一種基于PID算法的空調(diào)控制方法及其系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種基于PID算法的空調(diào)控制方法及其系統(tǒng)，通過(guò)采集機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)的送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度和濕度；根據(jù)所述送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度和預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，控制空調(diào)內(nèi)壓縮機(jī)啟動(dòng)的個(gè)數(shù)和啟動(dòng)時(shí)間；利用增量式PID算法，根據(jù)所述送風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度之間的溫差值和預(yù)設(shè)機(jī)房溫度,計(jì)算出壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率；同時(shí)根據(jù)壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的最優(yōu)轉(zhuǎn)速；控制壓縮機(jī)以所述最優(yōu)輸出頻率進(jìn)行冷量輸出和控制風(fēng)機(jī)以調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)所述方法及其系統(tǒng)，通過(guò)變頻器對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，空調(diào)輸出更小的冷量，以達(dá)到機(jī)房?jī)?nèi)冷量與熱量的平衡，減少壓縮機(jī)的啟停次數(shù)，降低了壓縮機(jī)的運(yùn)行能耗，從而使空調(diào)的運(yùn)行更節(jié)能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及空調(diào)控制
，尤其涉及的是一種基于PID算法的空調(diào)控制方法及其系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前，采用傳統(tǒng)IDC數(shù)據(jù)中心的用戶(hù)基本為電信運(yùn)營(yíng)商、數(shù)據(jù)中心服務(wù)商、銀行、醫(yī)院、政府機(jī)構(gòu)的大機(jī)房，該類(lèi)機(jī)房在大批量使用直膨式精密空調(diào)，通過(guò)啟動(dòng)和停止壓縮機(jī)的方式，調(diào)節(jié)空調(diào)的輸出冷量，普偏存在空調(diào)效率低、能耗高、壓縮機(jī)頻繁啟停造成使用壽命縮短等現(xiàn)象。多年來(lái)，隨著數(shù)據(jù)中心的耗電巨大的現(xiàn)象日益突顯，其運(yùn)營(yíng)成本壓力增大，行業(yè)內(nèi)也在不斷研究各類(lèi)節(jié)能專(zhuān)利技術(shù)，主要研究方向是改善機(jī)房氣流組織，間接提升空調(diào)的換熱效率，從而實(shí)現(xiàn)一定程序上的降低能耗，但空調(diào)的能耗依然很高，還有更深一步的節(jié)能空調(diào)有待挖掘。但是在住宅及普通商用建筑物的制冷領(lǐng)域，存在對(duì)壓縮機(jī)做節(jié)能優(yōu)化的專(zhuān)利技術(shù)，但因?yàn)閼?yīng)用場(chǎng)合的差異，在空調(diào)為雙壓縮機(jī)的工況下，其控制方法為一臺(tái)變頻器同時(shí)控制兩臺(tái)壓縮機(jī)及室內(nèi)風(fēng)機(jī)，并使兩臺(tái)壓縮機(jī)同時(shí)啟動(dòng)或停止，且室內(nèi)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降率與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下降率保持一致。該專(zhuān)利技術(shù)應(yīng)用在機(jī)房空調(diào)上，存在的缺點(diǎn)有：其冷量的控制范圍狹窄（約為70%～100%），在機(jī)房低負(fù)載的情況下，明顯增加了機(jī)房溫度波動(dòng)變化，能很輕易的超出機(jī)房允許的變化波動(dòng)，無(wú)法滿(mǎn)足機(jī)房大風(fēng)量、小晗差及溫度變化波動(dòng)小等要求。該種室內(nèi)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方式，易引起機(jī)房?jī)?nèi)送風(fēng)溫度過(guò)低，而導(dǎo)致機(jī)房?jī)?nèi)IT設(shè)備的進(jìn)風(fēng)溫度過(guò)低；存在機(jī)房?jī)?nèi)濕度控制精度差的缺陷。因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于為用戶(hù)提供一種基于PID算法的空調(diào)控制方法及其系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)房?jī)?nèi)IT設(shè)備的進(jìn)風(fēng)溫度過(guò)低，存在機(jī)房?jī)?nèi)濕度控制精度差的缺陷。