CN111895623A - 多联式空调机组控制方法及系统 - Google Patents

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范宏武
徐强
张蓓红
杨建荣
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Abstract

一种多联式空调机组节能控制方法，该控制方法以室外环境温度为自变量，使用以下公式计算初始室内设定温度，
Figure DDA0002630095590000011
tn2＝(c‑d*to1)/e，tsc＝(tn1+tn2)/2，tn3＝(f‑g*to1)/h，tsh＝0.4*tn1+0.6*tn3，式中，tn为制冷制热室内设定温度上下限，单位℃；to1为室外天气温度，单位℃；tsc为制冷室内设定温度，单位℃；tsh为制热室内设定温度，单位℃；a～h为计算系数，由表1数值确定。

Description

多联式空调机组控制方法及系统
技术领域
本发明属于空调以及物联网领域，特别涉及一种多联式空调机组控制方法及系统。
背景技术
多联式空调(热泵)机组(以下简称“多联机”)属于制冷剂直接膨胀式系统，在能量交换过程中直接与室内空气发生热交换，响应时间较短，能量损失小，具有节能、舒适、室内控制灵活等特点。
多联机的一个重要特性在于室内人员能够通过设定温度和开关直接控制室内机，室外机根据室内机的运行状态综合判断室内需求容量，结合系统其它运行参数目标值，调整压缩机运行频率、台数及其他变量，从而使制冷系统的总制冷剂循环流量发生变化，最终影响室外机的冷热能力和能耗。
目前多联机室内机的自动模式主要体现在室内风速的自动运行中，其根据室内环境温度与设定温度的温差以及制冷剂过冷(热)度的大小，自动调整风速从低到高转换运行，设定温度一经设定，除非室内人员主动调整，其不再发生变化，同时多联机运行时其目标饱和吸气温度、目标饱和排气温度也较少根据室外环境温度以及建筑负荷的变化而自主调节。然而，现有的多联机往往缺乏真正能够实现节能的自动运行模式，限值了多联机的节能潜力。
研究结果表明，多联机室内设定温度变化1℃引起的能耗变化约为3％-4％，而饱和吸气温度变化1℃引起的机组能耗变化约为1％-3％，饱和排气温度类似。
本发明旨在根据相关环境及机组运行参数，通过合理的逻辑判断进行机组设定温度、饱和吸气温度、饱和排气温度的自主调节，实现多联机的节能运行。
发明内容
本发明的实施例之一，一种多联式空调机组节能控制方法，该控制方法以室外环境温度为自变量，使用以下公式计算初始室内设定温度，
Figure BDA0002630095570000011
tn2＝(c-d*to1)/e (2)
tsc＝(tn1+tn2)/2 (3)
tn3＝(f-g*to1)/h (4)
tsh＝0.4*tn1+0.6*tn3 (5)
式中，tn1为无空调时人体能适应的室内温度上下限值，其中夏季该值为人体能忍受的不开空调时的室内上限温度，冬季该值为人体能忍受的不开空调时的室内下限温度，单位℃；to1为室外天气温度，单位℃；tn2为夏季空调运行时，人体为满足舒适需求而调节的制冷设定温度下限值，单位℃；tn3为冬季空调运行时，人体为满足舒适需求而调节的制热设定温度上限值，单位℃；tsc为制冷室内设定温度，单位℃；tsh为制热室内设定温度，单位℃；a～h为计算系数，由表1数值确定。
表1计算系数表
a 0.3 d 0.44 g 0.17
b 18 e 0.56 h 0.83
c 25.86 f 24.15
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：
图1本发明实施例中制冷初始设定温度分布图。
图2本发明实施例中制热初始设定温度分布图。
图3本发明实施例中多联机系统图。
图4本发明实施例中多联机设定温度调节流程图。
图5本发明实施例中多联机吸排气饱和温度调节流程图。
具体实施方式
根据一个或者多个实施例，一种多联机的节能智能算法，能够根据室内外参数自动计算室内机的最优运行参数。为达到该目的，本发明依据实施例提出了多联机室内机运行设定温度、运行风速、开关状态、室外机压缩机运行饱和吸气温度(制冷时)、饱和排气温度(制热时)等参数的控制方法。
以下求解多联机室内初始设定温度的算法及过程。
以室外环境温度为自变量，使用如下关系式求解初始室内设定温度，
Figure BDA0002630095570000031
tn2＝(c-d*to1)/e (2)
tsc＝(tn1+tn2)/2 (3)
tn3＝(f-g*to1)/h (4)
tsh＝0.4*tn1+0.6*tn3 (5)
