CN111306706B - 一种空调联动控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调联动控制方法及系统，其中方法包括S1：实时采集设定区域的环境参数，判断环境参数是否处于预设范围内，若是，则执行S5；若否，则执行S2；S2：判断环境参数是否超过预设范围中的上限值，若是，执行S3；若否，执行S4；S3：采集设定区域内的每台空调当前的运行状态，从处于未开启状态的空调中挑选出健康度IH最高的空调，并控制其开启运行，其后跳转并执行S1；S4：采集设定区域内的每台空调当前的运行状态，从处于已开启状态的空调中挑选出健康度IH最低的空调，并控制其关机卸载；其后跳转并执行S1；S5：保持设定区域内每台空调当前的运行状态。本发明解决了室内空调过度使用的问题，还可保证了最佳的综合运行效率。

Description

一种空调联动控制方法及系统

技术领域

本发明涉及空调联动控制领域，尤其涉及一种空调联动控制方法及系统。

背景技术

目前，为了保持机房内温湿度维持在合适的范围内，在现有实际操作中，会在夏季直接将机房内的所有空调都打开，使得室内温度远低于规定的下限值，以保证机房内的设备运作正常。这种运行方式在空调设备正常运行时虽然不必担心室内温度超过电气设备运行的要求，但带来的直接后果就是空调长期不间断运行，极大浪费电能的同时也缩短了空调使用寿命，增加了空调的维护成本和降低了维护效率。

而在现有技术中存在如下改进方案：通过实时监测室内温度和湿度，一旦温度或湿度超过上下限，则采用寿命与开启次数的数据模型，开启一台启动次数最少的空调或关闭一台启动次数最多的空调。

但是，上述控制方法虽解决了机房空调盲目滥用的问题，但模型缺乏对室内实际负荷、空调运行时长以及故障状态的监测和考虑，由于机房通常无人值守且空调的温度设置常常会导致空调过度使用，即使一台空调开启次数最少，但是其仍有可能存在较高的故障率，仍存在过度使用的问题，导致仍需付出高昂的维护成本，不利于机房内空调的使用和管理。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种空调联动控制方法，结合机房室内实际负荷及空调健康度状态对多台空调进行联动控制，充分解决了机房空调过度使用的问题，且保证了最佳的综合运行效率，提高空调综合寿命。

本发明的目的之二在于提供一种空调联动控制系统。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种空调联动控制方法，包括：

步骤S1：实时采集设定区域的环境参数，判断环境参数是否处于预设范围内，若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S2；其中所述环境参数通过均匀分布在设定区域的若干个检测设备检测所得；

步骤S2：判断环境参数属于超过预设范围中的上限值的情况一，还是属于低于预设范围中的下限值的情况二，若属于情况一，执行步骤S3；若属于情况二，执行步骤S4；

步骤S3：采集设定区域内每台空调当前的运行状态，从处于未开启状态的空调中挑选出健康度IH最高的空调，并控制其开启运行，其后跳转并执行步骤S1；

步骤S4：采集设定区域内每台空调当前的运行状态，从处于已开启状态的空调中挑选出健康度IH最低的空调，并控制其关机卸载；其后跳转并执行步骤S1；

所述健康度IH是根据每台空调对应的影响因子结合设定公式计算所得；

步骤S5：保持设定区域内每台空调当前的运行状态。

进一步地，所述影响因子包括故障影响因子IA、故障预留因子IB、启动影响因子IC和运行影响因子ID。

进一步地，所述故障影响因子IA的计算方法为：

采集每台空调的故障类型ft和故障等级fd，根据故障类型ft和故障等级fd结合公式(1)计算每台空调的故障影响因子IA；

其中，A类的故障类型ft为影响空调寿命的故障情况；B类的故障类型ft为直接影响空调制冷效果的故障情况；C类的故障类型ft为直接影响耗电的故障情况；X₁的范围是30％～60％，X₂的范围是30％～50％。

