CN108375175B - 空调系统控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调系统控制方法及装置，用以解决相关技术中无法有效控制空调系统送风量的问题。公开的空调系统控制方法包括：获取空调系统当前的送风温度以及风机当前的运行频率，根据送风温度以及风机当前的运行频率控制空调系统的压缩机调节运行频率；和/或，获取空调系统当前的回风温度以及压缩机当前的运行频率，根据回风温度以及压缩机当前运行频率调节风机的运行频率。本公开能够有效控制空调系统的送风量，提高了用户体验。

Description

空调系统控制方法及装置
技术领域
本发明涉及空调系统技术领域，具体而言，涉及一种空调系统控制方法及装置。
背景技术
目前，在地铁等轨道交通领域在安装空调系统时，基于节能以及节省安装空间的考虑通常采用水冷直接制冷式空调机组来替代冷水机组和组合柜形式的空调机组。目前的水冷直接式空调机组对于空调负荷的调节主要是通过检测室内环境温度来进行压力负荷调节，而对于送风量并未采取控制，或者需要人工来控制送风量。这种送风量的控制方式会导致送风风量不合理，送风温度波动较大，用户体验较差；在负荷发生变化时，空调机组调节运行参数后，导致空调机组整体运行耗能较大；在空调机组运行时，由于压缩机、风机以及对应变频器并未处于最优的运行状态，降低了系统的可靠性。
发明内容
本发明提供了一种空调系统控制方法及装置，以至少解决相关技术中无法有效控制空调系统的送风量的问题。
根据本公开的一个方面，提供了一种空调系统控制方法，包括：获取空调系统当前的送风温度以及风机当前的运行频率，根据所述送风温度以及所述风机当前的运行频率控制所述空调系统的压缩机调节运行频率；和/或，获取所述空调系统当前的回风温度以及所述压缩机当前的运行频率，根据所述回风温度以及所述压缩机当前运行频率调节所述风机的运行频率。
可选地，根据送风温度以及风机当前的运行频率控制压缩机调节运行频率，包括：计算空调系统当前的送风温度与目标送风温度的第一差值；根据第一差值以及风机当前的运行频率调节空调系统中的压缩机的运行频率。
可选地，根据第一差值以及风机当前的运行频率调节空调系统中的压缩机的运行频率，包括：在第一差值大于预设送风温度偏差的情况下，如果风机当前的运行频率达到风机的最低运行频率，则控制压缩机保持当前运行频率继续运行，如果风机当前的运行频率未达到风机的最低运行频率，则控制压缩机提高当前的运行频率继续运行；在第一差值不大于预设送风温度偏差的情况下，如果风机当前的运行频率达到风机的最高运行频率，则控制压缩机保持当前运行频率继续运行，如果风机当前的运行频率未达到风机的最高运行频率，则控制压缩机降低当前的运行频率继续运行。
可选地，根据回风温度以及压缩机当前运行频率调节风机的运行频率，包括：计算空调系统当前的回风温度与空调系统的设定温度的第二差值；根据第二差值以及压缩机当前的运行频率调节空调系统中的风机的运行频率。
可选地，根据第二差值以及压缩机当前的运行频率调节空调系统中的风机的运行频率，包括：在第二差值大于预设回风温度偏差的情况下，如果压缩机当前的运行频率达到压缩机的最低运行频率或者达到压缩机的喘振频率，则控制风机保持当前运行频率继续运行，如果压缩机当前的运行频率未达到压缩机的最低运行频率且未达到压缩机的喘振频率，则控制风机提高当前的运行频率继续运行；在第二差值不大于预设回风温度偏差的情况下，如果压缩机当前的运行频率达到压缩机的最高运行频率或者达到压缩机的极限运行范围，则控制风机保持当前运行频率继续运行，如果压缩机当前的运行频率未达到压缩机的最高运行频率且未达到压缩机的极限运行范围，则控制风机降低当前的运行频率继续运行。
根据本公开的第二个方面，提供了一种空调系统控制装置，包括：
第一调节模块，用于获取空调系统当前的送风温度以及风机当前的运行频率，根据所述送风温度以及所述风机当前的运行频率控制所述空调系统的压缩机调节运行频率；和/或，第二调节模块，用于获取所述空调系统当前的回风温度以及所述压缩机当前的运行频率，根据所述回风温度以及所述压缩机当前运行频率调节所述风机的运行频率。
可选地，第一调节模块，包括：第一计算单元，用于计算空调系统当前的送风温度与目标送风温度的第一差值；第一调节单元，用于根据第一差值以及风机当前的运行频率调节空调系统中的压缩机的运行频率。
