CN117628683A - 自适应控制的风机系统 - Google Patents

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廖树彬
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Abstract

本发明公开了自适应控制的风机系统,包括:控制器,用于对系统中各电子元器件进行控制,形成对风机转速的调整;温度传感器,对室内温度进行监测,获取在风机系统影响下变化的温度曲线;转换线路,由控制器位置分为出路和进路,其中,出路为D/I转换,进路为I/D转换,该出路线路设置电流检测模块形成对风机供电电流的检测,进路线路设置计量模块。本申请通过对风机转速的实时监测,在室内温度达到设定温度时,如果最低风量不足时,自动增加风机电机转速增大风量;在室内温度超过设定温度,则自动降低风机电机转速以减少风量,以达到节约电能的目的,保持室内的温度恒定且内部的空气的低流速,提高舒适度。

Description

自适应控制的风机系统
技术领域
本发明涉及自适应控制技术领域,具体为自适应控制的风机系统。
背景技术
风机在空调中的作用是将冷气或热气输送到室内,并通过管道将室内的热空气或冷空气搬运到室外,以达到降温或升温的效果。风机还可以通过过滤空气减少污染和降低系统的噪音。风机的类型、性能和调节方式会影响空调的效率、舒适度和节能性。
一般来说,风机风速越大,空调降温速度越快,因为高风速可以快速将冷空气覆盖整个室内空间,同时也可以加快室内热空气的排出。但是,风机风速过大也会带来一些问题,如噪音、耗电量、舒适度等。
工业空调的风机装置只有在某一个状态下,设置风机只有一个转速,没有控制转速的功能,调节风量的功能,在温度下降至一定值后,风机保持风量就会导致舒适度的降低,无法根据环境温度的变化自动控制风机的风量。
发明内容
本发明的目的之一在于提供自适应控制的风机系统,基于室内温度变化曲线对风机的转动速度,提高室内人员的舒适度。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:自适应控制的风机系统,包括:
控制器,用于对系统中各电子元器件进行控制,形成对风机转速的调整;
温度传感器,对室内温度进行监测,获取在风机系统影响下变化的温度曲线;
转换线路,由控制器位置分为出路和进路,其中,出路为D/I转换,进路为I/D转换,该出路线路设置电流检测模块形成对风机供电电流的检测,进路线路设置计量模块;
温度传感器获取室内温度变化并反馈至控制器,控制器通过转换线路输出信号,改变风机系统的电流,控制风机改变转速。
在本发明一或多个实施方式中,温度传感器在风机系统运行期间形成对室内的温度检测,并分为两个工作阶段,第一阶段为室内温度-设定温度,在此阶段,温度传感器不间断进行室内温度的检测,第二阶段为设定温度-变化温度,在此阶段,温度传感器阶段式的对室内温度进行检测。
在本发明一或多个实施方式中,温度传感器两个工作阶段之间通过拐点连接,该拐点为设定温度,在温度变化曲线达到该拐点时,风机的运行状态改变,该拐点具有浮动范围,为设定温度的±15%。
在本发明一或多个实施方式中,温度传感器检测室内温度绘制温度变化曲线,在拐点前的第一阶段,温度变化曲线随着温度传感器检测温度值的变化产生波动,在拐点后的第二节点,温度传感器获取的为一段时间两端的温度值,通过模拟温度变化曲线绘制。
在本发明一或多个实施方式中,控制器对于风机转速的控制根据温度传感器所绘制的温度变化曲线而变化,在温度变化曲线位于第一阶段时,风机转速为设定转速,在到达拐点时,风机根据室内温度和设定温度的差值进行自动调整。
