CN109883006A - 可提高可靠性的空调的群组系统及群组控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可提高可靠性的空调的群组系统及群组控制方法。其中空调的群组控制方法，包括步骤：群控端每间隔一段时间获取群组内的机组的运行状态进行处理得到群组的运行模式；群控端根据各机组的调度属性和运行状态确定调度机组及其调度顺序，并在调度顺序中根据运行模式的不同按照一定的温度顺序或湿度顺序制定下发顺序；群控端根据所述下发顺序下发模式命令给所述调度机组执行。本发明不仅可以避免从机之间的竞争运行，还可以快速响应温度变化，提高群组运行安全可靠性。

Description

可提高可靠性的空调的群组系统及群组控制方法

技术领域

本发明涉及机房空调群组系统，以及群组控制方法。

背景技术

现有机房空调在数据中心、轨道交通等领域应用的相当广泛，现有技术已经可以使得单台空调机组安全可靠运行，并进行现场直接维护。信息化技术的快速发展，很多机房已经实现PC端远程监控，包括温度、湿度、故障等数据，并可以进行远程控制，例如：开关机、温湿度的设定。但机房空调由于其使用场合的特殊性，对安全可靠性要求较高，需要进行群组控制，一个群组一般为一个冷通道或热通道。但是现有的群控方式不合理，运行可靠性低，无法确保温度或湿度尽快达到用户的需求，例如公开号为CN106288240A的现有专利公开了一种机房的轮值方法及系统，其通过主空调控制从空调的运行，同时会根据从空调对控制指令的响应结果产生的应答指令计时调整待机方式，使空调的轮值方式能够满足不同场景需求。再例如，公开号为CN107036261A的现有专利公开了一种机房空调机组控制系统，能够在空调机组增容的情况下实现对空调机组的统一管理，达到多个增容空调统一管理并独立运行。公开号为CN108386972A的现有专利公开了一种机房空调节能控制系统及方法，该发明能够实现机房温度场的真实感知，探测机房内部局部热点的所在位置，提高了整个节能系统控制策略的目的性，可靠性和及时性。但是这些方法仍然没有通过有效的手段来进一步提高系统运行的安全可靠性，也没有使用机组信息交互并协同运行统一调度来防止各机组间的竞争运行。

发明内容

为了解决现有技术中群组控制可靠性相对较低的技术问题，本发明提出了可提高可靠性的空调的群组系统及群组控制方法。

其中，提出的空调的群组控制方法，包括步骤：

步骤1，群控端每间隔一段时间获取群组内的机组的运行状态进行处理得到群组的运行模式；

步骤2，群控端根据各机组的调度属性和运行状态确定调度机组及其调度顺序，并在调度顺序中根据运行模式的不同按照一定的温度顺序或湿度顺序制定下发顺序；

步骤3，群控端根据所述下发顺序下发模式命令给所述调度机组执行。

优选的，所述调度机组在执行所述模式命令时，判断模式命令对应的运行模式与当前的运行模式不一致时，先退出当前的运行模式。

具体的，所述运行模式分为主模式和辅助模式，所述主模式包括制冷模式、送风模式或制热模式，所述辅助模式包括加湿模式或除湿模式。当所述调度机组判断其主模式由制冷模式或制热模式变化为制热模式或制冷模式时，退出当前的运行模式，进入送风模式，再执行所述模式命令。

在一个具体实施例中，所述步骤1具体包括：

步骤1.1，群控端获取一定时间内的温度参数和/或湿度参数；

步骤1.2，判断温度参数与其设定值之间的关系和/或判断湿度参数与其设定值之间的关系，根据所述关系得到所述群组的运行模式。

所述步骤1.2具体包括：判断所述目标平均温度是否大于目标温度设定值与第一温度偏差之和，若是，则群组的运行模式的主模式为制冷模式。判断所述目标平均温度是否小于目标设定温度减去第二温度偏差的值，若是，则群组的运行模式的主模式为制热模式。检测到目标平均温度处于目标温度设定值减去第一温度偏差和目标温度设定值加上第一温度偏差之间且目标平均露点温度＞ 第一露点温度设定值时，群组的运行模式的辅助模式为除湿模式。检测到目标平均温度处于目标温度设定值减去第一温度偏差和目标温度设定值加上第一温度偏差之间且目标平均露点温度＜第三露点温度设定值时，群组的运行模式的辅助模式为加湿模式。

