CN105953369B - 一种变频空调控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种变频空调控制方法及装置,在室内负荷较轻时,能够减小室内温度的波动,实现对室内温度的平稳控制,在室内负荷较重时,可保证室内温度能够快速达到设定温度。方法包括:确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值时,获取室内温度在当前检测时刻的前一控制周期内的变化量以及压缩机在前一控制周期内的运行频率;根据室内温度在前一控制周期内的变化量、压缩机在前一控制周期内的运行频率,确定单位温度变化量对应的频率值;根据单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制压缩机运行,预设规则包括:压缩机的运行频率与单位温度变化量对应的频率值正相关。本发明适用于空调控制技术领域。

Description

一种变频空调控制方法及装置
技术领域
本发明涉及空调控制技术领域,尤其涉及一种变频空调控制方法及装置。
背景技术
变频空调采用变频控制技术控制压缩机的供电频率,实现对压缩机转速的调节,进而依靠调节压缩机转速实现对空调器换热能力的控制,最终达到控制室温的目的。
现有技术中,通常根据当前室内温度与设定温度的温差以及该温差在控制周期内的变化量,得到压缩机运行频率的增量值,进而将该增量值与当前压缩机的运行频率的和作为下一个控制周期压缩机频率的目标命令值,在下一个控制周期控制压缩机以该目标指令值运行。由于运行频率的增量值是根据当前室内温度与设定温度的温差以及该温差在控制周期内的变化量得到的一个固定值,与当前压缩机的运行频率没有关系,因此,在压缩机运行频率较高和较低两种不同的情形下,如果室内温度与设定温度的温差以及该温差在控制周期内的变化量相同,得到的运行频率增量值即相同。这样一来,在室内负荷较轻时,由于压缩机的运行频率较小,该运行频率增量值所带来的压缩机运行频率的变化相对较大,导致室内温度波动较大;而在室内负荷较重时,由于压缩机的运行频率较大,该运行频率增量值所带来的压缩机运行频率的变化相对较小,对室内温度的改变就略显不足,导致室内温度到达设定温度的时间大大延长或者室内温度无法达到设定温度。
综上,现有的变频空调控制方法在室内负荷较轻时,会使室内温度波动较大,在室内负荷较重时,对室内温度的改变略有不足,导致室内温度到达设定温度的时间大大延长或者室内温度无法达到设定温度。
发明内容
为此,本发明的实施例提供一种变频空调控制方法及装置,以至少解决上述现有技术存在的问题,在室内负荷较轻时,能够减小室内温度的波动,实现对室内温度的平稳控制,在室内负荷较重时,可保证室内温度能够快速达到设定温度。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
第一方面,提供一种变频空调控制方法,包括:
确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值时,获取室内温度在当前检测时刻的前一控制周期内的变化量以及压缩机在所述前一控制周期内的运行频率;
根据室内温度在所述前一控制周期内的变化量、所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率,确定单位温度变化量对应的频率值;
根据所述单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制所述压缩机运行,所述预设规则包括:所述压缩机的运行频率与所述单位温度变化量对应的频率值正相关。
第二方面,提供一种变频空调的控制装置,包括:获取单元、确定单元、控制单元;
所述获取单元,用于确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值时,获取室内温度在当前检测时刻的前一控制周期内的变化量以及压缩机在所述前一控制周期内的运行频率;
所述确定单元,用于根据室内温度在所述前一控制周期内的变化量、所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率,确定单位温度变化量对应的频率值;
所述控制单元,用于根据所述单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制所述压缩机运行,所述预设规则包括:所述压缩机的运行频率与所述单位温度变化量对应的频率值正相关。
基于本发明实施例提供的变频空调控制方法,在确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值时,获取室内温度在前一控制周期内的变化量以及压缩机在前一控制周期内的运行频率,并根据室内温度在前一控制周期内的变化量、压缩机在前一控制周期内的运行频率,确定单位温度变化量对应的频率值,进而根据单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则控制压缩机运行,具体而言,控制压缩机的运行频率随单位温度变化量对应的频率值的增大而增大、减小而减小。可见,与现有技术不同,本发明实施例提供的变频空调控制方法,不再使用根据室内温度与设定温度的温差值及该温差在控制周期内的变化量得到运行频率增量值来控制压缩机的运行频率,而是根据单位温度变化量对应的频率值控制压缩机运行,由于单位温度变化量对应的频率值的大小能够反映房间的负荷情况,因而基于本发明实施例的方案,能够在室内负荷较轻时减小室内温度的波动,实现对室内温度的平稳控制,在室内负荷较重时确保室内温度能够达到设定温度。具体而言,在单位温度变化量对应的频率值较小时,也即室内负荷较轻时,控制压缩机以较低的运行频率运行,如此即可适当限制空调的输出能力,从而确保其对室内温度的改变较小,最终使得室内温度的波动较小,实现对室内温度的平稳控制;在单位温度变化量对应的频率值较大时,也即室内负荷较重时,控制压缩机以较高的运行频率运行,如此即可提高空调的输出能力,确保其对室内温度的改变足够大,使得室内温度能够达到设定温度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述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为变频空调的工作原理示意图;
