CN107084471A - 空调器的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调器的控制方法，包括：控制空调器进入舒适控制模式；控制空调器将室内温度调整到设定温度；确定当前的PMV值；根据确定的PMV值对相对湿度和风速进行调节。根据本发明的空调器的控制方法，能够使空调满足用户舒适性的要求，同时使空调可以节能运行，降低能耗。

Description

空调器的控制方法
技术领域
本发明涉及空气调节技术领域，具体而言，涉及一种空调器的控制方法。
背景技术
现有技术中空调器对室内温度的控制调节一般是通过调节压缩机的频率、风机的转速或者是节流阀的开度来实现的，在进行调节时，往往只对单一的控制参数进行调节，这就导致空调器完成调节时，虽然室内温度达到了设定温度，但是用户并没有感觉到特别舒适，而且由于是对空调参数的单一属性调节，也容易导致空调运行耗能较高，难以满足节能运行的要求。
发明内容
本发明的目的是提出一种空调器的控制方法，能够使空调满足用户舒适性的要求，同时使空调可以节能运行，降低能耗。
根据本发明的一个方面，提供了一种空调器的控制方法，包括：控制空调器进入舒适控制模式；控制空调器将室内温度调整到设定温度；确定当前的PMV值；根据确定的PMV值对相对湿度和风速进行调节。
优选地，控制空调器将室内温度调整到设定温度的步骤包括：获取当前室内温度；检测当前室内温度与设定温度之间的温度偏差；根据温度偏差对室内温度进行调节。
优选地，根据温度偏差对室内温度进行调节的步骤通过PID控制实现。
优选地，根据确定的PMV值对相对湿度和风速进行调节的步骤包括：当PMV＞T1且RH>H1时，控制湿度下降a％；当PMV<T2且RH<H2时，控制湿度上升b％；当T2≤PMV≤T1且H2≤RH≤H1时，保持当前湿度，并根据检测到的风速对风机转速进行调节；每隔t1时间对PMV进行一次检测。
优选地，根据检测到的风速对风机转速进行调节的步骤包括：当检测到风速VAS＞c时，控制风机转速降低drpm；当检测到风速VAS≤c时，控制风机保持当前转速；每隔t2时间对VAS进行一次检测。
优选地，根据温度偏差对室内温度进行调节的步骤包括：检测当前的压缩机运行频率；根据温度偏差对压缩机运行频率进行调节。
优选地，根据温度偏差对室内温度进行调节的步骤包括：检测当前的风速；根据温度偏差对风速进行调节。
优选地，确定当前的PMV值的步骤包括：获取当前的室内温度、风速、相对湿度和辐射温度；根据室内温度、风速、相对湿度和辐射温度确定当前的PMV。
优选地，确定当前的PMV值之后，根据确定的PMV值对相对湿度和风速进行调节的步骤之前还包括：获取湿度补偿信息或风速补偿信息；根据湿度补偿信息对当前的相对湿度进行补偿，或根据风速补偿信息对当前的风速进行补偿；根据调节后的湿度或风速确定当前的PMV。
优选地，控制空调器进入舒适控制模式的步骤包括：启动空调器；设定设定温度；控制空调运行t3时间，直至空调稳定运行；控制空调器进入舒适控制模式。
在本发明中，采用PMV作为参考数据来对空调的相对湿度和风速调节进行控制，使得室内环境能够快速调节到舒适性范围值内，提高用户的使用体验，同时能够在室内温度满足要求的情况下，通过PMV实现对相对湿度和风速的细微化调整，保证在室内环境满足PMV要求的情况下使得相对湿度和风速均能够更加满足人体舒适度，可以实现对空调的节能控制，实现对空调的精细化控制，使空调运行频率、风机转速均以较小的数值稳定运行，可以节约电能。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例的空调器的控制方法流程图；
图2是本发明实施例的空调器的控制逻辑图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言，由于其与实施例公开的方法部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
