本發(fā)明屬于空調系統(tǒng)技術領域，具體地說，是涉及一種可以自動調節(jié)空調運行模式的控制方法以及基于所述控制方法設計的節(jié)能空調。

背景技術：

隨著我國移動通信業(yè)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡規(guī)模不斷擴大，能耗也越來越大。據(jù)國家發(fā)改委統(tǒng)計，我國移動通信業(yè)的三大運營商的年耗電量已超過200億度，其中，僅基站用空調系統(tǒng)每年耗電量就達70億千瓦時，占基站耗電總量的46%。

近年來，中國鐵塔公司已經對三大運營商的基站完成了整合。共站后，通信基站內的主設備增多，設備發(fā)熱量不斷增大，導致基站空調系統(tǒng)的耗電量也隨之增加。而目前傳統(tǒng)的基站空調，其室內機中的風機在空調系統(tǒng)開機運行后便保持不間斷運行的工作模式，即便室內溫度已經調節(jié)到對于基站設備來說最為適宜的溫度，室內風機仍然會持續(xù)運行，由此導致能源的無謂浪費，使得空調系統(tǒng)的能耗很難得到有效的控制。

因此，基站空調的節(jié)能問題已經成為基站建設面臨的一項重要課題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決基站空調的節(jié)能問題，提出了一種全新的空調節(jié)能控制方法，通過控制空調系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境溫度自動切換其運行模式，并適時地控制空調系統(tǒng)中的壓縮機和室內風機停止運行，從而達到了節(jié)能降耗的設計目的。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：

一方面，本發(fā)明提出了一種空調節(jié)能控制方法，包括：設置制冷設定溫度tc和制熱設定溫度th；檢測室內環(huán)境溫度t；若t≥tc，則空調自動運行制冷模式；若tc-△t<t<tc，則空調自動運行送風模式，其中，△t為溫度差，且tc-△t＞th；若th≤t≤tc-△t，則空調控制其壓縮機和室內風機停止運行；若t＜th，則空調自動運行制熱模式。

為了避免空調系統(tǒng)在室內環(huán)境溫度t下降到制冷設定溫度tc附近時，空調系統(tǒng)在制冷和送風兩種運行模式之間頻繁切換，影響空調系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，本發(fā)明在所述空調節(jié)能控制方法中還進一步設置有回差溫度△t，當空調運行在制冷模式下且室內環(huán)境溫度t下降到tc-△t以下時，再將空調系統(tǒng)的運行模式從制冷自動切換至送風模式。

為了避免空調系統(tǒng)在室內環(huán)境溫度t上升到制熱設定溫度th附近時出現(xiàn)頻繁啟停的問題，本發(fā)明設置回差溫度△t，當空調運行在制熱模式下且室內環(huán)境溫度t上升到th+△t以上時，再控制空調系統(tǒng)的壓縮機和室內風機停止運行。

優(yōu)選的，所述回差溫度△t優(yōu)選設定為2℃或者3℃。

優(yōu)選的，所述制冷設定溫度tc優(yōu)選在15℃至40℃之間取值；所述制熱設定溫度th優(yōu)選在0℃至20℃之間取值；所述溫度差△t可以人為設定，且在5℃至15℃之間取值，或者可以自動生成所述的溫度差△t，且△t=|（tc-th）/2|。

另一方面，本發(fā)明基于上述空調節(jié)能控制方法，還提出了一種節(jié)能空調，包括壓縮機、室內風機、控制系統(tǒng)和測溫裝置，所述測溫裝置檢測室內環(huán)境溫度t，并傳輸至所述控制系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)接收外部輸入的制冷設定溫度tc和制熱設定溫度th，并根據(jù)室內環(huán)境溫度t切換空調的運行模式：若t≥tc，則控制空調制冷運行；若tc-△t<t<tc，則控制空調送風運行，其中，△t為溫度差，且tc-△t＞th；若th≤t≤tc-△t，則控制所述壓縮機和室內風機停止運行；若t＜th，則控制空調制熱運行。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：本發(fā)明的空調節(jié)能控制技術打破了行業(yè)常規(guī)的空調系統(tǒng)在啟動運行后其室內風機持續(xù)不間斷運行的工作模式，使得空調系統(tǒng)在自動運行過程中，可以根據(jù)室內環(huán)境溫度自動切換其運行模式，并在室內環(huán)境溫度滿足室內電子設備工作要求時，自動控制室內風機停止運行，由此既可保證室內電子設備穩(wěn)定可靠運行所需要的溫度條件，又可有效降低空調系統(tǒng)的運行功耗，從而達到了節(jié)能降耗的技術效果。