图2为本发明实施例提供的一种变频空调控制方法的流程示意图一;
图3为检测时刻与控制周期说明示意图;
图4为本发明实施例提供的一种变频空调控制方法的流程示意图二;
图5为本发明实施例提供的一种变频空调控制方法的流程示意图三;
图6为本发明实施例提供的一种变频空调控制方法的流程示意图四;
图7为本发明实施例提供的一种变频空调控制方法的流程示意图五;
图8为本发明实施例提供的一种变频空调控制装置的组成示意图一;
图9为本发明实施例提供的一种变频空调控制装置的组成示意图二;
图10为本发明实施例提供的一种变频空调控制装置的组成示意图三;
图11为本发明实施例提供的一种变频空调控制装置的组成示意图四;
图12为本发明实施例提供的一种变频空调控制装置的组成示意图五。
具体实施方式
需要说明的是,为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案,在本发明下述各实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分,本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。
另外,还需说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。本领域普通技术人员可以理解,本申请实施例中示出的示例为本发明为便于读者理解所作的示意性的说明,并不构成对本发明的限定。
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。
为便于理解本发明实施例中的技术方案,首先对变频空调及其工作原理进行简要介绍:
变频空调是相对传统的定频空调而言的,传统的定频空调采用220V/50Hz的交流电作为供电电源。由于供电频率不能改变,传统的定频空调的压缩机转速基本不变,同时制冷剂的流量也基本不变,因此定频空调的制冷/制热量是固定的,其只能依靠不断地开、停压缩机来调整室内温度。而变频空调增加了逆变器,通过逆变器可改变压缩机供电频率,实现对压缩机转速的调节,控制制冷量/制热量连续变化,因此能够快速适应室内负荷变化。
参见图1,变频空调包括室内机和室外机,主要部件有室内机控制器1、室外机控制器2、逆变器3、压缩机6、四通阀4、蒸发器9、冷凝器5等。工作时,室内机控制器1收到制冷指令信号后,通过检测装置(图未示)检测室内外信号,如室内外温度等,并根据检测信号产生对应的指令信号,控制室内风扇10、室外机控制器2等部件。室外机控制器2接收到指令信号后,根据指令信号控制逆变器3将工频市电转换为频率可调的交流电源,供给压缩机6的电机以驱动压缩机6运转。压缩机6运转后,抽取存储器7中低温低压的气态制冷剂,将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的过热气体并排出,高温高压的过热气体经四通阀4换向后,流入冷凝器5中,经冷凝器5的冷却后由气态转化为液态,液态制冷剂经电子膨胀阀8或毛细管(图未示)节流降压后进入蒸发器9进行汽化,吸收热量,使得周围空气的温度下降,室内风扇10将冷空气吹入室内,即可将空调产生的冷量传递给室内空气,降低室内温度。而液态制冷剂汽化后变为低温低压的气态制冷剂,经由四通阀4换向后回流至存储器7,开始下一轮循环。当变频空调工作一定时间,室温接近设定温度时,室内机控制器1即会向室外机控制器2传输减小压缩机6转速的指令信号,室外机控制器2降低逆变器的工作频率,使压缩机6的转速降低,从而降低空调器的制冷能力,使室内温度维持在设定值。
图2所示为本发明实施例提供的一种变频空调控制方法的流程示意图,如图2所示,所述方法包括步骤S201-S203:
S201、变频空调控制装置确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值时,获取室内温度在当前检测时刻的前一控制周期内的变化量以及压缩机在前一控制周期内的运行频率。
其中,变频空调控制装置具体可配置在空调室内机控制器中,所述设定温度指用户通过空调遥控器或空调室内机控制面板设定的目标温度。
所述第一预设阈值用以判断当前室内温度是否接近设定温度,具体而言,若当前检测时间检测到的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值,则表示室内温度与设定温度相差较远;否则,若内温度与设定温度的差值小于第一预设阈值,则表示室内温度与设定温度较为接近。第一预设阈值具体可根据经验获得,本发明实施例对此不作具体限定。
其中,当前检测时刻的前一控制周期指当前检测时刻之前的一个控制周期,即当前检测时刻的前一检测时刻到当前检测时刻组成的控制周期;相应的,所述室内温度在前一控制周期内的变化量即指当前检测时刻的室内温度与前一检测时刻的室内温度的差值。具体的,结合图3进行说明,假设图中tn为当前检测时刻,tn-1为当前检测时刻的前一检测时刻,则当前检测时刻的前一检测时刻tn-1到当前检测时刻tn组成的控制周期Tn-1即为当前检测时刻的前一控制周期。进一步的,假设当前检测时刻的室内温度为Ta(n),前一检测时刻的室内温度为Ta(n-1),且空调当前处于制冷模式,则ΔT(n)即表示室内温度在前一控制周期内的变化量。
需要说明的是,为叙述简便,在本发明实施例的后续叙述中,将当前检测时刻的前一控制周期简称为前一控制周期,如无特殊说明,本发明实施例中所述的前一控制周期均指当前检测时刻的前一控制周期。
值得说明的是,室内温度与设定温度的差值以及室内温度在前一控制周期内的变化量在制冷模式和制热模式下的计算方式有所区别。具体而言,制冷模式下,室内温度与设定温度的差值以及室内温度在前一控制周期内的变化量可分别通过如下所示的公式(1)和公式(2)计算:
E=Ta(n)-Ts 公式(1)
ΔT(n)=Ta(n-1)-Ta(n) 公式(2)
制热模式下,室内温度与设定温度的差值以及室内温度在前一控制周期内的变化量可分别通过如下所示的公式(3)和公式(4)计算:
E=Ts-Ta(n) 公式(3)
