CN110440395A - 一种空调节能运行的控制方法、系统及空调 - Google Patents

一种空调节能运行的控制方法、系统及空调 Download PDF

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Abstract

一种空调节能运行的控制方法、系统及空调，控制方法包括：获取实时室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数；根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态；以及依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率。整体实现了基于室外/室内环境温度进行分段控制，精准区分室外/室内侧热负荷需求和差异化舒适性，结合内机盘管温度及其变化情况，快速调节空调的出风温度，提升房间舒适性。

Description

一种空调节能运行的控制方法、系统及空调
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调节能运行的控制方法、系统及空调。
背景技术
在春秋季节或者初冬时节，空调制热运行时，由于室外环境温度相对较高，对于热负荷的需求不高时，往往降频运行，导致出风温度不高，造成舒适性较差，现有技术在解决该问题时，往往采用启动电辅热来提升热负荷和出风温度。
现有的电辅热开启的判断逻辑通常是基于室内环境温度低于某一温度时开启，以保证出风温度，由于电辅热运行功率很高，这种控制逻辑会导致能耗较高。
发明内容
本发明解决的问题是：空调在进行制热运行时，降低电辅热开启后的功耗，实现空调的节能制热运行。
为解决上述问题，本发明提供一种空调节能运行的控制方法、系统及空调。
根据本发明的一个方面，提供了一种空调节能运行的控制方法，包括：
步骤S11：获取实时室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数；
步骤S12：根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态；以及
步骤S13：依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率。
通过基于室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行空调热负荷状态的判定，以及依据空调热负荷状态的判定结果来确定是否需要启动电加热和调节压缩机频率，室外/室内环境温度所处的范围表明室外侧/室内侧热负荷的需求高低，内机盘管温度的一阶导数表明了内机盘管温度的变化趋势，结合内机盘管温度表明室内侧能够提供的热负荷大小以及变化趋势，整体三个维度的参数精准地表明热负荷的提供能力，据此在满足用户舒适性的前提下进行节能，对应热负荷状态的不同状态采取不同的节能策略，实现分级且精准的控制电加热的开启时机以及调节压缩机频率(实现节能或者辅助提升热负荷)，整体实现了基于室外/室内环境温度进行分段控制，精准区分室外/室内侧热负荷需求和差异化舒适性，结合内机盘管温度及其变化情况，快速调节空调的出风温度，提升房间舒适性。
在一实施例中，根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态的步骤，包括：
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为富余状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为持平状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于零时，则判定空调的热负荷状态为不足状态；其中，第二阈值＞第三阈值＞第一阈值。
在一实施例中，根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态的步骤，还包括：
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为富余状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为持平状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为不足状态；其中，第一阈值＞第四阈值。
在一实施例中，根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态的步骤，还包括：
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为富余状态；
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为持平状态；
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为不足状态；其中，第一阈值＞第四阈值。
在一实施例中，依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率的步骤，包括：
当所述热负荷状态为富余状态时，电加热从开启状态关闭或者不开启，且降低压缩机频率；
当所述热负荷状态为持平状态时，电加热从开启状态关闭或者不开启，且压缩机频率保持不变；
当所述热负荷状态为偏低状态时，电加热从开启状态关闭或者不开启，且升高压缩机频率；
当所述热负荷状态为不足状态时，电加热从关闭状态开启或者维持开启状态运行，且升高压缩机频率。
