CN104728987A - 空调控制参数的调整方法及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调控制参数的调整方法及一空调系统，该调整方法包含有：a建立一控制参数与功耗对照表；b确认一目标输出功率；c确认该目标输出功率下是否仅有一较佳操作点；d当仅有一较佳操作点时，调整至该较佳操作点；e当有超过一较佳操作点时，根据一检索程序计算并选取其中一较佳操作点，并调整至选取的较佳操作点。本发明根据该控制参数与功耗对照表，调整空调系统中各元件的控制参数，使该空调系统的消耗功率是于该确认的目标输出功率下的最低值，以此节省电能消耗。

Description

空调控制参数的调整方法及空调系统

技术领域

本发明提供一调整空调控制参数的方法及空调系统，尤指一种于低消耗功率下的空调控制参数的调整方法及空调系统。

背景技术

空调系统用于调整温度与维持空气的流通的系统，一般而言，常安装于室内或一般交通工具之类的密闭空间或空气不易流通的空间中，以调整室内温度及保持空气流通，让使用者于该空间中能感到舒适。

一般的空调系统中，包含有压缩机、冷凝风扇及鼓风机等加强空气对流与调整温度的元件，而各元件对于空调系统输出效能的影响程度不相同，因此如何调整各元件，以达到一特定的输出功率，来控制室内温度，是一重要的课题。

空调系统调控温度的现有技术，先于实验室中，针对各种不同的元件的控制参数(如转速或工作周期)进行测试实验，例如，分别调整该空调系统的压缩机、冷凝风扇跟鼓风机的转速或工作周期，并同时将各元件的控制参数及目前空调系统的输出功率一并记录下来。并根据此纪录的数据建立出一份控制参数与输出功率的对照表。当使用者对该空调系统设定一特定输出功率后，该空调系统即以该特定输出功率读取该对照表中对应该输出功率的各元件的控制参数，并调整各元件的控制参数，让空调系统的输出功率达到该特定输出功率，以达到调整室内温度的目的。

但现有技术仅根据输出功率与各元件的控制参数来建立对照表，并未进一步对空调系统消耗功率做测量。如此，虽然可以让空调系统运转一段时间后使室内温度到达所设定的空调温度，但却无法得知运转过程中的消耗功率。若空调系统设置于一具有固定电能总量的环境下(如电动车辆)，而为维持长时间的温度控制，则势必得控制运转时的消耗功率多寡。故现有技术的空调系统中各元件的控制参数的调整方法有必要做进一步的改良。

发明内容

有鉴于既有空调系统于控制空调温度时并未考虑运转时消耗功率而可能造成消耗过多电能的缺点，本发明提供一种空调控制参数的调整方法及空调系统，使空调系统中各元件的控制参数可于每一特定输出功率范围内，均调整至最少系统消耗功率时的控制参数，以解决消耗功率过大的问题。

为达成上述发明目的所采取的技术手段是令前述的空调控制参数的调整方法包含有以下步骤：

建立一控制参数与功耗对照表，包含空调系统中各元件的控制参数、空调系统的消耗功率及输出功率；

确认一目标输出功率；

根据该控制参数与功耗对照表确认该目标输出功率下是否仅有一个较佳操作点；

当该目标输出功率下仅有一个较佳操作点时，调整各元件的控制参数至该较佳操作点；及

当该目标输出功率下有超过一个较佳操作点时，根据一检索程序计算并选取其中一较佳操作点，并调整各元件的控制参数至选取的较佳操作点。

此外，为达上述发明目的所采取的技术手段是令前述的空调系统包含有一压缩机、一鼓风机、一冷凝风扇、及一与该压缩机、该鼓风机及该冷凝风扇电连接的控制器，该控制器分别控制各元件的控制参数，且包含有：