ΔT(n)=Ta(n)-Ta(n-1) 公式(4)
以上公式中,E表示室内温度与设定温度的差值,Ts表示设定温度,Ta(n)表示当前检测时刻的室内温度,Ta(n-1)表示前一检测时刻的室内温度,ΔT(n)表示室内温度在前一控制周期内的变化量。
S202、变频空调控制装置根据室内温度在前一控制周期内的变化量、压缩机在前一控制周期内的运行频率,确定单位温度变化量对应的频率值。
其中,所述单位温度变化量对应的频率值表示室内温度变化一度所对应的压缩机的运行频率值。具体的,单位温度变化量对应的频率值可根据如下所示的公式(5)计算:
式中,β表示单位温度变化量对应的频率值,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,ΔT(n)表示室内温度在前一控制周期内的变化量。
可以理解,若单位温度变化量对应的频率值较大,则室内温度变化一度所需的压缩机的运行频率也就较大,说明此时房间的负荷较重;反之,若单位温度变化量对应的频率值较小,则室内温度变化一度所需的压缩机的运行频率也就较小,说明此时房间的负荷较轻。即,单位温度变化量对应的频率值的大小能够反映房间的负荷情况,该值越大表示房间的负荷越重,该值越小表示房间的负荷越轻。
可以理解,为确保对室内温度的实时监控,控制周期会设置的较小,在这样一个较短的时间段内,房间的负荷及房间室内外环境,如温度、湿度、风速等,可近似地认为是不变的,因此可认为这段时间内,空调的室内外工况是相对稳定的。同时,在这段时间内,压缩机运行频率点附近的频率所对应的空调输出能力基本相同,这样一来,可认为压缩机运行频率每变化1Hz所引起的室温的变化量相同。基于这一结论,相邻两个控制周期内,室内温度每变化一度所需要的压缩机的运行频率值相同,也即相邻两个控制周期内单位温度变化量对应的频率值是相同的。这样,即可通过室内温度在当前检测时刻的前一控制周期内的变化量以及压缩机在该前一控制周期内的运行频率计算得到单位温度变化量对应的频率值,通过该值估计当前室内负荷情况,进而在当前检测时刻的下一控制周期根据室内负荷情况控制压缩机的运行频率。
其中,当前检测时刻的下一控制周期指当前检测时刻之后的一个控制周期,即当前检测时刻到当前检测时刻的下一检测时刻组成的控制周期。示例性的,继续参考图3,假设图中tn+1为当前检测时刻的下一检测时刻,则当前检测时刻tn到当前检测时刻的下一检测时刻tn+1组成的控制周期Tn+1即为当前检测时刻的下一控制周期。
需要说明的是,为叙述简便,在本发明实施例的后续叙述中,将当前检测时刻的下一控制周期简称为下一控制周期,如无特殊说明,本发明实施例中所述的下一控制周期均指当前检测时刻的下一控制周期。
S203、变频空调控制装置根据单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制压缩机运行。
其中,所述预设规则包括:压缩机的运行频率与单位温度变化量对应的频率值正相关。即,控制压缩机的运行频率随单位温度变化量对应的频率值的增大而增大、减小而减小。
具体而言,在单位温度变化量对应的频率值较小时,也即室内负荷较轻时,控制压缩机以较低的运行频率运行,如此即可适当限制空调的输出能力,从而确保其对室内温度的改变较小,最终使得室内温度的波动较小,实现对室内温度的平稳控制;在单位温度变化量对应的频率值较大时,也即室内负荷较重时,控制压缩机以较高的运行频率运行,如此即可提高空调的输出能力,确保其对室内温度的改变足够大,使得室内温度能够快速达到设定温度。
本发明实施例的一种可选的实现方式中,如图4所示,变频空调控制装置根据单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制压缩机运行(即步骤S203),具体可以包括步骤S203a1-S203a2:
S203a1、变频空调控制装置根据单位温度变化量对应的频率值以及预存的第一对应关系,确定压缩机在当前检测时刻的下一控制周期内的第一目标运行频率。
其中,预存的第一对应关系为单位温度变化量对应的频率值与压缩机目标运行频率与之间的对应关系。
示例性的,第一对应关系具体可以如表1所示。表中,β表示单位温度变化量对应的频率值,F(n+1)表示压缩机的运行频率,n1>n2>n3>n4>n5,m1>m2>m3>m4>m5>m6。
表1
β ≥n1 [n2,n1) [n3,n2) [n4,n3) [n5,n4) <n5
F(n+1) m1 m2 m3 m4 m5 m6
S203a2、变频空调控制装置在下一控制周期控制压缩机以第一目标运行频率运行。
本发明实施例的另一种可选的实现方式中,如图5所示,变频空调控制装置根据单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制压缩机运行(即步骤S203),具体可以包括步骤S203b1-S203b3:
S203b1、变频空调控制装置根据单位温度变化量对应的频率值以及预存的第二对应关系,确定室内温度在下一控制周期内的目标变化量。
其中,所述预存的第二对应关系为单位温度变化量对应的频率值与室内温度在下一控制周期内的目标变化量之间的对应关系。
示例性的,第二对应关系具体可以如表2所示。表中,β表示单位温度变化量对应的频率值,ΔT'(n+1)表示室内温度在下一控制周期内的目标变化量,n1>n2>n3>n4>n5,x1>x2>x3>x4>x5>x6。
表2
β ≥n1 [n2,n1) [n3,n2) [n4,n3) [n5,n4) <n5
ΔT'(n+1) x1 x2 x3 x4 x5 x6
S203b2、变频空调控制装置根据室内温度在下一控制周期内的目标变化量、单位温度变化量对应的频率值以及第一预设公式,确定压缩机在下一控制周期内的第二目标运行频率。
其中,第一预设公式包括如下所示的公式(6):
F2(n+1)=β×ΔT'(n+1) 公式(6)
式中,F2(n+1)表示第二目标运行频率,β表示单位温度变化量对应的频率值,ΔT'(n+1)表示室内温度在下一个控制周期内的目标变化量。
