空調機組控制方法和裝置

空調機組控制方法和裝置

《空調機組控制方法和裝置》是珠海格力電器股份有限公司於2018年2月11日申請的專利,該專利申請號為2018101410105,公布號為CN108397853A,公布日為2018年8月14日,發明人是卓明勝、程琦、陳培生、劉華。

《空調機組控制方法和裝置》提供了一種空調機組控制方法和裝置,其中,該方法包括:獲取空調機組的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數;根據迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線;根據壓縮機功率曲線、風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率;根據預設壓縮機頻率控制壓縮機;根據預設風機頻率控制風機。該方法通過獲取多種運行參數,建立壓縮機功率曲線、風機功率曲線,並綜合利用壓縮機功率曲線、風機功率曲線分別確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率,以便可以同時對壓縮機、風機進行精確控制,從而解決了相關方法的對空調機組控制的精確度不高、控制效果較差的技術問題。

2021年6月24日,《空調機組控制方法和裝置》獲得第二十二屆中國專利金獎。

(概述圖為《空調機組控制方法和裝置》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:空調機組控制方法和裝置
  • 公布號:CN108397853A
  • 公布日:2018年8月14日
  • 申請號:2018101410105
  • 申請日:2018年2月11日
  • 申請人:珠海格力電器股份有限公司
  • 發明人:卓明勝、程琦、陳培生、劉華
  • 地址:廣東省珠海市前山金雞西路六號
  • 代理機構北京市隆安律師事務所
  • 代理人:廉振保
  • Int. Cl.:F24F11/00(2018.01)I;F24F11/89(2018.01)I;F24F110/10(2018.01)N
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

在生活、生產中的諸多領域場所都有使用空調機組進行環境溫度的調控。例如,在捷運等軌道交通領域,常常採用水冷直接製冷式空調機組進行製冷降溫。
截至2018年2月11日,為了能夠有效地控制空調機組的運行,相關方法大多是通過檢測目標區域內的環境溫度,根據所檢測的環境溫度,對空調機組中的壓縮機進行相應調節。但是,上述方法比較簡單,只考慮了根據環境溫度針對壓縮機的調控,沒有針對性分析空調機組的其他設備以及其他運行參數的具體影響。導致具體實施時,相關方法往往存在對空調機組控制的精確度不高、效果較差的技術問題,不能達到較好的節能效果。針對如何解決相關方法中存在的上述技術問題,尚未提出有效的解決方式。

發明內容

專利目的

《空調機組控制方法和裝置》實施例提供了一種空調機組控制方法和裝置,以解決相關方法中存在的對空調機組控制的精確度不高、效果較差的技術問題,達到綜合多種運行參數的作用影響,精準地對空調機組進行節能調控的技術效果。

技術方案

《空調機組控制方法和裝置》實施方式提供了一種空調機組控制方法,包括:獲取空調機組的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數,其中,所述空調機組至少包括壓縮機和風機;根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線;根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率;根據所述預設壓縮機頻率控制所述壓縮機;根據所述預設風機頻率控制所述風機。
在一個實施方式中,根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線,包括:根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,分別建立風機風量模型、蒸發溫度模型、製冷量模型、壓縮機功率模型;根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述風機風量模型、所述蒸發溫度模型,確定所述風機功率曲線;根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述製冷量模型、所述壓縮機功率模型,確定所述壓縮機功率曲線。
在一個實施方式中,所述壓縮機參數包括壓縮機頻率、壓縮機功率,所述風機參數包括風機頻率、風機功率。
在一個實施方式中,按照以下公式建立所述製冷量模型:
其中,Q為製冷量,Fy為壓縮機頻率,Te為蒸發溫度,TC為冷凝溫度,φc1、φc2、φc3、φc4、φc5、φc6、φc7、φc8、φc9、φc10分別為常數係數。
在一個實施方式中,按照以下公式建立所述壓縮機功率模型:
其中,Py為壓縮機功率,Fy為壓縮機頻率,Te為蒸發溫度,TC為冷凝溫度,pc1、pc2、pc3、pc4、pc5、pc6、pc7、pc8、pc9、pc10分別為常數係數。
在一個實施方式中,根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率,包括:根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設蒸發溫度,其中,在所述預設蒸發溫度下,所述壓縮機功率與所述風機功率的和最小;根據所述預設蒸發溫度、所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,分別確定所述預設壓縮機頻率、所述預設風機頻率。
在一個實施方式中,在獲取空調機組的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數之後,所述方法還包括:檢測用戶負荷是否發生變化;在確定所述用戶負荷發生變化的情況下,獲取目標區域的環境溫度;根據所述環境溫度、所述迴風溫度,調整所述風機頻率;根據調整後的風機頻率,調整所述壓縮機頻率;根據調整後的風機頻率控制風機;根據調整後的壓縮機頻率控制壓縮機。
在一個實施方式中,所述檢測用戶負荷是否發生變化,包括:比較在連續的預設時間段內迴風溫度與目標溫度的數值;在連續的預設時間段內,所述迴風溫度與所述目標溫度的數值相等,確定所述用戶負荷沒有發生變化;在連續的預設時間段內,所述迴風溫度與所述目標溫度的數值不相等,確定所述用戶負荷發生變化。
在一個實施方式中,根據所述環境溫度、所述迴風溫度,調整所述風機頻率,包括:比較所述迴風溫度與所述環境溫度;在所述迴風溫度大於所述環境溫度的情況下,升高所述風機頻率;在所述迴風溫度小於等於所述環境溫度的情況下,降低所述風機頻率。
在一個實施方式中,根據調整後的風機頻率,調整所述壓縮機頻率,包括:將所述調整後的風機頻率分別與風機頻率的上限值、風機頻率的下限值進行比較;在所述調整後的風機頻率等於所述風機頻率的上限值的情況下,升高所述壓縮機頻率;在所述調整後的風機頻率等於所述風機頻率的下限值的情況下,降低所述壓縮機頻率。
《空調機組控制方法和裝置》實施例還提供了一種空調機組控制裝置,包括:獲取模組,用於獲取空調機組的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數,其中,所述空調機組至少包括壓縮機和風機;第一確定模組,用於根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線;第二確定模組,用於根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率;控制模組,用於根據所述預設壓縮機頻率控制所述壓縮機;根據所述預設風機頻率控制所述風機。

