CN111678250B - 一种空调控温系统及其控温方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调控温系统，包括安装在进风口的若干个电动进风挡板，电动进风挡板将进风口分为若干个进风区域；安装在出风口的若干个电动出风挡板，电动出风挡板将出风口分为若干个出风区域；进风区域与出风区域一一对应，相对应的进风区域和出风区域的气流流动方向位于同一平面内；在每个进风区域安装有一个温度传感器，用于检测该进风区域的实时温度；温度控制器，与温度传感器通讯连接，对温度传感器采集的温度数据进行处理后，根据处理结果对压缩机变频器和电动进风挡板、电动出风挡板发出控制指令。本发明能够改进现有技术的不足，在保持空调系统机构基本不变的前提下，提高了空调系统的控温精确度。

Description

一种空调控温系统及其控温方法
技术领域
本发明涉及室内自动控温技术领域，尤其是一种空调控温系统及其控温方法。
背景技术
空调系统是通过制冷剂的液化和蒸发，实现热量的传递。现有技术中，通过变频器去控制压缩机的工作频率，从而实现压缩机输出功率的无极调节，可以实现对热量传递速度的调节。但是，由于空调的温度传感器一般安装在室内机中，导致空调控温系统对室内温度的检测并不准确，这就导致空调系统的实际控温精确度不高。而在室内不同位置安装多个温度传感器这一方式在现实环境中又不具有操作性。所以如何在现有空调系统的基础上提高空调的控温精确度成为了本领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种空调控温系统及其控温方法，能够解决现有技术的不足，在保持空调系统机构基本不变的前提下，提高了空调系统的控温精确度。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种空调控温系统，包括，
安装在进风口的若干个电动进风挡板，电动进风挡板将进风口分为若干个进风区域；
安装在出风口的若干个电动出风挡板，电动出风挡板将出风口分为若干个出风区域；进风区域与出风区域一一对应，相对应的进风区域和出风区域的气流流动方向位于同一平面内；
在每个进风区域安装有一个温度传感器，用于检测该进风区域的实时温度；
温度控制器，与温度传感器通讯连接，对温度传感器采集的温度数据进行处理后，根据处理结果对压缩机变频器和电动进风挡板、电动出风挡板发出控制指令。
一种上述的空调控温系统的控温方法，包括以下步骤：
A、压缩机变频器处于停机状态，空调处于送风状态，先打开一个进风区域的电动进风挡板和与之对应的出风区域的电动出风挡板，然后将它们关闭后再打开下一组的电动进风挡板和与之对应的电动出风挡板，依次循环直至遍历所有的电动进风挡板和与之对应的电动出风挡板，使室内不同区域的气流进行循环流动，温度传感器对不同进风区域的实时温度进行检测；
B、温度控制器根据温度传感器的检测结果模拟出室内温场分布；
C、温度控制器根据室内温场分布拟合出室内平均温度，根据设定温度和室内平均温度的温度差值控制压缩机变频器的输出频率，并打开全部电动进风挡板和电动出风挡板，对室内温度进行调控；
D、当全部温度传感器的检测温度与设定温度的偏差值≤0.5℃时，压缩机变频器降低输出频率进入恒温调节状态，仅保留一个电动进风挡板维持打开状态，然后依次打开其它电动进风挡板，与此同时关闭原来打开的电动进风挡板，温度传感器对相应进风区域的温度进行检测；温度控制器根据不同温度传感器的检测数据控制压缩机变频器的输出频率和不同出风区域电动出风挡板的开闭状态。
作为优选，步骤B中，模拟室内温场分布包括以下步骤，
B1、获取每个温度传感器的检测结果曲线；
B2、将检测结果的时间轴与温度在室内空间分布的空间轴进行关联，
Figure GDA0003064881110000021
