CN114738931B - 多模块空调系统全工况能需分配控制方法 - Google Patents

多模块空调系统全工况能需分配控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多模块空调系统全工况能需分配控制方法，首先室内机根据目标温度与实际温度计算需求能力，然后，室外机主模块接收室内通讯传输的能力，再根据系统的室外环境温度T环、总模块数量和模块的优先级顺序等因素，对运行模块数量进行调节。本发明通过将环境温度与能需分配系数结合，实现全工况变化时自动变换能需系数，进而自动调整模块间的分配控制，相较于普通的定环境温度和定能需系数运行更稳定，并使系统运行更灵活，且能效与节能效果更佳。

Description

多模块空调系统全工况能需分配控制方法
技术领域
本发明涉及一种空调控制方法，尤其是一种多模块空调的控制方法，具体的说是一种多模块空调系统全工况能需分配控制方法。
背景技术
常规多联机空调、直膨空调机组由于设计冷量较大，负荷较高，所以室外机系统单模块机组不满足时会采用多模块“拼装”。此时，多模块机组之间的模块启动顺序、需求控制方法将会影响机组的运行稳定性和性能效率等。
目前，常规的控制方法主要有：① 仅按照环境温度固定启动单模块、两模块、三模块……，随后根据能需在模块内部运行。② 按照固定的能力需求系数或者固定频率、固定的压缩机配置启动模块，随后根据能需在模块内部运行。
上述现有控制方法都有各自的缺点。第一种控制方法属于“无大脑调度”，对于系统的稳定性和轮转后备之间均存在较大的缺陷，容易导致温度过高或者过低。第二种控制方法由于分配系数是固定的，所以对于全工况运行的合理性不强，如遇低温制冷、高温制热等运行时，仍采用同一个固定频率和固定系数，将造成运行不稳定、性能能效不高和不节能问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种多模块空调系统全工况能需分配控制方法，通过将环境温度与能需分配系数结合，实现全工况变化时自动变换能需系数，调整模块间的分配控制，使机组运行更加灵活与稳定，能效与节能效果更佳。
本发明的技术方案是：
一种多模块空调系统全工况能需分配控制方法，包括以下步骤：
1）外机主模块接收内机初始计算需求能力Q总 ，并根据室外环境温度T环设定：制冷运行第一模块分配系数C-c1；制冷运行第二模块分配系数C-c2；制热运行第一模块分配系数C-h1；制热运行第二模块分配系数C-h2；
2）根据室外机模块优先级Qn和室外环境温度T环，按照以下规则判断初始运行模块数量：
Q总＜C-c2*Q1 或Q总＜C-h2*Q1时，初始单模块运行；
Q总≥C-c2*Q1 或Q总≥C-h2*Q1时，初始双模块运行；
Q总≥C-c2*（Q1+Q2）或Q总≥C-h2*（Q1+Q2）时，初始三模块运行；
……
Q总＞C-c2*（Q1+Q2+……+Qn-1）或Q总＞C-h2*（Q1+Q2+……+Qn-1）时，初始n模块运行；
3）当Qn增大时，运行模块数按如下方式调整：
Q总＜C-c2*Q1 或Q总＜C-h2*Q1时，系统单模块运行；
Q总≥C-c2*Q1 或Q总≥C-h2*Q1时，系统增加至两模块运行；
……
Q总＞C-c2*（Q1+Q2+……+Qn-1）或Q总＞C-h2*（Q1+Q2+……+Qn-1）时，系统增加至n模块运行；
4）当Qn减小时，运行模块数按如下方式调整：
当Q总＜C-c1*Q1或Q总＜C-h1*Q1时，系统减少至单模块运行；
当Q总＜C-c1*（Q1+Q2+……+Qn-1）或当Q总＜C-h1*（Q1+Q2+……+Qn-1）时，系统减少至（n-1）模块运行；
5）当Qn先增大再减小，或Qn先减小再增大，同时满足C-c1*（Q1+Q2+……+Qn-1）≤Q总＜C-c2*（Q1+Q2+……+Qn-1）时，保持当前的模块运行模式；
进一步的，所述步骤1中，C-c1=A* T环+B；C-c2= C-c1+C；A、B为环境温度修正系数，C为保持区间系数。
进一步的，所述步骤1中，C-h1=D* T环+E，C-h2= C-h1+F；D、E为环境温度修正系数，F为保持区间系数。
本发明的有益效果：
本发明设计合理，逻辑清晰，控制方便，可通过将环境温度与能需分配系数结合，实现全工况变化时自动变换能需系数，调整模块间的分配控制，使机组运行更加灵活与稳定，并使能效与节能效果更佳。
附图说明
图1是室外环境温度与制冷运行第一模块分配系数C-c1关系示意图。
图2是室外环境温度与制热运行第一模块分配系数C-h1关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1至2所示。
