CN110017572A - 一种适用于高海拔区域的空调系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调技术领域，公开了一种适用于高海拔区域的空调系统及控制方法，所述适用于高海拔区域的空调系统包括：温度采集模块、湿度采集模块、主控模块、压缩模块、制冷模块、制热模块、吹风模块、自动调控模块、电流保护模块、显示模块。本发明通过自动调控模块在中央空调上单独设置独立的睡眠模式，在用户选择执行睡眠模式后，可以自动根据室温调节空调制冷制热，使用户感觉更舒适，也节省了电能；同时，通过电流保护模块采用多种不同的压缩机控制方式根据多段电流保护参数来进行多级控制，所述多种控制方式采用递进方式来实现，控制更为灵活，最大程度降低对空调性能的影响，在保护电流的基础上有效保证空调性能的发挥。

Description

一种适用于高海拔区域的空调系统及控制方法

技术领域

本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种适用于高海拔区域的空调系统及控制方法。

背景技术

空调即空气调节器(AirConditioner)。是指用人工手段，对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、流速等参数进行调节和控制的设备。空调的结构包括：压缩机，冷凝器，蒸发器，四通阀，单向阀毛细管组件等。一般包括冷源/热源设备，冷热介质输配系统，末端装置等几大部分和其他辅助设备。主要包括，制冷主机、水泵、风机和管路系统。末端装置则负责利用输配来的冷热量，具体处理空气状态，使目标环境的空气参数达到要求。然而，现有空调不能自动控制，容易造成能源的浪费；同时，电流的不稳定容易导致空调不稳定运行，给整机带来非常不可靠的风险；现有的空调系统对室内的温度检测过程中，容易受到外界的影响，产生测量的误差，使空调不能准确对室内的温度进行调节，降低了室内的温暖度，使人体感到不适；现有的空调系统对室内湿度数据的过程中，容易受到外界的影响，降低了室内湿度检测的精度，使空调不能调整到合适的湿度，影响人体的健康；现有的空调系统对压缩空气进行除湿的过程中，虽然能达到设定的除湿值，但是达不到节能的效果。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有空调不能自动控制，容易造成能源的浪费；同时，电流的不稳定容易导致空调不稳定运行，给整机带来非常不可靠的风险。

(2)现有的空调系统对室内的温度检测过程中，容易受到外界的影响，产生测量的误差，使空调不能准确对室内的温度进行调节，降低了室内的温暖度，使人体感到不适。

(3)现有的空调系统对室内湿度数据的过程中，容易受到外界的影响，降低了室内湿度检测的精度，使空调不能调整到合适的湿度，影响人体的健康。

(4)现有的空调系统对压缩空气进行除湿的过程中，虽然能达到设定的除湿值，但是达不到节能的效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种适用于高海拔区域的空调系统及控制方法。

本发明是这样实现的，一种适用于高海拔区域的空调系统包括：

温度采集模块、湿度采集模块、主控模块、压缩模块、制冷模块、制热模块、吹风模块、自动调控模块、电流保护模块、显示模块；

温度采集模块，与主控模块连接，用于通过温度传感器采集室内温度数据；

湿度采集模块，与主控模块连接，用于通过湿度传感器采集室内湿度数据；

主控模块，与温度采集模块、湿度采集模块、压缩模块、制冷模块、制热模块、吹风模块、自动调控模块、电流保护模块、显示模块连接，用于通过集成电路控制各个模块正常工作；

压缩模块，与主控模块连接，用于通过压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂；

制冷模块，与主控模块连接，用于通过蒸发器将液态的制冷剂变成气态低温的制冷剂制出冷风；

制热模块，与主控模块连接，用于通过冷凝器将高温高压的气态制冷剂散热后变成常温高压的液态制冷剂制出热风；

吹风模块，与主控模块连接，用于通过风机进行吹风操作；

自动调控模块，与主控模块连接，用于通过调控电路自动根据室内温度进行制冷制热；

电流保护模块，与主控模块连接，用于通过保护电路对空调电流进行保护操作；

显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的温度、湿度数据。

一种适用于高海拔区域的空调控制方法包括以下步骤：

步骤一，通过温度采集模块利用温度传感器采集室内温度数据；通过湿度采集模块利用湿度传感器采集室内湿度数据；

步骤二，主控模块通过压缩模块利用压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂；

步骤三，通过制冷模块利用蒸发器将液态的制冷剂变成气态低温的制冷剂制出冷风；

步骤四，通过制热模块利用冷凝器将高温高压的气态制冷剂散热后变成常温高压的液态制冷剂制出热风；

步骤五，通过吹风模块利用风机进行吹风操作；

步骤六，通过自动调控模块利用调控电路自动根据室内温度进行制冷制热；通过电流保护模块利用保护电路对空调电流进行保护操作；

步骤七，通过显示模块利用显示器显示采集的温度、湿度数据。

进一步，所述自动调控模块调控方法如下：

(1)获取当前室外温度；

(2)比较当前室外温度与中央空调室内机启动当前运行模式时的室外温度，如果当前室外温度低于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第一设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度提升第一设定阈值。