結合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明所提出的節(jié)能空調與動環(huán)監(jiān)控設備所構建的一種實施例的系統(tǒng)架構框圖；

圖2是圖1中控制器的人機界面的一種實施例的布局示意圖；

圖3是本發(fā)明所提出的空調節(jié)能控制方法的一種實施例的工作流程圖；

圖4是空調運行模式與環(huán)境溫度的對應關系圖；

圖5是以夏季24小時內室內環(huán)境溫度在20℃~40℃之間變化時，空調壓縮機和室內風機的工作區(qū)間圖；

圖6是以冬季24小時內室內環(huán)境溫度在0℃~20℃之間變化時，空調壓縮機和室內風機的工作區(qū)間圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細地說明。

本實施例為了提高空調系統(tǒng)的節(jié)能效果，特別是針對那些工作在配置有大量主設備的通信機房內的基站空調，采用對空調系統(tǒng)的運行模式進行自動切換，并在室內環(huán)境溫度達到室內電子設備所適宜的工作溫度時，自動控制空調系統(tǒng)中的壓縮機和室內風機停止運行，杜絕能源浪費，實現(xiàn)了節(jié)能降耗的技術效果。

為了控制空調系統(tǒng)根據(jù)室內環(huán)境溫度自動切換其運行模式，一種設計方案是利用空調室內機中的控制系統(tǒng)對室內風機和室外壓縮機的工作狀態(tài)進行自動控制，使得空調系統(tǒng)可以根據(jù)室內環(huán)境溫度的變化自動運行在制冷模式、制熱模式、送風模式或停機模式；而另一種設計方案是設計獨立的控制器（或稱控制系統(tǒng)），通過在空調室內機上外掛控制器，利用外置的控制器作為既有空調系統(tǒng)的上位機，實現(xiàn)對空調系統(tǒng)運行模式的自動控制。

在既有的空調系統(tǒng)上外掛控制器，一方面，無需改動現(xiàn)有空調系統(tǒng)的軟硬件設計，只需將控制器與空調室內機上既有的通訊接口連接上，空調室內機即可根據(jù)接收到的控制指令調整其自身的運行模式，執(zhí)行全新的控制策略。這對于已投入使用的基站來說，無需對現(xiàn)有的基站建設進行改動，即可達到降低基站能耗的節(jié)能目的。另一方面，對于布設有數(shù)量眾多的空調器的應用場所，利用一個控制器可以同時控制多臺空調器同步運行，而無需對每一臺空調器逐一進行系統(tǒng)升級操作，由此可以大大簡化操作流程，提高工作效率。

本實施例以設計獨立的控制器為例進行說明，如圖1所示。對于目前的絕大多數(shù)基站空調來說，都設置有用于連接動環(huán)監(jiān)控設備的通訊接口，例如rs485接口。動環(huán)監(jiān)控設備，即，動力環(huán)境監(jiān)控設備，是指針對各類機房中的動力設備及環(huán)境變量進行集中監(jiān)控的設備。為了便于將所述控制器與空調室內機連接通信，本實施例優(yōu)選利用空調室內機上既有的rs485接口連接所述的控制器，即，將所述控制器通過rs485總線連接至空調室內機的rs485接口上，通過控制器向空調室內機發(fā)送控制指令，以調節(jié)空調系統(tǒng)的運行模式。

在所述控制器上可以再設置一路rs485接口，用于連接動環(huán)監(jiān)控設備，且通信協(xié)議不變，這樣空調系統(tǒng)的運行參數(shù)可以通過控制器上傳至動環(huán)監(jiān)控設備，以滿足遠程監(jiān)控的需求。

在控制器上設置人機界面，如圖2所示，工作人員可以通過操作人機界面對所述控制器進行開關機控制或者調節(jié)空調系統(tǒng)的運行模式（例如制冷、制熱、送風、自動、除濕）、風速（例如低風、中風、高風）、風向、工作狀態(tài)（例如運行、檢修、故障）等。

當空調室內機外接控制器，采用控制器控制空調系統(tǒng)運行時，控制器應保持開機狀態(tài)，若控制器接收到關機指令，則控制器在關機前，向與其連接空調室內機發(fā)送關機指令，控制與其連接的空調器一并關機。

若不采用控制器對空調系統(tǒng)進行控制，則應斷開空調室內機與控制器的連接，直接通過空調室內機上的人機界面對空調系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行控制。