在本发明一或多个实施方式中,控制器对于风机转速的控制分为两种形态:监测式以及预测式,两种形态所对应温度变化曲线中的拐点位置不同。
在本发明一或多个实施方式中,监测式形态下,温度变化曲线中的拐点温度与设定温度相同,风机在温度变化曲线出现拐点时改变转速。
在本发明一或多个实施方式中,预测式形态下,温度变化曲线中拐点温度为设定温度的±15%,风机在温度变化曲线处于拐点温度范围内时改变转速。
通过上述技术方案,本发明具备以下有益效果:
1、本申请通过对风机转速的实时监测,在室内温度达到设定温度时,如果最低风量不足时,自动增加风机电机转速增大风量;在室内温度超过设定温度,则自动降低风机电机转速以减少风量,以达到节约电能的目的,保持室内的温度恒定且内部的空气的低流速,提高舒适度。
2、在实现风机自适应控制时,能够通过两种控制方式来进行风机的控制,其一为监测式,即监测室内的温度变化,在室内温度到达设定温度时,降低风机的转速,减少室内的空气流动,其二为预测式,即监测室内的温度变化,根据室内降温幅度建立预测模型,通过预测模型对室内温度变化进行预测,在接近设定温度时,降低风机转速缓慢进行降温。
附图说明
图1为本发明的流程图;
图2为本发明的监测式温度变化曲线示意图;
图3为本发明的预测式温度变化曲线示意图;
图4为本发明的电路图;
图5为本发明的电路图局部放大图。
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。且若实施上为可能,不同实施例的特征是可以交互应用。
除非另有定义,本文所使用的所有词汇(包括技术和科学术语)具有其通常的意涵,其意涵能够被熟悉此领域者所理解。更进一步的说,上述的词汇在普遍常用的字典中的定义,在本说明书的内容中应被解读为与本发明相关领域一致的意涵。除非有特别明确定义,这些词汇将不被解释为理想化的或过于正式的意涵。
请参阅图1-图5,本发明提供自适应控制的风机系统,提供两种对于风机转速进行控制的实施例:
实施例一:
自适应控制的风机系统,包括:
控制器,用于对系统中各电子元器件进行控制,形成对风机转速的调整;
温度传感器,对室内温度进行监测,获取在风机系统影响下变化的温度曲线;
转换线路,由控制器位置分为出路和进路,其中,出路为D/I转换,进路为I/D转换,该出路线路设置电流检测模块形成对风机供电电流的检测,进路线路设置计量模块;
温度传感器获取室内温度变化并反馈至控制器,控制器通过转换线路输出信号,改变风机系统的电流,控制风机改变转速。
在本发明一或多个实施方式中,温度传感器在风机系统运行期间形成对室内的温度检测,并分为两个工作阶段,第一阶段为室内温度-设定温度,在此阶段,温度传感器不间断进行室内温度的检测,第二阶段为设定温度-变化温度,在此阶段,温度传感器阶段式的对室内温度进行检测。
在本实施例中,将温度传感器设置为两个阶段对温度进行检测,能够在室内温度为达到设定温度时,时刻保证温度检测的精准,在达到设定温度后阶段式的进行检测能够降低温度传感器的消耗。
在本发明一或多个实施方式中,温度传感器两个工作阶段之间通过拐点连接,该拐点为设定温度,在温度变化曲线达到该拐点时,风机的运行状态改变,该拐点具有浮动范围,为设定温度的±15%。
在本发明一或多个实施方式中,温度传感器检测室内温度绘制温度变化曲线,在拐点前的第一阶段,温度变化曲线随着温度传感器检测温度值的变化产生波动,在拐点后的第二节点,温度传感器获取的为一段时间两端的温度值,通过模拟温度变化曲线绘制。
在本实施例中,模拟温度变化曲线的绘制能够补全温度变化曲线,在室内的温度恒定后,进风量与室内温度的控制达到相对平衡变化的程度,进风量大,则温度降低,进风量小,则温度升高,因此,能够通过补全温度变化曲线来进行模拟,能够避免不间断温度检测的消耗。
