一种空调的控制方法

技术领域

本申请涉及空调及自动控制技术领域，特别涉及一种空调的控制方法。

背景技术

随着新的数据中心设计规范的发布，其中机房空调温度、湿度控制目标由房间温湿度控制向机柜回风温湿度控制转变，这些温度湿度的变化，将会影响和改变未来数据中心空调系统架构和控制。但目前送风温湿度控制技术应用存在不足，主要有以下几点：

(1)湿度控制方法中目前主要采用相对湿度来进行区间调节，或者PID计算湿度需求，并以此为依据控制加湿或除湿。相对湿度是一个相对数值，在含湿量相同的情况下会因温度的不同而不同，例如设定温度为24℃，设定相对湿度为50％，若当前温度为30℃，在相同含湿量的情况下，对应30℃时的相对湿度为35.15％，而相同的含湿量说明不需要加湿，但当前温度为30℃下，对应的相对湿度比设定相对湿度低14.85％，如果按照目前常用的控制方法，此时将会开启加湿，使相对湿度由35.15％升至50％，当温度由30℃降到设定温度24℃后，则又要进行除湿。可见，常用的控制方法加大了含湿量的波动和用电浪费。

(2)空调对负载功率变化的反应滞后。将负载功率的变化完全反应到空调的控制上，一般需要几秒到十几秒，当负载功率波动较大时，在这段时间内负载的发热量会明显高于或低于空调的制冷量，从而造成机房温度剧烈波动。

(3)在机房温控产品使用中，经常会遇到制冷和加湿同时运行的情况，而制冷运行时，又经常会伴随着除湿；加湿和除湿同时存在会明显造成用电浪费。目前常用的解决方法是在制冷模式时通过控制蒸发压力使其高于回风空气的露点温度，进而使制冷运行时不产生除湿，但蒸发压力在室外温度较低时，会随室外风机的调速波动以及膨胀阀的调节波动而变得不稳定，进而使蒸发压力的控制变得不可靠；并且在机房存在湿负荷时，机房湿度会逐渐升高，直至空调切换到除湿模式，空调模式的切换会造成温度较大的波动，除湿过多又会重复加湿，造成用电浪费。

(4)送风温度控制模式下，送风温度会受到回风温度、制冷量及风量变化的影响，而且当空调调整运行参数后，回风温度和制冷量的影响会滞后于风量变化的影响。比如设定送风温度为23℃，当前送风温度为25℃，回风温度为37℃，由于当前送风温度比设定送风温度高，此时将通过增大风量、提高压缩机频率等方法以增加制冷量，假设风量提高20％，因为制冷量变化反应滞后，送风温度首先受风量变化的影响变为27℃，送风温度反而升高，导致制冷量会进一步加大，造成温度波动变大。