进一步，所述调控方法还包括如下步骤：

如果当前室外温度高于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第一设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度降低第一设定阈值。

进一步，所述将当前中央空调室内机的设定运行温度提升第一设定阈值后，还包括如下步骤：

比较当前室外温度与中央空调室内机启动当前运行模式时的室外温度，如果当前室外温度低于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第二设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度提升第二设定阈值，其中，第二设定差值大于第一设定差值，第二设定阈值大于第一设定阈值。

进一步，所述将当前中央空调室内机的设定运行温度降低第一设定阈值后，还包括如下步骤：

比较当前室外温度与中央空调室内机启动当前运行模式时的室外温度，如果当前室外温度高于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第二设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度降低第二设定阈值。

进一步，所述电流保护模块保护方法如下：

1)空调开机运行后，对运行模式进行判断：当模式为制冷模式/制热模式时执行步骤2)；

2)检测环境温度、输入电压及工作电流；

3)根据与所述环境温度及输入电压对应的环境温度区间和输入电压区间，判断工作电流是否达到与所述环境温度区间和输入电压区间相匹配的电流保护值，若达到则执行步骤4)；若未达到则压缩机正常运行，返回执行步骤2)；

4)控制压缩机：频率不再上升/频率下降一个预设值F降/控制压缩机停机并在经过预设的停机时间后重新开机，返回执行步骤2)。

本发明的优点及积极效果为：本发明通过自动调控模块在中央空调上单独设置独立的睡眠模式，在用户选择执行睡眠模式后，可以自动根据室温调节空调制冷制热，使用户感觉更舒适，也节省了电能；同时，通过电流保护模块根据环境温度和输入电压值来作为选择电流保护参数的控制条件，相对于现有技术中的单纯根据温度来选择电流保护参数，分段保护控制更为合理和细致，降低了单个控制条件产生波动导致的电流控制的不稳定性，不会让压缩机因为刚好跨过分段区间以及温度波动而对电流保护带来大的波动影响；过采用多种不同的压缩机控制方式根据多段电流保护参数来进行多级控制，所述多种控制方式采用递进方式来实现，控制更为灵活，最大程度降低对空调性能的影响，在保护电流的基础上有效保证空调性能的发挥。

本发明中温度采集模块通过温度传感器采集室内温度数据的过程中，温度传感器容易受到外界因素的影响，而产生测量的误差，采用RBF神经网络进行温度误差的补偿，降低了测量的误差。

本发明中湿度采集模块通过湿度传感器采集室内湿度数据的过程中，湿度传感器容易受到温度的影响，采用一种基于AFSA算法的BP神经网络温度补偿算法进行测量数据的补偿，有效降低了由于温度的影响产生的误差，提高室内空气的湿度检测精度。

本发明中压缩模块中在制冷风或者热风，采用一种压缩空气溶液深度除湿干燥方法对根据采集的数据进行除湿，有效提高了控制空气湿度的精度，获取节能的效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的适用于高海拔区域的空调控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的适用于高海拔区域的空调系统结构框图。

图2中：1、温度采集模块；2、湿度采集模块；3、主控模块；4、压缩模块；5、制冷模块；6、制热模块；7、吹风模块；8、自动调控模块；9、电流保护模块；10、显示模块。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的适用于高海拔区域的空调控制方法包括以下步骤：

S101：首先，采集室内温度数据和室内湿度数据；

S102：根据采集的数据，利用调控电路自动根据室内温度进行制冷制热；

S103：通过利用压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂；再利用蒸发器将液态的制冷剂变成气态低温的制冷剂制出冷风；或者利用冷凝器将高温高压的气态制冷剂散热后变成常温高压的液态制冷剂制出热风；

S104：通过风机将制出来的冷风和热风吹到室内；

S105：利用保护电路对空调进行保护操作，通过显示器显示采集的温度、湿度数据。

如图2所示，本发明实施例提供的适用于高海拔区域的空调系统包括：温度采集模块1、湿度采集模块2、主控模块3、压缩模块4、制冷模块5、制热模块6、吹风模块7、自动调控模块8、电流保护模块9、显示模块10。

