本申请要求于 2013年 7月 25日提交中国专利局、申请号为 201310314658.5、 发明名称为 "自由静压风管机" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引 用结合在本申请中。

技术领域 本发明涉及一种中央空调系统，具体地说，涉 及一种自由静压风管机。 背景技术 风管式室内机在工程现场安装时， 安装环境各不相同， 会有不同静压 的需求。 传统的风管机使用的是交流异步电动机， 必须根据工程现场风管 的设计， 选用静压合适的型号。 由于国内工程安装方面不太规范， 经常出 现高静压的风管机连接低静压管的情况。 这时会出现电机温升过高， 风量 过大， 噪音变大的情况， 影响产品的舒适性和可靠性。 并且， 工程现场风 管的静压设计多种多样， 空调设备厂家需要生产很多种静压规格的空调 才 能满足， 导致产品的通用性很差。 另外， 在风管式空调使用过程中， 其通 过风管向多个房间 （区域） 送风， 如果某个房间长期不使用， 需要关闭出 风口以达到节能的效果。 而关闭某个出风口就相当于增加了风管的静压 ， 由于传统风管机的静压是固定的， 此时其风量必定会变小， 会影响机组的 正常运行。

目前市场上的风管机， 有两类：

一类是采用交流电机， 其出厂后转速是固定的， 一般有四个抽头， 通 过改变抽头的方式来适应不同的静压， 这种方式只能适应两种不同的静 压， 只有厂外风道设计静压值与机组额定静压值相 同， 风管机的送风风量 才是标准风量， 否则就会偏大或偏小。 实际静压与设计静压相差越大， 输 出风量偏差就越大。 这样就会造成室内机能力不足或者噪音大的后 果， 造 成用户投诉。

另一类是采用直流电机， 采用直接电机会比交流电机能效高， 但是其 目标转速固化在 EEPR0M中， 出厂后转速也是固定不变的。 这样就会跟交 流风管机一样， 对送风管道的设计要求严格， 只能是按照该室内机的额定 静压进行设计， 一旦设计静压与实际静压有差别， 那么室内机的输出风量 就会发生偏差， 同样造成室内机能力不足或者噪音大的后果， 造成用户投 诉。 发明内容 本发明的技术方案采用直流风扇电机， 可以在室内机使用之前先运行 静压识别模式， 通过机组开始自动运行， 通过变化转速， 将风道的阻力特 性识别出来， 找到适用于这个阻力下的转速。 识别完成后自动停机记录下 转速， 以后每次运行都会以这个转速为目标转速， 从而保证机组的风量为 恒定风量， 能够足额输出能力。

本发明的自由静压风管机的技术方案是这样的 ： 其包括直流风扇、 直 流风扇电机、 风管， 直流风扇设置在风管内， 直流风扇电机和直流风扇连 接， 直流风扇设置控制电路， 控制电路和单片机连接， 单片机和控制电路 根据风管的静压自动调整直流风扇电机的转速 ， 其控制方法如下：

A: 设定直流风扇电机的恒风量、 最大静压值、 中间静压值、 最小静 压值；

B : 通电运行；

C: 直流风扇电机以固定转速 rpm运行， 运行稳定后， 测量直流风扇 电机的功率 Ρ «，根据转速和功率的计算公式计算此固定转� �� rpm下的功 率值， 同时根据转速和功率的计算公式计算此转速 rpm下恒定风量的 P最 小静压、 P 中间静压、 f 最大静压， 比较 P 实《和 P 中间静压？ 如果 小于 P 中间静压？ 再 比较 P 实测和 P 恒风量， 如果 P 实测小于 P fi风量则进入步骤 G; 如果 P 实测大于等 于 P 恒风量则进入步骤 F; 如果 大于等于 P 中间静压？ 再比较 Ρ 和 Ρ 恒风量 如果 Ρ 小于 Ρ 恒风量则进入步骤 Η;如果 Ρ 大于等于 Ρ 恒风量则进入步骤 I； D :将 Ρ 实测和 Ρ最小静压 x85%比较，如果大于，报警并退出静压自动调� �， 如果小于进入步骤 F;

E: 将 P 实测和 P 小静压 x l l5%比较， 如果大于， 报警并退出静压自动调 整， 如果小于进入步骤 F;

