一拖多光伏制冰蓄冷空调的控制系统的制作方法

本发明涉及一种一拖多光伏制冰蓄冷空调的控制系统，属于自动控制技术领域。

背景技术：

随着社会进步与经济的发展，空调成为人们生活中必不可少的家用电器，尤其是在酷热的夏季，空调成为人们改善宜居舒适环境的必需品，因此，空调也成为家庭中耗电最多的家用电器。由于化石能源的广泛利用而造成环境问题日益严重，不仅如此，随着全球变暖的趋势日益严重，国家电网压力持续增高，一种太阳能冰蓄冷装置被提出，通过光伏发电制冰蓄冷，可实现全天候供冷。

相关技术中变频空调控制系统中，空调的运行方式为制冷工质循环并以设定相关温度调节压缩机的频率，而对于一种一拖多光伏制冰蓄冷空调的控制系统没有广泛研究；由于一拖多空调系统多用在人流量变化复杂的场合，如医院、办公楼、商场等公共场所，其室内温度变化的扰动较为频繁，此外，复杂的天气也影响室内温度和建筑吸收；所以，考虑到用户对空调系统的节能性、舒适性和静音性等要求，一种新型的一拖多光伏制冰蓄冷空调的控制系统一直成为研究的对象。

技术实现要素：

本发明的目的之一是提供了一种一拖多光伏制冰蓄冷空调的控制系统，解决了：1，复杂多变的天气下空调系统运行的节能性的问题；2，室内温度的扰动变化而造成的人体舒适性差的问题；3，实现空调系统的自动停启及其引起的室内组件的噪音问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的控制方法采用下述技术方案予以实现：

一种一拖多光伏制冰蓄冷空调的控制系统，包括供冷循环执行下调节变频水泵运行控制、电子调节阀和室内风机运行控制的过程：

空调器检测到开启运行条件，进入到所选运行模式。

所述的开启运行条件为检测室外温度t0，并将所述室外环境温度t0与设定温度t1、t2进行比较或用户是否开机，判断是否进入模式运行，若是，开机并进入对应模式运行，若否，则继续比较。

在所述运行模式，检测室外环境温度t0，并将室外环境温度t0与设定温度范围[t11，t22]进行比较，确定所属的子区间，结合室内空调运行数量，两者联合，确定变频水泵运行频率的运行区间。

检测已运行的各个房间温度t1、t2等，并将所述各运行的各个房间温度与设定温度ts比较，根据所述各个房间的室内温度与设定温度值ts的差值大小，调节对应节流元件电子调节阀gn的开度和对应室内风机的风速。检测运行的各个房间的室内温度t1、t2等的总和tm，并将所述运行的各个房间的室内温度t1、t2等的总和tm与设定温度ts进行比较，根据所述各个房间的室内温度t1、t2等的总和tm与设定温度值ts的差值大小，在所属的变频水泵运行频率的运行区间内，调节变频水泵的运行频率。

具体地，设置室内环境温度tn与设定温度ts的差值梯度，反馈调节电子调节阀、室内风机的运行状态；设置已运行的各个房间的室内温度的总和tm与设定温度ts的差值梯度，反馈调节变频水泵的运行频率。

根据上述的控制策略，实现了复杂天气空调系统的自动停启，使用更加方便，进一步的，室外环境温度影响建筑对能量的吸收，结合室外环境温度调节变频水泵的运行频率，更进一步的，获得能量的最大收益，可以最大限度的降低建筑能耗。

具体地，当室外环境温度降低时，建筑吸收降低，为保持室温温度的舒适性，变频水泵的运行频率对应的减低。当室外环境温度升高时，建筑吸收变高，为保持室温温度的舒适性，变频水泵的运行频率对应的增高。

