專利名稱：動態(tài)空調溫度控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種溫度控制方法，具體涉及一種的可補償自熱引起的顯 示誤差和控制偏差的動態(tài)空調溫度控制方法。
技術背景在傳統(tǒng)的中央空調溫度控制器設計時，因為不能像普通的分體空調那 樣將溫度傳感器安置在空調回風口的位置，大部分的情況下都只能將溫度 傳感器放置在各個房間控制器的塑料件內。如果中央空調控制器的結構空 間太小，或控制器內的控制板與外面的通風不夠好，都會因控制器內的電 子元器件的通電發(fā)熱而造成控制器內的溫度高于控制器所在的環(huán)境溫度(以下簡稱自熱，指非因外面環(huán)境的熱量而造成的控制器內溫度升高)， 從而造成控制器的溫度傳感器對所處環(huán)境溫度的采樣偏差，使得控制器的 溫度顯示出現誤差(僅限于控制器有溫度顯示的情況)，并且造成控制器的 控制精度出現較大偏移。在當今的歐美市場上，為避免控制器外凸在墻體上給人造成的呆笨形 象，逐漸流行縮小控制器的尺寸，并且安裝在墻體內。這種中央空調控制器的安裝結構需要將控制器的表面與墻體相平(英文表述Flush Mount) 或略微凸出(英文表述Semi Flush Mount),所述控制器通常被安裝在一 個60毫米*60毫米*60毫米的墻穴內，所述墻穴的尺寸小并且散熱困難， 因此采用如何補償傳感器的溫度采樣偏差就越發(fā)緊迫了 。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供可補償自熱引起的顯示誤差和控制偏差的動態(tài)空 調溫度控制方法。實現所述目的的技術方案是 一種動態(tài)空調溫度控制方法，用來補償空調控制器因自熱引起的溫度偏差，包括如下步驟在環(huán)境溫度(Ta)下，建立時間和控制器的溫度變化曲線； 建立用于判斷是否進行溫度補償的移動窗口，所述移動窗口的窗口寬度是取樣時間段(W)，所述移動窗口的斜率是根據溫度變化曲線和取樣時間段(w)確定的；根據所采用的窗口寬度測得控制器在自熱引起的溫度偏差穩(wěn)定之前的
最小溫度變化率(Rexp);當移動窗口的斜率大于最小溫度變化率(Rexp)時，控制器顯示溫度 (Td(t))等于控制器前一單位時間的顯示溫度(Td(m-l))加上從前一單位 時間起到當前時間的溫升(Tc(m)- (Tc(m-l))。優(yōu)選的，在時間小于取樣時間段(w)時，控制器的顯示溫度(Td(k)) 等于傳感器的采樣溫度(Tc(k))。優(yōu)選的，當移動窗口的斜率小于最小溫度變化率(Rexp)時，控制器 顯示溫度(Td(n))等于傳感器的采樣時間(Tc(n))加上固定的溫度偏差 (To(a))。具體來說，所述最小溫度變化率(Rexp)是指在自熱造成的溫升沒有 結束前， 一個移動窗口的取樣時間段(w)內，所述控制器的最小溫度上 升率和最小溫度下降率。具體來說，所述溫度變化曲線在開始階段溫度上升的斜率大，然后溫 度上升的斜率逐漸變緩，并在時間(tn)時溫度上升的斜率為零，溫度達 到一固定值不再上升。優(yōu)選的，所述控制器在熱啟動的狀態(tài)下，在預定時間內關閉大功率輸 出設備。本發(fā)明采用所述技術方案，其有益的技術效果在于1)本發(fā)明的動 態(tài)空調溫度控制方法，通過在控制器中設置溫度的動態(tài)補償階段，在所述 動態(tài)補償階段中，控制器顯示溫度(Td(t))等于控制器前一單位時間的顯 示溫度(Td(m-l))加上從前一單位時間起到當前時間的溫升(Tc(m)-(Tc(m-l))，從而消除了控制器因自熱引起的溫度偏差對顯示溫度的影響； 2)本發(fā)明的動態(tài)空調溫度控制方法，通過在控制器中設置溫度的動態(tài)補償 階段，所述動態(tài)補償階段的優(yōu)點在于每一個計算點(如在本發(fā)明中為每隔 