改善效果

在《空調機組控制方法和裝置》實施例中,通過獲取空調機組的多種運行參數,建立壓縮機功率曲線、風機功率曲線,並綜合利用壓縮機功率曲線、風機功率曲線確定出預設壓縮機頻率、預設風機頻率,以便可以同時針對壓縮機、風機進行精確控制,使得空調機組整體達到較好的運行狀態,從而解決了相關方法中存在的對空調機組控制的精確度不高、控制效果較差的技術問題,達到綜合多種運行參數相互的作用影響,精確地對空調機組進行節能調控的技術效果。

附圖說明

《空調機組控制方法和裝置》的附圖用來提供對該發明的進一步理解,該發明的示意性實施例及其說明用於解釋該發明,並不構成對該發明的不當限定。在附圖中:
圖1是根據《空調機組控制方法和裝置》實施例的空調機組控制方法的處理流程示意圖;
圖2是根據《空調機組控制方法和裝置》實施例的空調機組控制裝置的組成結構示意圖;
圖3是在一個場景示例中套用《空調機組控制方法和裝置》實施方式提供的空調機組控制方法和裝置對某捷運中的水冷直接製冷式空調機組進行節能控制的流程示意圖;
圖4是在一個場景示例中套用《空調機組控制方法和裝置》實施方式提供的空調機組控制方法和裝置對某捷運中的水冷直接製冷式空調機組進行節能控制中獲得的風機功率曲線、壓縮機功率曲線、整機總功率曲線的示意圖。

技術領域

《空調機組控制方法和裝置》涉及空調控制技術領域,具體而言,涉及一種空調機組控制方法和裝置。

權利要求

1、一種空調機組控制方法,其特徵在於,包括:獲取空調機組的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數,其中,所述空調機組至少包括壓縮機和風機;根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線;根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率;根據所述預設壓縮機頻率控制所述壓縮機;根據所述預設風機頻率控制所述風機;根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線,包括:根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,分別建立風機風量模型、蒸發溫度模型、製冷量模型、壓縮機功率模型;根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述風機風量模型、所述蒸發溫度模型,確定所述風機功率曲線;根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述製冷量模型、所述壓縮機功率模型,確定所述壓縮機功率曲線。
2、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,所述壓縮機參數包括壓縮機頻率、壓縮機功率,所述風機參數包括風機頻率、風機功率。
3、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,按照以下公式建立所述製冷量模型:
其中,Q為製冷量,Fy為壓縮機頻率,Te為蒸發溫度,TC為冷凝溫度,φc1、φc2、φc3、φc4、φc5、φc6、φc7、φc8、φc9、φc10分別為常數係數。
4、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,按照以下公式建立所述壓縮機功率模型:
其中,Py為壓縮機功率,Fy為壓縮機頻率,Te為蒸發溫度,TC為冷凝溫度,pc1、pc2、pc3、pc4、pc5、pc6、pc7、pc8、pc9、pc10分別為常數係數。
5、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率,包括:根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設蒸發溫度,其中,在所述預設蒸發溫度下,所述壓縮機功率與所述風機功率的和最小;根據所述預設蒸發溫度、所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,分別確定所述預設壓縮機頻率、所述預設風機頻率。
6、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,在獲取空調機組的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數之後,所述方法還包括:檢測用戶負荷是否發生變化;在確定所述用戶負荷發生變化的情況下,獲取目標區域的環境溫度;根據所述環境溫度、所述迴風溫度,調整所述風機頻率;根據調整後的風機頻率,調整所述壓縮機頻率;根據調整後的風機頻率控制風機;根據調整後的壓縮機頻率控制壓縮機。
7、根據權利要求6所述的方法,其特徵在於,所述檢測用戶負荷是否發生變化,包括:比較在連續的預設時間段內迴風溫度與目標溫度的數值;在連續的預設時間段內,所述迴風溫度與所述目標溫度的數值相等,確定所述用戶負荷沒有發生變化;在連續的預設時間段內,所述迴風溫度與所述目標溫度的數值不相等,確定所述用戶負荷發生變化。
8、根據權利要求6所述的方法,其特徵在於,根據所述環境溫度、所述迴風溫度,調整所述風機頻率,包括:比較所述迴風溫度與所述環境溫度;在所述迴風溫度大於所述環境溫度的情況下,升高所述風機頻率;在所述迴風溫度小於等於所述環境溫度的情況下,降低所述風機頻率。
9、根據權利要求6所述的方法,其特徵在於,根據調整後的風機頻率,調整所述壓縮機頻率,包括:將所述調整後的風機頻率分別與風機頻率的上限值、風機頻率的下限值進行比較;在所述調整後的風機頻率等於所述風機頻率的上限值的情況下,升高所述壓縮機頻率;在所述調整後的風機頻率等於所述風機頻率的下限值的情況下,降低所述壓縮機頻率。
10、一種空調機組控制裝置,其特徵在於,包括:獲取模組,用於獲取空調機組的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數,其中,所述空調機組至少包括壓縮機和風機;第一確定模組,用於根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線;第二確定模組,用於根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率;控制模組,用於根據所述預設壓縮機頻率控制所述壓縮機;根據所述預設風機頻率控制所述風機;所述第一確定模組具體包括以下結構單元:建模單元,具體可以用於根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,分別建立風機風量模型、蒸發溫度模型、製冷量模型、壓縮機功率模型;第一確定單元,具體可以用於根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述風機風量模型、所述蒸發溫度模型,確定所述風機功率曲線;第二確定單元,具體可以用於根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述製冷量模型、所述壓縮機功率模型,確定所述壓縮機功率曲線。

