CN111623478A - 水多联机组及其舒适性控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水多联机组及其舒适性控制方法，舒适性控制方法包括以下步骤：采集水多联机组中外机和内机的实时运行参数；根据实时运行参数计算舒适性评价指数φ；将舒适性评价指数φ与目标舒适区间进行比较，若处于目标舒适区间则为舒适状态，水多联机组继续正常运行；若超出目标舒适区间则为待优化状态，从预设的指数策略对照表中获取舒适性评价指数φ对应的控制策略，水多联机组执行控制策略。本发明通过综合考虑外机运行状态以及整合内机群参数来设计水多联系统的舒适性评价指标，根据舒适性评价指标来评价机组的运行状态并设计对应的控制策略，适应水多联机组运行的多变环境。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及水多联机组及其舒适性控制方法。
背景技术
水多联机组又称多联式冷热水机组，即先由外机制取冷冻水或热水，再将其通过管道输送到末端供用户调节空气的空调，此处末端是指内机，内机可以是风机盘管等机构。相对于氟系统多联机来说，水多联机组由于外机连接的末端多且为水换热，存在控制延时。
以往舒适性评价指标往往只关注单个室内研究，单个室内的舒适性评价体系里目前PMV较为主流，涉及到室内温度场、风速场、人体参数等评价指标。不过这个评价体系在应用到群控模式运行时会存在评价数据不平衡或者不准确的问题，其原因是群控模式中多个末端同时运行，每个用户的需求都可能不一样，这种情况下采用现有的评价体系无法精确统合计算出整个系统的运行效果。
因此，如何设计能够准确反映水多联机组运行状态的舒适性控制方法是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有单机舒适性评价体系无法准确评价水多联机组运行状态的缺陷，本发明提出水多联机组及其舒适性控制方法，通过综合考虑外机运行状态以及整合内机群参数来设计水多联机组的舒适性评价指标，根据舒适性评价指标来评价机组的运行状态并设计对应的控制策略，适应水多联机组运行的多变环境。
本发明采用的技术方案是，设计水多联机组的舒适性控制方法，包括以下步骤：
采集水多联机组中外机和内机的实时运行参数；
根据实时运行参数计算舒适性评价指数φ；
将舒适性评价指数φ与目标舒适区间进行比较，若处于目标舒适区间则为舒适状态，水多联机组继续正常运行；若超出目标舒适区间则为待优化状态，从预设的指数策略对照表中获取舒适性评价指数φ对应的控制策略，水多联机组执行控制策略。
优选的，将目标舒适区间之外的区域划分为若干个限定区间，每个限定区间均设有其对应的控制策略以形成指数策略对照表。
优选的，指数策略对照表包含第一限定区间，第一限定区间为高于目标舒适区间的区域，第一限定区间对应的控制策略为关闭水多联机组或者控制水多联机组降频运行。
优选的，指数策略对照表包含第二限定区间，第二限定区间为低于目标舒适区间的区域，第二限定区间对应的控制策略为排查水多联机组的故障类型。
优选的，排查水多联机组的故障类型包括：检查水多联机组的水流量是否异常、检查水多联机组的换热量是否异常、以及检查水多联机组的内外负荷比例中的至少一种。
优选的，检查水多联机组的内外负荷比例包括：内机负荷大于外机负荷时，关闭水多联机组或者控制水多联机组降频运行；内机负荷小于外机负荷时，增加水多联机组中参与工作的内机数量。
优选的，根据实时运行参数计算舒适性评价指数φ包括：利用外机的实时运行参数计算代表外机负荷的外机运行标量值δ，利用内机的实时运行参数计算代表内机负荷的内机运行标量值λ，利用外机运行标量值δ和内机运行标量值λ计算舒适性评价指数φ。
优选的，外机的实时运行参数包括：外机环境温度Te、外机额定环温Tep、进水温度Tiw、出水温度Tow、外机高压Ph、外机低压Pl；
内机的实时运行参数包括：各个内机的设计负荷Qn、内机的实际出风温度Ton、内机的实际进风温度Tin；
其中，φ=δ*λ，λ为所有内机的评价加权数之和。
本发明还提出了水多联机组，包括：外机、与外机连接的多个内机、控制外机和内机运行状态的控制系统，控制系统采用上述的舒适性控制方法控制水多联机组。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、整合水多联机组的外机和内机的实时运行参数计算舒适性评价指数，通过舒适性评价指数反映当前机组的运行状态，使得用户对机组性能全面了解，根据实际需要设定目标舒适区间，从而实现真正准确的舒适性评价；
