CN102062495A - 直流变频多功能空调系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流变频多功能空调系统，包括多联机空调、余热回收装置、热泵热水器和地板辐射采暖系统；余热回收装置的一端与流量调节管(6)相通，另一端经第二冷凝器(18)与高压储液器(20)连通；所述的热泵热水器与余热回收装置并联；所述的地板辐射采暖系统的两端分别并联在室内多联机(28)的两端。该系统的控制方法的核心内容是，根据出水温度或者环境温度与目标设定温度进行对比，来决定直流变频压缩机或定频压缩机开启或停机。这样，在安装这些系统时只需要安装一套基础控制装置即可，无需各自独立安装，因此，其初期投资少，成本低；同时在一个操作系统上开启这些功能，操作非常方便；而且，有利于节能减排的实施。
Description
技术领域
本发明涉及空调设备技术领域，具体讲是一种直流变频多功能空调系统及其控制方法。
背景技术
现有技术的直流变频空调，是指采用直流变频控制系统以及相应的直流变频压缩机的空调器，变频的工作原理是把50Hz的工频交流电源转换为直流电源，并送至功率模块主电路。随着人们生活水平的日益提高，对生活的品质追求也越来越高，现有很多家庭，尤其是公寓或别墅等场合，都配备有直流变频多联空调、热泵热水器等各种制冷或采暖系统，这些系统之间均是独立控制的。因此，它存在以下的缺点：
1)由于以上所述的这些制冷或采暖系统往往功能都是单一的，这也意味着用户往往要安装多套不同功能的系统，这必然会使初期投资大，成本高；
2)当用户要求同时达到室内空气温度调节、淋浴热水提供、客厅大空间适宜温度的实现等各种功能，就需要同时开启这些系统，这种各个系统之间的独立控制会使操作不方便；
3)另外，直流变频多联空调系统中，其直流变频压缩机在根据室内机所需能力调节运行频率时，一部分热能并没有得到有效地再利用，造成热能的浪费，不利于节能减排的实施。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种只需安装一套系统便可实现室内空气温度调节、淋浴热水提供、客厅大空间适宜温度等多功能，从而降低初投资成本，并且操作方便、能实现余热再利用的直流变频多功能空调系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的直流变频多功能空调系统，包括室外机和室内多联机，所述的室外机包括直流变频压缩机、油气分离器、四通阀、第一冷凝器、高压储液器和外置气液分离器，所述的直流变频压缩机经油气分离器与四通阀连通；四通阀的另外三路中第一路与第一冷凝器连通，第二路与外置气液分离器连通，第三路室内多联机的回气端连通；所述的第一冷凝器与高压储液器连通，所述的高压储液器与室内多联机的进气端连通；
该系统还包括余热回收装置、热泵热水器和地板辐射采暖系统；所述的室外机还包括流量调节管、旁通电磁阀、旁通管、辅助四通阀、第二冷凝器和多个单向阀，所述的余热回收装置的一端与流量调节管的一端相通，余热回收装置的另一端经第二冷凝器与高压储液器连通；流量调节管的另一端分成两路，其中一路经旁通电磁阀和旁通管与辅助四通阀连通，还有一路经单向阀与四通阀连通；所述的辅助四通阀经单向阀与四通阀连通；所述的第一冷凝器与辅助四通阀连通；所述的热泵热水器与余热回收装置并联；所述的地板辐射采暖系统的两端分别并联在室内多联机的两端。
所述的余热回收装置还包括第一换热器和余热换热盘管，所述的余热换热盘管位于第一换热器内，余热换热盘管的一端与流量调节管连通，另一端与第二冷凝器连通。
所述的热泵热水器包括水泵、喷淋头、定频压缩机、常规换热盘管、常规气液分离器、常规蒸发器和卸载电磁阀，所述的定频压缩机一端与常规换热盘管的一端连通，常规换热盘管的另一端常规蒸发器的一端连通，常规蒸发器的另一端与常规气液分离器的一端连通，常规气液分离器的另一端与定频压缩机的另一端连通；所述的常规换热盘管和余热换热盘管并联在第一换热器内，水泵与第一换热器一端连通，所述的第一换热器的另一端与喷淋头连通；所述的卸载电磁阀的两端分别与定频压缩机和常规气液分离器连通。
