专利名称：无抖动的室温控制装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种在空调器制冷/热时的室温控制方法，特别是涉及一种在空调器制冷/热时无抖动室温控制装置及控制方法。
背景技术：
由于自然环境和人们居住环境的多样性，在不同的环境下，房间内与外界即使温差相等，其热交换程度的快慢也是不一样的。因此，对于不同的换热环境，每个温差值所期望的制冷量是不相同的，否则在压缩机不停工作的情况下会造成制冷不足或者制冷过量。结果导致室内的温度低于或者高于设定温度。由于传统的空调器没有节流阀装置，因传统空调器是无法平滑调节制冷量的，只有通过压缩机的开/停实现，从而造成了室温的抖动。
传统空调器的室温控制原理是，在制冷/热时当室内温度低/高于设定温度一个特定数值时(比如1℃)时压缩机停止工作，当室内温度高/低于设定温度一个特定数值时压缩机再开始工作。这种控制方法的弊病在于室内温度-时间曲线如图1所示的呈正弦状抖动。达不到室内温度基本保持恒定的效果。而且压缩机启动繁促，影响压缩机寿命，对于所接入电网也存在冲击影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以克服传统空调器的上述弊端，可以无抖动控制室温和不污染电网的无抖动室温控制装置及控制方法。
本发明所采用的技术方案是一种无抖动的室温控制装置，包括有单片机PCB，流量检测装置TS，温度传感器RT，多挡开关KN，四通阀继电器TF，电源，电容C1，电阻R1、R2；其中温度传感器RT与电容C1并联连接后，一端接地，另一端分别通过电阻R1接电源、通过电阻R2接单片机PCB的AIN0端，多档开关KN接单片机PCB的AIN2端，四通阀继电器TF接单片机PCB的P0.1端，单片机PCB的P1.1端为设定温度信号端，单片机PCB的T0端接流量检测装置TS和电源，单片机PCB的PWM端为空调器的压缩机转速控制信号输出端。
一种无抖动的室温控制方法，是通过对室内温度变化曲线斜率的感应，调节冷媒流量，控制空调的制冷/热量，达到设定温度后，压缩机始终运行，室温保持恒定，无抖动。
本发明能够根据室内外的温差状况和周围环境的散热通风情况，自动控制空调的制冷/热量，使室内和室外的热交换达到平衡状态。既保证了室温的恒定，又避免了因压缩机过于频繁的启动而影响压缩机的寿命的情况，并防止了由于压缩机过于频繁的启动带来的种种不良影响。
图1是传统空调器的室温抖动曲线；图2是本发明的控制装置的结构示意图；图3是旋转式流量计的结构示意图；图4是压电式流量计的结构示意图；图5是无抖动的室温控制方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图、实施方式对本发明的内容作进一步详述。
如图2所示，无抖动的室温控制装置，包括有单片机PCB，流量检测装置TS，温度传感器RT，多挡开关KN，四通阀继电器TF，电源，电容C1，电阻R1、R2；其中温度传感器RT与电容C1并联连接后，一端接地，另一端分别通过电阻R1接电源、通过电阻R2接单片机PCB的AIN0端，多档开关KN接单片机PCB的AIN2端。所述的多档开关KN选精密16挡开关，用作制冷量选择开关，是由安装空调机的安装条件(即铜管直径)来决定制冷量选择开关的位置，实际上就是16个不同环境下的室内温差变动斜率-流量数据的对应表的选择开关，通电后，此开关对应档位的输出电压经过模数转换输入单片机，单片机由转换得来的结果判断应该选择哪一个对应表来管理变频压缩机的转速。四通阀继电器TF接单片机PCB的P0.1端，单片机PCB的P1.1端为设定温度信号端，与设定温度信号T相连接，单片机PCB的T0端接流量检测装置TS和电源，单片机PCB的PWM端为空调器的压缩机转速控制信号输出端。
其中，所述的流量检测装置TS为旋转式流量计。测量到的流速信号可以反馈到控制PCB上，从而及时的校正频率误差。