根据上述的空调控制系统，其特征在于，在检测已运行的各个房间温度t1、t2等之后，具体还包括如下步骤：

当所述已运行的任意室内环境温度tn大于设定温度ts时，所述室内环境温度tn和设定温度ts的差值的绝对值△t与第一设定差值△t1进行比较，当所述差值绝对值△t大于第一设定差值△t1时，电子调节阀开度增大，室内风机加速，当所述差值绝对值△t小于等于第一设定差值△t1时，电子调节阀开度、室内风机均保持不变；当所述已运行的任意室内环境温度tn小于设定温度ts时，所述室内环境温度tn和设定温度ts的差值的绝对值△t与第一设定差值△t1进行比较，当所述差值绝对值△t大于第一设定差值△t1时，电子调节阀开度减小，室内风机减速，当所述差值绝对值△t小于等于第一设定差值△t1时，电子调节阀开度、室内风机均保持不变。

此外，还包括，当运行的各个房间的室内温度t1、t2等的总和tm大于设定温度ts时，所述运行的各个房间的室内温度的的总和tm和设定温度ts的差值的绝对值△t与第二设定差值△t1进行比较，当所述差值的绝对值△t大于第二设定差值△t1时，升高变频水泵的运行频率，当所述差值的绝对值△t小于等于第二设定差值△t1时，变频水泵运行频率保持不变；当运行的各个房间的室内温度t1、t2等的总和tm小于于设定温度ts时，所述运行的各个房间的室内温度的的总和tm和设定温度ts的差值的绝对值△t与第二设定差值△t1进行比较，当所述差值的绝对值△t大于第一设定差值△t1时，降低变频水泵的运行频率，当所述差值的绝对值△t小于等于第二设定差值△t1时，变频水泵运行频率保持不变。

具体地，所述设定温度ts为不定值且与运行的房间的数量一一对应。

根据上述的控制策略，通过设定室内温度变化梯度与检测时间梯度，定时扰动观察室内温度的变化的控制方法，有效的解决了因人流等问题引起的室内温度扰动造成舒适性差的问题。

根据如上所述的空调控制系统，在控制电子调节阀开度、室内风机转速以及变频水泵的运行频率之后，具体还包括如下步骤：

当所述变频水泵低于频率设定值fmin时，所述变频水泵频率、电子调节阀开度和室内风机转速均以其上一时刻运行态运行，且经过一定的延时后，进入缓冲降噪停止模式；

当所述变频水泵高于频率设定值fmax时，所述变频水泵频率、电子调节阀开度和室内风机转速均以其上一时刻运行态运行。

所述变频水泵频率设定值fmin为单个房间运行时，室外环境温度子区间的最小值所对应的变频水泵运行频率，频水泵频率设定值fmax为所有房间运行时，室外环境温度子区间的最大值所对应的变频水泵运行频率。

根据如上所述的空调控制系统，其特征在于，在进入缓冲降噪停止模式之后，具体还包括如下步骤：保持所述变频水泵频率、电子调节阀开度和室内风机继续上一时刻运行态运行，对其运行时间计时，同时获取已运行的各个室内环境温度t1、t2等；所述运行时间未达到设定时间时，若任意室内环境温度tn满足停止条件，控制所述对应的电子调节阀开度减小，所述对应的室内风机停止运行，变频水泵运行频率分区对应降低，若否，所述对应的电子调节阀开度和室内风机以第一设定运行态运行。对运行时间计时，若所述运行时间未达到设定运行时间时，获取各个室内环境温度，若任意室内环境温度tn满足停止条件，控制所述对应的电子调节阀开度减小，所述对应的室内风机停止运行，变频水泵运行频率分区对应降低；所述运行时间达到设定运行时间时，控制所述对应的电子调节阀开度减小，所述对应的室内风机停止运行，变频水泵运行频率分区对应降低；当各个室内对应电子调节阀和室内风机均停止运行时，关闭变频水泵；若否，则退出缓冲降噪停止模式。

