基于负荷的空调控制方法、控制装置及空调系统与流程

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种基于负荷的空调控制方法、控制装置及空调。

背景技术：

目前大多数变频空调的控温方法都是根据室内温度和设定温度的差值运用pid算法或者模糊控制算法来调节压缩机频率进而调节温度的。这样的一种控制方法存在着一个弊端——温度调节过于滞后。因为这种方法需要等到参考温度(可能是温控器所在地的温度或者回风处的温度)与设定温度达到一定的差值之后,并把这个差值反馈到空调后，空调才开始调整压缩机的频率，并且空调只能根据温度反馈一步一步调整压缩机的频率慢慢逼近目标频率。这一等待加一反馈调整无疑是大大增加了调节温度至稳定的滞后时间，影响了空调的舒适性。

针对相关技术中空调温度调节滞后的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于负荷的空调控制方法、控制装置及空调，以至少解决现有技术中空调温度调节滞后的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于负荷的空调控制方法，包括：检测空调作用区域的负荷是否发生变化；在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量；根据频率调节量调节压缩机的频率。

进一步地，在检测空调作用区域的负荷是否发生变化之前，还包括：在空调开启前，检测空调作用区域的环境温度；在开启空调后，调节环境温度直至预设目标温度。

进一步地，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量，包括：检测空调作用区域的当前环境温度，并获取预设目标温度；其中，空调作用区域的环境温度随负荷变化而改变；计算负荷的变化量；根据负荷的变化量、当前环境温度和预设目标温度确定压缩机的频率调节量。

进一步地，计算负荷的变化量，包括：检测空调作用区域的热源面积和空调作用区域的总面积；计算热源面积在总面积的占比，根据占比得到负荷的变化量。

进一步地，根据负荷的变化量、当前环境温度和预设目标温度确定压缩机的频率调节量，包括：查询数据库中是否存在当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量；其中，数据库预存有不同环境温度和不同预设目标温度对应的单位负荷频率变化量；若存在，获取单位负荷频率变化量，计算单位负荷频率变化量与负荷的变化量的乘积，得到压缩机的频率调节量；若不存在，确定压缩机的频率调节量为预设频率变化量。

进一步地，若存在时，在根据频率调节量调节压缩机的频率之后，还包括：检测环境温度，判断环境温度是否达到预设目标温度；

若达到，更新数据库；若未达到，调节压缩机的频率，直至环境温度达到预设目标温度，并更新数据库。

进一步地，若达到，更新数据库包括：累计数据库中已存储的当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量的次数。

进一步地，若未达到，更新数据库包括：确定环境温度达到预设目标温度时压缩机频率的总调节量；根据总调节量和负荷的变化量，计算当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量，更新数据库中已存储的当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量。

进一步地，若不存在，根据频率调节量调节压缩机的频率，包括：按照预设频率变化量逐步增加压缩机的频率，直至环境温度达到预设目标温度。

进一步地，在根据频率调节量调节压缩机的频率之后，还包括：确定环境温度达到预设目标温度时压缩机频率的总调节量；根据总调节量和负荷的变化量，计算当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量，并存储至数据库中。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种基于负荷的空调控制装置，包括：检测模块，用于检测空调作用区域的负荷是否发生变化；确定模块，用于在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量；调节模块，用于根据频率调节量调节压缩机的频率。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种空调，包括如上述的基于负荷的空调控制装置。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如上述的基于负荷的空调控制方法。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的基于负荷的空调控制方法。

在本发明中，提供了一种基于负荷的空调控制方案，通过检测空调作用区域的负荷是否发生变化，在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量进而调节压缩机的频率。通过上述方法，能够快速地计算出压缩机的频率调节量，并迅速调节压缩机频率，缩短了空调因负载变化需要重新调节温度至稳定的时间，解决了现有技术中空调温度调节滞后的问题，保持空调作用区域内温度持久稳定，同时提高了空调的舒适性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的基于负荷的空调控制方法的一种可选的流程图；

图2是根据本发明实施例的负荷变化的示意图；

图3是根据本发明实施例的现有技术中温度变化的示意图；

图4是根据本发明实施例的压缩机频率变化的示意图；

图5是根据本发明实施例的本发明中温度变化的示意图；

图6是根据本发明实施例的基于负荷的空调控制方法的另一种可选的流程图；以及

图7是根据本发明实施例的基于负荷的空调控制装置的一种可选的结构框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明优选的实施例1中提供了一种基于负荷的空调控制方法，该控制方法可以直接应用至各种空调上，也可以应用至具有空调部分功能的其他装置上，具体实现时，可以通过在空调或其他装置安装软件、app、或者写入控制器相应的程序的方式来实现。具体来说，图1示出该方法的一种可选的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤s102-s106：

s102：检测空调作用区域的负荷是否发生变化；

s104：在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量；

s106：根据频率调节量调节压缩机的频率。

在上述实施方式中，提供了一种基于负荷的空调控制方案，通过检测空调作用区域的负荷是否发生变化，在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量进而调节压缩机的频率。通过上述方法，能够快速地计算出压缩机的频率调节量，并迅速调节压缩机频率，缩短了空调因负载变化需要重新调节温度至稳定的时间，解决了现有技术中空调温度调节滞后的问题，保持空调作用区域内温度持久稳定，同时提高了空调的舒适性。

