CN109237708A - 用于空调机组的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于中央空调技术领域，旨在解决现有中央空调同时包括变频模块机组和定频模块机组时无法更好地兼顾能量需求和能耗的问题。为此，本发明提供了一种用于空调机组的控制方法，该空调机组包括多个变频模块机组和多个定频模块机组，该控制方法包括：判断空调机组是否满足加载条件；获取所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态；根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态。本发明使空调机组在满足能量需求的基础上尽可能降低机组的能耗，从而使空调机组更加节能。

Description

用于空调机组的控制方法
技术领域
本发明属于中央空调技术领域，具体提供一种用于空调机组的控制方法。
背景技术
中央空调是常用的商用空调，随着制造水平的不断提高，一些中央空调同时包括变频模块机组和定频模块机组，当采用这种结构的中央空调时，如何制定中央空调的控制逻辑，从而兼顾能量需求和能耗成为一个难题。
现有技术中，上述中央空调的控制逻辑主要有两种，第一种为在满足机组加载条件时，先开启变频模块机组并将变频模块机组的频率提高至最大频率，然后再开启定频机组，这种控制方式的缺点在于变频模块机组的最优运行频率不是其最大频率，即变频模块机组在最大负荷运转时不是其能效最优点，且压缩机长时间在最高频率运转也会降低部件的使用寿命；第二种为在满足机组加载条件时，先启动定频模块机组，在所有定频模块机组全部启动后，再开启变频模块机组，这种控制方式的缺点在于因为定频模块机组先启动，因此无法发挥变频模块机组启动时对电网冲击小的优势，并且变频模块机组的利用率较低，因此不利于中央空调的节能。
因此，本领域需要一种新的用于空调机组的控制方法来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有中央空调同时包括变频模块机组和定频模块机组时无法更好地兼顾能量需求和能耗的问题，本发明提供了一种用于空调机组的控制方法，该空调机组包括多个变频模块机组和多个定频模块机组，该控制方法包括：判断空调机组是否满足加载条件；获取所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态；根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态”的步骤包括：如果空调机组满足加载条件并且所有变频模块机组和所有定频模块机组均处于关闭状态，则开启变频模块机组并将开启后的变频模块机组的频率提高至预设频率，其中，预设频率小于变频模块机组的最大频率。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态”的步骤包括：如果空调机组满足加载条件并且部分变频模块机组处于关闭状态且所有定频模块机组处于关闭状态，则开启处于关闭状态的定频模块机组并将开启后的变频模块机组的频率提高至预设频率，其中，预设频率小于变频模块机组的最大频率。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态”的步骤包括：如果空调机组满足加载条件并且所有变频模块机组均处于开启状态且所有定频模块机组均处于关闭状态，则开启定频模块机组。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态”的步骤包括：如果空调机组满足加载条件并且所有变频模块机组均处于开启状态且部分定频模块机组均处于关闭状态，则开启处于关闭状态的定频模块机组。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态”的步骤包括：如果空调机组满足加载条件并且所有变频模块机组和所有定频模块机组均处于开启状态，则获取变频模块机组的当前运行频率；根据变频模块机组的当前运行频率，选择性地调整变频模块机组的运行频率。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据变频模块机组的当前运行频率，选择性地调整变频模块机组的运行频率”的步骤包括：如果变频模块机组的当前运行频率未达到变频模块机组的最大频率，则将变频模块机组的当前运行频率提高至变频模块机组的最大频率。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据变频模块机组的当前运行频率，选择性地调整变频模块机组的运行频率”的步骤还包括：如果变频模块机组的当前运行频率达到变频模块机组的最大频率，则将变频模块机组的当前运行频率维持在变频模块机组的最大频率。
在上述控制方法的优选技术方案中，加载条件为空调机组的水温温差大于预设温度，且空调机组的水温变化率小于或等于预设变化率，且空调机组的机组启动时间间隔大于预设时间。
在上述控制方法的优选技术方案中，预设温度为2摄氏度，预设变化率为0.5摄氏度/30秒，预设时间为30秒。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过获取所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，可以在满足空调机组加载条件的情况下使相应的机组开启或者调整运行模式，与现有技术中不获取变频模块机组和定频模块机组的当前状态的技术方案相比，本发明能够在进行机组加载时选择最优的开启方案和/或最佳的机组调整方案，避免由于机组加载不合适而产生过多的能耗，或者机组加载不合适而使机组的使用寿命降低，在满足能量需求的基础上尽可能降低机组的能耗，从而使空调机组更加节能。