實施方式

以下結合《空調機組控制方法和裝置》實施方式和附圖,對該發明做進一步詳細說明,該發明的示意性實施方式及其說明用於解釋該發明,但並不作為對該發明的限定。
截至2018年2月11日,考慮到相關方法中往往只是簡單地根據所採集的環境溫度對空調機組中的壓縮機進行調控,沒有深入分析其他多種運行參數相互之間的影響與作用,也沒有對空調機組的其他設備,例如影響較大的風機進行針對性的精確調控。因此,基於相關方法的調控,往往無法使得空調機組整體達到最優的運行狀態。綜上可知,相關方法具體實施時,往往存在對空調機組控制的精確度不高、控制效果較差的技術問題。針對產生上述技術問題的根本原因,該發明考慮可以深入分析空調機組多種運行參數相互之間具體的相互影響作用,並結合多種運行參數,對空調機組中的風機、壓縮機等設備分別進行針對性的精確調控,使得空調機組多個設備整體可以達到一種最優的運行狀態。從而,可以解決相關方法中存在的對空調機組控制的精確度不高、控制效果較差的技術問題,達到綜合多種運行參數的作用影響,精確地對空調機組進行節能調控的技術效果。
基於上述思考思路,《空調機組控制方法和裝置》實施方式提供了一種空調機組控制方法。具體可以參閱圖1所示的根據該發明實施例的空調機組控制方法的處理流程示意圖。該方法具體可以包括以下步驟。
S101:獲取空調機組的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數,其中,所述空調機組至少包括壓縮機和風機。
在一個實施方式中,上述空調機組具體可以是水冷直接製冷式空調機組。區別於冷水機組與組合櫃組合的空調,上述水冷直接製冷式空調機組具有節能效果較好,便於安裝等特點,其推廣套用越來越受到人們的重視。上述空調機組所套用的目標區域具體可以是商場、酒店等場所,也可以捷運、火車等交通等交通工具。需要說明的是,上述所列舉的空調機組、目標區域只是為了更好地說明該發明實施方式。具體實施時,也可以根據具體情況使用除上述所列舉的空調機組以外的其他類型的空調機組,套用於除上述所列舉的場所、區域以外的其他目標區域。對此,該發明不作限定。
在該實施方式中,上述空調機組至少包括壓縮機(包括變頻壓縮機)和風機(包括變頻送風機)。其中,上述壓縮機具體可以用於向目標區域輸出製冷量,以對目標區域進行降溫。上述風機具體可以用於向目標區域送風,通過調整送風風量,影響目標區域的溫度和目標區域中的人體體驗度。在該實施方式中,正是考慮到了空調機組中的壓縮機、風機的工作運行都會對目標區域中的環境溫度、人體體驗產生較為重要的影響,因此才提出了同時針對上述兩種設備,進行相關的調控,使得空調機組整體能處於一個最優的運行狀態。其中,上述最優的運行狀態具體可以理解為一種滿足了用戶負荷要求的同時,用戶人體體驗度較好,且耗能相對最少的運行狀態。當然。需要說明的是,上述所列舉的壓縮機、風機只是為該發明實施方式所要關注的兩個具體設備,上述空調機組還包括有其他相應的設備。具體的,上述空調機組還可以包括:水冷冷凝器、電子膨脹閥、蒸發器(例如直接蒸髮式翅片蒸發器),以及感測器系統。其中,上述感測器系統具體可以包括:高壓壓力感測器、低壓壓力感測器、環境溫度感測器、迴風溫度感測器、送風溫度感測器、冷卻水進水溫度感測器、冷卻水出水溫度感測器等等。
在一個實施方式中,所述壓縮機參數具體可以包括壓縮機頻率、壓縮機功率等,所述風機參數具體可以包括風機頻率、風機功率等。
在一個實施方式中,上述獲取目標區域的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度,具體實施時,可以包括以下內容:通過迴風溫度感測器所採集的數據確定所述迴風溫度;通過高壓壓力感測器所採集的數據確定所述冷凝溫度;通過低壓壓力感測器所採集的數據確定所述蒸發溫度。具體的,除了獲取上述多種溫度參數以外,還可以根據具體情況按照以下方式中的一種或多種,獲取其他溫度參數以進行更加精細的數據分析:通過送風溫度感測器採集送風溫度;通過環境溫度感測器採集目標區域中的環境溫度。
在一個實施方式中,獲取空調機組的壓縮機參數、風機參數及其他參數,具體可以包括以下內容:開啟空調機組,開啟風機,隨著風機頻率上升,利用控制器採集並記錄每一次風機頻率調節後的風機頻率與該風機頻率對應的風機功率,作為空調機組運行過程中的風機頻率、風機功率;控制製冷量、冷凝溫度、迴風溫度不變,調整風機的送風風量,採集對應不同送風風量的蒸發溫度,作為空調機組運行過程中的蒸發溫度;通過控制器,測試多組不同壓縮機頻率、不同蒸發溫度、不同冷凝溫度下的製冷量,得到空調機組運行過程中的製冷量、壓縮機頻率、冷凝溫度;通過控制器,測試多組不同壓縮機頻率、不同蒸發溫度、不同冷凝溫度下壓縮機的輸入功率,作為空調機組運行過程中的壓縮機功率。
S102:根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線。
在一個實施方式中,上述根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線,具體實施時,可以包括以下內容:
S102-1:根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,分別建立風機風量模型、蒸發溫度模型、製冷量模型、壓縮機功率模型;
S102-2:根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述風機風量模型、所述蒸發溫度模型,確定所述風機功率曲線;
S102-3:根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述製冷量模型、所述壓縮機功率模型,確定所述壓縮機功率曲線。
在一個實施方式中,為了建立風機風量模型、蒸發溫度模型、製冷量模型、壓縮機功率模型,具體實施時可以依次從所述壓縮機參數、所述風機參數中提取相關數據;再根據所提取的相關數據,依次建立風機風量模型、蒸發溫度模型、製冷量模型、壓縮機功率模型。
