CN109253495A - 一种单元式分户空调机组及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单元式分户空调机组，变频室外机、室内机、风道和若干出风口，所述风道为设在建筑内部的通风管道，若干所述出风口对应设在建筑内的每一个房间内，所述室内机为设在建筑内部的风管机，且风管机设在风道的进风端，若干出风口分别与风道的出风端连通；若干所述的出风口上均配设有出风格栅和步进电机，所述出风格栅的格栅角度可调，所述步进电机用于调节格栅角度。本发明还公开了此单元式分户空调机组的具体控制方法。本发明公开的一种单元式分户空调机组及控制方法，使一套单元机系统能同时满足多个房间的冷、热负荷需求。

Description

一种单元式分户空调机组及控制方法
技术领域
本发明涉及空调系统技术领域，具体地说是一种单元式分户空调机组及控制方法。
背景技术
变频技术应用日趋普遍成熟，变频多联的市场工程占有量也越来越多，每年都保持稳定的增长速度，能同时满足多个区域制冷、制热需求的空调系统越来越受市场欢迎。
传统的变频单元机空调系统仅一个末端，只能满足单个房间或是单一区域的冷、热负荷需求，若要同时满足多个房间或是多个区域的负荷需求，需安装多套系统，即同时配有多个室外机和多个室内机，外墙安装多个外机影响建筑外墙美观，市容市貌，每个房间都安装室内机即影响美观，也增加了成本。
因此，通过适当的技术、工程方案改变过去单元式空调(热泵)机组只能实现单个房间或单一区域制冷或制热的问题，实现多区域制冷、制热，可以进一步提高变频单元机系统的市场占有量，拓宽变频单元机系统的工程应用范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种单元式分户空调机组及控制方法，使一套单元机系统能同时满足多个房间的冷、热负荷需求。
本发明所采取的技术方案是：提供一种单元式分户空调机组具体包括：变频室外机、室内机、风道和若干出风口，所述风道为设在建筑内部的通风管道，若干所述出风口对应设在建筑内的每一个房间内，所述室内机为设在建筑内部的风管机，且风管机设在风道的进风端，若干出风口分别与风道的出风端连通；
若干所述的出风口上均配设有出风格栅和步进电机，所述出风格栅的格栅角度可调，所述步进电机用于调节格栅角度。
其中，变频室外机包括直流变频压缩机、油分离器、四通换向阀、室外换热器、室外风扇电机、室外电子膨胀阀、液管截止阀、气管截止阀；
具体的，直流变频压缩机的出口通过油分离器与四通换向阀的入口连通，四通换向阀的第一出口与室外换热器入口连通，室外换热器出口依次通过室外电子膨胀阀、液管截止阀，室内电子膨胀阀与风管机中蒸发器的进口连通，四通换向阀的第二出口通过气管截止阀与风管机中蒸发器的出口连通，四通换向阀的第三出口经过气液分离器回流至直流变频压缩机。
本发明还提供了一种单元式分户空调机组及控制方法，包括以下步骤：
接收遥控器或线控器发出的预设指令，获取当前的设定温度和对应房间出风口的回风温度；
根据回风温度与设定温度的差值(实际温差)对出风口格栅角度进行调节：
具体的，运行模式为制冷模式时，当实际温差＜-2℃，格栅角度为0°；当实际温差大于2℃，格栅角度为90°；当-2℃≤实际温差≤2℃时，格栅角度的调节与温差变化成正比，即温差增大，格栅角度调大，温差减小，格栅角度调小；
运行模式为制热模式时，当实际温差＜-2℃，格栅角度为90°；当实际温差＞2℃，格栅角度为0°；当-2℃≤实际温差≤2℃，格栅角度的调节与温差变化成反比，即温差增大，格栅角度调小，温差减小，格栅角度调大。
进一步的，还包括以下步骤：
制冷模式，当蒸发器中部温度＞目标蒸发温度时，进行压缩机升频调节；当蒸发器中部温度≤目标蒸发温度，进行压缩机降频调节；
此模式下，室外电子膨胀阀保持全开度，确保系统冷媒循环量，室内电子膨胀阀根据蒸发器的进出口过热度(蒸发器出口温度－蒸发器进口温度)＝2℃进行调节，当实际进出口过热度＞2℃，进行开阀调节；当实际进出口过热度＜2℃，进行关阀调节；
制热模式，当蒸发器中部温度＞目标冷凝温度，进行降频调节；当蒸发器中部温度≤目标冷凝温度，进行升频调节；
此模式下，室内电子膨胀阀保持一个固定开度；室外电子膨胀阀6根据以下实际吸气过热度(吸气温度－除霜温度)进行调节：
当实际吸气过热度＞目标吸气过热度，进行开阀调节；
