CN107289556B - 空调系统及具有其的空调系统控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调系统及具有其的空调系统控制方法，其中，空调系统包括：室内机组；室外机组，与室内机组通过冷媒管连接，室外机组包括压缩机、四通阀、第一换热器以及气液分离器，压缩机的出口通过主管路与四通阀连通；分支管路，分支管路的一端与主管路连通，分支管路的另一端与气液分离器连通；控制阀，设置在分支管路上；热利用组件，设置在分支管路上，与分支管路内的冷媒进行换热。通过本发明的技术方案，能够解决现有技术中的空调系统浪费能源的问题。

Description

空调系统及具有其的空调系统控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调系统及具有其的空调系统控制方法。

背景技术

目前，现有的变频空调机组在低负荷下运行时，压缩机会以低频方式运行以降低不必要的损耗。然而即便如此，仍然存在空调系统的供应能力大于所需能力的时候，造成系统能力过剩，进而造成能源浪费。

发明内容

本发明提供一种空调系统及具有其的空调系统控制方法，以解决现有技术中的空调系统浪费能源的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种空调系统，空调系统包括：室内机组；室外机组，与室内机组通过冷媒管连接，室外机组包括压缩机、四通阀、第一换热器以及气液分离器，压缩机的出口通过主管路与四通阀连通；分支管路，分支管路的一端与主管路连通，分支管路的另一端与气液分离器连通；控制阀，设置在分支管路上；热利用组件，设置在分支管路上，与分支管路内的冷媒进行换热。

进一步地，热利用组件包括：水箱，分支管路至少部分地设置在水箱内。

进一步地，控制阀包括电子膨胀阀。

根据本发明的另一方面，提供了一种空调系统控制方法，空调系统为上述提供的空调系统，控制方法包括：判断空调系统的供应能力是否大于所需能力；当空调系统的供应能力大于所需能力时，打开控制阀，将主管路中的部分冷媒通入分支管路中，以对分支管路上的热利用组件进行换热。

进一步地，判断空调系统的供应能力是否大于所需能力，具体包括：获取压缩机以低频率运行的运行时间；当运行时间大于预设时间，则判断得出空调系统的供应能力大于所需能力。

进一步地，判断空调系统的供应能力是否大于所需能力还包括：获取室内环境温度和室内预设温度；当室内环境温度与室内预设温度满足公式一时，则判断得出空调系统的供应能力大于所需能力；公式一为|T1-T2|＜A，其中，T1为室内环境温度，T2为室内预设温度，A的取值范围在1℃至10℃之间。

进一步地，当空调系统的供应能力大于所需能力时，打开控制阀，具体包括：控制阀的打开开度X满足公式二，公式二为X＝D(E-|T1-T2|)，其中，T1为室内环境温度，T2为室内预设温度，D的取值范围在10至100之间，E的取值范围在10至15之间。

进一步地，当空调系统包括多个室内机组和/或多个室外机组时，判断空调系统的供应能力是否大于所需能力还包括：获取多个室内机组的室内总运行容量以及多个室外机组的室外总运行容量；当室内总运行容量与室外总运行容量满足公式三时，则判断得出空调系统的供应能力大于所需能力；公式三为C1/C2＜B，其中，C1为室内总运行容量，C2为室外总运行容量，B的取值范围在0.1至0.3之间。

进一步地，低频率为压缩机满额频率的10％至30％。

进一步地，运行时间的取值范围在20秒至60秒内。

应用本发明的技术方案，在空调系统中设置分支管路、控制阀及热利用组件，在制冷或制热时，当判断得到空调系统的供应能力大于所需能力时，打开控制阀，使过剩的冷媒通过分支管路进入热利用组件，从而可以对装置中多余的热量进行回收。因此，通过本发明的技术方案，能够解决现有技术中的空调系统浪费能源的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例提供的空调系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、室内机组；20、室外机组；21、压缩机；22、四通阀；23、第一换热器；24、气液分离器；25、主管路；30、分支管路；40、控制阀；50、热利用组件。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明实施例提供一种空调系统，该空调系统包括室内机组10、室外机组20、分支管路30、控制阀40及热利用组件50。其中，室外机组20与室内机组10通过冷媒管连接。室外机组20包括压缩机21、四通阀22、第一换热器23以及气液分离器24，压缩机21的出口通过主管路25与四通阀22连通。分支管路30的一端与主管路25连通，分支管路30的另一端与气液分离器24连通。经过压缩机21处理后的冷媒从主管路25输出，通过分支管路30可将从主管路25输出的部分冷媒引出。控制阀40设置在分支管路30上。控制阀40用于控制分支管路30的连通或断开。热利用组件50设置在分支管路30上，热利用组件50可与分支管路30内的冷媒进行换热。