进一步地，所述故障预留因子IB的计算方法为：

采集每台空调的历史维修记录，根据维修记录中已修复的故障类型ft′及其故障等级fd′结合公式(2)计算每台空调的故障预留因子IB；

IB＝∑f_L(ft′,fd′)；

其中，

公式中A类的已修复的故障类型ft′为影响空调寿命的故障情况；B类的已修复的故障类型ft′为直接影响空调制冷效果的故障情况；C类的已修复的故障类型ft′为直接影响耗电的故障情况；其中，X₁的范围是30％～60％，X₂的范围是30％～50％，Y₁的范围为5％～15％，Y₂的范围为3％～10％，Y₃的范围是5％～10％。

进一步地，所述启动影响因子IC的计算方法为：

统计每台空调累计启动次数，根据累计的启动次数结合公式(3)计算每台空调的启动影响因子IC；

其中N为空调计划启动次数，n为实际已启动次数。

进一步地，所述运行影响因子ID的计算方法为：

统计每台空调的累计运行时长，根据运行时长结合公式(4)计算每台空调的运行影响因子ID；

其中M为空调计划运行时长，m为空调实际已运行时长。

进一步地，所述健康度IH根据每台空调的故障影响因子IA、故障预留因子IB、启动影响因子IC和运行影响因子ID，结合公式(5)计算所得；

IH＝100％-max(IA,IB,IC,ID) 公式(5)。

进一步地，所述设定区域为室内的局部区域或室内的整体区域；若设定区域为室内的局部区域，则控制位于该局部区域内的检测设备启动，将已启动的检测设备的所有检测结果取加权平均值后将其作为该局部区域的环境参数，再与预设范围作比较；若设定区域为室内的整体区域，则控制室内的所有检测设备启动，将已启动的检测设备的所有检测结果取加权平均值后将其作为室内整体区域的环境参数，再将其与预设范围作比较。

进一步地，若出现健康度IH数值相同的若干个空调，则判断健康度IH数值相同的每个空调相邻的检测设备实时检测所得的检测结果，优先控制检测结果最高的检测设备对应的空调开启，或控制检测结果最低的检测设备对应的空调关闭。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种空调联动控制系统，执行如上述的空调联动控制方法，包括：

采集模块，负责采集设定区域内的每个空调的运行记录和若干个检测设备传送的检测结果，并将其传送到中控模块中；

影响因子计算模块，与采集模块信号相连通，负责接收采集模块的运行记录，根据运行记录计算每台空调的故障影响因子IA、故障预留因子IB、启动影响因子IC和运行影响因子ID，并将四个影响因子传送到健康度计算模块中；

健康度计算模块，与影响因子计算模块信号相连通，结合四个影响因子计算每台空调的健康度IH，并将其传送到中控模块中；

中控模块，与健康度计算模块和采集模块信号相连通，根据采集模块传送的检测结果计算设定区域内的环境参数，并判断环境参数是否超过预设范围，若是，则结合每台空调的健康度IH，对健康度IH最高的空调生成开启指令或向健康度IH最低的空调生成关闭指令；

PLC模块，与中控模块信号相连通，负责接收中控模块传送的指令，根据指令控制对应的空调开启或关闭。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明实时监测机房的环境参数，既保证机房的环境参数维持在合理的范围，又避免机房以往存在的空调全部开启且盲目设置低温的现象，节省了能耗；

(2)本发明通过按照空调健康度进行加卸载的优先级选择，最大程度降低了因空调带故障运行导致的综合运行效率低下造成的能耗增加，保证了参与运行的空调设备组合是最稳健的，既保障了运行的可靠性，也最大化延长了设备的综合使用寿命。

附图说明

图1为本发明空调联动控制方法的信号流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

如图1所示，一种空调联动控制方法，可应用在机房、机房或其他需要若干个空调调节室内温度的区域内，对室内的空调进行联动控制。

而在本实施例中，将空调联动控制方法应用在机房内，所述控制方法包括：

步骤S1：实时采集机房内设定区域的环境参数，判断环境参数是否处于预设范围内，若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S2；

