CN106500254A - 模块水机系统、空调装置及模块水机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块水机系统，包括用于测量室外湿球温度的室外检测装置和系统回路，系统回路通过压缩机、蒸发冷凝换热器、电子膨胀阀和换热器依次串联形成，电子膨胀阀、室外检测装置分别与控制器连接，控制器控制电子膨胀阀的当前开度与室外湿球温度呈负相关。本发明所公开的模块水机系统结合蒸发冷模块水机的系统独有特点，根据室外湿球温度对电子膨胀阀进行控制，控制简单可靠，保证了系统安全可靠运行；另外，蒸发冷凝换热器的换热效果较常规翅片式换热器好很多。本发明还公开了一种包括上述模块水机系统的空调装置，以及一种用于控制上述模块水机系统的模块水机控制方法。

Description

模块水机系统、空调装置及模块水机控制方法

技术领域

本发明涉及蒸发冷凝设备技术领域，更具体地说，涉及一种模块水机系统。此外，本发明还涉及一种包括上述模块水机系统的空调装置及模块水机控制方法。

背景技术

模块水机系统从上世纪80年代才进入中国市场，凭借其拓展方便、控制自由、高效节能、便于安装维护等优点，很快在中央空调市场占据了重要地位。

现有常规模块水机，冷凝器大多采用风冷式换热器，换热器一般采用管翅式换热器的型式。该常规的模块水机，虽然安装简单方便，但是由于冷凝侧采用风冷，风冷效率不高，导致系统整机能效难以达到目标要求。

蒸发冷模块水机作为一种新型的模块水机产品，现有的控制方法在其冷媒流量控制方面存在一些问题，没有根据蒸发冷模块水机的独有特性精确控制系统的冷媒流量，导致系统可靠性不高。

综上所述，如何提供一种可靠性高的模块水机系统及其控制方法，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种模块水机系统，该系统的可靠性高，本发明的另一目的是提供一种包括上述模块水机系统的空调装置。本发明的另一目的是提供一种模块水机控制方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种模块水机系统，包括用于测量室外湿球温度的室外检测装置和系统回路，所述系统回路通过压缩机、蒸发冷凝换热器、电子膨胀阀和换热器依次串联形成，所述电子膨胀阀、所述室外检测装置分别与控制器连接，所述控制器控制所述电子膨胀阀的当前开度与室外湿球温度呈负相关。

优选的，还包括用于测量空调出水温度的空调检测装置，所述空调检测装置与所述控制器连接，所述控制器控制运行工况下的所述电子膨胀阀的当前开度与所述空调出水温度呈正相关。

优选的，还包括用于控制所述电子膨胀阀相对于所述压缩机延迟关闭的延迟关闭控制器，所述延迟关闭控制器分别与所述电子膨胀阀、所述压缩机连接。

优选的，所述蒸发冷凝换热器包括：

水箱，所述水箱上设置有出水管路，所述出水管路的喷淋出口设置在冷媒管路的上方；

用于与喷淋出口下方的、已与所述冷媒管路换热的冷却水进行换热的换热填料，所述换热填料设置在所述水箱的回水管路上部。

一种空调装置，包括模块水机系统，所述模块水机系统为上述任意一项所述的模块水机系统。

一种模块水机控制方法，应用于模块水机系统，所述模块水机系统的系统回路包括依次连接的压缩机、蒸发冷凝换热器、电子膨胀阀和换热器；该方法包括：

所述系统回路的控制器控制室外检测装置测量室外湿球温度；

所述控制器控制所述电子膨胀阀的当前开度与所述室外湿球温度呈负相关。

优选的，所述控制器控制所述电子膨胀阀的当前开度与所述室外湿球温度呈负相关的步骤，包括：

当运行工况下所述室外湿球温度不变时，所述控制器控制空调检测装置测量空调出水温度，所述控制器控制所述电子膨胀阀的当前开度与所述空调出水温度呈正相关。

优选的，还包括：

所述控制器获取室外环境温度；

当所述室外环境温度低于预设最低值时，所述控制器降低外风机的转速；当所述室外环境温度高于预设最高值时，所述控制器升高外风机的转速。

优选的，所述控制器控制所述电子膨胀阀的当前开度与所述室外湿球温度呈负相关的步骤，包括：

当所述室外湿球温度大于27摄氏度时，所述控制器控制所述电子膨胀阀的开度值范围为260至300；

当所述室外湿球温度小于等于27摄氏度且大于或等于15摄氏度时，所述控制器控制所述电子膨胀阀的开度值范围为300至340；

当所述室外湿球温度小于15摄氏度时，所述控制器控制所述电子膨胀阀的开度值范围为340至380。

本发明所提供的模块水机系统结合蒸发冷模块水机的系统根据室外湿球温度对电子膨胀阀进行控制，控制简单可靠，保证了系统安全可靠运行；另外，蒸发冷凝换热器的换热效果较常规翅片式换热器好很多。

