一种空调系统的控制结构以及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种空调系统的控制方法及空调系统。控制空调系统中具有包括数台变频模块单元的模块机组，方法包括如下步骤：为数台变频模块单元中的每一台设置优化负荷率区间，在优化负荷率区间内数台变频模块单元中每一台的运行能效大于等于预定效能值；输入能量调节量；根据能量调节量，设定对模块机组进行加载操作或减载操作；在加载操作中，根据能量调节量以及数台变频模块单元中参与运行的每台变频模块单元在优化负荷率区间中的运行位置来决定频率调整量，或在减载操作中，根据能量调节量以及数台变频模块单元中参与运行每台变频模块单元在优化负荷率区间中的运行位置来决定频率调整量；加载操作或减载操作使得模块机组在优化负荷率区间内运行。

【技术实现步骤摘要】
一种空调系统的控制结构以及控制方法
本专利技术涉及一种具有模块式风冷冷水(热泵)的空调系统，特别是涉及对空调系统中的全变频模块式风冷冷水(热泵)机组能量调节控制结构以及方法。
技术介绍
现有的空调系统中具有模块式风冷冷水(热泵)机组(以下简称模块机组)，而模块机组是一种多个小容量风冷冷水(热泵)机组组合成一大容量的空调机组，具有灵活方便、节能可靠等优点，目前模块机组基本采用定频压缩机，在实际使用中存在频繁启停，水温波动大等缺点，随着对节能要求越来越高以及变频技术被广泛应用，模块机组采用变频压缩机将是一趋势，但模块机组采用变频系统后，需要有一套能调控制方法以使机组高效运行。本技术方案根据变频机组的特性，通过智能控制确保机组高效运行。现有模块机组能调控制方案根据水温温度与目标温度差值及水温变化趋势控制压缩机加卸载，压缩机会经常频繁启停，压缩机频繁启停会浪费电能且水温变化大。当模块机组采用变频系统后，若仍采用类似方式将不能发挥变频机组的优势。所以，需要提供一种改进的对具有变频模块机组的空调系统进行控制的结构以及方法，以改进和提高具有变频模块机组的空调系统的运行效率。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例可以解决至少一些上述问题。例如，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种空调系统的控制方法，所述控制空调系统中具有模块机组，所述模块机组包括数台变频模块单元，其特征在于所述方法包括如下步骤：为所述数台变频模块单元中的每一台设置优化负荷率区间，在所述优化负荷率区间内所述数台变频模块单元中的每一台的运行能效≥一个预定效能值；输入能量调节量；根据所述能量调节量，设定对所述模块机组进行不同的操作，包括：(1)加载操作，或(2)减载操作；在所述加载操作中，根据所述能量调节量以及所述数台变频模块单元中参与运行的每台变频模块单元在所述优化负荷率区间中的运行位置来决定所述数个变频模块单元的频率调整量，或在所述减载操作中，根据所述能量调节量以及所述数台变频模块单元中参与运行每台变频模块单元在所述优化负荷率区间中的运行位置来决定所述数个变频模块单元的频率调整量；所述加载操作或减载操作使得经加载或减载后的所述数台变频模块单元在所述优化负荷率区间内运行。根据本专利技术的另外的方面，本专利技术提供一种空调系统，所述空调系统包括模块机组，所述模块机组包括数台变频模块单元，其特征在于所述控制空调系统包括：主控制器；所述数台变频模块单元中的一台被设置成主变频模块单元，所述数台变频模块单元的其他台设为被控变频模块单元；所述主控制器与所述主变频模块单元相连，并且与所述被控变频模块单元相连；所述主控制器根据输入能量调节量对所述数台变频模块单元进(1)加载操作，(2)减载操作，或(3)保持操作。通过考虑下面的具体实施方式、附图和权利要求，本专利技术的其它的特征、优点和实施例可以被阐述或变得显而易见。此外，应当理解，上述
技术实现思路
和下面的具体实施方式均为示例性的，并且旨在提供进一步的解释，而不限制要求保护的本专利技术的范围。然而，具体实施方式和具体实例仅指示本专利技术的优选实施例。对于本领域的技术人员来说，在本专利技术的精神和范围内的各种变化和修改将通过该具体实施方式变得显而易见。附图说明本专利技术这些和其它特征和优点可通过参照附图阅读以下详细说明得到更好地理解，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：图1是本专利技术空调系统100示意性的结构图；图2是变频模块机组102中每台变频模块单元(112.1，112.2，…，112.N)在不同负荷率下的能效输出图；图3是图1中主控制器118示意性的内部结构图；图4是主控制器118控制变频模块单元(112.1，112.2，…，112.N)的控制流程图；图5示出步骤412中对机组加载流程中更详细的步骤；图6示出步骤414中对机组能力保持流程中更详细的步骤；图7示出步骤416中对机组减载流程中更详细的步骤；图8示出步骤518中给每个变频模块单元发频率加载量的具体步骤；图9示出步骤524中给每个变频模块单元发频率加/减载量的具体步骤；图10示出步骤602中给每个变频模块单元发频率加/减载量的具体步骤；图11示出步骤714中给每个变频模块单元发频率加/减载量的具体步骤；图12示出步骤716中给每个变频模块单元发频率减载量的具体步骤。