可选地，第一调节单元，包括：第一调节子单元，用于在第一差值大于预设送风温度偏差的情况下，如果风机当前的运行频率达到风机的最低运行频率，则控制压缩机保持当前运行频率继续运行，如果风机当前的运行频率未达到风机的最低运行频率，则控制压缩机提高当前的运行频率继续运行；第二调节子单元，用于在第一差值不大于预设送风温度偏差的情况下，如果风机当前的运行频率达到风机的最高运行频率，则控制压缩机保持当前运行频率继续运行，如果风机当前的运行频率未达到风机的最高运行频率，则控制压缩机降低当前的运行频率继续运行。
可选地，第二调节模块，包括：第二计算单元，用于计算空调系统当前的回风温度与空调系统的设定温度的第二差值；第二调节单元，用于根据第二差值以及压缩机当前的运行频率调节空调系统中的风机的运行频率。
可选地，第二调节单元，包括：第三子调节单元，用于在第二差值大于预设回风温度偏差的情况下，如果压缩机当前的运行频率达到压缩机的最低运行频率或者达到压缩机的喘振频率，则控制风机保持当前运行频率继续运行，如果压缩机当前的运行频率未达到压缩机的最低运行频率且未达到压缩机的喘振频率，则控制风机提高当前的运行频率继续运行；第四子调节单元，用于在第二差值不大于预设回风温度偏差的情况下，如果压缩机当前的运行频率达到压缩机的最高运行频率或者达到压缩机的极限运行范围，则控制风机保持当前运行频率继续运行，如果压缩机当前的运行频率未达到压缩机的最高运行频率且未达到压缩机的极限运行范围，则控制风机降低当前的运行频率继续运行。
本申请实施例提供方案，根据空调系统的送风温度以及风机当前的运行频率控制压缩机调节运行频率，和/或根据回风温度以及压缩机当前运行频率调节风机的运行频率，使得空调系统的压缩机以及风机工作在最佳频率，有效控制空调系统送风量，使得空调系统的送风量更加合理，提高了用户体验。
附图说明
图1是本申请实施例1的第一种空调系统控制方法的流程图；
图2是本申请实施例1的第二种空调系统控制方法的流程图；
图3是本申请实施例1的第三种空调系统控制方法的流程图；
图4是本申请实施例2的压缩机控制过程示意图；
图5是本申请实施例2的风机控制过程示意图；
图6是本申请实施例3的空调系统控制装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例1
在本实施例中，为了实现空调系统的节能，压缩机的运行频率通过送风温度来控制，送风温度的目标值和压缩机频率以及压缩机运行蒸发温度关联。送风风机运行频率通过回风温度来控制，通过控制回风风温来达到用户设定的温度。
在一种情况下，本实施例涉及的空调系统可以包括：磁悬浮离心压缩机、水冷冷凝器、电子膨胀阀、直接蒸发式翅片蒸发器以及变频送风风机等。传感器可以包括：高压压力传感器、低压压力传感器、室内环境温度传感器、送风温度传感器、冷却水进水温度传感器、冷却水出水温度传感器。
本实施例的空调系统控制方法包括如下处理：
获取空调系统当前的送风温度以及风机当前的运行频率，根据送风温度以及风机当前的运行频率控制空调系统的压缩机调节运行频率；和/或，获取空调系统当前的回风温度以及压缩机当前的运行频率，根据回风温度以及压缩机当前运行频率调节风机的运行频率。
综上，本实施例的空调系统控制方法包括如图1至图3所示的三种情况，在图1中所示的情况下，空调系统控制方法包括如下步骤：
步骤101：获取空调系统当前的送风温度以及风机当前的运行频率；
步骤102：根据送风温度以及风机当前的运行频率控制空调系统的压缩机调节运行频率。
在图2所示的情况下，空调系统控制方法包括如下步骤：
步骤201：获取空调系统当前的回风温度以及压缩机当前的运行频率；
步骤202：根据回风温度以及压缩机当前运行频率调节风机的运行频率。
在图3所示的情况下，空调系统控制方法包括：
步骤301：获取空调系统当前的送风温度以及风机当前的运行频率；
步骤302：根据送风温度以及风机当前的运行频率控制空调系统的压缩机调节运行频率；
步骤303：获取空调系统当前的回风温度以及压缩机当前的运行频率；
步骤304：根据回风温度以及压缩机当前运行频率调节风机的运行频率。
在执行图3所示的空调系统控制方法时，可以先执行步骤301以及步骤302，再执行步骤303以及步骤304，还可以先执行步骤303以及步骤304，再执行步骤301以及步骤302，还可以先执行步骤301以及步骤303，再执行步骤302以及步骤304。