本发明还提供了一种包括上述模块水机系统的空调装置，以及提供了一种用于控制上述模块水机系统的模块水机控制方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种模块水机系统具体实施例一的结构示意图；

图2为本发明所提供的具体实施例一中蒸发冷凝换热器的局部示意图；

图3为本发明所提供的一种模块水机系统具体实施例二的结构示意图。

图1-3中：

压缩机1、电子膨胀阀2、蒸发冷凝换热器3、换热器4、冷凝换热盘管5、风扇组件6、连接水管7、水泵8、水箱9、换热填料10。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

本发明的核心是提供一种模块水机系统，该系统的可靠性高，本发明的另一核心是提供一种包括上述模块水机系统的空调装置。本发明的另一核心是提供一种模块水机控制方法。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供的一种模块水机系统具体实施例一的结构示意图；图2为本发明所提供的具体实施例一中蒸发冷凝换热器的局部示意图；图3为本发明所提供的一种模块水机系统具体实施例二的结构示意图。

本发明所提供的一种模块水机系统，主要用于空调装置中。模块水机系统包括用于测量室外湿球温度的室外检测装置和系统回路，系统回路通过压缩机1、蒸发冷凝换热器3、电子膨胀阀2和换热器4依次串联形成，电子膨胀阀2、室外检测装置分别与控制器连接，控制器控制电子膨胀阀2的当前开度与室外湿球温度呈负相关。

需要说明的是，系统回路为循环回路，在循环回路中依次连接着压缩机1、蒸发冷凝换热器3、电子膨胀阀2和换热器4，上述四个装置依次首位连接，并且换热器4的出口连接压缩机1的入口，以形成一个完整的回路。冷媒在内部流动过程中，首先由压缩泵1的出口流出，依次经过蒸发冷凝换热器3、电子膨胀阀2和换热器4，最后由换热器4的出口流出进入压缩机1的入口。

需要说明的是，室外检测装置用于检测室外湿球温度，室外检测装置与控制器连接，用于将室外湿球温度信息传递给控制器，而控制器可以通过室外湿球温度与预设的温度区间值或限定值进行比较，并依据比较结果控制电子膨胀阀2的开度。

蒸发冷凝换热器3的换热特点与常规翅片式换热器不同，其换热能力与室外干球温度没有直接联系，主要受室外湿球温度的影响。根据蒸发冷凝换热器2的这一换热特点，根据室外湿球温度对电子膨胀阀2的开度进行控制。可选的，可以根据对室外湿球温度进行分区，并针对不同区域的室外湿球温度设定不同的电子膨胀阀开度。

本发明所提供的模块水机系统结合蒸发冷模块水机的系统独有特点，根据室外湿球温度对电子膨胀阀进行控制，控制简单可靠，保证了系统安全可靠运行；另外，蒸发冷凝换热器3的换热效果较常规翅片式换热器好很多。

在上述实施例的基础之上，还包括用于测量空调出水温度的空调检测装置，空调检测装置与控制器连接，控制器控制运行工况下的电子膨胀阀2的当前开度与空调出水温度呈正相关。

需要说明的是，上述运行工况指的是在系统启动一段时间后，系统进入平稳运行状态，此时，对于电子膨胀阀2的开度的控制不仅要考虑室外湿球温度，还要考虑空调出水温度。

在一个具体实施例中，系统启动运行3分钟后，在根据以室外湿球温度为基础设置的电子膨胀阀2开度上，考虑当前空调出水温度，再根据空调出水温度分区控制电子膨胀阀的开度。

当室外湿球温度T4＞27℃，空调出水温度T2越大，电子膨胀阀的开度就越大，例如，空调出水温度T2大于10度时，电子膨胀阀2的开度值约为216；当空调出水温度T2约为8度时，电子膨胀阀2的开度值约为192。

当室外湿球温度15≤T4≤27℃时，空调出水温度T2越大，电子膨胀阀的开度就越大，例如，空调出水温度T2大于10度时，电子膨胀阀2的开度值约为232；当空调出水温度T2约为8度时，电子膨胀阀2的开度值约为208。

当室外湿球温度T4＜15℃时，空调出水温度T2越大，电子膨胀阀的开度就越大，例如，空调出水温度T2大于10度时，电子膨胀阀2的开度值约为240；当空调出水温度T2约为8度时，电子膨胀阀2的开度值约为216。