上述实施例中，在室外/室内环境温度大于第一阈值的情形(第一种情形)下，第一阈值例如为15℃/16℃，即室外环境温度对应的第一阈值例如为15℃，室内环境温度对应的第一阈值例如为16℃，第二阈值例如为45℃，第三阈值例如为38℃，在上述逻辑判断中，当所述室外/室内环境温度大于第一阈值(15℃/16℃)，说明室外侧/室内侧热负荷的需求较低，所述内机盘管温度大于第二阈值(45℃)，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，内机盘管温度较高且呈上升趋势，说明室内侧能够提供的热负荷比较饱和，完全能够满足用户需求，因此，判定空调的热负荷状态为富余状态，对应富余状态，不需要开启电加热进行电辅热，同时由于热负荷状态为富余状态，在保证出风温度满足用户舒适性的前提下对应可通过降低压缩机频率来实现节能。当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，与上述区别在于，内机盘管温度较高且呈稳定或下降趋势，说明室内侧能够提供的热负荷和需求基本持平，对应热负荷状态为持平状态，因此，不需要开启电辅热，同时由于该状态仅仅能维持热负荷需求，如果通过降低压缩机的频率来实现节能的话会导致舒适性无法满足，因此压缩机频率维持不变。当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，由于内机盘管温度相对较低，不论其变化趋势如何，则判定空调的热负荷状态为偏低状态，此时还没有到必须开启电加热来辅助制热的程度，因此通过升高压缩机的频率使得出风温度满足用户的舒适性需求；当然，对于偏低状态，还有其它几种情况：当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；另外当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，即在室外/室内环境温度非常低的情形下，内机盘管温度相较来说很低，不论内机盘管的温度变化趋势如何，则判定空调的热负荷状态为偏低状态。当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于零时，对应内机盘管温度非常低且变化趋势减小，则判定空调的热负荷状态为不足状态，此时到了必须开启电加热进行辅助加热的地步，同时还需要同时升高压缩机频率以提高出风温度，从而满足用户的舒适度。上述判断的原理和方式在室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间以及室外/室内环境温度小于第四阈值也适用；其结果的区别在于对应进入不足状态的判断条件不同。在室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间的情形(第二种情形)下，第四阈值例如为：7℃/10℃，即室外环境温度对应的第四阈值例如为7℃，室内环境温度对应的第四阈值例如为10℃。
在一实施例中，还包括：循环判断步骤，在所述电加热启动一预设时间后，再次根据当前时刻的室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数，得出空调的热负荷状态；以及依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率。
该循环判断的步骤保证了实时反馈开启电加热和调节压缩机频率之后的效果，实现了持续、实时的节能运行和控制。
在一实施例中，所述压缩机频率升高或降低的值为：|Round(Tn×M/a)-M|，其中，M表示当前频率，Tn表示当前内机盘管温度；a为第二阈值；Round(*)表示取整运算；|*|表示绝对值运算。
在一实施例中，所述预设时间为：[1-Round(K×Tn/a)]×t2，其中，K为系数，取1.5；Tn表示当前内机盘管温度；a为第二阈值；Round(*)表示取整运算；t2取值为3-5min。
通过采用相似理论和圆整逻辑调整压缩机运行频率和电加热运行时间，具有可行性。
在一实施例中，所述内机盘管温度的一阶导数的计算公式为：f(Tn)＝(Tn2-Tn1)/t1，其中，Tn2表示当前周期的内机盘管温度数据；Tn1表示前一周期的内机盘管温度数据；t1为数据采集周期。
根据本发明的另一个方面，提供了一种空调节能运行的控制系统，包括：温度获取模块，用于获取实时室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数；判断模块，用于根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态；以及控制模块，用于依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率。
在一实施例中，所述温度获取模块包括：室外/室内环境温度传感器，用于获取实时室外/室内环境温度；内机盘管温度传感器，用于获取实时内机盘管温度；以及计算单元，用于根据获取的内机盘管温度计算内机盘管温度的一阶导数，计算公式为：f(Tn)＝(Tn2-Tn1)/t1，其中，Tn2表示当前周期的内机盘管温度数据；Tn1表示前一周期的内机盘管温度数据；t1为数据采集周期。
根据本发明的另一个方面，提供了一种空调节能运行的控制系统，用于执行本发明提及的任一种控制方法。
根据本发明的又一个方面，提供了一种空调，其特征在于，包含本发明提及的任一种控制系统。
上述控制系统和空调对应热负荷状态的不同状态采取不同的节能策略，实现分级且精准的控制电加热的开启时机以及调节压缩机频率(实现节能或者辅助提升热负荷)，整体实现了基于室外/室内环境温度进行分段控制，精准区分室外/室内侧热负荷需求和差异化舒适性，结合内机盘管温度及其变化情况，快速调节空调的出风温度，提升房间舒适性。
附图说明
图1为根据本发明一实施例所示的空调节能运行的控制方法流程图；
图2为根据本发明一实施例所示的空调节能运行的控制系统的框图。
附图标记说明：
2-控制系统；
21-温度获取模块；
211-室外/室内环境温度传感器； 212-内机盘管温度传感器；
213-计算单元；
22-判断模块； 23-控制模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细的说明。
第一实施例
在本发明的第一个示例性实施例中，提供了一种空调节能运行的控制方法。