單位時間一分鐘)都能判斷控制器的自熱過程是否結算，并執(zhí)行較好的校 正；3)本發(fā)明的動態(tài)空調溫度控制方法，在動態(tài)補償之后，進入靜態(tài)補償 階段，在所述靜態(tài)補償階段，所述控制器的顯示溫度(Td(k))等于傳感器 的采樣溫度(Tc(k))，使得控制器的顯示溫度隨著溫度的變化狀態(tài)進行相 應的動態(tài)補償控制，從而優(yōu)化了所述控制器的溫度控制能力；4)本發(fā)明的 動態(tài)空調溫度控制方法，在控制器熱啟動時，不開啟大功率輸出設備的輸 出，能很好的解決控制器再次通電后前幾分鐘的溫度誤差問題。


下面通過實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明
圖1是本發(fā)明動態(tài)空調溫度控制方法的控制器在某一固定環(huán)境溫度Ta時因自熱而造成的內部溫度變化曲線圖。
具體實施方式
請參考圖1，本發(fā)明涉及一種動態(tài)空調溫度控制方法，用來補償空調 控制器因自熱引起的溫度偏差。本實施方式中所用的各個變量的定義如下Ta(t)表示在時間t時控制器所處的環(huán)境溫度； Ts(t)表示在時間t時控制器內因自熱而引起的溫度偏差； Tc(t)表示在時間t時控制器內的溫度傳感器所采樣到的溫度，顯然 Tc(t) = Ta(t) + Ts(t);Td(t)表示在時間t時控制器的顯示溫度，該溫度也是控制器進行溫度控制所依靠的溫度；To(a)表示在某個環(huán)境溫度Ta下固定的溫度偏差；R(t)表示在時間t時溫度上升/下降相對于窗口寬度的比率；Rexp在自熱引起的偏差穩(wěn)定前控制器的最小溫度上升/下降比率；Texp在自熱引起的偏差穩(wěn)定前控制器的最大運行時間；t表示時間，本實施方式中以分鐘為單位來標識。所述動態(tài)空調溫度控制方法具體包括如下步驟建立在環(huán)境溫度Ta下，時間和控制器的溫度變化曲線。雖然在不同 的環(huán)境溫度時該曲線有所不同，但整體仍類似，都是在開始階段溫度上升 的斜率比較大，以后逐漸變緩，在時間tn時斜率變?yōu)?，即溫度不再上升， 溫差達到某個固定值。在應用移動窗口的動態(tài)補償方法時，在不同的環(huán)境 溫度Ta下，所述溫度變化曲線的不同并不會影響到該動態(tài)補償方法的精度 和實用性。然后，建立用于判斷是否進行溫度補償的移動窗口，所述移動窗口的 窗口寬度是取樣時間段w，所述移動窗口的斜率是由溫度變化曲線和取樣 時間段w確定的。本實施方式中，所述取樣時間段w取4分鐘。根據所采 用的窗口寬度測得控制器在自熱引起的溫度偏差穩(wěn)定之前的最小溫度變化 率(Rexp)。控制器開始工作，在時間小于取樣時間段w時，控制器的顯示溫度 (Td(k))等于傳感器的采樣溫度(Tc(k))。本實施方式中，取樣時間段w=4， 具體來說在t = 0，亦即控制器上電時，Tc(0) = Ta(0) + TsO))，因為Ts(0)^0， 因此Td(0)^Tc(0);在t-tl， Tc(tl) = Ta(tl) + Ts(tl)，因為時間t沒有超過窗口寬度，所 以Td(l"Tc(l);在t = t2， Tc(t2) = Ta(t2) + Ts(t2)，因為時間t沒有超過窗口寬度，所 以Td(2) = Tc(2);在t-t3， Tc(t3) = Ta(t3) + Ts(t3)，因為時間t沒有超過窗口寬度，所 以Td(3) = Tc(3);以此類推...所以，只要時間t未超過窗口寬度，Td(k) = Tc(k)。在時間大于取樣時間段w時，控制器進入動態(tài)補償階段。 在所述動態(tài)補償階段中，當移動窗口的斜率大于最小溫度變化率 (Rexp)時，控制器顯示溫度(Td(t))等于控制器前一單位時間的顯示溫 度(Td(m-l))加上從前一單位時間起到當前時間的溫升(Tc(m)-(Tc(m-l))。 