CN106152419B - 空调系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空调系统的控制方法。本发明通过中央处理器统一控制分别设置在多个建筑物中的多个空调，并通过读取建筑物数据和采集并存储的建筑物内的热源参数数据，计算出满足舒适性指标的空调设备的运行设定值，实现根据不同的环境对每一个空调的逐一自动化控制，因此能够降低空调控制系统的引进成本和维持成本。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体涉及一空调系统的控制方法。
背景技术
近来，国家出台了一系列要求减轻环境负担的标准。例如，在设备解决方案领域中，要求削减CO2排放量和节省能量。我们知道，建筑物内消耗的能量约50％为空调设备所使用。因此，在设备解决方案领域中降低空调设备的能耗成为重要的课题。
因此，舒适性指标PMV(Predicted Mean Vote)值的空调控制系统被提出。舒适性指标PMV作为ISO-7730而被国际标准化了的指标，根据以下六个要素而算出。这六个要素为四个物理性要素：1温度、2湿度、3辐射温度、4气流速度，和两个人的要素：5穿衣量、6活动量(代谢量)。
空调控制系统通过利用计算出的舒适性指标PMV能够防止过度制冷和过度制热，由此，能够降低空调设备的消耗能量。
以往，居室或办公室的冷暖空调的控制以建筑物为单位进行，空调控制系统设置在与空调被控制的建筑物相同的建筑物内。
并且，现中央空调系统都是通过操作人员设定特定的目标工作温度作为空调运行控制目标，导致空调系统节能不能做到完全的按需供给，从而导致系统中始终有一部分能耗不能得到很好的利用而造成能源浪费。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种自动选择最优的运行模式运行的空调智能控制方法。本发明的技术方案如下：
一种空调系统的控制方法，用于多个建筑物内的空调控制，该空调系统包括中央处理器、与所述中央处理器通信连接且设于每一栋建筑物内的空调和监控器，所述空调和所述监控器受控于所述中央处理器，包括如下步骤：
步骤S1，启动所述监控器，所述中央处理器控制所述监控器获取建筑物数据，并将建筑物数据发送至所述中央处理器；
步骤S2，所述中央处理器接收所述建筑物数据并对其检测分析，然后发出控制信号控制所述空调启动，并按照预设程序调节空调的压缩机的运行频率；
步骤S3，所述监控器获取建筑物内的热源参数并发送至所述中央处理器，所述中央处理器根据热源参数计算出空调满足舒适性指标的运行设定值；
步骤S4，所述中央处理器根据运行设定值，发出控制信号控制调节压缩机的运行频率，使得所述压缩机运行频率在允许最大运行情况下按照实际需求运转。
优选的，每一栋建筑物都包括分布于其内部的多个所述空调和多个监控器；所述监控器和所述空调数量均相同，且每一个所述监控器和所述空调之间通过控制电路连接。
优选的，所述监控器包括本地处理器及与所述本地处理器通过控制电路连接的红外传感器、光线传感器、温度传感器及摄像头。
优选的，所述建筑物数据包括建筑类型、建筑功能、建筑面积、建筑结构。
优选的，所述热源参数包括建筑环境、建筑内人员密度及建筑内人员体温。
优选的，所述建筑类型包括居住建筑、公共建筑、工业建筑、农业建筑；
所述建筑功能包括住宅、宿舍、公寓、行政办公建筑、文教建筑、托教建筑、科研建筑、医疗建筑、商业建筑、观览建筑、体育建筑、旅馆建筑、交通建筑、通信广播建筑、园林建筑、纪念性建筑；
所述建筑面积包括使用面积、辅助面积、结构面积、地上建筑面积、地下建筑面积；
所述建筑结构包括混合结构、框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、框筒结构、筒中筒结构、钢网架、悬索结构；
所述建筑环境包括室内温度、室外温度、昼夜长短、日照时间；
所述建筑内人员密度包括人员密集区域、人员分散区域、人员活动区域、人员休息区域、人员办公区域；
所述建筑内人员体温以正常人体温度为基准温度，包括高温区域、常温区域及低温区域。
优选的，所述空调系统还包括数据模块，所述数据模块包括本地数据存储器和云端数据存储器，所述本地数据存储器通过控制电路与所述中央处理器连接，所述云端数据存储器与所述中央处理器通信连接。
