數(shù)字變頻空調(diào)智能調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王佳浩

摘 要 當(dāng)前市場(chǎng)上有各式各樣的智能化、高科技的家電產(chǎn)品，數(shù)字變頻空調(diào)正是其中之一，其也是空調(diào)行業(yè)發(fā)展的主流方向。數(shù)字變頻空調(diào)的調(diào)控系統(tǒng)比普通空調(diào)要繁瑣，筆者重點(diǎn)研究了數(shù)字變頻空調(diào)的智能調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。結(jié)合數(shù)字變頻空調(diào)整體的系統(tǒng)，描述了數(shù)字變頻空調(diào)的概念并從其硬件和軟件兩個(gè)方面對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】變頻空調(diào) 調(diào)控系統(tǒng) 硬件 軟件

1 數(shù)字變頻空調(diào)概述

變頻空調(diào)的“變頻”是相對(duì)“定頻空調(diào)”來說的。在家用電壓220伏條件下工作的空調(diào)稱之為“定頻空調(diào)”。變頻空調(diào)主要由電腦調(diào)控，檢查室內(nèi)外的信號(hào)主要包括：溫度（內(nèi)外溫差、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、管口溫度等），風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，電機(jī)的電流等等。由電腦發(fā)出風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)速度、制冷液流量等信號(hào)，微處理器的電信號(hào)，實(shí)時(shí)控制制冷液流量，使變頻空調(diào)效率比原來用毛細(xì)管的方法高。但供電頻率無法更改，傳統(tǒng)空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度基本固定，需要不?！巴！㈤_”壓縮機(jī)調(diào)節(jié)室溫，“停、開”時(shí)易造成室溫忽冷忽熱，耗費(fèi)較大電能。與其相比，數(shù)字變頻空調(diào)變頻器調(diào)節(jié)壓縮機(jī)供電頻率，控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢達(dá)到調(diào)控室溫的效果，室溫穩(wěn)定、能耗小，用戶舒適度大大提升。

2 數(shù)字變頻空調(diào)智能調(diào)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 溫控電路

空調(diào)內(nèi)共有兩個(gè)傳感器，用以檢查室溫及內(nèi)機(jī)盤管的溫度，控制單元每隔6秒記錄一次溫度，室外機(jī)接受此溫度記錄值，依據(jù)室內(nèi)溫度記錄值調(diào)整模式，最后電腦利用模糊調(diào)控算法調(diào)整壓縮機(jī)輸出頻率。一般的空調(diào)系統(tǒng)中，測(cè)量溫度電阻大多使用NTC，范圍控制在35℃至125℃。設(shè)計(jì)中高溫度與低溫度區(qū)域的記錄是用以對(duì)盤管以及壓縮機(jī)進(jìn)行防護(hù)，需要較高的分辨率的地方為室溫以及環(huán)境溫度。故此，實(shí)際電阻采取熱敏電阻21℃左右的電阻值。

2.2 遙控器接收電路

空調(diào)系統(tǒng)中與用戶直接相關(guān)的主要是遙控器，遙控器在兩者間起通訊傳送功能，合理接受遙控器信息才可使系統(tǒng)依照用戶要求工作，因而一定要確保遙控器接收信息的精準(zhǔn)率以及及時(shí)性。遙控器配套的傳送頭傳送紅外信號(hào)給室內(nèi)機(jī)，電腦內(nèi)收到MCU后，依據(jù)遙控器通訊條令解譯用戶命令，最終達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 室內(nèi)風(fēng)扇調(diào)速電路

遙控器可控制室內(nèi)風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，轉(zhuǎn)速的四種模式包括高速度、中速度、低速度以及微風(fēng)模式。設(shè)定的溫度與實(shí)際溫度的差值可調(diào)節(jié)風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、盤管的溫度與運(yùn)行的模式同理。除此之外，室內(nèi)的風(fēng)扇還擁有防冷風(fēng)和吹余熱能力。設(shè)計(jì)中的室內(nèi)風(fēng)扇使用脈沖發(fā)生器電機(jī)。交流脈沖發(fā)生器電機(jī)是單相的電機(jī)，電容引向控制啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速測(cè)定脈沖發(fā)生器輸出用來控制轉(zhuǎn)速閉環(huán)的反應(yīng)信息。固態(tài)繼電器以及雙向可控硅驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)導(dǎo)通角可直接調(diào)節(jié)輸出電壓，間接達(dá)到調(diào)節(jié)速度的作用。對(duì)比檢測(cè)到的實(shí)際轉(zhuǎn)速值與設(shè)定轉(zhuǎn)速值，調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角，變壓變速。脈沖發(fā)生器電機(jī)帶有速度反應(yīng)信息的輸出，通過測(cè)量反應(yīng)信息的脈沖間隔來測(cè)量風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