温度采集模块1，与主控模块3连接，用于通过温度传感器采集室内温度数据；

湿度采集模块2，与主控模块3连接，用于通过湿度传感器采集室内湿度数据；

主控模块3，与温度采集模块1、湿度采集模块2、压缩模块4、制冷模块5、制热模块6、吹风模块7、自动调控模块8、电流保护模块9、显示模块10连接，用于通过集成电路控制各个模块正常工作；

压缩模块4，与主控模块3连接，用于通过压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂；

制冷模块5，与主控模块3连接，用于通过蒸发器将液态的制冷剂变成气态低温的制冷剂制出冷风；

制热模块6，与主控模块3连接，用于通过冷凝器将高温高压的气态制冷剂散热后变成常温高压的液态制冷剂制出热风；

吹风模块7，与主控模块3连接，用于通过风机进行吹风操作；

自动调控模块8，与主控模块3连接，用于通过调控电路自动根据室内温度进行制冷制热；

电流保护模块9，与主控模块3连接，用于通过保护电路对空调电流进行保护操作；

显示模块10，与主控模块3连接，用于通过显示器显示采集的温度、湿度数据。

所述温度采集模块1通过温度传感器采集室内温度数据的过程中，温度传感器容易受到外界因素的影响，而产生测量的误差，为了降低测量的误差，采用RBF神经网络进行温度误差的补偿，具体步骤如下：

步骤一，初始化RBF神经网络的结构，随机选取N个训练样本作为聚类中心；

步骤二，将输入样本按最近邻规则分组，计算聚类样本平均值作为新的聚类中心；

步骤三，判断“聚类中心是否发生变化”；“是”返回到步骤二，“否”进入到下一步；

步骤四，计算方差和连接权值，判断“计算目标函数，是否满足条件”；“是”结束；“否”返回到步骤二。

所述湿度采集模块2通过湿度传感器采集室内湿度数据的过程中，湿度传感器容易受到温度的影响，为了降低由于温度的影响产生的误差，提高室内空气的湿度，采用一种基于AFSA算法的BP神经网络温度补偿算法，具体步骤如下：

步骤一，采用改进的AFSA对BP神经网络的初始权值阈值的初始权值阈值进行寻优，每条人工鱼都是对应的神经网络权值阈值；

步骤二，利用人工鱼群算法的全局搜索能力代替一般的随机初始化方法，在全局范围搜寻最优值领域；

步骤三，由BP神经网络通过数据训练在最优领域内精调，寻找出最优解。

所述压缩模块4中在制冷风或者热风，需对根据采集的数据进行除湿，为了提高控制空气湿度的精度，获取节能的效果，采用一种压缩空气溶液深度除湿干燥方法，具体步骤如下：

步骤一，首先，空气经空压机加压、冷却后进入储气罐；

步骤二，然后，进入除湿器与溶液进行热质交换；浓溶液由溶液泵驱动经冷却器后进入高压除湿器，吸湿后变为稀溶液流入高压储液罐，由节流阀节流至常压后经中间换热器加热后流经空压机余热回收装置进一步加热；

步骤三，最后，送入常压再生器采用室外空气进行再生，再生后的浓溶液经中间换热器、溶液泵，冷却器流回高压除湿器，完成循环。

本发明提供的自动调控模块8调控方法如下：

(1)获取当前室外温度；

(2)比较当前室外温度与中央空调室内机启动当前运行模式时的室外温度，如果当前室外温度低于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第一设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度提升第一设定阈值。

本发明提供的调控方法还包括如下步骤：

如果当前室外温度高于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第一设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度降低第一设定阈值。

本发明提供的将当前中央空调室内机的设定运行温度提升第一设定阈值后，还包括如下步骤：

比较当前室外温度与中央空调室内机启动当前运行模式时的室外温度，如果当前室外温度低于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第二设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度提升第二设定阈值，其中，第二设定差值大于第一设定差值，第二设定阈值大于第一设定阈值。

本发明提供的将当前中央空调室内机的设定运行温度降低第一设定阈值后，还包括如下步骤：

比较当前室外温度与中央空调室内机启动当前运行模式时的室外温度，如果当前室外温度高于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第二设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度降低第二设定阈值。

本发明提供的电流保护模块9保护方法如下：

1)空调开机运行后，对运行模式进行判断：当模式为制冷模式/制热模式时执行步骤2)；

2)检测环境温度、输入电压及工作电流；

3)根据与所述环境温度及输入电压对应的环境温度区间和输入电压区间，判断工作电流是否达到与所述环境温度区间和输入电压区间相匹配的电流保护值，若达到则执行步骤4)；若未达到则压缩机正常运行，返回执行步骤2)；

