CN109612051A - 一种空调系统维持出风温度调节风量的方法和装置 - Google Patents

一种空调系统维持出风温度调节风量的方法和装置 Download PDF

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CN109612051A CN201811479296.4A CN201811479296A CN109612051A CN 109612051 A CN109612051 A CN 109612051A CN 201811479296 A CN201811479296 A CN 201811479296A CN 109612051 A CN109612051 A CN 109612051A
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Abstract

本发明公开了一种空调系统维持出风温度调节风量的方法，该方法包括：S1：空调系统运行时将送风温度和回风温度作为控制变量分别由第一控制器和第二控制器进行控制；S2：第一控制器根据当前送风温度和预设送风温度控制水阀开度维持送风温度为预设送风温度；S3：第二控制器根据当前回风温度和预设回风温度控制送风机转速维持回风温度为预设回风温度。本发明还公开了一种空调系统维持出风温度调节风量的装置，该装置包括：管理模块、第一控制模块和第二控制模块。本发明能够在控制送风温度的前提下调节空间场所的风量，实现空调系统的节能控制，从而达到节约能源的效果；同时提高了回风温度控制和送风温度控制的可靠性。

Description

一种空调系统维持出风温度调节风量的方法和装置
技术领域
本发明涉及数字控制技术领域，特别涉及一种空调系统维持出风温度调节风量的方法和装置。
背景技术
空调以其良好的制冷等效果，已经广泛的为人们所使用。空调的回风温度控制以及空调的送风温度控制对于空调的良好运行具有重要的作用。
目前的技术为同时控制回风温度和送风温度的空调控制技术，针对不同的工况制定了固定的有限条控制策略，在采集各个温度信息后，选择其中一条控制策略对多个控制设备进行统一控制，通过多个控制设备的协同作用，实现控制回风温度和送风温度的目的。
但是，目前的技术，定风量控制方法通过采用风阀节流势必造成较大的能源浪费，从而定风量控制方法存在不能调节密闭场所负荷、存在能源浪费等一系列问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种空调系统维持出风温度调节风量的方法和装置，能够在控制送风温度的前提下调节空间场所的风量，实现空调系统的节能控制，从而达到节约能源的效果。
第一方面，本发明提供了一种空调系统维持出风温度调节风量的方法，该方法包括：
S1：空调系统运行时将送风温度和回风温度作为控制变量分别由第一控制器和第二控制器进行控制；
S2：第一控制器根据当前送风温度和预设送风温度控制水阀开度维持送风温度为预设送风温度；
S3：第二控制器根据当前回风温度和预设回风温度控制送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
优选地，步骤S2的具体过程包括：
S21：获取当前送风温度；
S22：计算所述当前送风温度与所述预设送风温度的差值；
S23：根据计算出的差值，第一控制器确定水阀开度维持送风温度为预设送风温度。
优选地，步骤S3的具体过程包括：
S31：获取当前回风温度；
S32：计算所述当前回风温度与所述预设回风温度的差值；
S33：根据计算出的差值，第二控制器确定送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
优选地，所述第一控制器为比例-积分-微分PID控制器；
和/或，
所述第二控制器为比例-积分-微分PID控制器。
优选地，PID控制器的算法为：
其中，Ti积分时间常数；TS是采样周期；Td是微分时间常数；KP为比例系数。
第二发明，本发明提供了一种空调系统维持出风温度调节风量的装置，该装置包括：管理模块、第一控制模块和第二控制模块，其中，
所述管理模块，用于空调系统运行时将送风温度和回风温度作为控制变量分别由第一控制器和第二控制器进行控制；
所述第一控制模块，用于第一控制器根据当前送风温度和预设送风温度控制水阀开度维持送风温度为预设送风温度；
所述第二控制模块，用于第二控制器根据当前回风温度和预设回风温度控制送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
优选地，所述第一控制模块包括：第一检测单元、第一计算单元和第一调节单元，其中，
所述第一检测单元，用于获取当前送风温度；
所述第一计算单元，用于计算所述检测单元获取的当前送风温度与所述预设送风温度的差值；