3 數(shù)字變頻空調(diào)智能調(diào)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

數(shù)字變頻空調(diào)智能調(diào)控系統(tǒng)主要包括遙控器接收、風(fēng)速調(diào)控、溫度采集、定時(shí)功能等四個(gè)方面。一般的設(shè)計(jì)會(huì)有對(duì)遙控器的調(diào)控系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃，對(duì)風(fēng)扇調(diào)控系統(tǒng)進(jìn)行模式設(shè)定，對(duì)溫度采集系統(tǒng)進(jìn)行溫度采集和傳感設(shè)定以及對(duì)定時(shí)功能進(jìn)行智能設(shè)置。

3.1 遙控器接收

室內(nèi)機(jī)的調(diào)控板在接受到一幀完整有效的遙控器輸入的信號(hào)后，將對(duì)該信號(hào)解譯，依據(jù)相應(yīng)的遙控器傳入調(diào)控整個(gè)系統(tǒng)，包括運(yùn)行模式、溫度值設(shè)定、風(fēng)扇速度設(shè)定、設(shè)定時(shí)長(zhǎng)等。運(yùn)行模式可設(shè)定為自動(dòng)、通風(fēng)、除濕、制冷或制熱五種運(yùn)行模式；溫度的設(shè)定范圍在12℃～35℃；風(fēng)扇速度設(shè)置為高速度、中速度、低速度以及微風(fēng)四種模式。

3.2 風(fēng)扇速度調(diào)控

風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)速度調(diào)控，轉(zhuǎn)速的四種模式包括高速度、中速度、低速度以及微風(fēng)模式。風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)速度由設(shè)置的溫度值與室內(nèi)溫度值差值控制，同時(shí)也受盤管溫度以及運(yùn)行模式影響。此外，室內(nèi)風(fēng)扇具有防冷風(fēng)和吹余熱兩種效果。防冷風(fēng)效果即為防止在制熱條件下吹出溫度過小，室內(nèi)風(fēng)扇速度運(yùn)行在微風(fēng)模式主要有以下情況：壓縮機(jī)工作時(shí)長(zhǎng)低于1分鐘、室內(nèi)機(jī)的盤管溫度值低于260℃。

3.3 溫度采集

室內(nèi)機(jī)主要包括兩個(gè)溫度傳感器分別用來檢查實(shí)際的溫度及內(nèi)機(jī)盤管的溫度，電腦控制的調(diào)控部分每6秒鐘記錄一次溫度（每次記錄通過很多的傳感器信息記錄取均值）。然后電腦將記錄的溫度值輸送給室外機(jī)。室外機(jī)則依據(jù)所接受的溫度值轉(zhuǎn)換為特定指令開始模式轉(zhuǎn)換、壓縮機(jī)輸送頻率調(diào)節(jié)等。

3.4 定時(shí)功能

依據(jù)實(shí)際的用戶需要，系統(tǒng)設(shè)置了定時(shí)的開機(jī)以及定時(shí)的關(guān)機(jī)效果。當(dāng)系統(tǒng)處在定時(shí)開機(jī)啟動(dòng)時(shí)，外機(jī)供應(yīng)電信號(hào)被切斷，內(nèi)機(jī)的所有外圍設(shè)備也沒有供應(yīng)電信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)處于定時(shí)的關(guān)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，只要時(shí)長(zhǎng)達(dá)到，室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)的外圍設(shè)置機(jī)器的供電都被斬?cái)唷?/p>

4 總結(jié)

當(dāng)前科技越來越發(fā)達(dá)，最新一代的高功效、節(jié)約能源的變頻空調(diào)變成了行業(yè)的前進(jìn)潮流，也為我們的生活帶來了很大的改變，使我們能夠更舒適的在室內(nèi)活動(dòng)等等。筆者指出了傳統(tǒng)空調(diào)的不足，并結(jié)合當(dāng)前主流的數(shù)字變頻空調(diào)的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行探討。對(duì)數(shù)字變頻空調(diào)智能調(diào)控系統(tǒng)的功能和設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，并就變頻空調(diào)調(diào)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面做了介紹。但是在這些設(shè)計(jì)中還有很多的不足，因此需要我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，為數(shù)字變頻空調(diào)的智能控制系統(tǒng)做進(jìn)一步的改善。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

鄂南高中 湖北省鄂州市 436000