PMV(Predicted Mean Vote平均热感觉指数)是表征人体热反应(冷热感)的评价指标，代表了同一环境中大多数人的冷热感觉的平均。
本申请中的风速为人体周侧附近的风速。在空调的出风口设置有风速传感器，其控制精度可以为0.01m/s，且空调可以含有红外传感器等检测机构，能够检测出室内人员活动位置与空调出风口的距离，能够通过出风口风速及人与空调的相对位置，得知人体周侧的风速值。
结合参见图1和图2所示，根据本发明的实施例，空调器的控制方法包括：控制空调器进入舒适控制模式；控制空调器将室内温度调整到设定温度；确定当前的PMV值；根据确定的PMV值对设定温度进行调节。
采用PMV作为参考数据来对空调的相对湿度和风速调节进行控制，使得室内环境能够快速调节到舒适性范围值内，提高用户的使用体验，同时能够在室内温度满足要求的情况下，通过PMV实现对相对湿度和风速的细微化调整，保证在室内环境满足PMV要求的情况下使得相对湿度和风速均能够更加满足人体舒适度，可以实现对空调的节能控制，实现对空调的精细化控制，使空调运行频率、风机转速均以较小的数值稳定运行，可以节约电能。
所述控制空调器将室内温度调整到设定温度的步骤包括：获取当前室内温度；检测当前室内温度与设定温度之间的温度偏差；根据温度偏差对室内温度进行调节。优选地，所述根据温度偏差对室内温度进行调节的步骤通过PID(Proportion IntegrationDifferentiation比例积分微分)控制实现。
通过检测当前室内温度与设定温度之间的温度偏差，可以根据该温度偏差实现对室内温度的快速调节，使得室内温度能够快速调节到设定温度。在本实施例中，室内温度的调节是通过PID控制来实现的，能够利用PID控制对室内温度进行精确控制，提高室内温度调节效率。当然，室内温度调节也可以采用PI(Proportion Integration比例积分)控制或者PD(Proportion Differentiation比例微分)控制等方式来实现。
当室内温度达到设定温度之后，虽然温度达到要求，但是室内风速、温度、湿度以及辐射温度等各个方面的因素可能并未调节到位，导致PMV值在设定范围之外，此时仍然会出现用户不舒适的现象，同时也会造成空调器的运行效率较低等问题，难以达到节能的目的，降低了空调的能效比。因此，此时可以根据需要对风速和相对湿度进行调整，使得最终获取的PMV值达到设定的PMV值范围内，从而使得室内的环境处于舒适性范围内，使用户获得较佳的使用体验。
在本实施例中，所述根据确定的PMV值对相对湿度和风速进行调节的步骤包括：当PMV＞T1且RH>H1时，控制相对湿度下降a％；当PMV<T2且RH<H2时，控制相对湿度上升b％；当T2≤PMV≤T1且H2≤RH≤H1时，保持当前湿度，并根据检测到的风速对风机转速进行调节；每隔t1时间对PMV进行一次检测，其中RH为相对湿度值。此处的相对湿度的调节是每检测一次调整一次，一个检测周期内也只调整一次。例如，在第一次检测到PMV＞T1时，控制相对湿度下降a％一次，之后t1时间再次检测PMV值，如果仍然检测到PMV＞T1，则在这个周期内再次控制相对湿度下降a％一次，从而使得设定温度的调节能够保证PMV值逐渐地调节到舒适性范围内。
当相对湿度调节到位后，根据检测到的风速对风机转速进行调节的步骤包括：当检测到风速VAS＞c时，控制风机转速降低drpm；当检测到风速VAS≤c时，控制风机保持当前转速；每隔t2时间对VAS进行一次检测。
当相对湿度调节到位后，此时的PMV值也处于舒适度范围内，因此可以在此基础上对风机转速进行微调，使得风机转速调整到设定范围内，从而降低风速，使得风速控制在一个较小的数值，实现无风感或者微风感，进一步提升人体的舒适感受，降低风机工作频率，节省能源。
上述的T1例如为0.5℃，T2例如为-0.5℃，t1例如为10分钟，t2例如为2分钟。a例如为5，b例如为5，c为0.5m/s，d例如为20。当然，上述数值也可以根据需要进行相应调整，具体可以根据机型等进行设定。