本專(zhuān)利技術(shù)解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：一種基于PID算法的空調(diào)控制方法，其中，包括以下步驟：步驟A、采集機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)的送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度和濕度；步驟B、根據(jù)所述送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度和預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，控制空調(diào)內(nèi)壓縮機(jī)啟動(dòng)的個(gè)數(shù)和啟動(dòng)時(shí)間；步驟C、利用增量式PID算法，根據(jù)所述送風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度之間的溫差值和預(yù)設(shè)機(jī)房溫度,計(jì)算出壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率；同時(shí)根據(jù)壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；步驟D、控制壓縮機(jī)以所述最優(yōu)輸出頻率進(jìn)行冷量輸出和控制風(fēng)機(jī)以調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的基于PID算法的空調(diào)控制方法，其中，所述步驟B包括：步驟B1、當(dāng)滿(mǎn)足條件T2>T+k1時(shí)，且無(wú)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，則啟動(dòng)第一壓縮機(jī)；步驟B2、當(dāng)滿(mǎn)足條件T2>T+k2時(shí)，且第一壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為最大值，并保持第一預(yù)設(shè)時(shí)間TIME1后，則啟動(dòng)第二壓縮機(jī)；步驟B3、當(dāng)滿(mǎn)足條件T2<T-k3時(shí)，且第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為最小值，則保持第二預(yù)設(shè)時(shí)間TIME2后，則停止第二壓縮機(jī)或者第一壓縮機(jī)的運(yùn)行；步驟B4、當(dāng)滿(mǎn)足條件T2<T-k4時(shí)，且正在運(yùn)行的第一壓縮機(jī)或者第二壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為最小值，并保持第三預(yù)設(shè)時(shí)間TIME3后，則停止所有壓縮機(jī)運(yùn)行；其中，所述T2為回風(fēng)溫度，T為預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，k2>k1，k4>k3，且k1、k2、k3和k4的值為不大于2的常數(shù)；所述TIME1、TIME2和TIME3的值為常數(shù)。所述的基于PID算法的空調(diào)控制方法，其中，所述步驟C中所述增量式PID算法通過(guò)如下公式一計(jì)算：△uk=uk-uk-1=Kp×△ek+Ki×ek+Kd×[△ek-△ek-1]；ek=T-T2；△ek=ek-ek-1，△ek-1=ek-1-ek-2；其中，T為預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，T2為回風(fēng)溫度；所述Kp、Ki和Kd為常數(shù)。所述的基于PID算法的空調(diào)控制方法，其中，所述步驟C中還包括：步驟C1、將增量式PID算法和自適應(yīng)算法相結(jié)合，通過(guò)如下公式二計(jì)算壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率：△uk=△uk(1+Kx)；其中：Kx=|預(yù)設(shè)值－反饋值|/預(yù)設(shè)值×100%；當(dāng)Kx<10%時(shí)，△uk=△uk；當(dāng)Kx>=10%時(shí),△uk=△uk(1+Kx)；所述反饋值為空調(diào)的回風(fēng)溫度，所述預(yù)設(shè)值為預(yù)設(shè)回風(fēng)溫度。所述的基于PID算法的空調(diào)控制方法，其中，所述步驟C還包括：步驟C2、將風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速同步設(shè)置后，根據(jù)送風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度、預(yù)設(shè)第一保護(hù)值、預(yù)設(shè)第二保護(hù)值、預(yù)設(shè)第三保護(hù)值和第四保護(hù)值對(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)；若送風(fēng)溫度小于預(yù)設(shè)第一保護(hù)值，則控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不得小于預(yù)設(shè)第二保護(hù)值；若回風(fēng)濕度大于第三保護(hù)值，則控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不得大于第四保護(hù)值。一種基于PID算法的空調(diào)控制系統(tǒng)，其中，包括：多個(gè)壓縮機(jī)、與每個(gè)壓縮機(jī)建立一一對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)變頻器、風(fēng)機(jī)、與全部風(fēng)機(jī)均建立連接的共用調(diào)速器、送風(fēng)溫度傳感器、回風(fēng)溫度傳感器、回風(fēng)濕度傳感器和控制器；所述送風(fēng)溫度傳感器、回風(fēng)溫度傳感器和回風(fēng)濕度傳感器采集機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)的送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度和濕度，傳送到控制器；所述控制器包括：?jiǎn)?dòng)個(gè)數(shù)及時(shí)間控制模塊、最優(yōu)數(shù)據(jù)計(jì)算模塊和控制運(yùn)行模塊；所述啟動(dòng)個(gè)數(shù)及時(shí)間控制模塊，用于根據(jù)所述送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度和預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，控制空調(diào)內(nèi)壓縮機(jī)啟動(dòng)的個(gè)數(shù)和啟動(dòng)時(shí)間；所述最優(yōu)數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，用于利用增量式PID算法，根據(jù)所述送風