可选地，在检测空调作用区域的负荷是否发生变化之前，还包括：在空调开启前，检测空调作用区域的环境温度；在开启空调后，调节环境温度直至预设目标温度。这是在负荷发生变化之前的调节方案，控制空调在该阶段达到稳定状态。

在本发明一个优选的实施方式中，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量，包括：检测空调作用区域的当前环境温度，并获取预设目标温度；其中，空调作用区域的环境温度随负荷变化而改变；此时，环境温度已不是预设目标温度，根据下述方案来调节环境温服。计算负荷的变化量；根据负荷的变化量、当前环境温度和预设目标温度确定压缩机的频率调节量。

其中，计算负荷的变化量，包括：检测空调作用区域的热源面积和空调作用区域的总面积；计算热源面积在总面积的占比，根据占比得到负荷的变化量。

在空调达到设定温度后，理想的情况是空调的能力输出与作用区域的负荷相等，此时压缩机以一个稳定的频率运行，空调作用区域的温度也维持在设定的温度下。空调安装好了之后，作用区域的环境是固定的，环境温度一般也不会变，所以当空调稳定运行在设定温度条件下时，会影响作用区域温度变化的因素就主要是作用区域的耗能体(主要是人)的数量。耗能体的量影响着空调能量的消耗速度,空调需要重调整压缩机频率来匹配空调作用区域能量的消耗速度。所以可以认为，在空调稳定运行后空调的负荷即耗能体的数量，耗能体的数量与频率是正相关的关系。

本发明的空调上安装有红外阵列传感器。作用之一是用来检测空调作用区域的平均温度，即前文所述的环境温度。另一个作用是检测耗能体的量(在空调作用区域内耗能体一般为人或动物)。因为人或动物有体型大小之分，所以直接检测人或动物的数量个数比较困难，所以用热源面积占空调作用区域的面积比例来表征耗能体量，利用红外阵列传感器采集的热图像数据和软件算法，热源面积占空调作用区域的面积比例是很容易计算出来的。按照前面所述已经能够计算出空调的负荷了。比如说在热图像上一共有100个像素，热源像素的占20个像素，此时可以用20表示空调的负荷，负荷的取值为0～100。在计算处热源面积在总面积的占比之后，将占比比例的分子，或占比数值乘以100，得到负荷的变化量。

进一步地，根据负荷的变化量、当前环境温度和预设目标温度确定压缩机的频率调节量，包括：

查询数据库中是否存在当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量；其中，数据库预存有不同环境温度和不同预设目标温度对应的单位负荷频率变化量；如果我们能够统计出或者计算出所有环境温度下和所有设定目标温度下单位负荷的变化量所带来的压缩机频率变化量。那么在以后的某个环境温度下，空调稳定运行在某个设定温度下时，当负荷突然间发生变化时，就可以利用以前的记录计算出压缩机频率需要改变的量。空调马上执行新的压缩机频率，维持空调作用区域的温度在设定温度上，省去了温度的反馈时间，缩短压缩机频率的重新调节时间，增加空调的舒适性。因此，本发明中数据库预存有不同环境温度和不同预设目标温度对应的单位负荷频率变化量。如表1所示，t1为环境温度，p为单位负荷压缩机频率变化量，t2为设定温度，下三角为制冷时的记录，上三角为制热时的记录，通过查询下表即可得到不同环境温度和不同预设目标温度对应的单位负荷频率变化量。

表1

查询数据库中是否存在当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量之后，若存在，获取单位负荷频率变化量，计算单位负荷频率变化量与负荷的变化量的乘积，得到压缩机的频率调节量；若不存在，确定压缩机的频率调节量为预设频率变化量。

目前大多数变频空调的控温方法都是通过pid算法或模糊控制算法来调节压缩机频率进而调节温度的，这种调节温度的方法一般会选取参考温度(温控器的温度或回风处的温度)和设定温度的差值来调节压缩机频率，差值越大则调高压缩机频率，差值越小则调小压缩机频率。当空调的作用区域的负荷发生改变后，比如说人数增加，空调作用区域的温度就会开始慢慢上升，如图2所示，在t1时刻负荷有40％，t1时刻空调的负荷增加了,比如进来6个人，负荷升至60％。传统的方法需要等到参考温度与设定温度有一定的差距后，如图3所示，t1到t2时刻温度由t1升至t2，压缩机才开始重新调节频率，由t2到t3时刻温度重新稳定在t1。这个阶段耗费过多的时间，增加了调节至目标温度的滞后时间,温度与设定温度也有所偏差，降低了空调的舒适性。