在一個實施方式中,具體實施時,可以從所述風機參數中提取空調機組開啟,風機運行後,隨著風機頻率上升,控制器所採集並記錄的風機頻率和該風機頻率對應的風機功率進行數據分析,通過數據擬合得到風機風量模型,其中,上述風機風量模型具體可以用於表征風機風量隨風機頻率、風機功率的變化規律。再利用實際測得的風機頻率、風機功率、風機風力的特性曲線進行校準,得到校準後的風機風量模型。
在一個實施方式中,具體實施時,上述校準後的風機風量模型具體可以表示為以下形式:
,其中,qv具體可以表示為風機風量,Fs具體可以表示為風機頻率,Ps具體可以表示為風機功率。
在一個實施方式中,具體實施時,可以從所述壓縮機參數、所述風機參數及其他參數中提取控制製冷量、冷凝溫度、迴風溫度不變,調整風機的送風風量,所採集的對應不同送風風量的蒸發溫度,並對上述數據進行數據分析,結合上述校準後的風機風量模型,通過數據擬合建立蒸發溫度模型。其中,所述蒸發溫度模型具體可以用於表征在冷凝溫度、迴風溫度、製冷量一定的情況下,蒸發溫度隨送風風量的變化規律。
在一個實施方式中,具體實施時,上述蒸發溫度模型具體可以表示為以下形式:
,其中,Te具體可以表示為蒸發溫度,Th具體可以表示為迴風溫度,TC具體可以表示為冷凝溫度,Q具體可以表示為製冷量,qv具體可以表示為風機風量。其中,上述風機風量具體可以使用校準後的風機風量代入。
在一個實施方式中,具體實施時,可以從所述壓縮機參數、所述風機參數及其他參數中提取多組不同壓縮機頻率、不同蒸發溫度、不同冷凝溫度下的採集的製冷量,並對上述數據進行數據分析,結合蒸發溫度模型,通過數據擬合建立製冷量模型。其中,所述製冷量模型具體可以用於表征製冷量隨蒸發溫度、冷凝溫度、壓縮機頻率變化的規律。
在一個實施方式中,具體實施時,上述製冷量模型具體可以表示為以下形式:
,其中,Q具體可以表示為製冷量,TC具體可以表示為冷凝溫度,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度。其中,上述蒸發溫度具體可以使用蒸發溫度模型代入。
在一個實施方式中,通過數據擬合以及算式整理,具體的,可以按照以下公式建立所述製冷量模型:
其中,Q具體可以表示為製冷量,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度,TC具體可以表示為冷凝溫度,φc1、φc2、φc3、φc4、φc5、φc6、φc7、φc8、φc9、φc10分別可以表示為常數係數。其中,上述常數係數φc1、φc2、φc3、φc4、φc5、φc6、φc7、φc8、φc9、φc10具體可以根據所述壓縮機參數、所述風機參數及其他參數,通過數據擬合確定。
在一個實施方式中,具體實施時,還可以根據製冷量模型反推出壓縮機頻率模型,其中,上述壓縮機頻率模型具體可以用於表征壓縮機頻率隨蒸發溫度的變化規律。具體的,上述壓縮機模型可以按照以下形式表示:
,其中,Q具體可以表示為製冷量,TC具體可以表示為冷凝溫度,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度。其中,上述蒸發溫度具體可以使用蒸發溫度模型代入。
在一個實施方式中,具體實施時,可以從所述壓縮機參數中提取多組不同壓縮機頻率、不同蒸發溫度、不同冷凝溫度下壓縮機的輸入功率,對上述數據進行數據分析,結合其他運行參數模型,通過數據擬合,建立壓縮機功率模型。其中,所述壓縮機功率模型具體可以用於表征壓縮機功率(即壓縮機輸入功率)隨冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機頻率的變化規律。
在一個實施方式中,上述壓縮機功率模型具體可以表示為以下形式:
,其中,Py具體可以表示為壓縮機功率,TC具體可以表示為冷凝溫度,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度。
在一個實施方式中,通過數據擬合以及算式整理,具體的,可以按照以下公式建立所述壓縮機功率模型:
其中,Py具體可以表示為壓縮機功率,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度,TC具體可以表示為冷凝溫度,pc1、pc2、pc3、pc4、pc5、pc6、pc7、pc8、pc9、pc10分別為常數係數。其中,上述常數係數pc1、pc2、pc3、pc4、pc5、pc6、pc7、pc8、pc9、pc10具體可以根據所述壓縮機參數、所述風機參數及其他參數,通過數據擬合確定。
在一個實施方式中,上述根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述風機風量模型、所述蒸發溫度模型,確定所述風機功率曲線,具體實施時,可以包括以下內容:結合上述具體的風機風量模型、具體的蒸發溫度模型,代入相應的運行參數,並作數學整理,得到所述風機功率曲線。其中,上述風機功率曲線具體可以用於表徵用戶負荷穩定的情況下,風機功率隨蒸發溫度的變化規律。
在該實施方式中,需要說明的是上述用戶負荷具體可以理解為是用戶要求的目標製冷量。如果用戶要求的目標製冷量不變,則可以認為用戶負荷穩定,沒有發生變化。如果用戶要求的目標製冷量發生改變,例如,用戶提高了所設定的製冷量,則可以認為用戶負荷不穩定,發生變化。
在一個實施方式中,上述風機功率曲線,具體可以按照以下形式表示:
,其中,Ps具體可以表示風機功率,Te具體可以表示為蒸發溫度。
在一個實施方式中,上述根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述製冷量模型、所述壓縮機功率模型,確定所述壓縮機功率曲線,具體實施時,可以包括以下內容:結合上述具體的壓縮機功率模型、具體的製冷量模型,代入相應的運行參數,並作數學整理,得到所述壓縮機功率曲線。其中,上述壓縮機功率曲線具體可以用於表徵用戶負荷穩定的情況下,壓縮機功率隨蒸發溫度的變化規律。
在一個實施方式中,上述壓縮機功率曲線,具體可以按照以下形式表示:
,其中,Py具體可以表示壓縮機機功率,Te具體可以表示為蒸發溫度。
S103:根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率。
在一個實施方式中,上述根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率,具體實施時,可以包括以下內容:
S103-1:根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設蒸發溫度,其中,在所述預設蒸發溫度下,所述壓縮機功率與所述風機功率的和最小;
S103-2:根據所述預設蒸發溫度、所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,分別確定所述預設壓縮機頻率、所述預設風機頻率。
在一個實施方式中,具體實施時,可以將上述風機功率曲線、上述壓縮機功率曲線至於同一曲線圖;在該曲線圖中確定出風機功率與壓縮機功率之和(即空調機組的整機總功率)的最低點所對應的溫度作為所述預設蒸發溫度。
在該實施方式中,上述預設蒸發溫度具體可以理解為是最優蒸發溫度。在該最優蒸發溫度下,能夠滿足用戶負荷,且壓縮機功率與風機功率的和(即相當於空調機組的整機功率)達到最小值。可以認為,在該預設蒸發溫度下,在滿足用戶負荷的前提,且用戶負荷穩定的前提下,空調機組整體處於最優運行狀態,具有較好的節能效果。
在一個實施方式中,具體實施時,可以將上述預設蒸發溫度代入壓縮機頻率模型或者製冷量模型,結合具體的預設蒸發溫度、所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,得到所述預設壓縮機頻率,即最優壓縮機頻率。可以將預設蒸發溫度代入風機風量模型、蒸發溫度模型,結合具體的預設蒸發溫度、所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,得到所述預設風機頻率,即最優風機頻率。
S104:根據所述預設壓縮機頻率控制所述壓縮機;根據所述預設風機頻率控制所述風機。
在該實施方式中,具體實施時,可以通過空調機組的控制器將預設壓縮機頻率輸送至壓縮機,以便壓縮機按照預設壓縮頻率控制壓縮機的運行;通過空調機組的控制器將預設風機頻率輸送至風機,以便風機按照預設風機頻率控制風機的運行;從而可以使得空調機組整體處於一個最優或者相對最優的運行狀態,即在用戶負荷穩定的情況下,在滿足用戶負荷、給用戶提高較好的人體體驗的同時,減少能源的浪費,達到較好的節能減排效果。
截至2018年2月11日,在該發明實施例中,相較於相關方法,通過獲取空調機組的多種運行參數,建立壓縮機功率曲線、風機功率曲線,並綜合利用壓縮機功率曲線、風機功率曲線確定出預設壓縮機頻率、預設風機頻率,以便可以同時針對壓縮機、風機進行精確控制,使得空調機組整體達到較好的運行狀態,從而解決了相關方法中存在的對空調機組控制的精確度不高、控制效果較差的技術問題,達到綜合多種運行參數相互的作用影響,精確地對空調機組進行節能調控的技術效果。
在一個實施方式中,需要說明的是,上述所提供的空調機組控制方法主要套用於用戶負荷穩定,即用戶負荷沒有發生變化的情況。在用戶負荷發生變化時,例如設定了新的用戶負荷,則往往需要另外對壓縮機、風機進行調控,以優先快速、準確達到用戶所要求的新的用戶負荷;在達到用戶負荷以後,再按照用戶負荷穩定的情況,利用上述控制方法控制壓縮機、風機分別按照預設壓縮機頻率、預設風機頻率運行,以使得空調機組處於最優運行狀態。
在該實施方式中,需要說明的是,在用戶負荷發生變化的情況下,將空調機組調控至滿足新的用戶負荷的優先權高於在用戶負荷沒有發生變化的情況下,將空調機組調控至最優運行狀態的優先權。即可以理解為,在用戶負荷沒有發生變化的情況下,空調機組控的制器通過分別調控風機頻率、壓縮機頻率使得空調機組整體處於最優運行狀態。在用戶負荷發生變化的情況下,空調機組的控制器優先通過調控風機、壓縮機使得空調機組達到新的用戶負荷;在達到新的用戶負荷後,即用戶負荷穩定後,再通過分別調控風機頻率、壓縮機頻率使得空調機組整體處於最優運行狀態。
在一個實施方式中,具體實施時,為了將該發明實施例提供的空調機組控制方法推廣套用到用戶負荷發生變化的情況,在獲取空調機組的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數之後,所述方法具體還可以包括以下內容:
S1:檢測用戶負荷是否發生變化;
S2:在確定所述用戶負荷發生變化的情況下,獲取目標區域的環境溫度;
S3:根據所述環境溫度、所述迴風溫度,調整所述風機頻率;
S4:根據調整後的風機頻率,調整所述壓縮機頻率;
S5:根據調整後的風機頻率控制風機;根據調整後的壓縮機頻率控制壓縮機。
在一個實施方式中,上述檢測用戶負荷是否發生變化,具體實施時,可以包括以下內容:
S1:比較在連續的預設時間段內迴風溫度與目標溫度的數值;
S2:在連續的預設時間段內,所述迴風溫度與所述目標溫度的數值相等,確定所述用戶負荷沒有發生變化;
S3:在連續的預設時間段內,所述迴風溫度與所述目標溫度的數值不相等,確定所述用戶負荷發生變化。
在該實施方式中,上述目標溫度具體可以理解為用戶根據自己要求設定的具體溫度。
在一個實施方式中,上述預設時間段的時長具體可以為5分鐘至20分鐘。當然,需要說明的是,上述所列舉的預設時間段的時長只是為了更好地說明該發明實施方式。具體實施時,也可以根據具體情況和精度要求,設計其他的時長作為上述預設時間段的時長。對此,該發明不作限定。
在該實施方式中,上述在連續的預設時間段內,所述迴風溫度與所述目標溫度的數值相等,具體可以理解為在一個預設時間段的時長中,所採集的迴風溫度與目標溫度的數值連續相同。相對的,在連續的預設時間段內,所述迴風溫度與所述目標溫度的數值不相等,具體可以理解為在一個預設時間段的時長中,所採集的迴風溫度與目標溫度的數值出現了不同,例如,某個時間點迴風溫度大於目標溫度,或者某個時間段迴風溫度小於目標溫度。
在一個實施方式中,上述根據所述環境溫度、所述迴風溫度,調整所述風機頻率,具體實施時,可以包括以下內容:
S1:比較所述迴風溫度與所述環境溫度;
S2:在所述迴風溫度大於所述環境溫度的情況下,升高所述風機頻率;
S3:在所述迴風溫度小於等於所述環境溫度的情況下,降低所述風機頻率。
在該實施方式中,上述環境溫度具體可以是指目標區域的實際溫度。在用戶負荷穩定,沒有發生變化的情況下,通常迴風溫度與環境溫度數值相等;在用戶負荷不穩定,發生變化的情況下,迴風溫度與環境溫度數值上可能會存在差異。