在本实施例中，为了保证机房内不同区域的温湿度情况一致，在机房内均匀分布在若干个空调，并在机房内装设有若干个均匀分布的检测设备，所述空调与所述检测设备可一一对应，以提高机房内环境参数采集的准确性；在本实施例中，所述检测设备可设为温湿度传感器，经过温湿度传感器检测所得的检测结果即为温湿度值，通过温湿度传感器实时检测机房内的温湿度情况。

而本实施例中可将整个机房内部划分为若干个局部区域，可将设定区域限定为机房整体内部空间，也可指定机房内的某个局部区域为设定区域，其后再控制设定区域中的检测设备启动，即可针对性地对局部区域或整体区域的环境参数进行检测，实现局部区域或整体区域的空调联动控制。

在本实施例中，将设定区域设为机房的整体内部空间，控制设定区域内的检测设备启动，则代表控制机房内所有的检测设备启动，此时每个温湿度传感器均检测有对应的检测结果-温湿度值，将所有检测设备检测所得的温湿度值取加权平均值，即按检测区域的重要程度分配加权平均值的权重；例如检测区域有关键设备，则设置大的权重，例如X＝60％；其它检测区域再按剩余区域的关键设备分配X*(1-X)；若剩余区域的关键程度一致，则平分权重(1-X)，即可获得机房整体内部空间的一个环境参数，可较为平均且准确地获知机房内部的整体温湿度情况。

其后，将环境参数与预设范围进行比对，若环境参数的数值维持在预设范围内，则表示机房内的整体温湿度情况正常，无需对机房内的空调进行调整，即保持机房内每台空调当前的运行状态即可。

步骤S2：判断环境参数属于超过预设范围中的上限值的情况一，还是属于低于预设范围中的下限值的情况二，若属于情况一，执行步骤S3；若属于情况二，执行步骤S4；

若环境参数中的温度或湿度值超过预设范围的上限值时，则代表机房内部整体温湿度偏高，需要通过开启局部空调以降低机房内的温湿度；若低于预设范围中的下限值，则代表机房内整体温湿度偏低，需要关闭局部空调以提高机房内的温湿度。

在判断环境参数是否超过预设范围的同时，通过如下空调健康度IH数据模型获知机房内每条空调的健康度IH指标：

首先，采集每台空调的故障类型ft和故障等级fd，根据故障类型ft和故障等级fd结合公式(1)计算每台空调的故障影响因子IA；

其中，X₁的范围是30％～60％，X₂的范围是30％～50％；

而在最佳实施例中，X₁为60％，X₂为50％，而公式(1)为：

所述故障类型ft是由故障名称界定的三种不同程度的故障情况，其中故障名称包括但不限于缺氟，室外机脏堵，外风机启动故障，压缩机启动故障等；三种不同程度的故障类型ft包括A类、B类和C类，A类故障一般为影响空调寿命的故障，该类故障一般会影响空调的制冷效果和耗电，例如压缩机启动故障等；B类为直接影响空调制冷效果的故障，也会影响耗电，例如缺氟等；C类为直接影响耗电的故障，例如室外机脏堵等。

而故障等级fd则是某种故障类型的严重程度，在本实施例中故障严重程度以百分比的形式体现，例如缺氟，缺氟10％和60％对空调制冷/热效果及空调本身寿命影响区别很大，具体包括故障等级、故障能耗影响因子、故障舒适影响因子和故障寿命影响因子。

其次，采集每台空调的历史维修记录，根据维修记录中已修复的故障类型ft′及其故障等级fd′结合公式(2)计算每台空调的故障预留因子IB；

IB＝∑f_L(ft′,fd′)；

其中，X₁的范围是30％～60％，X₂的范围是30％～50％，Y₁的范围为5％～15％，Y₂的范围为3％～10％，Y₃的范围是5％～10％；

而在最佳实施例中，X₁为60％，X₂为50％，Y₁为10％，Y₂为3％，Y₃为5％，即：

所述已修复的故障类型ft′为上述故障类型ft相类似，所述故障类型ft为每条空调投入应用过程中出现过的故障，包括已经修复的故障和未修复的故障，而已修复的故障类型ft′则为出现过的故障中已经修复完毕的故障，同样的已修复的故障类型ft′也包括A、B和C类，所述A类的已修复的故障类型ft′为影响空调寿命的故障情况；所述B类的已修复的故障类型ft′为直接影响空调制冷效果的故障情况；所述C类的已修复的故障类型ft′为直接影响耗电的故障情况。