一储存单元，储存有一控制参数与功耗对照表，该控制参数与功耗对照表包含空调系统中各元件的控制参数、空调系统的消耗功率以及空调系统的输出功率；

一处理单元，用于确认一目标输出功率，并根据该控制参数与功耗对照表确认该目标输出功率下是否仅有一个较佳操作点；当该目标输出功率下仅有一个较佳操作点时，调整各元件的控制参数至该较佳操作点；当该目标输出功率下有超过一个较佳操作点时，根据一检索程序计算并选取其中一较佳操作点，并调整各元件的控制参数至选取的较佳操作点；及

其中该较佳操作点是该确认的目标输出功率下最低消耗功率对应的各元件的控制参数。

本发明所建立的控制参数与功耗对照表包含有空调系统中各元件的控制参数、该空调系统的消耗功率以及该空调系统的输出功率。由于空调系统的元件包含有压缩机、鼓风机及冷凝风扇，故该些元件的控制参数指该些元件的转速或工作周期。本发明根据该控制参数与功耗对照表，调整各元件的控制参数，使该空调系统依所设定的目标输出功率进行运转时，令该空调系统的消耗功率于该目标输出功率下最低值。

但若于该目标输出功率下具有多组的控制参数所对应的空调系统的消耗功率均是最低值，则根据该检索程序，计算并选取一组控制参数，即较佳操作点。据此，本发明确能进一步节省电能消耗，以克服现有技术无法判断消耗功率的问题。

附图说明

图1为本发明空调系统的示意图。

图2为本发明空调系统的功能方块图。

图3为本发明检索方法的流程图。

图4为本发明检索程序的流程图。

附图标记

10控制器

20压缩机    21四通换向阀

30鼓风机    31蒸发器

40冷凝风扇  41冷凝器

50膨胀阀

具体实施方式

以下配合图示及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

请参阅图1及图2所示本发明的空调系统，其包含有一控制器10、一压缩机20、一四通换向阀21、一鼓风机30、一蒸发器31、一冷凝风扇40、一冷凝器41及一膨胀阀50。其中具有控制参数的元件为该压缩机20、该鼓风机30及该冷凝风扇40，而该控制参数为各元件的转速或工作周期。

该控制器10电连接至该压缩机20、该鼓风机30及该冷凝风扇40，并包含有一储存单元11及一处理单元12；其中该储存单元11中储存有一控制参数与功耗对照表。该处理单元12用于确认一目标输出功率，并根据该控制参数与功耗对照表确认该目标输出功率下是否仅有一个较佳操作点。该较佳操作点是该目标输出功率下最低消耗功率对应的各元件的控制参数，然，可能会有多组的控制参数均对应至该目标输出功率下最低消耗功率。故，当该目标输出功率下仅具有一个较佳操作点时，则调整各元件的控制参数至该较佳操作点。而当该目标输出功率下具有超过一个的较佳操作点时，则根据一检索程序计算并选取其中一较佳操作点作为目标操作点，并调整各元件的控制参数至该目标操作点。举例来说，该目标输出功率指一被使用者调整后的该空调系统的输出功率。

在本较佳实施例中，该控制参数与功耗对照表记录了空调系统中各元件在各种不同的控制参数下分别对应的空调系统的输出功率与消耗功率。举例来说，若一空调系统的输出功率是900W，消耗功率是1000W，而其中一元件的转速是1000rpm，另一元件的工作周期是30%。该控制参数与功耗对照表是通过不断的实验结果，并记录下各元件的控制参数、对应的空调系统消耗功率及输出功率，以于该空调系统使用时，根据输出功率找出该输出功率下最低消耗功率时所对应的各元件的控制参数。

当该处理单元12执行该检索程序时，固定各元件的控制参数，并分别调整其中一元件的控制参数。当目前输出功率调整为目标输出功率时，计算该元件的控制参数的变动百分比，并将该变动百分比记录为该元件的敏感系数。当只调整该元件的控制参数无法使目前输出功率调整为目标输出功率时，将该元件的敏感系数纪录为无限大。并进一步分别计算各较佳操作点与目前输出功率对应各元件的控制参数的变化百分比。然后分别将各元件的控制参数的变化百分比分别除以各元件此次对应的敏感系数后加总，且将各较佳操作点对应的总和分别纪录为各较佳操作点的元件变化度，并自所计算出的多个元件变化度中选取最低元件变化度所对应的较佳操作点。但每次的目前输出功率与目标输出功率皆不相同，因此每次均须要重新计算的各元件的敏感系数，故每次使用该检索程序选取目标输出功率下的较佳操作点时，均需要计算出此次各元件的敏感系数。