所述的地板辐射采暖系统包括地板侧电子膨胀阀、地板侧换热盘管、第二换热器、集水器、地板辐射热水盘管、分水器和水过滤器；所述的地板侧换热盘管位于第二换热器内，地板侧换热盘管的一端分成两路，其中一路与辅助电磁阀连通，另外一路经单向阀后又分成两路，一路与四通阀连通，另一路经单向阀与旁通电磁阀连通；地板侧换热盘管的另一端经地板侧电子膨胀阀与高压储液器连接；所述的第二换热器的一端经水过滤器和分水器与地板辐射热水盘管的一端连通，地板辐射热水盘管的另一端经集水器与第二换热器的另一端连通。
所述的地板辐射热水盘管为多组，每一组的一端并联连接在分水器上，每一组的另一端并联连接在集水器上。
本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种上述直流变频多功能空调的控制方法。
本发明的另一技术方案是，直流变频多功能空调的控制方法包括以下步骤：
1)通电后给系统一个开机命令，并根据需要选择制冷模式或制热模式；
2)当选择制冷模式时，进行以下步骤：
Ⅰ室内多联机中的一个室内机或多个室内机启动，此时，直流变频压缩机开始启动控制过程，根据室内多联机的实际需求，得到一个目标频率；
Ⅱ判定此时是否开启热泵热水器：若此时不开启热泵热水器，则进行步骤Ⅲ；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机停机；
Ⅲ直流变频压缩机的启动过程结束后，直流变频压缩机根据目标频率进行频率调节，直至直流变频压缩机的输出功率能满足室内多联机的负荷需要；
Ⅳ检测每个室内环境温度是否达到室内设定温度，如果没有达到，室内机继续运行，直至所有的室内环境温度都达到室内设定温度；
Ⅴ判定此时是否开启热泵热水器：若不开启热泵热水器，则直流变频压缩机停机；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机停机，同时直流变频压缩机停机；
3)当选择制热模式时，进行以下步骤：
Ⅰ室内多联机中的一个室内机或多个室内机启动，此时，直流变频压缩机开始启动控制过程，根据室内多联机的实际需求，得到一个目标频率；
Ⅱ判定此时是否开启热泵热水器：若此时不开启热泵热水器，则进行步骤Ⅲ；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机停机；
Ⅲ直流变频压缩机的启动过程结束后，直流变频压缩机根据目标频率进行频率调节，直至直流变频压缩机的输出功率能满足室内多联机的负荷需要；
Ⅳ判定此时是否开启地板辐射采暖系统：若此时不开启地板辐射采暖系统，则进行步骤Ⅴ；若此时开启地板辐射采暖系统，则进行下列步骤：
a检测室内环境温度是否达到室内设定温度：若室内环境温度低于室内设定温度，分水器和集水器中相应热水流路的电磁阀开启，热水进入地板侧辐射热水盘管，热水的热量通过辐射的形式从地板供给室内；若室内环境温度达到室内设定温度，则分水器和集水器中相应热水流路的电磁阀关闭；
b检测第二换热器的出水温度是否达到某个设定保护温度：若第二换热器的出水温度低于设定保护温度时，开启地板侧电子膨胀阀，并根据出水温度和设定保护温度的差值情况来调节地板侧电子膨胀阀的开度，以保证出水温度满足要求；若第二换热器的出水温度高于设定保护温度时，关闭地板侧电子膨胀阀的开度；
Ⅴ检测每个室内环境温度是否达到室内设定温度，如果没有达到，室内机继续运行，直至所有的室内环境温度都达到室内设定温度；
Ⅵ判定此时是否开启热泵热水器：若不开启热泵热水器，则直流变频压缩机停机；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机停机，同时直流变频压缩机停机。
所述的步骤2)中的Ⅰ和步骤3)中的Ⅰ中，直流变频压缩机开始启动控制过程时，室内机每隔40秒采用PI算法进行一次室内机能力需求计算来得到基本频率，再根据室内目标温度对基本频率进行修正得到目标频率。
采用以上结构和方法后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1)由于直流变频多联机空调、热泵热水器和地板辐射采暖系统均以室外机为基础来工作，在安装这些系统时只需要安装一套基础控制装置即可，无需各自独立安装，因此，其初期投资少，成本低；
