CN102620383A - 空调设备的控制方法和装置、以及空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调设备的控制方法和装置、以及空调系统，该方法包括：步骤S101，将蒸发器的出水温度与预定的目标温度进行比较，确定空调设备的压缩机的目标负荷值；步骤S103，根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的负荷值的变化量；步骤S105，根据确定的变化值调整空调设备的压缩机的当前负荷值。本发明通过采集蒸发器回水温度并由此得到目标负荷，从而根据目标负荷调整压缩机的负荷，能够以更加准确的参照来合理地调整空调压缩机的工作方式，避免频繁调整压缩机，使得系统性能的发挥更加稳定，保证压缩机的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电器设备领域，并且特别地，涉及一种空调设备的控制方法和装置、以及空调系统。
背景技术
通常，风冷冷水机组能量控制采用水温(出水或者回水)作为目标控制量，将压缩机按照4段进行调节控制，25％或者33％作为启动开始能量段，运行1-2分钟后进入50％能量段，然后根据实际水温与目标水温差值作为增减载控制量，调整机组运行在25％--100％之间能量状态，从而调节压缩机运行在不同能量状态段；部分负荷条件下，容易出现需求和压缩机运行状态不能匹配，造成压缩机频繁在不同能量段调节，甚至出现压缩机频繁开停，造成水温波动，长时间运行在此状态，造成压缩机寿命缩短，机械磨损加剧。机组部分负荷性能不能更好发挥，系统性能发挥不充分，机组的能效一般，不能发挥到最佳状态。
针对相关技术中对空调设备的压缩机调节不合理的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中对空调设备的压缩机调节不合理的问题，本发明提出一种空调设备的控制方法和装置、以及空调系统，能够合理地调整空调压缩机的工作方式，避免频繁调整，使得系统性能的发挥更加稳定，保证压缩机的使用寿命。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的实施例，提供了一种空调设备的控制方法。
该方法包括：步骤S101，将蒸发器的出水温度与预定的目标温度进行比较，确定空调设备的压缩机的目标负荷值；步骤S103，根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的负荷值的变化量；步骤S105，根据确定的变化值调整空调设备的压缩机的当前负荷值。
该方法可进一步包括：启动空调设备的压缩机，并使启动的压缩机以预定的初始负荷值进行工作。
其中，在空调设备具有多个压缩机的情况下，优先启动累计运行时间最短的压缩机。
此外，确定空调设备的负荷值的变化量包括：根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的压缩机的当前负荷值需要增加的百分比。
此外，根据确定的变化值调整空调设备的当前负荷值包括：判断确定的变化量的绝对值是否大于预定的变化量阈值；在判断结果为是的情况下，以变化量阈值调整空调设备的压缩机的当前负荷值；在判断结果为否的情况下，以确定的变化量调整空调设备的压缩机的当前负荷值。
此外，以预定周期执行步骤S101至S103，其中，对于每个周期，将根据该周期内的确定变化量调整后的压缩机的负荷值作为下一周期内空调设备的当前负荷值。
此外，在空调设备具有多个压缩机的情况下，如果空调设备的压缩机的当前负荷值为目前已经启动的所有压缩机的最大负荷值之和，并且确定的空调设备的负荷值的变化量表示需要进一步增大空调设备的压缩机的当前负荷值，则启动多个压缩机中未启动的压缩机，其中，优先启动累计运行时间最短的压缩机。
另外，在空调设备的多个压缩机处于启动状态的情况下，确定的空调设备的负荷值的变化量表示需要减小空调设备的压缩机的当前负荷值，则优先减小累计运行时间最长的压缩机的负荷。
根据本发明的另一方面，提供了一种空调设备的控制装置。
该装置包括：第一确定模块，将蒸发器的出水温度与预定的目标温度进行比较，确定空调设备的压缩机的目标负荷值；第二确定模块，根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的负荷值的变化量；调整模块，根据确定的变化值调整空调设备的压缩机的当前负荷值。