根据前述分析,可知相邻两个控制周期内单位温度变化量对应的频率值是相同的。因此,可利用室内温度在前一控制周期内的变化量以及压缩机在前一控制周期内的运行频率计算得到前一控制周期内单位温度变化量对应的频率值,并预存单位温度变化量对应的频率值与下一控制周期室内温度目标变化量的对应关系,通过该对应关系以及计算得到的单位温度变化量对应的频率值确定室内温度在下一控制周期的目标变化量,进而根据该目标变化量以及单位温度变化量对应的频率值计算得到下一控制周期所需的压缩机运行频率。
S203b3、变频空调控制装置在下一控制周期控制压缩机以第二目标运行频率运行。
可选的,上述方案中,在执行步骤S203b2之前,还可以包括步骤S203b4:
S203b4、变频空调控制装置判断室内温度在前一控制周期内的变化量是否大于0且小于第二预设阈值。
若室内温度在前一控制周期内的变化量大于0且小于第二预设阈值,则执行步骤S203b2。也即,在室内温度在前一控制周期内的变化量较小时,根据室温变化量及压缩机运行频率,结合公式(5),计算得到单位温度对应的频率值,进而根据单位温度对应的频率值,结合公式(6),计算得到压缩机在下一控制周期内的目标运行频率,在下一控制周期根据该目标运行频率控制压缩机运转。
若室内温度在前一控制周期内的变化量大于第二预设阈值,说明室内温度的变化量较大,此时,则可执行如下所示的步骤S203b5-S203b7:
S203b5、若室内温度在前一控制周期内的变化量大于或等于第二预设阈值,变频空调控制装置获取室内温度在前一控制周期的上一控制周期内的变化量、压缩机在前一控制周期的上一控制周期内的运行频率。
S203b6、根据室内温度在前一控制周期内的变化量、室内温度在前一控制周期的上一控制周期内的变化量、室内温度在下一控制周期内的目标变化量、压缩机在前一控制周期内的运行频率、压缩机在前一控制周期的上一控制周期内的运行频率以及第二预设公式,确定压缩机在下一控制周期内的第三目标运行频率。
其中,第二预设公式包括如下所示的公式(7)和(8):
F3(n+1)=F(n)+ΔF 公式(7)
式中,F3(n+1)表示第三目标运行频率,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,ΔF表示压缩机的运行频率增量值,F(n-1)表示压缩机在前一控制周期的上一控制周期内的运行频率,ΔT(n)表示室内温度在前一控制周期内的变化量,ΔT(n-1)表示室内温度在前一控制周期的上一控制周期内的变化量,ΔT'(n+1)表示室内温度在下一控制周期内的目标变化量。
S203b7、变频空调控制装置在下一控制周期控制压缩机以第三目标运行频率运行。
即,当室内温度在前一控制周期内的变化量较大时,根据温差变化量、压缩机运行频率差值以及室内温度目标变化量,结合公式(8),计算得到运行频率增量值,进而根据运行频率增量值,结合公式(7),计算得到压缩机在下一控制周期内的目标运行频率,在下一控制周期根据该目标运行频率控制压缩机运转。
在相邻的两个控制周期内,即使空调的工况相近,压缩机在不同运行频率下对应的制冷/制热能力仍存在些许差异,以上方案中,基于压缩机运行频率增量值计算压缩机在下一控制周期的目标运行频率,相比于前述直接根据压缩机运行频率计算压缩机在下一控制周期的目标运行频率,能够减少不同运行频率点制冷/制热能力略有不同带来的影响,对于室内温度控制更为精准。
应当了解,上述所述方案为本发明实施例基于在相对较短的时间内不同的运行频率点制冷/制热能力仍略有不同而提供的一种替换方案,在实际实现时还可采用其他方案,本发明对此不作具体限定。
优选的,本发明实施例提供的变频空调控制方法还可进一步包括步骤S203b8-S203b9:
S203b8、若室内温度在前一控制周期内的变化量小于或等于0,变频空调控制装置根据压缩机在前一控制周期内的运行频率以及第三预设公式,确定压缩机在下一控制周期内的第四目标运行频率。
其中,第三预设公式包括如下所示的公式(9):
F4(n+1)=k×F(n) 公式(9)
式中,F4(n+1)表示第四目标运行频率,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,k为大于1的常数。
需要说明的是,本领域技术人员可以理解,第四目标运行频率不超过压缩机所允许的最高运行频率。
S203b9、变频空调控制装置在下一控制周期控制压缩机以第四目标运行频率运行。
可以理解,若室内温度在前一控制周期内的变化量小于或等于0,则表示控制压缩机以前一控制周期内的运行频率运行未能使室内温度降低(制冷)/升高(制热),说明此时室内负荷突然变重,并且超过了空调当前的输出,因此需控制压缩机以更高的频率运行。基于上述方案,可在室内负荷突然变重时,控制压缩机以更高的频率运行,从而达到调节室内温度的目的。
另外,还需要说明的是,当室内温度在前一控制周期内的变化量小于或等于0,除采用上述所示的公式(9)之外,也可采用其他公式确定压缩机的目标运行频率,只要能使压缩机在下一控制周期的目标频率增加即可,本发明实施例对此不作具体限定。例如,也可采用如下所示的公式(10)计算:
F(n+1)=F(n)+FX 公式(10)
式中,F(n+1)表示压缩机的目标运行频率,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,FX表示运行频率的固定增量。
应当理解,上述两种方案为本发明实施例基于对“室内负荷突然变重”这一特殊情况的考虑而提供的具体的实现方式,并不构成对本发明的限定。
可选的,为使室内温度能够快速到达设定温度,实现快速制冷/制热,可根据压缩机的目标运行频率的大小对室内风机的风速进行限制,以进一步提升空调输出能力。
具体而言,如图6所示,本发明实施例提供的变频空调控制方法还可进一步包括步骤S204a-S204b:
S204a、若变频空调控制装置确定目标运行频率大于第一频率,控制室内风机以第一风速运转。
S204b、若变频空调控制装置确定目标运行频率小于第一运行频率且大于第二频率,控制室内风机以不低于第二风速的风速运转。
其中,第二频率小于第一频率,第二风速小于第一风速。
类似的,也可通过对室外风机的风速进行限制,以使室内温度快速到达设定温度,实现快速制冷/制热,即,如图7所示,本发明实施提供的变频空调控制方法还可以包括步骤S205a-S205b:
S205a、若变频空调控制装置确定目标运行频率大于第三频率,控制室外风机以第三风速运转。