实施方式下面将参考构成本说明书一部分的附图对本专利技术的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本专利技术中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、等方向或方位性的描述本专利技术的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本专利技术所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在以下的附图中，同样的零部件使用同样的附图号，相似的零部件使用相似的附图号，以避免重复描述。图1是本专利技术空调系统100示意性的结构图。如图1所示，空调系统100包括变频模块机组102、室内机机组104和地板采暖装置106。变频模块机组102包括数个变频模块单元(112.1，112.2，…，112.N)；每台变频模块单元内具有压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器(未示出)。在制冷过程中，压缩机排出的高温高压气态冷媒在冷凝器内与环境介质进行热交换，释放出热量被液化而凝结；膨胀阀将由冷凝器来的高压液体冷媒节流，使其压力降低；低压冷媒在蒸发器内与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量被汽化而蒸发；汽化产生的冷媒蒸汽被压缩机吸入，再经压缩后以高压排出。如此周而复始，产生连续制冷效应。在制热过程中，压缩机排出的高温高压气态冷媒在冷凝器内与被加热对象进行热交换，释放出热量被液化而凝结；膨胀阀将由冷凝器来的高压液体冷媒节流，使其压力降低；低压冷媒在蒸发器内与环境介质发生热交换，吸收环境介质的热量被汽化而蒸发；汽化产生的冷媒蒸汽被压缩机吸入，再经压缩后以高压排出。如此周而复始，产生连续制热效应。为了将能量输出，蒸发器一侧与冷媒相连，蒸发器另一侧与变频模块机组水管110相连。在运行中，对压缩机的频率相应地增加或减小能够相应地增加或减小压缩机的转速，从而增加或减小压缩机输出的冷媒流量，而冷媒流量的增加或减小可以增加或减小温度输出能量。在本专利技术中，对温度输出能量进行调节是通过调节压缩机的加载频率来实现的。室内机的作用是利用变频模块机组102提供的制冷或制热功能，使室内一定区域的空气温度下降；或利用变频模块机组102提供的制热功能，使室内一定区域的空气温度上升。在本专利技术中，室内机机组104包括数个室内机(122.1，122.2，…，122.M)，每台室内机的能量接收端通过室内机机组水管123与变频模块机组水管110相连，接收从变频模块机组102送来的温度源；而其控制端与控制器(124.1，124.2，…，124.M)相连。每个控制器控制相应室内机的水流量以及风速大小，从而控制室内温度。地板采暖单元的作用是利用变频模块机组102提供的制热功能，使室内一定区域的空气温度上升。在本专利技术中，地板采暖装置106包括数个地板采暖单元(132.1，132.2，…，132.K)，每个地板采暖单元通过其水管与分集水器136与变频模块机组水管110相连，接收从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调系统的控制方法，所述控制空调系统中具有模块机组，所述模块机组包括数台变频模块单元，其特征在于所述方法包括如下步骤：为所述数台变频模块单元中的每一台设置优化负荷率区间，在所述优化负荷率区间内所述数台变频模块单元中的每一台的运行能效≥一个预定效能值；输入能量调节量；根据所述能量调节量，设定对所述模块机组进行不同的操作，包括：(1)加载操作，或(2)减载操作；在所述加载操作中，根据所述能量调节量以及所述数台变频模块单元中参与运行的每台变频模块单元在所述优化负荷率区间中的运行位置来决定所述数个变频模块单元的频率调整量，或在所述减载操作中，根据所述能量调节量以及所述数台变频模块单元中参与运行每台变频模块单元在所述优化负荷率区间中的运行位置来决定所述数个变频模块单元的频率调整量；所述加载操作或减载操作使得经加载或减载后的所述数台变频模块单元在所述优化负荷率区间内运行。

【技术特征摘要】
