空调器新风换气的控制方法及系统、信息数据处理终端与流程

本发明属于空调换气控制技术领域，尤其涉及一种空调器新风换气的控制方法及系统、信息数据处理终端。

背景技术：

目前，最接近的现有技术：新风系统是利用风机动力、管道、排风技术，连通室外空气，形成循环，并形成室内气流的运动，从而改善室内空气质量。新风系统的主要功能在于通风换气，将室内浑浊的空气排出室外，再将室外新鲜空气引进来，从而实现室内外空气循环。在传统空调行业中，空调一般使用在密闭场所。而人们长期生活、工作在这种环境中，会因为新鲜空气不足，使人窒闷，头部有压迫感等状况出现，而且针对不同使用环境，目前市场上带新风功能的空调却无法灵活使用于各类场所。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前带新风功能的空调无法灵活使用于各类场所；导致场所新鲜空气不足，使人窒闷，头部有压迫感。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种空调器新风换气的控制方法及系统、信息数据处理终端。

本发明是这样实现的，一种空调器新风换气的控制方法，所述空调器新风换气的控制方法包括以下步骤：

第一步，通过wifi实时采集当前天气情况，采集的信息存储在空调可存储设备；

第二步，选择是否开启舒适新风功能；

第三步，开启舒适新风功能后，根据采集到的室外环境信息、空气质量、用户设定习惯、当前场所的大小；通过新风控制算法，选择新风电机档位及运行时间，同时可联动控制室内风机档位和导风板位置；

第四步，通过监测室内环境温度，反馈调节输出。

进一步，所述空调器新风换气的控制方法当前天气情况包括室外环温、空气质量。

进一步，所述第三步新风控制算法包括：当空调器在正常工作状态下时，开启舒适新风功能后，在不影响空调器正常功能下，选择新风电机最优控制规律，使得室内外空气在最短时间内完成交换；空气质量系数为q，用户设定初始温度为t设0，室外初始环境温度为t外环0，室内初始环境温度为t内环0，空调使用的室内空间体积vtotal，新风电机可选择档位d1…df，其中，f>＝1；当选定其中一个档位di，对应一固定新风量δi，该风档下新风机的运行时间为ti。

进一步，开启舒适新风功能后，控制有约束条件的新风电机运行最短时间控制问题转化为如下：

新风机运行需满足如下条件：

任一档位的新风机运行时间ti满足约束条件：

其中，δmax为新风机最大档位对应的新风量，δmin为新风机最小档位对应的新风量；

初始状态：t设(0)＝t设0，t内环(0)＝t内环0，t外环(0)＝t外环0；

末端状态：t设(tf)＝t设tf，t内环(tf)＝t内环tf，t外环(tf)＝t外环tf；

将新风机运行时间，新风运行档位的最优控制转化是在满足约束条件下，确定新风机开启的规律u(t)，使得空调从初始状态转移到要求的末端状态，使得新风开启换气耗时最短。

进一步，在新风机完成换气时，室内空调运行舒适，则系统末态自由有约束：

t设(tf)-1≤t内环(tf)≤t设(tf)+1；

q(tf)≤q人体舒适；

新风机开启u(t)的约束为：

u(t)∈ω，ω＝{u(t)|0≤u(t)≤α}，

设时变性系统，末值型性能指标：

t内环(0)＝t内环0；

②ψ[t内环(tf)，tf]＝0；

则存在r维非零常向量γ和n维向量λ(t)使最优解满足如下必要条件：

正则方程：

其中哈密顿方程：

η(t内环，u，λ，t)＝λ^t(t)f(t内环，u，t)；

边界条件与横截条件：

t内环(0)＝t内环0；

ψ[t内环(tf)，tf]＝0；

极小值条件：

沿最优轨线哈密顿函数变化率：

由极小值条件，η相对u*(t)取绝对最小值，得到u*(t)。

进一步，在得到新风开启规律后，新风机开启某一新风档位，根据不同档位下新风量的不同，调整空调内风机档位和导风板角度。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述空调器新风换气的控制方法的空调器新风换气的控制系统，所述空调器新风换气的控制系统包括：

天气信息采集模块，用于实时采集当前天气情况，信息采集后，存储在空调可存储设备中；

新风开启判断模块，用于选择是否开启舒适新风功能；

新风控制模块，用于根据采集到的室外环境信息、空气质量、用户设定习惯、当前场所的大小，通过新风最优控制算法，选择新风电机档位及运行时间，同时可联动控制室内风机档位和导风板位置；

反馈调节模块，用于通过监测室内环境温度，反馈调节输出。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述空调器新风换气的控制方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的空调器新风换气的控制方法。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述空调器新风换气的控制方法的空调器。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明根据用户使用环境，用户使用习惯等实现最优控制空调新风换气装置，同时联动空调室内风机、导风板，给用户舒适的新风环境。在空调正常使用过程中，即能保证空调正常制冷制热效果，又能兼顾室内空气的循环，给用户舒适的体验。

本发明解决适应多种场所，多类人群所需，可实现最优新风控制方式；量化室内换气频率；可与空调内机负载联动，兼顾用户舒适性；可根据用户使用环境，用户使用习惯等实现最优控制空调新风换气装置，同时联动空调室内风机、导风板，给用户舒适的新风环境。