在本发明中，所述运行状态可以包括故障等级和回风温度、环境湿度当中的一种或其组合。

所述步骤2中群控端根据各机组的调度属性和运行状态确定调度机组及其调度顺序具体包括：

所述群控端确定需要开机的机组的数量n；将所述故障等级从无故障至最严重故障的顺序将群组内的机组进行排序；将所述调度属性按照指定运行、指定无、指定备用的顺序进一步排序；选择排序靠前的n个机组作为调度机组，并记录它们的排序作为调度顺序。

所述步骤2中根据运行模式的不同按照一定的温度顺序或湿度顺序来制定开机命令以及模式命令的下发顺序具体包括：

当运行模式的主模式为制冷模式或送风模式，且无辅助模式时，按照回风温度高至回风温度低的顺序来制定所述下发顺序。

当运行模式的主模式为加热模式，且无辅助模式时，按照回风温度低至回风温度高的顺序来制定所述下发顺序。

当运行模式的主模式为送风模式，且辅助模式为除湿模式时，按照环境湿度高至环境湿度低的顺序来制定所述下发顺序。

当运行模式的主模式为送风模式，且辅助模式为加湿模式时，按照环境湿度低至环境湿度高的顺序来制定所述下发顺序。

进一步，所述群组在初始运行阶段，群控端执行步骤1的同时，群组内的机组先开机自主运行，群控端在步骤2中确定所述调度机组和下发顺序后，群控端判断当前自主运行的机组与调度机组是否匹配，若匹配，执行所述步骤3；若不匹配，先按照所述下发顺序发送开机命令给未开机的调度机组，和/或发送关机命令给已开机的非调度机组，再执行所述步骤3。

优选的，所述群组内的机组根据上一次历史记录中的开关机情况进行开机。所述机组自主运行具体包括：机组检测其当前的环境温度，根据环境温度判断运行模式并运行。

优选的，所述群控端按照与开机命令相反的下发顺序下发关机命令。

优选的，所述群控端根据群组属性确定群组内的机组。所述群组属性为加入群控或不加入群控。

优选的，所述群控端将各机组的运行状态广播给所有调度机组。

本发明提出的空调的群组系统，包括群控端和若干个机组，所述群控端采用上述技术方案中的群组控制方法来控制、调度所述机组。

具体实施时，所述群控端为群组内的机组之一，或者所述群控端为独立于机组的控制器。

本发明通过设置调度属性，根据运行状态、一定的温湿度顺序来制定调度顺序，确定调度机组以及命令的下发顺序，不仅有效地避免了机组间的竞争运行，同时可以快速均匀机房内的温度变化，保证故障影响最小的机组始终处于有效运行状态，保障系统的安全可靠运行，也起到了节能的作用。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明的机房空调群组的连接示意图。

图2是本发明的调度状态示意图。

图3是本发明的运行模式切换示意图。

图4是本发明的调度基本流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的原理及实施例。

如图1所示，本发明空调的群组系统中可设置其中一台机组为群控端（主机），其余为从机，它们之间通过CAN总线网络进行连接，每个机组都具备一个群组属性，群组属性可设置为：加入群控和不加入群控。加入群控则受主机统一调度，不加入群控，则不受群控端（主机）调度，独立运行。主机每间隔一段时间来获取并分析所有机组的运行状态的数据，对群组内的机组进行统一调度控制，并广播群组重要状态数据，例如群组内各机组的运行状态等，使每台机组都能获得，从而使得机组可以统一被群控端调度，且用户可以在群组中任意一台机组上查看群组的运行情况。

如图2所示，在本发明中，机组的运行状态除了包括基本的运行参数，例如回风温度、送风温度、环境湿度等等，还包括了故障等级。在一个具体实施例中，故障等级可以分为5级，具体为：无故障，4级故障、3级故障、2级故障以及1级故障。其中1级故障严重故障会导致机组完全停机失去正常运行的能力，4级故障仅为告警提醒仍可正常运行，在调度时，无故障的机组的优先级会高于4级故障的机组，4级故障的机组的调度优先级会高于3级故障的机组，以此类推，1级故障的机组的调度优先级最低。每个机组还具备一个调度属性，调度属性具体为指定无、指定运行或者指定备用。群组中指定运行的机组的调度优先级会高于指定无，指定无的调度优先级会高于指定备用。

群组在初始运行阶段，群控端在获取群组内的机组的运行状态，并进行处理获取群组的运行模式时，此时需要花费一定的时间，为了确保群组的安全可靠运行，此时群组内的机组将根据上一次历史记录中的开关机情况进行开机，开机的各机组检测其当前的环境温度，根据环境温度来判断运行模式，然后自主运行。