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度之間的溫差值和預(yù)設(shè)機(jī)房溫度,計(jì)算出壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率，同時(shí)根據(jù)壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；控制運(yùn)行模塊，用于控制壓縮機(jī)以所述最優(yōu)輸出頻率進(jìn)行冷量輸出和控制風(fēng)機(jī)以調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的基于PID算法的空調(diào)控制系統(tǒng)，其中，所述啟動(dòng)個(gè)數(shù)及時(shí)間控制模塊包括：第一條件判定單元，用于當(dāng)滿(mǎn)足條件T2>T+k1時(shí)，且無(wú)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，則啟動(dòng)第一壓縮機(jī)；第二條件判定單元，用于當(dāng)滿(mǎn)足條件T2>T+k2時(shí)，且第一壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為最大值，并保持第一預(yù)設(shè)時(shí)間TIME1后，啟動(dòng)第二壓縮機(jī)；第三條件判定單元，用于當(dāng)滿(mǎn)足條件T2<T-k3時(shí)，且第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為最小值，則保持第二預(yù)設(shè)時(shí)間TIME2后，則停止第二壓縮機(jī)或者第一壓縮機(jī)的運(yùn)行；第四條件判定單元，用于當(dāng)滿(mǎn)足條件T2<T-k4時(shí)，且正在運(yùn)行的第一壓縮機(jī)或者第二壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為最小值，并保持第三預(yù)設(shè)時(shí)間TIME3后，則停止所有壓縮機(jī)運(yùn)行；其中，所述T2為回風(fēng)溫度，T為預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，k2>k1，k4>k3，且k1、k2、k3和k4的值為不大于2的常數(shù)；所述TIME1、TIME2和TIME3的值為常數(shù)。所述的基于PID算法的空調(diào)控制系統(tǒng)，其中，所述增量式PID算法的通過(guò)如下公式一進(jìn)行計(jì)算：△uk=uk-uk-1=Kp×△ek+Ki×ek+Kd×[△ek-△ek-1]；ek=T-T2；△ek=ek-ek-1，△ek-1=ek-1-ek-2；其中，T為預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，T2為回風(fēng)溫度，所述Kp為比例系數(shù)；Ki:積分系數(shù)；Kd：微分系數(shù)。所述的基于PID算法的空調(diào)控制系統(tǒng)，其中，所述最優(yōu)數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，還用于將增量式PID算法和自適應(yīng)算法相結(jié)合，通過(guò)如下公式二計(jì)算壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率：△uk=△uk(1+Kx)；Kx=（預(yù)設(shè)值－反饋值）/預(yù)設(shè)值×100%；當(dāng)Kx<10%時(shí)，△uk=△uk；當(dāng)Kx>=10%時(shí),△uk=△uk(1+Kx)；其中，所述反饋值為空調(diào)的回風(fēng)溫度，所述預(yù)設(shè)值為預(yù)設(shè)回風(fēng)溫度。所述的基于PID算法的空調(diào)控制系統(tǒng)，其中，所述最優(yōu)數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，還用于將風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速同步設(shè)置后，根據(jù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于PID算法的空調(diào)控制方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟A、采集機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)的送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度和濕度；步驟B、根據(jù)所述送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度和預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，控制空調(diào)內(nèi)壓縮機(jī)啟動(dòng)的個(gè)數(shù)和啟動(dòng)時(shí)間；步驟C、利用增量式PID算法，根據(jù)所述送風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度之間的溫差值和預(yù)設(shè)機(jī)房溫度,計(jì)算出壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率；同時(shí)根據(jù)壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；步驟D、控制壓縮機(jī)以所述最優(yōu)輸出頻率進(jìn)行冷量輸出和控制風(fēng)機(jī)以調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于PID算法的空調(diào)控制方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟A、采集機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)的送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度和濕度；步驟B、根據(jù)所述送