此外，亦可于该控制参数与功耗对照表建立后，根据该控制参数与功耗对照表中记录的结果，先行确认各种不同的目标输出功率是否仅有一较佳操作点。若其中一目标输出功率下具有多个较佳操作点时，针对该目标功率分别对各种不同的目前输出功率执行该检索程序，分别于各种不同的目前输出功率调整至该目标功率时，计算并选取出一较佳操作点后，将该较佳操作点、目前输出功率及目标输出功率均纪录在该控制参数与功耗对照表中，使本发明在调整空调系统的输出功率时，无论调整至哪一目标输出功率，在该控制参数与功耗对照表中，各元件的控制参数仅具有一较佳操作点。换句话说，即是针对每一目前输出功率与每一目标输出功率，预先计算并挑选出一较佳操作点，使目前输出功率调整至目标输出功率时，仅有一较佳操作点。

举例来说，各元件的敏感系数的计算方式如下，目前输出功率对应的各元件的控制参数为该压缩机20的转速，1000rpm、该鼓风机30的工作周期，20%，及该冷凝风扇40的工作周期，30%。先固定该鼓风机及该冷凝风扇的控制参数，并调整该压缩机20的控制参数从1000rpm至1100rpm时，该空调系统的输出功率由目前输出功率调整为目标输出功率，而该压缩机20此次的敏感系数为(1100-1000)/1000=10%。并进一步利用此方法计算出该鼓风机30此次的敏感系数，(40-20)/20=100%，及该冷凝风扇40此次的敏感系数，(50-30)/30=66.7%。

举例来说，各较佳操作点的元件变化度的计算方式如下，目前输出功率对应的各元件的控制参数是(1000,20,30)，而目标输出功率对应的多个较佳操作点是(1200,60,50)及(1500,30,40)，则各较佳操作点的元件变化度的计算系：

