數字變頻空調智能調控系統設計

王佳浩

摘 要 當前市場上有各式各樣的智能化、高科技的家電產品，數字變頻空調正是其中之一，其也是空調行業發展的主流方向。數字變頻空調的調控系統比普通空調要繁瑣，筆者重點研究了數字變頻空調的智能調控系統設計。結合數字變頻空調整體的系統，描述了數字變頻空調的概念并從其硬件和軟件兩個方面對各個模塊進行了相關設計。

【關鍵詞】變頻空調 調控系統 硬件 軟件

1 數字變頻空調概述

變頻空調的“變頻”是相對“定頻空調”來說的。在家用電壓220伏條件下工作的空調稱之為“定頻空調”。變頻空調主要由電腦調控，檢查室內外的信號主要包括：溫度（內外溫差、蒸發溫度、冷凝溫度、管口溫度等），風扇的轉動速度，電機的電流等等。由電腦發出風扇轉動速度、制冷液流量等信號，微處理器的電信號，實時控制制冷液流量，使變頻空調效率比原來用毛細管的方法高。但供電頻率無法更改，傳統空調壓縮機轉動速度基本固定，需要不?！巴！㈤_”壓縮機調節室溫，“停、開”時易造成室溫忽冷忽熱，耗費較大電能。與其相比，數字變頻空調變頻器調節壓縮機供電頻率，控制壓縮機轉速的快慢達到調控室溫的效果，室溫穩定、能耗小，用戶舒適度大大提升。

2 數字變頻空調智能調控系統硬件設計

2.1 溫控電路

空調內共有兩個傳感器，用以檢查室溫及內機盤管的溫度，控制單元每隔6秒記錄一次溫度，室外機接受此溫度記錄值，依據室內溫度記錄值調整模式，最后電腦利用模糊調控算法調整壓縮機輸出頻率。一般的空調系統中，測量溫度電阻大多使用NTC，范圍控制在35℃至125℃。設計中高溫度與低溫度區域的記錄是用以對盤管以及壓縮機進行防護，需要較高的分辨率的地方為室溫以及環境溫度。故此，實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

空調系統中與用戶直接相關的主要是遙控器，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率以及及時性。遙控器配套的傳送頭傳送紅外信號給室內機，電腦內收到MCU后，依據遙控器通訊條令解譯用戶命令，最終達到整個系統的運轉。

2.3 室內風扇調速電路

遙控器可控制室內風扇的運轉速度，轉速的四種模式包括高速度、中速度、低速度以及微風模式。設定的溫度與實際溫度的差值可調節風扇的運轉速度、盤管的溫度與運行的模式同理。除此之外，室內的風扇還擁有防冷風和吹余熱能力。設計中的室內風扇使用脈沖發生器電機。交流脈沖發生器電機是單相的電機，電容引向控制啟動，轉速測定脈沖發生器輸出用來控制轉速閉環的反應信息。固態繼電器以及雙向可控硅驅動風扇運轉，調節導通角可直接調節輸出電壓，間接達到調節速度的作用。對比檢測到的實際轉速值與設定轉速值，調節晶閘管的導通角，變壓變速。脈沖發生器電機帶有速度反應信息的輸出，通過測量反應信息的脈沖間隔來測量風扇轉動速度。

3 數字變頻空調智能調控系統軟件設計

數字變頻空調智能調控系統主要包括遙控器接收、風速調控、溫度采集、定時功能等四個方面。一般的設計會有對遙控器的調控系統進行規劃，對風扇調控系統進行模式設定，對溫度采集系統進行溫度采集和傳感設定以及對定時功能進行智能設置。

3.1 遙控器接收

室內機的調控板在接受到一幀完整有效的遙控器輸入的信號后，將對該信號解譯，依據相應的遙控器傳入調控整個系統，包括運行模式、溫度值設定、風扇速度設定、設定時長等。運行模式可設定為自動、通風、除濕、制冷或制熱五種運行模式；溫度的設定范圍在12℃～35℃；風扇速度設置為高速度、中速度、低速度以及微風四種模式。

3.2 風扇速度調控

風扇的運轉速度調控，轉速的四種模式包括高速度、中速度、低速度以及微風模式。風扇的運轉速度由設置的溫度值與室內溫度值差值控制，同時也受盤管溫度以及運行模式影響。此外，室內風扇具有防冷風和吹余熱兩種效果。防冷風效果即為防止在制熱條件下吹出溫度過小，室內風扇速度運行在微風模式主要有以下情況：壓縮機工作時長低于1分鐘、室內機的盤管溫度值低于260℃。

3.3 溫度采集

室內機主要包括兩個溫度傳感器分別用來檢查實際的溫度及內機盤管的溫度，電腦控制的調控部分每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。室外機則依據所接受的溫度值轉換為特定指令開始模式轉換、壓縮機輸送頻率調節等。

3.4 定時功能

依據實際的用戶需要，系統設置了定時的開機以及定時的關機效果。當系統處在定時開機啟動時，外機供應電信號被切斷，內機的所有外圍設備也沒有供應電信號。當系統處于定時的關機啟動時，只要時長達到，室外機和室內機的外圍設置機器的供電都被斬斷。

4 總結

當前科技越來越發達，最新一代的高功效、節約能源的變頻空調變成了行業的前進潮流，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活動等等。筆者指出了傳統空調的不足，并結合當前主流的數字變頻空調的特點對其進行探討。對數字變頻空調智能調控系統的功能和設計進行闡述，并就變頻空調調控系統的硬件設計、軟件設計兩個方面做了介紹。但是在這些設計中還有很多的不足，因此需要我們進一步學習相關知識，為數字變頻空調的智能控制系統做進一步的改善。

參考文獻

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作者單位

鄂南高中 湖北省鄂州市 436000