发明内容

本申请实施例提供一种空调的控制方法，以解决相关技术中存在的用电浪费问题。

本申请实施例提供了一种空调的控制方法，其包括如下步骤：

基于空调的当前温度T

基于当前温度T

基于空调的额定功率Q，以及当前计算周期的负载功率p和上一个计算周期的负载功率p

基于负载突变率Δp、设定负载突变率Δp

一些实施例中，使用第一公式，计算当前等效相对湿度H

或者，

使用第一方法，计算当前等效相对湿度H

获取当前温度饱和蒸汽分压力P

计算当前温度蒸汽分压力P

计算当前含湿量

计算当前等效相对湿度

其中，P

一些实施例中，使用第二公式，计算负载突变率Δp，所述第二公式包括：

一些实施例中，基于负载突变率Δp、设定负载突变率Δp

判断负载突变率的绝对值|Δp|与设定负载突变率Δp

若|Δp|＜Δp

若|Δp|≥Δp

其中，Δp

若s＜q，则Δmax(s,q)＝q-q

若s≥q，则Δmax(s,q)＝s-s

计算

其中，R为风机的目标转速，R

一些实施例中，使用第三公式公式，计算当前制冷需求q，所述第三公式包括：q＝f(T,T

使用第四公式公式，计算当前加湿需求s，所述第四公式包括：s＝f(H,H

使用第二方法，计算当前加湿需求s，所述第二方法包括：

获取当前温度饱和蒸汽分压力P

计算设定温度蒸汽分压力P＝P

计算设定含湿量

计算设定等效相对湿度

计算当前加湿需求s＝f(H

其中，P

一些实施例中，所述控制方法还包括通过控制加湿器启闭以防止加湿除湿竞争的步骤。

一些实施例中，当空调配置有送风温湿度传感器和回风温湿度传感器时，通过控制加湿器启闭以防止加湿除湿竞争的步骤，具体包括：

计算空调的除湿量B＝D

判断B是否大于0；

若B＞0，则关闭加湿器；

若B≤0，则判断当前加湿需求s是否满足s≥100％，若s≥100％，则开启加湿器，若0＜s＜100％，则保持当前加湿器状态不变，若s≤0，则关闭加湿器；

当空调配置有送风温湿度传感器和回风温湿度传感器中的任意一个时，通过控制加湿器启闭以防止加湿除湿竞争的步骤，具体包括：

使用第八公式，计算制冷剂的当前蒸发压力P

T

使用第五公式，计算凝露等效相对湿度H

其中，

判断凝露等效相对湿度H

若H

若H

一些实施例中，使用第六公式，计算回风含湿量D

使用第七公式，计算送风含湿量D

其中，P

一些实施例中，当空调仅配置回风温湿度传感器时，所述回风温湿度传感器测量的当前温度T

当空调仅配置送风温湿度传感器时，所述送风温湿度传感器测量的当前温度T

当空调配置有送风温湿度传感器和回风温湿度传感器时，任选其中一个温湿度传感器测量的当前温度T

一些实施例中，当选择送风温湿度传感器测量的当前温度T

计算当前送风温度修正值

计算当前制冷需求q＝f(T,T

其中，R为风机的目标转速，R

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种空调的控制方法，由于将当前温度下的当前相对湿度换算成设定温度下、同等含湿量下的当前等效相对湿度，再将当前等效相对湿度用于计算当前加湿需求，从而可以更加准确地进行湿度控制，使得室内湿度波动更小，进而解决了用电浪费问题。

利用额定功率和连续两个计算周期的负载功率，计算出负载突变率后，与设定负载突变率进行比较，根据比较结果，确定对压缩机以及风机提高还是降低转速，以及相应的需要达到的目标转速，并控制压缩机以及风机按照相应的目标转速进行运行，从而提高了空调对负载功率变化的反应速度，解决了负载功率突变造成的温度波动大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的空调的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种空调的控制方法，其能解决相关技术中存在的用电浪费问题。

参见图1所示，本申请实施例提供了一种空调的控制方法，该控制方法包括如下步骤：

101：获取空调的当前温度T

102：基于空调的当前温度T

103：基于当前温度T

104：基于空调的额定功率Q，以及当前计算周期的负载功率p和上一个计算周期的负载功率p

105：基于负载突变率Δp、设定负载突变率Δp

普通情况下，压缩机转速由制冷或除湿需求决定，而制冷需求的大小跟温度变化大小有关，温度变化大，制冷需求变化就大；当负载突然变化时，空调输出的制冷量与负载的发热量不匹配，导致空气温度与设定的需求温度的偏差逐渐增大，随着偏差的变化逐渐调节空调制冷输出量，偏差增大到一定程度时，制冷与负载发热才能重新平衡，在此过程中，空气温度与设定的需求温度的偏差的变化就是温度波动，是由空调制冷输出调节滞后于负载变化造成的，因此，在本申请中，利用额定功率Q和连续两个计算周期的负载功率p、p

需要说明的是，计算周期为设定的时间间隔，每隔这段时间，就重新计算一遍需要输出的参数，比如压缩机的目标转速、风机的目标转速、当前加湿需求、当前制冷需求、当前等效相对湿度、负载功率等。

