CN115183391A - 空调、空调控制方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

空调、空调控制方法及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空调、空调控制方法及计算机可读存储介质，包括：变频风机，安装在变频风机出风口的风管，设置在风管处监测出风静压的风压传感器，以预设静压与实际检测的出风静压的差值作为控制信号调整所述变频风机频率的控制器。本发明通过实时监测出风静压，控制器以预设静压与实际的出风静压的差值作为控制信号调整变频风机的频率，使实际的出风静压值逐渐接近直至等于预设静压值，停止调节变频风机的频率，使空调机组在计算静压下工作，此时空调机组适应该风道阻力。降低机组能耗和噪音；避免后续更换皮带轮配比，减少人工成本。

Description

空调、空调控制方法及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种空调、空调控制方法及计算机可读存储介质。
背景技术
风管阻力计算是选择合适空调机组前不可缺少的重要工作。风管阻力只能用公式计算，工程施工及选材方面会有不同程度的差异，也会导致计算值与实际风管阻力偏差比较大，所选的空调机组不在额定工况下工作，导致机组不稳定，会出现功率超标及噪声过大的情况，偏差大甚至会导致电机烧毁，后期需要现场更换机组皮带轮配比甚至更换电机，浪费大量人力物力成本。
针对以上问题，需要一种可自适应风管阻力的空调机组，避免因风管阻力问题后续现场更改机组皮带轮配比，降低人工成本。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中风管阻力的计算值与实际值不匹配导致机组运行不稳定的技术问题，提出一种空调、空调控制方法及计算机可读存储介质。
本发明采用的技术方案是：
本发明提出了一种空调，包括：变频风机，安装在变频风机出风口的风管，设置在风管处监测出风静压的风压传感器，以预设静压与实际检测的出风静压的差值作为控制信号调整所述变频风机频率的控制器。
进一步的，所述出风口或者所述风管安装有风阀，当所述风压传感器检测到的出风静压小于预设下限静压时，所述控制器控制所述风阀增加出风阻力。
优选地，所述控制器通过PID算法调整所述变频风机频率。
优选地，所述变频风机每次调整频率的幅度不超过预设幅度，所述预设幅度在2％-8％之间。
具体的，变频风机具体包括：通过皮带轮带动风叶转动的变频电机，通过所述控制器控制的电器变频器。
本发明还提出一种空调控制方法，包括步骤：
监测风管内的出风静压；
计算当前的出风静压与预设静压的差值；
将所述差值输入预设算法，输出控制信号控制变频风机的频率使出风静压接近或者等于预设静压。
具体的，当所述出风静压与预设静压的差值为0时，停止控制所述变频风机的频率。
上述当前的出风静压具体获取步骤包括：以当前时间点之前的预设时长内多个时间点的出风静压的平均值作为当前的出风静压。
进一步的，执行计算当前的出风静压与预设静压的差值的步骤之前，判断当前的出风静压是否小于预设下限静压，若是，开启设置在所述风管上的风阀增加风阻，再执行所述计算当前的出风静压与预设静压的差值的步骤，若否，执行所述计算当前的出风静压与预设静压的差值的步骤。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序运行时执行上述的空调控制方法。
与现有技术比较，本发明通过实时监测出风静压，控制器以预设静压与实际的出风静压的差值作为控制信号调整变频风机的频率，使实际的出风静压值逐渐接近直至等于预设静压值，停止调节变频风机的频率，使空调机组在计算静压下工作，此时空调机组适应该风道阻力。降低机组能耗和噪音；避免后续更换皮带轮配比，减少人工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的控制框图。
