发明内容
本发明解决的问题是现有空调系统中,换热器不同部位换热不均匀、换热效率低的技术问题。
为解决上述问题,本发明的第一目的提供一种双风机转速控制方法,空调室外机包括两个风机,分别为第一风机和第二风机,所述控制方法用于控制所述第一风机和所述第二风机的转速,包括步骤:
获取室外机的压力参数,根据所述压力参数,确定总需求风量;
根据所述总需求风量和单个风机最小额定风量,分别确定预分配至所述第一风机和所述第二风机的风量,并分别得到所述第一风机和所述第二风机的转速。
本发明双风机转速控制方法针对多联机空调系统,多联室外机为双风机的机组,即机组设置两个风机,通过获取室外机的压力参数来判断机组总需求风量,然后根据总需求风量和单个风机最小额定风量,将总需求风量分别分配至两个风机并确定风机转速,从而实现两个风机转速的独立精准控制,对换热器的与不同风机相对应的部分分别进行换热,从而减少甚至消除换热器换热不均匀现象,提高换热器的换热效率。
进一步地,所述获取室外机的压力参数,根据所述压力参数,确定总需求风量的步骤中,所述压力参数包括当前高压压力值和高压压力变化值;所述总需求风量计算公式为:Qv=Kp*Pd(n)+Ki*ΔPd(n);
其中,Qv为总需求风量;Pd(n)为当前高压压力值;ΔPd(n)为高压压力变化值,为当前时刻的当前高压压力值与上一时刻高压压力的差值;Kp和Ki为常系数。
通过压力参数可以较合理地反应出机组所需要的总需求风量。
进一步地,所述根据所述总需求风量和单个风机最小额定风量,分别确定预分配至所述第一风机和所述第二风机的风量,并分别得到所述第一风机和所述第二风机的转速的步骤中,包括:
判断所述总需求风量是否小于所述单个风机最小额定风量,若是,确定所述第一风机和所述第二风机的转速均为零。
当总需求风量较小时,不需要对换热器进行换热时,就可以无需启动两风机,从而可以节省能源。
进一步地,所述换热器包括第一区域和第二区域,所述第一区域对应第一风机,所述第二区域对应第二风机;
所述根据所述总需求风量和单个风机最小额定风量,分别确定预分配至所述第一风机和所述第二风机的风量,并分别得到所述第一风机和所述第二风机的转速的步骤中,包括:
判断所述总需求风量是否大于等于所述单个风机最小额定风量,且是否小于两个所述单个风机最小额定风量之和,若是,
判断所述第一区域的实际过冷度值是否小于所述第二区域的实际过冷度值;若是,确定总需求风量全部分配至第一风机,根据第一函数和总需求风量得到第一风机的转速,第二风机的转速为零;若否,确定总需求风量全部分配至第二风机,根据第二函数和总需求风量得到第二风机的转速,第一风机的转速为零。
机组所需要的总风量不大,换热器无需整体都进行换热,只需对其部分区域进行换热即可,而本控制方法能够实现对换热器部分区域进行换热,对于其他无需换热的区域,只需通过一个风机即可实现对换热器的相应部位进行换热,不仅能够根据实际情况灵活控制风机开启工作,使换热器尽可能实现均匀换热,提高换热器的换热效率,而且能够节省能源。
进一步地,所述根据所述总需求风量和单个风机最小额定风量,分别确定预分配至所述第一风机和所述第二风机的风量,并分别得到所述第一风机和所述第二风机的转速的步骤中,包括:
判断所述总需求风量是否大于等于两个所述单个风机最小额定风量之和,若是,根据预设过冷度值、第一区域的实际过冷度值和第二区域的实际过冷度值,确定总需求风量的一部分风量预分配至第一风机,另一部分风量预分配至第二风机,根据预分配至所述第一风机的风量和第一函数得到第一风机的转速,根据预分配至所述第二风机的风量和第二函数得到第二风机的转速。
本发明实施例中的控制方法中,对于换热器中需要大量换热的部位提供较多的风量,需要少量换热的部分提供较少的风量,与现有技术相比明显能够节省大量风量,从而节省能源,且能够实现换热器的均匀换热,提高换热器的换热效率。
进一步地,所述第一函数为所述第一风机的风量与转速之间的固有函数的反函数;所述第二函数为所述第二风机的风量与转速之间的固有函数的反函数。
进一步地,所述判断所述总需求风量是否大于等于两个所述单个风机最小额定风量之和,若是,根据预设过冷度值、第一区域的实际过冷度值和第二区域的实际过冷度值,确定总需求风量的一部分风量预分配至第一风机,另一部分风量预分配至第二风机的步骤中,分别预分配至两个风机的风量Qv1和Qv2的计算公式分别为:
Qv1=k1*Qv;
Qv2=k2*Qv;
其中,若第一区域的实际过冷度值大于等于第二区域的实际过冷度值,则Qv1为预分配至第一风机的风量,k1为第一风机的比例系数,Qv2为预分配至第二风机的风量,k2为第二风机的比例系数;若第一区域的实际过冷度值小于第二区域的实际过冷度值,则Qv1为预分配至第二风机的风量,k1为第二风机的比例系数,则Qv2为预分配至第一风机的风量,k2为第一风机的比例系数,计算公式分别为:
k1=(ΔTmax-ΔTmid)/(ΔTmax-ΔTmin);
k2=(ΔTmid-ΔTmin)/(ΔTmax-ΔTmin);
ΔTmax=max{ΔT1,ΔT2,ΔT0};
ΔTmin=min{ΔT1,ΔT2,ΔT0};
ΔTmid=非max{ΔT1,ΔT2,ΔT0}&非min{ΔT1,ΔT2,ΔT0};
其中,ΔT1和ΔT2分别为第一区域和第二区域的实际过冷度值,ΔT0为预设过冷度值。
根据换热器的不同部位的实际过冷度值来反映该部位的风量需求量,进而控制该部位风机的转速,以得到所需风量,实现合理的换热量,由此可知,该计算公式及控制方式非常合理,能够分别有效实现换热器不同部位的风量分配及相应风机的转速控制。
进一步地,所述实际过冷度值ΔT1和ΔT2的计算公式分别为:
ΔT1=Tc-Ti1;
ΔT2=Tc-Ti2;
其中,Tc为换热器饱和温度,Ti1为与第一风机对应的液管温度,Ti2为与第二风机对应的液管温度;
和/或,所述预设过冷度值的取值范围为:6~12℃。
该实际过冷度值的计算方式具有简单、有效的优点,预设过冷度值的取值范围具有取值合理的优点。
本发明的第二目的提供一种双风机转速控制装置,空调室外机包括两个风机,包括:
获取单元,用于获取室外机的压力参数,根据所述压力参数,确定总需求风量;以及
控制单元,根据所述总需求风量和单个风机最小额定风量,分别确定预分配至所述第一风机和所述第二风机的风量,并分别得到所述第一风机和所述第二风机的转速。
本发明所提供的双风机转速控制装置,针对多联机空调系统,多联室外机为双风机的机组,即机组设置两个风机,通过获取室外机的压力参数来判断机组总需求风量,然后根据总需求风量和单个风机最小额定风量,将总需求风量分别分配至两个风机并确定风机转速,从而实现两个风机转速的独立精准控制,对换热器的与不同风机相对应的部分分别进行换热,从而减少甚至消除换热器换热不均匀现象,提高换热器的换热效率。
本发明的第三目的提供一种空调系统,包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器,所述计算机程序被所述处理器读取并运行时,实现上述双风机转速控制方法。该空调系统具有上述双风机转速控制方法的所有优点,在此不再赘述。
本发明的第四目的提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器读取并运行时,实现上述双风机转速控制方法。该计算机可读存储介质具有上述双风机转速控制方法的所有优点,在此不再赘述。
具体实施方式
本发明针对多联机空调系统,多联室外机为双风机的机组,即机组设置两个风机,本发明通过机组压力值不同来判断机组总需求风量,然后根据机组的不同参数将总需求风量分别分配至两个风机并确定相应风机转速,从而实现两个风机转速的独立精准控制,对换热器的与不同风机相对应的部分分别进行换热,从而减少甚至消除换热器换热不均匀现象,提高换热器的换热效率。
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做详细的说明。
本发明实施例提供一种双风机转速控制方法,如图1所示,空调室外机包括两个风机,分别为第一风机和第二风机,控制方法用于控制第一风机和第二风机的转速,包括步骤:
S102获取室外机的压力参数,根据该压力参数,确定总需求风量;
其中,该步骤中的压力参数包括当前高压压力值和高压压力变化值;通常情况下,空调多联机系统中,位于室外机的压缩机的排气、回气两侧管路分别设置高压压力传感器和低压压力传感器。本实施例中的高压压力值可以通过高压压力传感器测定。也就是说,本发明实施例中的高压压力指空调系统中通用的高压压力,并没有特殊的含义。