2)再由于当用户要求同时达到室内空气温度调节、淋浴热水提供、客厅大空间适宜温度的实现等各种功能，只需要同时在一个操作系统上开启这些功能，操作非常方便；
3)另外，直流变频多联空调系统中的直流变频压缩机在根据室内机所需能力调节运行频率时，一部分热能结合常规的热泵共同形成热泵热水器，使这部分热能得到有效地再利用回收，避免造成热能的浪费，有利于节能减排的实施。
附图说明
图1是本发明直流变频多功能空调系统的原理图；
图2是本发明直流变频多功能空调系统的制冷模式流程图；
图3是本发明直流变频多功能空调系统的制热模式流程图。
其中：1、喷淋头；2、水泵；3、余热换热盘管；4、常规换热盘管；5、第一换热器；6、流量调节管；71、单向阀；72、单向阀；73、单向阀；74、单向阀；75、单向阀；8、旁通电磁阀；9、旁通管；10、辅助四通阀；11、四通阀；12、油气分离器；13、直流变频压缩机；14、压缩机自带气液分离器；15、回油毛细管；16、外置气液分离器；17、第一冷凝器；18、第二冷凝器；19、制热电子膨胀阀；20、高压储液器；21、地板侧电子膨胀阀；22、地板侧换热盘管；23、第二换热器；24、水过滤器；25、分水器；26、地板侧辐射热水盘管；27、集水器；28、多联机；29、常规卸载电磁阀；30、定频压缩机；31、常规气液分离器；32、常规蒸发器；33、常规电子膨胀阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
由图1所示的本发明直流变频多功能空调系统的原理图可知，它包括室外机和室内多联机28，所述的室外机包括直流变频压缩机13、油气分离器12、四通阀11、第一冷凝器17、高压储液器20和外置气液分离器16，所述的直流变频压缩机13经油气分离器12与四通阀11连通。四通阀11的另外三路中第一路与第一冷凝器17连通，第二路与外置气液分离器16连通，第三路室内多联机28的回气端连通。所述的第一冷凝器17与高压储液器20连通，所述的高压储液器20与室内多联机28的进气端连通。
该系统还包括余热回收装置、热泵热水器和地板辐射采暖系统。所述的室外机还包括流量调节管6、旁通电磁阀8、旁通管9、辅助四通阀10、第二冷凝器18和多个单向阀71、72、73、74、75，所述的余热回收装置的一端与流量调节管6的一端相通，余热回收装置的另一端经第二冷凝器18与高压储液器20连通。流量调节管6的另一端分成两路，其中一路经旁通电磁阀8和旁通管9与辅助四通阀10连通，还有一路经单向阀71与四通阀11连通。所述的辅助四通阀10经单向阀72与四通阀11连通。所述的第一冷凝器17与辅助四通阀10连通。所述的热泵热水器与余热回收装置并联；所述的地板辐射采暖系统的两端分别并联在室内多联机28的两端。
所述的余热回收装置还包括第一换热器5和余热换热盘管3，所述的余热换热盘管3位于第一换热器5内，余热换热盘管3的一端与流量调节管6连通，另一端与第二冷凝器18连通。
所述的热泵热水器包括水泵2、喷淋头1、定频压缩机30、常规换热盘管4、常规气液分离器31、常规蒸发器32和卸载电磁阀29。所述的定频压缩机30一端与常规换热盘管4的一端连通，常规换热盘管4的另一端常规蒸发器32的一端连通，常规蒸发器32的另一端与常规气液分离器31的一端连通，常规气液分离器31的另一端与定频压缩机30的另一端连通。所述的常规换热盘管4和余热换热盘管3并联在第一换热器5内，水泵2与第一换热器5一端连通，所述的第一换热器5的另一端与喷淋头1连通。所述的卸载电磁阀29的两端分别与定频压缩机30和常规气液分离器31连通。
所述的地板辐射采暖系统包括地板侧电子膨胀阀21、地板侧换热盘管22、第二换热器23、集水器27、地板辐射热水盘管26、分水器25和水过滤器24。所述的地板侧换热盘管22位于第二换热器23内，地板侧换热盘管22的一端分成两路，其中一路与辅助电磁阀10连通，另外一路经单向阀74后又分成两路，一路与四通阀11连通，另一路经单向阀73与旁通电磁阀8连通。地板侧换热盘管22的另一端经地板侧电子膨胀阀21与高压储液器20连接。所述的第二换热器23的一端经水过滤器24和分水器25与地板辐射热水盘管26的一端连通，地板辐射热水盘管26的另一端经集水器27与第二换热器23的另一端连通。所述的地板辐射热水盘管26为多组，每一组的一端并联连接在分水器27上，每一组的另一端并联连接在集水器26上。