如前面所述，本发明需要统计出或计算出所有环境温度下和所有设定温度下单位的耗能体的变化量所带来的压缩机频率变化量。当在某个环境温度下，空调稳定运行在某个设定温度时，空调负荷发生变化时，空调首先在存储库中寻找相应环境温度下和相应设定温度下是否存储有单位负荷压缩机频率变化量的记录。如果有压缩机则按照单位负荷压缩机频率变化量与负荷变化量的乘积开始调节压缩机频率。比如在环境温度25℃下，设定温度22℃下，负荷增加了10以后，在存储库中找到单位负荷压缩机频率变化量为0.5，则空调压缩机开始增加10*0.5＝5hz频率。如图4所示，本发明在t1时刻负荷增加时，频率由p1升至p2。通过调节压缩机频率后，如图5所示，t1时刻温度仍然稳定在t1。

因为每个空调的安装环境复杂多样所以此参数无法在实验室直接测量得到，它需要在空调安装完了以后不断的自我更新修正。在本发明另一个优选的实施方式中，若存在时，在根据频率调节量调节压缩机的频率之后，还包括：检测环境温度，判断环境温度是否达到预设目标温度；若达到，更新数据库；若未达到，调节压缩机的频率，直至环境温度达到预设目标温度，并更新数据库。

其中，若达到，更新数据库包括：累计数据库中已存储的当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量的次数。若未达到，更新数据库包括：确定环境温度达到预设目标温度时压缩机频率的总调节量；根据总调节量和负荷的变化量，计算当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量，更新数据库中已存储的当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量。

如果温度仍然不稳定则微微调节压缩机频率，直至温度维持在设定温度。在以后的每一次按照存储的记录改变了压缩机的频率时，需要更新已存储单位负荷压缩机频率变化量的记录，更新的方法可以是按照次数的权重值来更新，假如前面记录了100次，单位负荷压缩机频率变化量为2，此次单位负荷压缩机频率变化量为3，则新存储的记录为(2*100)/(100+1)+(3*1)/(100+1)≈2.001。

进一步地，若不存在，根据频率调节量调节压缩机的频率，包括：按照预设频率变化量逐步增加压缩机的频率，直至环境温度达到预设目标温度。达到预设目标温度时压缩机频率的总调节量；根据总调节量和负荷的变化量，计算当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量，并存储至数据库中。

如果在存储库中寻找不到相应环境温度下和相应设定温度下单位负荷压缩机频率变化量的记录。则逐步调整压缩机频率直至空调作用区域温度逼近设定温度，比如逐步增加3hz直至维持设定温度，然后存储下当前环境温度和当前设定温度下的单位负荷的压缩机变化量，单位负荷的压缩机变化量为变化的频率除以负荷变化量。

当空调运行了足够长时间以后，存储库中各个条件下单位负荷压缩机频率变化量就会得到补充和改善。当以后空调作用区域内频繁的人来人往时，压缩机也能灵活的改变频率，维持作用区域内在一个稳定的温度条件下，增加空调的舒适性。

在本发明优选的实施例1中还提供了另一种基于负荷的空调控制方法，如图6所示，该方法包括：

开始；

空调开启前检查或计算环境温度并存储；

开启空调调节温度至设定温度并稳定；

空调作用区域负荷是否发生变化；

如果空调作用区域负荷变化，则查询存储库中是否有当前条件下的单位负荷频率变化的记录；

有的话，按照记录改变压缩机频率；

检测温度是否稳定；

如果否，调节压缩机频率直至温度稳定；

如果是，更新当前条件单位负荷频率变化的记录，之后结束；

没有的话，则调节压缩机频率；

检测温度是否稳定；

如果否，调节压缩机频率直至温度稳定；

如果是，更新当前环境温度和设定温度下的单位负荷频率变化，之后结束；

如果空调作用区域负荷没有变化，结束；

在上述实施方式中，提供了一种基于负荷的空调控制方案，通过检测空调作用区域的负荷是否发生变化，在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量进而调节压缩机的频率。通过上述方法，能够快速地计算出压缩机的频率调节量，并迅速调节压缩机频率，缩短了空调因负载变化需要重新调节温度至稳定的时间，解决了现有技术中空调温度调节滞后的问题，保持空调作用区域内温度持久稳定，同时提高了空调的舒适性。

实施例2

基于上述实施例1中提供的基于负荷的空调控制方法，在本发明优选的实施例2中还提供了一种基于负荷的空调控制装置，具体地，图7示出该装置的一种可选的结构框图，如图7所示，该装置包括：