优选的，所述建筑物数据存储于本地数据存储器；所述建筑环境的室内温度和室外温度通过所述温度传感器进行数据采集，所述昼夜长短和日照时间通过光线传感器进行数据采集；所述温度传感器和所述光线传感器将采集的数据通过所述中央处理器传输并存储至所述云端数据存储器。
优选的，所述建筑内人员密度通过所述红外传感器进行数据采集并将采集的数据通过所述中央处理器传输并存储至所述云端数据存储器。
优选的，所述建筑内人员体温通过所述温度传感器进行数据采集并将采集的数据通过所述中央处理器传输并存储至所述云端数据存储器。
与相关技术相比，本发明通过中央处理器统一控制分别设置在多个建筑物中的多个空调，并通过读取建筑物数据和采集并存储的建筑物内的热源参数数据，计算出满足舒适性指标的空调设备的运行设定值，实现根据不同的环境对每一个空调的逐一自动化控制，因此能够降低空调控制系统的引进成本和维持成本。
附图说明
图1为本发明空调系统的控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请参阅图1，为本发明空调系统的控制方法的步骤流程图。一种空调系统的控制方法用于多个建筑物内的空调控制，该空调系统包括中央处理器、数据模块、与所述中央处理器通信连接且设于每一栋建筑物内的空调和监控器，所述空调和所述监控器受控于所述中央处理器，所述数据模块包括本地数据存储器和云端数据存储器，所述本地数据存储器通过控制电路与所述中央处理器连接，所述云端数据存储器与所述中央处理器通信连接。
所述空调系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤S1,启动所述监控器，所述中央处理器控制所述监控器获取建筑物数据，并将建筑物数据发送至所述中央处理器；
每一栋建筑物都包括分布于其内部的多个所述空调和多个监控器；所述监控器和所述空调数量均相同，且每一个所述监控器和所述空调之间通过控制电路连接。
所述监控器包括本地处理器及与所述本地处理器通过控制电路连接的红外传感器、光线传感器、温度传感器及摄像头。
所述建筑物数据存储于本地数据存储器；所述摄像头用于对建筑物数据的第一次采集，并通过所述中央处理器与所述本地数据存储器内的数据进行匹配，确定出准确的建筑物数据信息。
步骤S2，所述中央处理器接收所述建筑物数据并对其检测分析，然后发出控制信号控制所述空调启动，并按照预设程序调节空调的压缩机的运行频率；
所述建筑物数据包括建筑类型、建筑功能、建筑面积、建筑结构。
所述建筑类型包括居住建筑、公共建筑、工业建筑、农业建筑；
所述建筑功能包括住宅、宿舍、公寓、行政办公建筑、文教建筑、托教建筑、科研建筑、医疗建筑、商业建筑、观览建筑、体育建筑、旅馆建筑、交通建筑、通信广播建筑、园林建筑、纪念性建筑；
所述建筑面积包括使用面积、辅助面积、结构面积、地上建筑面积、地下建筑面积；
所述建筑结构包括混合结构、框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、框筒结构、筒中筒结构、钢网架、悬索结构；
进一步的，所述中央处理器根据所述本地数据存储器内储存的所述建筑物数据；发送控制信号控制所述空调启动，并按照预设程序调节空调的压缩机的运行频率；所述预设程序中的设定包括公共建筑、工业建筑白天压缩机的运行频率大于夜晚；居住建筑白天压缩机的运行频率小于夜晚；农业建筑的运行频率根据季节和农业种植的不同种类设定；所述地下建筑面积的压缩机运行频率大于地上建筑面积；框筒结构、筒中筒结构、钢网架、悬索结构的压缩机运行频率大于混合结构、框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构；观览建筑、体育建筑、旅馆建筑、交通建筑、通信广播建筑、园林建筑、纪念性建筑的节假日压缩机运行频率大于工作日。
建筑面积、使用面积、辅助面积、结构面积、地上建筑面积、地下建筑面积等信息来源于国家房屋管理局公示的房产信息，将其信息存储于本地数据存储器，用于中央处理器控制信号的数据判断。
步骤S3，所述监控器获取建筑物内的热源参数并发送至所述中央处理器，所述中央处理器根据热源参数计算出空调满足舒适性指标的运行设定值；
所述热源参数包括建筑环境、建筑内人员密度及建筑内人员体温。
所述建筑环境包括室内温度、室外温度、昼夜长短、日照时间；