该装置可进一步包括：启动控制模块，用于启动空调设备的压缩机，并使启动的压缩机以预定的初始负荷值进行工作，其中，在空调设备具有多个压缩机的情况下，启动控制模块优先启动累计运行时间最短的压缩机。
其中，第二确定模块用于根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的压缩机的当前负荷值需要增加的百分比。
此外，调整模块用于判断确定的变化量的绝对值是否大于预定的变化量阈值；在判断结果为是的情况下，调整模块以变化量阈值调整空调设备的压缩机的当前负荷值；在判断结果为否的情况下，调整模块以确定的变化量调整空调设备的压缩机的当前负荷值。
另外，第一确定模块、第二确定模块以及调整模块以预定周期工作，其中，对于每个周期，第二确定模块将根据该周期内的确定变化量调整后的压缩机的负荷值作为下一周期的空调设备的当前负荷值。
该装置可进一步包括：
启动控制模块，其中，在空调设备具有多个压缩机的情况下，如果空调设备的压缩机的当前负荷值为目前已经启动的所有压缩机的最大负荷值之和，并且确定的空调设备的负荷值的变化量表示需要进一步增大空调设备的压缩机的当前负荷值，则启动控制模块启动多个压缩机中未启动的压缩机，其中，启动控制模块优先启动累计运行时间最短的压缩机。
进一步地，启动控制模块在空调设备的多个压缩机处于启动状态的情况下，如果确定的空调设备的负荷值的变化量表示需要减小空调设备的压缩机的当前负荷值，则启动控制模块优先减小累计运行时间最长的压缩机的负荷。
根据本发明的再一方面，提供了一种空调系统。
该系统包括：空调设备，具有多个压缩机；空调设备的控制装置，控制装置包括：第一确定模块，将蒸发器的出水温度与预定的目标温度进行比较，确定空调设备的压缩机的目标负荷值；第二确定模块，根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的负荷值的变化量；调整模块，根据确定的变化值调整空调设备的压缩机的当前负荷值，其中，调整模块通过增加/减小已开启的压缩机的负荷、和/或开启/关闭压缩机来调整空调设备的压缩机的负荷值。
本发明通过采集蒸发器回水温度并由此得到目标负荷，从而根据目标负荷调整压缩机的负荷，能够以更加准确的参照来合理地调整空调压缩机的工作方式，避免频繁调整压缩机，使得系统性能的发挥更加稳定，保证压缩机的使用寿命。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是根据本发明实施例的空调设备的控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的空调设备的控制方法的详细执行过程的流程图；
图3是根据本发明实施例的空调设备的控制方法的具体执行过程的流程图；
图4是根据本发明实施例的空调设备的控制方法的自动和手动控制设置过程的流程图；
图5是根据本发明实施例的空调设备的控制方法中调整压机的详细过程的流程图；
图6是根据本发明实施例的空调设备的控制装置的框图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种空调设备的控制方法。
如图1所示，包括：
步骤S101，将蒸发器的出水温度与预定的目标温度进行比较，确定空调设备的压缩机的目标负荷值；
步骤S103，根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的负荷值的变化量；
步骤S105，根据确定的变化值调整空调设备的压缩机的当前负荷值。
该方法可以进一步包括：
启动空调设备的压缩机，并使启动的压缩机以预定的初始负荷值进行工作。其中，在空调设备具有多个压缩机的情况下，可以优先启动累计运行时间最短的压缩机。
在确定空调设备的负荷值的变化量时，可以根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的压缩机的当前负荷值需要增加的百分比。
此外，在根据确定的变化值调整空调设备的当前负荷值时，可以判断确定的变化量的绝对值是否大于预定的变化量阈值；在判断结果为是的情况下，以变化量阈值调整空调设备的压缩机的当前负荷值；在判断结果为否的情况下，以确定的变化量调整空调设备的压缩机的当前负荷值。这样，就能够避免以较大的幅度调整压缩机的负荷，从而出现反复调节的问题，能够更快地让压缩机的工作状态趋于平稳。在实际应用中，由于取得的变化量可以是一个百分比值，可以将变化量阈值设置为5％，也可以是其他值，从而在保证调整精度的同时，提高调整的效率，避免反复增加和减小压缩机的负荷
