CN106352588A - 一种空调系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调系统及其控制方法。空调系统包括制冷剂回路，制冷剂回路上设有压缩机、室内换热器、节流装置、室外换热器以及用于改变制冷剂流向的换向阀，其特征在于：还包括蓄热器，蓄热器内设有第一热交换管和第二热交换管，第一热交换管与室内换热器相并联，第二热交换管与外部热源连通；制冷剂回路可选择性地与室内换热器和/或第一热交换管连通。本发明实施例提供的空调系统采用外部热源为蓄热器进行蓄热减少空调的能耗，利用蓄热器的热量为室外换热器进行化霜，避免了直接将回路切换至制冷模式运行化霜时室内换热器降低对室内热环境的影响，保证了用户的舒适度，当外部热源采用废热水热源时实现了能源的回收利用。

Description

一种空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调系统及其控制方法。
背景技术
在低温室外环境下，空调运行制热模式，室外机换热器表面温度较低，当温度低于零摄氏度时，换热器表面容易结霜，严重影响了空调的制热效果，空调系统将切换到制冷模式运行，以提高室外机换热器表面温度，而室内机换热器表面温度较低，向室内吹出冷风，严重影响了室内环境，给人以热不舒适感，同时消耗了室内热量。
目前，无论是在生产还是生活中，许多废热水没有经过回收利用直接排放到下水道中，形成了极大的能源浪费。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决现有技术中空调系统制热时消耗室内热量的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空调系统，包括制冷剂回路，所述制冷剂回路上设有压缩机、室内换热器、节流装置、室外换热器以及用于改变制冷剂流向的换向阀，还包括蓄热器，所述蓄热器内设有第一热交换管和第二热交换管，所述第一热交换管与所述室内换热器相并联，所述第二热交换管与外部热源连通；所述制冷剂回路可选择性地与所述室内换热器和/或所述第一热交换管连通。
根据本发明，所述外部热源为废热水热源，所述第二热交换管与废热水热源之间的连通管路上设有驱动泵。
根据本发明，所述蓄热器包括保温壳体以及设于保温壳体内的蓄热材料，所述第一热交换管和第二热交换管均设于所述保温壳体内，与所述蓄热材料进行热交换。
根据本发明，所述蓄热材料采用相变蓄热材料。
根据本发明，所述室内换热器的两端均设有调节阀。
根据本发明，所述第一热交换管的两端均设有调节阀。
根据本发明，所述蓄热器内设有温度传感器。
本发明还提供了一种上述的空调系统的控制方法，在制热模式下，蓄热器进行蓄热：连通外部热源与第二热交换管，蓄热器进行蓄热，当蓄热器的温度达到第一设定温度时停止蓄热；当蓄热器的温度未达到第一设定温度且蓄热器温度停止上升时，断开外部热源与第二热交换管，且连通第一热交换管与制冷剂回路直至蓄热器的温度达到第一设定温度；
当需要化霜时：切换换向阀，改变制冷剂的流向，断开室内换热器与制冷剂回路断开，第一热交换管与制冷剂回路连通，室外换热器进行化霜，蓄热器放热，当化霜完成后换向阀切换至制热模式。
根据本发明，当蓄热材料为相变蓄热材料时，第一设定温度为相变温度。
根据本发明，制热模式下，检测室外换热器的温度是否达到第二设定温度，当室外换热器的温度达到第二设定温度时，蓄热器进行蓄热。
根据本发明，所述第二设定温度高于化霜温度5～10℃。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本发明提供的空调系统设置有蓄热器，蓄热器的第一热交换管与室内换热器并联，第二热交换管与外部热源连通，并且制冷剂回路可以选择性地与室内换热器和/或第一热交换管连通，可以采用外部热源为蓄热器进行蓄热，也可以在制热模式下利用制冷剂回路为蓄热器进行蓄热作为辅助蓄热，采用外部热源为蓄热器进行蓄热不采用制冷剂回路的能量，减少空调的能耗。制热模式室外机需要进行化霜时切断室内换热器与制冷剂回路的连接，改变制冷剂流向利用蓄热器的热量为室外换热器进行化霜，避免了直接将回路切换至制冷模式运行化霜时室内换热器温度降低对室内热环境的影响，避免了消耗室内热量，保证了用户的舒适度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的空调系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的蓄热器除去保温壳体后的结构图示意图。