由图2、图3所示的本发明直流变频多功能空调系统的控制方法的流程图可知，本发明直流变频多功能空调系统的控制方法包括以下步骤：
1)通电后给系统一个开机命令，并根据需要选择制冷模式或制热模式；
2)当选择制冷模式时，进行以下步骤：
Ⅰ室内多联机28中的一个室内机或多个室内机启动，此时，直流变频压缩机13开始启动控制过程，根据室内多联机28的实际需求，即室内机每隔40秒采用PI算法进行一次室内机能力需求计算来得到基本频率，再根据室内目标温度对基本频率进行修正得到一个目标频率；
Ⅱ判定此时是否开启热泵热水器：若此时不开启热泵热水器，则进行步骤Ⅲ；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机30开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机30处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机30继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机30停机；
Ⅲ直流变频压缩机13的启动过程结束后，直流变频压缩机13根据目标频率进行频率调节，即对排气温度、吸气温度及电流等因素进行保护性限频和降频，直至直流变频压缩机13的输出功率能满足室内多联机28的负荷需要；
Ⅳ检测每个室内环境温度是否达到室内设定温度，如果没有达到，室内机继续运行，直至所有的室内环境温度都达到室内设定温度；
Ⅴ判定此时是否开启热泵热水器：若不开启热泵热水器，则直流变频压缩机13停机；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机30开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机30处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机30继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机30停机，同时直流变频压缩机13停机；
3)当选择制热模式时，进行以下步骤：
Ⅰ室内多联机28中的一个室内机或多个室内机启动，此时，直流变频压缩机13开始启动控制过程，根据室内多联机28的实际需求，即室内机每隔40秒采用PI算法进行一次室内机能力需求计算来得到基本频率，再根据室内目标温度对基本频率进行修正得到一个目标频率；
Ⅱ判定此时是否开启热泵热水器：若此时不开启热泵热水器，则进行步骤Ⅲ；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机30开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机30处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机30继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机30停机；
Ⅲ直流变频压缩机13的启动过程结束后，直流变频压缩机13根据目标频率进行频率调节，即对排气温度、吸气温度及电流等因素进行保护性限频和降频，直至直流变频压缩机13的输出功率能满足室内多联机28的负荷需要；
Ⅳ判定此时是否开启地板辐射采暖系统：若此时不开启地板辐射采暖系统，则进行步骤Ⅴ；若此时开启地板辐射采暖系统，则进行下列步骤：
a检测室内环境温度是否达到室内设定温度：若室内环境温度低于室内设定温度，分水器25和集水器27中相应热水流路的电磁阀开启，热水进入地板侧辐射热水盘管26，热水的热量通过辐射的形式从地板供给室内；若室内环境温度达到室内设定温度，则分水器25和集水器27中相应热水流路的电磁阀关闭；