如图3所示，群组的运行模式包括主模式和辅助模式，主模式具体为制冷模式、制热模式或送风模式。辅助模式为加湿模式或除湿模式。群组可以执行的运行模式包括制冷、制热、送风、制冷+加湿、制冷+除湿、制热+加湿、送风+加湿。机组开机通常默认为送风模式，制冷模式和加热模式之间不可直接切换，必须先退出当前模式进入送风模式后再切换为另一个模式，以制冷模式切换为制热莫斯的过程为例，需要先退出制冷模式，进入送风模式，再由送风模式进入到制热模式，同样的，制热模式需要切换为制冷模式时，也需要先退出制热模式进入送风模式后再进入制冷模式。加湿模式和除湿模式，两种模式互斥，不可同时进入。通过这种模式运行的方式，可有效的防止机组之间的制冷与加热，加湿与除湿的冲突问题，起到节能的作用。

群控端计算出运行模式以后，需要先根据各机组的调度属性和运行状态确定调度机组（假设调度机组的数量为n）及其调度顺序，然后在调度顺序中根据运行模式的不同按照一定的温度顺序或湿度顺序制定下发顺序，其中开机命令和模式命令的下发顺序相同，关机命令的下发顺序与开机命令的下发顺序相反。

如图4所示，在上述过程中，初始阶段自主开机的机组与群控端（主机）所计算得到的调度机组的情况可能一致，也可能不一致，若是完全一致的话，则所有调度机组已经开机了，群控端（主机）只需要按照下发顺序发送模式命令给调度机组即可。若不一致，例如有部分调度机组还未开机，此时需要按照下发顺序下发开机命令给未开机的调度机组，调度机组开机后，先默认进入送风模式，然后群控端（主机）根据下发顺序下发模式命令给各调度机组，各调度机组执行模式命令。也有可能部分自主开机的机组中并不在调度机组的行列内，需要关机，此时可以按照与开机命令相反的下发顺序控制已开机的机组关机。

具体的确定调度机组及其调度顺序的方法为：群控端首先确定需要开机的机组的数量n，然后将群组内的机组按照故障等级从无故障、4级故障、3级故障、2级故障至1级故障的顺序将群组内的机组进行排序，然后在这个排序基础上，将调度属性按照指定运行、指定无、指定备用的顺序进一步排序；其中排序靠前的n个机组就是群控端（主机）在本次运算中需要进行控制的调度机组，主机记录它们的排序作为调度顺序。在调度顺序的基础上，根据运行模式的不同再根据一定的温度数据或湿度顺序来制定命令的下发顺序，然后群控端根据下发顺序下发模式命令或开机命令等给调度机组执行。

以开机为例，按温度顺序：主模式为制冷或送风（无辅助模式）时，调度机组中优先开启回风温度高的机组。主模式为加热时，优先开启调度机组中回风温度低的机组。按湿度顺序：主模式为送风、辅助模式为除湿时，优先开启调度机组中湿度高的机组，主模式为送风、辅助模式为加湿时，优先开启调度机组中湿度低的机组。

也就是说，主机根据群组内所有机组的数据，优先判断无故障的指定为运行的机组，对满足条件的机组按照温度顺序/湿度顺序，再判断无故障的指定为无的机组，再判断无故障的指定为备用的机组；按照此准则依次再判断故障等级为4、故障等级为3、故障等级为2的机组。

关机时顺序则恰好相反。主机根据所有机组的数据，优先判断故障等级为1的指定为备用的机组，对满足条件的机组按照温度顺序/湿度顺序，再判断故障等级为1的指定为无的机组，再判断故障等级为1指定为运行的机组；按照此准则再判断故障等级为2，故障等级为3，故障等级为4的机组。

故障等级为1→故障等级2且指定备用→故障等级2且指定无→故障等级2且指定运行→故障等级3且指定备用→故障等级3且指定无→故障等级3且指定运行→故障等级4且指定备用→故障等级4且指定无→故障等级4且指定运行→无故障且指定备用→无故障且指定无→无故障且指定运行。

具体的，按照温度顺序：主模式为制冷或送风（无辅助模式）时，同类机组中优先关闭回风温度低机组。主模式为加热时，同类机组中优先关闭回风温度高机组。按照湿度顺序：主模式为送风、辅助模式为除湿时，优先关闭湿度低机组，主模式为送风、辅助模式为加湿时，优先关闭湿度高机组。

本发明的群控端（主机）根据温度参数和/或湿度参数来判断群组的运行模式。具体的，群控端获取一定时间内的温度参数和/或湿度参数；然后，判断温度参数与其设定值之间的关系和/或判断湿度参数与其设定值之间的关系，根据该关系得到群组的运行模式。

