CN106642576A - 可变增益空调温度控制*** - Google Patents

可变增益空调温度控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种可变增益空调温度控制***，涉及空调技术领域，用于解决目前空调温控器智能化程度偏弱，空调***无法高效应对负荷突变、局部水力失衡等复杂工况的问题。本发明提供的温度控制***包括：增益自整定器，房间实际温度和预设的房间设定温度分别作为该增益自整定器的输入；多个温度控制器，房间实际温度作为各温度控制器的测量值，预设的房间设定温度作为各温度控制器的设定值；以及选择器，增益自整定器的输出以及各温度控制器的输出分别作为该选择器的输入，该选择器用于从各温度控制器输出的风速档位信号中选择一个风速档位信号作为该选择器的输出。本发明提供的可变增益空调温度控制***应用于中央空调的区域温度控制。

Description

可变增益空调温度控制***
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种可变增益空调温度控制***。
背景技术
现有的空调控制***可通过变化风速档位调整房间温度，如风机盘管温控器产品控制模式大都是根据房间实际温度与设定温度偏差调整风速，小温度偏差采用低速风档，中温度偏差采用中速风挡，高温度偏差采用高速风挡。
现有的空调温控器还包括风速可连续调节类型，可根据房间温度连续调节风机转速实现对房间温度的控制，通常采用PID控制策略。
当空调设计选型、暖通施工十分合理、天气正常、区域正常使用的情况下，空调温制器能够满足人员对舒适度的要求；然而，这都是理想化的设想，物业经常遭到投诉的往往是因为个别房间因丧失水力平衡或特殊场合如临时人员积聚时、气候骤变带来的负荷快速变化，舒适度达不到要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可变增益空调温度控制***，用于解决目前空调温控器智能化程度偏弱，空调***无法高效应对负荷突变、局部水力失衡等复杂工况的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种可变增益空调温度控制***，应用于空调，包括：增益自整定器，房间实际温度和预设的房间设定温度分别作为该增益自整定器的输入，根据房间实际温度和预设的房间设定温度生成增益特征值，作为该增益自整定器的输出；多个温度控制器，房间实际温度作为各所述温度控制器的测量值，预设的房间设定温度作为各所述温度控制器的设定值，每个所述温度控制器根据房间实际温度与房间设定温度生成风速档位信号，作为该温度控制器的输出；以及选择器，所述增益自整定器的输出以及各所述温度控制器的输出分别作为该选择器的输入，该选择器用于根据所述增益特征值，从各所述温度控制器输出的风速档位信号中选择一个风速档位信号作为该选择器的输出，以控制风机以该风速档位信号对应的风速进行送风。
根据本发明提供的可变增益空调温度控制***，能够根据房间实际温度偏离房间设定温度的程度自动调整控制器参数或控制律，通过调整空调换热速率的方式使得房间能够有效获得合适的能量，满足房间舒适度的要求。基于此原理的空调温度控制***能够和有效适应房间负荷的变化，能够克服采用现有温控器因热力不平衡造成的部分房间舒适度难以满足的缺陷。
第二方面，本发明还提供了另一种可变增益空调温度控制***，应用于空调，其包括：增益自整定器，房间实际温度和预设的房间设定温度分别作为该增益自整定器的输入，根据房间实际温度和预设的房间设定温度生成增益特征值，作为该增益自整定器的输出；增益计算器，所述增益特征值作为该增益计算器的输入，根据该增益特征值生成增益，作为该增益计算器的输出；以及温度控制器，所述房间实际温度、所述房间设定温度以及所述增益计算器的输出分别作为该温度控制器的输入，该温度控制器用于根据房间实际温度、房间设定温度、以及所述增益生成风速控制信号，以使风机以该风速控制信号对应的风速进行送风；该温度控制器采用PID或PI控制算法。