1.一种空调系统的控制方法，所述控制空调系统中具有模块机组，所述模块机组包括数台变频模块单元，其特征在于所述方法包括如下步骤：为所述数台变频模块单元中的每一台设置优化负荷率区间，在所述优化负荷率区间内所述数台变频模块单元中的每一台的运行能效≥一个预定效能值；输入能量调节量；根据所述能量调节量，设定对所述模块机组进行不同的操作，包括：(1)加载操作，或(2)减载操作；在所述加载操作中，根据所述能量调节量以及所述数台变频模块单元中参与运行的每台变频模块单元在所述优化负荷率区间中的运行位置来决定所述数个变频模块单元的频率调整量，或在所述减载操作中，根据所述能量调节量以及所述数台变频模块单元中参与运行每台变频模块单元在所述优化负荷率区间中的运行位置来决定所述数个变频模块单元的频率调整量；所述加载操作或减载操作使得经加载或减载后的所述数台变频模块单元在所述优化负荷率区间内运行。2.如权利要求1所述方法，其特征在于在所述设定对所述模块机组进行不同的操作中，还包括如下步骤：(3)保持操作；在所述保持操作中，根据所述数台变频模块单元的平均负荷率对所述每台运行的变频模块单元进行微调；所述保持操作使得所述数台变频模块单元在所述优化负荷率区间内在进一步的优化条件下运行。3.如权利要求2所述方法，所述数台变频模块单元中的每一台与水管流体相连，所述水管中容纳用于调节温度的水，其特征在于所述方法还包括如下步骤：检测并输入水的目标温度，用Tw.target符号表示；检测并输入水的当前温度，用Tw符号表示；在所述获取所述模块机组的能量调节量的步骤中，根据所述水的目标温度和所述水的当前温度的差值来获取所述能量调节量。4.如权利要求3所述方法，所述优化负荷率区间包括优化负荷率区间最小值和优化负荷率区间最大值，所述优化负荷率区间最小值用字母a表示，所述优化负荷率区间最大值用字母b表示，其特征在于所述加载操作包括如下步骤：根据所述能量调节量，计算出每台运行的变频模块单元经加载后的平均负荷率；将所述加载后的平均负荷率与b进行比较；当所述加载后的平均负荷率≥b时，(i)寻找是否存在未参与运行的变频模块单元，(ii)如果存在未参与运行的变频模块单元，启动所述未参与运行变频模块单元，(iii)计算刚被启动的所述运行变频模块单元和运行的变频模块单元的平均负荷率，(iv)给所述刚被启动的所述运行变频模块单元和所述运行的变频模块单元发频率调整命令；当所述加载后的平均负荷率＜b时，或在所述加载后的平均负荷率≥b并且寻找不到未参与运行变频模块单元时，(i)计算所述运行变频模块单元的平均负荷率，(ii)给所述运行变频模块单元发频率调整命令。5.如权利要求3所述方法，所述优化负荷率区间包括优化负荷率区间最小值和优化负荷率区间最大值，所述优化负荷率区间最小值用字母a表示，所述优化负荷率区间最大值用字母b表示，其特征在于所述减载操作包括如下步骤：根据所述能量调节量，计算出每台运行的变频模块单元经减载后的平均负荷率；将所述减载后的平均负荷率与a进行比较；当所述减载后的平均负荷率≤a时，(i)寻找是否存在可停机的变频模块单元，(ii)如果存在可停机的变频模块单元，卸载寻找到的所述可停机的变频模块单元，使其停机，(iii)计算出除已停机变频模块单元以外的运行的变频模块单元的平均负荷率，(iv)给所述除已停机变频模块单元以外的运行的变频模块单元发送频率调整命令；当所述减载后的平均负荷率＞a时，或在所述加载后的平均负荷率≤a并且寻找不到可停机的变频模块单元时，(i)计算所述运行变频模块单元的平均负荷率，(ii)给所述运行变频模块单元发送频率调整命令。6.如权利要求5所述方法，其特征在于所述卸载步骤中包括：卸载运行时间最长的变频模块单元。7.如权利要求5所述方法，其特征在于，当给所述运行变频模块单元发频率调整命令的步骤中，包括如下步骤：当所述运行变频模块单元已是最低频率时，对所述运行变频模块单元不进行调整，从而使得所述运行变频模块单元保持最低频率运行。8.如权利要求4所述方法，其特征在于在所述给所述刚被启动的所述运行变频模块单元和所述运行的变频模块单元发频率调整命令步骤中包括如下步骤：计算所述变频模块机组可加载变频模块单元总频率；根据所述加载率与水温变化修正系数确定所述变频模块机组的能调系数；根据所述可加载变频模块单元总频率与所述能调系数计算所述变频模块机组升频总量；根据所述升频总量计算所述刚被启动的所述运行变频模块单元和所述运行的变频模块单元加载后的频率；根据所述刚被启动的所述运行变频模块单元和所述运行的变频模块单元加载后的频率与现行运行频率的差值计算频率变化量；计算所述运行的变频模块单元加载后的运转率；根据所述运行的变频模块单元加载后的运转率计算除所述刚启动的变频模块单元外所述运行的变频模块单元的平均运转率；根据所述平均运转率与除所述刚启动的变频模块单元外所述运行的变频模块单元中每一台的运转率的差值计算升降频率，并向所述除所述刚启动的变频模块单元外所述运行的变频模块单元中每一台发送频率调节命令。9.如权利要求4所述方法，其特征在于在给所述运行变频模块单元发频率调整命令步骤中包括如下步骤：计算所述变频模块机组可加载变频模块单元总频率；根据所述加载率与水温变化修正系数确定所述变频模块机组的能调系数；根据所述可加载变频模块单元总频率与所述能调系数计算所述变频模块机组升频总量；根据所述升频总量计算所述运行的变频模块单元加载后的频率；根据所述运行的变频模块单元加...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞德茂，吴双，
申请(专利权)人：约克广州空调冷冻设备有限公司，江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：广东,44