CN102865643B - 空调装置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调装置的控制方法，包括：根据空调区域的热获得量及空调装置的冷却能力值，及根据空调装置的冷却能力值与空调区域热获得量计算冷却效率，动态调整空调装置控制参数如空调装置启停、流量或温度的控制流程，使所述空调装置具有自动调整符合空调区域冷却需求的最小冷却能力，以提高空调系统和整体运转效率，达到节能的目的。
Description
技术领域
本发明有关一种控制方法，特别为一种应用于空调装置的空调节能控制方法。
背景技术
现有空调控制方法常使用空调装置的回风温度与设定的温度目标值的比较，作为控制环境条件的方法。当空调装置回风温度高于室内温度目标值时，会启动空调装置运转，一旦达到目标值，随即停止空调装置运转。直到空调回风温度高于目标值时，才会再次启动空调装置运转。此方法虽能达到设定的室内温度条件，但因室内设备的热量无法得知，便无法随室内设备的热量变化趋势进行更精准的控制，以至于室内环境温度容易因室内设备发热量变化过大而导致空调装置冷却能力控制不力，衍生如空调装置冷却能力过大或空调装置频繁启停的问题。故，现有的空调控制方法因无法预测下一个时段可能的空调负荷变化，以至于室内设备的热量大量释放时，不易精确地调整空调装置冷却能力，使得空调系统整体运转效率低下。
由此可见，上述习用方式仍有诸多缺失，实非一良善的设计，而亟待加以改良。
发明内容
本发明的目的即在于提供一种空调装置的控制方法，根据空调装置的冷却效率对空调装置进行启停、温度与流量参数变化的冷却能力调控。当冷却效率小于冷却效率设定范围下限值时，可动态停止空调装置运转或提高空调装置温度值或降低空调装置流速，以提升空调装置使用效率与整体能源效率。
本发明提供一种空调装置的控制方法，为能让读者更了解本发明的技术内容，特举计算机机房的空调箱以详尽说明本发明的发明概念。空调箱主要用以冷却计算机机房内信息设备所产生的热获得量，而信息设备的热获得量与信息设备的用电量成正相关，因此经由监测信息设备的用电量，可计算信息设备的热获得量。依据能量守恒定律，空调箱需提供信息设备等量的冷却容量，而空调箱依气冷或水冷型式的不同，可由监测的送风温度、及送风湿度、及回风温度、及回风湿度、及送风量或出水温度、及回水温度、及冰水流量信息计算得到空调箱的冷却能力。
为了使空调箱能以最小的冷却能力，达到信息设备的冷却需求，根据空调箱的冷却能力值与信息设备所产生的热获得量的比值定义为冷却效率。当冷却效率等于1时，表示信息设备所产生的热获得量可由空调箱完全带走，此时空调箱的冷却能力最小，空调箱冷却效率最高。当冷却效率大于1或冷却效率设定范围上限值时，表示空调箱的冷却能力已超过信息设备所产生的热获得量，因此可经由减少空调箱的压缩机运转台数或减少空调箱的送风量或提高空调箱的送风温度的方式，以降低空调箱的冷却能力。反之，当冷却效率小于1或冷却效率设定范围下限值时，表示信息设备所产生的热获得量已超过空调箱可提供的冷却能力，因此可经由增加空调箱的压缩机运转台数或提高空调箱的送风量或降低空调箱的送风温度的方式，以提高空调箱的冷却能力。
为达成上述发明目的，本发明提出一种空调装置的控制方法，包含有根据空调区域的热获得量及至少空调装置的冷却能力值；及依空调装置的冷却能力值与空调区域热获得量计算冷却效率，动态调整空调装置控制参数的控制流程；其中空调区域的热获得量通过分析设备用电的数据，计算转换成空调负载的热量而获得；其中空调装置的冷却能力是分析空调装置的进、出口流体状态计算的冷却能力；其中冷却效率控制流程是由设定的冷却效率设定范围，并依据热获得量与冷却能力计算的冷却效率，动态调整空调装置控制参数如空调装置启停、流量或温度等三种设定，使所述空调装置具有自动调整符合空调区域冷却需求的最小冷却能力，以提高空调系统和整体运转效率，达到节能的目的。
