空调预冷控制方法及装置与流程

本发明涉及空调智能控制领域，具体而言，涉及一种空调预冷控制方法及装置。

背景技术：

1、在大型公共建筑（如写字楼、商场、酒店等）中，空调系统的能耗通常占建筑总能耗的50%以上，且在夏季高温季节，空调负荷往往占据电网用电的峰值，导致运行成本高昂。传统的空调控制系统多采用基于室内温湿度反馈的闭环控制策略，即当室内温度超过设定值时启动制冷设备。这种控制方式主要关注室内环境的即时舒适度，往往忽略了室外气象条件的变化潜力以及电网电价波动对运行经济性的影响。特别是在夏季，室外空气在夜间或清晨往往具有较低的焓值和含湿量，具备天然的“免费冷却”潜力，但传统系统通常在此时段关闭新风机组或仅维持最小通风，未能有效利用这一自然冷源来降低建筑围护结构和内部物体的蓄热，导致次日高峰时段空调系统需耗费大量电能进行强制降温。

2、此外，随着电力市场改革的深入，分时电价（峰谷平电价机制）在各地广泛实施。峰电时段电价高昂，而谷电或平电时段电价相对较低。现有的空调控制逻辑缺乏将电价成本与新风热力学状态相结合的经济性决策机制。一方面，许多系统未能在电价较低的时段（如夜间或午间平电时段）提前引入经过处理的新风进行预冷蓄冷，以转移高峰时段的制冷负荷；另一方面，部分系统虽尝试引入新风，但未充分考虑室外空气含湿量过高可能导致后续除湿能耗激增的问题，或者未区分不同电价时段的处理成本差异，导致反而增加了整体电费支出的情况。

3、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种空调预冷控制方法及装置，以至少解决相关技术中空调系统新风处理能耗高、运行成本显著增加的技术问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种空调预冷控制方法，包括：基于预冷决策参数将焓湿图划分为多个区域，其中，所述预冷决策参数包括：室内设计状态点参数、室外设计状态点参数和气象资料数据；基于预设未来时段内的室外气象预报数据，确定待评估时段中的目标时刻的室外空气状态点所属的目标区域，其中，所述待评估时段包括：低谷电价时段、平电电价时段和高峰电价时段，且所述待评估时段包含于所述预设未来时段，所述目标区域为所述多个区域中的区域；当所述目标时刻在所述低谷电价时段内时，控制新风机组执行与所述目标区域对应的低谷电价预冷策略；当所述目标时刻在所述平电电价时段内时，执行基于能耗的预冷决策模拟操作，得到模拟结果；基于所述模拟结果，控制所述新风机组在所述平电电价时段执行相应的平电电价预冷策略。

3、可选地，在所述多个区域的数量为三个时，基于预冷决策参数将焓湿图划分为多个区域，包括：基于所述室内设计状态点参数，通过所述焓湿图的映射关系确定室内设计状态点的含湿量；基于所述室外设计状态点参数，通过所述焓湿图的映射关系，或，预设的空气热力学计算模型确定所述室外设计状态点的焓值；基于所述含湿量和所述焓值，在所述焓湿图上构建等含湿量线和等焓线；根据所述等含湿量线和所述等焓线将所述焓湿图划分为低温低湿区、高湿低能区和高能区。

4、可选地，基于预设未来时段内的室外气象预报数据，确定待评估时段中的目标时刻的室外空气状态点所属的目标区域，包括：从所述室外气象预报数据中提取所述目标时刻的室外空气状态点参数；基于所述室外空气状态点参数，通过所述焓湿图的映射关系确定所述室外空气状态点的含湿量和所述室外空气状态点的焓值；当所述室外空气状态点的含湿量小于或等于室内设计状态点的含湿量时，确定所述目标区域为低温低湿区；当所述室外空气状态点的含湿量大于所述室内设计状态点的含湿量且所述室外空气状态点的焓值小于或等于室外设计状态点的焓值时，确定所述目标区域为高湿低能区。