所述第一调节单元，用于根据计算出的差值，第一控制器确定水阀开度维持送风温度为预设送风温度。
优选地，所述第二控制模块包括：第二检测单元、第二计算单元和第二调节单元，其中，
所述第二检测单元，用于获取当前回风温度；
所述第二计算单元，用于计算所述当前回风温度与所述预设回风温度的差值；
所述第二调节单元，用于根据计算出的差值，第二控制器确定送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
优选地，所述第一控制器为比例-积分-微分PID控制器；
和/或，
所述第二控制器为比例-积分-微分PID控制器。
优选地，PID控制器的算法为：
其中，Ti积分时间常数；TS是采样周期；Td是微分时间常数；KP为比例系数。
第三方面，本发明提供了一种可读介质，包括执行指令，当电子设备的处理器执行所述执行指令时，所述电子设备执行如第一方面中任一所述的方法。
第四方面，本发明提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线；所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述处理器执行如第一方面中任一所述的方法。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供的技术方案能够在控制送风温度的前提下调节空间场所的风量，实现空调系统的节能控制，从而达到节约能源的效果；
同时，本发明回风温度控制和送风温度控制各自对应独立的控制部器，各自对应独立的一套控制逻辑，即回风温度控制和送风温度控制互相独立，互不影响，与空调其他部件的控制也相互独立，互不影响。即，在其他部件(即回风温度控制和送风温度控制各自对应的控制器之外的其他部件)发生故障时，回风温度控制和送风温度控制并不受影响，仍能够实现正常的回风温度控制和送风温度控制；在回风温度控制所对应的控制器发生故障时，送风温度控制并不受影响，仍能够实现正常的送风温度控制；在送风温度控制所对应的控制器发生故障时，回风温度控制并不受影响，仍能够实现正常的回风温度控制。可见，本发明提供的技术方案，相对于现有技术中协同控制的技术方案，回风温度控制和送风温度控制的可靠性要高很多。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明一个实施例提供的一种空调系统维持出风温度调节风量的方法流程示意图；
图2是本发明一个实施例提供的一种调节送风温度的方法流程示意图；
图3是本发明一个实施例提供的一种调节风量的方法流程示意图；
图4是本发明一个实施例提供的一种空调系统维持出风温度调节风量的装置结构框图；
图5是本发明一个实施例提供的一种第一控制模块的结构框图；
图6是本发明一个实施例提供的一种第二控制模块的结构框图；
图7是本发明一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种空调系统维持出风温度调节风量的方法，该方法可以包括以下步骤：
S1：空调系统运行时将送风温度和回风温度作为控制变量分别由第一控制器和第二控制器进行控制；
S2：第一控制器根据当前送风温度和预设送风温度控制水阀开度维持送风温度为预设送风温度；
S3：第二控制器根据当前回风温度和预设回风温度控制送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
在该实施例中，回风温度控制和送风温度控制各自对应独立的控制部器，各自对应独立的一套控制逻辑，即回风温度控制和送风温度控制互相独立，互不影响，与空调其他部件的控制也相互独立，互不影响。即，在其他部件(即回风温度控制和送风温度控制各自对应的控制器之外的其他部件)发生故障时，回风温度控制和送风温度控制并不受影响，仍能够实现正常的回风温度控制和送风温度控制；在回风温度控制所对应的控制器发生故障时，送风温度控制并不受影响，仍能够实现正常的送风温度控制；在送风温度控制所对应的控制器发生故障时，回风温度控制并不受影响，仍能够实现正常的回风温度控制。可见，本发明提供的技术方案，相对于现有技术中协同控制的技术方案，回风温度控制和送风温度控制的可靠性要高很多。同时能够在控制送风温度的前提下调节空间场所的风量，实现空调系统的节能控制，从而达到节约能源的效果。
如图2所示，在本发明一个实施例中，步骤S2的具体过程包括：
S21：获取当前送风温度；
S22：计算所述当前送风温度与所述预设送风温度的差值；
S23：根据计算出的差值，第一控制器确定水阀开度维持送风温度为预设送风温度。
在该实施例中，获取当前送风温度后，除了计算所述当前送风温度与所述预设送风温度的差值之外，还可以计算相邻的上一次获取的送风温度与预设送风温度的历史差值，利用当前送风温度与预设送风温度的差值和相邻的上一次获取的送风温度与预设送风温度的历史差值，计算水阀开度控制变化值，确定水阀开度维持送风温度为预设送风温度。