F: 计算 （P 实测 - P 最大静压）占 (Ρ Φ间静压 - P 最大静压)的份数比 DP— N , 然后计算 此转速下 P 和 P _†fi «的差值， 将差值的绝对值和设定值 A比较， 如果差 值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值大于等于设定值 A, 将转速虚拟 减小设定转速 B, 然后根据步骤 C计算 P 虚拟恒风量 f 虚拟最小 f 虚拟中间 f 虚拟最大再根

l¾ P 虚拟恒风量 P 虚拟最小 P 虚拟中间 P 虚拟最大 i† P 虚拟实测， P 虚拟实测 = (P 虚拟中间 -P 虚拟最大) X DP N+ P _Λ 拟最大， 然后计算 Ρ 虚拟实测和 Ρ _Λ 拟恒风量的差值， 将差值和设定 值 Α比较， 如果差值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值不小于设定值 A, 则将转速再增加设定转速 B, 再重复计算 Ρ « ， 直到差值小于设定 值 Α;

G: 计算 （Ρ 实测 - Ρ 最大静压^)占 (Ρ 中间静压一 Ρ 最大静压)的份数比 DP— Ν， 然后计算 此转速下？ 和？《 _¾ 的差值， 将差值的绝对值和设定值 Α比较， 如果差 值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值大于等于设定值 A, 将转速虚拟 增加设定转速 B, 然后根据步骤 C计算 P 虚拟恒风量 f 虚拟最小 f 虚拟中间 f 虚拟最大再根 据计算出的 P 虚拟恒风量 P 虚拟最小 P 虚拟中间 P 虚拟最大 i† P 虚拟实测， P 虚拟实测 = (P 虚拟中间 -P 虚拟最大) X DP N+ P , 然后计算 P « «和 P _ΛίΜ 风量的差值， 将差值和设定 值 Α比较， 如果差值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值不小于设定值 A, 则将转速再增加设定转速 B, 再重复计算 Ρ «««， 直到差值小于设定 值 Α;

Η: 计算 （Ρ 实测 - Ρ 中间静压 j占 (P 最小静压一 P 中间静压)的份数比 DP— N, 然后计算 此转速下 P 和 P _†fi «的差值， 将差值的绝对值和设定值 A比较， 如果差 值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值大于等于设定值 A, 将转速虚拟 增加设定转速 B, 然后根据步骤 C计算 P _Λ « Ρ虚拟最小 Ρ虚拟中间 Ρ 虚拟最大再根据计算出的 Ρ虚拟恒风量 Ρ 虚拟最小 Ρ 虚拟中间 Ρ 虚拟最大 i† P 虚拟实测， P 虚拟实测 = P 虚拟中间十 (P 虚拟最小 -P 虚拟中间) ^x DP N? P 虚拟实测禾口 P 虚拟恒风量 Θ勺 差值， 将差值和设定值 A比较， 如果差值小于设定值 A, 则调整结束； 如 果差值不小于设定值 A,则将转速再增加设定转速 B,再重复计算 P _mmi , 直到差值小于设定值 A;

I： 计算 （P 实测 - P 中间静压 j占 (P 最小静压一 P 中间静压）的份数比 DP— N, 然后计算 此转速下 P 和 P _fi «的差值， 将差值的绝对值和设定值 A比较， 如果差 值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值大于等于设定值 A, 将转速虚拟 减小设定转速 B, 然后根据步骤 C计算 P 虚拟恒风量 f 虚拟最小 f 虚拟中间 f 虚拟最大再根 据计算出的 P 虚拟恒风量 P 虚拟最小 P 虚拟中间 P 虚拟最大 i† P 虚拟实测， P 虚拟实测 = P 虚拟中间 + (P 虚拟最小 -P 虚拟中间) x DP— N, 然后计算 P 虚拟实测和 Ρ _Λ 拟恒风量的差值， 将差值和设定 值 Α比较， 如果差值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值不小于设定值 A, 则将转速再增加设定转速 B, 再重复计算 Ρ «««， 直到差值小于设定 值八。

优化地， 其还设置细调方法， 即在权利要求 1的转速后再对转速进行 进一步调整， 其控制方法包括下列步骤：

I： 以步骤 G的转速运转；

II： 监测转速是否稳定， 如果转速稳定设定时间 Τ, 然后判断是否满 足以下三个条件 I (Ρ 实测 -Ρ 恒风量） /Ρ 恒风量 |≤2%或者 I (Ρ 实测 -Ρ 恒风量） /Ρ 恒风量 |≤5% 且细调次数≥3或者细调次数≥5，如果满足三� ��条件的任一个条件，停止调 节； 如果三个条件都不满足， 就进入步骤 III；

III： 判断 Ρ实测是否大于 P _†fi 风量， 如果大于则计算 Dn=2x (P 实测 -P 恒风量) /k， 然后将将转速降低 Dn， 细调次数 +1， 然后再转入步骤 II _; 如？ 小 于等于 P _†fiJ «， 则将转速增加 Dn， 然后细调次数加 1， 然后再转入步骤 II。