5、可选地，当所述目标时刻在所述低谷电价时段内时，控制新风机组执行与所述目标区域对应的低谷电价预冷策略，包括：当所述目标区域为所述低温低湿区时，生成第一预冷指令以控制所述新风机组以预设风量向室内输送室外新风。

6、可选地，当所述目标时刻在所述低谷电价时段内时，控制新风机组执行与所述目标区域对应的低谷电价预冷策略，包括：当所述目标区域为所述高湿低能区时，利用所述新风机组对室外新风进行热湿处理，得到目标室外新风，其中，所述目标室外新风在所述焓湿图上映射为目标送风状态点，所述目标送风状态点的含湿量小于或等于所述室内设计状态点的含湿量且所述目标送风状态点的焓值小于所述室外设计状态点的焓值；生成第二预冷指令以控制所述新风机组以预设风量向室内输送所述目标室外新风。

7、可选地，当所述目标时刻在所述平电电价时段内时，执行基于能耗的预冷决策模拟操作，包括：根据室内当前人数及预设最小新风量标准，计算所需的最小新风量；模拟在所述平电电价时段以所述最小新风量向室内输送目标室外新风，计算所述新风机组和关联制冷设备的总耗电量，并根据平电电价确定第一预估电费；模拟在所述高峰电价时段以所述最小新风量向室内输送所述目标室外新风，将新风机组能耗与维持室内设定温湿度状态所需能耗之和作为总耗电量，并根据高峰电价确定第二预估电费。

8、可选地，基于所述模拟结果，控制所述新风机组在所述平电电价时段执行相应的平电电价预冷策略，包括：当所述第一预估电费小于或者等于所述第二预估电费时，生成平电预冷控制指令以控制所述新风机组在所述平电电价时段向室内输送所述目标室外新风。

9、可选地，基于所述模拟结果，控制所述新风机组在所述平电电价时段执行相应的平电电价预冷策略，包括：当所述第一预估电费大于所述第二预估电费时，生成常规运行控制指令以控制所述新风机组维持常规运行模式。

10、可选地，所述空调预冷控制方法还包括：计算房间体积与所述新风机组的预设风量的比值，得到预冷提前启动时间，其中，所述新风机组的运行时长等于所述预冷提前启动时间。

11、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种空调预冷控制系统，包括：划分单元，用于基于预冷决策参数将焓湿图划分为多个区域，其中，所述预冷决策参数包括：室内设计状态点参数、室外设计状态点参数和气象资料数据；确定单元，用于基于预设未来时段内的室外气象预报数据，确定待评估时段中的目标时刻的室外空气状态点所属的目标区域，其中，所述待评估时段包括：低谷电价时段、平电电价时段和高峰电价时段，且所述待评估时段包含于所述预设未来时段，所述目标区域为所述多个区域中的区域；第一控制单元，用于当所述目标时刻在所述低谷电价时段内时，控制新风机组执行与所述目标区域对应的低谷电价预冷策略；执行单元，用于当所述目标时刻在所述平电电价时段内时，执行基于能耗的预冷决策模拟操作，得到模拟结果；第二控制单元，用于基于所述模拟结果，控制所述新风机组在所述平电电价时段执行相应的平电电价预冷策略。

12、可选地，在所述多个区域的数量为三个时，所述划分单元包括第一确定模块，用于基于所述室内设计状态点参数，通过所述焓湿图的映射关系确定室内设计状态点的含湿量；第二确定模块，用于基于所述室外设计状态点参数，通过所述焓湿图的映射关系，或，预设的空气热力学计算模型确定所述室外设计状态点的焓值；构建模块，用于基于所述含湿量和所述焓值，在所述焓湿图上构建等含湿量线和等焓线；划分模块，用于根据所述等含湿量线和所述等焓线将所述焓湿图划分为低温低湿区、高湿低能区和高能区。