与现有技术相比，本发明的第二方面所提供的可变增益空调温度控制***与上述第一方面提供的可变增益空调温度控制***所具有的有益效果相同，此处不再赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1所提供的温度控制***的结构框图。
图2为本发明实施例2所提供的温度控制***的结构框图。
图3为实施例1及实施例2中增益特征值的计算流程图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明新型保护的范围。
【实施例1】
如图1所示，本实施例提供一种可变增益空调温度控制***，其应用空调大***。中央空调***由冷水机组和分布在多个分区(即分支供冷区域)的多个空调组成，每个分区覆盖多个房间或多个子区域(例如大型商场、工厂等中的一个较大的区域包括多个子区域)，每个房间或每个子区域内设有至少一个上述可变增益空调温度控制及空调，利用该温度控制***对该房间或子区域的温度进行控制。在以下说明中，以房间为例进行说明，根据实际应用场景的不同，也可使用子区域来代替本实施例中的房间。
本发明实施例提供的温度控制***包括：多个温度控制器、选择器D、以及增益自整定器E，在以下说明中，以温度控制***包括第一温度控制器A、第二温度控制器B以及第三温度控制器C为例进行说明。
在多个温度控制器中，房间实际温度T作为各温度控制器的测量值，预设的房间设定温度Tsp作为各温度控制器的设定值，每个温度控制器根据房间实际温度T与房间设定温度Tsp生成风速档位信号，作为该温度控制器的输出。以下说明在供冷季中，上述三个温度控制器的具体控制律。
第一温度控制器A的输出YA根据以下控制律生成：根据房间实际温度T和预设的房间设定温度Tsp计算温度偏差值，当该温度偏差值大于等于预设的第一温度偏差值且小于预设的第二温度偏差值(即温度偏差值为小温差)时，生成第一风速档位信号，当温度偏差值大于等于该预设的第二温度偏差值且小于预设的第三温度偏差值(即温度偏差值为中温差)时且小于预设的第三温度偏差值，生成第二风速档位信号，当温度偏差值大于等于该预设的第三温度偏差值(即温度偏差值为高温差)时，生成第三风速档位信号；
可以理解的是，上述第一温度偏差值、第二温度偏差值和第三温度偏差值可由本领域技术人员根据经验进行设定，在本实施例中，优选第一温度偏差值为1℃、第二温度偏差值为2℃、第三温度偏差值为3℃。
第二温度控制器B的输出YB根据以下控制律生成：根据房间实际温度T和预设的房间设定温度Tsp计算温度偏差值，当温度偏差值大于等于上述第一温度偏差值且小于上述第二温度偏差值时，生成第二风速档位信号，当温度偏差值大于等于上述第二温度偏差值时，生成第三风速档位信号；以及
第三温度控制器C的输出YC根据以下控制律生成：根据房间实际温度T和预设的房间设定温度Tsp计算温度偏差值，当温度偏差值大于等于上述第一温度偏差值时，生成第三风速档位信号，
其中，第一风速档位信号对应的风速小于第二风速档位信号对应的风速，第二风速档位信号对应的风速小于第三风速档位信号对应的风速。
上述增益自整定器E用于根据房间实际温度T和预设的房间设定温度Tsp，生成增益特征值n。具体而言，该增益特征值n越大，代表房间实际温度T与房间设定温度Tsp差值越大，或将房间实际温度T调整至房间设定温度Tsp的难度越大。具体地，如图3所示，增益自整定器E用于实现如下计算流程。