b检测第二换热器23的出水温度是否达到某个设定保护温度：若第二换热器23的出水温度低于设定保护温度时，开启地板侧电子膨胀阀21，并根据出水温度和设定保护温度的差值情况来调节地板侧电子膨胀阀21的开度，以保证出水温度满足要求；若第二换热器23的出水温度高于设定保护温度时，关闭地板侧电子膨胀阀21的开度；
Ⅴ检测每个室内环境温度是否达到室内设定温度，如果没有达到，室内机继续运行，直至所有的室内环境温度都达到室内设定温度；
Ⅵ判定此时是否开启热泵热水器：若不开启热泵热水器，则直流变频压缩机13停机；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机30开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机30处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机30继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机30停机，同时直流变频压缩机13停机。
所述的步骤2)中的Ⅰ和步骤3)中的Ⅰ中，直流变频压缩机13开始启动控制过程时，室内机每隔40秒采用PI算法进行一次室内机能力需求计算来得到基本频率，再根据室内目标温度对基本频率进行修正得到目标频率。
本发明直流变频空调系统的开机和正常运行过程如下：
1)直流变频多联机空调的制冷模式运行和余热回收过程：当室内多联机28有能力需求时，遥控或线控或集成控制发出开机命令，室外机接受开机命令后，直流变频压缩机13启动，并开始运行开机过程。开机过程结束后，直流变频压缩机13根据计算的目标频率进行运行调节，使室内多联机28的输出能力满足使用要求。空调正常工作时，制冷系统内制冷剂的运行流程如下：
直流变频压缩机13根据室内多联机28所需能力调节运行频率，排气和压缩机奔油混合物进入油气分离器12进行油气分离，分离出的润滑油通过回油毛细管15进入直流变频压缩机13的回气端，残余润滑油随排气经过四通阀11和单向阀71后分成两路，并通过流量调节管6和旁通电磁阀8及旁通管9调节这两路间的制冷剂流量。其中一路经旁通电磁阀8及旁通管9进入第一冷凝器17进行冷凝，另一路制冷剂经流量调节管6进入余热换热盘管3中冷凝，并加热第一换热器5中存储的水，之后制冷剂进入第二冷凝器18中进一步冷凝。这两路制冷剂冷凝后都汇集到高压储液器20中，从高压储液器20出来的制冷剂通过开机的室内多联机28前的室内电子膨胀阀(附图中未标识)节流后进入蒸发器中蒸发换热，以降低室内环境温度。蒸发后的制冷剂经单向阀74和四通阀11进入外置气液分离器16进行气液分离。分离后的气态制冷剂进入压缩机自带气液分离器14，最后气态制冷剂回到压缩机进行压缩。如此循环进行直流变频多联机空调的制冷模式运行和余热回收过程。
2)直流变频多联机空调制热模式运行的过程：当室内多联机28有能力需求时，遥控或线控或集成控制发出开机命令，室外机接受开机命令后，直流变频压缩机13启动，并开始运行开机过程。开机过程结束后，直流变频压缩机13根据计算的目标频率进行运行调节，使室内多联机28的输出能力满足使用要求。空调正常工作时，制冷系统运行流程如下：
制热模式运行时，四通阀11和辅助四通阀10得电换向，直流变频压缩机13根据室内多联机28所需能力调节运行频率，排气和压缩机奔油混合物进入油气分离器12进行油气分离。分离出来的润滑油通过回油毛细管15进入直流变频压缩机13的回气端，残余润滑油随排气经过四通阀11换向，由于在单向阀74的作用下，使制冷剂经单向阀73后分成两路，并通过流量调节管6和旁通电磁阀8及旁通管9调节这两路间的制冷剂流量。其中一路制冷剂经流量调节管6进入余热换热盘管3中冷凝，并加热第一换热器5中存储的水，之后制冷剂进入第二冷凝器18中进一步冷凝。另一路经辅助四通阀10换向后进入室内多联机28中冷凝放热，加热室内空气。冷凝后的制冷剂经室内电子膨胀阀与上一路制冷剂汇集到高压储液器20中。高压储液器20中冷凝液与单向阀75相逆，只能通过制热电子膨胀阀19节流成低温低压的制冷剂，制冷剂在第一冷凝器17中进行蒸发换热，蒸发后经旁通电磁阀8及旁通管9和辅助四通阀10换向后经单向阀72和四通阀11进入外置气液分离器16进行气液分离。分离后的气态制冷剂进入压缩机自带气液分离器14，最后气态制冷剂回到压缩机13进行压缩。如此循环进行直流变频多联机空调的制热模式运行。