所述建筑内人员密度包括人员密集区域、人员分散区域、人员活动区域、人员休息区域、人员办公区域；
所述建筑内人员体温以正常人体温度为基准温度，包括高温区域、常温区域及低温区域。
所述建筑环境的室内温度和室外温度通过所述温度传感器进行数据采集，所述昼夜长短和日照时间通过光线传感器进行数据采集；所述温度传感器和所述光线传感器将采集的数据通过所述中央处理器传输并存储至所述云端数据存储器。
所述建筑内人员密度通过所述红外传感器进行数据采集并将采集的数据通过所述中央处理器传输并存储至所述云端数据存储器。
所述建筑内人员体温通过所述温度传感器进行数据采集并将采集的数据通过所述中央处理器传输并存储至所述云端数据存储器。
所述本地处理器将检测到的热源参数数据发送至所述中央处理器，所述中央处理器根据检测到的热源参数数据调节压缩机运行频率，使得所述压缩机运行频率在允许最大运行情况下按照实际需求运转；若判断出有高温区域或低温区域，则根据温度数据调节压缩机运行频率，使得压缩机运行频率在允许最大运行情况下按照实际需求运转。
具体的，所述温度传感器为非接触式测温仪表，基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体(吸收全部辐射并不反射光的物体)所测温度才是真实温度。如欲测定物体的真实温度，则必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取决于温度和波长，而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关，因此很难精确测量。在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下，物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制，可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正，最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射，从而提高有效发射系数式中ε为材料表面发射率，ρ为反射镜的反射率。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量，则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度(即介质温度)进行修正而得到介质的真实温度。
所述红外传感器、光线传感器、温度传感器及摄像头将检测的数据发送至所述监控器的本地处理器，所述本地处理器将热源参数传送至所述中央处理器，所述中央处理器根据热源参数控制所述空调的运行，并通过所述中央处理器上传云端数据存储器将热源参数进行统计。
所述本地处理器将检测到的人数发送至所述中央处理器，所述中央处理器根据检测到的人数调节压缩机运行频率，使得所述压缩机运行频率在允许最大运行情况下按照实际需求运转；若判断出有人员密集区域，则根据人数调节压缩机运行频率，使得压缩机运行频率在允许最大运行情况下按照实际需求运转。
若判断出有人员活动状态，则根据人员活动状态通过所述中央处理器调节压缩机运行频率，使得压缩机运行频率在允许最大运行情况下按照实际需求运转。
所述人员活动状态包括行动状态金和静止状态，所述行动状态包括有氧状态和无氧状态，所述静止状态包括直立状态、坐正状态、横卧状态及仰卧状态。
所述中央处理器控制所述空调在有氧状态、无氧状态、直立状态、坐正状态、横卧状态及仰卧状态的出风量依次减小。
具体的，所述有氧状态为人员进行有氧活动，所述无氧状态为人员进行无氧活动，所述坐正状态为工作、吃饭、学习状态，所述横卧状态及仰卧为睡眠状态，所述中央处理器根据检测到的数据调节压缩机运行频率。
步骤S4，所述中央处理器根据运行设定值，发出控制信号控制调节压缩机的运行频率，使得所述压缩机运行频率在允许最大运行情况下按照实际需求运转。
本发明通过中央处理器统一控制分别设置在多个建筑物中的多个空调，并通过读取建筑物数据和采集并存储的建筑物内的热源参数数据，计算出满足舒适性指标的空调设备的运行设定值，实现根据不同的环境对每一个空调的逐一自动化控制，因此能够降低空调控制系统的引进成本和维持成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种空调系统的控制方法，用于多个建筑物内的空调控制，该空调系统包括中央处理器、与所述中央处理器通信连接且设于每一栋建筑物内的空调和监控器，所述空调和所述监控器受控于所述中央处理器，其特征在于,包括如下步骤：