优化地， 设定值 A的是大于 0小于等于 20。

优化地， 设定值 B大于等于 4小于等于 10。

优化地， K值为恒风量曲线的斜率。

优化地， T值的长度设定为 I 实际转速-目标转速 I≤10持续 1分钟。 优化地， P 恒风量 f 最小静压、 ^ 中间静压、 P »ff对应的转速和功率计算公式为：

P 恒风量 =0.00041 xrpm2+l .7912x rpm -618；

P 最小静压= 0.0000028x rpm 3-0.0014x rpm 2+0.61 x rpm -50；

P 中间静压 =0.0000061 x rpm 3-0.0059x rpm 2-0.04x rpm +1020 ；

P 最大静压 =0.0000203 x rpm 3-0.0484x rpm 2+39.24x rpm -10595。

采用了本静压识别方法后产品在不同静压下的 风量在正常电压下经 过识别后， 室内机的输出风量偏差都在 ±5%以内； 非正常电压下， 室内机 的输出风量偏差也在 ±10%以内。 而无此功能的室内机， 在安装静压与设 计静压偏差较大的时候， 室内机的输出风量偏差高达 50%。 以前一种室内 机只能对应 2种静压， 比如最高静压为 lOOPa的机器， 只有 50Pa、 lOOPa 两种选择， 厂外安装设计风道的时候只能设计这两种静压 。 但采用本发明 后， 从 OPa到 lOOPa可以随意设计风道， 这样就减小的风道设计的难度， 由于识别过程为室内机全自动完成， 也减轻了厂外安装维修的工作量。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作 一简单地介绍， 显而易见 地， 下面描述中的附图是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员 来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附 图。 图 1是本发明的实施例 1的转速-功率曲线图。 具体实施方式 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本 发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描 述， 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例 ， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前 提 下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

实施例 1：

本实施例的自由静压风机的控制方法包括粗调 和细调两个流程， 其控 制步骤如下： 先进行粗调：

A: 设定直流风扇电机的恒风量、 最大静压值、 中间静压值、 最小静压 值；

B : 通电运行；

C: 直流风扇电机以固定转速 rpm运行， 运行稳定后， 测量直流风扇电 机的功率 P 实测， 根据公式 P 恒风量 =0.00041 X rpm2+1.7912 X rpm -618计算 此固定转速 rpm下的功率值， 同时根据公式：

P 最小静压= 0.0000028X rpm 3-0.0014x rpm 2+0.61 rpm -50 P 中间静压 =0.0000061 x rpm 3-0.0059x rpm 2-0.04x rpm +1020 P 最大静压 =0.0000203 x rpm 3-0.0484x rpm 2+39.24x rpm -10595

计算此转速 rpm下恒定风量的 P 最小静压、 Ρ Φ间静压、 Ρ 最大静压 ， 比较 Ρ 实测 和 Ρ Φ间静压， 如果 Ρ 实测小于 Ρ 中间静压， 再比较 Ρ实测和 Ρ 恒风量， 如果 Ρ 实测小于 Ρ 恒风量则进入步骤 G; 如果 Ρ 大于等于 P _†fi 风量则进入步骤 F; 如果？ 大于 等于 P 中间静压？ 再比较 P 和 P 恒风量 如果 小于 P 恒风量则进入步骤 H; 如果？ 大于等于 P 恒风量则进入步骤 I；

D: 将 P实测和 P 最小静压 X 85%比较， 如果大于， 报警并退出静压自动调 整， 如果小于进入步骤 F;

E: 将 P实测和 P 最小静压 X 115%比较， 如果大于， 报警并退出静压自动调 整， 如果小于进入步骤 F;

F: 计算 （P 实测 - P 最大静压^)占 (P 中间静压一 P 最大》 的份数比 DP— N, 然后计算 此转速下 P 和 P _†fi «的差值， 将差值的绝对值和设定值 A比较， 如果差 值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值大于等于设定值 A, 将转速虚拟 减小设定转速 B , 然后根据步骤 C计算 P 虚拟恒风量 f 虚拟最小 f 虚拟中间 f 虚拟最大再根 l¾ P 虚拟恒风量 P 虚拟最小 P 虚拟中间 P 虚拟最大 i† P 虚拟实测， P 虚拟实测 = ( P 虚拟中间 -P 虚拟最大） X DP— N+ P i拟最大， 然后计算 P 虚拟实测和 P i拟恒风量的差值， 将差值和设 定值 Α比较， 如果差值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值不小于设定 值 A, 则将转速再增加设定转速 B , 再重复计算 Ρ «««， 直到差值小于设 定值 Α;