具體分析如下本實施方式中，取樣時間段w:4。在t:t4時，時間達到了窗口寬度， 應用第一移動窗口 10。此時第一移動窗口 10的斜率為R(4)二Tc(4)-Tc(0); 如果R(4)〈Rexp，進入靜態(tài)補償階段。如果R(4)〉-Rexp， Td(4) = Td(3) + Tc(4)-Tc(3)，亦即在Td(3)的基礎 上加上所采樣到的前一個單位時間段(t3到t4)的溫升。從而消除了控制 器因自熱引起的溫度偏差對顯示溫度的影響。在t = t5，應用移動第二窗口 20。此時第二移動窗口 20的斜率為 R(5) = Tc(5)-Tc(l);如果R(5) < Rexp，進入靜態(tài)補償階段。如果R(5)〉Rexp， Td(5) = Td(4) + Tc(5) — Tc(4)，亦即在Td(4)的基礎 上加上所采樣到的前一個單位時間段(t4到t5)的溫升。從而消除了控制 器因自熱引起的溫度偏差對顯示溫度的影響。在t = t6 ,應用移動第三窗口 30。此時第三移動窗口 30的斜率為 R(6) = Tc(6)-Tc(2);如果R(6)〈Rexp，進入靜態(tài)補償階段。如果R(6)^Rexp， Td(6) = Td(5) + Tc(6) —Tc(5),即在Td(5)的基礎上 加上所采樣到的前一個單位時間段(t5到t6)的溫升。從而消除了控制器 因自熱引起的溫度偏差對顯示溫度的影響。依次類推...在t = tm ，應用第m-3窗口。此時第m-3移動窗口的斜
率為R(m) = Tc(m) - Tc(m-4);如果R(m)〈Rexp，進入靜態(tài)補償階段。如果R(m) >= Rexp， Td(m) = Td(m-l) + Tc(m) — Tc(m-l),即在Td(m-l)的基礎上加上所采樣到的前一個單位時間段(t(m-l)到tm)的溫升。從而 消除了控制器因自熱引起的溫度偏差對顯示溫度的影響。所述最小溫度變化率Rexp是指在自熱造成的溫升沒有結束前， 一個 移動窗口的取樣時間段w內，所述控制器的最小溫度上升率和最小溫度下 降率。本發(fā)明在動態(tài)補償階段，在時間t超過窗口寬度后的任一采樣點，計 算斜率的移動窗口都較前一個移動窗口平移了一個采樣計算間隔，亦即單 位時間段。所計算的移動窗口斜率如果低于預先測定值Rexp，則認為動態(tài) 補償階段結束，轉而進入靜態(tài)補償階段。所述動態(tài)補償階段的優(yōu)點是每一 個計算點，如在本實施方式中為單位時間段每隔一分鐘，都能判斷自熱過 程是否結算，并執(zhí)行較好的校正。完成動態(tài)補償階段后進入靜態(tài)補償階段。所述靜態(tài)補償階段中，當移動窗口的斜率小于最小溫度變化率(Rexp) 時，控制器顯示溫度(Td(n))等于傳感器的采樣時間(Tc(n))加上固定的 溫度偏差(To(a))。動態(tài)補償階段的誤差分析在冷啟動或控制器斷電長時間(至少大于Texp)的狀態(tài)下 此時控制器內的溫度變化如圖l所示，為動態(tài)補償階段的最理想運行 條件，在1=0時因為尚無自熱產生，顯示的是實際的環(huán)境溫度；在1=1， 2， 3時顯示溫度的是控制器內的溫度傳感器的采樣溫度，該溫度是實際的環(huán) 境溫度加上自熱造成的溫升后的結果。在1=3時達到最大誤差，但是根據 實踐的結果顯示，即使在t=3時，溫升仍不顯著， 一般溫升在0.5攝氏度 以內，所以最大誤差也是0.5攝氏度，該誤差范圍是可以接受的。在熱啟動(控制器運行長時間后，短時斷電，再啟動)的狀態(tài)下 在此狀態(tài)下控制器啟動時，因為控制器內前次運行的余熱并未散盡， 所以在t<=3時會有較大的顯示誤差，最惡劣的情況下誤差會達到To(a)的 值。