检测模块702，用于检测空调作用区域的负荷是否发生变化；

确定模块704，与检测模块602连接，用于在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量；

调节模块706，与确定模块604连接，用于根据频率调节量调节压缩机的频率。

在上述实施方式中，提供了一种基于负荷的空调控制方案，通过检测空调作用区域的负荷是否发生变化，在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量进而调节压缩机的频率。通过上述方法，能够快速地计算出压缩机的频率调节量，并迅速调节压缩机频率，缩短了空调因负载变化需要重新调节温度至稳定的时间，解决了现有技术中空调温度调节滞后的问题，保持空调作用区域内温度持久稳定，同时提高了空调的舒适性。

可选地，本装置还包括：预调模块，用于在检测空调作用区域的负荷是否发生变化之前，在空调开启前，检测空调作用区域的环境温度，在开启空调后，调节环境温度直至预设目标温度。

在本发明一个优选的实施方式中，确定模块704包括：获取单元，用于检测空调作用区域的当前环境温度，并获取预设目标温度；其中，空调作用区域的环境温度随负荷变化而改变；计算单元，用于计算负荷的变化量；确定单元，用于根据负荷的变化量、当前环境温度和预设目标温度确定压缩机的频率调节量。

进一步地，计算单元包括：检测子单元，用于检测空调作用区域的热源面积和空调作用区域的总面积；计算子单元，用于计算热源面积在总面积的占比，根据占比得到负荷的变化量。

进一步地，确定单元包括：查询子单元，用于查询数据库中是否存在当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量；其中，数据库预存有不同环境温度和不同预设目标温度对应的单位负荷频率变化量；第一计算子单元，用于若存在，获取单位负荷频率变化量，计算单位负荷频率变化量与负荷的变化量的乘积，得到压缩机的频率调节量；第二计算子单元，用于若不存在，确定压缩机的频率调节量为预设频率变化量。

进一步地，装置还包括：更新模块，用于在根据频率调节量调节压缩机的频率之后，检测环境温度，判断环境温度是否达到预设目标温度；若达到，更新数据库；若未达到，调节压缩机的频率，直至环境温度达到预设目标温度，并更新数据库。其中，若达到，更新数据库包括：累计数据库中已存储的当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量的次数。进一步地，若未达到，更新数据库包括：确定环境温度达到预设目标温度时压缩机频率的总调节量；根据总调节量和负荷的变化量，计算当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量，更新数据库中已存储的当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量。

进一步地，调节模块706包括：按照预设频率变化量逐步增加压缩机的频率，直至环境温度达到预设目标温度。

进一步地，装置还包括：存储模块，用于在根据频率调节量调节压缩机的频率之后，确定环境温度达到预设目标温度时压缩机频率的总调节量；根据总调节量和负荷的变化量，计算当前环境温度和预设目标温度对应的单位负荷频率变化量，并存储至数据库中。

关于上述实施例中的装置，其中各个单元、模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例3

基于上述实施例2中提供的基于负荷的空调控制装置，在本发明优选的实施例3中还提供了一种空调，包括如上述的基于负荷的空调控制装置。

在上述实施方式中，提供了一种基于负荷的空调控制方案，通过检测空调作用区域的负荷是否发生变化，在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量进而调节压缩机的频率。通过上述方法，能够快速地计算出压缩机的频率调节量，并迅速调节压缩机频率，缩短了空调因负载变化需要重新调节温度至稳定的时间，解决了现有技术中空调温度调节滞后的问题，保持空调作用区域内温度持久稳定，同时提高了空调的舒适性。

实施例4

基于上述实施例1中提供的基于负荷的空调控制方法，在本发明优选的实施例4中还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的基于负荷的空调控制方法。

在上述实施方式中，提供了一种基于负荷的空调控制方案，通过检测空调作用区域的负荷是否发生变化，在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量进而调节压缩机的频率。通过上述方法，能够快速地计算出压缩机的频率调节量，并迅速调节压缩机频率，缩短了空调因负载变化需要重新调节温度至稳定的时间，解决了现有技术中空调温度调节滞后的问题，保持空调作用区域内温度持久稳定，同时提高了空调的舒适性。

实施例5

基于上述实施例1中提供的基于负荷的空调控制方法，在本发明优选的实施例5中还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的基于负荷的空调控制方法。

在上述实施方式中，提供了一种基于负荷的空调控制方案，通过检测空调作用区域的负荷是否发生变化，在负荷发生变化时，根据负荷的变化确定压缩机的频率调节量进而调节压缩机的频率。通过上述方法，能够快速地计算出压缩机的频率调节量，并迅速调节压缩机频率，缩短了空调因负载变化需要重新调节温度至稳定的时间，解决了现有技术中空调温度调节滞后的问题，保持空调作用区域内温度持久稳定，同时提高了空调的舒适性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。