CN109764513A - 一种能源系统及其控制方法和存储介质 - Google Patents

一种能源系统及其控制方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能源系统及其控制方法和存储介质,属于能源领域。能源系统,包括多个第一热量调节设备;和,多个第二热量调节设备;所述第一热量调节设备的第一蒸发器与多个第二热量调节设备的第二蒸发器通过第一中转换热器以热交换的方式连通;多个第一热量调节设备的第一冷凝器与多个第二热量调节设备的第二冷凝器通过第二中转换热器以热交换的方式连通。本发明实施例的能源系统,将不同的热量调节设备之间的废弃能量进行了统筹利用,减少了能源消耗和浪费,实现节能减排。实现多个热量调节设备对多个热量调节设备的热量交换。

Description

一种能源系统及其控制方法和存储介质
技术领域
本发明涉及能源技术领域,特别涉及一种能源系统及其控制方法和存储介质。
背景技术
一般的家庭环境中,会有多种家用电器,而多种类型的家用电器往往具有不同的功能,且均涉及到热量的转换。比如,空调器室内机制冷时,室外机同时会将热量散发掉,同样,热水器制冷时也需要消耗电能或将热量散发掉,而另一方面,热水器需要将热水加热,也会消耗电能;冬天时,空调需要制热,也会将一部分冷量释放掉。有的需要热量,有的散发热量,有的需要制冷,有的散发冷量,因此,造成了极大的能源浪费。
制热模式的空调器,其冷凝器输出热量用于加热室内环境,其蒸发器输出的冷量作为废冷通过空气散发。而冰箱的蒸发器输出冷量用于冷冻或冷藏食物,冰箱的冷凝器输出的热量作为废热通过空气散发。如何实现空调器和冰箱之间的能量调配,减少能源消耗和浪费,实现节能减排,是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种能源系统及其控制方法和存储介质。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
根据本发明实施例的第一方面,提供了一种能源系统,包括多个第一热量调节设备;和,多个第二热量调节设备;
多个所述第一热量调节设备的第一蒸发器与多个所述第二热量调节设备的第二蒸发器通过第一中转换热器以热交换的方式连通;
多个所述第一热量调节设备的第一冷凝器与多个所述第二热量调节设备的第二冷凝器通过第二中转换热器以热交换的方式连通。
在一些可选实施例中,所述第一中转换热器串联设置在多个所述第一蒸发器与多个所述第二蒸发器之间的热交换的连通路上;所述第二中转换热器串联设置在多个所述第一冷凝器与多个所述第二冷凝器之间的热交换的连通通路上。
在一些可选实施例中,所述第一中转换热器和所述第二中转换热器,记为第一种中转换热器,包括:
能量输入端,用于连通至多个所述第二热量调节设备的第二冷凝器或者第二蒸发器;
能量输出端,相应地,用于连通至多个第一热量调节设备的第一冷凝器或者第一蒸发器;
导通阀门,设置在所述能量输入端的连通管路上和所述能量输出端的连通管路上。
在一些可选实施例中,第一中转换热器和所述第二中转换热器,记为第二种中转换热器,还包括:
单向导热装置,所述能量输入端和所述能量输出端设置在所述单向导热装置的两端。
在一些可选实施例中,多个所述第一热量调节设备的第一蒸发器与多个所述第二热量调节设备的第二蒸发器之间的热交换的连通通路上串联接入两个第一种中转换热器,在两个第一种中转换热器之间通过第一中转连通管路连通;在所述第一中转连通管路上并联接入第二种中转换热器;和/或,多个所述第一热量调节设备的第一冷凝器与多个所述第二热量调节设备的第二冷凝器之间的热交换的连通通路上串联接入两个第一种中转换热器,在两个第一种中转换热器之间通过第二中转连通管路连通;在所述第二中转连通管路上并联接入第二种中转换热器。
在一些可选实施例中,还包括,切换装置,所述切换装置设置在第二种中转换热器并联连接的连接接口处,用于切换所述第一蒸发器与所述第二蒸发器之间的连通通路;所述切换装置设置在第二种中转换热器并联连接的连接接口处,用于切换所述第一冷凝器与所述第二冷凝器之间的连通通路。
在一些可选实施例中,还包括,控制装置;所述控制装置,用于根据第一热量调节设备的第一蒸发器的温度和第二热量调节设备的第二蒸发器的温度,控制第一中转换热器的总换热量;所述控制装置,用于根据第一热量调节设备的第一冷凝器的温度和第二热量调节设备的第二冷凝器的温度,控制第二中转换热器的总换热量。
根据本发明实施例的第二方面,提供一种能源系统的控制方法,包括:
根据第一热量调节设备的第一蒸发器的温度和第二热量调节设备的第二蒸发器的温度,控制第一中转换热器的多个导通阀门的开度;
根据第一热量调节设备的第一冷凝器的温度和第二热量调节设备的第二冷凝器的温度,控制第二中转换热器的多个导通阀门的开度。
在一些可选实施例中,所述控制方法,还包括:
当第一蒸发器和第二蒸发器之间无法按设定的方向进行热交换时,切换第一蒸发器和第二蒸发器之间的热交换的连通通路通过第二种中转换热器;
当第一冷凝器和第二冷凝器之间无法按设定的方向进行热交换时,切换第一冷凝器和第二冷凝器之间的热交换的连通通路通过第二种中转换热器。