步骤S1,启动所述监控器，所述中央处理器控制所述监控器获取建筑物数据，并将建筑物数据发送至所述中央处理器；
步骤S2，所述中央处理器接收所述建筑物数据并对其检测分析，然后发出控制信号控制所述空调启动，并按照预设程序调节空调的压缩机的运行频率；
步骤S3，所述监控器获取建筑物内的热源参数并发送至所述中央处理器，所述中央处理器根据热源参数计算出空调满足舒适性指标的运行设定值；
步骤S4，所述中央处理器根据运行设定值，发出控制信号控制调节压缩机的运行频率，使得所述压缩机运行频率在允许最大运行情况下按照实际需求运转。
2.根据权利要求1所述的空调系统的控制方法，其特征在于，每一栋建筑物都包括分布于其内部的多个所述空调和多个监控器；所述监控器和所述空调数量均相同，且每一个所述监控器和所述空调之间通过控制电路连接。
3.根据权利要求2所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述监控器包括本地处理器及与所述本地处理器通过控制电路连接的红外传感器、光线传感器、温度传感器及摄像头。
4.根据权利要求3所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述建筑物数据包括建筑类型、建筑功能、建筑面积、建筑结构。
5.根据权利要求4所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述热源参数包括建筑环境、建筑内人员密度及建筑内人员体温。
6.根据权利要求5所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述建筑类型包括居住建筑、公共建筑、工业建筑和农业建筑；
所述建筑功能包括住宅、宿舍、公寓、行政办公建筑、文教建筑、托教建筑、科研建筑、医疗建筑、商业建筑、观览建筑、体育建筑、旅馆建筑、交通建筑、通信广播建筑、园林建筑和纪念性建筑；
所述建筑面积包括使用面积、辅助面积、结构面积、地上建筑面积和地下建筑面积；
所述建筑结构包括混合结构、框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、框筒结构、筒中筒结构、钢网架和悬索结构；
所述建筑环境包括室内温度、室外温度、昼夜长短和日照时间；
所述建筑内人员密度包括人员密集区域、人员分散区域、人员活动区域、人员休息区域和人员办公区域；
所述建筑内人员体温以正常人体温度为基准温度，包括高温区域、常温区域及低温区域。
7.根据权利要求6所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述空调系统还包括数据模块，所述数据模块包括本地数据存储器和云端数据存储器，所述本地数据存储器通过控制电路与所述中央处理器连接，所述云端数据存储器与所述中央处理器通信连接。
8.根据权利要求7所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述建筑物数据存储于本地数据存储器；所述建筑环境的室内温度和室外温度通过所述温度传感器进行数据采集，所述昼夜长短和日照时间通过所述光线传感器进行数据采集；所述温度传感器和所述光线传感器将采集的数据通过所述中央处理器传输并存储至所述云端数据存储器。
9.根据权利要求7所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述建筑内人员密度通过所述红外传感器进行数据采集并将采集的数据通过所述中央处理器传输并存储至所述云端数据存储器。
10.根据权利要求7所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述建筑内人员体温通过所述温度传感器进行数据采集并将采集的数据通过所述中央处理器传输并存储至所述云端数据存储器。
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