当实际吸气过热度＜目标吸气过热度，进行关阀调节。
作为改进的，在制热模式下，根据排气过热度(排气温度-蒸发器中部温度)对室外电子膨胀阀加以修正调节，
当排气过热度＜20℃时，直接进行关阀调节，以增大排气过热度；当排气过热度＞35℃时，直接进行开阀调节，以降低排气过热度；当20℃≤排气过热度≤35℃时，室外电子膨胀阀按照实际吸气过热度进行调节控制。
本发明提供的一种单元式分户空调机组及控制方法，改变了过去传统的单元式空调(热泵)机组只能实现单个房间或单一区域制冷或制热的问题，仅仅通过一个单元式空调系统实现多个区域的制冷、制热，并且具有稳定、精确的系统控制、调节过程，很好的拓宽了变频单元机系统的应用范围。
附图说明
图1是本发明涉及的一种单元式分户空调机组的结构简图。
图2是本发明涉及的一种单元式分户空调机组的系统原理图。
图3是本发明涉及的一种单元式分户空调机组的制冷模式系统流程图。(箭头所示)
图4是本发明涉及的一种单元式分户空调机组的制热模式系统流程图。(箭头所示)
图5是本发明涉及的一种单元式分户空调机组制热模式在不同室外环境温度下的目标吸气过热度示意图。
图6是本发明涉及的一种单元式分户空调机组制冷模式时，出风格栅在不同温差下的打开角度示意图。
图7是本发明涉及的一种单元式分户空调机组制热模式时，出风格栅在不同温差下的打开角度示意图。
图中所示，其中：1—直流变频压缩机；2—油分离器；3—四通换向阀；4—室外换热器；5—室外风扇电机；6—室外机电子膨胀阀；7—液管截止阀；8—室内机电子膨胀阀；9—风管机；10—室内风扇电机；11-气管截止阀；12-气液分离器；13—低压压力开关；14—高压压力开关；15—吸气温度传感器；16—排气温度传感器；17—冷凝器中部温度；18—除霜温度传感器；19—室外环境温度传感器；20-蒸发器进口温度传感器；21-蒸发器中部温度传感器；22-蒸发器出口温度传感器；23、24、25、26-各房间回风温度传感器；27-风道；28、29、30、31—出风口。
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说明。
如图1～7所示，本发明提供了一种单元式分户空调机组，其特征在于：包括变频室外机、室内机、风道27和若干出风口28(29、30、31)，所述风道27为设在建筑内部的通风管道，若干所述出风口28(29、30、31)对应设在建筑内的每一个房间内，所述室内机为设在建筑内部的风管机9，且风管机9设在风道27的进风端，若干出风口28(29、30、31)分别与风道27的出风端连通；
若干所述的出风口28(29、30、31)上均配设有出风格栅和步进电机，出风格栅的格栅角度可调，所述步进电机用于调节格栅角度。
其中，变频室外机包括直流变频压缩机1、油分离器2、四通换向阀3、室外换热器4、室外风扇电机5、室外电子膨胀阀6、液管截止阀7；具体的，直流变频压缩机1的出口通过油分离器2与四通换向阀3的入口连通，油分离器2与四通换向阀3之间管路上还设有高压压力开关14，直流变频压缩机1与油分离器2之间连接管路上设有排气稳定传感器16；四通换向阀3的第一出口与室外换热器4入口连通；室外换热器4出口依次通过室外电子膨胀阀6、液管截止阀7、室内电子膨胀阀8与风管机9中的蒸发器进口连通，且在该蒸发器进口位置设有蒸发器进口温度传感器20；四通换向阀3的第二出口通过气管截止阀11与风管机9中蒸发器出口连通，且在蒸发器出口处设有蒸发器出口温度传感器22；四通换向阀3的第三出口经过气液分离器12回流至直流变频压缩机1，形成一个回路。
本发明的一种单元式分户空调机组的制冷、制热流程如下：
制冷模式运行，经直流变频压缩机1压缩后，经过油分离器2、四通换向阀3，进入室外换热器4中与空气进行对流换热，冷凝放热后经室外主电子膨胀阀6节流降压，再经过液管截止阀7、室内电子膨胀阀8进入风管机9与空气进行对流换热，蒸发吸热后经过气管截止阀11、四通换向阀3进入气液分离器12，气液分离后的气态冷媒回到直流变频压缩机1进行压缩，完成制冷循环。对流换热后的室内空气经过风道27，送到各个配有带出风格栅的出风口28、29、30、31，进入室内环境承担冷负荷，出风格栅的角度通过步进电机调节。