在該實施方式中,具體實施時,可以在所述迴風溫度大於所述環境溫度的情況下,通過升高所述風機頻率對風機進行升頻控制;在所述迴風溫度小於等於所述環境溫度的情況下,通過降低所述風機頻率對風機進行降頻控制,從而可以根據新的用戶負荷有效地對風機運行進行相應調控。
在一個實施方式中,上述根據調整後的風機頻率,調整所述壓縮機頻率,具體實施時,可以包括以下內容:
S1:將所述調整後的風機頻率分別與風機頻率的上限值、風機頻率的下限值進行比較;
S2:在所述調整後的風機頻率等於所述風機頻率的上限值的情況下,升高所述壓縮機頻率;
S3:在所述調整後的風機頻率等於所述風機頻率的下限值的情況下,降低所述壓縮機頻率。
在該實施方式中,上述風機頻率的上限值具體可以理解為風機運行的最高頻率;上述風機頻率的下限值具體可以理解為風機運行的最低頻率。
在該實施方式中,具體實施時,可以在所述調整後的風機頻率等於所述風機頻率的上限值的情況下,通過升高所述壓縮機頻率,對壓縮機進行升頻控制;在所述調整後的風機頻率等於所述風機頻率的下限值的情況下,通過降低所述壓縮機頻率,對壓縮機進行降頻控制,從而可以根據新的用戶負荷有效地對壓縮機運行進行相應的調控。
在該實施方式中,通過結合多種運行參數,分別對風機、壓縮機進行針對性的升頻或降頻調控,從而使得空調機組整體能夠快速、精確地達到用戶負荷。在達到用戶負荷後,如果用戶不再改變所設定的用戶負荷,可以認為用戶負荷穩定,在這種情況下,再根據多種運行參數,分別確定風機功率曲線、壓縮機功率曲線,綜合上述兩種功率曲線,確定預設風機頻率、預設壓縮機頻率,以控制空調機組整體處於最優運行狀態,達到在滿足用戶負荷的前提下,改善用戶體驗,減少能耗,提高節能效果的目的。
從以上的描述中,可以看出,截至2018年2月11日,相較於相關方法,該發明實施方式提供的空調機組控制方法,通過獲取空調機組的多種運行參數,建立壓縮機功率曲線、風機功率曲線,並綜合利用壓縮機功率曲線、風機功率曲線確定出預設壓縮機頻率、預設風機頻率,以便可以同時針對壓縮機、風機進行精確控制,使得空調機組整體達到較好的運行狀態,從而解決了相關方法中存在的對空調機組控制的精確度不高、控制效果較差的技術問題,達到綜合多種運行參數相互的作用影響,精確地對空調機組進行節能調控的技術效果;還通過在用戶負荷發生變化的情況下,根據相關運行參數,對壓縮機、風機分別進行針對性的頻率調整,達到有效地調整迴風溫度,快速滿足用戶負荷要求,提高用戶體驗度的效果。
基於相同的發明構思,該發明實施方式還提供了一種空調機組控制裝置,具體可以參閱圖2所示的根據該發明實施例的空調機組控制裝置的組成結構示意圖。該裝置主要包括以下結構:獲取模組201,具體可以用於獲取空調機組的迴風溫度、冷凝溫度、蒸發溫度、壓縮機參數、風機參數,其中,所述空調機組至少包括壓縮機和風機;第一確定模組202,具體可以用於根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線;第二確定模組203,具體可以用於根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率;控制模組204,具體可以用於根據所述預設壓縮機頻率控制所述壓縮機;根據所述預設風機頻率控制所述風機。
在一個實施方式中,為了能夠根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,確定壓縮機功率曲線、風機功率曲線,所述第一確定模組202具體可以包括以下結構單元:建模單元,具體可以用於根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述蒸發溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,分別建立風機風量模型、蒸發溫度模型、製冷量模型、壓縮機功率模型;第一確定單元,具體可以用於根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述風機風量模型、所述蒸發溫度模型,確定所述風機功率曲線;第二確定單元,具體可以用於根據所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述製冷量模型、所述壓縮機功率模型,確定所述壓縮機功率曲線。
在一個實施方式中,所述壓縮機參數具體可以包括壓縮機頻率、壓縮機功率等,所述風機參數具體可以包括風機頻率、風機功率等。
在一個實施方式中,上述第二確定單元具體實施時,可以按照以下公式建立所述製冷量模型:
其中,Q具體可以表示為製冷量,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度,TC具體可以表示為冷凝溫度,φc1、φc2、φc3、φc4、φc5、φc6、φc7、φc8、φc9、φc10分別可以表示為常數係數。其中,上述常數係數具體可以根據所述壓縮機參數、所述風機參數及其他參數,通過數據擬合確定。
在一個實施方式中,上述第二確定單元具體實施時,可以按照以下公式建立所述壓縮機功率模型:
其中,Py具體可以表示為壓縮機功率,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度,TC具體可以表示為冷凝溫度,pc1、pc2、pc3、pc4、pc5、pc6、pc7、pc8、pc9、pc10分別可以表示為常數係數。其中,上述常數係數具體可以根據所述壓縮機參數、所述風機參數及其他參數,通過數據擬合確定。
在一個實施方式中,為了能夠根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設壓縮機頻率、預設風機頻率,所述第二確定模組203具體可以包括以下結構單元:第三確定單元,具體可以用於根據所述壓縮機功率曲線、所述風機功率曲線,確定預設蒸發溫度,其中,在所述預設蒸發溫度下,所述壓縮機功率與所述風機功率的和最小;第四確定單元,具體可以用於根據所述預設蒸發溫度、所述迴風溫度、所述冷凝溫度、所述壓縮機參數、所述風機參數,分別確定所述預設壓縮機頻率、所述預設風機頻率。
