一种多联机控制方法及多联机与流程

1.本发明属于空气调节技术领域，具体地说，是涉及一种多联机控制方法及多联机。


背景技术：

2.在多联机系统中，多台室外机并联组合成一个外机系统，连接多台室内机。由于室内机负荷差异比较大，有时开很少内机运转，有时内机全开。为了适应不同的负荷需求，外机系统会选择数量不同的外机组合运转。外机开机数量如果频繁变化，会造成系统参数不稳定，控制出现波动，影响系统的节能。
3.通常做法是外机系统在达到运转外机组合能力的某个固定比例时，判断目标参数与实际参数，直接确定是增加或减少一台外机运转。
4.比如在由三台室外机组合的外机系统中，开小负荷内机时只运转了1台室外机1，当继续开内机时，当外机系统根据目标参数调节时，外机1的能力输出达到其额定能力的75％，仍不满足参数要求时，开第2台外机2。内机负荷继续加大时，运转的外机1和外机2能力总和超过两台外机额定能力和的75％，仍不满足参数要求时，开第3台外机3。
5.上述控制方式虽然简单，但实际运转时，使用固定比例来判断需要运转的外机台数容易造成外机的频繁开停。在75％能力输出不能满足内机负荷需求，但很可能在76％就能满足，根本不需要增开外机。一般情况下压缩机在中高频能效最高，外机增加台数后，在同样满足负荷需求的情况下压缩机会运转在低频率阶段，能耗相对中高频大，不利于节能，尽可能运转最少的外机满足负荷需求。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种多联机控制方法，解决了室外机频繁启停的技术问题。
7.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
8.一种多联机控制方法，所述多联机包括多台并联的室外机和多台并联的室内机；所述控制方法包括：
9.(1)计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例；如果实际能力输出比例＞设定的增加能力阈值低值，或实际能力输出比例＜设定的减少能力阈值高值，则执行步骤(2)；
10.(2)获取步长修正值，计算目标能力输出比例＝本次计算出的实际能力输出比例 本次获取的步长修正值；
11.(3)根据本次计算出的目标能力输出比例控制当前运转的所有室外机运行；
12.(4)重新计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例，重新获取步长修正值；计算预测能力输出比例＝本次计算出的实际能力输出比例 修正系数*上一次获取的步长修正值；
13.如果预测能力输出比例＞设定的增加能力阈值高值，则增开一台室外机；
14.如果预测能力输出比例＜设定的减少能力阈值低值，则关闭一台室外机；
15.其中，减少能力阈值低值＜减少能力阈值高值＜增加能力阈值低值＜增加能力阈值高值。
16.进一步的，在步骤(4)中，还包括下述步骤：
17.如果预测能力输出比例≤设定的增加能力阈值高值，则次数n1清零；
18.如果预测能力输出比例＞设定的增加能力阈值高值，则在增开一台室外机之前还包括：次数n1加1，如果次数n1未达到设定次数，则重新计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例，返回步骤(2)；如果次数n1达到设定次数，则增开一台室外机，次数n1清零。
19.又进一步的，在步骤(4)中，还包括下述步骤：
20.如果预测能力输出比例≥设定的减少能力阈值低值，则次数n2清零；
21.如果预测能力输出比例＜设定的减少能力阈值低值，则在关闭一台室外机之前还包括：次数n2加1，如果次数n2未达到设定次数，则重新计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例，返回步骤(2)；如果次数n2达到设定次数，则关闭一台室外机，次数n2清零。
22.更进一步的，所述获取步长修正值，具体包括：
23.计算偏差比例＝(实际运行参数-目标运行参数)/目标运行参数；
24.查询步长修正值-偏差比例的预设关系表，获得对应的步长修正值；
25.其中，实际运行参数为实际低压、实际高压或实际内机盘管温度；相对应的，目标运行参数为目标低压、目标高压或目标内机盘管温度。
26.再进一步的，修正系数＝本次计算出的偏差比例/(上次计算出的偏差比例-本次计算出的偏差比例)。
27.进一步的，所述实际低压为当前运转的所有室外机的实际低压平均值；