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度和預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，控制空調(diào)內(nèi)壓縮機(jī)啟動(dòng)的個(gè)數(shù)和啟動(dòng)時(shí)間；步驟C、利用增量式PID算法，根據(jù)所述送風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度之間的溫差值和預(yù)設(shè)機(jī)房溫度,計(jì)算出壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率；同時(shí)根據(jù)壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；步驟D、控制壓縮機(jī)以所述最優(yōu)輸出頻率進(jìn)行冷量輸出和控制風(fēng)機(jī)以調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PID算法的空調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟B包括：步驟B1、當(dāng)滿(mǎn)足條件T2>T+k1時(shí)，且無(wú)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，則啟動(dòng)第一壓縮機(jī)；步驟B2、當(dāng)滿(mǎn)足條件T2>T+k2時(shí)，且第一壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為最大值，并保持第一預(yù)設(shè)時(shí)間TIME1后，則啟動(dòng)第二壓縮機(jī)；步驟B3、當(dāng)滿(mǎn)足條件T2<T-k3時(shí)，且第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為最小值，則保持第二預(yù)設(shè)時(shí)間TIME2后，則停止第二壓縮機(jī)或者第一壓縮機(jī)的運(yùn)行；步驟B4、當(dāng)滿(mǎn)足條件T2<T-k4時(shí)，且正在運(yùn)行的第一壓縮機(jī)或者第二壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為最小值，并保持第三預(yù)設(shè)時(shí)間TIME3后，則停止所有壓縮機(jī)運(yùn)行；其中，所述T2為回風(fēng)溫度，T為預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，k2>k1，k4>k3，且k1、k2、k3和k4的值為不大于2的常數(shù)；所述TIME1、TIME2和TIME3的值為常數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PID算法的空調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟C中所述增量式PID算法通過(guò)如下公式一計(jì)算：△uk=uk-uk-1=Kp×△ek+Ki×ek+Kd×[△ek-△ek-1]；ek=T-T2；△ek=ek-ek-1，△ek-1=ek-1-ek-2；其中，T為預(yù)設(shè)機(jī)房溫度，T2為回風(fēng)溫度，所述Kp、Ki和Kd為常數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于PID算法的空調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟C中還包括：步驟C1、將增量式PID算法和自適應(yīng)算法相結(jié)合，通過(guò)如下公式二計(jì)算壓縮機(jī)的最優(yōu)輸出頻率：△uk=△uk(1+Kx)；其中：Kx=|預(yù)設(shè)值－反饋值|/預(yù)設(shè)值×100%；當(dāng)Kx<10%時(shí)，△uk=△uk；當(dāng)Kx>=10%時(shí),△uk=△uk(1+Kx)；所述反饋值為空調(diào)的回風(fēng)溫度，所述與預(yù)設(shè)值為預(yù)先設(shè)定的壓縮機(jī)輸出頻率。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于PID算法的空調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟C還包括：步驟C2、將風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速同步設(shè)置后，根據(jù)送風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度、預(yù)設(shè)第一保護(hù)值、預(yù)設(shè)第二保護(hù)值、預(yù)設(shè)第三保護(hù)值和第四保護(hù)值對(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)；若送風(fēng)溫度小于預(yù)設(shè)第一保護(hù)值，則控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不得小于預(yù)設(shè)第二保護(hù)值；若回風(fēng)濕度大于第三保護(hù)值，則控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不得大于第四保護(hù)值。6.一種基于PID算法的空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：多個(gè)壓縮機(jī)、與每個(gè)壓縮機(jī)建立一一對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)變頻器、風(fēng)機(jī)、與全部風(fēng)機(jī)均建立連接的共用調(diào)速器、送風(fēng)溫度傳感器、回風(fēng)溫度傳感器、...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：廖錦坤，楊軍，戴海榕，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：深圳市共濟(jì)科技股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44