a.(1200-1000)/1000×(1/10%)+(60-20)/20×(1/100%)+(50-30)/30×(1/66.7%)=4.99

b.(1500-1000)/1000×(1/10%)+(30-20)/20×(1/100%)+(40-30)/30×(1/66.7%)=5.99

根据以上计算可得知，该较佳操作点(1200,60,50)具有较低的元件变化度，故选取该较佳操作点(1200,60,50)。

此外，请参考图3所示；本发明进一步提供了一种空调控制参数的调整方法，该空调控制参数的调整方法包含有以下步骤：

建立一控制参数与功耗对照表，包含空调系统中各元件的控制参数、空调系统的消耗功率及输出功率301；

确认一目标输出功率302；

根据该控制参数与功耗对照表确认该目标输出功率下是否仅有一个较佳操作点303；

当该目标输出功率下仅有一个较佳操作点时，调整各元件的控制参数至该较佳操作点304；及

当该目标输出功率下有超过一个较佳操作点时，根据一检索程序计算并选取其中一较佳操作点305，并调整各元件的控制参数至选取的较佳操作点306。

进一步而言，请参考图4所示；该空调控制参数的调整方法中的检索程序包含有以下步骤：

固定各元件的控制参数S401；

分别调整其中一元件的控制参数S402；

当目前输出功率调整为目标输出功率时，计算该元件的控制参数的变动百分比，并将该元件的控制参数的变动百分比纪录为该元件的敏感系数S403；

当只调整该元件的控制参数无法使目前输出功率调整为目标输出功率时，将该元件的敏感系数纪录为无限大S404；

分别计算各较佳操作点与目前输出功率对应各元件的控制参数的变化百分比S405；

分别将各元件的控制参数的变化百分比分别除以各元件的敏感系数后加总，并将加总后的总和分别纪录为各较佳操作点的元件变化度S406；及

自所计算出的多个元件变化度中选取最低元件变化度所对应的较佳操作点S407。

本发明利用该控制参数与功耗对照表，找出于目标输出功率下最低消耗功率所对应的各元件的控制参数作为较佳操作点，使该空调系统于使用时，能运作于最低消耗功率下，以减少能量的消耗，以此降低空调系统的负载。进一步而言，本发明于该较佳操作点不止一个时，利用一检索程序选取一个较佳操作点，通过于选取较佳操作点时加入该敏感系数的考量，使该空调系统中各元件可在最小幅度的变化下，完成该空调系统输出功率的调整，进一步维持了该空调系统的操作稳定性。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域相关技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种空调控制参数的调整方法，其特征在于，所述调整方法包含有以下步骤：

a建立一控制参数与功耗对照表，包含有一空调系统中各元件控制参数、空调系统的消耗功率及输出功率；

b确认一目标输出功率；

c根据所述控制参数与功耗对照表确认所述目标输出功率下是否仅有一个较佳操作点；

d当所述目标输出功率下仅有一个较佳操作点时，调整各元件的控制参数至所述较佳操作点；及

e当所述目标输出功率下有超过一个较佳操作点时，根据一检索程序计算并选取其中一较佳操作点，并调整各元件的控制参数至选取的较佳操作点。

2.根据权利要求1所述的空调控制参数的调整方法，其特征在于，所述步骤e的检索程序包含有以下步骤：

e1固定各元件的控制参数；

e2分别调整其中一元件的控制参数；

e3当目前输出功率调整为所述目标输出功率时，计算所述元件的控制参数的变动百分比，并将所述元件的控制参数的变动百分比纪录为所述元件的敏感系数；

e4分别计算各较佳操作点与目前输出功率对应各元件的控制参数的变化百分比；

e5分别将各元件的控制参数的变化百分比分别除以各元件的敏感系数后加总，并将加总后的总和分别纪录为各较佳操作点的元件变化度；及

e6自所计算出的多个元件变化度中选取最低元件变化度所对应的较佳操作点。

3.根据权利要求2所述的空调控制参数的调整方法，其特征在于，所述步骤e3中，当只调整所述元件的控制参数无法使目前输出功率调整为目标输出功率时，将所述元件的敏感系数纪录为无限大。

4.一种空调系统，包含有一压缩机、一鼓风机、一冷凝风扇、及一与所述压缩机、所述鼓风机及所述冷凝风扇电连接的控制器，其特征在于，所述控制器分别控制各元件的控制参数，且包含有：

一储存单元，储存有一控制参数与功耗对照表，所述控制参数与功耗对照表包含空调系统中各元件的控制参数、空调系统的消耗功率以及空调系统的输出功率；

一处理单元，用于确认一目标输出功率，并根据所述控制参数与功耗对照表确认所述目标输出功率下是否仅有一个较佳操作点；当所述目标输出功率下仅有一个较佳操作点时，调整各元件的控制参数至所述较佳操作点；当所述目标输出功率下有超过一个较佳操作点时，根据一检索程序计算并选取其中一较佳操作点，并调整各元件的控制参数至选取的较佳操作点；及

其中所述较佳操作点是所述确认的目标输出功率下最低消耗功率对应的各元件的控制参数。

5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述控制器的处理单元进一步固定各元件的控制参数，并分别调整其中一元件的控制参数；当目前输出功率调整为所述目标输出功率时，计算所述元件的控制参数的变动百分比，并将所述变动百分比记录为所述元件的敏感系数；并进一步分别计算各较佳操作点与目前输出功率对应各元件的控制参数的变化百分比，然后分别将各元件的控制参数的变化百分比分别除以各元件此次对应的敏感系数后加总，且将各较佳操作点对应的总和分别纪录为各较佳操作点的元件变化度，并自所计算出的多个元件变化度中选取最低元件变化度所对应的较佳操作点。

6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述控制器的处理单元于固定各元件的控制参数，并分别调整其中一元件的控制参数时，只调整所述元件的控制参数无法使目前输出功率调整为目标输出功率时，将所述元件的敏感系数纪录为无限大。