在执行本实施例的空调系统控制方法时，可以根据实际控制需求在图1至图3所示的三种方法中择一执行。
在本实施例中，根据送风温度以及风机当前的运行频率控制压缩机调节运行频率，包括：计算空调系统当前的送风温度与目标送风温度的第一差值；根据第一差值以及风机当前的运行频率调节空调系统中的压缩机的运行频率。可选地，根据第一差值以及风机当前的运行频率调节空调系统中的压缩机的运行频率的操作可以包括：在第一差值大于预设送风温度偏差的情况下，如果风机当前的运行频率达到风机的最低运行频率，则控制压缩机保持当前运行频率继续运行，如果风机当前的运行频率未达到风机的最低运行频率，则控制压缩机提高当前的运行频率继续运行；在第一差值不大于预设送风温度偏差的情况下，如果风机当前的运行频率达到风机的最高运行频率，则控制压缩机保持当前运行频率继续运行，如果风机当前的运行频率未达到风机的最高运行频率，则控制压缩机降低当前的运行频率继续运行，其中，预设送风温度偏差例如可以为1摄氏度。
在本实施例中，根据回风温度以及压缩机当前运行频率调节风机的运行频率的操作包括：计算空调系统当前的回风温度与空调系统的设定温度的第二差值；根据第二差值以及压缩机当前的运行频率调节空调系统中的风机的运行频率，其中，空调系统的设定温度可以是用户通过空调系统的控制面板或遥控器设定的室内目标温度。可选地，根据第二差值以及压缩机当前的运行频率调节空调系统中的风机的运行频率的操作可以包括：在第二差值大于预设回风温度偏差的情况下，如果压缩机当前的运行频率达到压缩机的最低运行频率或者达到压缩机的喘振频率，则控制风机保持当前运行频率继续运行，如果压缩机当前的运行频率未达到压缩机的最低运行频率且未达到压缩机的喘振频率，则控制风机提高当前的运行频率继续运行；在第二差值不大于预设回风温度偏差的情况下，如果压缩机当前的运行频率达到压缩机的最高运行频率或者达到压缩机的极限运行范围，其中，压缩机的极限运行范围可以是指压缩机在运行过程中的吸气压力或排气压力的极限压力范围，还可以指压缩机承受的极限电流范围，还可以指压缩机排气口温度的极限温度范围，则控制风机保持当前运行频率继续运行，如果压缩机当前的运行频率未达到压缩机的最高运行频率且未达到压缩机的极限运行范围，则控制风机降低当前的运行频率继续运行。其中，回风温度变差例如可以是1摄氏度。
若目标送风温度过低，会存在蒸发温度过低以及压缩机运行能效降低，整机能效降低的问题。若目标送风温度过高，则存在送风风机功耗过大，整机能效降低的问题。故目标送风温度的确定在空调系统的整个控制过程中至关重要。在本实施例中，可以对上述目标送风温度进行预测，预测方法如下：
目标送风温度＝当前蒸发温度+a*当前压缩机频率+b，即：Tms＝Te+a*Fy+b，其中，a和b为常数，Te为当前时刻蒸发温度，Fy为当前时刻压缩机的运行频率。目标送风温度与当前蒸发温度和当前压缩机的运行频率相关联，故可以综合压缩机的运行频率和风机的运行频率得出目标送风温度，该公式计算出的目标送风温度为一个和压缩机运行频率以及压缩机运行蒸发温度关联的最优送风温度点，在推测出该最优送风温度点后，可以基于当前送风温度与该最优送风温度点之间的关系，来调节压缩机运行频率和/或风机运行频率，进而使得压缩机和风机在最节能的状态下运行。
以下对本申请中涉及到的各参数进行简要说明，以便于对本申请的理解：
压缩机频率为通过空调系统中的控制器计算并输出的压缩机控制频率或者是压缩机反馈的运行频率；风机频率为通过空调系统中的控制器计算并输出的风机控制频率或者是风机反馈的运行频率；蒸发温度为吸气压力对应的饱和温度可以基于压力传感器检测到的压力值来确定，例如可以基于得到的压力值通过查表计算出对应的温度值；回风温度为空调系统回风口实时检测到的回风温度；送风温度为空调系统送风口实时检测到的温度；目标送风温度则可以根据上述目标送风温度计算公式得到，该温度是一个可实时变化的参数；目标室内温度可以通过空调系统控制面板进行设定；送风温度偏差以及回风温度偏差同样可以通过空调系统的控制面板进行设定，二者一般均设置为1摄氏度。
本实施例提供的空调系统控制方法，根据空调系统的送风温度以及风机当前的运行频率控制压缩机调节运行频率，和/或根据回风温度以及压缩机当前运行频率调节风机的运行频率，使得空调系统的压缩机以及风机工作在最佳频率，使得空调系统负荷调节能力平稳，送风温度波动较小，且在提高了用户舒适度的基础上，还进一步降低了空调系统的能耗。