1、送风模式、制冷模式转换过程

群控端（主机）对机组的运行状态的数据持续检测时间t1后，检测到目标平均温度大于目标温度设定值与第一温度偏差之和，群组的运行模式转变为制冷模式，进入制冷模式下发流程，流程执行期间满足进入加热模式条件，则先进入退出制冷模式的流程。当连续检测时间t2目标平均温度小于目标温度设定值减去第一温度偏差时，进入退出制冷模式流程，完成群组内的所有调度机组退出制冷模式后，群组退出制冷模式进入送风模式，重新判断运行模式。

2、送风模式、加热模式转换过程

连续检测时间t3目标平均温度小于目标温度设定值减去第二温度偏差时，群组模式转换为加热模式，进入加热模式调度流程，流程执行期间若满足进入制冷模式切换条件，则所有群组内的所有调度机组退出加热模式进入送风模式后，重新判断运行模式。当连续时间t4，检测到目标平均温度大于目标温度设定值减去第三温度偏差时，进入退出加热模式调度流程，完成所有调度机组退出加热模式后，群组的调度机组进入送风模式，重新判断运行模式。

3、除湿模式的进入和退出

当连续时间t5，检测到目标平均温度处于目标温度设定值减去第一温度偏差和目标温度设定值加上第一温度偏差之间且目标平均露点温度＞ 第一露点温度设定值时，群组进入除湿模式，进入除湿模式调度流程；流程执行期间满足进入加湿模式条件，则先进入退出除湿模式的流程。当连续时间t6，检测到目标平均温度处于目标温度设定值减去第一温度偏差和目标温度设定值加上第一温度偏差之间且目标平均露点温度＜第二露点温度设定值，或检测到目标平均温度大于目标设定温度加上第一温度偏差，或目标设定温度小于目标设定温度减去第一温度偏差时，进入退出除湿模式流程，使所有调度机组退出除湿模式；

4、加湿模式的进入和退出

当连续时间t5，检测到目标平均温度处于目标温度设定值减去第一温度偏差和目标设定温度加上第一温度偏差之间且目标平均露点温度＜第三露点温度设定值时，群控进入加湿模式，进入加湿调度流程；流程执行期间满足进入除湿模式条件，则先进入退出加湿模式的流程。当连续时间t6，检测到目标平均温度处于目标温度设定值减去第一温度偏差和目标温度设定值加上第一温度偏差之间且目标平均露点温度＞第四露点温度设定值，或目标平均温度大于目标温度设定值加上第一温度偏差，或目标平均温度小于目标温度设定值减去第一温度偏差时，进入退出加湿模式流程，完成所有群组退出加湿模式调度后，群控退出加湿模式。

上述目标平均温度可以是各调度机组的回风温度的平均值，目标平均露点温度可以是各调度机组的露点温度的平均值。时间t1-t6可以根据需要设置，可以相同，也可以不同。

群组的机组的数量可以任意配置 1<数量<=N，N根据需要来设置，机组的数量是根据房间的热负荷、需求的制冷量和机组的制冷量来设计的，群组内的调度机组的数量是根据机房的安全等级来合理配置的。本发明的群控端可以是群组中的一台机组作为主机，还可以是一款单独的控制器来控制也可获得同样的效果。通过所有机组运行信息的交互分析，调度属性的指定可以有效解决局部温度过高的问题，用户可直接指定该区域机组为运行机，在任何情况下该区域的机组都优先处于开机运行状态。基于群组运行模式的不同优先对温度最高/最低或湿度最高/最低的机组进行开关机和模式下发控制，可有效实现机组间协同运行, 可以快速均匀机房内的温度变化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种空调的群组控制方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1，群控端每间隔一段时间获取群组内的机组的运行状态进行处理得到群组的运行模式；

步骤2，群控端根据各机组的调度属性和运行状态确定调度机组及其调度顺序，并在调度顺序中根据运行模式的不同按照一定的温度顺序或湿度顺序制定下发顺序；

步骤3，群控端根据所述下发顺序下发模式命令给所述调度机组执行。

2.如权利要求1所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述运行模式分为主模式和辅助模式，所述主模式包括制冷模式、送风模式或制热模式，所述辅助模式包括加湿模式或除湿模式。

3.如权利要求2所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤1.1，群控端获取一定时间内的温度参数和/或湿度参数；