步骤S1，初始化增益特征值n＝1；
步骤S2，若所述房间实际温度T大于所述房间设定温度Tsp与预设的第一偏置值a1之和，将n+1赋值给n并转至步骤4，否则转至步骤3；在本实施例中，该第一偏置值a1的取值范围为1.5℃～2℃；
步骤S3，若所述房间实际温度T小于所述房间设定温度Tsp与预设的第二偏置值a2之差，将n-1赋值给n并转至步骤4，否则转至步骤2；在本实施例中，该第二偏置值a2的取值范围为0.3℃～0.5℃；
步骤S4，在所述n小于预设的下限值b1时，将该下限值b1赋值给n并转至步骤S6，否则转至步骤S5；在本实施例中，该下限值b1为1；
步骤S5，在所述n大于预设的上限值b2时，将该上限值b2赋值给n并转至步骤S6，否则转至步骤S6；在本实施例中，该上限值b2为3。
步骤S6，输出增益特征值n，计时器清零并开始计时，转至步骤S7；
步骤S7，在计时时间t未达到预设时间tsp时，等待，否则转步骤S8；
步骤S8，结束。
根据上述内容可知，在房间实际温度T与房间设定温度Tsp相差较大时，增益自整定器E输出的n值较大，并且，在房间实际温度T长时间无法调整到房间设定温度Tsp时，增益自整定器E所输出的增益特征值n将会进一步增大。因此，增益特征值n越大，房间实际温度T与房间设定温度Tsp差值越大，或将房间实际温度T调整至房间设定温度Tsp的难度越大。
关于上述选择器D，增益自整定器的输出(即增益特征值n)以及各所述温度控制器的输出(即各风速档位信号)分别作为该选择器D的输入，该选择器D用于根据所述增益特征值n，从各所述温度控制器输出的风速档位信号中选择一个风速档位信号作为该选择器D的输出，以控制风机以该风速档位信号对应的风速进行送风。
在本实施例中，选择器E具体用于：
当增益特征值为1时，选择第一温度控制器A，控制风机以第一温度控制器A的输出YA对应的风速进行送风；
当增益特征值为2时，选择第二温度控制器B，控制风机以第二温度控制器B的输出YB对应的风速进行送风；
当增益特征值为3时，选择第三温度控制器C，控制风机以第三温度控制器C的输出YC对应的风速进行送风。
由此可知，当增益特征值n越大时，对应相同的房间实际温度T与房间设定温度Tsp的偏差值，选择器D所选择的温度控制器的输出所对应的风速越大，因而房间实际温度T和房间设定温度Tsp差值越大、或将房间实际温度T调整至房间设定温度Tsp的难度越高时，风机的送风速度越大，由此能够及时且智能地调节房间实际温度T。
根据本发明提供的可变增益空调温度控制***，能够根据房间实际温度偏离房间设定温度的程度自动调整控制器参数或控制律，通过调整空调换热速率的方式使得房间能够有效获得合适的能量，满足房间舒适度的要求。基于此原理的空调温度控制***能够和有效适应房间负荷的变化，能够克服采用现有温控器因热力不平衡造成的部分房间舒适度难以满足的缺陷。
【实施例2】
如图2所示，本实施例提供了一种温度控制***，应用于空调大***，该温度控制***包括：增益自整定器E、增益计算器O、以及温度控制器P。以下以供冷季为例进行说明。
关于上述增益自整定器E，房间实际温度T和预设的房间设定温度Tsp分别作为该增益自整定器E的输入，根据房间实际温度T和预设的房间设定温度Tsp生成增益特征值n，作为该增益自整定器E的输出。具体而言，该增益特征值n越大，代表房间实际温度T与房间设定温度Tsp差值越大，或将房间实际温度T调整至房间设定温度Tsp的难度越大。具体地，如图3所示，增益自整定器E用于实现如下计算流程。
步骤S1，初始化增益特征值n＝1；
步骤S2，若所述房间实际温度T大于所述房间设定温度Tsp与预设的第一偏置值a1之和，将n+1赋值给n并转至步骤4，否则转至步骤3；在本实施例中，该第一偏置值a1的取值范围为1.5℃～2℃；