图1为根据本发明一实施例所示的空调节能运行的控制方法流程图；
参照图1所示，本发明的空调节能运行的控制方法，包括：
步骤S11：获取实时室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数；
在一实施例中，所述内机盘管温度的一阶导数的计算公式为：f(Tn)＝(Tn2-Tn1)/t1，其中，Tn2表示当前周期的内机盘管温度数据；Tn1表示前一周期的内机盘管温度数据；t1为数据采集周期。
运行时间[1-Round(K*Tn/45)]*t2，时间为正，则开机运行，时间为负，在处于停机状态。
步骤S12：根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态；
在一实施例中，根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态的步骤，包括：
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为富余状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为持平状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于零时，则判定空调的热负荷状态为不足状态；其中，第二阈值＞第三阈值＞第一阈值。
在一实施例中，根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态的步骤，还包括：
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为富余状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为持平状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为不足状态；其中，第一阈值＞第四阈值。
在一实施例中，根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态的步骤，还包括：
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为富余状态；
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为持平状态；
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为不足状态；其中，第一阈值＞第四阈值。
第一阈值例如为15℃/16℃，即室外环境温度对应的第一阈值例如为15℃，室内环境温度对应的第一阈值例如为16℃。第二阈值例如为45℃，第三阈值例如为38℃。第四阈值例如为：7℃/10℃，即室外环境温度对应的第四阈值例如为7℃，室内环境温度对应的第四阈值例如为10℃。
步骤S13：依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率；
在一实施例中，依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率的步骤，包括：
当所述热负荷状态为富余状态时，电加热从开启状态关闭或者不开启，且降低压缩机频率；
当所述热负荷状态为持平状态时，电加热从开启状态关闭或者不开启，且压缩机频率保持不变；
当所述热负荷状态为偏低状态时，电加热从开启状态关闭或者不开启，且升高压缩机频率；
当所述热负荷状态为不足状态时，电加热从关闭状态开启或者维持开启状态运行，且升高压缩机频率。
上述实施例中，在室外/室内环境温度大于第一阈值的情形(第一种情形)下，第一阈值例如为15℃/16℃，即室外环境温度对应的第一阈值例如为15℃，室内环境温度对应的第一阈值例如为16℃，第二阈值例如为45℃，第三阈值例如为38℃，在上述逻辑判断中，当所述室外/室内环境温度大于第一阈值(15℃/16℃)，说明室外侧/室内侧热负荷的需求较低，所述内机盘管温度大于第二阈值(45℃)，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，内机盘管温度较高且呈上升趋势，说明室内侧能够提供的热负荷比较饱和，完全能够满足用户需求，因此，判定空调的热负荷状态为富余状态，对应富余状态，不需要开启电加热进行电辅热，同时由于热负荷状态为富余状态，在保证出风温度满足用户舒适性的前提下对应可通过降低压缩机频率来实现节能。当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，与上述区别在于，内机盘管温度较高且呈稳定或下降趋势，说明室内侧能够提供的热负荷和需求基本持平，对应热负荷状态为持平状态，因此，不需要开启电辅热，同时由于该状态仅仅能维持热负荷需求，如果通过降低压缩机的频率来实现节能的话会导致舒适性无法满足，因此压缩机频率维持不变。当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，由于内机盘管温度相对较低，不论其变化趋势如何，则判定空调的热负荷状态为偏低状态，此时还没有到必须开启电加热来辅助制热的程度，因此通过升高压缩机的频率使得出风温度满足用户的舒适性需求；当然，对于偏低状态，还有其它几种情况：当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；另外当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，即在室外/室内环境温度非常低的情形下，内机盘管温度相较来说很低，不论内机盘管的温度变化趋势如何，则判定空调的热负荷状态为偏低状态。当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于零时，对应内机盘管温度非常低且变化趋势减小，则判定空调的热负荷状态为不足状态，此时到了必须开启电加热进行辅助加热的地步，同时还需要同时升高压缩机频率以提高出风温度，从而满足用户的舒适度。上述判断的原理和方式在室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间以及室外/室内环境温度小于第四阈值也适用；其结果的区别在于对应进入不足状态的判断条件不同。在室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间的情形(第二种情形)下，第四阈值例如为：7℃/10℃，即室外环境温度对应的第四阈值例如为7℃，室内环境温度对应的第四阈值例如为10℃。