2、根据不同舒适性评价指数下机组的实际运行状态，设计对应的控制策略，使得水多联机组执行控制策略及时修正运行状态，提升水多联机组的用户体验。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是水多联机组的系统结构图；
图2是舒适性控制方法的流程图；
图3是内机负荷随时间变化的函数关系图；
图4是屋内舒适度与内机负荷之间的对应关系图；
图5是水多联机组处于舒适状态下的指数波动范围图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明提出了应用于水多联机组的舒适性控制方法，水多联机组具有外机1和与外机1连接的多个内机2，外机1用以制取冷冻水或热水，其包含压缩机11、翅片换热器12和水侧换热器13，水侧换热器13设有参与外机1水循环的外换热管和参与内机2水循环的内换热管，水侧换热器13的外换热管和翅片换热器12之间串联有电子膨胀阀14，压缩机11、翅片换热器12和水侧换热器13之间连接有四通阀15，通过四通阀15切换水多联机组工作在制冷模式或制热模式，内机2通过管路并联接到水侧换热器13的内换热管上，内换热管的进水管道上设有驱动内机2水循环的水泵16。
如图2所示，舒适性控制方法基于水多联机组的结构进行设计，其兼顾外机的可靠性和内机的舒适性，具体的控制步骤如下：
采集水多联机组中外机和内机的实时运行参数；
根据实时运行参数计算舒适性评价指数φ；
将舒适性评价指数φ与目标舒适区间进行比较，若处于目标舒适区间，则判定水多联机组为舒适状态，机组按照当前控制逻辑继续正常运行，返回采集水多联机组中外机和内机的实时运行参数的步骤；若超出目标舒适区间，则判定水多联机组为待优化状态，从预设的指数策略对照表中获取舒适性评价指数φ对应的控制策略，水多联机组执行控制策略，若水多联机组未停机，则返回采集水多联机组中外机和内机的实时运行参数的步骤。
根据实时运行参数计算舒适性评价指数φ的过程如下，利用外机的实时运行参数计算代表外机负荷的外机运行标量值δ，外机的实时运行参数包括：外机环境温度Te、外机额定环温Tep、进水温度Tiw、出水温度Tow、外机高压Ph、外机低压Pl；
外机运行标量值δ表征外机负荷，如果δ值增大，则说明外机负荷较小或者运行工况较好，外机运行状态较为良好；反之δ值降低，则说明外机负荷较大或者运行工况较差，外机运行状态恶劣。
利用内机的实时运行参数计算代表内机负荷的内机运行标量值λ，内机的实时运行参数包括：各个内机的设计负荷Qn、内机的实际出风温度Ton、内机的实际进风温度；
内机运行标量值λ表征内机负荷，如果η值增大，说明该内机在总负荷中占比较大或者输出负荷较大，反之η值降低，说明该内机在总负荷中占比较小或者输出负荷较小。
利用上述的外机运行标量值δ和内机运行标量值λ计算舒适性评价指数φ，φ=δ*λ，λ为所有内机的评价加权数之和，即λ=η1+η2+……ηn。
需要说明的是，由于内机负荷正比于屋内舒适度，因此内机运行标量值λ还能够表征屋内舒适度，美国采暖、制冷和空气调节工程师学会（ASHRAE）把热舒适环境定义为人在心理状态上感到满意的热环境。室内机负荷越大时，代表内机对所处室内环境的影响越大，室内环境温度和湿度在迅速地调整至逻辑或人工所期待的目标值。为何会发生室内机的负荷调整，触发点就在于之前的环境不能满足人体舒适的要求，机组才会做出改变。而舒适度较高的状态并非是环境达到目标值的时候，而是环境在趋向于目标值变化的这个阶段。图3示为空调在正常运行情况下，内机负荷随时间变化的函数，升频过程和满频过程都是环境趋于目标值变化的阶段，此时人体舒适度较高；当环境达到目标值，频率骤降直至关机，此时环境大致稳定在目标值，此时人体舒适度并不很高；当环境偏离目标值，机组再次开机升频，如此循环，用户在心理上的舒适度可形象地表示为图4中处于内机负荷线上方的折线。由此，可大致看作内机负荷∝舒适度，此结论在实际应用中也得到了验证，参考论文许景峰《浅谈PMV方程的适用范围》。
进一步的，控制方法中的指数策略对照表的形成过程如下，将目标舒适区间之外的区域划分为若干个连续且互不重叠的限定区间，每个限定区间均设有其对应的控制策略，统计限定区间和控制策略以形成指数策略对照表。在实际应用中，限定区间和目标舒适区间可以根据用户需要灵活设定。
图5示出的实线为在额定工况下，舒适性评价指数φ随时间在不同运行频率下的函数变化，上下两条虚线为机组在不同工况下正常运行时，舒适性评价指数φ随时间在不同运行频率下的函数变化，两条虚线围成了一个区域，此区域代表机组处于舒适状态正常运行时舒适性评价指数φ的波动范围。