制热模式运行，经直流变频压缩机1压缩后，经过油分离器2、四通换向阀3、气管截止阀11，进入风管机9中与空气进行对流换热，冷凝放热后经过室内电子膨胀阀8、液管截止阀7，然后经室外电子膨胀阀6节流降压后，进入室外换热器4中与空气进行对流换热，蒸发吸热后经四通换向阀3进入气液分离器12，气液分离后的气态冷媒回到直流变频压缩机1进行压缩，完成制热循环。对流换热后的室内空气经过风道27，送到各个配有出风格栅的出风口28、29、30、31，进入室内环境承担热负荷，出风格栅的角度通过步进电机调节。
本发明还提供了一种单元式分户空调机组的具体控制调节方法，具体包括以下步骤：
接收遥控器或线控器发出的预设指令，获取当前的设定温度和对应房间出风口的回风温度，设定温度即是遥控器的设定温度；回风温度则由相应房间的出风口的回风温度传感器23、24、25、26检测获得。
根据回风温度与设定温度的差值(实际温差)对出风口格栅角度进行调节。其中，实际温差＝回风温度-设定温度。
运行模式为制冷模式时，当实际温差＜-2℃，格栅角度为0°；当实际温差大于2℃，格栅角度为90°；当-2℃≤实际温差≤2℃时，格栅角度的调节与温差变化成正比，即温差增大，格栅角度调大，温差减小，格栅角度调小，具体的，格栅角度与实际温差变化线性图如图6所示。
运行模式为制热模式时，当实际温差＜-2℃，格栅角度为90°；当实际温差＞2℃，格栅角度为0°；当-2℃≤实际温差≤2℃，格栅角度的调节与温差变化成反比，即温差增大，格栅角度调小，温差减小，格栅角度调大，具体的，格栅角度与实际温差变化线性图如图7所示。
格栅角度的调整都是通过设在各出风口中的步进电机来调节，具体的，该空调机组中还设置有控制器，控制器接收实际温差的信号后，控制步进电机对格栅角度进行调节。
具体的调节原理如下：
每个房间配有相应的遥控器或线控器，可以通过遥控器或线控器设定每个房间的设定温度。当某个房间有负荷需求时，用户通过线控器或遥控器设定相应的运行模式，并选择相应的设定温度，机组启动，开启相对应房间的出风格栅。然后，获取回风温度与设定温度的差值，信号上传至控制器，进一步控制步进电机运行对格栅角度进行相应调节，使用完毕，关闭出风格栅。
在实际应用中，多个房间中的任何一个遥控器或线控器都能控制机组启动，每个遥控器或线控器上设有“开机”、“关机”键，以及格栅的“开启”、“关闭”键。格栅的“开启”、“关闭”状态在机组内部程序处理中做标识位，如：0-关闭，1-开启，使用时，按下格栅的“开启”键，设定温度，格栅角度会根据相关参数进行调节；使用完毕时，按下格栅的“关闭”键，当程序识别标识位为“1”的个数等于0时，判定机组关闭，做关机处理；当程序识别标识位为“1”的个数大于0时，判定机组正常开机运行。
另外，需要注意的是，本发明中的所有房间中制冷或者制热模式都是统一的。
对于本实施例来说，实际温差控制参数-2℃和2℃，即为：制冷模式时，实际的回风温度比设定温度低2℃，即是：设定16℃，回风14℃以下，房间无制冷负荷需求，此时关闭格栅；当实际回风比设定温度高2℃，即是：设定16℃，回风18℃以上，房间冷负荷需求比较大，此时格栅开到最大。制热模式同理，实际回风温度比设定温度高2℃，即是：设定30℃，回风32℃以上，房间无热负荷需求，关闭格栅；实际回风温度比设定温度低2℃，即是：设定30℃，回风28℃以下，房间热负荷需求较大，格栅开到最大。并且，在-2℃到2℃温差之间，格栅是一个动态调节过程，随时对格栅的角度进行调节。
本实施例中，还涉及直流变频压缩机1运行频率的调节以及室外电子膨胀阀6、室内电子膨胀阀8的调节，具体的：
在制冷模式下，对室内电子膨胀阀8进行动态调节，室外电子膨胀阀6保持全开度，确保系统冷媒循环量，一般情况下，电子膨胀阀全开度是480PLS。
此模式中，当检测到的蒸发器中部温度＞目标蒸发温度时，进行压缩机升频调节；当蒸发器中部温度≤预设目标蒸发温度，进行压缩机降频调节，其中，目标蒸发温度是系统预设置的目标温度参考值。
具体的，室内电子膨胀阀(8)根据蒸发器的进出口过热度(蒸发器出口温度－蒸发器进口温度)进行调节，当实际进出口过热度＞2℃，进行开阀调节；当实际进出口过热度＜2℃，进行关阀调节；当实际进出口过热度＝2℃，保持当前开度。具体的，蒸发器出口温度和蒸发器进口温度分别由相应的蒸发器进口温度传感器20和蒸发器出口温度传感器22检测得到。
在制热模式下，对室外电子膨胀阀6进行动态调节，本实施例中，室内电子膨胀阀8保持开度为350PLS。