3)地板辐射采暖系统的运行过程：当室内环境温度低于室内设定温度时，分水器25和集水器27中相应热水流路的电磁阀均开启，热水进入地板侧辐射热水盘管26，热水的热量通过辐射的形式从地板供给室内。当第二换热器23出水温度低于某一设定值时，开启地板侧电子膨胀阀21，并根据出水温度和设定温度的差值情况来调节地板侧电子膨胀阀21的开度，以保证出水温度的满足要求。当出水温度高于设定保护温度时，开始逐步关闭地板侧电子膨胀阀21的开度，直至完全处于关闭状态。
空调正常运行时制冷系统的运行流程为制热模式，四通阀11和辅助四通阀10得电换向，直流变频压缩机13根据室内多联机28所需能力调节运行频率，排气和压缩机奔油混合物进入油气分离器12进行油气分离。分离出来的润滑油通过回油毛细管15进入直流变频压缩机13的回气端，残余润滑油随排气经过四通阀11换向，由于在单向阀74的作用下，使制冷剂经单向阀73后分成两路，并通过流量调节管6和旁通电磁阀8及旁通管9调节这两路间的制冷剂流量。其中一路制冷剂经流量调节管6进入余热换热盘管3中冷凝，并加热第一换热器5中存储的水，之后制冷剂进入第二冷凝器18中进一步冷凝。另一路经辅助四通阀10换向后进入室内多联机28或地板辐射采暖系统。当有室内机开机需求时，部分制冷剂进入室内机中冷凝放热，加热室内空气，冷凝后的制冷剂经室内电子膨胀阀进入高压储液器20中。另一部分制冷剂进入第二换热盘管22冷凝加热第二换热器23中存储的水，冷凝后的制冷剂经地板侧电子膨胀阀21调节流量后进入高压储液器20中。冷凝液与单向阀75，只能通过制热电子膨胀阀19节流成低温低压的制冷剂，制冷剂在第一冷凝器17中进行蒸发换热，蒸发后经旁通电磁阀8及旁通管9和辅助四通阀10换向后经单向阀72和四通阀11进入外置气液分离器16进行气液分离。分离后的气态制冷剂进入压缩机自带气液分离器14，最后气态制冷剂回到压缩机13进行压缩。当需要地板辐射采暖时，分水器25和集水器27中的相应的电磁阀均开启，启动水泵后，热水经水过滤器24过滤杂质后由分水器25将热水分配到各个地板辐射热水盘管26，热量辐射释放后的热水经集水器27回到第二换热器23。
4)热泵热水器系统的运行过程：热泵热水器由两部分组成，一部分是直流变频多联机空调中余热换热盘管3中的制热量，另一部分是常规热泵热水器系统。当第一换热器5出水温度低于某一设定温度时，启动常规压缩机，利用常规压缩机排气具有的热量将第一换热器5中的水加热至设定水温，冷凝后的制冷剂经过常规热水器中的电子膨胀阀节流成低压低温气液两相混合物在常规蒸发器中蒸发，之后经常规气液分离器分离后的气态制冷剂回到常规压缩机。当热泵热水器出水温度高于设定保护温度时，开启常规卸载电磁阀进行卸载，直至出水温度低于设定的保护温度时关闭。如果常规卸载电磁阀开启后30分钟内，出水温度仍然高于设定的保护温度时，常规压缩机停机，3分钟后，如果出水温度低于设定的保护温度时开启常规压缩机。
Claims (7)
1.一种直流变频多功能空调系统，包括室外机和室内多联机(28)，所述的室外机包括直流变频压缩机(13)、油气分离器(12)、四通阀(11)、第一冷凝器(17)、高压储液器(20)和外置气液分离器(16)，所述的直流变频压缩机(13)经油气分离器(12)与四通阀(11)连通；四通阀(11)的另外三路中第一路与第一冷凝器(17)连通，第二路与外置气液分离器(16)连通，第三路室内多联机(28)的回气端连通；所述的第一冷凝器(17)与高压储液器(20)连通，所述的高压储液器(20)与室内多联机(28)的进气端连通；
