同開/關周期控制所述風扇電機的開/關動作。
8、 根據權利要求4所述的空調機風扇電機控制裝置，其特征在于所述風 扇電機是可以進行高或低兩級控制的交流室外機電機。
9、 根據權利要求4所述的空調機風扇電機控制裝置，其特征在于所述多 個風扇電機至少為兩個以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用兩級室外機風扇電機的空調機風扇電機控制裝置及其方法，其目的在于通過利用室外溫度和室外熱交換器溫度的最佳模式控制兩個風扇電機交替運行而確保室外機的可靠性。為此，本發(fā)明所提供的為了進行室外熱交換器的熱交換而具有多個風扇電機的空調機風扇電機控制方法，包含步驟監(jiān)測室外溫度；監(jiān)測所述室外熱交換器溫度；基于所監(jiān)測的室外溫度和室外熱交換器溫度控制所述多個風扇電機進行交替運行。
文檔編號F24F11/00GK101231015SQ20071009632
公開日2008年7月30日 申請日期2007年4月10日 優(yōu)先權日2007年1月27日
發(fā)明者李承澤 申請人:三星電子株式會社