具体的,总需求风量计算公式为:Qv=Kp*Pd(n)+Ki*ΔPd(n);
其中,Qv为总需求风量;Pd(n)为当前高压压力值;ΔPd(n)为高压压力变化值,为当前时刻的当前高压压力值与上一时刻高压压力的差值,其计算公式为:ΔPd(n)=Pd(n)-Pd(n-1)。
Kp和Ki为常系数,具体的,Kp为比例系数,体现风量与高压压力呈线性比例关系,其取值范围为:0.5~5;Ki为积分系数,体现风量受到高压压力变化量的累计影响程度,其取值范围为:1~10。
总之,该步骤中,可以根据机组高压压力传感器读取的当前高压压力值Pd(n)、高压压力变化量ΔPd(n),控制机组总需求风量Qv,通过压力参数可以较合理地反应出机组所需要的总需求风量。高压压力值Pd(n)越高,机组总需求风量Qv越大;高压压力变化量ΔPd(n)越大,机组总需求风量Qv越大,可以通过运用控制原理中的PI调节器进行调节,具体的,采用现有控制方式即可,在此不再赘述。
S104根据总需求风量和单个风机最小额定风量,分别确定预分配至第一风机和第二风机的风量,并分别得到第一风机和第二风机的转速。在该步骤中,具有以下三种情况:
1)判断总需求风量是否小于单个风机最小额定风量,若是,确定第一风机和第二风机均为关闭状态,即第一风机和第二风机的转速均为零。当总需求风量较小时,不需要对换热器进行换热时,就可以无需启动两风机,从而可以节省能源。
2)换热器包括第一区域和第二区域,所述第一区域对应第一风机,所述第二区域对应第二风机;
判断总需求风量是否大于等于单个风机最小额定风量,且是否小于两个单个风机最小额定风量之和,若是,
判断第一区域的实际过冷度值是否小于第二区域的实际过冷度值;若是,确定总需求风量全部分配至第一风机,根据第一函数和总需求风量得到第一风机的转速,第二风机的转速为零;若否,确定总需求风量全部分配至第二风机,根据第二函数和总需求风量得到第二风机的转速,第一风机的转速为零。
其中,第一函数为第一风机的风量与转速之间的固有函数的反函数;第二函数为第二风机的风量与转速之间的固有函数的反函数。
机组所需要的总风量不大,换热器无需整体都进行换热,只需对其部分区域进行换热即可,而本控制方法能够实现对换热器部分区域进行换热,对于其他无需换热的区域,风机不启动,只需通过一个风机即可实现对换热器的相应部位进行换热,不仅能够根据实际情况灵活控制风机开启工作,使换热器尽可能实现均匀换热,提高换热器的换热效率,而且能够节省能源。
3)换热器包括第一区域和第二区域;第一区域换热时所需风量主要由第一风机提供,第二换热区域换热时所需风量主要由第二风机提供;
判断总需求风量是否大于等于两个单个风机最小额定风量之和,若是,根据预设过冷度值、第一区域的实际过冷度值和第二区域的实际过冷度值,确定总需求风量的一部分风量预分配至第一风机,另一部分风量预分配至第二风机,根据预分配至所述第一风机的风量和第一函数得到第一风机的转速,根据预分配至所述第二风机的风量和第二函数得到第二风机的转速。
其中,第一函数为第一风机的风量与转速之间的固有函数的反函数;第二函数为第二风机的风量与转速之间的固有函数的反函数。
本实施例中,总需求风量分别预分配至第一风机和第二风机的风量的计算公式为:Qv1=k1*Qv;Qv2=k2*Qv;
其中,若第一区域的实际过冷度值大于等于第二区域的实际过冷度值,则Qv1为预分配至第一风机的风量,k1为第一风机的比例系数,Qv2为预分配至第二风机的风量,k2为第二风机的比例系数;若第一区域的实际过冷度值小于第二区域的实际过冷度值,则Qv1为预分配至第二风机的风量,k1为第二风机的比例系数,则Qv2为预分配至第一风机的风量,k2为第一风机的比例系数,计算公式分别为:
k1=(ΔTmax-ΔTmid)/(ΔTmax-ΔTmin);k2=(ΔTmid-ΔTmin)/(ΔTmax-ΔTmin);
ΔTmax=max{ΔT1,ΔT2,ΔT0};ΔTmin=min{ΔT1,ΔT2,ΔT0};
ΔTmid=非max{ΔT1,ΔT2,ΔT0}&非min{ΔT1,ΔT2,ΔT0};
其中,ΔT1和ΔT2分别为第一区域和第二区域的实际过冷度值;ΔT0为预设过冷度值,取值范围为:6~12℃,预设过冷度值的取值范围具有取值合理的优点。