28.所述目标低压为当前运转的所有室外机的目标低压平均值；
29.所述实际内机盘管温度为当前运转的所有室内机的实际内机盘管温度平均值；
30.所述目标内机盘管温度为当前运转的所有室内机的目标内机盘管温度平均值。
31.又进一步的，所述减少能力阈值低值为20％，所述减少能力阈值高值为40％，所述增加能力阈值低值为70％，所述增加能力阈值高值为90％。
32.更进一步的，所述设定次数为3。
33.一种多联机，包括：
34.外机系统，其包括多台并联的室外机；
35.内机系统，其包括多台并联的室内机；
36.控制器，其用于执行所述的多联机控制方法。
37.进一步的，选择其中一台室外机为主机，其余室外机为从机，所述控制器安装在所述主机上，所述主机控制每个从机以及室内机的运行。
38.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的多联机控制方法及多联机，在当前运转的所有室外机的实际能力输出比例＞设定的增加能力阈值低值，或＜设定的减少能力阈值高值时，获取步长修正值，计算目标能力输出比例，根据本次计算出的目标能力输出比例控制当前运转的所有室外机运行；然后重新计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例，重新获取步长修正值，计算预测能力输出比例，如果预测能力输出比例＞设定的增加能力阈值高值，则增开一台室外机；如果预测能力输出比例＜设定的减少能力阈值低值，则关闭一台室外机；本实施例的多联机控制方法，根据预测能力输出比例判定是
否增开或关停一台室外机，避免室外机频繁启停，保证用户的使用效果，保证多联机的稳定。
39.结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
40.图1是本发明所提出的多联机的一种实施例的结构框图；
41.图2是本发明所提出的多联机控制方法的一种实施例的流程图；
42.图3是本发明所提出的多联机控制方法的又一种实施例的流程图。
具体实施方式
43.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
44.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.针对目前多联机的室外机频繁启停的技术问题，本发明提出了一种多联机控制方法及多联机，通过计算出的预测能力输出比例来判断是否增开或关停一台室外机，以避免室外机频繁启停。下面，结合附图对本发明的多联机控制方法及多联机进行详细说明。
47.多联机包括外机系统、内机系统、控制器，外机系统包括多台并联的室外机，内机系统包括多台并联的室内机，每台室外机包括一台压缩机，参见图1所示。
48.控制器，其用于执行下述的多联机控制方法。
49.实施例一、
50.本实施例的多联机控制方法，主要包括下述步骤，参见图2所示。
51.步骤s1：计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例。
52.当前运转的所有室外机的实际能力输出比例＝当前运转的所有室外机的总实际能力/当前运转的所有室外机的总额定能力。
53.步骤s2：判断实际能力输出比例是否＞设定的增加能力阈值低值，或实际能力输出比例是否＜设定的减少能力阈值高值。
54.如果实际能力输出比例＞设定的增加能力阈值低值，或实际能力输出比例＜设定的减少能力阈值高值，则执行步骤s3。
55.步骤s3：获取步长修正值，计算目标能力输出比例＝本次计算出的实际能力输出
比例 本次获取的步长修正值。
56.步长修正值可根据实际运行参数与目标运行参数的偏差比例计算选择。因此，获取步长修正值，具体包括：
57.(31)首先，计算偏差比例＝(实际运行参数-目标运行参数)/目标运行参数。
58.(32)然后，查询步长修正值-偏差比例的预设关系表，获得本次计算的偏差比例对应的步长修正值，从而简单方便地获得对应的步长修正值。
59.其中，实际运行参数为实际低压ps、实际高压pd或实际内机盘管温度；相对应的，目标运行参数为目标低压、目标高压或目标内机盘管温度。
60.实际低压ps为室外机压缩机的实际吸气压力，目标低压为室外机压缩机的目标吸气压力。实际高压pd为室外机压缩机的实际排气压力，目标高压为室外机压缩机的目标排气压力。
61.即，偏差比例＝(实际低压-目标低压)/目标低压；或者，
62.偏差比例＝(实际高压-目标高压)/目标高压；或者，