一种多模块空调系统全工况能需分配控制方法，包括以下步骤：
1）外机主模块接收内机初始计算需求能力Q总 ，并根据室外环境温度T环设定：
制冷运行第一模块分配系数C-c1=A*T环+B；
制冷运行第二模块分配系数C-c2= C-c1+C；
制热运行第一模块分配系数C-h1=D*T环+E；
制热运行第二模块分配系数C-h2= C-h1+F；
其中，A、B、D、E为环境温度修正系数，C和F为保持区间系数；0.2≤C-c1≤1；
2）根据室外机模块优先级Qn和室外环境温度T环，按照以下规则判断初始运行模块数量：
Q总＜C-c2*Q1 或Q总＜C-h2*Q1时，初始单模块运行；
Q总≥C-c2*Q1 或Q总≥C-h2*Q1时，初始双模块运行；
Q总≥C-c2*（Q1+Q2）或Q总≥C-h2*（Q1+Q2）时，初始三模块运行；
……
Q总＞C-c2*（Q1+Q2+……+Qn-1）或Q总＞C-h2*（Q1+Q2+……+Qn-1）时，初始n模块运行；
3） Q总上升增加时，运行模块增加：
Q总＜C-c2*Q1 或Q总＜C-h2*Q1时，系统单模块运行；
Q总≥C-c2*Q1 或Q总≥C-h2*Q1时，系统增加至两模块运行；
……
Q总＞C-c2*（Q1+Q2+……+Qn-1）或Q总＞C-h2*（Q1+Q2+……+Qn-1）时，系统增加至n模块运行；
4）Q总下降减少时，运行模块减少：
当Q总＜C-c1*Q1或Q总＜C-h1*Q1时，系统减少至单模块运行；
当Q总＜C-c1*（Q1+Q2+……+Qn-1）或当Q总＜C-h1*（Q1+Q2+……+Qn-1）时，系统减少至（n-1）模块运行；
5）当Qn先增大再减小，或Qn先减小再增大，同时满足C-c1*（Q1+Q2+……+Qn-1）≤Q总＜C-c2*（Q1+Q2+……+Qn-1）时，保持当前的模块运行模式；
如此反复控制。
模块间的优先级按照以下进行定义：
a. 模块的累计运行时间短的优先级高，累计运行时间长的优先级低；
b. 运行时间相同的按照物理层面的主模块＞从模块1＞从模块2……＞从模块n-1。
系统模块间的轮换原则为：系统运行出现停机保护且无法自动恢复时，系统优先级跳过至其他满足条件的模块。
以下控制按照三模块举例示意。
制冷运行时，如图1所示。
步骤一：机组开机运行后，室内机根据目标温度与实际温度计算需求能力，并通过内部通讯传输至室外机主模块；
步骤二：室外机主模块接收室内通讯传输的能力与系统的室外环境温度T环、总模块数量、模块的优先级顺序按照上述实施控制步骤进行比较判断初始运行模块数量。
例如，当前室外环境温度T环=20℃，模块总数量三模块，模块能力均为16HP
则根据前述制冷运行系数计算：
C-c1=A* T环+B ，C-c2= C-c1+C ；其中，A=-0.02,B=1,C=0.2，
则C-c1=0.6 ，C-c2=0.8。
Q总＜C-c2*Q1 =0.8*16=12.8HP时，初始单模块运行；
Q总≥C-c2*Q1=0.8*16=12.8HP时，初始双模块运行
Q总≥C-c2*（Q1+Q2）(0.8*32=25.6HP)时，初始三模块运行
步骤三：室外机根据室内机的需求容量进行增加或者减少，根据数值范围进行模块的切换；
单双模块控制切换方法：
当Q总增加至Q总≥C-c2*Q1=0.8*16=12.8HP时，系统从单模块运行分配至双模块运行；
当Q总减少至C-c1*Q1=9.6HP≤Q总＜C-c2*Q1=0.8*16=12.8HP时，系统仍保存两模块运行；
当Q总减少至Q总＜C-c1*Q1=9.6HP时，系统切换至单模块运行；
当Q总变化增加时在C-c1*Q1=9.6HP≤Q总＜C-c2*Q1=0.8*16=12.8HP时，系统仍保存单模块运行；
当Q总增加至Q总≥C-c2*Q1=0.8*16=12.8HP时，系统从单模块运行分配至双模块运行；
如此反复控制。
两模块、三模块控制切换方法：
当Q总增加至Q总≥C-c2*（Q1+Q2）=25.6HP时，系统从两模块运行分配至三模块运行；
当Q总减少时在C-c1*（Q1+Q2）=19.2HP≤Q总＜C-c2*（Q1+Q2）=25.6HP时，系统仍保存三模块运行；
当Q总减少至Q总＜C-c1*（Q1+Q2）=19.2HP时，系统切换至两模块运行；
当Q总变化增加时在C-c1*（Q1+Q2）=19.2HP)≤Q总＜C-c2*（Q1+Q2）=25.6HP时，系统仍保存两模块运行；
当Q总增加至Q总≥C-c2*（Q1+Q2）=25.6HP时，系统从两模块运行分配至三模块运行；
如此反复控制。
制热运行时，如图2所示。
步骤一：机组开机运行后，室内机根据目标温度与实际温度计算需求能力，并通过内部通讯传输至室外机主模块；