G: 计算 （Ρ 实测 - Ρ 最大静压^)占 (Ρ 中间静压一 Ρ 最大静压)的份数比 DP— Ν， 然后计算 此转速下 Ρ 和 P _fi «的差值， 将差值的绝对值和设定值 A比较， 如果差 值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值大于等于设定值 A, 将转速虚拟 增加设定转速 B , 然后根据步骤 C计算 P 虚拟恒风量 f 虚拟最小 f 虚拟中间 f 虚拟最大再根 l¾ P 虚拟恒风量 P 虚拟最小 P 虚拟中间 P 虚拟最大 i† P 虚拟实测， P 虚拟实测 = ( P 虚拟中间 -P 虚拟最大） X DP— Ν+ Ρ _Λ 拟最大， 然后计算 Ρ 虚拟实测和 Ρ _Λ 拟恒风量的差值， 将差值和设 定值 Α比较， 如果差值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值不小于设定 值 A, 则将转速再增加设定转速 B , 再重复计算 P虚拟实测， 直到差值小 于设定值 A;

H: 计算 （P 实测 - P 中间静压 j占 (P 最小静压一 P 中间静压)的份数比 DP— N, 然后计算 此转速下 P 和 P _†fi «的差值， 将差值的绝对值和设定值 A比较， 如果差 值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值大于等于设定值 A, 将转速虚拟

定值 A比较， 如果差值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值不小于设定 值 A, 则将转速再增加设定转速 B , 再重复计算 Ρ «««， 直到差值小于设 定值 Α;

I： 计算 （Ρ 实测 - Ρ 中间静压 j占 (P 最小静压一 P 中间静压）的份数比 DP— N, 然后计算 此转速下？ 和？《 _¾ 的差值， 将差值的绝对值和设定值 A比较， 如果差 值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值大于等于设定值 A, 将转速虚拟

定值 Α比较， 如果差值小于设定值 A, 则调整结束； 如果差值不小于设定 值 A, 则将转速再增加设定转速 B, 再重复计算 Ρ «««， 直到差值小于设 定值 Α。

然后再进行细调：

I： 以粗调的转速运转；

II： 监测转速是否稳定， 如果转速稳定设定时间 Τ, 然后判断是否满 足以下三个条件 I ( Ρ 实测 -Ρ 恒风量 ) /Ρ 恒风量 | 2%或者 I ( Ρ 实测 -Ρ 恒风量 ) /Ρ 恒风量 1 5%且细调次数 3或者细调次数 5， 如果满足三个条件的任一个条件， 停止调节， 将此转速设定为高风档的转速； 如果三个条件都不满足， 就进 入步骤 III；

III： 判断 是否大于 P _†fi 风量， 如果大于则计算 Dn=2 X (P - P 恒风量）

/k， 然后将将转速降低 Dn， 细调次数 +1， 然后再转入步骤 II _; 如？ 小 于等于 P 'Bi«， 则将转速增加 Dn， 然后细调次数加 1， 然后再转入步骤 II。 K为恒风量曲线的斜率。

如图所示， 本实施例以 160机型为例：

图 1为本实施例的曲线图： ①恒风量曲线： 是在保证风量为固定值 （160机型为 39m ³ /h) 的基础 上转速与功率的关系曲线。

②最小静压曲线： 是在保证静压为固定值最小静压 （160机型为 OPa) 的基础上转速与功率的关系曲线。

③中间静压曲线： 是在保证静压为固定值中间静压（160机型为 60Pa) 的基础上转速与功率的关系曲线。

④最大静压曲线： 是在保证静压为固定值最大静压 160机型为 lOOPa) 的基础上转速与功率的关系曲线。

通过以上粗调、 细调 2步之后， 就能得到适应当前风道阻力特性的目 标转速 （即细调成功的转速） ， 把这个转速记录在控制基板的 EEPROM 中， 每次室内机上电后， CPU都会先从 EEPROM中读取这个目标转速， 然后以这个目标转速运转， 从而保证以后每次运行都能输出恒定的风量。 假如室内风道再次发生了改变， 那么可以再进行一次自动静压识别， 识别 后的转速会覆盖之前的转速。

实施例 2 :

本实施例和实施例 1的区别在于， 本实施例的设定值 A设定为 15， B 值设定为 4， 并且本实施例没有附加细调方法， 只进行权利要求 1的调节 方法即可。

实施例 3 :

本实施例和实施例 1的区别在于， 本实施例的设定值 A设定为 10， B 值设定为 10。

实施例 4

本实施例中， 控制基板 CPU通过测量电路采样获得供给电机的直流 电压值 V ^和供给电机的直流回路上的电流值 I 实测，则直流风扇电机的功 率 P 实测。 =V 实测 X I 实测。

最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说 明， 本领域的普通 技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修 改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不 使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的精神和范围。