[發(fā)明專利]一種提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能效的控制系統(tǒng)和控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910079590.4
• 申請(qǐng)日: 2019-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN109631238A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳凱;卿川東;江一波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波溪棠信息科技有限公司
• 主分類號(hào): F24F11/46
• 分類號(hào): F24F11/46
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;劉琰

一種提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能效的控制系統(tǒng)和控制方法，輔助控制器采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法，以傳統(tǒng)控制器的觀測(cè)量和傳統(tǒng)控制器輸出的控制量作為輔助控制器的輸入量，輔助控制器輸出調(diào)節(jié)后的控制量用于調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的輸出冷量或輸出熱量，使得一個(gè)控制周期內(nèi)的累積制冷量或制熱量不變。本發(fā)明便于部署，能夠有效提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能效的控制系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)

如圖1所示，傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)的觀測(cè)量包含室內(nèi)外環(huán)境溫度、室內(nèi)外環(huán)境濕度、冷凝器和蒸發(fā)器表面溫度等，控制量包含壓縮機(jī)頻率、室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、室外機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和膨脹閥開度等，傳統(tǒng)空調(diào)控制方法是利用模糊控制和/或PID(proportion integrationdifferentiation，比例積分微分控制)控制方法基于觀測(cè)量的測(cè)量結(jié)果對(duì)控制量進(jìn)行調(diào)整。這種傳統(tǒng)控制方法所采用的模糊控制和PID控制方法基于有限數(shù)據(jù)樣本依靠人工優(yōu)化的控制參數(shù)不能最佳適用于所有工作場(chǎng)景，且傳統(tǒng)控制算法設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，往往根據(jù)單一觀測(cè)量(室內(nèi)溫度)做出控制決策，故而導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)的制冷/制熱能效不高。

一般來(lái)說(shuō)，空調(diào)系統(tǒng)的能效就制冷和制熱工作模式不同，名稱有所區(qū)別，其中，空調(diào)系統(tǒng)能效比＝EER/COP，對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能耗90％以上來(lái)自壓縮機(jī)，在其它條件不變的情況下，壓縮機(jī)能效比隨著壓縮機(jī)頻率升高而降低，除壓縮機(jī)頻率以外，空調(diào)系統(tǒng)所處的環(huán)境因素(環(huán)境溫度、濕度等)，空調(diào)系統(tǒng)其它組件的工作狀態(tài)(風(fēng)機(jī)開度、膨脹閥開度等)，以及空調(diào)系統(tǒng)其它組件的靜態(tài)參數(shù)(冷媒物理特性、蒸發(fā)器以及冷凝器表面積、毛細(xì)管長(zhǎng)度等)，都顯著影響著壓縮機(jī)的能效。

傳統(tǒng)空調(diào)控制方法能夠憑借大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)組件的靜態(tài)參數(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)，然而對(duì)環(huán)境因素以及空調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)所能做的優(yōu)化及其有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能效的控制系統(tǒng)和控制方法，便于部署，能夠有效提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能效。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能效的控制系統(tǒng)，包含傳統(tǒng)控制器和輔助控制器；

傳統(tǒng)控制器的輸入量為觀測(cè)量，傳統(tǒng)控制器的輸出量為控制量，傳統(tǒng)控制器采用PID控制方法或模糊控制方法；

輔助控制器的輸入量為觀測(cè)量和傳統(tǒng)控制器的輸出量，輔助控制器的輸出量為調(diào)節(jié)后的控制量；

輔助控制器輸出的調(diào)節(jié)后的控制量用于調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的輸出冷量或輸出熱量，實(shí)現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)低能效比區(qū)間內(nèi)降低輸出制冷能力或制熱能力，在空調(diào)系統(tǒng)高能效比區(qū)間提高制冷能力或制熱能力，使得一個(gè)控制周期內(nèi)的累積制冷量或制熱量的變化量小于預(yù)設(shè)的門限值；

所述的觀測(cè)量包含室內(nèi)環(huán)境溫度、室內(nèi)環(huán)境濕度、室外環(huán)境溫度、室外環(huán)境濕度；

所述的傳統(tǒng)控制器輸出的控制量包含：壓縮機(jī)頻率、室內(nèi)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、室外風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、膨脹閥開度；

所述的輔助控制器輸出的調(diào)節(jié)后的控制量包含：壓縮機(jī)頻率、室內(nèi)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、室外風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、膨脹閥開度。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述的輔助控制器包含：

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，其中裝載有至少一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸入量包含觀測(cè)量和傳統(tǒng)控制器輸出的控制量，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸出量包含空調(diào)系統(tǒng)的耗電功率的估計(jì)值、以及制冷能力或制熱能力的估計(jì)值；

計(jì)時(shí)器，其用于計(jì)算輔助控制器的每個(gè)控制周期內(nèi)的控制時(shí)間；

積分器，其用于根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊輸出的制冷能力或制熱能力的估計(jì)值來(lái)計(jì)算某一時(shí)間段內(nèi)輔助控制器累積降低或提升的制冷量或制熱量；