在本发明一或多个实施方式中,控制器对于风机转速的控制根据温度传感器所绘制的温度变化曲线而变化,在温度变化曲线位于第一阶段时,风机转速为设定转速,在到达拐点时,风机根据室内温度和设定温度的差值进行自动调整。
在本实施例中,风机转速的变化基于温度变化进行调整,从而能够在温度变化后,进行风机转速的相应调整,促使室内温度变化的平缓,降低温度变化过快对人体舒适度产生的影响。
在本发明一或多个实施方式中,控制器对于风机转速的控制为监测式,计算进风量大小对室内温度的影响值,通过影响值对进风量变化的计算,根据进风量结果对风机进行调整,从而快速使风机的速度降低,停止对室内的降温。
在本发明一或多个实施方式中,监测式形态下,温度变化曲线中的拐点温度与设定温度相同,风机在温度变化曲线出现拐点时改变转速。
在本实施例中,设定温度在达到后能够快速改变风机的转速,从而能够避免持续性进行吹风而导致的温度降低过快,而在到达拐点位置之前,能够快速对室内进行降温,在牺牲一部分舒适性的情况下,快速使室内能够达到设定稳定,在设定稳定下能够通过恒定的转速维持室内温度。
实施例二:
自适应控制的风机系统,包括:
控制器,用于对系统中各电子元器件进行控制,形成对风机转速的调整;
温度传感器,对室内温度进行监测,获取在风机系统影响下变化的温度曲线;
转换线路,由控制器位置分为出路和进路,其中,出路为D/I转换,进路为I/D转换,该出路线路设置电流检测模块形成对风机供电电流的检测,进路线路设置计量模块;
温度传感器获取室内温度变化并反馈至控制器,控制器通过转换线路输出信号,改变风机系统的电流,控制风机改变转速。
在本发明一或多个实施方式中,温度传感器在风机系统运行期间形成对室内的温度检测,并分为两个工作阶段,第一阶段为室内温度-设定温度,在此阶段,温度传感器不间断进行室内温度的检测,第二阶段为设定温度-变化温度,在此阶段,温度传感器阶段式的对室内温度进行检测。
在本实施例中,将温度传感器设置为两个阶段对温度进行检测,能够在室内温度为达到设定温度时,时刻保证温度检测的精准,在达到设定温度后阶段式的进行检测能够降低温度传感器的消耗。
在本发明一或多个实施方式中,温度传感器两个工作阶段之间通过拐点连接,该拐点为设定温度,在温度变化曲线达到该拐点时,风机的运行状态改变,该拐点具有浮动范围,为设定温度的±15%。
在本发明一或多个实施方式中,温度传感器检测室内温度绘制温度变化曲线,在拐点前的第一阶段,温度变化曲线随着温度传感器检测温度值的变化产生波动,在拐点后的第二节点,温度传感器获取的为一段时间两端的温度值,通过模拟温度变化曲线绘制。
在本实施例中,模拟温度变化曲线的绘制能够补全温度变化曲线,在室内的温度恒定后,进风量与室内温度的控制达到相对平衡变化的程度,进风量大,则温度降低,进风量小,则温度升高,因此,能够通过补全温度变化曲线来进行模拟,能够避免不间断温度检测的消耗。
在本发明一或多个实施方式中,控制器对于风机转速的控制根据温度传感器所绘制的温度变化曲线而变化,在温度变化曲线位于第一阶段时,风机转速为设定转速,在到达拐点时,风机根据室内温度和设定温度的差值进行自动调整。
在本实施例中,风机转速的变化基于温度变化进行调整,从而能够在温度变化后,进行风机转速的相应调整,促使室内温度变化的平缓,降低温度变化过快对人体舒适度产生的影响。
在本发明一或多个实施方式中,控制器对于风机转速的控制为预测式,建立温度预测模型对室内温度的变化进行预测,首先通过温度传感器对室内温度进行检测,同时获取风机的转速,计算室内空调的进风量,检测一段时间两端点的温度,根据两端点的温度差来进行进风量对温度变化影响值的计算,获取到影响值后,基于影响值对未来一段时间室内温度变化进行预测,根据预测结果形成对风机转速的控制。