附图说明

图1是本发明实施例提供的空调器新风换气的控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的空调器新风换气的控制系统的结构示意图；

图中：1、天气信息采集模块；2、新风开启判断模块；3、新风控制模块；4、反馈调节模块。

图3是本发明实施例提供的实时信息采集示意图。

图4是本发明实施例提供的空调新风功能判断示意图。

图5是本发明实施例提供的舒适新风控制逻辑框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种空调器新风换气的控制方法及系统、信息数据处理终端，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的空调器新风换气的控制方法包括以下步骤：

s101：通过wifi等装置可实时采集当前天气情况，包括室外环温、空气质量等；信息采集后，存储在空调可存储设备中。

s102：选择是否开启舒适新风功能；

s103：当开启舒适新风功能后，根据采集到的室外环境信息、空气质量、用户设定习惯、当前场所的大小，通过新风最优控制算法，可选择新风电机档位及运行时间，同时可联动控制室内风机档位和导风板位置；通过监测室内环境温度，反馈调节输出。

如图2所示，本发明实施例提供的空调器新风换气的控制系统包括：

天气信息采集模块1，用于实时采集当前天气情况，信息采集后，存储在空调可存储设备中。

新风开启判断模块2，用于选择是否开启舒适新风功能。

新风控制模块3，用于根据采集到的室外环境信息、空气质量、用户设定习惯、当前场所的大小，通过新风最优控制算法，选择新风电机档位及运行时间，同时可联动控制室内风机档位和导风板位置。

反馈调节模块4，用于通过监测室内环境温度，反馈调节输出。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。

如图3所示，通过wifi等装置可实时采集当前天气情况，包括室外环温、空气质量等；用户在使用app等人机交互软件平台时，可选择使用环境选定后输入当前房间面积，一般场所层高固定，得到使用环境的空间体积大小；再者因使用场所的不同，如卧室、书房、客厅、儿童房等对空调设定需求也不同，记录此类用户设定习惯数据。将以上信息采集后，存储在空调可存储设备中。

如图4所示，可以选择是否开启舒适新风功能。

如图5所示，当开启舒适新风功能后，根据采集到的室外环境信息、空气质量、用户设定习惯、当前场所的大小，通过新风最优控制算法，可选择新风电机档位及运行时间，同时可联动控制室内风机档位和导风板位置。另外，通过监测室内环境温度，反馈调节输出。

在本发明中，通过最优算法，即将新风机运行时间，新风运行档位的控制转化为满足约束条件下的寻求新风机运行规律，使得空调性能最优时，换气耗时最短。可智能控制新风运行时间，调节新风电机档位，量化室内换气频率；同时与空调内机负载联动，兼顾用户舒适性。

当空调器在正常工作状态下时，开启舒适新风功能后，在不影响空调器正常功能下，选择新风电机最优控制规律，使得室内外空气在最短时间内完成交换，同时保证空调运行效果。若空气质量系数为q，用户设定初始温度为t设0，室外初始环境温度为t外环0，室内初始环境温度为t内环0，空调使用的室内空间体积vtotal，新风电机可选择档位d1…df，其中，f>＝1。当选定其中一个档位di，对应一固定新风量δi(单位：m3/h)，该风档下新风机的运行时间为ti(单位：h)。

开启舒适新风功能后，控制有约束条件的新风电机运行最短时间控制问题转化为如下：

新风机运行需满足如下条件：

任一档位的新风机运行时间ti满足约束条件：

其中，δmax为新风机最大档位对应的新风量，δmin为新风机最小档位对应的新风量。

初始状态：t设(0)＝t设0，t内环(0)＝t内环0，t外环(0)＝t外环0。

末端状态：t设(tf)＝t设tf，t内环(tf)＝t内环tf，t外环(tf)＝t外环tf。

那么，将新风机运行时间，新风运行档位的最优控制转化是在满足约束条件下，寻求新风机开启的规律u(t)，使得空调从初始状态转移到要求的末端状态，使得新风开启换气耗时最短。

要求在新风机完成换气时，室内空调运行舒适，则系统末态自由有约束：

t设(tf)-1≤t内环(tf)≤t设(tf)+1；

q(tf)≤q人体舒适；

新风机开启u(t)的约束为：

u(t)∈ω，ω＝{u(t)|0≤u(t)≤α}，

设时变性系统，末值型性能指标：

t内环(0)＝t内环0；

②ψ[t内环(tf)，tf]＝0；

则必存在r维非零常向量γ和n维向量λ(t)使最优解满足如下必要条件：

正则方程：

其中哈密顿方程：

η(t内环，u，λ，t)＝λ^t(t)f(t内环，u，t)；

边界条件与横截条件：

t内环(0)＝t内环0；

ψ[t内环(tf)，tf]＝0；

极小值条件：

沿最优轨线哈密顿函数变化率：

由极小值条件，η相对u*(t)取绝对最小值，可得到u*(t)。

在得到新风开启规律后，新风机开启某一新风档位，可根据不同档位下新风量的不同，调整空调内风机档位和导风板角度，以改善室内空气循环，避免直吹人的情况。

本发明如果不通过最优算法来控制新风机，可结合室内空气质量情况，实时调节新风机的风量大小。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

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。