对于机组负荷，可以采用比例微分积分(PID)控制模块中的算法，来输出值(0-1000*N)；压机目标负荷为：机组负荷/运行的压缩机数量M；压机实际负荷为Loading Demand(0-1000)；变化量(偏差)就等于：(压机目标负荷-压机实际负荷)/1000，其取值为(0％-100％)。
在实际应用中，可以以预定周期执行步骤S101至S103，其中，对于每个周期，将根据该周期内的确定变化量调整后的压缩机的负荷值作为下一周期内空调设备的当前负荷值。
此外，在空调设备具有多个压缩机的情况下，如果空调设备的压缩机的当前负荷值为目前已经启动的所有压缩机的最大负荷值之和，并且确定的空调设备的负荷值的变化量表示需要进一步增大空调设备的压缩机的当前负荷值，则启动多个压缩机中未启动的压缩机，其中，优先启动累计运行时间最短的压缩机。
类似地，在空调设备的多个压缩机处于启动状态的情况下，确定的空调设备的负荷值的变化量表示需要减小空调设备的压缩机的当前负荷值，则优先减小累计运行时间最长的压缩机的负荷，如果一个压缩机的负荷已经非常低了，则在进一步减小负荷值时，可以将该压缩机关闭。
通过以上描述可以看出，本发明采用反馈式能量增减载技术，通过通讯协议监控压缩机运行状态，判断压缩机运行功率与需求功率，控制增减载速度，避免压缩机能量调节急剧变化，提高机组运行稳定性和可靠性。
对于控制方案，主要采用压缩机能力调节(依据压缩机计算能量地址位进行调节)。
通常，压缩机控制采用ModBus Network通讯方式，以回水温度(或者出水温度)设定值为目标值，出水温度为调节对象，通过PLC的PID计算得出增量，将能量负荷(当前能量状态+增量)写给压缩机进行能力调节。
压缩机采用逐台启动方式控制，按照运行时间长短有启动优先级判断决策，运行时间短的压机先启，运行时间长的压缩机先停。
压缩机启动时先以50％的能量状态运行5分钟(或其他时间长度)，然后进入PID调节。未有开启后滞机和关闭已开机命令时，压缩机以PID计算的能量状态进行能量调节。
在实现本发明的过程时，需要进行增机头控制，该过程是指后续压缩机进入运行，适用于双机头以上机型，即，适用于多压缩机的场景。
增加机头条件包括：
1、有未起且无故障的压缩机
2、已启压缩机的能量状态≥95％持续1分钟，则认为在运行的压缩机已满载
3、已启压缩机能量状态＜95％，期望功率-实际功率≥5KW，持续2分钟，则认为已启压缩机满载
4、已启压缩机满载，实际水温≥设定水温+1.5℃，持续5分钟，则允许启动滞后机
5、后滞压缩机启动后按照50％负荷运行5分钟后，同原运行压缩机一起进入PID能量调节。
6、后滞压机启动后、或待起压机未起时出现故障且无其他待起压机时，机头增信号清除
此外，相应地，在实现本发明的方案时，还会用到减机头控制，该过程是指在启压缩机停止运行，适用于双机头以上机型。
减机头条件包括：
1、出水温度≤设定温度
2、所有已开压机的实际功率≤喘振功率*1.05
3、已开压缩机数量≥2
4、以上状态同时满足且持续60秒
并且，在已开压机停止后将机头减信号清除。
在只有1台压缩机工作时，如果(出水温度≤设定温度-停机温差)，则直接停机，如果(出水温度≥设定温度+启动温差)，并且压缩机停止时间超过5分钟，压缩机才能再次开启。
如图2所示，每个压缩机(机头)对应一个回路，以1号(1#)压缩机(也简称为压机)为例，其处理过程为：如果1号压缩机启动，则判断1号回路是否预警，如果是，则限制增载并根据水温决定是否增机；如果没有预警，则判断1号压机的符合是否大于或等于95％(也可以是其他值)，并根据持续时间判断是否需要增机。此外，对于2号至N号压缩机，同样采用类似的判断方式。
如果1号回路要求增机，则判断是否可以选择1号，并且可以判断是否可以选择其他压机，并选择运行时间最短的压机开启。其中，如果每个压机(回路)启动，则将“增加机头标志”复位。
如图3所示，在停机时，可以根据出水温度是否小于设定的停机温度、以及运行的压缩机数量、实际功率等条件来进行。
如图4所示，在设置能量调节时，可以设置为自动调节和手动调节，如果是手动调节，则需要输入密码才能够进行调整；如果是自动调节，则需要确定机头符合地址以及增量，从而发送指令到对应的压缩机。
如图5所示，在调节压缩机的负荷值时，需要根据变差的大小来确定实际负荷调整的增量。
根据本发明的实施例，还提供了一种空调设备的控制装置。
如图6所示，该控制装置包括：
第一确定模块61，将蒸发器的出水温度与预定的目标温度进行比较，确定空调设备的压缩机的目标负荷值；
第二确定模块62，根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的负荷值的变化量；