其中，T1为温度传感器(3)的检测温度，T2为室内空间温度，t′为时间变量，v为风速，k是以t′为变量的权重值；
B3、将温度在室内空间的分布进行组合，将组合后的温场进行平滑处理。
作为优选，步骤B3中，对相邻两个温度区域连接处进行再次分区，对每个分区区域赋予影响因子，在进行平滑处理时，将每个分区区域的温度乘以其对应的影响因子后，进行平滑处理。
作为优选，步骤D中，建立室内的温度扩散模型，将送风温度、送风方向和送风风速代入温度扩散模型，求得室内温场的预测值；建立不同出风区域对室内温场影响的关联矩阵，优先打开对室内温场关联性高的出风区域进行温度调控。
作为优选，遍历全部出风区域，建立每个出风区域与其余全部出风区域的正相关关系标记和负相关关系标记，保证同时打开的出风区域相互均为正相关关系。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明设置了独立控制的进风区域和出风区域，通过对不同区域的独立控制，实现了对室内温场的精确拟合和室内温度的精确控制。本发明涉及的结构简单，便于在现有空调系统的基础上进行改装，推广成本低。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的原理图。
具体实施方式
参照图1，本发明的一个具体实施方式包括，
安装在进风口的若干个电动进风挡板1，电动进风挡板1将进风口分为若干个进风区域；
安装在出风口的若干个电动出风挡板2，电动出风挡板2将出风口分为若干个出风区域；进风区域与出风区域一一对应，相对应的进风区域和出风区域的气流流动方向位于同一平面内；
在每个进风区域安装有一个温度传感器3，用于检测该进风区域的实时温度；
温度控制器4，与温度传感器3通讯连接，对温度传感器3采集的温度数据进行处理后，根据处理结果对压缩机变频器5和电动进风挡板1、电动出风挡板2发出控制指令。
一种上述的空调控温系统的控温方法，包括以下步骤：
A、压缩机变频器5处于停机状态，空调处于送风状态，先打开一个进风区域的电动进风挡板1和与之对应的出风区域的电动出风挡板2，然后将它们关闭后再打开下一组的电动进风挡板1和与之对应的电动出风挡板2，依次循环直至遍历所有的电动进风挡板1和与之对应的电动出风挡板2，使室内不同区域的气流进行循环流动，温度传感器3对不同进风区域的实时温度进行检测；
B、温度控制器4根据温度传感器3的检测结果模拟出室内温场分布；
C、温度控制器4根据室内温场分布拟合出室内平均温度，根据设定温度和室内平均温度的温度差值控制压缩机变频器5的输出频率，并打开全部电动进风挡板1和电动出风挡板2，对室内温度进行调控；
D、当全部温度传感器3的检测温度与设定温度的偏差值≤0.5℃时，压缩机变频器5降低输出频率进入恒温调节状态，仅保留一个电动进风挡板1维持打开状态，然后依次打开其它电动进风挡板1，与此同时关闭原来打开的电动进风挡板1，温度传感器3对相应进风区域的温度进行检测；温度控制器4根据不同温度传感器3的检测数据控制压缩机变频器5的输出频率和不同出风区域电动出风挡板2的开闭状态。
步骤B中，模拟室内温场分布包括以下步骤，
B1、获取每个温度传感器3的检测结果曲线；
B2、将检测结果的时间轴与温度在室内空间分布的空间轴进行关联，
Figure GDA0003064881110000041
其中，T1为温度传感器3的检测温度，T2为室内空间温度，t′为时间变量，v为风速，k是以t′为变量的权重值；
B3、将温度在室内空间的分布进行组合，将组合后的温场进行平滑处理。
步骤B3中，对相邻两个温度区域连接处进行再次分区，对每个分区区域赋予影响因子，在进行平滑处理时，将每个分区区域的温度乘以其对应的影响因子后，进行平滑处理。