63.偏差比例＝(实际内机盘管温度-目标内机盘管温度)/目标内机盘管温度。
64.制冷模式下，可以通过低压或内机盘管温度计算偏差比例；制热模式下，可以通过高压或内机盘管温度计算偏差比例。
65.偏差比例的上述计算公式，可以反应出多联机运行参数的变化趋势，从而可以选取准确的步长修正值，进而可以计算出准确的预测能力输出比例。
66.在本实施例中，实际低压为当前运转的所有室外机的实际低压平均值；目标低压为当前运转的所有室外机的目标低压平均值；实际内机盘管温度为当前运转的所有室内机的实际内机盘管温度平均值；目标内机盘管温度为当前运转的所有室内机的目标内机盘管温度平均值。根据上述平均值计算出的偏差比例，可以准确反应多联机的整体运行情况。
67.下表1为步长修正值-偏差比例的预设关系表。
68.先计算偏差比例diffrate，再查表1获得对应的步长修正值steprate。
69.如：目标低压为0.7mpa,实际低压ps为0.85mpa时，则
70.偏差比例diffrate＝(0.85-0.7)/0.7＝21.4％。
71.查表1，获得步长修正值steprate＝2％。
72.表1
73.偏差比例diffrate(％)步长修正值steprate(％)《-20-2[-20,-10)-1.5[-10,-5)-1.0[-5,-1)-0.5[-1,1]0(1,5]0.5(5,10]1.0(10,20]1.5》202
[0074]
步骤s4：根据本次计算出的目标能力输出比例控制当前运转的所有室外机运行；
设定时间后，执行步骤s5。
[0075]
由于目标能力输出比例＝当前运转的所有室外机的总目标能力/当前运转的所有室外机的总额定能力，在已知目标能力输出比例、当前运转的所有室外机的总额定能力的情况下，可以计算出当前运转的所有室外机的总目标能力，然后控制当前运转的所有室外机的压缩机的频率。
[0076]
作为本实施例的一种优选设计方案，每个室外机的目标能力输出比例是相同的，因此，当前运转的室外机的目标频率＝该室外机的最大频率*目标能力输出比例，然后根据计算出的目标频率控制该室外机运行。
[0077]
步骤s5：重新计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例，重新获取步长修正值；计算预测能力输出比例＝本次计算出的实际能力输出比例 修正系数*上一次获取的步长修正值。
[0078]
重新获取步长修正值，即重新计算偏差比例，重新查表1获得对应的步长修正值。
[0079]
修正系数＝本次计算出的偏差比例/(上次计算出的偏差比例-本次计算出的偏差比例)。
[0080]
在本步骤中，重新计算偏差比例，根据本次计算出的偏差比例重新查表1，获得对应的步长修正值；然后根据本次计算出的偏差比例与上次计算出的偏差比例计算出修正系数，然后利用修正系数与上一次获取的步长修正值的乘积，对本次计算出的实际能力输出比例进行修正，获得比较准确的预测能力输出比例。
[0081]
步骤s6：判断预测能力输出比例是否＞设定的增加能力阈值高值，或预测能力输出比例是否＜设定的减少能力阈值低值。
[0082]
若是，则执行步骤s7。
[0083]
步骤s7：如果预测能力输出比例＞设定的增加能力阈值高值，则增开一台室外机；如果预测能力输出比例＜设定的减少能力阈值低值，则关闭一台室外机。
[0084]
其中，减少能力阈值低值＜减少能力阈值高值＜增加能力阈值低值＜增加能力阈值高值。
[0085]
本实施例的多联机控制方法，在当前运转的所有室外机的实际能力输出比例＞设定的增加能力阈值低值时，获取步长修正值，计算目标能力输出比例，根据本次计算出的目标能力输出比例控制当前运转的所有室外机运行；然后重新计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例，重新获取步长修正值，计算预测能力输出比例，如果预测能力输出比例＞设定的增加能力阈值高值，则增开一台室外机；本实施例的多联机控制方法，根据预测能力输出比例判定是否增开一台室外机，可以预测未来的调节趋势，缩短室外机启停的控制时间，避免室外机频繁启停，尽快达到控制目标，保证用户的使用效果，保证多联机的稳定。
[0086]