图中：1：压缩机；2：换向阀；3：蓄热器；31：第一热交换管；32：第二热交换管；33：蓄热材料；4：室内换热器；5：节流装置；6：室外换热器；7、8、9、10、14、15：调节阀；11：温度传感器；12：外部热源；13：驱动泵。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的空调系统，包括制冷剂回路，制冷剂回路上设有压缩机1、室内换热器4、节流装置5、室外换热器6以及用于改变制冷剂流向的换向阀2，还包括蓄热器3，蓄热器3内设有第一热交换管31和第二热交换管32，第一热交换管31与室内换热器4相并联，第二热交换管32与外部热源12连通；制冷剂回路可选择性地与室内换热器4和/或第一热交换管31连通。
本发明实施例提供的空调系统的工作原理如下：
制热模式时，室内换热器4与制冷剂回路连通，由压缩机1输出的高温高压制冷剂经室内换热器4与室内环境换热后，经节流装置5降温降压后流入室外换热器6进行换热，换热完成后低温低压的制冷剂回至压缩机1内；在制热模式下，蓄热器3进行蓄热，连通外部热源12与第二热交换管32，当蓄热器3的温度达到第一设定温度(即蓄热器的蓄热能量达到化霜所需能量)时停止蓄热；当蓄热器3的温度未达到第一设定温度且蓄热器3温度停止上升时，断开外部热源12与第二热交换管32，且连通第一热交换管31与制冷剂回路直至蓄热器3的温度达到第一设定温度。
制热模式持续一段时间后室外换热器6表面容易结霜，需要对其进行化霜，此时，切换换向阀2，并且切断室内换热器4与制冷剂回路，连通蓄热器3的第一热交换管31与制冷剂回路，形成化霜回路，压缩机1输出的高温高压制冷剂经室外换热器6与室外环境换热后，经节流装置5降温降压后流入第一热交换管31，第一热交换管31内的制冷剂吸收蓄热器3内的热量后回到压缩机1内，充分利用蓄热器3内的热量来进行化霜。化霜过程中也可以连通第二热交换管32与外部热源12，利用外部热源12为蓄热器3补充热量，保证蓄热器3内的热量足够完成化霜。
本发明实施例提供的空调系统设置有蓄热器3，蓄热器3的第一热交换管31与室内换热器4并联，第二热交换管32与外部热源12连通，并且制冷剂回路可以选择性地与室内换热器4和/或第一热交换管31连通，可以采用外部热源12为蓄热器3进行蓄热，也可以在制热模式下利用制冷剂回路为蓄热器3进行蓄热作为辅助蓄热，采用外部热源12为蓄热器3进行蓄热不采用制冷剂回路的能量，减少空调的能耗。制热模式室外机需要进行化霜时切断室内换热器4与制冷剂回路的连接，改变制冷剂流向利用蓄热器3的热量为室外换热器6进行化霜，避免了直接将回路切换至制冷模式运行化霜时室内换热器4温度降低对室内热环境的影响，避免了消耗室内热量，保证了用户的舒适度。
进一步地，本实施例中外部热源12为废热水热源，第二热交换管32与废热水热源之间的连通管路上设有驱动泵13。采用废热水热源作为外部热源，实现了能源的回收利用，具体地，本实施例中可以是将废热水收集到保温水箱内，利用驱动泵13驱动废热水的循环，经第二热交换管32为蓄热器进行蓄热。优选地，本实施例中第二热交换管32的两端与废热水热源连通的管路上均设置有调节阀14、15，设置两个调节阀14、15保证了不蓄热时第二热交换管32与废热水热源之间的隔绝。
进一步地，本实施例中蓄热器3包括保温壳体以及设于保温壳体内的蓄热材料33，第一热交换管31和第二热交换管32均设于保温壳体内，与蓄热材料33进行热交换。采用蓄热材料33进行蓄热，蓄热器3的结构简单实用。优选地，本实施例中的蓄热材料33采用相变蓄热材料。相变蓄热材料是利用物质在相变(如凝固/熔化、凝结/汽化、固化/升华等)过程发生的相变热来进行热量的储存和利用。相变蓄热材料蓄热密度高，能够通过相变在恒温下放出大量热量。需要说明的是，本发明实施例中蓄热材料33并不限于相变蓄热材料，也可以是显热蓄热材料、吸附蓄热材料等其他种类的蓄热材料。
进一步地，本实施例中室内换热器4的两端均设有调节阀8、9。本实施例中第一热交换管31的两端均设有调节阀7、10。室内换热器的两端设置的调节阀8、9可以在需要断开室内换热器4时实现室内换热器4的完全断开，避免制冷剂向室内换热器4回流，同样地，第一热交换管31的两端设置的调节阀7、10可以在需要断开第一热交换器31时第一热交换器31的完全断开，避免制冷剂向第一热交换管31内回流。
进一步地，本实施中蓄热器3内设有温度传感器11，用于检测蓄热器3的温度，可以用来控制蓄热器3的蓄热开启或停止。
本发明实施例提供了一种上述空调系统的控制方法，在制热模式下，蓄热器3进行蓄热：连通外部热源12与第二热交换管32，蓄热器3进行蓄热，当蓄热器3的温度达到第一设定温度时停止蓄热；当蓄热器3的温度未达到第一设定温度且蓄热器3温度停止上升时，断开外部热源12与第二热交换管32，且连通第一热交换管31与制冷剂回路直至蓄热器3的温度达到第一设定温度；
当需要化霜时：切换换向阀2，改变制冷剂的流向，室内换热器4与制冷剂回路断开，第一热交换管31与制冷剂回路连通，室外换热器6进行化霜，蓄热器3放热，当化霜完成后换向阀2切换至制热模式。