1、变频风机；11、变频电机；12、皮带轮；13、风叶；2、机壳；3、风管；4、风阀；5、风压传感器。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。
空调机组的出风口需要安装风管形成风道，再通过风管出风。空调的出风静压指的是在确保风量不变的情况下空调出风可以克服的风管阻力大小，所以在选择空调机组前，需要对风管的阻力进行计算，但是因为工程施工以及选材方面会有不同程度的差异，风管阻力计算值比实际风管阻力大，而计算值与实际值不匹配会导致所选的空调机组不在额定工况下工作，从而导致空调机组的能耗增加，后期现场更换空调机组配件将浪费大量人力物力成本，针对此问题，本发明提出了一种可自适应风管阻力的空调机组，避免因风管阻力问题后续现场更改机组皮带轮配比，能够有效降低人工成本。
如图1、2所示，本发明提出了一种空调，空调具体包括：机壳2、风管3、风压传感器5、变频风机1以及安装在机壳内的其他换热器等部件，机壳2内安装有变频风机1，机壳2的一侧设有出风口，变频风机1安装在机壳2内，从出风口内向机壳2外吹风。机壳2的出风口连接风管3形成风道，风压传感器5设置在风管3的内壁上，可以实时监测出风静压，控制器以预设静压与实际的出风静压的差值作为控制信号调整变频风机的频率，使实际的出风静压值逐渐接近直至等于预设静压值，停止调节变频风机的频率，使空调机组在计算静压下工作，此时空调机组适应该风道阻力。降低机组能耗和噪音；避免后续更换皮带轮配比，减少人工成本。
在进一步的实施例中，为了防止风管安装后的风阻过小，导致风管阻力计算值比实际风管阻力大太多，使变频风机的频率不能够运行在预设频率范围内，因此风管3内安装风阀4，风阀4为电动调节风阀，可以通过控制器调节档位，例如可以设置成两档或者三档，风阀关闭时不会影响风管出风，开启后可以增加风管的风阻，避免出风静压太低导致变频风机低频运行，从而导致机组出现喘振而增大噪音。
在其他实施例中，也可以在安装风管3的出风口处内安装风阀4，风阀4为电动调节风阀，可以通过控制器调节档位，例如可以设置成两档或者三档，风阀关闭时不会影响风管出风，开启后可以增加风道的风阻，避免出风静压太低导致变频风机低频运行，从而导致机组出现喘振而增大噪音。
在具体的实施例中，控制器通过PID算法(PID控制)调整变频风机的运行频率，从而是风机可以自适应风管阻力，也可以采用其他现有的控制算法进行调整，且每次频率调整的幅度的上限值是5％(可以在3％到8％之间选择)，避免调整幅度过大导致过调而影响机组运行的稳定性。
变频风机具体包括：变频电机11、风叶13和变频器，变频风机壳等支架结构与现有技术中的风机一致，变频电机11通过皮带轮12带动风叶13转动，电机变频器电连接变频电机，控制器控制电机变频器来控制变频风机变频运行。具体的，变频风机的运行频率区间一般是30-50HZ，低于30HZ机组容易出现喘振等噪音。
本发明还提出了一种空调的控制方法，具体包括步骤：
检测风管的出风静压；
计算当前的出风静压与预设出风静压的差值；
将差值(偏差值)输入预设算法计算，输出控制信号控制变频风机的频率，使出风静压接近或者等于预设静压。
当出风静压与预设静压的差值为0时，停止调节变频风机的运行频率，此时空调机组已经进入最佳工况，不需要再进行调节。
当前的出风静压的具体获取步骤为：以当前时间点之前的预设采样时长内多个时间点的出风静压的平均值作为当前的出风静压。例如，以10s为一个时间段，即预设采样时长为10s，每秒都采集一个出风静压，第10s或者第11s输出的当前的出风静压为前10秒10个采样点的平均值，尽量确保所采集的出风静压的准确性。然后下一个10s再给出一个当前的出风静压，以此类推。
出风静压越小时，实际出风量会大于标称的出风量，当前的出风静压小于预设下限静压时，开启设置在所述风管上的风阀增加风阻。当出风静压很小时，说明变频风机的频率还需要大幅度降低才能使当前的出风静压达到预设静压，而大幅度降低频率使电机低频运行会使机组出现喘振而增大噪音，所以通过增大风阻来提高静压，避免在调整的过程中风机频率降低到预设频率范围外。