S205b、若变频空调控制装置确定目标运行频率小于第三运行频率且大于第四频率,控制室外风机以不低于第四风速的风速运转。
其中,第四频率小于第三频率,第四风速小于第三风速。
优选的,为减少室内温度的波动幅度,实现对室内温度的平稳控制,本发明实施例提供的变频空调控制方法在确定室内温度接近设定温度后,以室内温差与设定温差的温差值为输入对压缩机运行频率进行PID控制。
具体而言,本发明实施例提供的变频空调控制方法还可以包括步骤S206-S208:
S206、变频空调控制装置确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值小于或等于第一预设阈值时,获取前一检测时刻的室内温度与设定温度的差值。
S207、变频空调控制装置根据当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值、前一检测时刻的室内温度与设定温度的差值、压缩机在前一控制周期内的运行频率以及第四预设公式,确定压缩机在下一控制周期内的第五目标运行频率。
其中,第四预设公式包括如下所示的公式(11)和(12):
F5(n+1)=F(n)+ΔF 公式(11)
ΔF=Kp×[E(n)-E(n-1)]+Ki×E(n) 公式(12)
式中,F5(n+1)表示第五目标运行频率,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,ΔF表示运行频率增量值,E(n)表示当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值,E(n)表示前一检测时刻的室内温度与设定温度的差值,Kp表示比例因子,Ki表示积分因子。
S208、变频空调控制装置在下一控制周期控制压缩机以第五目标运行频率运行。
基于上述方案,当室内温度接近设定温度后,以室内温差与设定温差的温差值为输入对压缩机运行频率进行PID控制,可减少室内温度的波动幅度,实现对室内温度的平稳控制。
本领域技术人员应当了解,上述方案为本发明实施例为减少室内温度与设定温度较为接近的情况下室内温度的波动幅度,而提供的具体实现方式,在实际实现时还可以采用其他方案达到这一目的,本发明实施例对此不作具体限定。
基于本发明实施例提供的变频空调控制方法,在确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值时,获取室内温度在前一控制周期内的变化量以及压缩机在前一控制周期内的运行频率,并根据室内温度在前一控制周期内的变化量、压缩机在前一控制周期内的运行频率,确定单位温度变化量对应的频率值,进而根据单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则控制压缩机运行,具体而言,控制压缩机的运行频率随单位温度变化量对应的频率值的增大而增大、减小而减小。可见,与现有技术不同,本发明实施例提供的变频空调控制方法,不再使用根据室内温度与设定温度的温差值及该温差在控制周期内的变化量得到运行频率增量值来控制压缩机的运行频率,而是根据单位温度变化量对应的频率值控制压缩机运行,由于单位温度变化量对应的频率值的大小能够反映房间的负荷情况,因而基于本发明实施例的方案,能够在室内负荷较轻时减小室内温度的波动,实现对室内温度的平稳控制,在室内负荷较重时确保室内温度能够达到设定温度。具体而言,在单位温度变化量对应的频率值较小时,也即室内负荷较轻时,控制压缩机以较低的运行频率运行,如此即可适当限制空调的输出能力,从而确保其对室内温度的改变较小,最终使得室内温度的波动较小,实现对室内温度的平稳控制;在单位温度变化量对应的频率值较大时,也即室内负荷较重时,控制压缩机以较高的运行频率运行,如此即可提高空调的输出能力,确保其对室内温度的改变足够大,使得室内温度能够达到设定温度。
基于上述方案,本发明实施例还提供了一种变频空调控制装置80,如图8所示,包括获取单元801、确定单元802、控制单元803。
其中,获取单元801,用于确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值时,获取室内温度在当前检测时刻的前一控制周期内的变化量以及压缩机在前一控制周期内的运行频率。
确定单元802,用于根据室内温度在前一控制周期内的变化量、压缩机在前一控制周期内的运行频率,确定单位温度变化量对应的频率值。
控制单元803,用于根据单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制压缩机运行。
其中,所述预设规则包括:压缩机的运行频率与单位温度变化量对应的频率值正相关。
本发明实施例的一种可选的实现方式中,如图9所示,本发明实施例提供的变频空调控制装置80中,控制单元803具体可以包括:第一确定模块8031、第一控制模块8032。
其中,第一确定模块8031,用于根据单位温度变化量对应的频率值以及预存的第一对应关系,确定压缩机在当前检测时刻的下一控制周期内的第一目标运行频率。
第一控制模块8032,用于在下一控制周期,控制压缩机以第一目标运行频率运行。
其中,预存的第一对应关系为单位温度变化量对应的频率值与压缩机目标运行频率与之间的对应关系。
本发明实施例的另一种可选的实现方式中,如图10所示,控制单元803具体可以包括:第二确定模块8033、第二控制模块8034。
其中,第二确定模块8033,用于根据单位温度变化量对应的频率值以及预存的第二对应关系,确定室内温度在当前检测时刻的下一控制周期内的目标变化量。
第二确定模块8033,还用于根据室内温度在下一控制周期内的目标变化量、单位温度变化量对应的频率值以及第一预设公式,确定压缩机在下一控制周期内的第二目标运行频率。
第二控制模块8034,用于在下一控制周期,控制压缩机以第二目标运行频率运行。
其中,预存的第二对应关系为单位温度变化量对应的频率值与室内温度在下一控制周期内的目标变化量之间的对应关系,第一预设公式包括如前所示的公式(6)。
优选的,如图11所示,本发明实施例提供的变频空调控制装置80中,控制单元803还可以包括:判断模块8035。