4)控制压缩机：频率不再上升/频率下降一个预设值F降/控制压缩机停机并在经过预设的停机时间后重新开机，返回执行步骤2)。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种适用于高海拔区域的空调系统，其特征在于，所述适用于高海拔区域的空调系统包括：

温度采集模块、湿度采集模块、主控模块、压缩模块、制冷模块、制热模块、吹风模块、自动调控模块、电流保护模块、显示模块；

温度采集模块，与主控模块连接，用于通过温度传感器采集室内温度数据；

湿度采集模块，与主控模块连接，用于通过湿度传感器采集室内湿度数据；

主控模块，与温度采集模块、湿度采集模块、压缩模块、制冷模块、制热模块、吹风模块、自动调控模块、电流保护模块、显示模块连接，用于通过集成电路控制各个模块正常工作；

压缩模块，与主控模块连接，用于通过压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂；

制冷模块，与主控模块连接，用于通过蒸发器将液态的制冷剂变成气态低温的制冷剂制出冷风；

制热模块，与主控模块连接，用于通过冷凝器将高温高压的气态制冷剂散热后变成常温高压的液态制冷剂制出热风；

吹风模块，与主控模块连接，用于通过风机进行吹风操作；

自动调控模块，与主控模块连接，用于通过调控电路自动根据室内温度进行制冷制热；

电流保护模块，与主控模块连接，用于通过保护电路对空调电流进行保护操作；

显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的温度、湿度数据。

2.一种如权利要求1所述的适用于高海拔区域的空调控制方法，其特征在于，所述适用于高海拔区域的空调控制方法包括以下步骤：

步骤一，通过温度采集模块利用温度传感器采集室内温度数据；通过湿度采集模块利用湿度传感器采集室内湿度数据；

步骤二，主控模块通过压缩模块利用压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂；

步骤三，通过制冷模块利用蒸发器将液态的制冷剂变成气态低温的制冷剂制出冷风；

步骤四，通过制热模块利用冷凝器将高温高压的气态制冷剂散热后变成常温高压的液态制冷剂制出热风；

步骤五，通过吹风模块利用风机进行吹风操作；

步骤六，通过自动调控模块利用调控电路自动根据室内温度进行制冷制热；通过电流保护模块利用保护电路对空调电流进行保护操作；

步骤七，通过显示模块利用显示器显示采集的温度、湿度数据。

3.如权利要求1所述适用于高海拔区域的空调系统，其特征在于，所述自动调控模块调控方法如下：

(1)获取当前室外温度；

(2)比较当前室外温度与中央空调室内机启动当前运行模式时的室外温度，如果当前室外温度低于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第一设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度提升第一设定阈值。

4.如权利要求3所述适用于高海拔区域的空调系统，其特征在于，所述调控方法还包括如下步骤：

如果当前室外温度高于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第一设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度降低第一设定阈值。

5.如权利要求4所述适用于高海拔区域的空调系统，其特征在于，所述将当前中央空调室内机的设定运行温度提升第一设定阈值后，还包括如下步骤：

比较当前室外温度与中央空调室内机启动当前运行模式时的室外温度，如果当前室外温度低于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第二设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度提升第二设定阈值，其中，第二设定差值大于第一设定差值，第二设定阈值大于第一设定阈值。

6.如权利要求3所述适用于高海拔区域的空调系统，其特征在于，所述将当前中央空调室内机的设定运行温度降低第一设定阈值后，还包括如下步骤：

比较当前室外温度与中央空调室内机启动当前运行模式时的室外温度，如果当前室外温度高于中央空调启动当前运行模式时的室外温度超过第二设定差值，则将当前中央空调室内机的设定运行温度降低第二设定阈值。

7.如权利要求1所述适用于高海拔区域的空调系统，其特征在于，所述电流保护模块保护方法如下：

1)空调开机运行后，对运行模式进行判断：当模式为制冷模式/制热模式时执行步骤2)；

2)检测环境温度、输入电压及工作电流；

3)根据与所述环境温度及输入电压对应的环境温度区间和输入电压区间，判断工作电流是否达到与所述环境温度区间和输入电压区间相匹配的电流保护值，若达到则执行步骤4)；若未达到则压缩机正常运行，返回执行步骤2)；

4)控制压缩机：频率不再上升/频率下降一个预设值F降/控制压缩机停机并在经过预设的停机时间后重新开机，返回执行步骤2)。