下面結合圖3-圖6，以采用控制器對空調系統(tǒng)進行控制的設計方案為例，對本實施例的空調節(jié)能控制方法進行具體闡述。

本實施例為了解決空調系統(tǒng)的節(jié)能問題，在空調系統(tǒng)的運行模式中增加自動模式，即，控制器根據(jù)室內環(huán)境溫度自動調整空調系統(tǒng)的運行模式，例如制冷模式、制熱模式和送風模式，并在室內環(huán)境溫度處于室內電子設備所對應的適宜環(huán)境溫度時，自動控制空調室外機中的壓縮機以及室內機中的室內風機停止運行，由此解決了現(xiàn)有空調產品在開機運行后，由于其室內風機不間斷運行所產生的能源浪費問題，在一定程度上降低了空調系統(tǒng)的整機功耗。

如圖3所示，本實施例的空調節(jié)能控制方法主要包括以下步驟：

s301、空調系統(tǒng)開機，上電初始化；

操作控制器上的開關機按鍵，在控制所述控制器開機的同時，控制與所述控制器連接的空調系統(tǒng)開機，并完成各項參數(shù)的初始化配置。

s302、選擇進入自動模式，控制空調系統(tǒng)自動運行；

在控制器的人機界面上選擇自動模式，控制空調系統(tǒng)工作在自動模式下，即，使空調系統(tǒng)根據(jù)室內環(huán)境溫度自適應地切換其運行模式。

s303、設置制冷設定溫度tc和制熱設定溫度th；

根據(jù)室內電子設備對工作環(huán)境溫度的具體要求，確定制冷設定溫度tc和制熱設定溫度th，并通過控制器上的人機界面輸入至所述控制器。其中，所述制冷設定溫度tc即開啟制冷模式的臨界溫度，所述制熱設定溫度th即開啟制熱模式的臨界溫度。

s304、檢測室內環(huán)境溫度t；

在本實施例中，可以利用空調室內機中既有的測溫裝置檢測室內環(huán)境溫度，并傳輸至所述控制器；或者，可以直接在控制器上設置測溫裝置，使控制器自身具備室內環(huán)境溫度的檢測功能。

s305、若t≥tc，空調系統(tǒng)自動運行制冷模式；

當控制器檢測到室內環(huán)境溫度t大于等于制冷設定溫度tc時（所述制冷設定溫度tc可以在15℃至40℃之間取值，優(yōu)選設置tc=30℃），表示室內環(huán)境溫度過高，空調器應制冷運行，以快速降低室內環(huán)境溫度。此時，控制器生成制冷指令，傳輸至空調室內機，啟動空調系統(tǒng)的室內風機和室外壓縮機，控制空調系統(tǒng)制冷運行。

在空調系統(tǒng)制冷運行的過程中，室內風機和室外壓縮機始終保持運行狀態(tài)。在此期間，若控制器檢測到室內環(huán)境溫度t下降到tc-△t以下，即，t<tc-△t，所述△t為回差溫度，可以為事先寫入到程序的固定值，例如△t=2℃或者△t=3℃，也可以在步驟s303中由工作人員按照實際需求寫入控制器。此時，控制器生成送風指令，傳輸至空調室內機，控制空調系統(tǒng)將運行模式從制冷運行切換至送風運行，以關閉室外壓縮機，僅保持室內風機持續(xù)運行，以降低系統(tǒng)能耗，結合圖4所示。然后，返回步驟s304。

s306、若tc-△t<t<tc，空調系統(tǒng)自動運行送風模式，并返回步驟s304；

當控制器檢測到室內環(huán)境溫度t介于tc-△t與tc之間時（所述△t為溫度差，且滿足tc-△t＞th的取值要求），表示室內環(huán)境溫度適中，控制器生成送風指令，傳輸至空調室內機，控制空調系統(tǒng)送風運行。此時，空調系統(tǒng)的室內風機處于運行狀態(tài)，室外壓縮機處于關閉狀態(tài)，降低了能量消耗。

在本實施例中，所述溫度差△t可以人為設定，例如在步驟s303中由工作人員按照實際需求寫入控制器，且所述溫度差△t最好在5℃至15℃之間取值，本實施例優(yōu)選設置△t=10℃。當然，所述溫度差△t也可以由控制器自動生成，例如，可以采用公式△t=|（tc-th）/2|計算出溫度差△t。這里，符號“||”表示取整數(shù)。