如图3所示，在本发明一个实施例中，步骤S3的具体过程包括：
S31：获取当前回风温度；
S32：计算所述当前回风温度与所述预设回风温度的差值；
S33：根据计算出的差值，第二控制器确定送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
在该实施例中，获取当前回风温度后，除了计算所述当前回风温度与所预设回风温度的差值之外，还可以计算相邻的上一次获取的回风温度与预设回风温度的历史差值，利用当前回风温度与预设回风温度的差值和相邻的上一次获取的回风温度与预设回风温度的历史差值，计算风机转速变化值，确定送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
在本发明一个实施例中，所述第一控制器为比例-积分-微分PID控制器；
和/或，
所述第二控制器为比例-积分-微分PID控制器。
在该实施例中，第一控制器和第二控制器为PID控制器。PID控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。
在本发明一个实施例中，PID控制器的算法为：
其中，Ti积分时间常数；TS是采样周期；Td是微分时间常数；KP为比例系数。
在该实施例中，u(t)为控制量(也就是PID控制器输出)；e(t)为被控量与预设值的偏差。上式可得第k-1个采样周期的输出值：
增量式PID可以避免饱和算法，输出值u(k)＝Δu(k)+u(k-1)。
如图4所示，本发明实施例提供了一种空调系统维持出风温度调节风量的装置，该装置包括：管理模块、第一控制模块和第二控制模块，其中，
所述管理模块，用于空调系统运行时将送风温度和回风温度作为控制变量分别由第一控制器和第二控制器进行控制；
所述第一控制模块，用于第一控制器根据当前送风温度和预设送风温度控制水阀开度维持送风温度为预设送风温度；
所述第二控制模块，用于第二控制器根据当前回风温度和预设回风温度控制送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
在该实施例中，回风温度控制和送风温度控制各自对应独立的控制部器，各自对应独立的一套控制逻辑，即回风温度控制和送风温度控制互相独立，互不影响，与空调其他部件的控制也相互独立，互不影响。即，在其他部件(即回风温度控制和送风温度控制各自对应的控制器之外的其他部件)发生故障时，回风温度控制和送风温度控制并不受影响，仍能够实现正常的回风温度控制和送风温度控制；在回风温度控制所对应的控制器发生故障时，送风温度控制并不受影响，仍能够实现正常的送风温度控制；在送风温度控制所对应的控制器发生故障时，回风温度控制并不受影响，仍能够实现正常的回风温度控制。可见，本发明提供的技术方案，相对于现有技术中协同控制的技术方案，回风温度控制和送风温度控制的可靠性要高很多。同时能够在控制送风温度的前提下调节空间场所的风量，实现空调系统的节能控制，从而达到节约能源的效果。
如图5所示，在本发明一个实施例中，所述第一控制模块包括：第一检测单元、第一计算单元和第一调节单元，其中，
所述第一检测单元，用于获取当前送风温度；
所述第一计算单元，用于计算所述检测单元获取的当前送风温度与所述预设送风温度的差值；
所述第一调节单元，用于根据计算出的差值，第一控制器确定水阀开度维持送风温度为预设送风温度。
如图6所示，在本发明一个实施例中，所述第二控制模块包括：第二检测单元、第二计算单元和第二调节单元，其中，
所述第二检测单元，用于获取当前回风温度；
所述第二计算单元，用于计算所述当前回风温度与所述预设回风温度的差值；
所述第二调节单元，用于根据计算出的差值，第二控制器确定送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
在本发明一个实施例中，所述第一控制器为比例-积分-微分PID控制器；
和/或，
所述第二控制器为比例-积分-微分PID控制器。
在本发明一个实施例中，PID控制器的算法为：
其中，Ti积分时间常数；TS是采样周期；Td是微分时间常数；KP为比例系数。
上述装置内的各模块和单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
如图7所示，本发明的一个实施例提供了一种电子设备。在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended IndustryStandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。在一种可能实现的方式中，处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，也可从其它设备上获取相应的计算机程序，以在逻辑层面上形成热负荷预测装置。处理器，执行存储器所存放的程序，以通过执行的程序实现本发明任一实施例中提供的空调系统维持出风温度调节风量的方法。