如图3所示，其旋转式流量计是将一个螺旋桨1，安置于流体管道2的内侧，当管道2内有流体流过时，螺旋桨1在流体的推力作用下开始旋转，流体流的越快，螺旋桨1转的越快，从而螺旋桨1转动的角速度就反应了流体的流速。螺旋桨1的下面是轴3，轴3的另外一端安置有金属簧片4，轴3的旋转带动簧片4的旋转。轴3上的轴瓦与地相接(图中未示)，因此簧片4上为低电平。簧片4附近有一铁片5，与5V的电路相接，此电路与单片机PCB上的计数器口T0相接。簧片4旋转到特定位置时，与导体相接触，于是导体所在的线路电势由5V变为低。单片机PCB对其T0口的下降沿进行检测，就可以对脉冲进行计数，从而得到了流体的流速数据。
由流体力学可知，在有流体流动的管道中，节流阀的两端，由于流体的流速不等，会在阀门两边产生静压差，在阀门两边适当位置放置压电晶体传感器，压电晶体传感器在受到液体压力作用时，会因为晶体的机械变形产生微弱的电势，此电势的大小和压电晶体的机械变形程度有关。因此，所述的流量检测装置TS还可选用压电式流量计。
如图4所示，压电式流量计，是由于阀门两边的液压差不同，所以阀门两侧压电晶体6、7产生的电势也不同，这两侧的微弱电势经放大后，其电势差可以输入单片机转化为数字信号，从而得到了流速的大小信号。
无抖动的室温控制方法，是通过对室内温度变化曲线斜率的感应，调节冷媒流量，控制空调的制冷/热量，达到设定温度后，压缩机始终运行，室温保持恒定、无抖动。其中室内温度变化曲线斜率，是通过四通阀继电器TF输入的信号，来判断空调器处于制冷还是制热状态，从而在制冷和制热时都可以完成冷媒流量控制任务。
所述的冷媒流量控制包括，通过室内温度变化的信号，选择对应的控制逻辑，控制压缩机的电机频率，调节冷媒流量。
所述的冷媒流量控制还包括，通过单片机PCB对由旋转式流量计的旋转在周期时间内产生的脉冲数或压电式流量计产生的压电信号进行测量，从而计算出冷媒的流量。
如图5所示，无抖动的室温控制方法是通过如下阶段实现的
S1.通电后选择和确定管路情况阶段，然后进入S2；S2.全速压缩机运转阶段，然后进入S3；S3.进行制冷/热的判定阶段，系统需判断空调机是处于制冷状态还是制热状态，这个信号由四通阀的控制位给出。以便执行相应的制冷/制热程序，然后进入S4；S4.检测当前的室温阶段。当空调器工作时，首先用户的设定温度通过通信线缆传入单片机PCB中并且被记录下来，此时单片机PCB开始工作，室内和室外的温度传感器送来的模拟电压信号分别送入单片机PCB上的AIN0和AIN1口，通过A-D转换后，单片机PCB得到了室内外的温度的数字信号。然后进入S5；S5.启动定时器阶段，然后进入S6；S6.再次检测室温并算出温度变化值阶段。室温测量的时间由定时器中断信号引入，每过一定的时间间隔，单片机PCB测量一次当前室温，并且与上次室温相比较，通过查表计算出应该施加的频率脉冲信号。然后进入S7；S7.判断当前流量值是否大于目标流量值阶段？单片机调用电机驱动程序，当要求的目标频率脉冲发出给变频压缩机后，进行目标流量值和当前流量值的比较，决定流量是否还需要调整，该往哪个方向调整。若当前流量值大于目标流量值，则进入S11，否则进入S8；S8.判断当前流量值是否等于目标流量值阶段？若等于，则进入S12，否则进入S9；S9.当前流量值小于目标流量值阶段，进入S10；S10.升频调压阶段，如果目标流量数大与当前流量数，则升高对变频压缩机的频率信号，加大流量，然后进入S12；S11.降频调压阶段，然后进入S12；S12.定时器启动INT引入阶段，当一个计量时间单位内流量计发出的脉冲数值与目标流量数值相等，表示流量已经达到需要的大小，此时已当前的脉冲驱动变频压缩机。然后进入S7，继续上述过程。
在空调机进行制冷/制热过程中，系统可以不断的监控室内温差的变化，随时对制冷量进行调整。在空调机断电重启后，本系统自动调节变频压缩机到最大转速工作状态。
到目前为止，虽然以本发明的实施例为中心进行了详细的说明，但是在本发明所属技术领域的普通技术人员在本发明的基本技术思想范围内可以提出很多变形。本发明的基本技术思想体现在权利要求请求保护的范围内，与之同等范围内所有差异点都应该解释为属于本发明的范围。