步骤D中，建立室内的温度扩散模型，将送风温度、送风方向和送风风速代入温度扩散模型，求得室内温场的预测值；建立不同出风区域对室内温场影响的关联矩阵，优先打开对室内温场关联性高的出风区域进行温度调控。
遍历全部出风区域，建立每个出风区域与其余全部出风区域的正相关关系标记和负相关关系标记，保证同时打开的出风区域相互均为正相关关系。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种空调控温系统，其特征在于：包括，
安装在进风口的若干个电动进风挡板(1)，电动进风挡板(1)将进风口分为若干个进风区域；
安装在出风口的若干个电动出风挡板(2)，电动出风挡板(2)将出风口分为若干个出风区域；进风区域与出风区域一一对应，相对应的进风区域和出风区域的气流流动方向位于同一平面内；
在每个进风区域安装有一个温度传感器(3)，用于检测该进风区域的实时温度；
温度控制器(4)，与温度传感器(3)通讯连接，对温度传感器(3)采集的温度数据进行处理后，根据处理结果对压缩机变频器(5)和电动进风挡板(1)、电动出风挡板(2)发出控制指令。
2.一种权利要求1所述的空调控温系统的控温方法，其特征在于包括以下步骤：
A、压缩机变频器(5)处于停机状态，空调处于送风状态，先打开一个进风区域的电动进风挡板(1)和与之对应的出风区域的电动出风挡板(2)，然后将它们关闭后再打开下一组的电动进风挡板(1)和与之对应的电动出风挡板(2)，依次循环直至遍历所有的电动进风挡板(1)和与之对应的电动出风挡板(2)，使室内不同区域的气流进行循环流动，温度传感器(3)对不同进风区域的实时温度进行检测；
B、温度控制器(4)根据温度传感器(3)的检测结果模拟出室内温场分布；
C、温度控制器(4)根据室内温场分布拟合出室内平均温度，根据设定温度和室内平均温度的温度差值控制压缩机变频器(5)的输出频率，并打开全部电动进风挡板(1)和电动出风挡板(2)，对室内温度进行调控；
D、当全部温度传感器(3)的检测温度与设定温度的偏差值≤0.5℃时，压缩机变频器(5)降低输出频率进入恒温调节状态，仅保留一个电动进风挡板(1)维持打开状态，然后依次打开其它电动进风挡板(1)，与此同时关闭原来打开的电动进风挡板(1)，温度传感器(3)对相应进风区域的温度进行检测；温度控制器(4)根据不同温度传感器(3)的检测数据控制压缩机变频器(5)的输出频率和不同出风区域电动出风挡板(2)的开闭状态。
3.根据权利要求2所述的空调控温系统的控温方法，其特征在于：步骤B中，模拟室内温场分布包括以下步骤，
B1、获取每个温度传感器(3)的检测结果曲线；
B2、将检测结果的时间轴与温度在室内空间分布的空间轴进行关联，
Figure FDA0003064881100000021
其中，T1为温度传感器(3)的检测温度，T2为室内空间温度，t′为时间变量，v为风速，k是以t′为变量的权重值；
B3、将温度在室内空间的分布进行组合，将组合后的温场进行平滑处理。
4.根据权利要求3所述的空调控温系统的控温方法，其特征在于：步骤B3中，对相邻两个温度区域连接处进行再次分区，对每个分区区域赋予影响因子，在进行平滑处理时，将每个分区区域的温度乘以其对应的影响因子后，进行平滑处理。
5.根据权利要求4所述的空调控温系统的控温方法，其特征在于：步骤D中，建立室内的温度扩散模型，将送风温度、送风方向和送风风速代入温度扩散模型，求得室内温场的预测值；建立不同出风区域对室内温场影响的关联矩阵，优先打开对室内温场关联性高的出风区域进行温度调控。
6.根据权利要求5所述的空调控温系统的控温方法，其特征在于：遍历全部出风区域，建立每个出风区域与其余全部出风区域的正相关关系标记和负相关关系标记，保证同时打开的出风区域相互均为正相关关系。
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