根据换热器的相应部位的实际过冷度值来反映该部位的风量需求量,进而控制该部位风机的转速,以得到所需风量,实现合理的换热量,由此可知,该计算公式及控制方式非常合理,能够分别有效实现换热器不同部位的风量分配及相应风机的转速控制。
实际过冷度值ΔT1和ΔT2的计算公式分别为:
ΔT1=Tc-Ti1;ΔT2=Tc-Ti2;
其中,Tc为换热器饱和温度,Ti1为与第一风机对应的液管温度,Ti2为与第二风机对应的液管温度。该实际过冷度值的计算方式具有简单、有效的优点。
总之,本发明实施例所提供的双风机转速控制方法,针对多联机空调系统,多联室外机为双风机的机组,即机组设置两个风机,通过获取室外机的压力参数来判断机组总需求风量,然后根据总需求风量和单个风机最小额定风量,将总需求风量分别分配至两个风机并确定风机转速,从而实现两个风机转速的独立精准控制,对换热器的与不同风机相对应的部分分别进行换热,从而减少甚至消除换热器换热不均匀现象,提高换热器的换热效率。
该第三种情况的控制方式,可以根据换热器相应部位的实际过冷度值,来确定换热器相应部位的预分配风量,进而得到相应风机的转速;也就是说,当换热器的某些部位需要大量换热,则在该区域预分配较多风量,相应的风机转速较大,当换热器的其他部位需要少量换热,则在该区域预分配较少风量,相应的风机的转速较小,从而实现整个换热器的均匀换热,提高换热器的换热效率。现有技术中,为实现对换热器的有效换热,通常情况下,是以换热器需要大量换热的部位为基准,这样的话,两个风机的转速都很多,而需要少量换热的部位获得的同样多的风量,大量风量被浪费,而且换热器的换热非常不均匀。而本发明实施例中的控制方法中,对于换热器中需要大量换热的部位提供较多的风量,需要少量换热的部分提供较少的风量,与现有技术相比明显能够节省大量风量,从而节省能源,且能够实现换热器的均匀换热,提高换热器的换热效率。
本发明实施例中,如图2所示,以室外机有两个风机为例,两个风机分别为上述第一风机和第二风机,将第一风机和第二风机设置为上、下布置形式,位于上方的在此命名为上风机,位于下方的在此命名为下风机;换热器分为上半部分和下半部分。当第一风机与上半部分相对应,第二风机与下半部分相对应时,上风机为第一风机,下风机为第二风机,上半部分为第一区域,下半部分为第二区域;当第一风机与下半部分相对应,第二风机与上半部分相对应时,下风机为第一风机,上风机为第二风机,下半部分为第一区域,上半部分为第二区域;这样换热器形成了上、下布置的两个换热区域,根据总需求风量、单个风机最小额定风量及该两个换热区域的实际过冷度值,确定两风机转速,具体如下所述。
1)判断Qv<Qv0是否成立,若是,确定上、下风机均为关闭状态,即上风机100转速:RPM上=0,下风机200转速:RPM下=0。其中,Qv为总需求风量,Qv0为单个风机最小额定风量。
2)判断Qv0≤Qv<2*Qv0是否成立,若是,确定其中一个风机开启,另一个风机关闭,即可满足机组风量需求,其转速取决于与各风机相对应的换热器300的相对应部位的实际过冷度值、风机的风量/转速的固有函数和总需求风量,其中,Qv为总需求风量,Qv0为单个风机最小额定风量。具体举例如下:
①当换热器300上半部分实际过冷度值ΔT上不小于下半部分实际过冷度值ΔT下,即ΔT上≥ΔT下时,上风机100转速:RPM上=0,下风机200转速:RPM下=f-1(Qv);其中,函数f-1(Qv)与函数f(RPM下)互为反函数,函数Qv=f(RPM下)为下风机200风量与转速的固有函数。
②当换热器300上半部分实际过冷度值ΔT上小于上半部分实际过冷度值ΔT下,即ΔT上<ΔT下时,上风机100转速:RPM上=f-1(Qv),下风机200转速:RPM下=0;其中,函数f-1(Qv)与函数f(RPM上)互为反函数,函数Qv=f(RPM上)为上风机100风量与转速的固有函数。
3)判断Qv>2*Qv0是否成立,若是,则上、下两个风机均开启,并根据上、下半部分的实际过冷度值ΔT上、ΔT下和预设过冷度值ΔT0,确定预分配至上、下风机的风量分别为Qv上和Qv下,上、下风机的转速分别为:
RPM上=f-1(Qv上),RPM2=f-1(Qv下),Qv=Qv上+Qv下;