步骤S3，若所述房间实际温度T小于所述房间设定温度Tsp与预设的第二偏置值a2之差，将n-1赋值给n并转至步骤4，否则转至步骤2；在本实施例中，该第二偏置值a2的取值范围为0.3℃～0.5℃；
步骤S4，在所述n小于预设的下限值b1时，将该下限值b1赋值给n并转至步骤S6，否则转至步骤S5；在本实施例中，该下限值b1为1；
步骤S5，在所述n大于预设的上限值b2时，将该上限值b2赋值给n并转至步骤S6，否则转至步骤S6；在本实施例中，该上限值b2为3。
步骤S6，输出增益特征值n，计时器清零并开始计时，转至步骤S7；
步骤S7，在计时时间t未达到预设时间tsp时，等待，否则转步骤S8；
步骤S8，结束。
根据上述内容可知，在房间实际温度T与房间设定温度Tsp相差较大时，增益自整定器E输出的增益特征值n较大，并且，在房间实际温度T长时间无法调整到房间设定温度Tsp时，增益自整定器E所输出的增益特征值n将会进一步增大。因此，增益特征值n越大，代表房间实际温度T与房间设定温度Tsp差值越大，或将房间实际温度T调整至房间设定温度Tsp的难度越大。
增益计算器O用于根据上述增益特征值n生成增益KP，具体地：
在增益特征值n为1时，令增益KP为kp；
在增益特征值n为2时，令增益KP为a*kp；
在增益特征值n为3时，令增益KP为b*kp，其中，1<a<b，在本实施例中，a取值为1.2，b取值为1.5。增益KP可根据本申请的温度控制***的应用场景不同进行取值。
温度控制器P，房间实际温度T、所述房间设定温度Tsp以及所述增益计算器的输出(即增益KP)分别作为该温度控制器P的输入，该温度控制器P用于根据房间实际温度T、房间设定温度Tsp、以及所述增益KP生成风速控制信号，以使风机以该风速控制信号对应的风速进行送风；该温度控制器P采用PID或PI控制算法。
根据本实施例提供的温度控制***，能够根据房间实际温度T偏离房间设定温度Tsp的程度生成增益特征值，根据该增益特征值自动调整风速控制器210的参数，进而连续地调整空调中的风机转速，也即连续调整风速。因此，与现有技术相比，本发明通过调整空调换热速率的方式使得房间能够有效获得合适的能量，基于此原理的空调温度控制器能够有效适应房间负荷的变化，克服现有温度控制器因热力不平衡造成的部分房间舒适度难以满足的缺陷，及时且智能地满足用户对房间舒适度的需求。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种可变增益空调温度控制***，应用于空调，其特征在于，包括：
增益自整定器，房间实际温度和预设的房间设定温度分别作为该增益自整定器的输入，根据房间实际温度和预设的房间设定温度生成增益特征值，作为该增益自整定器的输出；
多个温度控制器，房间实际温度作为各所述温度控制器的测量值，预设的房间设定温度作为各所述温度控制器的设定值，每个所述温度控制器根据房间实际温度与房间设定温度生成风速档位信号，作为该温度控制器的输出；以及
选择器，所述增益自整定器的输出以及各所述温度控制器的输出分别作为该选择器的输入，该选择器用于根据所述增益特征值，从各所述温度控制器输出的风速档位信号中选择一个风速档位信号作为该选择器的输出，以控制风机以该风速档位信号对应的风速进行送风。
2.根据权利要求1所述的温度控制***，其特征在于，在供冷季，所述增益自整定器用于实现如下步骤：
步骤S1，初始化增益特征值n＝1；
步骤S2，若所述房间实际温度大于所述房间设定温度与预设的第一偏置值之和，将n+1赋值给n并转至步骤4，否则转至步骤3；
步骤S3，若所述房间实际温度小于所述房间设定温度与预设的第二偏置值之差，将n-1赋值给n并转至步骤4，否则转至步骤2；