一种空调装置的控制方法，包含步骤：步骤一设定冷却效率设定范围；步骤二监测空调区域的发热源，以取得所述空调区域的热获得量；步骤三监测所述空调装置的冷却流体状态，以取得所述空调装置输出的冷却能力；步骤四根据步骤三的所述冷却能力与步骤二的所述热获得量计算所述冷却效率，并比较所述冷却效率与步骤一的所述冷却效率设定范围的关系，当所述冷却效率高于所述冷却效率设定范围上限值时，则降低所述空调装置的冷却能力；当所述冷却效率低于所述冷却效率设定范围下限值时，则提高所述空调装置的冷却能力；当所述冷却效率等于所述冷却效率设定范围时，则保持所述空调装置的冷却能力；以及步骤五调整空调控制参数，以控制所述空调装置的冷却能力，回到步骤三监测调整所述空调装置符合所述空调区域冷却需求的最小冷却能力。
空调装置的控制方法，其中另包括：监测所述空调区域的信息设备的用电量、照明灯具的用电量、人员数量或其组合，并计算所述空调区域的热获得量；监测所述空调装置的送风温度、送风相对湿度、回风温度、回风相对湿度及送风量信息，并计算所述空调装置实际冷却能力；监测所述空调装置的出水温度、回水温度、及冰水流量信息，以计算所述空调装置实际冷却能力；根据所述冷却效率调控所述空调装置的启停台数以改变所述空调装置的冷却能力；根据所述冷却效率调控所述空调装置的送风温度以改变所述空调装置的冷却能力；根据所述冷却效率调控所述空调装置的送风风量以改变所述空调装置的冷却能力；根据所述冷却效率调控所述空调装置的冰水温度以改变所述空调装置的冷却能力；以及根据所述冷却效率调控所述空调装置的冰水流量以改变所述空调装置的冷却能力。
所述空调装置是包括空调箱、计算机恒温恒湿空调机、冷风机、箱型冷气机、风车、水泵、冰水主机、冷却水塔或其组合。
本发明所提供的一种空调装置的控制方法，与其它惯用技术相互比较时，更具备下列优点：
1.本发明所提供的一种空调装置的控制方法，利用空调区域内的热获得量与空调装置输出的冷却能力进行冷却效率的计算，使空调装置具有自动调整冷却能力的功能。
2.本发明所提供的一种空调装置的控制方法，具有控制空调装置的启停台数，包含利用热获得量启动供给最小冷却能力的最适空调装置数量，避免启动过多的空调装置而浪费能源。
3.本发明所提供的一种空调装置的控制方法，具有控制空调装置的流量变化，包含在预测为热获得量尖峰时段，可快速供冷，满足热获得量尖峰时段的冷却需求；在预测为热获得量离峰时段，可低速供冷，避免在热获得量离峰时段供给过量冷能而浪费能源。
4.本发明所提供的一种空调装置的控制方法，具有控制空调装置的温度变化，包含在预测为热获得量尖峰时段，可低温供冷，满足热获得量尖峰时段的冷却需求；在预测为热获得量离峰时段，可高温供冷，避免在热获得量离峰时段供给过量冷能而浪费能源。
5.本发明具有提升扩充空调装置使用效率与整体能源效率的功能。
附图说明
图1为本发明空调装置的控制方法的流程图；
图2为本发明空调装置的控制方法的监测空调区域的发热源流程图；
图3为本发明空调装置的控制方法的计算空调区域的热获得量流程图；
图4为本发明空调装置的控制方法的监测空调装置的第一实施例冷却流体状态流程图；
图5为本发明空调装置的控制方法的调整空调装置的第一实施例控制参数流程图；
图6为本发明空调装置的控制方法的监测空调装置的第二实施例冷却流体状态流程图；