当空调系统的供应能力大于所需能力时，从压缩机21输出的冷媒不能被完全利用，造成能源的浪费。应用本实施例的技术方案，当空调系统的供应能力大于所需能力时，开启控制阀40将从主管路25输出的过剩的冷媒引出到热利用组件50中，通过热利用组件50与过剩的冷媒进行换热，换热后的冷媒再通过分支管路30回流到气液分离器24中，从而将过剩的冷媒中的热量回收利用。通过本实施例中的技术方案，在现有空调系统的基础上增加部分装置，就可有效解决现有技术中的空调系统浪费能源的问题。

其中，冷媒管包括第一管路和第一管路。室内机组10还包括第二换热器。第一换热器23通过第一管路与第二换热器的一端连通。四通阀22通过第二管路与第二换热器的另一端连通。

该空调系统在制冷时，并且当供应能力大于所需能力时，将从压缩机21输出的过剩的冷媒依次通过分支管路30、控制阀40、热利用组件50和气液分离器24以回收多余的热量；同时另一部分从压缩机21输出的冷媒依次流经四通阀22、第一换热器23、第一管路、第二换热器、第二管路、四通阀22和气液分离器24。此时冷媒通过两个循环管路分别实现空调系统的制冷和对多余热量的回收。

该空调系统在制热时，并且当供应能力大于所需能力时，将从压缩机21输出的过剩的冷媒依次通过分支管路30、控制阀40、热利用组件50和气液分离器24以回收多余的热量；同时另一部分从压缩机21输出的冷媒依次流经四通阀22、第一管路、第二换热器、第二管路、第一换热器23、四通阀22和气液分离器24。此时冷媒通过两个循环管路分别实现空调系统的制热和对多余热量的回收。

在本实施例中，空调系统还包括检测装置。检查装置用于检测空调系统的供应能力是否大于所需能力。当检测到供应能力大于所需能力时，控制阀40打开，以利用热利用组件50回收冷媒中多余的热量。当检查到供应能力小于所需能力时，控制阀40关闭。其中，检测供应能力是否大于所需能力的标准可以进行设置和调整。

具体地，热利用组件50设置为水箱，分支管路30至少部分地设置在水箱内。将分支管路30至少部分地设置在水箱内，可以使在分支管路30内流动的冷媒与水箱内的水进行换热，从而将水箱内的水加热以回收冷媒内的热量。此种设置方式结构简单，能够降低装置的制造成本。水箱中加热后的水可以作为生活用水。为了便于在水箱中注水和排水，可以在水箱的上部设置注水口，在水箱的下部设置排水口。为了提高热利用组件50的换热效率，可以将设置在水箱内的分支管路30设置为螺旋形结构或回形针结构，以增大分支管路30与水箱中的水的接触面积。当然，还可以增加分支管路30的直径，也能够增大接触面积，从而提高冷媒与水的换热效率。

进一步地，在本实施例中，控制阀40设置为电子膨胀阀。将控制阀40设置为电子膨胀阀，可以便于对分支管路30的打开和关闭的控制。并且，电子膨胀阀的开度可以调节，从而可以根据空调系统实际的供应能力调节分流到分支管路30内的冷媒的量。当供应能力不过剩时，电子膨胀阀关闭。当供应能力过剩时，电子膨胀阀打开，并且根据供应能力过剩的量大小调整电子膨胀阀的开度大小。如此设置可在保障空调系统正常制冷或制热的前提下，充分回收多余的热量。