但在從t>4時起，控制器可判斷出其溫升緩慢的特點，從而轉而進入 動態(tài)補償階段，故誤差在較短的時間內得以糾正，可滿足實際的應用。 并且斷電后熱啟動的概率在實際的控制系統(tǒng)中很低，如果輔以其它的 控制手段，例如在通電后的前幾分鐘內控制器只執(zhí)行人工設置的調整和顯 示任務，而不開啟大功率輸出設備的輸出，則就能很好的解決通電后前幾 分鐘的溫度誤差問題。以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說 明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若 干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種動態(tài)空調溫度控制方法，用來補償空調控制器因自熱引起的溫度偏差，其特征在于包括如下步驟在環(huán)境溫度(Ta)下，建立時間和控制器的溫度變化曲線；建立用于判斷是否進行溫度補償的移動窗口，所述移動窗口的窗口寬度是取樣時間段(w)，所述移動窗口的斜率是根據溫度變化曲線和取樣時間段(w)確定的；根據所采用的窗口寬度測得控制器在自熱引起的溫度偏差穩(wěn)定之前的最小溫度變化率(Rexp)；當移動窗口的斜率大于最小溫度變化率(Rexp)時，控制器顯示溫度(Td(t))等于控制器前一單位時間的顯示溫度(Td(m-1))加上從前一單位時間起到當前時間的溫升(Tc(m)-(Tc(m-1))。
2. 根據權利要求1所述的動態(tài)空調溫度控制方法，其特征在于在時 間小于取樣時間段(w)時，控制器的顯示溫度(Td(k))等于傳感器的采 樣溫度(Tc(k))。
3. 根據權利要求1所述的動態(tài)空調溫度控制方法，其特征在于當移 動窗口的斜率小于最小溫度變化率(Rexp)時，控制器顯示溫度(Td(n)) 等于傳感器的采樣時間(Tc(n))加上固定的溫度偏差(To(a))。
4. 根據權利要求1-3任意一項所述的動態(tài)空調溫度控制方法，其特征 在于所述最小溫度變化率(Rexp)是指在自熱造成的溫升沒有結束前， 一個移動窗口的取樣時間段(w)內，所述控制器的最小溫度上升率和最 小溫度下降率。
5. 根據權利要求4所述的動態(tài)空調溫度控制方法，其特征在于所述 溫度變化曲線在開始階段溫度上升的斜率大，然后溫度上升的斜率逐漸變 緩，并在時間(ta)時溫度上升的斜率為零，溫度達到一固定值不再上升。
6. 根據權利要求5所述的動態(tài)空調溫度控制方法，其特征在于所述 控制器在熱啟動的狀態(tài)下，在預定時間內關閉大功率輸出設備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動態(tài)空調溫度控制方法，用來補償空調控制器因自熱引起的溫度偏差，包括如下步驟建立時間和控制器的溫度變化曲線；建立移動窗口，所述移動窗口的窗口寬度是取樣時間段，所述移動窗口的斜率是根據溫度變化曲線和取樣時間段確定的；測得控制器的最小溫度變化率；移動窗口的斜率大于最小溫度變化率時，控制器顯示溫度等于前一單位時間的顯示溫度加上從前一單位時間起到當前的溫升。本發(fā)明的動態(tài)空調溫度控制方法，分設了溫度的動態(tài)和靜態(tài)補償，不僅優(yōu)化了控制器的溫度控制能力；而且在所述動態(tài)補償階段每一個計算點都能判斷控制器的自熱過程是否結算，并執(zhí)行較好的校正，消除了控制器因自熱引起的溫度偏差對顯示溫度的影響。
文檔編號F24F11/00GK101126536SQ200710077180
公開日2008年2月20日 申請日期2007年9月17日 優(yōu)先權日2007年9月17日
發(fā)明者劉建偉, 李志娟, 首召兵 申請人:深圳市和而泰電子科技有限公司