预设下限静压与预设静压是根据变频风机的运行频率来设置的，在具体的实施例中，预设静压X和预设下限静压Xd都是通过试验计算得出，预设静压X对应变频风机的频率为50HZ，预设下限静压Xd对应变频风机的频率为30HZ。变频风机的运行频率的区间为50HZ至30HZ时不会机组不会出现喘振等噪音。
控制器通过PID控制的方式，通过差值输出变频电机的频率控制信号，因为PID控制为现有技术中常用的控制方式，不具体赘述。
以下为本发明的具体实施方式：
如图1所示，风管3出风的位置安装风压传感器，监测机组实际出风静压，机组出风口处安装风阀4。如图2所示，控制器具体可以设置成手动与自动两种模式，预设自动模式，机组预设静压X为计算静压，预设机组30HZ时运行的静压为Xd，电机变频器预设频率为机组计算静压下工况的电机频率50Hz。
开启机组，控制器运行自动模式，变频器频率为50Hz，即变频电机的频率为50HZ；
风压传感器对风管的出风静压进行检测，控制器记录静压值，预设采样时间10s，在静压采样时间内需采样10次静压值，取10次的平均值作为静压输出值X1；
控制器计算差值e＝(X1-X)作为输入信号对变频器进行控制，系统按如下控制公式对变频器控制(经过送风静压采样时间后，才能改变一次频器控制输出值，频率最大调节幅度默认为5％，避免因频率跳动过快导致系统不平衡)
Figure BDA0003807449310000071
u(t)为控制输出信号，e(t)为控制输入信号，Kp为比例系数，
Ti为积分时间系数，t(0,1)。
当e≠0时，u随着时间的变化增加或减小，则电机的频率在变频器的控制下也会增加或减小。
若X1＜Xd，出风口处的风阀启动，增加风口阻力，避免因电机低频运行使机组出现喘振而增大噪音，使变频电机稳定在30-50Hz运行，直至差值e＝0，机组实际静压与计算静压相等，实现对风管阻力的自适应。
本发明还提出了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，计算机程序运行时执行上述的空调控制方法。
需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调，包括：变频风机，安装在变频风机出风口的风管，其特征在于，还包括：监测风管出风静压的风压传感器，以预设静压与实际检测的出风静压的差值作为控制信号调整所述变频风机频率的控制器。
2.如权利要求1所述的空调，其特征在于，所述出风口或者所述风管安装有风阀，当所述风压传感器检测到的出风静压小于预设下限静压时，所述控制器控制所述风阀开启增加出风阻力。
3.如权利要求1所述的空调，其特征在于，所述控制器通过PID算法调整所述变频风机频率。
4.如权利要求1所述的空调，其特征在于，所述变频风机每次调整频率的幅度不超过预设幅度，所述预设幅度在2％-8％之间。
5.如权利要求1所述的空调，其特征在于，所述变频风机具体包括：通过皮带轮带动风叶转动的变频电机，通过所述控制器控制的电器变频器。
6.一种空调控制方法，其特征在于，包括步骤：
监测风管的出风静压；
计算当前的出风静压与预设静压的差值；
将所述差值输入预设算法，输出控制信号控制变频风机的频率使出风静压接近直至等于预设静压。
7.如权利要求6所述的空调控制方法，其特征在于，当所述出风静压与预设静压的差值为0时，停止控制所述变频风机的频率。
8.如权利要求6所述的空调控制方法，其特征在于，所述当前的出风静压具体获取步骤包括：以当前时间点之前的预设时长内多个时间点的出风静压的平均值作为当前的出风静压。
9.如权利要求6所述的空调控制方法，其特征在于，执行计算当前的出风静压与预设静压的差值的步骤之前，判断当前的出风静压是否小于预设下限静压，若是，开启设置在所述风管或者空调出风口上的风阀增加风阻，再执行所述计算当前的出风静压与预设静压的差值的步骤，若否，执行所述计算当前的出风静压与预设静压的差值的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序运行时执行如权利要求6至9任意一项所述的空调控制方法。
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