在空調系統(tǒng)送風運行的過程中，室內風機始終保持運行狀態(tài)，室外壓縮機始終保持關閉狀態(tài)。在此期間，若控制器檢測到室內環(huán)境溫度t下降到tc-△t時，則生成停機指令，傳輸至空調室內機，控制空調系統(tǒng)將運行模式從送風運行切換至停機模式，以控制室內風機停止運行。此時，空調系統(tǒng)中的室外壓縮機和室內風機均處于關閉狀態(tài)，從而可以避免能源浪費，達到進一步節(jié)能的技術效果，結合圖4所示。

s307、若th≤t≤tc-△t，空調系統(tǒng)控制其室外壓縮機和室內風機停止運行，并返回步驟s304；

當控制器檢測到室內環(huán)境溫度t介于th與tc-△t之間時，表示室內環(huán)境溫度對于室內電子設備來說是非常適宜的溫度，無需進行調節(jié)。此時，控制器生成停機指令，傳輸至空調室內機，控制空調系統(tǒng)停機，使空調系統(tǒng)的室內風機和室外壓縮機均處于關閉狀態(tài)，以避免能源浪費。

在空調系統(tǒng)停機期間，若控制器檢測到室內環(huán)境溫度t下降到th以下時，即t＜th，則生成制熱指令，傳輸至空調室內機，啟動空調系統(tǒng)的室內風機和室外壓縮機運行，控制空調系統(tǒng)轉入制熱運行模式，以快速升高室內環(huán)境溫度，結合圖4所示。

s308、若t＜th，空調自動運行制熱模式；

當控制器檢測到室內環(huán)境溫度t低于制熱設定溫度th時（所述制熱設定溫度th可以在0℃至20℃之間取值，優(yōu)選設置th=5℃），表示室內環(huán)境溫度過低，空調器應制熱運行，以快速升高室內環(huán)境溫度。此時，控制器生成制熱指令，傳輸至空調室內機，啟動空調系統(tǒng)的室內風機和室外壓縮機，控制空調系統(tǒng)制熱運行。

在空調系統(tǒng)制熱運行的過程中，室內風機和室外壓縮機始終保持運行狀態(tài)。在此期間，若控制器檢測到室內環(huán)境溫度t上升到th+△t以上，即，t>th+△t時，控制器生成停機指令，傳輸至空調室內機，控制空調系統(tǒng)將運行模式從制熱運行切換至停機，以關閉室外壓縮機和室內風機，節(jié)約能源，結合圖4所示。然后，返回步驟s304。

在控制器控制空調系統(tǒng)運行的過程中，設置控制器每隔3秒向空調系統(tǒng)發(fā)送一次控制指令。若工作人員執(zhí)行了關機操作，則控制器首先生成關機指令，傳輸至空調室內機，控制空調系統(tǒng)關機，然后，控制器控制自身進入關機狀態(tài)。

本實施例在空調節(jié)能控制方法中引入回差溫度△t，可以有效避免空調系統(tǒng)在兩種運行模式之間頻繁切換，例如，在制冷運行和送風運行之間頻繁切換，或者在制熱運行和停機之間頻繁切換。這樣，不僅可以提高空調系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，而且可以防止室外壓縮機和室內風機頻繁啟動，從而進一步達到了節(jié)能降耗的設計目的。

對于沒有配置外置控制器的空調系統(tǒng)來說，可以直接在空調室內機的控制系統(tǒng)中運行上述節(jié)能控制方法，通過空調室內機直接接收工作人員的參數(shù)設置，并進入自動模式，進而根據(jù)空調系統(tǒng)檢測到的室內環(huán)境溫度，自動切換其運行模式。

圖5示出了某基站在夏季某一天的24小時內，站內環(huán)境溫度在20℃~40℃之間變化時，空調系統(tǒng)的室外壓縮機和室內風機的工作區(qū)間。其中，設置制冷設定溫度tc=30℃，溫度差△t=10℃。由圖5可見，空調系統(tǒng)在夏季的5點-16點之間，室外壓縮機和室內風機均處于工作狀態(tài)，功耗大；而在16點-次日的5點之間，僅室內風機運行，室外壓縮機停機，因此功耗相對較小。

圖6示出了某基站在冬季某一天的24小時內，站內環(huán)境溫度在0℃~20℃之間變化時，空調系統(tǒng)的室外壓縮機和室內風機的工作區(qū)間。其中，設置制熱設定溫度th=5℃，制冷設定溫度tc=30℃，溫度差△t=10℃。由圖6可見，空調系統(tǒng)在冬季的6點-20點之間，室外壓縮機和室內風機均處于停機狀態(tài)，基本無功耗；而在20點-次日的6點之間，室外壓縮機和室內風機均處于工作狀態(tài)，功耗大。

本實施例的空調節(jié)能控制方法及節(jié)能空調，可以控制空調系統(tǒng)自動根據(jù)環(huán)境溫度變化自適應地調整其運行模式，在有效降低系統(tǒng)功耗的同時，可以顯著提升空調系統(tǒng)的智能化水平。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。