再有，统计每台空调累计启动次数，根据累计的启动次数结合公式(3)计算每台空调的启动影响因子IC；

其中N为空调计划启动次数，n为实际已启动次数。

最后，统计每台空调的累计运行时长，根据运行时长结合公式(4)计算每台空调的运行影响因子ID；

其中M为空调计划运行时长，m为空调实际已运行时长。

结合上述获得的四种影响因子结合公式(5)计算获得空调的健康度IH；

IH＝100％-max(IA,IB,IC,ID) 公式(5)。

在本实施例中，机房内的每台空调的健康度IH指标获取后，根据健康度IH指标的大小对若干个空调进行标记和排序，便于快速查找到健康度IH指标最高或最低的空调位置。

步骤S3：若机房内整体温湿度偏高时，采集机房内每台空调当前的运行状态，从处于未开启状态的空调中挑选出健康度IH最高的空调，并控制其开启运行，其后跳转并执行步骤S1，再通过检测机房内的环境参数，重新判断开启健康度IH最高的空调后环境参数是否恢复到预设范围内，若否，则继续挑选出仍处于未开启状态的空调中健康度IH最高的空调并将其开启，直至机房内的环境参数维持在预设范围内。

开启处于未开启状态下健康度IH最高的空调数量可为一个或多个，若当前的环境参数超过预设范围的幅度不大，则可控制健康度IH最高的一个空调开启，若期间出现健康度IH数值相同的若干个空调，则可控制健康度IH相同的空调所对应的检测设备对当前的温湿度进行实时检测，优先控制检测所得的温湿度数值最高的检测设备所对应的一个空调开启。

若当前的环境参数大幅度超过预设范围，即可将健康度排序中前几台空调同时开启，若期间出现健康度IH数值相同的若干个空调，则控制该空调均同步启动运行，实现快速调整机房内的环境参数。

步骤S4：若机房内整体温湿度偏底时，采集机房内每台空调当前的运行状态，从处于已开启状态的空调中挑选出健康度IH最低的空调，并控制其关机卸载；其后跳转并执行步骤S1；

该步骤的原理与步骤S3相同，在此不做重复描述。

本实施例结合了机房室内实际负荷及空调健康度状态对多台空调进行联动加卸载控制的方法，充分解决了机房空调过度使用的问题，且保证了综合运行效率最优，空调综合寿命最长。

步骤S5：当机房内的联动控制结束，环境参数始终维持在预设范围内时，即可保持设定区域内每台空调当前的运行状态，将机房温湿度维持在合理的范围内。

实施例二

一种机房空调联动控制系统，执行实施例一的机房空调联动控制方法，所述空调联动控制系统包括：

采集模块，负责采集机房内每个空调的运行记录和若干个检测设备传送的检测结果，并将其传送到中控模块中；其中所述运行记录包括但不限于空调故障率、维修记录、运行时长和启动次数等记录，其中所有的记录可通过应用在机房上的空调智慧云平台及终端设备空调管家识别并记录，所述采集模块则与其中的空调智慧云平台和空调管家相连接，将机房内每个空调的运行情况、故障情况、维修情况等情况进行采集。

影响因子计算模块，与采集模块信号相连通，负责接收采集模块的运行记录，根据运行记录计算每台空调的故障影响因子IA、故障预留因子IB、启动影响因子IC和运行影响因子ID，并将四个影响因子传送到健康度计算模块中；

健康度计算模块，与影响因子计算模块信号相连通，结合四个影响因子计算每台空调的健康度IH，并将其传送到中控模块中；

中控模块，与健康度计算模块和采集模块信号相连通，根据采集模块传送的检测结果计算设定区域内的环境参数，并判断环境参数是否超过预设范围，若是，则结合每台空调的健康度IH，对健康度IH最高的空调生成开启指令或向健康度IH最低的空调生成关闭指令；