本发明的另一实施例提供一种空调系统控制方法，其中，空调系统为上述实施例提供的空调系统。该控制方法包括：判断空调系统的供应能力是否大于所需能力；当空调系统的供应能力大于所需能力时，打开控制阀，将主管路中的部分冷媒通入分支管路中，以对分支管路上的热利用组件进行换热。通过本实施例的技术方案，可以根据空调系统的实际工作情况适时调节热利用组件的工作状态，以在保障空调系统正常制冷或制热的前提下，充分回收多余的热量。

具体地，判断空调系统的供应能力是否大于所需能力包括：获取压缩机以低频率运行的运行时间；当运行时间大于预设时间，则判断得出空调系统的供应能力大于所需能力。当判断得出空调系统的供应能力大于所需能力后，便可打开控制阀，将主管路中的部分冷媒通入分支管路中，以通过热利用组件回收冷媒中多余的热量。

进一步地，判断空调系统的供应能力是否大于所需能力还包括：获取室内环境温度和室内预设温度；当室内环境温度与室内预设温度满足公式一时，则判断得出空调系统的供应能力大于所需能力。公式一为：|T1-T2|＜A。其中，T1为室内环境温度，T2为室内预设温度，A的取值范围在1℃至10℃之间。当判断得出空调系统的供应能力大于所需能力后，便可打开控制阀，将主管路中的部分冷媒通入分支管路中，以通过热利用组件回收冷媒中多余的热量。例如，可将A设置为4℃，当室内环境温度T1与室外环境温度T2的差值的绝对值小于4℃时，便可认为空调系统的供应能力大于所需能力。

其中，通过低频率运行时间和公式一进行判断的方法可单独使用也可同时使用。即可在空调系统满足低频率运行时间的条件或公式一的条件时，认为空调系统的供应能力大于所需能力。为了提高判断结果的准确性，当空调系统同时满足低频率运行时间的条件和公式一的条件时，才认为空调系统的供应能力大于所需能力。

在本实施例中，当空调系统的供应能力大于所需能力时，打开控制阀，具体包括：控制阀的打开开度X满足公式二。公式二为：X＝D(E-|T1-T2|)。其中，T1为室内环境温度，T2为室内预设温度，D的取值范围在10至100之间，E的取值范围在10至15之间。如此设置，能够根据空调系统的实际运行情况调整进入分支管路内的冷媒的量，从而既可保障空调系统正常制冷或制热，又可充分回收多余的热量。

具体地，在本实施例中，D的值可设置为50。当D值为50时，得到的控制阀的开度X与空调系统的供应能力更加匹配。E的值可设置为12，当E值为12时，得到的控制阀的开度X与空调系统的供应能力更加匹配。例如，当室内环境温度与室内预设温度的差值为2℃，则表明此时已接近预设值，可以分出一大部分冷媒到热利用组件50，通过公式二计算得出控制阀打开开度为500；当室内环境温度与室内预设温度的差值为8℃，则表明未接近预设值，通过公式二计算得出控制阀开度为200，由于空调系统中还需要冷媒进一步调节室内温度，此时相比差值为2℃，则可以分出较少冷媒至热利用组件50，以保证室内温度调节的准确性和有效性。

进一步地，当空调系统包括多个室内机组和/或多个室外机组时，判断空调系统的供应能力是否大于所需能力还包括：获取多个室内机组10的室内总运行容量以及多个室外机组的室外总运行容量；当室内总运行容量与室外总运行容量满足公式三时，则判断得出空调系统的供应能力大于所需能力。公式三为：C1/C2＜B。其中，C1为室内总运行容量，C2为室外总运行容量，B的取值范围在0.1至0.3之间。当空调系统包括多个室内机组和/或多个室外机组时，通过此种方法判断得出的空调系统的运行情况更加准确，从而确保充分地回收多余的热量，避免能源的浪费。

具体地，在本实施例中，B的值可设置为0.2。当C1/C2＜0.2时，认为空调系统的供应能力大于所需能力。而且，此判断方法可与通过低频率运行时间的条件和公式一的条件进行判断的方法同时使用。即当空调系统同时满足低频率运行时间的条件、公式一的条件和公式三的条件时，才认为空调系统的供应能力大于所需能力，这样得到的判断结果更加准确。