本实施例的多联机控制方法，在当前运转的所有室外机的实际能力输出比例＜设定的减少能力阈值高值时，获取步长修正值，计算目标能力输出比例，根据本次计算出的目标能力输出比例控制当前运转的所有室外机运行；然后重新计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例，重新获取步长修正值，计算预测能力输出比例，如果预测能力输出比例＜设定的减少能力阈值低值，则关闭一台室外机；本实施例的多联机控制方法，根据预测能力输出比例判定是否关闭一台室外机，可以预测未来的调节趋势，缩短室外机启停的控制时间，避免室外机频繁启停，尽快达到控制目标，保证用户的使用效果，保证多联机的稳定。
[0087]
在步骤s7中，还包括下述步骤，参见图3所示。
[0088]
如果预测能力输出比例≤设定的增加能力阈值高值，则次数n1清零，返回步骤s1。
[0089]
如果预测能力输出比例＞设定的增加能力阈值高值，则在增开一台室外机之前还包括：
[0090]
步骤s711：次数n1加1。
[0091]
步骤s712：判断次数n1是否达到设定次数。
[0092]
如果次数n1未达到设定次数，则重新计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例，返回步骤s3；
[0093]
如果次数n1达到设定次数，则执行步骤s713：增开一台室外机，次数n1清零；设定时间后，返回步骤s1。
[0094]
次数n1表示预测能力输出比例＞设定的增加能力阈值高值的连续次数，当n1达到设定次数时才增开一台室外机，能够精准判定是否需要增开一台室外机，提高了判断的准确性，防止频繁启停室外机。
[0095]
在步骤s7中，还包括下述步骤，参见图3所示。
[0096]
如果预测能力输出比例≥设定的减少能力阈值低值，则次数n2清零，返回步骤s1。
[0097]
如果预测能力输出比例＜设定的减少能力阈值低值，则在关闭一台室外机之前还包括：
[0098]
步骤s721：次数n2加1。
[0099]
步骤s722：判断次数n2是否达到设定次数。
[0100]
如果次数n2未达到设定次数，则重新计算当前运转的所有室外机的实际能力输出比例，返回步骤s3；
[0101]
如果次数n2达到设定次数，则执行步骤s723：关闭一台室外机，次数n2清零；设定时间后，返回步骤s1。
[0102]
次数n2表示预测能力输出比例＜设定的减少能力阈值低值的连续次数，当n2达到设定次数时才关闭一台室外机，能够精准判定是否需要关闭一台室外机，提高了判断的准确性，防止频繁启停室外机。
[0103]
在本实施例中，设定次数为3。即，连续3次预测能力输出比例＞设定的增加能力阈值高值时，才增开一台室外机；连续3次预测能力输出比例＜设定的减少能力阈值低值时，才关闭一台室外机。
[0104]
设定次数通过设计上述取值，既避免取值过大导致无法及时增开或关闭室外机，又避免取值过小导致误开或误关室外机，影响多联机稳定。
[0105]
作为本实施例的一种优选设计方案，减少能力阈值低值为20％，减少能力阈值高值为40％，增加能力阈值低值为70％，增加能力阈值高值为90％。通过选择上述取值，控制室外机运行在能效较高的范围内，有利于多联机的节能。
[0106]
以压缩机最大频率为基准，一般情况下压缩机运转在最大频率的70-90％范围内能效比较高，而在最高频率的40％以下和在90％以上范围内能效比较低。具体数据可根据各压缩机厂家提供的压机规格书或根据实验实际测试情况制定。
[0107]
本实施例的多联机控制方法，根据室外机实际能力输出比例在达到切换判断点(设定的增加能力阈值低值或设定的减少能力阈值高值)时，根据目标运行参数和实际运行
参数，动态调整现有运转室外机组合的能力输出，连续多次预测能够精准确定是否需要增开或关停一台室外机，避免室外机的频繁切换，在保证空调效果的前提下有利于系统的节能和稳定；解决多联机系统运转中室外机频繁切换造成系统不稳定、能耗过大问题。
[0108]
下面通过一个具体实施例，对本实施例的多联机控制方法进行详细说明。
[0109]
增加室外机台数的判断：
[0110]
定义：
[0111]
增加能力阈值低值addratelow，如70％；
[0112]
增加能力阈值高值addratehi，如90％；
[0113]
减少能力阈值高值subratehi，如40％；
[0114]
减少能力阈值低值subratelow，如20％；
[0115]
当前运转的所有室外机的实际能力输出比例currate；
[0116]
当前运转的所有室外机的总实际能力curruncap；
[0117]
当前运转的所有室外机的总额定能力allrunmaxcap；
[0118]
当前运转的所有室外机的目标能力输出比例tarrate；
[0119]