在上述的控制中，温度控制优于湿度控制，湿度控制优于风速控制，这是由于相对于湿度和风速而言，温度带给人体的感受更加直观，对于人体的舒适度感受影响更大，相对于风速而言，湿度带给人体的感受更加直观，对于人体的舒适度感受影响更大。当然，在进行控制时，先对温度进行控制，然后对风速进行控制，最后对湿度进行控制也是可行的。
由于空调每隔10分钟检测一次在对室内温度进行调节时，可以通过调节压缩机的运行频率、风机转速和/或节流阀开度来实现，选择不同的参数时，控制策略也会相应调整。
当通过调节压缩机的运行频率的方式来进行室内温度调整时，所述根据温度偏差对室内温度进行调节的步骤包括：检测当前的压缩机运行频率；根据温度偏差对压缩机运行频率进行调节。
所述根据温度偏差对室内温度进行调节的步骤包括：检测当前的风速；根据温度偏差对风速进行调节。
所述确定当前的PMV值的步骤包括：获取当前的室内温度、风速、相对湿度和辐射温度；根据室内温度、风速、相对湿度和辐射温度确定当前的PMV。
其中，根据室内温度、风速、相对湿度和辐射温度确定当前的PMV为根据如下公式确定当前的PMV:
其中，M为新陈代谢率，单位：W/s；W为人体做功率，单位：W/s；Pa为环境空气中水蒸气分压力,单位：Pa；ta为室内温度，单位℃；fcl为穿衣人体与裸体表面积之比；平均辐射温度，单位℃；tcl穿衣人体外表面平均温度，单位℃；hc对流热交换系数，W/s.m2℃。
M范围为：116～197.258W/m2。W一般取为0。
环境空气中水蒸气分压力Pa根据如下公式计算：
Pa＝φa.Ps
φa为相对湿度；
穿衣人体与裸体表面积之比fcl根据如下公式计算：
其中Icl为服装热阻，在北方，冬季一般取0.9clo，夏季取0.5clo，且1clo＝0.155k.m2/w。
平均辐射温度在保证PMV值稳定的前提下，平均辐射温度和室内温度成反比的，且室内温度对PMV值的影响更大。
穿衣人体外表面平均温度tcl，根据如下公式计算：
其中，
表面传热系数hc，根据如下公式计算：
其中，V为风速。冬季风速v<0.15m/s，夏季风速v<0.25m/s.一般在冬工况下取风速v＝0.15m/s,夏工况下取风速v＝0.25m/s。
一般影响人体热舒适的因素有6个：室内温度、风速、相对湿度、辐射温度、人体代谢率和服装热阻。而人体代谢率和服装热阻在设计空调时一般设为常数。因此可以根据室内温度、风速、相对湿度和辐射温度确定当前的PMV，并对室内温度和相对湿度进行调节，从而使PMV处在人体感觉舒适的范围内，提高空调运行的舒适性。
所述确定当前的PMV值之后，根据确定的PMV值对相对湿度和风速进行调节的步骤之前还包括：获取湿度补偿信息或风速补偿信息；根据湿度补偿信息对当前的相对湿度进行补偿，或根据风速补偿信息对当前的风速进行补偿；根据调节后的湿度或风速确定当前的PMV。在空调器根据PMV进行设定温度的调整时，可能会遇到用户主动调节湿度或者风速的情形，对于此种情况，可以获取用户的湿度调节量或风速调节量，然后以此作为补偿信息结合当前的相对湿度或风速一同作为PMV的计算参量来对PMV进行计算，从而使得PMV的调整同时能够结合用户的需要，实现对相对湿度或者风速的实时快速准确的调整，使得相对湿度或者风速调整能够更好地满足各个用户的差异化需求，使用户能够获得更好的使用体验。
所述控制空调器进入舒适控制模式的步骤包括：启动空调器；设定设定温度；控制空调运行t2时间，直至空调稳定运行；控制空调器进入舒适控制模式。在空调器初步启动的过程中，空调的运行并不稳定，因此此时并不需要控制空调进入舒适控制模式。当空调器运行t2时间后，各个运行参数都已经稳定下来，此时的室内温度也稳定到达设定温度，就可以开启空调的舒适控制模式，使得空调根据当前室内温度所获得的PMV值来确定是否需要对空调器的运行参数进行调节，以便获得更加节能高效的空调运行效果。此处的t3例如为30min。
下面结合图2对本发明的空调器的控制方法进行说明：