进一步地，在所有变频模块机组和定频模块机组都处于关闭状态的情况下，如果满足空调机组的加载条件，首先开启变频模块机组并将其频率提高至预设频率，将预设频率设定为小于变频模块机组的最大频率能够使变频模块机组不以最高的负荷运行，避免变频模块机组长时间处于最高负荷的状态下运行，提高变频模块机组的使用寿命。
进一步地，在部分变频模块机组处于关闭状态且所有定频模块机组处于关闭状态的情况下，如果满足空调机组的加载条件，则仍然优先选择开启变频模块机组，也就是说，只要有变频模块机组未开启，则都先开启变频模块机组，并将其频率提高至预设频率，通过这样的设置，充分利用了变频模块机组开启时对电网冲击小的优势，并且在保障变频模块机组使用寿命的前提下，充分提高变频模块机组的利用率，从而有利于空调机组的节能运行。
进一步地，在所有变频模块机组均处于开启状态且所有定频模块机组均处于关闭状态的情况下，如果满足空调机组的加载条件，则将定频模块机组开启，从而通过定频模块机组的运行来使空调机组满足加载条件，通过这种先开启变频模块机组后开启定频模块机组的方式，可以充分地提高变频模块机组的利用率，从而有利于空调机组的节能运行。
进一步地，在所有变频模块机组均处于开启状态且部分定频模块机组均处于关闭状态的情况下，如果满足空调机组的加载条件，则继续将定频模块机组开启，从而通过定频模块机组的运行来使空调机组满足加载条件。
进一步地，在所有变频模块机组和所有定频模块机组均处于开启状态的情况下，由于定频模块机组只要开启就会按照设定频率运行，因此此时可以获取变频模块机组的运行频率，如果此时变频模块机组的运行频率未达到最大频率，则在空调机组满足加载条件的情况下，将变频模块机组的频率提高至最大频率，从而满足空调机组的加载条件。
附图说明
图1是本发明的空调机组的控制方法的流程图；
图2是本发明的空调机组的控制方法实施例的流程图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
基于背景技术指出的现有中央空调同时包括变频模块机组和定频模块机组时无法更好地兼顾能量需求和能耗的问题，本发明提供了一种用于空调机组的控制方法，旨在使空调机组在满足能量需求的基础上尽可能降低机组的能耗，从而使空调机组更加节能。
具体地，本发明的空调机组包括多个变频模块机组和多个定频模块机组，本发明的控制方法包括：判断空调机组是否满足加载条件；获取所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态；根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态。其中，“判断空调机组是否满足加载条件”的步骤和“获取所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态”的步骤可以同时进行，也可以“判断空调机组是否满足加载条件”的步骤先进行，“获取所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态”的步骤后进行，还可以“获取所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态”的步骤先进行，“判断空调机组是否满足加载条件”的步骤后进行，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置“判断空调机组是否满足加载条件”的步骤和“获取所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态”的步骤的执行顺序，这种执行步骤顺序的调整和改变并不偏离本发明的技术方案，均应限定在本发明的保护范围之内。此外，本发明所述的加载条件(以Q表示)可以为空调机组的水温温差(以ΔT表示)大于预设温度，且空调机组的水温变化率(以Dt表示)小于或等于预设变化率，且空调机组的机组启动时间间隔(以ΔS表示)大于预设时间。其中，水温温差ΔT＝|Ts-T1|，Ts为设定温度，T1为回水温度，在空调机组制热时，ΔT＝Ts-T1，在空调机组制冷时，ΔT＝T1-Ts，以预设温度为2℃为例，当ΔT＞2℃，空调机组方可加载；水温变化率Dt为回水温度的变化速率，水温变化率Dt能反映运行能力和负荷的关系，例如，以预设变化率为0.5℃/30s为例，制冷时水温每30s下降超过0.5℃或制热时水温每30s上升超过0.5℃，认为空调机组的运转能力符合能量所需，否则空调机组则不满足能量所需；空调机组的机组启动时间间隔ΔS指的是后一个机组压缩机启动与前一个机组压缩机启动的时间间隔，以预设时间为30s为例，机组加载时，需要满足ΔS＞30s，机组才能够启动。综上所述，只有当机组的当前条件同时满足ΔT＞2℃、Dt≤0.5℃/30s和ΔS＞30s时，空调机组满足加载条件Q，空调机组才进行加载控制，如果机组的当前条件Q满足ΔT≤2℃或Dt＞0.5℃/30s或ΔS≤30s时，空调机组不满足加载条件Q，空调机组不进行加载控制。其中，在上述中，预设温度为2℃、预设变化率为0.5℃/30s以及预设时间为30s仅是示例性的，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置预设温度、预设变化率和预设时间的具体数值，只要通过预设温度、预设变化率以及预设时间确定的分界点能够判断机组是否满足加载条件Q即可。