图7为本发明空调装置的控制方法的调整空调装置的第二实施例控制参数流程图。
附图标记说明：
10 设定冷却效率设定范围值
20 监测空调区域的发热源
201 监测信息设备的用电量
202 监测照明灯具的用电量
203 监测其它电力设备的用电量
204 监测空调区域的人员数量
21 计算空调区域的热获得量
211 计算信息设备的热获得量
212 计算照明灯具的热获得量
213 计算其它电力设备的热获得量
214 计算人员的热获得量
30 监测空调装置的冷却流体状态
301 监测送风温度
302 监测送风相对湿度
303 监测回风温度
304 监测回风相对湿度
305 监测送风风量
306 监测出水温度
307 监测回水温度
308 监测冰水流量
31 计算空调装置的冷却能力
40 计算冷却效率
41 判定冷却效率
411 降低空调装置的冷却能力
412 保持空调装置的冷却能力
413 提高空调装置的冷却能力
50 调整空调装置的控制参数
501 调整启停台数
502 调整送风温度
503 调整送风风量
504 调整冰水温度
505 调整冰水流量
具体实施方式
本发明是为提供一种空调装置的控制方法，利用空调区域内的热获得量与空调装置输出的冷却能力达到能量守恒，通过冷却效率计算的数值，间接控制空调装置的启停台数、流量、或温度的方式，改变空调装置输出的冷却能力，使空调装置具有自动调整冷却能力的功能，在预测为热获得量尖峰时段，即冷却效率低于设定范围下限时，可快速低温供冷，满足热获得量尖峰时段的冷却需求；在预测为热获得量离峰时段，即冷却效率低于设定范围上限时，可低速高温供冷，避免在热获得量离峰时段供给过量冷能而浪费能源，如此空调装置的使用效率与整体能源效率得以提升。实施方式请参阅下列图例说明。
请参阅图1至图5所示，是为本发明的空调装置的控制方法的流程图、监测空调区域的发热源流程图、计算空调区域的热获得量流程图、监测空调装置的冷却流体状态流程图、调整空调装置的控制参数流程图的第一实施例，图1包括步骤：设定冷却效率设定范围值10，监测空调区域的发热源20，再计算空调区域的热获得量21并监测空调装置的冷却流体状态30，根据监测空调装置的冷却流体状态30，计算空调装置的冷却能力31、根据计算空调区域的热获得量21与计算空调装置的冷却能力31，计算冷却效率40，再来比较设定冷却效率设定范围值10与计算冷却效率步骤40，判定冷却效率41，其中当冷却效率高于冷却效率设定范围上限值时，则降低空调装置的冷却能力411，当冷却效率低于冷却效率设定范围下限值时，则提高空调装置的冷却能力413；但当冷却效率等于冷却效率设定范围时，则保持空调装置的冷却能力412，根据比较结果，调整空调装置的控制参数50，而再回到步骤30。
其中计算冷却效率40的方式如下：
冷却能力/热获得量＝冷却效率
所述的监测空调区域的发热源20包括监测信息设备的用电量201、监测照明灯具的用电量202、监测其它电力设备的用电量203及监测空调区域的人员数量204；所述计算空调区域的热获得量21包括计算信息设备的热获得量211、及计算照明灯具的热获得量212、及计算其它电力设备的热获得量213、及计算人员的热获得量214；所述监测空调装置的冷却流体状态30包括监测送风温度301、及监测送风相对湿度302、及监测回风温度303、及监测回风相对湿度304、及监测送风风量305；所述调整空调装置的控制参数50包括调整启停台数501、及调整送风温度502、及调整送风风量503。