PLC模块，与中控模块信号相连通，负责接收中控模块传送的指令，根据指令控制对应的空调开启或关闭，同时将每台空调的运行情况进行采集，并将其反馈到中控模块中进行记录。

实施例三

本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现上述空调联动控制方法的步骤。

另外，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述空调联动控制方法的步骤。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种空调联动控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1：实时采集设定区域的环境参数，判断环境参数是否处于预设范围内，若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S2；其中所述环境参数通过均匀分布在设定区域的若干个检测设备检测所得；

步骤S2：判断环境参数属于超过预设范围中的上限值的情况一，还是属于低于预设范围中的下限值的情况二，若属于情况一，执行步骤S3；若属于情况二，执行步骤S4；

步骤S3：采集设定区域内每台空调当前的运行状态，从处于未开启状态的空调中挑选出健康度IH最高的空调，并控制其开启运行，其后跳转并执行步骤S1；

步骤S4：采集设定区域内每台空调当前的运行状态，从处于已开启状态的空调中挑选出健康度IH最低的空调，并控制其关机卸载；其后跳转并执行步骤S1；

所述健康度IH的计算方法为：IH＝100％-max(IA，IB，IC，ID)；

其中，IA为每台空调的故障影响因子，

公式(1)中ft为每台空调的故障类型，fd为故障等级；X₁的范围是30％～60％，X₂的范围是30％～50％；

IB为每台空调的故障预留因子，IB＝∑f_L(ft′，fd′)；

其中，

公式(2)中ft′为维修记录中已修复的故障类型，fd′为已修复的故障等级，X₁的范围是30％～60％，X₂的范围是30％～50％，Y₁的范围为5％～15％，Y₂的范围为3％～10％，Y₃的范围是5％～10％；公式(1)和公式(2)中的A、B、C分别为三种不同的故障情况，A类为影响空调寿命的故障情况；B类为直接影响空调制冷效果的故障情况；C类为直接影响耗电的故障情况；

IC为每台空调的启动影响因子，

其中N为空调计划启动次数，n为实际已启动次数；

ID为每台空调的运行影响因子，

其中M为空调计划运行时长，m为空调实际已运行时长；

步骤S5：保持设定区域内每台空调当前的运行状态。

2.根据权利要求1所述的空调联动控制方法，其特征在于，所述设定区域为室内的局部区域或室内的整体区域；若设定区域为室内的局部区域，则控制位于该局部区域内的检测设备启动，将已启动的检测设备的所有检测结果取加权平均值后将其作为该局部区域的环境参数，再与预设范围作比较；若设定区域为室内的整体区域，则控制室内的所有检测设备启动，将已启动的检测设备的所有检测结果取加权平均值后将其作为室内整体区域的环境参数，再将其与预设范围作比较。

3.根据权利要求1所述的空调联动控制方法，其特征在于，若出现健康度IH数值相同的若干个空调，则判断健康度IH数值相同的每个空调相邻的检测设备实时检测所得的检测结果，优先控制检测结果最高的检测设备对应的空调开启，或控制检测结果最低的检测设备对应的空调关闭。

4.一种空调联动控制系统，执行如权利要求1～3任意一项所述的空调联动控制方法，其特征在于，包括：

采集模块，负责采集设定区域内的每个空调的运行记录和若干个检测设备传送的检测结果，并将其传送到中控模块中；

影响因子计算模块，与采集模块信号相连通，负责接收采集模块的运行记录，根据运行记录计算每台空调的故障影响因子IA、故障预留因子IB、启动影响因子IC和运行影响因子ID，并将四个影响因子传送到健康度计算模块中；

健康度计算模块，与影响因子计算模块信号相连通，结合四个影响因子计算每台空调的健康度IH，并将其传送到中控模块中；

中控模块，与健康度计算模块和采集模块信号相连通，根据采集模块传送的检测结果计算设定区域内的环境参数，并判断环境参数是否超过预设范围，若是，则结合每台空调的健康度IH，对健康度IH最高的空调生成开启指令或向健康度IH最低的空调生成关闭指令；

PLC模块，与中控模块信号相连通，负责接收中控模块传送的指令，根据指令控制对应的空调开启或关闭。

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