在优选实施例中，指数策略对照表包含第一限定区间和第二限定区间，第一限定区间为高于目标舒适区间的区域，即φ值在上虚线上方，舒适性评价指数φ偏大，代表外机运行工况良好或内机输出偏大，屋内舒适度很高，此时水多联机组的开机与否影响并不是很大，机组耗能大多数都浪费掉，因此第一限定区间对应的控制策略为关闭水多联机组或者控制水多联机组降频运行，为了更贴合实际需要，可以根据机组的运行状态设定控制策略为关机或降频，比如冬季开启制冷模式，外机工况极好，而内机负荷大于正常值，此种运行状态的控制策略为降频。
第二限定区间为低于目标舒适区间的区域，即φ值在下虚线下方，舒适性评价指数φ偏小，代表外机运行工况恶劣或内机输出较少，屋内舒适度较低，此时水多联机组有可能出现故障，需要排查故障类型，排查机组故障包括：检查水多联机组的水流量是否异常、检查水多联机组的换热量是否异常、以及检查水多联机组的内外负荷比例中的至少一种。
更详细的说，检查水多联机组的水流量是否异常是指用户检测水泵、水管道等是否有异常，水流量异常会导致热量或冷量不能足量输出到屋内，此时内机负荷偏小。检查水多联机组的换热量是否异常是指检查翅片换热器的翅片、外机电机和内机电机是否故障，翅片和内外电机故障会导致换热器不能足量交换热量，换热工况较差。检查水多联机组的内外负荷比例包括：内机负荷大于外机负荷时，关闭水多联机组或者控制水多联机组降频运行；内机负荷小于外机负荷时，代表屋内输出不足，增加水多联机组中参与工作的内机数量。
本发明提出的舒适性控制方法整合内外机运行参数，从总体运行的角度来综合评价用户的舒适性感受，使得水多联产品能够适应智能化发展趋势。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水多联机组的舒适性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集水多联机组中外机和内机的实时运行参数；
根据所述实时运行参数计算舒适性评价指数φ；
将所述舒适性评价指数φ与目标舒适区间进行比较，若处于目标舒适区间则为舒适状态，所述水多联机组继续正常运行。
2.如权利要求1所述的舒适性控制方法，其特征在于，若超出目标舒适区间则为待优化状态，从预设的指数策略对照表中获取所述舒适性评价指数φ对应的控制策略，所述水多联机组执行所述控制策略。
3.如权利要求2所述的舒适性控制方法，其特征在于，将所述目标舒适区间之外的区域划分为若干个限定区间，每个所述限定区间均设有其对应的控制策略以形成所述指数策略对照表。
4.如权利要求3所述的舒适性控制方法，其特征在于，所述指数策略对照表包含第一限定区间，所述第一限定区间为高于所述目标舒适区间的区域，所述第一限定区间对应的控制策略为关闭所述水多联机组或者控制所述水多联机组降频运行。
5.如权利要求3所述的舒适性控制方法，其特征在于，所述指数策略对照表包含第二限定区间，所述第二限定区间为低于所述目标舒适区间的区域，所述第二限定区间对应的控制策略为排查所述水多联机组的故障类型。
6.如权利要求5所述的舒适性控制方法，其特征在于，所述排查水多联机组的故障类型包括：检查所述水多联机组的水流量是否异常、检查所述水多联机组的换热量是否异常、以及检查所述水多联机组的内外负荷比例中的至少一种。
7.如权利要求6所述的舒适性控制方法，其特征在于，所述检查水多联机组的内外负荷比例包括：内机负荷大于外机负荷时，关闭所述水多联机组或者控制所述水多联机组降频运行；内机负荷小于外机负荷时，增加所述水多联机组中参与工作的内机数量。
8.如权利要求1至7任一项所述的舒适性控制方法，其特征在于，所述根据实时运行参数计算舒适性评价指数φ包括：利用所述外机的实时运行参数计算代表外机负荷的外机运行标量值δ，利用所述内机的实时运行参数计算代表内机负荷的内机运行标量值λ，利用所述外机运行标量值δ和所述内机运行标量值λ计算所述舒适性评价指数φ。
9.如权利要求8所述的舒适性控制方法，其特征在于，所述外机的实时运行参数包括：外机环境温度Te、外机额定环温Tep、进水温度Tiw、出水温度Tow、外机高压Ph、外机低压Pl；
所述内机的实时运行参数包括：各个内机的设计负荷Qn、内机的实际出风温度Ton、内机的实际进风温度Tin；
其中，φ=δ*λ，λ为所有内机的评价加权数之和。
10.一种水多联机组，包括：外机、与所述外机连接的多个内机、控制所述外机和所述内机运行状态的控制系统，其特征在于，所述控制系统采用如权利要求1至9任一项所述的舒适性控制方法控制所述水多联机组。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200904 |