首先，空调器接收到一个设定温度，然后以该设定温度为目标，通过PID控制方式对压缩机频率进行调节，然后根据调节后的压缩机频率获取相应的温度变化量、风速变化量以及相对湿度变化量，并获取调节之后的实际温度值，然后将调节后的实际温度返回至设定温度处进行比较，再根据比较结果对压缩机运行频率进行调节，直至室内温度调节至设定温度范围内，然后获取到当前的室内温度、风速、相对湿度和辐射温度等，并据此获取到当前运行环境下的PMV值，然后根据该PMV值确定需要调整的相对湿度或者风速的调整量，以该湿度或者风速的调整量作为补正值输送至空调器，以对当前的相对湿度或者风速进行调整。当根据当前PMV值对相对湿度或者风速进行一次调整之后，需要等10分钟之后再次对相对湿度或者风速进行检测，并获取到相应的PMV值，然后再次根据PMV值对相对湿度或者风速进行调节，以此循环调整，从而保证室内环境能够始终维持在最佳的舒适性范围内。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种空调器的控制方法，其特征在于，包括：
控制空调器进入舒适控制模式；
控制空调器将室内温度调整到设定温度；
确定当前的PMV值；
根据确定的PMV值对相对湿度和风速进行调节。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制空调器将室内温度调整到设定温度的步骤包括：
获取当前室内温度；
检测当前室内温度与设定温度之间的温度偏差；
根据温度偏差对室内温度进行调节。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据温度偏差对室内温度进行调节的步骤通过PID控制实现。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据确定的PMV值对相对湿度和风速进行调节的步骤包括：
当PMV＞T1且RH>H1时，控制湿度下降a％；
当PMV<T2且RH<H2时，控制湿度上升b％；
当T2≤PMV≤T1且H2≤RH≤H1时，保持当前湿度，并根据检测到的风速对风机转速进行调节；
每隔t1时间对PMV进行一次检测。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述根据检测到的风速对风机转速进行调节的步骤包括：
当检测到风速VAS＞c时，控制风机转速降低drpm；
当检测到风速VAS≤c时，控制风机保持当前转速；
每隔t2时间对VAS进行一次检测。
6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据温度偏差对室内温度进行调节的步骤包括：
检测当前的压缩机运行频率；
根据温度偏差对压缩机运行频率进行调节。
7.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据温度偏差对室内温度进行调节的步骤包括：
检测当前的风速；
根据温度偏差对风速进行调节。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定当前的PMV值的步骤包括：
获取当前的室内温度、风速、相对湿度和辐射温度；
根据室内温度、风速、相对湿度和辐射温度确定当前的PMV。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述确定当前的PMV值之后，根据确定的PMV值对相对湿度和风速进行调节的步骤之前还包括：
获取湿度补偿信息或风速补偿信息；
根据湿度补偿信息对当前的相对湿度进行补偿，或根据风速补偿信息对当前的风速进行补偿；
根据调节后的湿度或风速确定当前的PMV。
10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制空调器进入舒适控制模式的步骤包括：
启动空调器；
设定设定温度；
控制空调运行t3时间，直至空调稳定运行；
控制空调器进入舒适控制模式。
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