在上述实施例的基础之上，还包括用于控制电子膨胀阀2相对于压缩机1延迟关闭的延迟关闭控制器，延迟关闭控制器分别与电子膨胀阀2、压缩机1连接。

具体地，上述延迟关闭控制器在使用时，延迟关闭控制器在压缩机1停止运行后5秒，关闭电子膨胀阀2，从而能够避免大量的液态冷媒从高压的蒸发冷凝换热器里面流动低压的换热器4，然后在下次压缩机1启动时，部分液态冷媒进入压缩机导致压缩机带液运行，损坏压缩机。

可选的，上述换热器4可以为壳管式换热器。另外，上述停止运行后5秒仅为举例说明的例子，实际使用时，可以根据具体使用情况进行调整。

在上述任意一个实施例的基础之上，蒸发冷凝换热器3的结构中可以具体包括：水箱9和换热填料。

水箱9上设置有出水管路，出水管路的喷淋出口设置在冷媒管路的上方。

用于与喷淋出口下方的、已与冷媒管路换热的冷却水进行换热的换热填料，换热填料设置在水箱9的回水管路上部。

可选的，在出水管路上可以设置水泵8，以便水箱9中的水顺利的向出水管路中流出。当然，也可以设置其他的动力原件，用于提供冷媒在系统回路中的流动。

在本实施例所提供的模块水机系统在使用时，首先，水泵8将水箱9里面的水抽到冷凝换热盘管5的上部喷淋下来，冷却冷凝换热盘管5管内的高温冷媒为液态冷媒。

由于喷淋下来的水带走了冷媒的热量，所以水温会一定程度升高，该水与冷媒管路接触后向下流动时，与换热填料10形成第二次热交换，水流能够将热量传递给换热填料10，而自身实现降温，并在降温后流入水箱9。空气与喷淋下来的水在换热填料10里进行热交换。

可选的，水箱9上设置有补水口，用于确保水箱中的水在使用中始终保持一定的总量，蒸发耗损掉的水由自来水自动补水。

除了上述实施例所提供的模块水机系统，本发明还提供一种包括上述实施例公开的模块水机系统的空调装置，该空调装置的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

除了上述实施例所提供的模块水机系统，本发明还提供了一种模块水机控制方法，应用于模块水机系统，模块水机系统的系统回路包括依次连接的压缩机1、蒸发冷凝换热器3、电子膨胀阀2和换热器4。该方法具体包括：

步骤S1：系统回路的控制器控制室外检测装置测量室外湿球温度；

步骤S2：控制器控制电子膨胀阀2的当前开度与室外湿球温度呈负相关。

需要说明的是，上述方法的具体操作可以参考模块水机系统的介绍中。

在上述实施例的基础之上，步骤S2的控制器控制电子膨胀阀2的当前开度与室外湿球温度呈负相关的步骤，可以具体包括：

当运行工况下室外湿球温度不变时，控制器控制空调检测装置测量空调出水温度，控制器控制电子膨胀阀2的当前开度与空调出水温度呈正相关。

需要说明的是，电子膨胀阀2的当前开度与空调出水温度不但可以成为正相关的相对关系，还可以通过对空调出水温度进行分区，针对不同区域的温度，进行有区别的开度划分，具体分区可以参考上文模块水机系统的说明。

在上述任意一个实施例的基础之上，针对室外风机的转速控制，也可以根据温度来设定，上述方法还可以具体包括：

步骤S31：控制器获取室外环境温度。

步骤S32：当室外环境温度低于预设最低值时，控制器降低外风机的转速；当室外环境温度高于预设最高值时，控制器升高外风机的转速。

需要说明的是，系统在较低的室外环境温度运行时，此时系统冷凝侧的负载很小，通过调低外风机转速，从而降低蒸发冷凝换热器的换热量，避免冷凝侧冷媒过冷，避免系统回液。

本实施例中，采用预设最低值和预设最高值两个评价边界数值控制转速的设计，可根据系统负载大小调节风机转速，系统安全可靠，高效节能。

在上述任意一个实施例的基础之上，控制器控制电子膨胀阀2的当前开度与室外湿球温度呈负相关的步骤，具体可以包括：

当室外湿球温度大于27摄氏度时，控制器控制电子膨胀阀2的开度值范围为260至300。

当室外湿球温度小于等于27摄氏度且大于或等于15摄氏度时，控制器控制电子膨胀阀2的开度值范围为300至340。

当室外湿球温度小于15摄氏度时，控制器控制电子膨胀阀2的开度值范围为340至380。

本发明的一种蒸发冷凝的模块水机控制方法，结合蒸发式冷凝器的特点，根据室外湿球温度对电子膨胀阀进行控制，而不是常规的根据室外干球温度进行控制，从而实现精确的冷媒流量控制，保证系统安全可靠。