上述如本发明图2所示实施例提供的空调系统维持出风温度调节风量的装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的电子设备执行时，能够使该电子设备执行本发明任一实施例中提供的空调系统维持出风温度调节风量的方法。
上述实施例阐明的装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元或模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元或模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种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、物品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、物品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、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种空调系统维持出风温度调节风量的方法，其特征在于，该方法包括：
S1：空调系统运行时将送风温度和回风温度作为控制变量分别由第一控制器和第二控制器进行控制；
S2：第一控制器根据当前送风温度和预设送风温度控制水阀开度维持送风温度为预设送风温度；
S3：第二控制器根据当前回风温度和预设回风温度控制送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
2.根据权利要求1所述空调系统维持出风温度调节风量的方法，其特征在于，步骤S2的具体过程包括：
S21：获取当前送风温度；
S22：计算所述当前送风温度与所述预设送风温度的差值；
S23：根据计算出的差值，第一控制器确定水阀开度维持送风温度为预设送风温度。
3.根据权利要求1所述空调系统维持出风温度调节风量的方法，其特征在于，步骤S3的具体过程包括：
S31：获取当前回风温度；
S32：计算所述当前回风温度与所述预设回风温度的差值；
S33：根据计算出的差值，第二控制器确定送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
4.根据权利要求1所述空调系统维持出风温度调节风量的方法，其特征在于，所述第一控制器为比例-积分-微分PID控制器；
和/或，
所述第二控制器为比例-积分-微分PID控制器。
5.根据权利要求4所述空调系统维持出风温度调节风量的方法，其特征在于，PID控制器的算法为：
其中，Ti积分时间常数；TS是采样周期；Td是微分时间常数；KP为比例系数。
6.一种空调系统维持出风温度调节风量的装置，其特征在于，该装置包括：管理模块、第一控制模块和第二控制模块，其中，
所述管理模块，用于空调系统运行时将送风温度和回风温度作为控制变量分别由第一控制器和第二控制器进行控制；
所述第一控制模块，用于第一控制器根据当前送风温度和预设送风温度控制水阀开度维持送风温度为预设送风温度；
所述第二控制模块，用于第二控制器根据当前回风温度和预设回风温度控制送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
7.根据权利要求6所述空调系统维持出风温度调节风量的装置，其特征在于，所述第一控制模块包括：第一检测单元、第一计算单元和第一调节单元，其中，
所述第一检测单元，用于获取当前送风温度；
所述第一计算单元，用于计算所述检测单元获取的当前送风温度与所述预设送风温度的差值；
所述第一调节单元，用于根据计算出的差值，第一控制器确定水阀开度维持送风温度为预设送风温度。
8.根据权利要求6所述空调系统维持出风温度调节风量的装置，其特征在于，所述第二控制模块包括：第二检测单元、第二计算单元和第二调节单元，其中，
所述第二检测单元，用于获取当前回风温度；
所述第二计算单元，用于计算所述当前回风温度与所述预设回风温度的差值；
所述第二调节单元，用于根据计算出的差值，第二控制器确定送风机转速维持回风温度为预设回风温度。
9.根据权利要求6所述空调系统维持出风温度调节风量的装置，其特征在于，所述第一控制器为比例-积分-微分PID控制器；
和/或，
所述第二控制器为比例-积分-微分PID控制器。
10.根据权利要求9所述空调系统维持出风温度调节风量的装置，其特征在于，PID控制器的算法为：
其中，Ti积分时间常数；TS是采样周期；Td是微分时间常数；KP为比例系数。
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