在一個實施方式中,為了能夠同時處理用戶負荷發生變化和用戶負荷沒發生變化這兩種情況下的空調機組的調控,所述空調機組控制裝置具體還可以包括以下結構單元:檢測單元,具體可以用於檢測用戶負荷是否發生變化;獲取單元,具體可以用於在確定所述用戶負荷發生變化的情況下,獲取目標區域的環境溫度;第一調整單元,具體可以用於根據所述環境溫度、所述迴風溫度,調整所述風機頻率;第二調整單元,具體可以用於根據調整後的風機頻率,調整所述壓縮機頻率;控制單元,具體可以用於根據調整後的風機頻率控制風機;根據調整後的壓縮機頻率控制壓縮機。
在一個實施方式中,上述檢測單元具體實施時,可以按照以下程式執行:比較在連續的預設時間段內迴風溫度與目標溫度的數值;在連續的預設時間段內,所述迴風溫度與所述目標溫度的數值相等,確定所述用戶負荷沒有發生變化;在連續的預設時間段內,所述迴風溫度與所述目標溫度的數值不相等,確定所述用戶負荷發生變化。其中,所述預設時間段的時長具體可以是5分鐘至20分鐘。當然,需要說明的是,上述所列舉的預設時間段的時長只是為了更好地說明該發明實施方式。具體實施時,可以根據具體情況和精度要求,調整上述預設時間段的具體時長。對此,該發明不作限定。
在一個實施方式中,上述第一調整單元具體實施時,可以按照以下程式執行:比較所述迴風溫度與所述環境溫度;在所述迴風溫度大於所述環境溫度的情況下,升高所述風機頻率;在所述迴風溫度小於等於所述環境溫度的情況下,降低所述風機頻率。
在一個實施方式中,上述第二調整單元具體實施時,可以按照以下程式執行:將所述調整後的風機頻率分別與風機頻率的上限值、風機頻率的下限值進行比較;在所述調整後的風機頻率等於所述風機頻率的上限值的情況下,升高所述壓縮機頻率;在所述調整後的風機頻率等於所述風機頻率的下限值的情況下,降低所述壓縮機頻率。
從以上的描述中,可以看出,截至2018年2月11日,相較於相關裝置,該發明實施方式提供的空調機組控制裝置,通過獲取模組獲取空調機組的多種運行參數,通過第一確定模組建立壓縮機功率曲線、風機功率曲線,並通過第二確定模組綜合利用壓縮機功率曲線、風機功率曲線確定出預設壓縮機頻率、預設風機頻率,以便控制模組可以同時針對壓縮機、風機進行精確控制,使得空調機組整體達到較好的運行狀態,從而解決了相關方法中存在的對空調機組控制的精確度不高、控制效果較差的技術問題,達到綜合多種運行參數相互的作用影響,精確地對空調機組進行節能調控的技術效果;還通過在用戶負荷發生變化的情況下,根據相關運行參數,對壓縮機、風機分別進行針對性的頻率調整,達到有效地調整迴風溫度,快速滿足用戶負荷要求,提高用戶體驗度的效果。
在一個具體的場景示例中,套用該發明實施例提供的空調機組控制方法和裝置對某捷運內設定的水冷直接製冷式空調機組進行自動尋優節能控制。具體實施過程,可以結合圖3所示的在一個場景示例中套用該發明實施方式提供的空調機組控制方法和裝置對某捷運中的水冷直接製冷式空調機組進行節能控制的流程示意圖,參閱以下內容執行。
一、在用戶負荷穩定(即用戶負荷沒有發生變化)時,調節壓縮機和送風風機(即風機)頻率,達到節能效果。具體實施時,可以包括以下內容。
S1:計算風機頻率對應的風機風量(即建立風機風量模型)。
在該實施方式中,具體實施時,空調機組每次開機後,送風(變頻)風機開啟,風機頻率逐漸上升,通過控制器記錄每一次調節的風機頻率和該頻率下對應的風機功率。再通過和控制器程式中嵌入實際測試的風機頻率、風量和功率特性曲線進行校準對比,控制器可以自動計算出不同風機頻率下,對應風機風量,整理算式即可以得到如下關係式(即風機風量模型):
。——(1.1)其中,qv具體可以表示為風機風量,Fs具體可以表示為風機頻率,Ps具體可以表示為風機功率。
S2:計算風機風量對應的蒸發溫度(即建立蒸發溫度模型)。
在該實施方式中,具體實施時,可以通過實驗測試,試驗多組在相同壓縮機輸出製冷量、相同的冷凝溫度以及相同的迴風溫度情況下,調整不同的送風風量(即風機風量),測試對應的蒸發溫度。通過對所測試得到的多組數據進行分析,擬合的出蒸發溫度與送風風量的關係式(即蒸發溫度模型)。具體可以表示為以下形式:
。——(2.1)其中,Q具體可以表示為製冷量,TC具體可以表示為冷凝溫度,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度。並將上述擬合出的關係式,寫入控制器程式中以便後續使用。
S3:計算壓縮機輸出製冷量(即建立製冷量模型)。
在該實施方式中,具體實施時,可以通過實驗測試,測試多組不同壓縮機頻率、蒸發溫度、冷凝溫度下的壓縮機製冷量。再根據過測試得到多組數據,擬合出壓縮機輸出製冷量的關係式(即製冷量模型)。具體可以表示為:
。——(3.1)
具體的,上述擬合關係式可以進一步整理為以下形式:
其中,Q具體可以表示為製冷量,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,TC具體可以表示為蒸發溫度,TC具體可以表示為冷凝溫度,φc1、φc2、φc3、φc4、φc5、φc6、φc7、φc8、φc9、φc10分別可以表示為常數係數。
在壓縮機輸出的製冷量一定情況下。通過式3.1進一步可以反推出,壓縮機頻率與蒸發溫度的關係式(即壓縮機頻率模型)即:
。——(3.2)其中,Q具體可以表示為製冷量,TC具體可以表示為冷凝溫度,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度。
S4:計算壓縮機輸入功率(即建立壓縮機功率模型)。
在該實施方式中,具體實施時,可以通過實驗測試,測試多組不同壓縮機頻率、蒸發溫度、冷凝溫度下的壓縮機輸入功率。根據測試得到的多組數據,擬合出壓縮機輸入功率的關係式(即壓縮機功率模型),即可以表示為:
。——(4.1)其中,Py具體可以表示為壓縮機功率,TC具體可以表示為冷凝溫度,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度。
具體的,上述擬合關係式可以進一步整理為以下形式:
其中,Py具體可以表示為壓縮機功率,Fy具體可以表示為壓縮機頻率,Te具體可以表示為蒸發溫度,TC具體可以表示為冷凝溫度,pc1、pc2、pc3、pc4、pc5、pc6、pc7、pc8、pc9、pc10分別為常數係數。
S5:用戶負荷一定(即用戶負荷沒有發生變化)時計算最優壓縮機運行頻率(即預設壓縮機頻率)。
在該實施方式中,當運行穩定後可以根據當前檢測到的蒸發溫度、冷凝溫度和壓縮機輸出頻率(即壓縮機功率),控制器可以自動計算出壓縮機輸出製冷量,此製冷量即為用戶負荷。
在控制室內溫度不變的情況下,即迴風溫度不變情況下,用戶需求負荷一定時,空調機組運行的冷凝溫度幾乎不變。進而控制器可以根據上述公式1.1和2.1計算出風機功率和蒸發溫度的關係式,並形成對應的數據表1,進而繪製成如系統虛線所示的蒸發溫度/風機功率曲線(即風機功率曲線)。再根據上述公式3.2和公式4.1控制器計算在相同壓縮機輸出製冷量下,壓縮機功率和蒸發溫度的關係式,並形成對應的數據表2,進而繪製成如系統虛線所示的蒸發溫度/壓縮機功率曲線(即壓縮機功率曲線)。具體可以參閱圖4所示的在一個場景示例中套用該發明實施方式提供的空調機組控制方法和裝置對某捷運中的水冷直接製冷式空調機組進行節能控制中獲得的風機功率曲線、壓縮機功率曲線、整機總功率曲線的示意圖。
根據數據表1和2,在保證室內環境溫度相同,壓縮機輸出製冷量相同,和冷凝溫度相同情況下,列出數據表3,即整機總功率和蒸發溫度的數據表。控制器從中找出最小的整機總功率和,即Ps+Py所對應的蒸發溫度Te。該蒸發溫度為最優蒸發溫度(即預設蒸發溫度)。
再根據公式3.2,控制器計算出最優蒸發溫度下對應壓縮機頻率(即預設壓縮機頻率);並將計算出的壓縮機頻率,輸出給壓縮機,以控制壓縮機。
表1
室內環境溫度XXX攝氏度下,壓縮機輸出製冷量X千瓦,冷凝溫度XX攝氏度
風機功率
Ps(1)
Ps(2)
……
Ps(n)
蒸發溫度
Te(1)
Te(2)
……
Te(n)
表2
室內環境溫度XXX攝氏度下,壓縮機輸出製冷量X千瓦,冷凝溫度XX攝氏度
壓縮機功率
Py(1)
Py(2)
……
Py(n)
蒸發溫度
Te(1)
Te(2)
……
Te(n)
表3
室內環境溫度XXX攝氏度下,壓縮機輸出製冷量X千瓦,冷凝溫度XX攝氏度
整機總功率
Py(1)+Ps(1)
Py(2)+Ps(2)
……
Py(n)+Ps(n)
蒸發溫度
Te(1)
Te(2)
……
Te(n)
S6:用戶負荷一定時計算最優風機運行頻率(即預設風機頻率)。
在該實施方式中,具體實施時,可以根據所找出的最優蒸發溫度,根據公式1.1和2.1,控制器計算出最優風機頻率(即預設風機頻率),並將該頻率輸入給風機,以控制風機。
在該實施方式中,需要說明的是通過以上控制,可以實現了保證用戶負荷需求的情況下,找到最節能的風機控制頻率點和壓縮機控制頻率點,從而實現了整機的運行節能。
二、用戶負荷變化時,調節壓縮機和送風風機頻率,使得快速準確地達到用戶需求。
在該實施方式中,具體實施時,可以按照以下方式進行用戶負荷是否變化的檢測:當連續A時間(即預設時間段),檢測到的迴風溫度不等於目標設定溫度(即目標溫度),則可以判斷該用戶負荷發生變化了。以下控制基於負荷變化時的控制。其中,A的時間範圍一般可以設定為5~20分鐘。
在該實施方式中,需要說明的是,用戶負荷變化時進行壓縮機頻率調節優先權大於用戶負荷穩定時壓縮機頻率調節。同樣,用戶負荷變化時進行風機頻率調節優先權大於用戶負荷穩定時風機頻率調節。
在確定用戶發生變化後,具體可以按照以下步驟執行。
S7:用戶負荷變化後,計算風機頻率。
1)對風機進行升頻控制,條件:迴風溫度>目標室內溫度(即環境溫度),對風機進行加頻控制。
2)對風機進行降頻控制,條件:迴風溫度≤目標室內溫度,對風機進行降頻控制。
S8:用戶負荷變化後,計算壓縮機頻率。
1)當檢測得到的風機頻率為風機運行最高頻率(即風機頻率的上限值)時,對壓縮機進行升頻控制。
2)當檢測得到的風機頻率為風機運行最低頻率(風機頻率的下限值)時,對壓縮機進行降頻控制。
在該實施方式中,需要說明的是,通過以上控制,可以實現在用戶負荷發生變化時,能夠精準的控制迴風溫度,以滿足用戶負荷需求,達到用戶負荷。當用戶負荷穩定後,則可以進入負荷穩定的控制,空調機組會自動的尋找到最優的壓縮機控制頻率和風機控制頻率,從而實現的整體運行的節能。
通過上述場景示例,驗證了套用該發明實施例提供的空調機組控制方法和裝置通過獲取空調機組的多種運行參數,建立壓縮機功率曲線、風機功率曲線,並綜合利用壓縮機功率曲線、風機功率曲線確定出預設壓縮機頻率、預設風機頻率,以便可以同時針對壓縮機、風機進行精確控制,使得空調機組整體達到較好的運行狀態,確實解決了相關方法中存在的對空調機組控制的精確度不高、控制效果較差的技術問題,達到綜合多種運行參數相互的作用影響,精確地對空調機組進行節能調控的技術效果。
在另外一個實施例中,還提供了一種軟體,該軟體用於執行上述實施例及優選實施方式中描述的技術方案。
在另外一個實施例中,還提供了一種存儲介質,該存儲介質中存儲有上述軟體,該存儲介質包括但不限於:光碟、軟碟、硬碟、可擦寫存儲器等。
上述的該發明實施例的各模組或各步驟可以用通用的計算裝置來實現,它們可以集中在單個的計算裝置上,或者分布在多個計算裝置所組成的網路上,可選地,它們可以用計算裝置可執行的程式代碼來實現,從而,可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行,並且在某些情況下,可以以不同於此處的順序執行所示出或描述的步驟,或者將它們分別製作成各個積體電路模組,或者將它們中的多個模組或步驟製作成單個積體電路模組來實現。這樣,該發明實施例不限制於任何特定的硬體和軟體結合。
以上所述僅為《空調機組控制方法和裝置》的優選實施例,並不用於限制該發明,對於該領域的技術人員來說,該發明實施例可以有各種更改和變化。凡在該發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在該發明的保護範圍之內。

榮譽表彰

2021年6月24日,《空調機組控制方法和裝置》獲得第二十二屆中國專利金獎。

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