此模式中，当相应的传感器检测到的蒸发器中部温度＞预设的目标冷凝温度时，进行压缩机降频调节；当蒸发器中部温度≤预设目标冷凝温度，进行压缩机升频调节。其中，目标冷凝温度是系统预设置的目标温度参考值。
具体的，室外电子膨胀阀6根据以下实际吸气过热度(吸气温度－除霜温度)进行调节：
当实际吸气过热度＞目标吸气过热度，进行开阀调节；当实际吸气过热度＜目标吸气过热度，进行关阀调节。
如图4所示，为不同压缩机频率下系统的目标吸气过热度。
本实施例中，在制热模式下，还涉及根据排气过热度(排气温度-蒸发器中部温度)对室外电子膨胀阀6加以修正调节的方式。
当排气过热度＜20℃时，直接进行关阀调节，以增大排气过热度；当排气过热度＞35℃时，直接进行开阀调节，以降低排气过热度；当20℃≤排气过热度≤35℃时，室外电子膨胀阀6按照实际吸气过热度的情况进行调节控制。
本发明中涉及的开阀调节、关阀调节都是一个动态的调节过程，开阀调节即增加电子膨胀阀的开度，关阀调节即减小电子膨胀阀的开度。
关于压缩机运行频率的调节，变频系统的压缩机启动平台，即初始频率，一般在40～50rps之间；具体的升、降频速度则根据蒸发器中部温度与目标蒸发温度的差值大小，以及变化趋势来确定，正常的调节过程中一般可以保持在1rps/5s以下。
以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种单元式分户空调机组，其特征在于：包括变频室外机、室内机、风道(27)和若干出风口(28、29、30、31)，所述风道(27)为设在建筑内部的通风管道，若干所述出风口(28、29、30、31)对应设在建筑内的每一个房间内，所述室内机为设在建筑内部的风管机(9)，且风管机(9)设在风道(27)的进风端，若干出风口(28、29、30、31)分别与风道(27)的出风端连通；若干所述的出风口(28、29、30、31)上均配设有出风格栅和步进电机，所述出风格栅的格栅角度可调，所述步进电机用于调节格栅角度以控制各出风口(28、29、30、31)的出风量大小。
2.一种单元式分户空调机组的控制方法，其中，其特征在于，包括以下步骤：
机组接收相应房间遥控器或线控器发出的预设指令，获取当前的设定温度和对应出风口的回风温度；
根据回风温度与设定温度的差值(实际温差)对出风口格栅角度进行调节：
运行模式为制冷模式时，当实际温差＜-2℃，格栅角度为0°；当实际温差大于2℃，格栅角度为90°；当-2℃≤实际温差≤2℃时，格栅角度的调节与温差变化成正比，即温差增大，格栅角度调大，温差减小，格栅角度调小；
运行模式为制热模式时，当实际温差＜-2℃，格栅角度为90°；当实际温差＞2℃，格栅角度为0°；当-2℃≤实际温差≤2℃，格栅角度的调节与温差变化成反比，即温差增大，格栅角度调小，温差减小，格栅角度调大。
3.根据权利要求2所述的单元式分户空调机组的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
制冷模式，当蒸发器中部温度＞目标蒸发温度时，进行压缩机升频调节；当蒸发器中部温度≤目标蒸发温度，进行压缩机降频调节；
此模式下，室外电子膨胀阀(6)保持全开度，确保系统冷媒循环量，室内电子膨胀阀(8)根据蒸发器的进出口过热度(蒸发器出口温度－蒸发器进口温度)进行调节，当实际进出口过热度＞2℃，进行开阀调节；当实际进出口过热度＜2℃，进行关阀调节；当实际进出口过热度＝2℃，继续保持当前开度；
制热模式，当蒸发器中部温度＞目标冷凝温度，进行压缩机降频调节；当蒸发器中部温度≤目标冷凝温度，进行压缩机升频调节；
此模式下，室内电子膨胀阀(8)保持一个固定开度；室外电子膨胀阀(6)根据以下实际吸气过热度(吸气温度－除霜温度)进行调节：
当实际吸气过热度＞目标吸气过热度，进行开阀调节；
当实际吸气过热度＜目标吸气过热度，进行关阀调节。
4.根据权利要求3所述的单元式分户空调机组的控制方法，其特征在于：在制热模式下，根据排气过热度(排气温度-蒸发器中部温度)对室外电子膨胀阀(6)加以修正调节，
当排气过热度＜20℃时，直接进行关阀调节，以增大排气过热度；当排气过热度＞35℃时，直接进行开阀调节，以降低排气过热度；当20℃≤排气过热度≤35℃时，室外电子膨胀阀(6)按照步骤c中实际吸气过热度进行调节控制。
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