[发明专利]精密空调及其控制方法

权利要求书

1.一种精密空调，包括：空调执行机构、压缩机、伺服电机、高精度空调控制器、传感器单元、状态输入输出装置，传感器单元、状态输入输出装置与高精度空调控制器相连，高精度空调控制器还分别与空调执行机构、伺服电机相连，压缩机与伺服电机相连，空调执行机构与压缩机相连，其中：

所述的压缩机为线性蜗旋压缩机即制冷或制热量与转速成线性关系的压缩机，线性蜗旋压缩机一方面与伺服电机相连，另一方面与空调执行机构相连，通过伺服电机调节线性蜗旋压缩机的转速，从而使空调执行机构实现制冷或制热量的实时准确调节；

所述的伺服电机是一种根据高精度空调控制器的控制信号以恒转矩调节压缩机的转速、转速范围实现0～几万转/分的电机，伺服电机包括伺服驱动器、速度装置、永磁电机，伺服驱动器与高精度空调控制器相连，速度装置、永磁电机分别与伺服驱动器相连，永磁电机与速度装置相连，压缩机与永磁电机相连，伺服驱动器根据高精度空调控制器的控制信号和速度装置的速度信号，通过内部运算实时调节永磁电机的转速，以驱动压缩机；

所述的高精度空调控制器包括温度信号输入单元、外部状态输入单元、开关信号输出单元、控制信号输出单元、运算单元，其中，温度信号输入单元与传感器单元相连，外部状态输入单元与状态输入输出装置相连，开关信号输出单元与空调执行机构的电磁四通阀相连，控制信号输出单元与伺服电机的伺服驱动器相连。

2.如权利要求1所述的一种精密空调，其特征在于：用户根据需求通过状态输入输出装置设定目标温度给高精度空调控制器。

3.如权利要求1所述的一种精密空调，其特征在于：传感器单元包括若干组温度传感器，安装于工作空间的多点位置，感应工作空间的实时温度，并输入给高精度空调控制器。

4.如权利要求1或2或3所述的一种精密空调，其特征在于：在压缩机和伺服电机之间连接有减速机，增加对压缩机的转矩。

5.一种精密空调的控制方法，包括以下步骤：通过传感器单元感应到室内的实时温度，通过状态输入输出装置用户根据需求设定目标控制温度，然后输入到高精度空调控制器，高精度空调控制器的外部状态输入单元接收状态输入输出装置中用户设定的温度，温度信号输入单元接收传感器单元感应到的温度信号，然后两者通过总线输入到运算单元，进行PID运算处理后，通过总线输出单元开关信号到开关信号输出单元，控制空调执行机构的电磁四通阀切换制冷或制热；输出模拟电压信号到控制信号输出单元驱动伺服电机，伺服电机根据此信号来调节压缩机的转速，实现对压缩机的实时调速，从而实现对空调执行机构的制冷或制热量的实时准确控制，实现高精度空调的调节。

6.如权利要求5所述的一种精密空调的控制方法，其特征在于：用户先通过状态输入输出装置输入一个目标温度值t0，并通过外部状态输入单元由总线输入到运算单元；传感器单元检测到实际的环境温度t，并将该温度信号通过温度信号输入单元由总线输入到运算单元，运算单元将检测的实际环境温度t和用户设定的温度t0通过数据运算做比较，当t-t0＞0时，通过开关信号输出单元控制空调执行机构的电磁四通阀的切换实施制冷，当t-t0＜0时，通过开关信号输出单元控制空调执行机构的电磁四通阀的切换实施制热；同时进行PID算法运算，通过控制信号输出单元输出一个PID控制值，并将该控制值以模拟信号0-10V或数字信号的方式传输给伺服电机，伺服电机的伺服驱动器根据控制信号输出单元的控制信号和速度装置的速度信号，通过内部运算实时调节永磁电机的转速，以驱动压缩机实现对压缩机的实时调速，当t-t0差值大时提高转速、t-t0差值小时降低转速，直到伺服电机维持一个较低的转速带动压缩机恰好补偿环境温差的热量损失，从而达到控制所需的目标值，实现高精度空调的闭环调节。