在一实施例中，所述压缩机频率升高或降低的值为：|Round(Tn×M/a)-M |，其中，M表示当前频率，Tn表示当前内机盘管温度；a为第二阈值；Round(*)表示取整运算；|*|表示绝对值运算。
在一实施例中，所述预设时间为：[1-Round(K×Tn/a)]×t2，其中，K为系数，取1.5；Tn表示当前内机盘管温度；a为第二阈值；Round(*)表示取整运算；t2取值为3-5min。
通过采用相似理论和圆整逻辑调整压缩机运行频率和电加热运行时间，具有可行性。
在一优选实施例中，上述步骤S13之后还包括：循环判断步骤，在所述电加热启动一预设时间后，再次根据当前时刻的室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数，得出空调的热负荷状态；以及依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率。
该循环判断的步骤保证了实时反馈开启电加热和调节压缩机频率之后的效果，实现了持续、实时的节能运行和控制。
在本实施例中，对应控制逻辑的列表形式如下：
在一具体实例中，当前室外环境温度Tw＝3，则进入低温档程序控制。
检测当前室内内盘管温度Tn，Tn＝42℃，表明空调器出风温度一般，需判定其内盘温度变化情况。即前一分钟的室内盘管温度Tn＝45℃，然后对室内内盘温度求导，即f(Tn)＝(42-45)/1＝-3，表明内机盘管温度处于下降趋势，则压缩机升频，升频3Hz，即(Round(Tn*M/45)-M的绝对值为3Hz，M为当前频率50Hz)，且不开启电辅热功能。
综上所述，本实施例的控制方法通过基于室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行空调热负荷状态的判定，以及依据空调热负荷状态的判定结果来确定是否需要启动电加热和调节压缩机频率，室外/室内环境温度所处的范围表明室外侧/室内侧热负荷的需求高低，内机盘管温度的一阶导数表明了内机盘管温度的变化趋势，结合内机盘管温度表明室内侧能够提供的热负荷大小以及变化趋势，整体三个维度的参数精准地表明热负荷的提供能力，据此在满足用户舒适性的前提下进行节能，对应热负荷状态的不同状态采取不同的节能策略，实现分级且精准的控制电加热的开启时机以及调节压缩机频率(实现节能或者辅助提升热负荷)，整体实现了基于室外/室内环境温度进行分段控制，精准区分室外/室内侧热负荷需求和差异化舒适性，结合内机盘管温度及其变化情况，快速调节空调的出风温度，提升房间舒适性。
第二实施例
在本公开的第二个示例性实施例中，提供了一种空调节能运行的控制系统，用于执行上述控制方法。
图2为根据本发明一实施例所示的空调节能运行的控制系统的框图。
参照图2所示，本实施例的控制系统2包括：温度获取模块21，用于获取实时室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数；判断模块22，用于根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态；以及控制模块23，用于依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率。
在一实施例中，所述温度获取模块21包括：室外/室内环境温度传感器211，用于获取实时室外/室内环境温度；内机盘管温度传感器212，用于获取实时内机盘管温度；以及计算单元213，用于根据获取的内机盘管温度计算内机盘管温度的一阶导数，计算公式为：f(Tn)＝(Tn2-Tn1)/t1，其中，Tn2表示当前周期的内机盘管温度数据；Tn1表示前一周期的内机盘管温度数据；t1为数据采集周期。
第三实施例
在本公开的第三个示例性实施例中，提供了一种空调，包含本发明提及的任一种控制系统。
上述实施例的控制系统和空调对应热负荷状态的不同状态采取不同的节能策略，实现分级且精准的控制电加热的开启时机以及调节压缩机频率(实现节能或者辅助提升热负荷)，整体实现了基于室外/室内环境温度进行分段控制，精准区分室外/室内侧热负荷需求和差异化舒适性，结合内机盘管温度及其变化情况，快速调节空调的出风温度，提升房间舒适性。
综上所述，本发明提供了一种空调节能运行的控制方法、系统及空调，通过基于室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行空调热负荷状态的判定，以及依据空调热负荷状态的判定结果来确定是否需要启动电加热和调节压缩机频率，室外/室内环境温度所处的范围表明室外侧/室内侧热负荷的需求高低，内机盘管温度的一阶导数表明了内机盘管温度的变化趋势，结合内机盘管温度表明室内侧能够提供的热负荷大小以及变化趋势，整体三个维度的参数精准地表明热负荷的提供能力，据此在满足用户舒适性的前提下进行节能，对应热负荷状态的不同状态采取不同的节能策略，实现分级且精准的控制电加热的开启时机以及调节压缩机频率(实现节能或者辅助提升热负荷)，整体实现了基于室外/室内环境温度进行分段控制，精准区分室外/室内侧热负荷需求和差异化舒适性，结合内机盘管温度及其变化情况，快速调节空调的出风温度，提升房间舒适性。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种空调节能运行的控制方法，其特征在于，包括：
步骤S11：获取实时室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数；