在本发明一或多个实施方式中,预测式形态下,温度变化曲线中拐点温度为设定温度的±15%,风机在温度变化曲线处于拐点温度范围内时改变转速。
在本实施例中,将拐点温度范围值设置为设定温度的±15%,能够在室内温度即将达到指定温度时,缓慢降低风机转速,从而能够将室内的温度缓慢降低至设定温度,从而能够避免直接大幅度改变风机转速而导致室内人员舒适度变化过大的问题出现。
综上所述,本发明上述实施方式所揭露的技术方案至少具有以下优点:
本申请通过对风机转速的实时监测,在室内温度达到设定温度时,如果最低风量不足时,自动增加风机电机转速增大风量;在室内温度超过设定温度,则自动降低风机电机转速以减少风量,以达到节约电能的目的,保持室内的温度恒定且内部的空气的低流速,提高舒适度。
在实现风机自适应控制时,能够通过两种控制方式来进行风机的控制,其一为监测式,即监测室内的温度变化,在室内温度到达设定温度时,降低风机的转速,减少室内的空气流动,其二为预测式,即监测室内的温度变化,根据室内降温幅度建立预测模型,通过预测模型对室内温度变化进行预测,在接近设定温度时,降低风机转速缓慢进行降温。
虽然结合以上实施方式公开了本发明,然而其并非用以限定本发明,任何熟悉此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.自适应控制的风机系统,其特征在于,包括:
控制器,用于对系统中各电子元器件进行控制,形成对风机转速的调整;
温度传感器,对室内温度进行监测,获取在风机系统影响下变化的温度曲线;
转换线路,由控制器位置分为出路和进路,其中,出路为D/I转换,进路为I/D转换,该出路线路设置电流检测模块形成对风机供电电流的检测,进路线路设置计量模块;
温度传感器获取室内温度变化并反馈至控制器,控制器通过转换线路输出信号,改变风机系统的电流,控制风机改变转速。
2.根据权利要求1所述的自适应控制的风机系统,其特征在于,温度传感器在风机系统运行期间形成对室内的温度检测,并分为两个工作阶段,第一阶段为室内温度-设定温度,在此阶段,温度传感器不间断进行室内温度的检测,第二阶段为设定温度-变化温度,在此阶段,温度传感器阶段式的对室内温度进行检测。
3.根据权利要求2所述的自适应控制的风机系统,其特征在于,温度传感器两个工作阶段之间通过拐点连接,该拐点为设定温度,在温度变化曲线达到该拐点时,风机的运行状态改变,该拐点具有浮动范围,为设定温度的±15%。
4.根据权利要求3所述的自适应控制的风机系统,其特征在于,温度传感器检测室内温度绘制温度变化曲线,在拐点前的第一阶段,温度变化曲线随着温度传感器检测温度值的变化产生波动,在拐点后的第二节点,温度传感器获取的为一段时间两端的温度值,通过模拟温度变化曲线绘制。
5.根据权利要求4所述的自适应控制的风机系统,其特征在于,控制器对于风机转速的控制根据温度传感器所绘制的温度变化曲线而变化,在温度变化曲线位于第一阶段时,风机转速为设定转速,在到达拐点时,风机根据室内温度和设定温度的差值进行自动调整。
6.根据权利要求4所述的自适应控制的风机系统,其特征在于,控制器对于风机转速的控制分为两种形态:监测式以及预测式,两种形态所对应温度变化曲线中的拐点位置不同。
7.根据权利要求6所述的自适应控制的风机系统,其特征在于,监测式形态下,温度变化曲线中的拐点温度与设定温度相同,风机在温度变化曲线出现拐点时改变转速。
8.根据权利要求6所述的自适应控制的风机系统,其特征在于,预测式形态下,温度变化曲线中拐点温度为设定温度的±15%,风机在温度变化曲线处于拐点温度范围内时改变转速。
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