式中，tn1为无空调时人体能适应的室内温度上下限值，其中夏季该值为人体能忍受的不开空调时的室内上限温度，冬季该值为人体能忍受的不开空调时的室内下限温度，单位℃；to1为室外天气温度，单位℃；tn2为夏季空调运行时，人体为满足舒适需求而调节的制冷设定温度下限值，单位℃；tn3为冬季空调运行时，人体为满足舒适需求而调节的制热设定温度上限值，单位℃；tsc为制冷室内设定温度，℃；tsh为制热室内设定温度，℃；a-h为计算系数。
表1计算系数表
a 0.3 d 0.44 g 0.17
b 18 e 0.56 h 0.83
c 25.86 f 24.15
依据上述公式，计算所得各不同室外温度下的室内初始设定温度如图1、图2所示，对应的表格如表2、表3所示。多联机初次进入节能智能模式运行时，根据室外环境温度，选择运行模式以及对应设定温度。
表2制冷设定温度查询表
Figure BDA0002630095570000032
Figure BDA0002630095570000041
表3制热设定温度查询表
Figure BDA0002630095570000042
Figure BDA0002630095570000051
使用该算法的一个多联机系统图3所示。多联机首先根据云模块获取机组所在地的当前实时天气参数，主要是干球温度to1，读取室外机换热器表面感温包温度to2，两者相互验证确保机组工作状态正常。
根据室外天气和室内环境温度综合判断机组需要的制冷/制热模式(也可以由用户直接设定)，根据室外天气，结合温度查询表，确定初始设定温度。
根据云模块的时间判断当前是否处于过渡季节(即4月、5月、6月、10月、11月)，当处于过渡季节时调整多联机目标饱和温度，即目标饱和吸气温度调高5℃且不得高于8℃(制冷时)，目标饱和排气温度调低5℃且不得低于35℃(制热时)。饱和温度自动调整后，除非日期处于非过渡季节，即使机组退出节能智能模式，该温度也保持不变。
特别地，当制冷饱和吸气温度调高后，如果连续2小时出现室外温度高于30℃，或者80％的室内机设定温度调低至22℃以下，或者当前系统时间处于过渡季节以外，饱和吸气温度自动调回原始设定值直至运行结束，直至下一次开机运行，设定进入节能智能运行模式重新开始判断。
特别地，当制热饱和吸气温度调低后，如果连续2小时除外室外温度低于7℃或者80％室内机设定温度调高至26℃以上，或者当前系统时间处于过度季节以外，饱和排气温度自动调回原始设定值直至运行结束，直至下一次设定进入节能智能运行模式重新开始判断。
无论是否处于节能智能模式，多联机运行过程中，控制器均对收集到的历史室外分时天气温度toi(下标i表示1天内的逐时小时时刻，i＝1，2······24)与所有室内机对应平均设定温度
Figure BDA0002630095570000052
(下标j表示室内机序号，j＝1，2······n，n为该套多联机系统所连接的总室内机数量)进行统计分析，并使用新的设定值代入表2和表3。节能智能模式运行过程中，允许用户对设定温度进行调节并保持不变直至关机，此时根据最新设定温度数据更新表2和表3。下一次开机运行时，多联机根据最新天气温度，查询表2和表3，给出最新的设定温度。
风速根据设定温度和环境温度温差选用对应自动风模式，所有上述计算及查询完成后，由控制器综合发出指令，多联机进入节能智能运行模式。详细设定温度调整流程如图4所示，制冷吸气饱和温度、制热排气饱和温度调节流程如图5所示。
本发明实施例的技术效果包括:
1)提出了基于室外环境温度的室内设定温度计算方法及自我修正方法，
2)提出了制冷吸气饱和温度、制热排气饱和温度调整方法，
3)基于设定温度和饱和温度的调整方法，综合提出了多联机节能智能运行模式并给出了控制逻辑，
4)本发明不需要开发新的硬件，借助现有的多联机控制器，以及多数厂家均有开发的云模块(也可以称为物联网模块)，在现有控制方案的基础上，通过新开发或者修改逻辑程序，能够实现多联机在运行过程中自动调节设定温度和饱和温度，实现最大程度的运行节能。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多联式空调机组节能控制方法，其特征在于，该控制方法以室外环境温度为自变量，使用以下公式计算初始室内设定温度，
Figure FDA0002630095560000011
tn2＝(c-d*to1)/e (2)
tsc＝(tn1+tn2)/2 (3)
tn3＝(f-g*to1)/h (4)
tsh＝0.4*tn1+0.6*tn3 (5)
式中，tn1为无空调时人体能适应的室内温度上下限值，其中夏季该值为人体能忍受的不开空调时的室内上限温度，冬季该值为人体能忍受的不开空调时的室内下限温度，单位℃；to1为室外天气温度，单位℃；tn2为夏季空调运行时，人体为满足舒适需求而调节的制冷设定温度下限值，单位℃；tn3为冬季空调运行时，人体为满足舒适需求而调节的制热设定温度上限值，单位℃；tsc为制冷室内设定温度，单位℃；tsh为制热室内设定温度，单位℃；a～h为计算系数，由表1数值确定。