根据上述控制策略，通过延时关闭变频水泵、电子调节阀和室内风机，同时检测室内温度变化的控制方法，从而有效的解决频繁的停启所引起的噪音问题。

根据如上所述的空调控制系统，其特征在于，所述变频水泵运行频率分区对应降低，具体表现为，所述变频水泵运行频率与空调运行房间总数和室外环境温度联合决定的子区间一一对应，即当任意数量室内空调机运行、室外环境温度时，当前变频水泵运行频率为对应频率所属区间运行。

根据如上所述的空调控制系统，其特征在于，所述设定运行时间均为固定值，所述设定温度为可变值，所述第一设定运行状态为低耗运行状态。

与现有技术相比，在本发明提供的一拖多制冰蓄冷空调的控制系统中，本发明的创新之处在于：

1，通过执行对室外变频水泵运行频率的控制，包括2组对应的子区间：室外环境温度联合室内运行空调数量所属的子区间控制变频水泵运行频率和各个室内环境温度t1、t2的总和tm所属的子区间控制变频水泵运行频率；通过2组子区间相结合的联合控制策略实现对室外变频水泵运行频率调节；通过室外环境温度的变化和各个室内环境温度t1、t2的总和的变化相结合的联合控制策略实现对室外变频水泵运行频率调节，最大限度的减低建筑能耗，实现能量收益的最大化，满足用户对空调的节能性要求。

2，通过执行对某一房间室内风机转速和对应电子调节阀的控制，以调节循环工质的流量，从而调节室内环境温度的不稳定扰动，有效地实现室内温度保持在舒适的范围，避免因人流等因素的影响导致室内温度不稳定，进而造成温度舒适性差的问题，通过室外环境温度的变化和各个室内环境温度t1、t2的总和的变化相结合的联合控制策略实现精确快速的室内温度调节，最终提高了对单一房间温度的准确控制，满足用户对室内环境温度的舒适性要求。

3，通过执行对单个房间室内风机、电子调节阀和变频水泵组合控制，缓慢调节循环工质的流量；准确地实现对各个房间室内风机、电子调节阀的无噪音停机，避免因室内机机身结构件、室内换热器等部件的温度和室内环境之间温差较大导致部件变形，从而引起的噪音问题，满足用户对空调的静音性能的要求。

附图说明

图1为本发明一拖多光伏制冰蓄冷空调控制系统实施例的流程示意图。

图2为本发明一拖多光伏制冰蓄冷空调控制系统实施例中缓冲降噪停止模式的流程示意图。

图3为本发明一拖多光伏制冰蓄冷空调控制系统的结构示意图。

图4为本发明一拖多光伏制冰蓄冷空调控制系统实施例中由室外环境温度与空调运行数量决定的变频水泵运行频率分区图。

图5为本发明一拖多光伏制冰蓄冷空调控制系统实施例中室外环境温度在10~20℃区间内3个空调房间均在运行时室内温度扰动时变频水泵运行频率变化图。

具体实行方式

为了使本发明的使用、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

应当理解，此处所描述的具体实施案例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，对于本领域普通技术人员而言，空调器具体包括图3所示，该图所示为本发明一拖多给光伏制冰蓄冷空调控制系统一个实施例的结构示意图，具体包括变频水泵①、蓄冷箱②、电子调节阀③、室内风机④、温度传感器⑤、空调控制器⑥。

下面参照图1—图2描述根据本发明实施例的空调系统的控制方法。

如图1、2所示，根据本发明实施例的空调系统的控制方法，该实施例实现一拖多光伏制冰蓄冷空调控制系统变频水泵①、电子调节阀③与室内风机④的控制，包括供冷循环执行下调节变频水泵①运行控制、电子调节阀③与室内风机④运行控制的过程，具体包括如下步骤：