在一个优选的实施方式中，本申请还提供了计算当前等效相对湿度H

方式一：使用第一公式，计算当前等效相对湿度H

其中，H

方式二：使用第一方法，计算当前等效相对湿度H

201：获取当前温度饱和蒸汽分压力P

202：计算当前温度蒸汽分压力P

203：计算当前含湿量

204：计算当前等效相对湿度

其中，P

对于设定温度饱和蒸汽分压力P

根据设定温度T，利用插值法，从饱和水蒸气压力表中，查出设定温度饱和蒸汽分压力P

对于当前温度饱和蒸汽分压力P

方式一：根据当前温度T

方式二：利用如下公式计算P

对于常用的空调，存在温湿度传感器数量配置上的区别，也即有的空调同时配置有送风温湿度传感器和回风温湿度传感器，而有的空调仅配置有其中一个温湿度传感器。

当空调仅配置回风温湿度传感器时，回风温湿度传感器测量的当前温度T

当空调仅配置送风温湿度传感器时，送风温湿度传感器测量的当前温度T

当空调配置有送风温湿度传感器和回风温湿度传感器时，可以任选其中一个温湿度传感器测量的当前温度T

在一个优选的实施方式中，本申请还提供了计算负载突变率Δp的方式，具体地，使用第二公式，计算负载突变率Δp，第二公式包括：

其中，p为当前计算周期的负载功率，p

在一个优选的实施方式中，本申请还提供了计算压缩机的目标转速C和风机的目标转速R的方式，具体地，包括如下步骤：

301：判断负载突变率的绝对值|Δp|与设定负载突变率Δp

302：若|Δp|＜Δp

若|Δp|≥Δp

其中，Δp

上述Δmax(s,q)按照如下方式获取：

若s＜q，则Δmax(s,q)＝q-q

若s≥q，则Δmax(s,q)＝s-s

303：计算

其中，R为风机的目标转速，R

在一个优选的实施方式中，本申请还提供了当前制冷需求q和当前加湿需求s的计算方式，具体地：

使用第三公式公式，计算当前制冷需求q，第三公式包括：q＝f(T,T

当空调仅配置回风温湿度传感器时，令T

当空调仅配置送风温湿度传感器时，令T

当空调配置有送风温湿度传感器和回风温湿度传感器时，可以任选其中一个温湿度传感器测量的当前温度T

由于在送风温度控制模式下，送风温度会受到风量变化的影响，导致制冷量会进一步加大，造成温度波动变大。

因此，在一个优选的实施方式中，为了解决这一问题，当选择送风温湿度传感器测量的当前温度T

计算当前送风温度修正值

按照如下公式，计算当前制冷需求q＝f(T,T

其中，R为风机的目标转速，R

当前加湿需求s可以有两种计算方式：

方式一：使用第四公式公式，计算当前加湿需求s，第四公式包括：s＝f(H,H

方式二：使用第二方法，计算当前加湿需求s，第二方法包括：

401：获取当前温度饱和蒸汽分压力P

402：计算设定温度蒸汽分压力P＝P

403：计算设定含湿量

404：计算

405：计算当前加湿需求s＝f(H

其中，P

在一个优选的实施方式中，本申请控制方法还包括通过控制加湿器启闭以防止加湿除湿竞争的步骤。

对于常用的空调，存在温湿度传感器数量配置上的区别，也即有的空调同时配置有送风温湿度传感器和回风温湿度传感器，而有的空调仅配置有其中一个温湿度传感器，当两个温湿度传感器均配置时，可以计算出除湿量，而仅配置有一个温湿度传感器时，无法计算除湿量，需要通过其他方式防止加湿除湿竞争。基于此，根据温湿度传感器的数量，可以从下述两种方式中选择一种：

方式一：当空调配置有送风温湿度传感器和回风温湿度传感器时，通过控制加湿器启闭以防止加湿除湿竞争的步骤，具体包括：

计算空调的除湿量B＝D

判断B是否大于0。

若B＞0，则关闭加湿器。

若B≤0，则判断当前加湿需求s是否满足s≥100％，若s≥100％，则开启加湿器，若0＜s＜100％，则保持当前加湿器状态不变，若s≤0，则关闭加湿器。

上述方式一中，在有加湿需求需要开启加湿器之前，需先判断除湿量B是否大于0，若除湿量B大于0，说明此时正在进行除湿，然而尽管有加湿需求，但无需进行加湿，关闭加湿器即可，通过调整风机转速，使除湿量B达到0后，再开启，这样可以避免加湿后又进行除湿，避免了加湿除湿竞争造成的耗电问题；而若除湿量B小于等于0时，说明此时没有进行除湿，至于是否开启加湿，需要进一步判断加湿需求，根据加湿需求的大小，决定加湿器的启闭。

方式二：当空调配置有送风温湿度传感器和回风温湿度传感器中的任意一个传感器时，通过控制加湿器启闭以防止加湿除湿竞争的步骤，具体包括：

使用第八公式，计算制冷剂的当前蒸发压力P

T

使用第五公式，计算凝露等效相对湿度H

其中，

判断凝露等效相对湿度H

若H

若H

上述方式二中，因为空调只配置有一个温湿度传感器，或为送风温湿度传感器，或为回风温湿度传感器，这种情况下无法计算出除湿量B，故可以通过计算凝露等效相对湿度的方式替代B是否大于0的判断。

在有加湿需求需要开启加湿器之前，需先判断凝露等效相对湿度H

在一个优选的实施方式中，可以采用如下公式计算回风含湿量D

使用第六公式，计算回风含湿量D

使用第七公式，计算送风含湿量D

其中，P

进一步地，对于当前回风温度饱和蒸汽分压力P

方式一：根据当前回风温度T

方式二：利用如下公式计算：

当令当前温度T

当令当前温度T

总之，本申请的原理如下：

当空调仅配置回风温湿度传感器时，利用回风温湿度传感器测量的数据，计算当前回风相对湿度H

当空调仅配置送风温湿度传感器时，利用送风温湿度传感器测量的数据，计算当前送风相对湿度H

当空调配置有送风温湿度传感器和回风温湿度传感器时，可以任选其中一个温湿度传感器测量的数据，计算当前等效相对湿度H

其中，当选择送风温湿度传感器测量的数据时，可以先使用风机转速的变化，对送风温度进行修正，利用修正之后的送风温度计算制冷需求。

同时，可以选择通过送风温湿度传感器和回风温湿度传感器测量的数据，计算除湿量B，并配合当前加湿需求s来判断加湿器的启闭，从而防止加湿除湿竞争。还可以选择其中任意一个温湿度传感器测量的数据，通过计算凝露等效相对湿度H

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。