实施例2
本实施例将分别对通过调节压缩机的运行频率来控制空调系统以及通过调节风机的运行频率来控制空调系统的控制过程进行说明。
图4示出了通过调节压缩机的运行频率来控制空调系统的过程，如图4所示，该控制过程包括：
当同时满足以下条件时，压缩机进行加频控制，即控制压缩机在当前运行频率的基础上提高运行频率。
条件一：送风温度Ts＞目标送风温度Tm+送风温度偏差△Ts；该条件一旨在控制送风温度达到最优目标送风温度；
条件二：风机频率Fs＞风机运行最低频率，该条件二用于确保压缩机加频后风机能进行降频，从而保证回风温度稳定。
当同时满足以下条件时，压缩机进行减频控制，即控制压缩机在当前运行频率的基础上降低运行频率。
条件一：送风温度Ts≤目标送风温度Tm–送风温度偏差△Ts；该条件一用于确保送风温度达到最优目标送风温度；
条件二：风机频率Fs＜风机运行最高频率；该条件二用于确保压缩机降频后风机能进行加频，从而保证回风温度稳定。
如图4所示，在其他情况下，压缩机保持当前运行频率继续运行，在负荷发生变化时，可以重新获取相应温度参数，重新执行一次上述压缩机运行频率的控制过程。
图5示出了通过调节风机的运行频率来控制空调系统的过程，如图5所示，该控制过程包括：
当同时满足以下条件时，风机进行加频控制，及控制风机在当前运行频率的基础上提高其运行频率。
条件一：回风温度Th＞目标室内温度Tms+回风温度偏差△Th；该条件一用于确保回风温度达到用户需求；其中，目标室内温度相当于上述空调系统设定温度。
条件二：压缩机频率Fy＞压机运行达到最低运行频率，或者压缩机频率Fy＞压缩机喘振频率。该条件二用于确保风机加频后压缩机能进行降频，从而保证送风温度稳定。
当同时满足以下条件时，风机进行减频控制。
条件一：回风温度Th≤目标室内温度Tms–回风温度偏差△Th，该条件一用于确保回风温度达到用户需求；
条件二：压缩机频率Fy＜压缩机频率达到最大限定或压缩机达到极限运行范围，该条件二用于确保风机减频后压缩机能进行加频，从而保证送风温度稳定。
如图5所示，该其他情况下，风机保持其当前的运行频率继续运行，在负荷发生变化时，可以重新获取上述相应温度参数，重新执行一次上述风机运行频率的控制过程。
实施例3
本实施例提供了一种空调系统控制装置，图6是该装置的框图，如图6所示，该装置60包括如下组成部分：
第一调节模块61，用于获取空调系统当前的送风温度以及风机当前的运行频率，根据所述送风温度以及所述风机当前的运行频率控制所述空调系统的压缩机调节运行频率；和/或，第二调节模块62，用于获取所述空调系统当前的回风温度以及所述压缩机当前的运行频率，根据所述回风温度以及所述压缩机当前运行频率调节所述风机的运行频率。
需要说明的是，在本实施例中，空调系统控制装置60可以仅具有第一调节模块61，还可以仅具有第二调节模块62，还可以如图6所示同时具有第一调节模块61以及第二调节模块62。
第一调节模块61，包括：第一计算单元，用于计算空调系统当前的送风温度与目标送风温度的第一差值；第一调节单元，用于根据第一差值以及风机当前的运行频率调节空调系统中的压缩机的运行频率。可选地，该第一调节单元包括：第一调节子单元，用于在第一差值大于预设送风温度偏差的情况下，如果风机当前的运行频率达到风机的最低运行频率，则控制压缩机保持当前运行频率继续运行，如果风机当前的运行频率未达到风机的最低运行频率，则控制压缩机提高当前的运行频率继续运行；第二调节子单元，用于在第一差值不大于预设送风温度偏差的情况下，如果风机当前的运行频率达到风机的最高运行频率，则控制压缩机保持当前运行频率继续运行，如果风机当前的运行频率未达到风机的最高运行频率，则控制压缩机降低当前的运行频率继续运行。
第二调节模块62包括：第二计算单元，用于计算空调系统当前的回风温度与空调系统的设定温度的第二差值；第二调节单元，用于根据第二差值以及压缩机当前的运行频率调节空调系统中的风机的运行频率。可选地，该第二调节单元，包括：第三子调节单元，用于在第二差值大于预设回风温度偏差的情况下，如果压缩机当前的运行频率达到压缩机的最低运行频率或者达到压缩机的喘振频率，则控制风机保持当前运行频率继续运行，如果压缩机当前的运行频率未达到压缩机的最低运行频率且未达到压缩机的喘振频率，则控制风机提高当前的运行频率继续运行；第四子调节单元，用于在第二差值不大于预设回风温度偏差的情况下，如果压缩机当前的运行频率达到压缩机的最高运行频率或者达到压缩机的极限运行范围，则控制风机保持当前的运行频率继续运行，如果压缩机当前的运行频率未达到压缩机的最高运行频率且未达到压缩机的极限运行范围，则控制风机降低当前的运行频率继续运行。