步骤100：检测室外环境温度t0，检测到的室外环境温度与设定温度t1、t2进行比较或用户是否开机，当室外环境温度t0大于设定温度t1或检测到用户开机命令时，进入模式运行，此时，变频水泵①，电子调节阀③和室内风机④都以第一设定运行态运行一段时间；具体的，包括：所述变频水泵①以第一设定频率运行，控制所述对应的节流元件电子调节阀gn③以第一设定开度打开，控制所述对应的室内风机④以第一设定风速运行，换冷工质经过变频水泵①、节流元件电子调节阀③，流经室内换热器吸热以对室内环境进行降温，当变频水泵①以高频工作时，换冷工质流量较大，空调的制冷效果较好，当变频水泵①以低频工作时，换冷工质流量较小，空调的制冷效果降低。此运行模式为开启时候的运行状态，空调控制器⑥将于此基础上进行准确控制。具体地，可以采用温度传感器⑤检测室外环境温度t0，设定温度t1、t2可以由于需求人为设定的合适的温度。

步骤200：在第一设定运行态下，延时一段时间tt，判断室外环境温度及运行空调数量确定所属子区间，变频水泵运行在所属子区间对应的频率。

步骤300：检测到的所述各个房间的室内温度t1、t2、t3与设定温度ts进行比较，当所运行的各个室内环境温度t1、t2、t3大于设定温度ts时，比较其差值的绝对值△t与第一设定差值△t1的大小，当所述差值绝对值△t小于第一设定差值△t1时，说明室内温度扰动不大，不影响舒适度，电子调节阀③、室内风机④保持不变，返回步骤200，继续执行循环；当所述差值绝对值△t大于第一设定差值△t1时，说明室内温度升高，且变化幅度较大，影响到人体的舒适度，所以电子调节阀③开度增大，增大换冷工质的流量，同时室内风机④加速，加快室内空气流动速率，提高制冷效果。

相同的，当所运行的各个室内环境温度t1、t2、t3小于于设定温度ts时，比较其差值的绝对值△t与第一设定差值△t1的大小，当所述差值绝对值△t小于第一设定差值△t1时，说明室内温度扰动不大，不影响舒适度，电子调节阀③、室内风机④保持不变，电子调节阀③、室内风机④保持不变，返回步骤100，继续执行循环；当所述差值绝对值△t大于第一设定差值△t1时，说明室内温度降低，且变化幅度较大，影响人体的舒适度，所以电子调节阀③开度减小，减小换冷工质的流量，同时室内风机④减速，减慢室内空气流动速率，降低制冷效果。

具体地，设定温度ts、第一设定差值△t1由于需求均可以人为设定的合适的温度。

步骤400：同时检测已运行的各个房间的室内温度t1、t2、t3的总和tm并与设定温度ts进行比较，当已运行各个房间室内环境温度总和tm大于设定温度ts时，比较其差值的绝对值△t与第二设定差值△t1的大小，当所述差值的绝对值△t大于第二设定差值△t1时，升高变频水泵①的运行频率，加快换冷工质的流速，以满足各个房间对制冷量的需求；若否，保持变频水泵运行频率不变，返回步骤200，继续执行循环；

相同地，当已运行各个房间室内环境温度总和tm小于设定温度ts时，比较其差值的绝对值△t与第二设定差值△t1的大小，当所述差值的绝对值△t大于第二设定差值△t1时，降低变频水泵①的运行频率，减慢换冷工质的流速，以满足各个房间对制冷量的需求；若否，保持变频水泵运行频率不变，返回步骤200，继续执行循环。具体地，设定温度ts、第二设定差值△t1由于需求均可以人为设定的合适的温度。

根据检测到的室外环境温度t0位于设置的所属的子区间和各个房间室内环境温度总和tm位于设置的所属的子区间，联合控制调节变频水泵①的运行频率。

进一步地，当变频水泵①降至频率设定值fmin时，变频水泵①频率、电子调节阀③开度和室内风机④转速均以上一时刻运行态运行，且经过一定的延时后，进入缓冲降噪停止模式；若否，返回步骤100，继续执行循环。也就是说，当差值的绝对值△t一直小于第二设定差值△t1，变频水泵①的运行频率会逐渐降低，直到变频水泵①的运行频率降低至fmin时，变频水泵①频率、电子调节阀③开度和室内风机④转速均以上一时刻运行态运行，且经过一定的延时后，进入缓冲降噪停止模式。

