一种变频空调器控制方法技术

一种变频空调器控制方法，包括以下步骤：(1)获得室内负荷随室内温湿度变化的负荷计算函数；(2)根据步骤(1)获得的负荷计算函数，计算温湿度参数库中各温湿度组合对应的室内负荷；(3)由预先建立的室内负荷与空调运行状态的关系模型，根据温湿度参数库中的温湿度组合及其对应的室内负荷计算各温湿度组合对应的空调能耗；(4)根据温湿度参数库中的温湿度组合对应的空调能耗和室内舒适度，使用温湿度设定函数确定设定温湿度组合，空调温湿度控制模块将室内温湿度控制在设定温湿度组合。这样，通过温湿度设定函数确定温湿度组合，在满足室内舒适度的同时实现较低能耗，同时兼顾了舒适度与能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种变频空调器控制方法
本专利技术涉及空调器控制方法
，特别是涉及一种变频空调器控制方法。
技术介绍
现今市场上的空调往往仅具备温度控制功能，针对降低空调能耗的研究工作也绝大部分集中在提升设备性能上(如改善压缩机性能或提升换热器的效率等)。相对地，空调的控制目标和策略相对简单。在空调仅有温度控制功能的基础上，若对控制目标进行优化以实现节能，则通常以牺牲舒适度为代价。为了提高空调的舒适性，实现温湿度同时控制，有学者提出了一种基于权重规则表的PID型模糊逻辑控制方法，包括以下步骤：①PID信号转换单元对设定信号和反馈信号进行转换；②建立模糊集合，且定义每个模糊描述变量的权重值；③确定每个模糊描述变量的归属度；④将每个模糊描述变量的归属度乘以该模糊描述变量所对应的权重值并进行加和得到加和信号；⑤将加和信号输出给控制运算单元；⑥控制运算单元输出信号给执行单元进行执行，同时采集反馈信号至PID信号转换单元；⑦重复①～⑥直至设定信号与反馈信号相同。该方法将传统复杂的模糊规则表替换为简单的权重规则表，使得专家经验能够更加简洁直观的呈现；不需要经过反模糊化单元，优化了整体控制方法；控制过程具有极小的超调量和震荡。该方法在不增加硬件成本的基础上，结合变频技术与智能控制方法实现温湿度同时控制，使家用空调实现温湿度同时控制成为可能。但是，该方法往往会在一定程度上增加空调能耗。一方面，室内温湿度控制对于塑造合适的室内热舒适环境以及良好的室内空气品质至关重要，过高或过低的温湿度均会给人体造成不适。另一方面，室内温湿度控制会影响室内负荷和空调能效，进而影响空调总能耗。然而，目前并没有能够兼顾温湿度控制以及能耗优化的变频器空调控制方法，通过优化合适的室内温湿度设定点，在满足室内舒适度的同时具有较低能耗。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供了一种变频空调器控制方法。一种变频空调器控制方法，包括以下步骤：(1)获得室内负荷随室内温湿度变化的负荷计算函数；(2)根据步骤(1)获得的负荷计算函数，计算温湿度参数库中各温湿度组合对应的室内负荷；(3)由预先建立的室内负荷与空调运行状态的关系模型，根据温湿度参数库中的温湿度组合及其对应的室内负荷计算各温湿度组合对应的空调能耗；(4)根据温湿度参数库中的温湿度组合对应的空调能耗和室内舒适度，使用温湿度设定函数确定设定温湿度组合，空调温湿度控制模块将室内温湿度控制在设定温湿度组合。这样，通过温湿度设定函数确定温湿度组合，在满足室内舒适度的同时实现较低能耗，同时兼顾了舒适度与能耗。进一步，步骤(1)中室内负荷随室内温湿度变化的负荷计算函数由建模获得或由传感器实际测量得到的数据拟合获得。进一步，通过建模获得步骤(1)中室内负荷随室内温湿度变化的负荷计算函数时，室内热负荷Qs随室内温度T变化规律为：其中T1、T2是两个不同的温度，Qs1、Qs2分别是T1、T2下的室内热负荷，室内湿负荷Ql随室内湿度h变化规律为：其中h1、h2是两个不同的湿度，Ql1、Ql2分别是h1、h2下的室内湿负荷。进一步，步骤(2)中温湿度参数库中温度取值范围为22℃～28℃，湿度取值范围为30％～70％相对湿度。进一步，步骤(3)中室内负荷与空调运行状态的关系模型为基于各参量之间的物理关系的数学模型，或基于已有数据训练而得的数学模型。进一步，步骤(3)中建立室内负荷与空调运行状态的关系模型时，通过实验测量获得稳定工况数据集，每组数据包括空调回风温度、空调回风湿度、送风机转速、压缩机转速、室内显热负荷和室内潜热负荷，建立神经网络，利用BP反向传播算法将测量的稳定工况数据集输入神经网络进行训练，输入层为空调回风温度、空调回风湿度、室内显热负荷、室内潜热负荷，输出层为送风机转速和压缩机转速，训练完成的神经网络即为表征室内负荷与空调运行状态的关系模型。进一步，步骤(4)中温湿度设定函数为：f(T,h)＝αComfort2+(1-α)Ptot2，其中，T为室内温度；h为室内湿度；Comfort是室内温度为T、室内湿度为h时对应的室内舒适度，取值范围为-0.5～0.5；Ptot是室内温度为T、室内湿度为h时对应的空调总能耗；α为权重系数，取值范围为0～1，温湿度参数库中使温湿度设定函数达到最小值的温湿度组合即为设定温湿度组合。进一步，室内舒适度使用预计平均热感觉指标进行衡量。本专利技术的变频空调器控制方法，通过温湿度设定函数确定温湿度组合，并通过空调温湿度控制模块，将室内温湿度控制在设定温湿度组合，在满足室内舒适度的同时实现较低能耗，在不增加硬件成本的条件下，同时兼顾了舒适度与能耗，节能的同时，保证用户的舒适。附图说明图1是本专利技术的变频空调器控制方法的一种实施方式的流程图。图2是建立室内负荷与空调运行状况的关系的一种神经网络模型示意图。具体实施方式图1示意了一种变频空调器控制方法的流程图，该变频空调器控制方法包括以下步骤：(1)获得室内负荷随室内温湿度变化的负荷计算函数；负荷计算函数是一个用来计算负荷的函数。(2)根据步骤(1)获得的负荷计算函数，计算温湿度参数库中各温湿度组合对应的室内负荷。(3)由预先建立的室内负荷与空调运行状态的关系模型，根据温湿度参数库中的温湿度组合及其对应的室内负荷计算各温湿度组合对应的空调能耗。在这个过程中，由于温湿度参数库中的各温湿度组合对应相应的室内负荷，各温湿度组合及其对应的室内负荷对应相应的空调能耗，因此，每一温湿度组合对应相应的空调能耗。(4)根据温湿度参数库中的温湿度组合对应的空调能耗和室内舒适度，使用温湿度设定函数确定设定温湿度组合，设定的温湿度组合传递给空调温湿度控制模块，将室内温湿度控制在设定温湿度组合。应当说明，控制在设定温湿度组合是指室内温湿度基本维持在设定温湿度组合附近，包括温湿度组合在设定温湿度组合附近正常波动的情形。例如，温湿度设定函数为f(T,h)＝αComfort2+(1-α)Ptot2，其中，T为室内温度；h为室内湿度；Comfort是室内温度为T、室内湿度为h时对应的室内舒适度，用PMV(PredictedMeanVote)衡量，取值范围为-0.5到0.5，Ptot是室内温度为T、室内湿度为h时对应的空调总能耗，温湿度设定函数的第一项衡量舒适度，第二项衡量空调能耗，由权重系数α决定二者的重要性。温湿度参数库中使温湿度设定函数达到最小值的温湿度组合即为设定温湿度组合。α的取值范围为0到1，越接近0，空调能耗项的影响越大，选出的设定温湿度组合越节能；α越接近1，室内舒适度项的影响越大，选出的设定温湿度组合越舒适。在步骤(1)所述的室内热湿负荷随室内温湿度变化的负荷计算函数可以通过建模获得，也可以通过拟合传感器测量得到的数据获得。例如，将两组预先设置的温湿度组合先后作为设定温湿度组合传递给空调温湿度控制模块，将室内温湿度控制稳定，通过传感器测量空调送风温度、空调送风湿度、空调回风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变频空调器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)获得室内负荷随室内温湿度变化的负荷计算函数；/n(2)根据步骤(1)获得的负荷计算函数，计算温湿度参数库中各温湿度组合对应的室内负荷；/n(3)由预先建立的室内负荷与空调运行状态的关系模型，根据温湿度参数库中的温湿度组合及其对应的室内负荷计算各温湿度组合对应的空调能耗；/n(4)根据温湿度参数库中的温湿度组合对应的空调能耗和室内舒适度，使用温湿度设定函数确定设定温湿度组合，空调温湿度控制模块将室内温湿度控制在设定温湿度组合。/n