步骤S4，在所述n小于预设的下限值时，将该下限值赋值给n并转至步骤S6，否则转至步骤S5；
步骤S5，在所述n大于预设的上限值时，将该上限值赋值给n并转至步骤S6，否则转至步骤S6；
步骤S6，输出增益特征值n，计时器清零并开始计时，转至步骤S7；
步骤S7，在计时时间未达到预设时间时，等待，否则转步骤S8；
步骤S8，结束。
3.根据权利要求2所述的温度控制***，其特征在于，在供冷季，所述多个温度控制器包括：
第一温度控制器，其根据房间实际温度和预设的房间设定温度计算温度偏差值，当所述温度偏差值大于等于预设的第一温度偏差值且小于预设的第二温度偏差值时，生成第一风速档位信号，当所述温度偏差值大于等于预设的第二温度偏差值且小于预设的第三温度偏差值时，生成第二风速档位信号，当所述温度偏差值大于等于预设的第三温度偏差值时，生成第三风速档位信号；
第二温度控制器，其根据房间实际温度和预设的房间设定温度计算温度偏差值，当所述温度偏差值大于等于所述第一温度偏差值且小于所述第二温度偏差值时，生成第二风速档位信号，当所述温度偏差值大于等于所述第二温度偏差值时，生成第三风速档位信号；以及
第三温度控制器，其根据房间实际温度和预设的房间设定温度计算温度偏差值，当所述温度偏差值大于等于所述第一温度偏差值时，其生成第三风速档位信号，
其中，第一风速档位信号对应的风速小于第二风速档位信号对应的风速，第二风速档位信号对应的风速小于第三风速档位信号对应的风速，
所述选择器用于：
当所述增益特征值为1时，选择所述第一温度控制器输出的风速档位信号，并控制风机以该风速档位信号对应的风速进行送风；
当所述增益特征值为2时，选择所述第二温度控制器输出的风速档位信号，并控制风机以该风速档位信号对应的风速进行送风；
当所述增益特征值为3时，选择所述第三温度控制器输出的风速档位信号，并控制风机以该风速档位信号对应的风速进行送风。
4.一种可变增益空调温度控制***，应用于空调，其特征在于，包括：
增益自整定器，房间实际温度和预设的房间设定温度分别作为该增益自整定器的输入，根据房间实际温度和预设的房间设定温度生成增益特征值，作为该增益自整定器的输出；
增益计算器，所述增益特征值作为该增益计算器的输入，根据该增益特征值生成增益，作为该增益计算器的输出；以及
温度控制器，所述房间实际温度、所述房间设定温度以及所述增益计算器的输出分别作为该温度控制器的输入，该温度控制器用于根据房间实际温度、房间设定温度、以及所述增益生成风速控制信号，以使风机以该风速控制信号对应的风速进行送风；该温度控制器采用PID或PI控制算法。
5.根据权利要求4所述的温度控制***，其特征在于，在供冷季，所述增益自整定器用于实现如下步骤：
步骤S1，初始化增益特征值n＝1；
步骤S2，若所述房间实际温度大于所述房间设定温度与预设的第一偏置值之和，将n+1赋值给n并转至步骤4，否则转至步骤3；
步骤S3，若所述房间实际温度小于所述房间设定温度与预设的第二偏置值之差，将n-1赋值给n并转至步骤4，否则转至步骤2；
步骤S4，在所述n小于预设的下限值时，将该下限值赋值给n并转至步骤S6，否则转至步骤S5；
步骤S5，在所述n大于预设的上限值时，将该上限值赋值给n并转至步骤S6，否则转至步骤S6；
步骤S6，输出n值，计时器清零并开始计时，转至步骤S7；
步骤S7，在计时时间未达到预设时间时，等待，否则转步骤S8；
步骤S8，结束，
所述增益计算器具体用于：
在所述增益特征值为1时，令所述增益为kp；
在所述增益特征值为2时，令所述增益为a*kp；
在所述增益特征值为3时，令所述增益为b*kp，其中，1<a<b。
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