相同地，当变频水泵①升高至频率设定值fmax时，变频水泵①频率、电子调节阀③开度和室内风机④转速均保持上一时刻运行态运行；若否，返回步骤100，继续执行循环。

也就是说，当差值的绝对值△t一直大于第二设定差值△t1，变频水泵①的运行频率会逐渐升高，直到变频水泵①的运行频率升高至fmax时，频水泵频率①、电子调节阀③开度和室内风机④转速均保持上一时刻运行态运行。

步骤500：在进入缓冲降噪停止模式之后，具体还包括如下步骤：

保持所述变频水泵①频率、电子调节阀③开度和室内风机④继续以上一时刻运行态运行，对其运行时间计时，同时获取已运行的各个室内环境温度t1、t2等；所述运行时间未达到设定时间时，若任意室内环境温度tn满足停止条件，控制所述对应的电子调节阀③开度减小，所述对应的室内风机④停止运行，变频水泵①运行频率分区对应降低，若否，所述对应的电子调节阀③开度和室内风机④以第一设定运行态运行；若所述运行时间达到设定时间，所对应的电子调节阀③开度和室内风机④继续以第一设定运行态运行；电子调节阀③开度和室内风机④继续以第一设定运行态运行运行一段时间，当未达到设定运行时间时，获取各个室内环境温度，若任意室内环境温度tn满足停止条件，控制所述对应的电子调节阀③开度减小，所述对应的室内风机④停止运行，变频水泵①运行频率分区对应降低；若否，所述运行时间达到设定运行时间时，控制所述对应的电子调节阀③开度减小，所述对应的室内风机④停止运行，变频水泵①停止运行。

具体地，在所述任何步骤中，任意房间若检测到用户关机命令，则进入降噪缓冲停止模式。

举例来说，室外开机温度t1为24℃，室外关机温度t2为20℃，运行时间tt设定为5min；当室外温度达到24℃或者用户自定义开机时，系统进入第一运行模式，其运行模式为低耗模式，具体为，节流元件电子调节阀③开度为120步，室内风机④转速为600r/min，变频水泵①运行频率具体与室内空调运行数量和室外环境所属子区间一一对应，随着室外温度及空调运行数量的变化，变频水泵①运行频率对应变化，具体如图4所示。运行5min后，室内温度tn与室内设定温度比较，假设室内设定温度ts为24℃（温度为可变值，可为人体舒适温度），设定差值温度为2℃，当室内温度tn比设定设定温度ts高且超过2℃时，电子调节阀③开度以10开度增大，室内风机④以30r/min加速，每5min循环一次，若5min后仍然高出超过2℃，则电子调节阀③开度以10开度继续增大，室内风机④以30r/min继续加速。变频水泵①在图4的基础上运行，例如，如图5所示，此时运行状态为正在运行3台空调，室外环境20℃，变频水泵运行频率为45hz，则室内温度的扰动会使变频水泵①运行在30~75hz之间，对于3台空调运行，每5min循环一次，若此时温度降低且低于室内设定温度超过2℃，电子调节阀③开度以10开度减小，室内风机④以30r/min减速，变频水泵①运行频率减小9hz，每5min循环一次，若5min后仍然低于设定温度且超过2℃，则电子调节阀③开度以10开度继续减小，室内风机④以30r/min继续减速，变频水泵①继续减少9hz。假设变频水泵最低运行频率fmin为10hz，最高运行频率fmax为165hz，对于单一房间，当变频水泵①运行频率低于最低运行频率fmin时，然后进入缓冲降噪模式，室内风机④、电子调节阀③等保持上一时刻运行状态运行，获取室内温度，当室内温度达到设定温度是停止此室内风机④，若室内温度不满足停止条件，则继续运行5min后变频水泵①停止运行。