【技术特征摘要】
1.一种变频空调器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)获得室内负荷随室内温湿度变化的负荷计算函数；
(2)根据步骤(1)获得的负荷计算函数，计算温湿度参数库中各温湿度组合对应的室内负荷；
(3)由预先建立的室内负荷与空调运行状态的关系模型，根据温湿度参数库中的温湿度组合及其对应的室内负荷计算各温湿度组合对应的空调能耗；
(4)根据温湿度参数库中的温湿度组合对应的空调能耗和室内舒适度，使用温湿度设定函数确定设定温湿度组合，空调温湿度控制模块将室内温湿度控制在设定温湿度组合。


2.根据权利要求1所述的变频空调器控制方法，其特征在于，步骤(1)中室内负荷随室内温湿度变化的负荷计算函数由建模获得或由传感器实际测量得到的数据拟合获得。


3.根据权利要求2所述的变频空调器控制方法，其特征在于，通过建模获得步骤(1)中室内负荷随室内温湿度变化的负荷计算函数时，室内热负荷Qs随室内温度T变化规律为：

其中T1、T2是两个不同的温度，Qs1、Qs2分别是T1、T2下的室内热负荷，
室内湿负荷Ql随室内湿度h变化规律为：

其中h1、h2是两个不同的湿度，Ql1、Ql2分别是h1、h2下的室内湿负荷。


4.根据权利要求1所述的变频空调器控制方法，其特征在于，步骤(2)中温湿度参数库中温度取值范围为22℃～28℃，湿度取值范围为30％～70％相对湿度。

【专利技术属性】
技术研发人员：徐象国，邵俊强，黄志远，鹿红伟，
申请(专利权)人：浙江大学，海信山东空调有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33