步骤S12：根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态；以及
步骤S13：依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态的步骤，包括：
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为富余状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为持平状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度大于第一阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于零时，则判定空调的热负荷状态为不足状态；其中，第二阈值＞第三阈值＞第一阈值。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态的步骤，还包括：
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为富余状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为持平状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度介于第一阈值和第四阈值之间，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为不足状态；其中，第一阈值＞第四阈值。
4.根据权利要求2或3所述的控制方法，其特征在于，根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态的步骤，还包括：
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于零时，则判定空调的热负荷状态为富余状态；
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度大于第二阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为持平状态；
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度介于第二阈值和第三阈值之间，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为偏低状态；
当所述室外/室内环境温度小于第四阈值，且所述内机盘管温度小于第三阈值，且所述内机盘管温度的一阶导数大于、小于或等于零时，则判定空调的热负荷状态为不足状态；其中，第一阈值＞第四阈值。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率的步骤，包括：
当所述热负荷状态为富余状态时，电加热从开启状态关闭或者不开启，且降低压缩机频率；
当所述热负荷状态为持平状态时，电加热从开启状态关闭或者不开启，且压缩机频率保持不变；
当所述热负荷状态为偏低状态时，电加热从开启状态关闭或者不开启，且升高压缩机频率；
当所述热负荷状态为不足状态时，电加热从关闭状态开启或者维持开启状态运行，且升高压缩机频率。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述压缩机频率升高或降低的值为：|Round(Tn×M/a)-M|，其中，M表示当前频率，Tn表示当前内机盘管温度；a为第二阈值；Round(*)表示取整运算；|*|表示绝对值运算。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：循环判断步骤，在所述电加热启动一预设时间后，再次根据当前时刻的室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数，得出空调的热负荷状态；以及依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述预设时间为：[1-Round(K×Tn/a)]×t2，其中，K为系数，取1.5；Tn表示当前内机盘管温度；a为第二阈值；Round(*)表示取整运算；t2取值为3-5min。
9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述内机盘管温度的一阶导数的计算公式为：f(Tn)＝(Tn2-Tn1)/t1，其中，Tn2表示当前周期的内机盘管温度数据；Tn1表示前一周期的内机盘管温度数据；t1为数据采集周期。
10.一种空调节能运行的控制系统，其特征在于，包括：
温度获取模块，用于获取实时室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数；
判断模块，用于根据所述室外/室内环境温度、内机盘管温度及该内机盘管温度的一阶导数进行判断，得出空调的热负荷状态；以及
控制模块，用于依据所述热负荷状态判断是否需要启动电加热和调节压缩机频率。
11.根据权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述温度获取模块包括：室外/室内环境温度传感器，用于获取实时室外/室内环境温度；内机盘管温度传感器，用于获取实时内机盘管温度；以及计算单元，用于根据获取的内机盘管温度计算内机盘管温度的一阶导数，计算公式为：f(Tn)＝(Tn2-Tn1)/t1，其中，Tn2表示当前周期的内机盘管温度数据；Tn1表示前一周期的内机盘管温度数据；t1为数据采集周期。
12.一种空调节能运行的控制系统，其特征在于，用于执行权利要求1至9中任一项所述的控制方法。
13.一种空调，其特征在于，包含权利要求10至12中任一项所述的控制系统。
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