本实施例提供的空调系统控制装置，根据空调系统的送风温度以及所述风机当前的运行频率控制所述压缩机调节运行频率，和/或根据所述回风温度以及所述压缩机当前运行频率调节所述风机的运行频率，使得空调系统的压缩机以及风机工作在最佳频率，使得空调系统负荷调节能力平稳，送风温度波动较小，且在提高了用户舒适度的基础上，还进一步降低了空调系统的能耗。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
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精确结构，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 (4)

1.一种空调系统控制方法，其特征在于，包括：
获取空调系统当前的送风温度以及风机当前的运行频率，根据所述送风温度以及所述风机当前的运行频率控制所述空调系统的压缩机调节运行频率；
所述根据所述送风温度以及所述风机当前的运行频率控制所述压缩机调节运行频率，包括：
计算所述空调系统当前的送风温度与目标送风温度的第一差值；
根据所述第一差值以及所述风机当前的运行频率调节所述空调系统中的压缩机的运行频率；
其中，所述目标送风温度＝当前蒸发温度+a*当前压缩机频率+b，a和b为常数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一差值以及所述风机当前的运行频率调节所述空调系统中的压缩机的运行频率，包括：
在所述第一差值大于预设送风温度偏差的情况下，如果所述风机当前的运行频率达到所述风机的最低运行频率，则控制所述压缩机保持当前运行频率继续运行，如果所述风机当前的运行频率未达到所述风机的最低运行频率，则控制所述压缩机提高当前的运行频率继续运行；
在所述第一差值的相反数大于或等于预设送风温度偏差的情况下，如果所述风机当前的运行频率达到所述风机的最高运行频率，则控制所述压缩机保持当前运行频率继续运行，如果所述风机当前的运行频率未达到所述风机的最高运行频率，则控制所述压缩机降低当前的运行频率继续运行；在所述第一差值不大于预设送风温度偏差且在所述第一差值的相反数小于预设送风温度偏差的情况下，控制所述压缩机保持当前的运行频率继续运行。
3.一种空调系统控制装置，其特征在于，包括：
第一调节模块，用于获取空调系统当前的送风温度以及风机当前的运行频率，根据所述送风温度以及所述风机当前的运行频率控制所述空调系统的压缩机调节运行频率；
所述第一调节模块包括：
第一计算单元，用于计算所述空调系统当前的送风温度与目标送风温度的第一差值；
第一调节单元，用于根据所述第一差值以及所述风机当前的运行频率调节所述空调系统中的压缩机的运行频率；
其中，所述目标送风温度＝当前蒸发温度+a*当前压缩机频率+b，a和b为常数。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一调节单元，包括：
第一调节子单元，用于在所述第一差值大于预设送风温度偏差的情况下，如果所述风机当前的运行频率达到所述风机的最低运行频率，则控制所述压缩机保持当前运行频率继续运行，如果所述风机当前的运行频率未达到所述风机的最低运行频率，则控制所述压缩机提高当前的运行频率继续运行；
第二调节子单元，用于在所述第一差值的相反数大于或等于预设送风温度偏差的情况下，如果所述风机当前的运行频率达到所述风机的最高运行频率，则控制所述压缩机保持当前运行频率继续运行，如果所述风机当前的运行频率未达到所述风机的最高运行频率，则控制所述压缩机降低当前的运行频率继续运行；在所述第一差值不大于预设送风温度偏差且在所述第一差值的相反数小于预设送风温度偏差的情况下，控制所述压缩机保持当前的运行频率继续运行。
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