当前运转的所有室外机的预测能力输出比例prefinalrate；
[0120]
currate＝curruncap/allrunmaxcap；
[0121]
tarrate＝currate steprate。
[0122]
比如：当前运转了2台室外机，每台室外机各有1台压缩机，压缩机型号不同。室外机1的最大频率是100hz，当前运转了60hz，单位hz频率的能力是350w；室外机2的最大频率是110hz，当前运转了65hz，单位hz频率的能力是375w。
[0123]
当前运转的2台室外机的总实际能力curruncap＝60*350 65*375＝45375w；
[0124]
当前运转的2台室外机的总额定能力allrunmaxcap＝100*350 110*375＝76250w；
[0125]
当前运转的2台室外机的实际能力输出比例currate＝45375/76250＝0.595＝59.5％。
[0126]
随着开机负荷的增大，当currate》addratelow时，开始检测是否启动第3台室外机。多联机能力调节可以是根据目标压力来调节，如制冷设定目标低压、制热设定目标高压，另外也可以根据内机盘管温度等参数调节能力。以制冷为例，每隔设定时间(如2分钟)检测实际低压与目标低压的差值。根据差值，可以选择不同的步长修正值steprate来修正控制当前运转的室外机的目标能力输出比例tarrate，并预测达到目标参数的prefinalrate值。因为每次控制都会需要等待一段时间判断控制后的效果，如果直接使用tarrate判断是否开停室外机会等待很长时间，影响空调效果。而使用prefinalrate判断，可以预测未来的调节趋势，缩短室外机开停的控制时间，尽快使目标参数与实际参数一致，保证用户使用的空调效果。连续多次(如3次)检测控制后，如果每次都满足目标能力输出比例prefinalrate》addratehi，则启动第3台外机，否则保持现有的室外机组合运转。
[0127]
计算tarrate＝currate steprate；
[0128]
根据tarrate控制室外机的频率，然后判断与上次偏差比例的变化，根据步长修正值预测最终目标比例，即：
[0129]
prefinalrate＝currate (本次diffrate/上次diffrate与本次diffrate之差)*上次steprate；
[0130]
如表2中所示：
[0131]
2分钟时：prefinalrate＝72.5 (17.1/(21.4-17.1))*2＝80.4；小于addratehi，不增开室外机；
[0132]
4分钟时：prefinalrate＝90.8；
[0133]
6分钟时：prefinalrate＝90.8；
[0134]
8分钟时，prefinalrate＝90.8；
[0135]
第8分钟时连续3次调节都出现prefinalrate》addratehi(如90％)，则启动第3台外机。
[0136]
表2
[0137][0138]
减少室外机台数的判断：
[0139]
随着开机负荷的减少，当currate《subratehi(如40％)时，开始检测是否关闭一台室外机。计算过程同上，当连续3次调节都出现prefinalrate《subratelow(如20％)则关闭其中1台室外机。
[0140]
实施例二、
[0141]
基于实施例一中多联机控制方法的设计，本实施例二提出了一种多联机，采用实施例一中的多联机控制方法。
[0142]
本实施例的多联机，包括：
[0143]
外机系统，其包括多台并联的室外机；
[0144]
内机系统，其包括多台并联的室内机；
[0145]
控制器，其用于执行实施例一中所述的多联机控制方法。
[0146]
本实施例的多联机，通过计算出的预测能力输出比例判定是否增开或关停一台室
外机，可以预测未来的调节趋势，缩短室外机启停的控制时间，避免室外机频繁启停，尽快达到控制目标，保证用户的使用效果，保证多联机的运行稳定。
[0147]
为了便于控制整个多联机，选择其中一台室外机为主机，其余室外机为从机，控制器安装在主机上，主机控制每个从机以及室内机的运行。例如，参见图1所示，外机系统包括m1台并联的室外机，内机系统包括m2台并联的室内机；选择室外机1作为主机，其余室外机作为子机，主机通过主子机通信线与每台从机通信，主机通过内外机通信线与每台室内机通信。
[0148]
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。