步骤二：室外机主模块接收室内通讯传输的能力与系统的室外环境温度T环、总模块数量、模块的优先级顺序按照上述实施控制步骤进行比较判断初始运行模块数量。
例 当前室外环境温度T环=7℃，模块总数量三模块，模块能力均为16HP
则根据前述制热运行系数计算：
C-h1=D* T环+E，C-h2= C-h1+F ，令D=0.03，E=0.35，F=0.2，
则C-h1=0.56 ，C-h2=0.76。
Q总＜C-h2*Q1 =0.76*16=12.16HP时，初始单模块运行；
Q总≥C- h 2*Q1=0.76*16=12.16HP时，初始双模块运行；
Q总≥C-h 2*（Q1+Q2）=0.76*32=24.32HP时，初始三模块运行；
步骤三：室外机根据室内机的需求容量进行增加或者减少，根据数值范围进行模块的切换；
单双模块控制切换方法：
当Q总增加至Q总≥C-h 2*Q1=0.76*16=12.16HP时，系统从单模块运行分配至双模块运行；
当Q总减少至C-h 1*Q1=0.56*16=8.96HP≤Q总＜C-h 2*Q1=0.76*16=12.16HP时，系统仍保存两模块运行；
当Q总减少至Q总＜C-h 1*Q1=8.96HP时，系统切换至单模块运行；
当Q总变化增加时在C-h 1*Q1=8.96HP≤Q总＜C-h 2*Q1=0.76*16=12.16HP时，系统仍保存单模块运行；
当Q总增加至Q总≥C-h 2*Q1=0.76*16=12.16HP时，系统从单模块运行分配至双模块运行；
如此反复控制。
两模块、三模块控制切换方法：
当Q总增加至Q总≥C-h 2*（Q1+Q2）=24.32HP时，系统从两模块运行分配至三模块运行；
当Q总减少时在C-h 1*（Q1+Q2）=17.92HP≤Q总＜C-h 2*（Q1+Q2）=24.32HP时，系统仍保存三模块运行；
当Q总减少至Q总＜C-h 1*（Q1+Q2）=17.92HP时，系统切换至两模块运行；
当Q总变化增加时在C-h 1*（Q1+Q2）=17.92HP≤Q总＜C-h 2*（Q1+Q2）=24.32HP时，系统仍保存两模块运行；
当Q总增加至Q总≥C-h 2*（Q1+Q2）=24.32HP时，系统从两模块运行分配至三模块运行；
如此反复控制。
本发明可通过将环境温度与能需分配系数结合，实现全工况变化时自动变换能需系数，调整模块间的分配控制，使机组运行更加灵活与稳定，并使能效与节能效果更佳。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (1)

1.一种多模块空调系统全工况能需分配控制方法，其特征是，包括以下步骤：
1)外机主模块接收内机初始计算需求能力Q总，并根据室外环境温度T环设定：制冷运行第一模块分配系数C-c1；制冷运行第二模块分配系数C-c2；制热运行第一模块分配系数C-h1；制热运行第二模块分配系数C-h2；
C-c1＝A*T环+B；C-c2＝C-c1+C；A、B为环境温度修正系数，C为保持区间系数；
C-h1＝D*T环+E；C-h2＝C-h1+F；D、E为环境温度修正系数，F为保持区间系数；
2)根据室外机模块优先级Qn和室外环境温度T环，按照以下规则判断初始运行模块数量：
Q总＜C-c2*Q1或Q总＜C-h2*Q1时，初始单模块运行；
Q总≥C-c2*Q1或Q总≥C-h2*Q1时，初始双模块运行；
Q总≥C-c2*(Q1+Q2)或Q总≥C-h2*(Q1+Q2)时，初始三模块运行；
……
Q总＞C-c2*(Q1+Q2+……+Qn-1)或Q总＞C-h2*(Q1+Q2+……+Qn-1)时，初始n模块运行；
3)当Qn增大时，运行模块数按如下方式调整：
Q总＜C-c2*Q1或Q总＜C-h2*Q1时，系统单模块运行；
Q总≥C-c2*Q1或Q总≥C-h2*Q1时，系统增加至两模块运行；
……
Q总＞C-c2*(Q1+Q2+……+Qn-1)或Q总＞C-h2*(Q1+Q2+……+Qn-1)时，系统增加至n模块运行；
4)当Qn减小时，运行模块数按如下方式调整：
当Q总＜C-c1*Q1或Q总＜C-h1*Q1时，系统减少至单模块运行；
当Q总＜C-c1*(Q1+Q2+……+Qn-1)或当Q总＜C-h1*(Q1+Q2+……+Qn-1)时，系统减少至(n-1)模块运行；
5)当Qn先增大再减小，或Qn先减小再增大，同时满足C-c1*(Q1+Q2+……+Qn-1)≤Q总＜C-c2*(Q1+Q2+……+Qn-1)时，保持当前的模块运行模式。
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