调整模块63，根据确定的变化值调整空调设备的压缩机的当前负荷值。
该装置可以进一步包括：
启动控制模块(未示出)，用于启动空调设备的压缩机，并使启动的压缩机以预定的初始负荷值进行工作，其中，在空调设备具有多个压缩机的情况下，启动控制模块优先启动累计运行时间最短的压缩机。
其中，第二确定模块62用于根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的压缩机的当前负荷值需要增加的百分比。
此外，调整模块63用于判断确定的变化量的绝对值是否大于预定的变化量阈值；在判断结果为是的情况下，调整模块63以变化量阈值调整空调设备的压缩机的当前负荷值；在判断结果为否的情况下，调整模块63以确定的变化量调整空调设备的压缩机的当前负荷值。
第一确定模块61、第二确定模块62以及调整模块63以预定周期工作，其中，对于每个周期，第二确定模块63将根据该周期内的确定变化量调整后的压缩机的负荷值作为下一周期的空调设备的当前负荷值。也就是说，在每个周期，都会根据出水温度进行一次温度判断，之后确定目标负荷值，之后调整负荷，从而实现了多步调节，并且，结合变化量阈值的判断，能够对压缩机进行多步骤的小幅度调节，避免压缩机受损，同时也避免反复调节压缩机。
此外，在空调设备具有多个压缩机的情况下，如果空调设备的压缩机的当前负荷值为目前已经启动的所有压缩机的最大负荷值之和，并且确定的空调设备的负荷值的变化量表示需要进一步增大空调设备的压缩机的当前负荷值，则启动控制模块启动多个压缩机中未启动的压缩机，其中，启动控制模块优先启动累计运行时间最短的压缩机。另一方面，在空调设备的多个压缩机处于启动状态的情况下，如果确定的空调设备的负荷值的变化量表示需要减小空调设备的压缩机的当前负荷值，则启动控制模块优先减小累计运行时间最长的压缩机的负荷。
根据本发明的实施例，还提供了一种空调系统。
该系统包括：空调设备，具有多个压缩机；
空调设备的控制装置，控制装置包括：第一确定模块，将蒸发器的出水温度与预定的目标温度进行比较，确定空调设备的压缩机的目标负荷值；第二确定模块，根据目标负荷值以及空调设备的压缩机的当前负荷值，确定空调设备的负荷值的变化量；调整模块，根据确定的变化值调整空调设备的压缩机的当前负荷值，其中，调整模块通过增加/减小已开启的压缩机的负荷、和/或开启/关闭压缩机来调整空调设备的压缩机的负荷值。
该系统的具体运行原理已经在之前进行了描述，这里不再重复。
综上所述，本发明利用反馈式能量增减载控制技术(本发明可用于磁悬浮中央空调)，通过通讯协议监控压缩机运行状态，判断压缩机运行功率与需求功率，控制增减载速度，避免压缩机能量调节急剧变化，实现压缩机能量控制与实际能量需求之间的平衡，将机组运行状态和实际需求建立对应关系，提高机组运行稳定性和可靠性，避免了压缩机能量调节的急剧变化、频繁起停的风险，提高了机组运行可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种空调设备的控制方法，其特征在于，包括：
步骤S101，将蒸发器的出水温度与预定的目标温度进行比较，确定所述空调设备的压缩机的目标负荷值；
步骤S103，根据所述目标负荷值以及所述空调设备的压缩机的当前负荷值，确定所述空调设备的负荷值的变化量；
步骤S105，根据确定的所述变化值调整所述空调设备的压缩机的当前负荷值。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，进一步包括：
启动所述空调设备的压缩机，并使启动的所述压缩机以预定的初始负荷值进行工作。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述空调设备具有多个压缩机的情况下，优先启动累计运行时间最短的压缩机。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，确定所述空调设备的负荷值的变化量包括：
根据所述目标负荷值以及所述空调设备的压缩机的当前负荷值，确定所述空调设备的压缩机的当前负荷值需要增加的百分比。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据确定的所述变化值调整所述空调设备的当前负荷值包括：
判断确定的所述变化量的绝对值是否大于预定的变化量阈值；