其特征在于：该系统还包括余热回收装置、热泵热水器和地板辐射采暖系统；所述的室外机还包括流量调节管(6)、旁通电磁阀(8)、旁通管(9)、辅助四通阀(10)、第二冷凝器(18)和多个单向阀(71、72、73、74、75)，所述的余热回收装置的一端与流量调节管(6)的一端相通，余热回收装置的另一端经第二冷凝器(18)与高压储液器(20)连通；流量调节管(6)的另一端分成两路，其中一路经旁通电磁阀(8)和旁通管(9)与辅助四通阀(10)连通，还有一路经单向阀(71)与四通阀(11)连通；所述的辅助四通阀(10)经单向阀(72)与四通阀(11)连通；所述的第一冷凝器(17)与辅助四通阀(10)连通；所述的热泵热水器与余热回收装置并联；所述的地板辐射采暖系统的两端分别并联在室内多联机(28)的两端。
2.根据权利要求1所述的直流变频多功能空调系统，其特征在于：所述的余热回收装置还包括第一换热器(5)和余热换热盘管(3)，所述的余热换热盘管(3)位于第一换热器(5)内，余热换热盘管(3)的一端与流量调节管(6)连通，另一端与第二冷凝器(18)连通。
3.根据权利要求1或2所述的直流变频多功能空调系统，其特征在于：所述的热泵热水器包括水泵(2)、喷淋头(1)、定频压缩机(30)、常规换热盘管(4)、常规气液分离器(31)、常规蒸发器(32)和卸载电磁阀(29)，所述的定频压缩机(30)一端与常规换热盘管(4)的一端连通，常规换热盘管(4)的另一端常规蒸发器(32)的一端连通，常规蒸发器(32)的另一端与常规气液分离器(31)的一端连通，常规气液分离器(31)的另一端与定频压缩机(30)的另一端连通；所述的常规换热盘管(4)和余热换热盘管(3)并联在第一换热器(5)内，水泵(2)与第一换热器(5)一端连通，所述的第一换热器(5)的另一端与喷淋头(1)连通；所述的卸载电磁阀(29)的两端分别与定频压缩机(30)和常规气液分离器(31)连通。
4.根据权利要求1所述的直流变频多功能空调系统，其特征在于：所述的地板辐射采暖系统包括地板侧电子膨胀阀(21)、地板侧换热盘管(22)、第二换热器(23)、集水器(27)、地板辐射热水盘管(26)、分水器(25)和水过滤器(24)；所述的地板侧换热盘管(22)位于第二换热器(23)内，地板侧换热盘管(22)的一端分成两路，其中一路与辅助电磁阀(10)连通，另外一路经单向阀(74)后又分成两路，一路与四通阀(11)连通，另一路经单向阀(73)与旁通电磁阀(8)连通；地板侧换热盘管(22)的另一端经地板侧电子膨胀阀(21)与高压储液器(20)连接；所述的第二换热器(23)的一端经水过滤器(24)和分水器(25)与地板辐射热水盘管(26)的一端连通，地板辐射热水盘管(26)的另一端经集水器(27)与第二换热器(23)的另一端连通。
5.根据权利要求4所述的直流变频多功能空调系统，其特征在于：所述的地板辐射热水盘管(26)为多组，每一组的一端并联连接在分水器(27)上，每一组的另一端并联连接在集水器(26)上。
6.一种直流变频多功能空调系统的控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1)通电后给系统一个开机命令，并根据需要选择制冷模式或制热模式；
2)当选择制冷模式时，进行以下步骤：
Ⅰ室内多联机(28)中的一个室内机或多个室内机启动，此时，直流变频压缩机(13)开始启动控制过程，根据室内多联机(28)的实际需求，得到一个目标频率；
Ⅱ判定此时是否开启热泵热水器：若此时不开启热泵热水器，则进行步骤Ⅲ；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机(30)开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机(30)处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机(30)继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机(30)停机；
Ⅲ直流变频压缩机(13)的启动过程结束后，直流变频压缩机(13)根据目标频率进行频率调节，直至直流变频压缩机(13)的输出功率能满足室内多联机(28)的负荷需要；