权利要求
1.一种无抖动的室温控制装置，其特征在于，包括有单片机(PCB)，流量检测装置(TS)，温度传感器(RT)，多挡开关(KN)，四通阀继电器(TF)，电源，电容C1，电阻R1、R2；其中温度传感器(RT)与电容C1并联连接后，一端接地，另一端分别通过电阻R1接电源、通过电阻R2接单片机(PCB)的AINO端，多档开关(KN)接单片机(PCB)的AIN2端，四通阀继电器(TF)接单片机(PCB)的P0.1端，单片机(PCB)的P1.1端为设定温度信号端，单片机(PCB)的T0端接流量检测装置(TS)和电源，单片机(PCB)的PWM端为空调器的压缩机转速控制信号输出端。
2.根据权利要求1所述的无抖动的室温控制装置，其特征在于，所述的流量检测装置(TS)为旋转式流量计。
3.根据权利要求1所述的无抖动的室温控制装置，其特征在于，所述的流量检测装置(TS)为压电式流量计。
4.根据权利要求1所述的无抖动的室温控制装置，其特征在于，所述的多档开关(KN)选精密16挡开关。
5.根据权利要求1所述的无抖动的室温控制装置，其特征在于，所述的温度传感器(RT)选用热敏电阻。
6.一种无抖动的室温控制方法，其特征在于，是通过对室内温度变化曲线斜率的感应，调节冷媒流量，控制空调的制冷/热量，达到设定温度后，压缩机始终运行，室温保持恒定，无抖动。
7.根据权利要求6所述的无抖动的室温控制方法，其特征在于，所述的室内温度变化曲线斜率，是通过四通阀继电器(TF)输入的信号，来判断空调器处于制冷还是制热状态，从而在制冷和制热时都可以完成冷媒流量控制任务。
8.据权利要求6或7所述的无抖动的室温控制方法，其特征在于，所述的冷媒流量控制包括，通过室内温度变化的信号，选择对应的控制逻辑，控制压缩机的电机频率，调节冷媒流量。
9.据权利要求8所述的无抖动的室温控制方法，其特征在于，所述的冷媒流量控制还包括，通过单片机(PCB)对由旋转式流量计的旋转在周期时间内产生的脉冲数或压电式流量计产生的压电信号进行测量，从而计算出冷媒的流量。
10.根据权利要求6所述的无抖动的室温控制方法，其特征在于，所述的控制方法是通过如下阶段实现的S1.通电后选择和确定管路情况阶段，然后进入S2；S2.全速压缩机运转阶段，然后进入S3；S3.进行制冷/热的判定阶段，然后进入S4；S4.检测当前的室温阶段，然后进入S5；S5.启动定时器阶段，然后进入S6；S6.再次检测室温并算出温度变化值阶段，然后进入S7；S7.判断当前流量值是否大于目标流量值阶段？若大于，则进入S11，否则进入S8；S8.判断当前流量值是否等于目标流量值阶段？若等于，则进入S12，否则进入S9；S9.当前流量值小于目标流量值阶段，进入S10；S10.升频调压阶段，然后进入S12；S11.降频调压阶段，然后进入S12；S12.定时器启动INT引入阶段，然后进入S7，继续上述过程。
全文摘要
无抖动的室温控制装置及其控制方法，其装置是温度传感器与电容并联连接后，一端接地，一端分别通过电阻R1接电源、通过电阻R2接单片机的AIN0端，多档开关接单片机的AIN2端，四通阀继电器接单片机的P0.1端，单片机的P1.1端为设定温度信号端，单片机的T0端接流量检测装置和电源，单片机的PWM端为空调器的压缩机转速控制信号输出端。其方法，是通过对室内温度变化曲线斜率的感应，调节冷媒流量，控制空调的制冷/热量，达到设定温度后，压缩机始终运行。本发明根据室内外的温差状况和周围环境的通风情况，自动控制空调制冷/热量，使室内外的热交换达到平衡。保证了室温的恒定，避免了因压缩机过于频繁的启动而影响压缩机的寿命。
文档编号F24F11/053GK1632399SQ200310117898
公开日2005年6月29日 申请日期2003年12月23日 优先权日2003年12月23日
发明者黄琛, 李尚昱 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司