本发明的一种蒸发冷凝的模块水机控制方法，结合蒸发式冷凝器的特点，与常规控制系统不同的是，室外湿球温度越低时控制系统冷媒流量越大，从而实现精确的冷媒流量控制，保证系统安全可靠。

本发明的一种蒸发冷凝的模块水机控制方法，结合蒸发式冷凝器的特点，系统压缩机停机一段时间后，关闭电子膨胀阀，等下次压缩机再启动前一段时间打开电子膨胀阀，避免了停机后大量的液态冷媒从高压的蒸发冷凝换热器里面流动低压的换热器，然后在下次压缩机启动时部分液态冷媒进入压缩机导致压缩机带液运行，损坏压缩机，从而保证了系统的安全可靠运行。

本发明的一种蒸发冷凝的模块水机，外风机采用两档转速设计，在系统低负载运行时切换到低风运行模式，避免了系统的回液，保证了系统低负荷下的可靠运行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的模块水机系统、空调装置及模块水机控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种模块水机系统，其特征在于，包括用于测量室外湿球温度的室外检测装置和系统回路，所述系统回路通过压缩机(1)、蒸发冷凝换热器(3)、电子膨胀阀(2)和换热器(4)依次串联形成，所述电子膨胀阀(2)、所述室外检测装置分别与控制器连接，所述控制器控制所述电子膨胀阀(2)的当前开度与室外湿球温度呈负相关。

2.根据权利要求1所述的模块水机系统，其特征在于，还包括用于测量空调出水温度的空调检测装置，所述空调检测装置与所述控制器连接，所述控制器控制运行工况下的所述电子膨胀阀(2)的当前开度与所述空调出水温度呈正相关。

3.根据权利要求2所述的模块水机系统，其特征在于，还包括用于控制所述电子膨胀阀(2)相对于所述压缩机(1)延迟关闭的延迟关闭控制器，所述延迟关闭控制器分别与所述电子膨胀阀(2)、所述压缩机(1)连接。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的模块水机系统，其特征在于，所述蒸发冷凝换热器(3)包括：

水箱(9)，所述水箱(9)上设置有出水管路，所述出水管路的喷淋出口设置在冷媒管路的上方；

用于与喷淋出口下方的、已与所述冷媒管路换热的冷却水进行换热的换热填料，所述换热填料设置在所述水箱(9)的回水管路上部。

5.一种空调装置，包括模块水机系统，其特征在于，所述模块水机系统为权利要求1至4任意一项所述的模块水机系统。

6.一种模块水机控制方法，其特征在于，应用于模块水机系统，所述模块水机系统的系统回路包括依次连接的压缩机(1)、蒸发冷凝换热器(3)、电子膨胀阀(2)和换热器(4)；该方法包括：

所述系统回路的控制器控制室外检测装置测量室外湿球温度；

所述控制器控制所述电子膨胀阀(2)的当前开度与所述室外湿球温度呈负相关。

7.根据权利要求6所述的模块水机控制方法，其特征在于，所述控制器控制所述电子膨胀阀(2)的当前开度与所述室外湿球温度呈负相关的步骤，包括：

当运行工况下所述室外湿球温度不变时，所述控制器控制空调检测装置测量空调出水温度，所述控制器控制所述电子膨胀阀(2)的当前开度与所述空调出水温度呈正相关。

8.根据权利要求7所述的模块水机控制方法，其特征在于，还包括：

所述控制器获取室外环境温度；

当所述室外环境温度低于预设最低值时，所述控制器降低外风机的转速；当所述室外环境温度高于预设最高值时，所述控制器升高外风机的转速。

9.根据权利要求8所述的模块水机控制方法，其特征在于，所述控制器控制所述电子膨胀阀(2)的当前开度与所述室外湿球温度呈负相关的步骤，包括：

当所述室外湿球温度大于27摄氏度时，所述控制器控制所述电子膨胀阀(2)的开度值范围为260至300；

当所述室外湿球温度小于等于27摄氏度且大于或等于15摄氏度时，所述控制器控制所述电子膨胀阀(2)的开度值范围为300至340；

当所述室外湿球温度小于15摄氏度时，所述控制器控制所述电子膨胀阀(2)的开度值范围为340至380。