本发明实施例中优选采用外部热源为蓄热器3进行蓄热，制冷剂回路的蓄热作为辅助蓄热，充分利用了外部热源，减少了空调的能耗。利用蓄热器3的热量为室外换热器6进行化霜，避免了直接将回路切换至制冷模式运行化霜时室内换热器4温度降低对室内热环境的影响，避免了消耗室内热量，保证了用户的舒适度。
进一步地，本实施例中当蓄热器3内的蓄热材料33为相变蓄热材料时，第一设定温度为相变温度。第一设定温度可以根据蓄热材料33的蓄热能力进行设定，使得蓄热器3中所储存能量能够满足一次化霜需求，并且避免蓄热器3蓄热能力过大，增大成本。
进一步地，制热模式下，检测室外换热器6的温度是否达到第二设定温度，当室外换热器6的温度达到第二设定温度时，蓄热器3进行蓄热。优选地本实施例中的第二设定温度高于化霜温度5～10℃。选择合适的蓄热开始时机，使得在室外换热器6需要进行化霜时蓄热刚好完成，避免了蓄热进行过早，蓄热器3储存的热量会有部分散失。
综上所述，本发明实施例提供的空调系统设置有蓄热器，蓄热器的第一热交换管与室内换热器并联，第二热交换管与外部热源连通，并且制冷剂回路可以选择性地与室内换热器和/或第一热交换管连通，可以采用外部热源为蓄热器进行蓄热，也可以在制热模式下利用制冷剂回路为蓄热器进行蓄热作为辅助蓄热，采用外部热源为蓄热器进行蓄热不采用制冷剂回路的能量，减少空调的能耗。制热模式室外机需要进行化霜时切断室内换热器与制冷剂回路的连接，改变制冷剂流向利用蓄热器的热量为室外换热器进行化霜，避免了直接将回路切换至制冷模式运行化霜时室内换热器降低对室内热环境的影响，避免了消耗室内热量，保证了用户的舒适度。并且本发明中的外部热源可以为废热水热源，实现了能源的回收利用，优先采用废热水热源对蓄热器进行蓄热，充分利用了外部热源，减少整体能耗。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种空调系统，包括制冷剂回路，所述制冷剂回路上设有压缩机、室内换热器、节流装置、室外换热器以及用于改变制冷剂流向的换向阀，其特征在于：还包括蓄热器，所述蓄热器内设有第一热交换管和第二热交换管，所述第一热交换管与所述室内换热器相并联，所述第二热交换管与外部热源连通；所述制冷剂回路可选择性地与所述室内换热器和/或所述第一热交换管连通。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述外部热源为废热水热源，所述第二热交换管与废热水热源之间的连通管路上设有驱动泵。
3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述蓄热器包括保温壳体以及设于保温壳体内的蓄热材料，所述第一热交换管和第二热交换管均设于所述保温壳体内，与所述蓄热材料进行热交换。
4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于：所述蓄热材料采用相变蓄热材料。
5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述室内换热器的两端均设有调节阀。
6.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述第一热交换管的两端均设有调节阀。
7.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述蓄热器内设有温度传感器。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的空调系统的控制方法，其特征在于，在制热模式下，蓄热器进行蓄热：连通外部热源与第二热交换管，蓄热器进行蓄热，当蓄热器的温度达到第一设定温度时停止蓄热；当蓄热器的温度未达到第一设定温度且蓄热器温度停止上升时，断开外部热源与第二热交换管，且连通第一热交换管与制冷剂回路直至蓄热器的温度达到第一设定温度；
当需要化霜时：切换换向阀，改变制冷剂的流向，室内换热器与制冷剂回路断开，第一热交换管与制冷剂回路连通，室外换热器进行化霜，蓄热器放热，当化霜完成后换向阀切换至制热模式。
9.根据权利要求8所述的空调系统的控制方法，其特征在于：当蓄热器内的蓄热材料为相变蓄热材料时，第一设定温度为相变温度。
10.根据权利要求8所述的空调系统的控制方法，其特征在于，制热模式下，检测室外换热器的温度是否达到第二设定温度，当室外换热器的温度达到第二设定温度时，蓄热器进行蓄热。
11.根据权利要求10所述的空调系统的控制方法，其特征在于：所述第二设定温度高于化霜温度5～10℃。
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