请参阅图1、图6以及图7所示，是为本发明的空调装置的控制方法的流程图、监测空调区域的发热源流程图、计算空调区域的热获得量流程图、冷却流体状态流程图、控制参数流程图的第二实施例图1包括步骤：设定冷却效率设定范围值10，并监测空调区域的发热源20，计算空调区域的热获得量21，监测空调装置的冷却流体状态30，依根据监测空调装置的冷却流体状态30，计算空调装置的冷却能力31，依根据计算空调区域的热获得量22与计算空调装置的冷却能力31，计算冷却效率40，再来比较设定冷却效率设定范围值10与计算冷却效率步骤40，判定冷却效率41，其中若当冷却效率高于冷却效率设定范围上限值时，则降低空调装置的冷却能力411，及若当冷却效率低于冷却效率设定范围下限值时，则提高空调装置的冷却能力413，但当冷却效率等于冷却效率设定范围时，则保持空调装置的冷却能力412，根据比较结果，调整空调装置的控制参数50，而回到步骤30。
所述的监测空调区域的发热源20包括监测信息设备的用电量201、监测照明灯具的用电量202、监测其它电力设备的用电量203及监测空调区域的人员数量204；所述计算空调区域的热获得量21包括计算信息设备的热获得量211、及计算照明灯具的热获得量212、及计算其它电力设备的热获得量213、及计算人员的热获得量214；所述监测空调装置的冷却流体状态30包括监测出水温度306、及监测回水温度307、及监测冰水流量308；所述调整空调装置的控制参数50包括调整启停台数501、及调整冰水温度504、及调整冰水流量505。
综上所述，为本发明的较佳实施例，其非局限本发明的专利保护范围，故本发明说明书及附图内容所做的合理变化，均皆包含于本发明的权利保护范围内，给予陈明。
Claims (3)
1.一种空调装置的控制方法，其特征在于，包含步骤：
步骤一、设定冷却效率设定范围；
步骤二、监测空调区域的发热源，以取得所述空调区域的热获得量；
步骤三、监测所述空调装置的冷却流体状态，以取得所述空调装置输出的冷却能力；
步骤四、根据步骤三的所述冷却能力与步骤二的所述热获得量计算所述冷却效率，并比较所述冷却效率与步骤一的所述冷却效率设定范围的关系，当所述冷却效率高于所述冷却效率设定范围上限值时，则降低所述空调装置的冷却能力；当所述冷却效率低于所述冷却效率设定范围下限值时，则提高所述空调装置的冷却能力；当所述冷却效率等于所述冷却效率设定范围时，则保持所述空调装置的冷却能力；以及
步骤五、调整空调控制参数，以控制所述空调装置的冷却能力，回到步骤三监测调整所述空调装置符合所述空调区域冷却需求的最小冷却能力。
2.如权利要求第1项所述的空调装置的控制方法，其特征在于，另包括：
监测所述空调区域的信息设备的用电量、照明灯具的用电量、人员数量或其组合，并计算所述空调区域的热获得量；
监测所述空调装置的送风温度、送风相对湿度、回风温度、回风相对湿度及送风量信息，并计算所述空调装置实际冷却能力；
监测所述空调装置的出水温度、回水温度、及冰水流量信息，以计算所述空调装置实际冷却能力；
根据所述冷却效率调控所述空调装置的启停台数以改变所述空调装置的冷却能力；
根据所述冷却效率调控所述空调装置的送风温度以改变所述空调装置的冷却能力；
根据所述冷却效率调控所述空调装置的送风风量以改变所述空调装置的冷却能力；
根据所述冷却效率调控所述空调装置的冰水温度以改变所述空调装置的冷却能力；以及
根据所述冷却效率调控所述空调装置的冰水流量以改变所述空调装置的冷却能力。
3.如权利要求第1项所述的空调装置的控制方法，其特征在于，所述的空调装置包括空调箱、计算机恒温恒湿空调机、冷风机、箱型冷气机、风车、水泵、冰水主机、冷却水塔或其组合。
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