步骤1.2，判断温度参数与温度参数对应的设定值之间的关系和/或判断湿度参数与湿度参数对应的设定值之间的关系，根据所述关系得到所述群组的运行模式。

4.如权利要求3所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述步骤1.2具体包括：判断所述目标平均温度是否大于目标温度设定值与第一温度偏差之和，若是，则群组的运行模式的主模式为制冷模式。

5.如权利要求3所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述步骤1.2具体包括：判断所述目标平均温度是否小于目标设定温度减去第二温度偏差的值，若是，则群组的运行模式的主模式为制热模式。

6.如权利要求3所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述步骤1.2具体包括：检测到目标平均温度处于目标温度设定值减去第一温度偏差和目标温度设定值加上第一温度偏差之间且目标平均露点温度大于第一露点温度设定值时，群组的运行模式的辅助模式为除湿模式。

7.如权利要求3所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述步骤1.2具体包括：检测到目标平均温度处于目标温度设定值减去第一温度偏差和目标温度设定值加上第一温度偏差之间且目标平均露点温度小于第三露点温度设定值时，群组的运行模式的辅助模式为加湿模式。

8.如权利要求1所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述运行状态包括故障等级和回风温度、环境湿度当中的一种或其组合。

9.如权利要求8所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述步骤2中群控端根据各机组的调度属性和运行状态确定调度机组及其调度顺序具体包括：

所述群控端确定需要开机的机组的数量n；

将所述故障等级从无故障至最严重故障的顺序将群组内的机组进行排序；

将所述调度属性按照指定运行、指定无、指定备用的顺序进一步排序；

选择排序靠前的n个机组作为调度机组，并记录它们的排序作为调度顺序。

10.如权利要求2所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述步骤2中根据运行模式的不同按照一定的温度顺序或湿度顺序来制定开机命令以及模式命令的下发顺序具体包括：

当运行模式的主模式为制冷模式或送风模式，且无辅助模式时，按照回风温度高至回风温度低的顺序来制定所述下发顺序。

11.如权利要求2所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述步骤2中根据运行模式的不同按照一定的温度顺序或湿度顺序来制定开机命令以及模式命令的下发顺序具体包括：

当运行模式的主模式为加热模式，且无辅助模式时，按照回风温度低至回风温度高的顺序来制定所述下发顺序。

12.如权利要求2所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述步骤2中根据运行模式的不同按照一定的温度顺序或湿度顺序来制定开机命令以及模式命令的下发顺序具体包括：

当运行模式的主模式为送风模式，且辅助模式为除湿模式时，按照环境湿度高至环境湿度低的顺序来制定所述下发顺序。

13.如权利要求2所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述步骤2中根据运行模式的不同按照一定的温度顺序或湿度顺序来制定开机命令以及模式命令的下发顺序具体包括：

当运行模式的主模式为送风模式，且辅助模式为加湿模式时，按照环境湿度低至环境湿度高的顺序来制定所述下发顺序。

14.如权利要求2所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述调度机组在执行所述模式命令时，判断模式命令对应的运行模式与当前的运行模式不一致时，先退出当前的运行模式。

15.如权利要求14所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述调度机组判断其主模式由制冷模式变化为制热模式或由制热模式变化为制冷模式时，退出当前的运行模式，进入送风模式，再执行所述模式命令。

16.如权利要求1所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述群组在初始运行阶段，群控端执行步骤1的同时，群组内的机组先开机自主运行，群控端在步骤2中确定所述调度机组和下发顺序后，群控端判断当前自主运行的机组与调度机组是否匹配，若匹配，执行所述步骤3；若不匹配，先按照所述下发顺序发送开机命令给未开机的调度机组，和/或发送关机命令给已开机的非调度机组，再执行所述步骤3。

17.如权利要求16所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述群组内的机组根据上一次历史记录中的开关机情况进行开机。

18.如权利要求16所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述机组自主运行具体包括：机组检测其当前的环境温度，根据环境温度判断运行模式并运行。

19.如权利要求16所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述群控端按照与开机命令相反的下发顺序下发关机命令。

20.如权利要求1所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述群控端根据群组属性确定群组内的机组。

21.如权利要求20所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述群组属性为加入群控或不加入群控。

22.如权利要求1所述的空调的群组控制方法，其特征在于，所述群控端将各机组的运行状态广播给所有调度机组。

23.一种空调的群组系统，包括群控端和若干个机组，其特征在于，所述群控端采用如权利要求1至22任意一项所述的群组控制方法来控制、调度所述机组。

24.如权利要求23所述的群组系统，其特征在于，所述群控端为群组内的机组之一，或者所述群控端为独立于机组的控制器。