优选地，“根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态”的步骤包括：如果空调机组满足加载条件并且所有变频模块机组和所有定频模块机组均处于关闭状态，则开启变频模块机组并将开启后的变频模块机组的频率提高至预设频率，其中，预设频率小于变频模块机组的最大频率。即在空调机组的所有变频模块机组和定频模块机组均未开启的状态下，优先开启变频模块机组并将该变频模块机组的频率提高至预设频率，在实际应用中，应先开启其中一个变频模块机组，然后将该变频模块机组的频率提高至预设频率，然后再判断空调机组是否满足能量需求。进一步优选地，预设频率设定为变频模块机组压缩机运行的最优频率，经过发明人仔细地试验、分析和比较，压缩机的能效曲线为先升高后降低，即压缩机在能效比最高的情况下其运行频率为介于0到最大频率中间的某一个频率值(记为F)，在变频模块机组开启之后，将其频率提高至其最优频率F可以使机组长时间在最优频率F下运行，提高变频模块机机组的使用寿命，并且使变频模块机组节能运行，充分地发挥变频模块机组的优势。当然，预设频率还可以为其他频率值，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设定该预设频率的具体数值。
优选地，“根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态”的步骤包括：如果空调机组满足加载条件并且部分变频模块机组处于关闭状态且所有定频模块机组处于关闭状态，则开启处于关闭状态的定频模块机组并将开启后的变频模块机组的频率提高至预设频率，其中，预设频率小于变频模块机组的最大频率。在空调机组满足加载条件时，只要是有变频模块机组未开启，则始终优先开启变频模块机组，并将该变频模块机组的频率调整至预设频率，与前述类似地，该预设频率优选地设定为变频模块机组压缩机运行的最优频率，其具体控制原理与前述相同，在此就不一一赘述。需要说明的是，在实际应用中，优选为依次开启变频模块机组，即在开启一个变频模块机组然后将其频率调整至预设频率后再次判断空调机组是否满足加载条件Q，如果满足，则再开启另一个变频模块机组然后将其频率调整至预设频率，直到满足空调机组的能量需求。
优选地，“根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态”的步骤包括：如果空调机组满足加载条件并且所有变频模块机组均处于开启状态且所有定频模块机组均处于关闭状态，则开启定频模块机组。即空调机组在满足加载条件Q时，始终先开启变频模块机组，直到所有的变频模块机组都开启后，才会开启定频模块机组，通过这种方式，可以充分地发挥变频模块机组对电网冲击小的优势，保证空调机组可靠地运行。
优选地，“根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态”的步骤包括：如果空调机组满足加载条件并且所有变频模块机组均处于开启状态且部分定频模块机组均处于关闭状态，则开启处于关闭状态的定频模块机组。即在空调机组满足加载条件Q时，优先开启处于关闭状态的定频模块机组，从而满足空调机组的能量需求。
优选地，“根据判断结果以及所有变频模块机组和所有定频模块机组的当前状态，选择性地调整变频模块机组和/或定频模块机组的状态”的步骤包括：如果空调机组满足加载条件并且所有变频模块机组和所有定频模块机组均处于开启状态，则获取变频模块机组的当前运行频率；根据变频模块机组的当前运行频率，选择性地调整变频模块机组的运行频率。具体而言，“根据变频模块机组的当前运行频率，选择性地调整变频模块机组的运行频率”的步骤包括：如果变频模块机组的当前运行频率未达到变频模块机组的最大频率，则将变频模块机组的当前运行频率提高至变频模块机组的最大频率；如果变频模块机组的当前运行频率达到变频模块机组的最大频率，则将变频模块机组的当前运行频率维持在变频模块机组的最大频率。即在空调机组满足加载条件Q时，由于变频模块机组和定频模块机组全部处于开启状态，只能够通过提高部分或者全部变频模块机组的频率来满足空调机组的能量需求，在实际应用中，优选为先提高其中一个变频模块机组的运行频率直至最大频率，然后再判断空调机组是否满足加载条件Q，如果仍然满足，则继续提高下一个变频模块机组的运行频率直至最大频率，以此进行，直到满足空调机组的能量需求。
下面结合一个最为优选的实施例来进一步阐述本发明的技术方案。
如图2所示，首先，空调机组上电，空调机组的控制器发出启动指令；判断空调机组是否满足加载条件Q；如果满足，则先开启变频模块机组并将该变频模块机组的频率提高至最优频率F；如果不满足，则继续判断空调机组是否满足加载条件Q。
在第一个变频模块机组开启并以最优频率F运行后，继续判断空调机组是否满足加载条件Q；如果满足，则继续增开变频模块机组并将其频率提高至最优频率F，在此过程中持续判断空调机组是否满足加载条件Q，如果一直满足，则一直增开变频模块机组并将其频率提高至最优频率F，直至所有变频模块机组全部开启并以最优频率F运行；如果在上述过程中空调机组不满足加载条件Q，则空调机组不进行加载并继续判断空调机组是否满足加载条件Q。