Ⅳ检测每个室内环境温度是否达到室内设定温度，如果没有达到，室内机继续运行，直至所有的室内环境温度都达到室内设定温度；
Ⅴ判定此时是否开启热泵热水器：若不开启热泵热水器，则直流变频压缩机(13)停机；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机(30)开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机(30)处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机(30)继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机(30)停机，同时直流变频压缩机(13)停机；
3)当选择制热模式时，进行以下步骤：
Ⅰ室内多联机(28)中的一个室内机或多个室内机启动，此时，直流变频压缩机(13)开始启动控制过程，根据室内多联机(28)的实际需求，得到一个目标频率；
Ⅱ判定此时是否开启热泵热水器：若此时不开启热泵热水器，则进行步骤Ⅲ；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机(30)开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机(30)处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机(30)继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机(30)停机；
Ⅲ直流变频压缩机(13)的启动过程结束后，直流变频压缩机(13)根据目标频率进行频率调节，直至直流变频压缩机(13)的输出功率能满足室内多联机(28)的负荷需要；
Ⅳ判定此时是否开启地板辐射采暖系统：若此时不开启地板辐射采暖系统，则进行步骤Ⅴ；若此时开启地板辐射采暖系统，则进行下列步骤：
a检测室内环境温度是否达到室内设定温度：若室内环境温度低于室内设定温度，分水器(25)和集水器(27)中相应热水流路的电磁阀开启，热水进入地板侧辐射热水盘管(26)，热水的热量通过辐射的形式从地板供给室内；若室内环境温度达到室内设定温度，则分水器(25)和集水器(27)中相应热水流路的电磁阀关闭；
b检测第二换热器(23)的出水温度是否达到某个设定保护温度：若第二换热器(23)的出水温度低于设定保护温度时，开启地板侧电子膨胀阀(21)，并根据出水温度和设定保护温度的差值情况来调节地板侧电子膨胀阀(21)的开度，以保证出水温度满足要求；若第二换热器(23)的出水温度高于设定保护温度时，关闭地板侧电子膨胀阀(21)的开度；
Ⅴ检测每个室内环境温度是否达到室内设定温度，如果没有达到，室内机继续运行，直至所有的室内环境温度都达到室内设定温度；
Ⅵ判定此时是否开启热泵热水器：若不开启热泵热水器，则直流变频压缩机(13)停机；若此时开启热泵热水器，则进行下列步骤：
a检测热泵热水器的出水温度是否达到热水设定温度：若出水温度没有达到热水设定温度，常规热泵热水器的定频压缩机(30)开始启动，直至出水温度达到热水设定温度；若出水温度已经达到热水设定温度，热水直接使用，此时定频压缩机(30)处于停机状态；
b一直使水加热，检测出水温度是否达到保护停机温度：若出水温度没有达到保护停机温度，定频压缩机(30)继续运行，直至出水温度达到保护停机温度；若出水温度达到保护停机温度，则定频压缩机(30)停机，同时直流变频压缩机(13)停机。
7.根据权利要求6所述的直流变频多功能空调系统的控制方法，其特征在于：所述的步骤2)中的Ⅰ和步骤3)中的Ⅰ中，直流变频压缩机(13)开始启动控制过程时，室内机每隔40秒采用PI算法进行一次室内机能力需求计算来得到基本频率，再根据室内目标温度对基本频率进行修正得到目标频率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110518 |