其中,判断模块8035,用于在第二确定模块8033根据室内温度在下一控制周期内的目标变化量、单位温度变化量对应的频率值,结合第一预设公式,确定压缩机在下一控制周期内的第二目标运行频率之前,判断室内温度在前一控制周期内的变化量是否大于0且小于第二预设阈值。
则,第二确定模块8033,具体用于若室内温度在前一控制周期内的变化量大于0且小于第二预设阈值,根据室内温度在下一控制周期内的目标变化量、单位温度变化量对应的频率值以及第一预设公式,确定压缩机在下一控制周期内的第二目标运行频率。
进一步的,如图12所示,本发明实施例提供的变频空调控制装置80中,控制单元803还可以包括:获取模块8036。
其中,获取模块8036,用于若室内温度在前一控制周期内的变化量大于或等于第二预设阈值,获取室内温度在前一控制周期的上一控制周期内的变化量、压缩机在前一控制周期的上一控制周期内的运行频率。
则,第二确定模块8033,还可以用于根据室内温度在前一控制周期内的变化量、室内温度在前一控制周期的上一控制周期的变化量、室内温度在下一控制周期内的目标变化量,压缩机在前一控制周期内的运行频率、压缩机在前一控制周期的上一控制周期内的运行频率以及第二预设公式,确定压缩机在下一控制周期内的第三目标运行频率。
第二控制模块8034,还用于在下一控制周期,控制压缩机以第三目标运行频率运行。
其中,第二预设公式包括前述的公式(7)和(8)。
可选的,本发明实施例提供的变频空调控制装置80中,第二确定模块8033,还可以用于:若室内温度在前一控制周期内的变化量小于或等于0,根据压缩机在前一控制周期内的运行频率以及第三预设公式,确定压缩机在下一控制周期内的第四目标运行频率。
第二控制模块8034,还可以用于在下一控制周期,控制压缩机以第四目标运行频率运行。
其中,第三预设公式包括前述的公式(9)。
优选的,本发明实施例提供的变频空调控制装置80中,获取单元801还可以用于:
确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值小于或等于第一预设阈值时,获取前一检测时刻的室内温度与设定温度的差值;
确定单元802,还可以用于根据当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值、前一检测时刻的室内温度与设定温度的差值、压缩机在前一控制周期内的运行频率以及第四预设公式,确定压缩机在下一控制周期内的第五目标运行频率。
控制单元803,还可以用于在下一控制周期,控制压缩机以第五目标运行频率运行。
其中,第四预设公式包括前述的公式(11)和(12)。
基于本发明实施例提供的变频空调控制装置,在确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值时,获取室内温度在前一控制周期内的变化量以及压缩机在前一控制周期内的运行频率,并根据室内温度在前一控制周期内的变化量、压缩机在前一控制周期内的运行频率,确定单位温度变化量对应的频率值,进而根据单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则控制压缩机运行,具体而言,控制压缩机的运行频率随单位温度变化量对应的频率值的增大而增大、减小而减小。可见,与现有技术不同,本发明实施例提供的变频空调控制装置,不再使用根据室内温度与设定温度的温差值及该温差在控制周期内的变化量得到运行频率增量值来控制压缩机的运行频率,而是根据单位温度变化量对应的频率值控制压缩机运行,由于单位温度变化量对应的频率值的大小能够反映房间的负荷情况,因而基于本发明实施例的方案,能够在室内负荷较轻时减小室内温度的波动,实现对室内温度的平稳控制,在室内负荷较重时确保室内温度能够达到设定温度。具体而言,在单位温度变化量对应的频率值较小时,也即室内负荷较轻时,控制压缩机以较低的运行频率运行,如此即可适当限制空调的输出能力,从而确保其对室内温度的改变较小,最终使得室内温度的波动较小,实现对室内温度的平稳控制;在单位温度变化量对应的频率值较大时,也即室内负荷较重时,控制压缩机以较高的运行频率运行,如此即可提高空调的输出能力,确保其对室内温度的改变足够大,使得室内温度能够达到设定温度。
应理解,在本发明的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的装置,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文:Read-Only Memory,简称:ROM)、随机存储器(英文:Random Access Memory,简称:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种变频空调控制方法,其特征在于,包括:
确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值时,获取室内温度在当前检测时刻的前一控制周期内的变化量以及压缩机在所述前一控制周期内的运行频率;
根据室内温度在所述前一控制周期内的变化量、所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率,确定单位温度变化量对应的频率值,所述单位温度变化量对应的频率值为所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率和所述室内温度在所述前一控制周期内的变化量的比值;
根据所述单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制所述压缩机运行,所述预设规则包括:所述压缩机的运行频率与所述单位温度变化量对应的频率值正相关。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制所述压缩机运行,包括:
根据所述单位温度变化量对应的频率值以及预存的第一对应关系,确定所述压缩机在当前检测时刻的下一控制周期内的第一目标运行频率,所述预存的第一对应关系为单位温度变化量对应的频率值与压缩机目标运行频率与之间的对应关系;
在所述下一控制周期,控制所述压缩机以所述第一目标运行频率运行。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制所述压缩机运行,包括:
根据所述单位温度变化量对应的频率值以及预存的第二对应关系,确定室内温度在当前检测时刻的下一控制周期内的目标变化量,所述预存的第二对应关系为单位温度变化量对应的频率值与室内温度在下一控制周期内的目标变化量之间的对应关系;
根据室内温度在所述下一控制周期内的目标变化量、所述单位温度变化量对应的频率值以及第一预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第二目标运行频率,所述第一预设公式包括:F2(n+1)=β×ΔT'(n+1),其中,F2(n+1)表示第二目标运行频率,β表示单位温度变化量对应的频率值,ΔT'(n+1)表示室内温度在下一个控制周期内的目标变化量;
在所述下一控制周期,控制所述压缩机以所述第二目标运行频率运行。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述根据室内温度在所述下一控制周期内的目标变化量、所述单位温度变化量对应的频率值,结合第一预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第二目标运行频率之前,所述方法还包括:
判断室内温度在所述前一控制周期内的变化量是否大于0且小于第二预设阈值;
所述根据室内温度在所述下一控制周期内的目标变化量、所述单位温度变化量对应的频率值以及第一预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第二目标运行频率,包括:
若室内温度在所述前一控制周期内的变化量大于0且小于所述第二预设阈值,根据室内温度在所述下一控制周期内的目标变化量、所述单位温度变化量对应的频率值以及第一预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第二目标运行频率。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若室内温度在所述前一控制周期内的变化量大于或等于所述第二预设阈值,获取室内温度在所述前一控制周期的上一控制周期内的变化量、所述压缩机在所述前一控制周期的上一控制周期内的运行频率;
根据室内温度在所述前一控制周期内的变化量、室内温度在所述前一控制周期的上一控制周期内的变化量、室内温度在所述下一控制周期内的目标变化量,所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率、所述压缩机在所述前一控制周期的上一控制周期内的运行频率以及第二预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第三目标运行频率,所述第二预设公式包括:
其中,F3(n+1)表示第三目标运行频率,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,ΔF表示压缩机的运行频率增量值,F(n-1)表示压缩机在前一控制周期的上一控制周期内的运行频率,ΔT(n)表示室内温度在前一控制周期内的变化量,ΔT(n-1)表示室内温度在前一控制周期的上一控制周期内的变化量,ΔT'(n+1)表示室内温度在下一控制周期内的目标变化量;
在所述下一控制周期,控制所述压缩机以所述第三目标运行频率运行。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若室内温度在所述前一控制周期内的变化量小于或等于0,根据所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率以及第三预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第四目标运行频率,所述第三预设公式包括:F4(n+1)=k×F(n),其中,F4(n+1)表示第四目标运行频率,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,k为大于1的常数;
在所述下一控制周期,控制所述压缩机以所述第四目标运行频率运行。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
确定当前检测时刻的室内温度与所述设定温度的差值小于或等于第一预设阈值时,获取前一检测时刻的室内温度与所述设定温度的差值;
根据当前检测时刻的室内温度与所述设定温度的差值、所述前一检测时刻的室内温度与所述设定温度的差值、所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率以及第四预设公式,确定所述压缩机在下一控制周期内的第五目标运行频率,所述第四预设公式包括:
F5(n+1)=F(n)+ΔF,ΔF=Kp×[E(n)-E(n-1)]+Ki×E(n),
其中,F5(n+1)表示第五目标运行频率,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,ΔF表示运行频率增量值,E(n)表示当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值,E(n)表示前一检测时刻的室内温度与设定温度的差值,Kp表示比例因子,Ki表示积分因子;
在所述下一控制周期,控制所述压缩机以所述第五目标运行频率运行。
8.一种变频空调控制装置,其特征在于,包括:获取单元、确定单元、控制单元;
所述获取单元,用于确定当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值大于第一预设阈值时,获取室内温度在当前检测时刻的前一控制周期内的变化量以及压缩机在所述前一控制周期内的运行频率;
所述确定单元,用于根据室内温度在所述前一控制周期内的变化量、所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率,确定单位温度变化量对应的频率值,所述单位温度变化量对应的频率值为所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率和所述室内温度在所述前一控制周期内的变化量的比值;