其中,Qv0为单个风机最小额定风量,函数f-1(Qv上)与函数f(RPM上)互为反函数,函数Qv上=f(RPM上)为上风机100的风量与转速的固有函数;函数f-1(Qv下)与函数f(RPM下)互为反函数,函数Qv下=f(RPM下)为下风机200的风量与转速的固有函数。
具体的,预分配至上、下两个风机的风量分别为Qv上和Qv下的确定,根据总需求风量Qv,按照一定比例得到,具体的计算公式分别为:
Qv上=k上*Qv;Qv下=k下*Qv;
其中,k上为上风机的比例系数,k下为下风机的比例系数,计算公式分别为:
ΔTmax=max{ΔT上,ΔT下,ΔT0};ΔTmin=min{ΔT上,ΔT下,ΔT0};
ΔTmid=非max{ΔT上,ΔT下,ΔT0}&非min{ΔT上,ΔT下,ΔT0};
若上半部分的实际过冷度值大于等于下半部分的实际过冷度值,
即ΔT上≥ΔT下,则:
k上=(ΔTmax-ΔTmid)/(ΔTmax-ΔTmin);
k下=(ΔTmid-ΔTmin)/(ΔTmax-ΔTmin);
若上半部分的实际过冷度值小于下半部分的实际过冷度值,
即ΔT上<ΔT下,则:
k上=(ΔTmid-ΔTmin)/(ΔTmax-ΔTmin);
k下=(ΔTmax-ΔTmid)/(ΔTmax-ΔTmin);
为简化计算公式,通过实际过冷度值ΔT上、ΔT下和预设过冷度值ΔT0通过线段来表示相应系数,如图3所示,在同一直线上,由于ΔTmax、ΔTmid、ΔTmin依次减小,另:
α=ΔTmid-ΔTmin;
β=ΔTmax-ΔTmid;
α+β=ΔTmax-ΔTmin;
则:
若ΔT上≥ΔT下,则:
k上=(ΔTmax-ΔTmid)/(ΔTmax-ΔTmin)=β/(α+β);
k下=(ΔTmid-ΔTmin)/(ΔTmax-ΔTmin)=α/(α+β);
若ΔT上<ΔT下,则:
k上=(ΔTmid-ΔTmin)/(ΔTmax-ΔTmin)=α/(α+β);
k下=(ΔTmax-ΔTmid)/(ΔTmax-ΔTmin)=β/(α+β);
实际过冷度值ΔT上和ΔT下的计算公式分别为:
ΔT上=Tc-Ti上;ΔT下=Tc-Ti下;
其中,Tc为换热器饱和温度,Ti上为与上风机对应的液管温度,Ti下为与下风机对应的液管温度;预设过冷度值的取值范围为:6~12℃。
当ΔT上≥ΔT下时,上述第一风机对应上风机100,上述第二风机对应下风机200;
当ΔT上<ΔT下时,上述第一风机对应下风机200,上述第二风机对应上风机100。
综上所述,本发明实施例,通过引入系统总需求风量概念,提供一种系统需求风量控制方法,实现双风机转速独立控制,以实现双风机转速的控制及切换,达到减小换热器上半部分与下半部分经常出现的换热不均匀现象,提升换热器效率,达到最优化节能。
本发明实施例还提供一种双风机转速控制装置,空调室外机包括两个风机,包括:
获取单元,用于获取室外机的压力参数,根据所述压力参数,确定总需求风量;以及
控制单元,用于根据所述总需求风量和单个风机最小额定风量,分别确定预分配至所述第一风机和所述第二风机的风量,并分别得到所述第一风机和所述第二风机的转速。
本发明实施例所提供的双风机转速控制装置,针对多联机空调系统,多联室外机为双风机的机组,即机组设置两个风机,通过获取室外机的压力参数来判断机组总需求风量,然后根据总需求风量和单个风机最小额定风量,将总需求风量分别分配至两个风机并确定风机转速,从而实现两个风机转速的独立精准控制,对换热器的与不同风机相对应的部分分别进行换热,从而减少甚至消除换热器换热不均匀现象,提高换热器的换热效率。
本发明实施例还提供一种空调系统,包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器,所述计算机程序被所述处理器读取并运行时,实现上述双风机转速控制方法。该空调系统具有上述双风机转速控制方法的所有优点,在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器读取并运行时,实现上述双风机转速控制方法。该计算机可读存储介质具有上述双风机转速控制方法的所有优点,在此不再赘述。
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。