其中，本实施例中的低频率为压缩机满额频率的10％至30％。通过将低频率设置为压缩机满额频率的10％至30％，能够在保证空调系统良好的制冷或制热效果的前提下，充分节约能源。具体地，在本实施例中，低频率设置为压缩机满额频率的20％，在此数值下，空调系统的节能效果与制冷或制热效果更加平衡。

具体地，当采用低频率运行时间判断空调系统的供应能力是否大于所需能力时，运行时间的取值范围在20秒至60秒之间。在本实施例中，运行时间设置为60秒。即当空调系统的低频率连续运行时间超过60秒时，认为空调系统的供应能力大于所需能力，此时便可以打开控制阀以回收冷媒中多余的热量。

通过本发明提的技术方案，在空调系统中设置分支管路、控制阀及热利用组件，在制冷或制热时，当判断得到空调系统的供应能力大于所需能力时，打开控制阀，使过剩的冷媒通过分支管路进入热利用组件，从而可以对装置中多余的热量进行回收。具体地，通过低频率运行时间的条件、公式一的条件或公式三的条件判断空调系统的供应能力，能够使判断结果更加准确。通过公式二的条件调节控制阀的开度，既可保障空调系统正常制冷或制热，又可充分回收多余的热量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括：

室内机组(10)；

室外机组(20)，与所述室内机组(10)通过冷媒管连接，所述室外机组(20)包括压缩机(21)、四通阀(22)、第一换热器(23)以及气液分离器(24)，所述压缩机(21)的出口通过主管路(25)与所述四通阀(22)连通；

分支管路(30)，所述分支管路(30)的一端与所述主管路(25)连通，所述分支管路(30)的另一端与所述气液分离器(24)连通；

控制阀(40)，设置在所述分支管路(30)上；

热利用组件(50)，设置在所述分支管路(30)上，与所述分支管路(30)内的冷媒进行换热。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述热利用组件(50)包括：

水箱，所述分支管路(30)至少部分地设置在所述水箱内。

3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述控制阀(40)包括电子膨胀阀。

4.一种空调系统控制方法，其特征在于，所述空调系统为权利要求1至3中任一项所述的空调系统，所述控制方法包括：

判断所述空调系统的供应能力是否大于所需能力；

当所述空调系统的供应能力大于所需能力时，打开控制阀，将主管路中的部分冷媒通入分支管路中，以对分支管路上的热利用组件进行换热。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，判断所述空调系统的供应能力是否大于所需能力，具体包括：

获取压缩机以低频率运行的运行时间；

当所述运行时间大于预设时间，则判断得出所述空调系统的供应能力大于所需能力。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，判断所述空调系统的供应能力是否大于所需能力还包括：

获取室内环境温度和室内预设温度；

当所述室内环境温度与所述室内预设温度满足公式一时，则判断得出所述空调系统的供应能力大于所需能力；

|T1-T2|＜A， 公式一

其中，T1为室内环境温度，T2为室内预设温度，A的取值范围在1℃至10℃之间。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当所述空调系统的供应能力大于所需能力时，打开控制阀，具体包括：

所述控制阀的打开开度X满足公式二，

X＝D(E-|T1-T2|)， 公式二

其中，T1为室内环境温度，T2为室内预设温度，D的取值范围在10至100之间，E的取值范围在10至15之间。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当所述空调系统包括多个室内机组和/或多个室外机组时，判断所述空调系统的供应能力是否大于所需能力还包括：

获取所述多个室内机组的室内总运行容量以及所述多个室外机组的室外总运行容量；

当所述室内总运行容量与室外总运行容量满足公式三时，则判断得出所述空调系统的供应能力大于所需能力；

C1/C2＜B， 公式三

其中，C1为室内总运行容量，C2为室外总运行容量，B的取值范围在0.1至0.3之间。

9.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述低频率为所述压缩机满额频率的10％至30％。

10.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述运行时间的取值范围在20秒至60秒内。