表1计算系数表
a 0.3 d 0.44 g 0.17 b 18 e 0.56 h 0.83 c 25.86 f 24.15
2.根据权利要求1所述的多联式空调机组节能控制方法，其特征在于，获取所述多联式空调机组所在地的实时天气参数包括室外天气干球温度to1，读取室外机换热器表面感温包温度to2，两者相互验证确保机组工作状态正常。
3.根据权利要求2所述的多联式空调机组节能控制方法，其特征在于，判断当前时间是否处于过渡季节，当处于过渡季节时，调整所述多联式空调机组目标饱和温度，
制冷时的目标饱和吸气温度调高5℃且不得高于8℃，制热时的目标饱和排气温度调低5℃且不得低于35℃。
4.根据权利要求3所述的多联式空调机组节能控制方法，其特征在于，当制冷饱和吸气温度调高后，如果连续2小时出现室外温度高于30℃，或者80％的室内机设定温度调低至22℃以下，或者当前系统时间处于过渡季节以外，饱和吸气温度自动调回原始设定值直至运行结束，直至下一次开机运行。
5.根据权利要求3所述的多联式空调机组节能控制方法，其特征在于，当制热饱和吸气温度调低后，如果连续2小时除外室外温度低于7℃或者80％室内机设定温度调高至26℃以上，或者当前系统时间处于过度季节以外，饱和排气温度自动调回原始设定值直至运行结束，直至下一次开机运行。
6.根据权利要求1所述的多联式空调机组节能控制方法，其特征在于，所述多联式空调机组收集历史室外分时天气温度toi，toi表示1天内的各小时温度(下标i表示1天内的逐时小时时刻，i＝1，2······24)与所有室内机对应制冷算术平均设定温度
Figure FDA0002630095560000021
(下标j表示室内机序号，j＝1，2······n，n为该套多联机系统所连接的总室内机数量)，或者，制热时为
Figure FDA0002630095560000022
(下标j，n含义同制冷)进行统计分析，即统计同一时刻所有多联机室内机的设定温度，然后计算其对应平均值，
7.一种多联式空调机组节能控制系统，包括室外机、多台室内机和控制器，其特征在于，所述控制器通过网络连接云模块，云模块用于获取用于所述多联式空调机组所在地的实时天气参数，包括干球温度to1，
8.根据权利要求要求1所述的多联式空调机组节能控制系统，其特征在于所述多联式空调机组的节能控制采用以室外环境温度为自变量，使用以下公式计算初始室内设定温度，
Figure FDA0002630095560000023
tn2＝(c-d*to1)/e (2)
tsc＝(tn1+tn2)/2 (3)
tn3＝(f-g*to1)/h (4)
tsh＝0.4*tn1+0.6*tn3 (5)
式中，tn1为无空调时人体能适应的室内温度上下限值，其中夏季该值为人体能忍受的不开空调时的室内上限温度，冬季该值为人体能忍受的不开空调时的室内下限温度，单位℃；to1为室外天气温度，单位℃；tn2为夏季空调运行时，人体为满足舒适需求而调节的制冷设定温度下限值，单位℃；tn3为冬季空调运行时，人体为满足舒适需求而调节的制热设定温度上限值，单位℃；tsc为制冷室内设定温度，单位℃；tsh为制热室内设定温度，单位℃；a～h为计算系数，由表1数值确定。
表1计算系数表
a 0.3 d 0.44 g 0.17 b 18 e 0.56 h 0.83 c 25.86 f 24.15
9.一种多联式空调机组控制器，其特征在于，所述控制器包括存储器；以及
耦合到所述存储器的处理器，该处理器被配置为执行存储在所述存储器中的指令，所述处理器执行操作：
以室外环境温度为自变量，使用以下公式计算所述多联式空调机组运行的初始室内设定温度，
Figure FDA0002630095560000031
tn2＝(c-d*to1)/e (2)
tsc＝(tn1+tn2)/2 (3)
tn3＝(f-g*to1)/h (4)
tsh＝0.4*tn1+0.6*tn3 (5)
式中，tn1为无空调时人体能适应的室内温度上下限值，其中夏季该值为人体能忍受的不开空调时的室内上限温度，冬季该值为人体能忍受的不开空调时的室内下限温度，单位℃；to1为室外天气温度，单位℃；tn2为夏季空调运行时，人体为满足舒适需求而调节的制冷设定温度下限值，单位℃；tn3为冬季空调运行时，人体为满足舒适需求而调节的制热设定温度上限值，单位℃；tsc为制冷室内设定温度，单位℃；tsh为制热室内设定温度，单位℃；a～h为计算系数，由表1数值确定。
表1计算系数表
a 0.3 d 0.44 g 0.17 b 18 e 0.56 h 0.83 c 25.86 f 24.15
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一所述的方法。
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