所述控制单元,用于根据所述单位温度变化量对应的频率值,按照预设规则,控制所述压缩机运行,所述预设规则包括:所述压缩机的运行频率与所述单位温度变化量对应的频率值正相关。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述控制单元包括:第一确定模块、第一控制模块;
所述第一确定模块,用于根据所述单位温度变化量对应的频率值以及预存的第一对应关系,确定所述压缩机在当前检测时刻的下一控制周期内的第一目标运行频率,所述预存的第一对应关系为单位温度变化量对应的频率值与压缩机目标运行频率与之间的对应关系;
所述第一控制模块,用于在所述下一控制周期,控制所述压缩机以所述第一目标运行频率运行。
10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述控制单元包括:第二确定模块、第二控制模块;
所述第二确定模块,用于根据所述单位温度变化量对应的频率值以及预存的第二对应关系,确定室内温度在当前检测时刻的下一控制周期内的目标变化量,所述预存的第二对应关系为单位温度变化量对应的频率值与室内温度在下一控制周期内的目标变化量之间的对应关系;
所述第二确定模块,还用于根据室内温度在所述下一控制周期内的目标变化量、所述单位温度变化量对应的频率值以及第一预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第二目标运行频率,所述第一预设公式包括:F2(n+1)=β×ΔT'(n+1),其中,F2(n+1)表示第二目标运行频率,β表示单位温度变化量对应的频率值,ΔT'(n+1)表示室内温度在下一个控制周期内的目标变化量;
所述第二控制模块,用于在所述下一控制周期,控制所述压缩机以所述第二目标运行频率运行。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述控制单元还包括:判断模块;
所述判断模块,用于在所述第二确定模块根据室内温度在所述下一控制周期内的目标变化量、所述单位温度变化量对应的频率值,结合第一预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第二目标运行频率之前,判断室内温度在所述前一控制周期内的变化量是否大于0且小于第二预设阈值;
所述第二确定模块,具体用于若室内温度在所述前一控制周期内的变化量大于0且小于所述第二预设阈值,根据室内温度在所述下一控制周期内的目标变化量、所述单位温度变化量对应的频率值以及第一预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第二目标运行频率。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述控制单元还包括:获取模块;
所述获取模块,用于若室内温度在所述前一控制周期内的变化量大于或等于所述第二预设阈值,获取室内温度在所述前一控制周期的上一控制周期内的变化量、所述压缩机在所述前一控制周期的上一控制周期内的运行频率;
所述第二确定模块,还用于根据室内温度在所述前一控制周期内的变化量、室内温度在所述前一控制周期的上一控制周期内的变化量、室内温度在所述下一控制周期内的目标变化量,所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率、所述压缩机在所述前一控制周期的上一控制周期内的运行频率以及第二预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第三目标运行频率,所述第二预设公式包括:
其中,F3(n+1)表示第三目标运行频率,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,ΔF表示压缩机的运行频率增量值,F(n-1)表示压缩机在前一控制周期的上一控制周期内的运行频率,ΔT(n)表示室内温度在前一控制周期内的变化量,ΔT(n-1)表示室内温度在前一控制周期的上一控制周期内的变化量,ΔT'(n+1)表示室内温度在下一控制周期内的目标变化量;
所述第二控制模块,还用于在所述下一控制周期,控制所述压缩机以所述第三目标运行频率运行。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,
所述第二确定模块,还用于若室内温度在所述前一控制周期内的变化量小于或等于0,根据所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率以及第三预设公式,确定所述压缩机在所述下一控制周期内的第四目标运行频率,所述第三预设公式包括:F4(n+1)=k×F(n),其中,F4(n+1)表示第四目标运行频率,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,k为大于1的常数;
所述第二控制模块,还用于在所述下一控制周期,控制所述压缩机以所述第四目标运行频率运行。
14.根据权利要求8-13任一项所述的装置,其特征在于,
所述获取单元,还用于确定当前检测时刻的室内温度与所述设定温度的差值小于或等于第一预设阈值时,获取前一检测时刻的室内温度与所述设定温度的差值;
所述确定单元,还用于根据当前检测时刻的室内温度与所述设定温度的差值、所述前一检测时刻的室内温度与所述设定温度的差值、所述压缩机在所述前一控制周期内的运行频率以及第四预设公式,确定所述压缩机在下一控制周期内的第五目标运行频率,所述第四预设公式包括:
F5(n+1)=F(n)+ΔF,ΔF=Kp×[E(n)-E(n-1)]+Ki×E(n),
其中,F5(n+1)表示第五目标运行频率,F(n)表示压缩机在前一控制周期内的运行频率,ΔF表示运行频率增量值,E(n)表示当前检测时刻的室内温度与设定温度的差值,E(n)表示前一检测时刻的室内温度与设定温度的差值,Kp表示比例因子,Ki表示积分因子;
所述控制单元,还用于在所述下一控制周期,控制所述压缩机以所述第五目标运行频率运行。
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