在所有变频模块机组均开启并以最优频率F运行后，继续判断空调机组是否满足加载条件Q；如果满足，则开始开启定频模块机组，在此过程中持续判断空调机组是否满足加载条件Q，如果一直满足，则一直增开定频模块机组，直至所有定频模块机组全部开启；如果在上述过程中空调机组不满足加载条件Q，则空调机组不进行加载并继续判断空调机组是否满足加载条件Q。
在所有定频模块机组开启后，继续判断空调机组是否满足加载条件Q；如果满足，则加载变频模块机组，使变频模块机组的运行频率由F提高至最大频率，在此过程中持续判断空调机组是否满足加载条件Q，如果一直满足，则继续将下一个变频模块机组的运行频率由F提高至最大频率，直至全部变频模块机组的运行频率由F提高至最大频率(即机组全部加载完成)；如果在上述过程中空调机组不满足加载条件Q，则空调机组不进行加载并继续判断空调机组是否满足加载条件Q。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于空调机组的控制方法，其特征在于，所述空调机组包括多个变频模块机组和多个定频模块机组，所述控制方法包括：
判断所述空调机组是否满足加载条件；
获取所有所述变频模块机组和所有所述定频模块机组的当前状态；
根据判断结果以及所有所述变频模块机组和所有所述定频模块机组的当前状态，选择性地调整所述变频模块机组和/或所述定频模块机组的状态。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“根据判断结果以及所有所述变频模块机组和所有所述定频模块机组的当前状态，选择性地调整所述变频模块机组和/或所述定频模块机组的状态”的步骤包括：
如果所述空调机组满足加载条件并且所有所述变频模块机组和所有所述定频模块机组均处于关闭状态，则开启所述变频模块机组并将开启后的所述变频模块机组的频率提高至预设频率，
其中，所述预设频率小于所述变频模块机组的最大频率。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“根据判断结果以及所有所述变频模块机组和所有所述定频模块机组的当前状态，选择性地调整所述变频模块机组和/或所述定频模块机组的状态”的步骤包括：
如果所述空调机组满足加载条件并且部分所述变频模块机组处于关闭状态且所有所述定频模块机组处于关闭状态，则开启处于关闭状态的所述定频模块机组并将开启后的所述变频模块机组的频率提高至预设频率，
其中，所述预设频率小于所述变频模块机组的最大频率。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“根据判断结果以及所有所述变频模块机组和所有所述定频模块机组的当前状态，选择性地调整所述变频模块机组和/或所述定频模块机组的状态”的步骤包括：
如果所述空调机组满足加载条件并且所有所述变频模块机组均处于开启状态且所有所述定频模块机组均处于关闭状态，则开启所述定频模块机组。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“根据判断结果以及所有所述变频模块机组和所有所述定频模块机组的当前状态，选择性地调整所述变频模块机组和/或所述定频模块机组的状态”的步骤包括：
如果所述空调机组满足加载条件并且所有所述变频模块机组均处于开启状态且部分所述定频模块机组均处于关闭状态，则开启处于关闭状态的所述定频模块机组。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“根据判断结果以及所有所述变频模块机组和所有所述定频模块机组的当前状态，选择性地调整所述变频模块机组和/或所述定频模块机组的状态”的步骤包括：
如果所述空调机组满足加载条件并且所有所述变频模块机组和所有所述定频模块机组均处于开启状态，则获取所述变频模块机组的当前运行频率；
根据所述变频模块机组的当前运行频率，选择性地调整所述变频模块机组的运行频率。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，“根据所述变频模块机组的当前运行频率，选择性地调整所述变频模块机组的运行频率”的步骤包括：
如果所述变频模块机组的当前运行频率未达到所述变频模块机组的最大频率，则将所述变频模块机组的当前运行频率提高至所述变频模块机组的最大频率。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，“根据所述变频模块机组的当前运行频率，选择性地调整所述变频模块机组的运行频率”的步骤还包括：
如果所述变频模块机组的当前运行频率达到所述变频模块机组的最大频率，则将所述变频模块机组的当前运行频率维持在所述变频模块机组的最大频率。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述加载条件为所述空调机组的水温温差大于预设温度，且所述空调机组的水温变化率小于或等于预设变化率，且所述空调机组的机组启动时间间隔大于预设时间。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述预设温度为2摄氏度，所述预设变化率为0.5摄氏度/30秒，所述预设时间为30秒。
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