在判断结果为是的情况下，以所述变化量阈值调整所述空调设备的压缩机的当前负荷值；在判断结果为否的情况下，以确定的所述变化量调整所述空调设备的压缩机的当前负荷值。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，以预定周期执行所述步骤S101至S103，其中，对于每个周期，将根据该周期内的确定变化量调整后的压缩机的负荷值作为下一周期内所述空调设备的当前负荷值。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述空调设备具有多个压缩机的情况下，如果所述空调设备的压缩机的当前负荷值为目前已经启动的所有压缩机的最大负荷值之和，并且确定的所述空调设备的负荷值的变化量表示需要进一步增大所述空调设备的压缩机的当前负荷值，则启动所述多个压缩机中未启动的压缩机，其中，优先启动累计运行时间最短的压缩机。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述空调设备的多个压缩机处于启动状态的情况下，确定的所述空调设备的负荷值的变化量表示需要减小所述空调设备的压缩机的当前负荷值，则优先减小累计运行时间最长的压缩机的负荷。
9.一种空调设备的控制装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，将蒸发器的出水温度与预定的目标温度进行比较，确定所述空调设备的压缩机的目标负荷值；
第二确定模块，根据所述目标负荷值以及所述空调设备的压缩机的当前负荷值，确定所述空调设备的负荷值的变化量；
调整模块，根据确定的所述变化值调整所述空调设备的压缩机的当前负荷值。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，进一步包括：
启动控制模块，用于启动所述空调设备的压缩机，并使启动的所述压缩机以预定的初始负荷值进行工作，其中，在所述空调设备具有多个压缩机的情况下，所述启动控制模块优先启动累计运行时间最短的压缩机。
11.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述第二确定模块用于根据所述目标负荷值以及所述空调设备的压缩机的当前负荷值，确定所述空调设备的压缩机的当前负荷值需要增加的百分比。
12.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述调整模块用于判断确定的所述变化量的绝对值是否大于预定的变化量阈值；在判断结果为是的情况下，所述调整模块以所述变化量阈值调整所述空调设备的压缩机的当前负荷值；在判断结果为否的情况下，所述调整模块以确定的所述变化量调整所述空调设备的压缩机的当前负荷值。
13.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述第一确定模块、所述第二确定模块以及所述调整模块以预定周期工作，其中，对于每个周期，所述第二确定模块将根据该周期内的确定变化量调整后的压缩机的负荷值作为下一周期的所述空调设备的当前负荷值。
14.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，进一步包括：
启动控制模块，其中，在所述空调设备具有多个压缩机的情况下，如果所述空调设备的压缩机的当前负荷值为目前已经启动的所有压缩机的最大负荷值之和，并且确定的所述空调设备的负荷值的变化量表示需要进一步增大所述空调设备的压缩机的当前负荷值，则所述启动控制模块启动所述多个压缩机中未启动的压缩机，其中，所述启动控制模块优先启动累计运行时间最短的压缩机。
15.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，进一步包括：
启动控制模块，在所述空调设备的多个压缩机处于启动状态的情况下，如果确定的所述空调设备的负荷值的变化量表示需要减小所述空调设备的压缩机的当前负荷值，则所述启动控制模块优先减小累计运行时间最长的压缩机的负荷。
16.一种空调系统，其特征在于，包括：
空调设备，具有多个压缩机；
空调设备的控制装置，所述控制装置包括：
第一确定模块，将蒸发器的出水温度与预定的目标温度进行比较，确定所述空调设备的压缩机的目标负荷值；
第二确定模块，根据所述目标负荷值以及所述空调设备的压缩机的当前负荷值，确定所述空调设备的负荷值的变化量；
调整模块，根据确定的所述变化值调整所述空调设备的压缩机的当前负荷值，其中，所述调整模块通过增加/减小已开启的压缩机的负荷、和/或开启/关闭压缩机来调整所述空调设备的压缩机的负荷值。
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