13、可选地，所述确定单元包括：提取模块，用于从所述室外气象预报数据中提取所述目标时刻的室外空气状态点参数；第三确定模块，用于基于所述室外空气状态点参数，通过所述焓湿图的映射关系确定所述室外空气状态点的含湿量和所述室外空气状态点的焓值；第四确定模块，用于当所述室外空气状态点的含湿量小于或等于室内设计状态点的含湿量时，确定所述目标区域为低温低湿区；第五确定模块，用于当所述室外空气状态点的含湿量大于所述室内设计状态点的含湿量且所述室外空气状态点的焓值小于或等于室外设计状态点的焓值时，确定所述目标区域为高湿低能区。

14、可选地，所述第一控制单元包括：第一控制子模块，用于当所述目标区域为所述低温低湿区时，生成第一预冷指令以控制所述新风机组以预设风量向室内输送室外新风。

15、可选地，所述第一控制单元包括：处理子模块，用于当所述目标区域为所述高湿低能区时，利用所述新风机组对室外新风进行热湿处理，得到目标室外新风，其中，所述目标室外新风在所述焓湿图上映射为目标送风状态点，所述目标送风状态点的含湿量小于或等于所述室内设计状态点的含湿量且所述目标送风状态点的焓值小于所述室外设计状态点的焓值；第二控制子模块，用于生成第二预冷指令以控制所述新风机组以预设风量向室内输送所述目标室外新风。

16、可选地，所述执行单元包括：第一计算模块，用于根据室内当前人数及预设最小新风量标准，计算所需的最小新风量；第二计算模块，用于模拟在所述平电电价时段以所述最小新风量向室内输送目标室外新风，计算所述新风机组和关联制冷设备的总耗电量，并根据平电电价确定第一预估电费；第三计算模块，用于模拟在所述高峰电价时段以所述最小新风量向室内输送所述目标室外新风，将新风机组能耗与维持室内设定温湿度状态所需能耗之和作为总耗电量，并根据高峰电价确定第二预估电费。

17、可选地，所述第二控制单元包括：第三控制子模块，用于当所述第一预估电费小于或者等于所述第二预估电费时，生成平电预冷控制指令以控制所述新风机组在所述平电电价时段向室内输送所述目标室外新风。

18、可选地，所述第二控制单元包括：第四控制子模块，用于当所述第一预估电费大于所述第二预估电费时，生成常规运行控制指令以控制所述新风机组维持常规运行模式。

19、可选地，所述空调预冷控制方法还包括：计算单元，用于计算房间体积与所述新风机组的预设风量的比值，得到预冷提前启动时间，其中，所述新风机组的运行时长等于所述预冷提前启动时间。

20、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种空调器，所述空调器使用上述中任一项所述的空调预冷控制方法。

21、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述中任意一项所述的空调预冷控制方法。

22、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的空调预冷控制方法。

23、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时执行上述中任意一项所述的空调预冷控制方法。

24、应用本技术的技术方案，上述空调预冷控制方法中，基于预冷决策参数将焓湿图划分为多个区域；基于预设未来时段内的室外气象预报数据，确定待评估时段中的目标时刻的室外空气状态点所属的目标区域；当目标时刻在低谷电价时段内时，控制新风机组执行与目标区域对应的低谷电价预冷策略；当目标时刻在平电电价时段内时，执行基于能耗的预冷决策模拟操作，得到模拟结果；基于模拟结果，控制新风机组在平电电价时段执行相应的平电电价预冷策略，实现了依据室内设计状态点的等含湿量线和室外设计状态点的等焓线对焓湿图进行分区以判定新风状态，并结合气象预报与分时电价信息，智能决策在夜间谷电时段或午间平电时段利用新风进行预冷蓄冷，解决了相关技术中空调系统新风处理能耗高、运行成本显著增加的技术问题。