根据本发明实施例的第三方面,提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时实现前述的能源系统的控制方法。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本发明实施例的能源系统,将不同的热量调节设备之间的废弃能量进行了统筹利用,减少了能源消耗和浪费,实现节能减排。实现多个热量调节设备对多个热量调节设备的热量交换。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种能源系统的结构示意图;
图2是根据一示例性实施例示出的一种能源系统的结构示意图;
图3是根据一示例性实施例示出的一种能源系统的结构示意图;
图4是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图5是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图6是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图7是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图8是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图9是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图10是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图11是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图12是根据一示例性实施例示出的一种能源系统的结构示意图;
图13是根据一示例性实施例示出的一种能源系统的控制方法的流程框图;
图14是根据一示例性实施例示出的一种能源系统的控制方法的流程框图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求,否则单独的部件和功能是可选的,并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中,各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示,这仅仅是为了方便,并且如果事实上公开了超过一个的发明,不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文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。对于实施例公开的方法、产品等而言,由于其与实施例公开的方法部分相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
结合图1至图12所示,说明本发明实施例的第一方面,一种能源系统,包括多个第一热量调节设备40;和,多个第二热量调节设备50;
多个第一热量调节设备40的第一蒸发器41与多个第二热量调节设备50的第二蒸发器51通过第一中转换热器20(或30)以热交换的方式连通;
多个第一热量调节设备40的第一冷凝器42与多个第二热量调节设备50的第二冷凝器52通过第二中转换热器20(或30)以热交换的方式连通。
其中,第一中转换热器20(或30)用于在第一蒸发器41和第二蒸发器51之间互相传输热量,第二中转换热器20(或30)用于在第一冷凝器42和第二冷凝器52之间互相传输热量。实现每个第一蒸发器41均与各第二蒸发器51之间进行热量交换,每个第一冷凝器42均匀各第二冷凝器52进行冷量交换。
本发明实施例的能源系统,将不同的热量调节设备之间的废弃能量进行了统筹利用,减少了能源消耗和浪费,实现节能减排。具体地,实现多个第一热量调节设备对多个第二热量调节设备的热量交换。
可选地,如图1至图3及图12所示,第一热量调节设备40为制热模式下的空调器,第二热量调节设备50为冰箱。空调器40的第一蒸发器41输出的冷量通过第一中转换热器20(或30)与冰箱50的第二蒸发器51进行换热,用于对冰箱内存储的食物进行冷冻或者冷藏。冰箱50的第二冷凝器52输出的热量通过第二中转换热器20(或30)与空调器40的第一冷凝器42进行换热,用于对室内空气进行加热。其中,空调器可以是家用空调器,也可以是楼宇的中央空调系统,或者是整个小区的中央空调系统,或者是其他形式的空调器。冰箱可以是冰箱产品,也可以是冷库,或者是其他形式的食物冷冻或冷藏系统。当然,第一热量调节设备40也可以为冰箱,第二热量调节设备50也可以为制热模式下的空调器。
在一种可选的实施例中,能源系统,如图1至图3所示,包括多个第一热量调节设备40和多个第二热量调节设备50。多个第一蒸发器41与多个第二蒸发器51换热,如图2所示,采用多路转多路的第一中转换热器(第一种中转换热器20),可以实现一个第一蒸发器41为一个第二蒸发器51供冷量、一个第一蒸发器41为多个第二蒸发器51供冷量、多个第一蒸发器41为一个第二蒸发器51供冷量,以及,多个第一蒸发器41为多个第二蒸发器51供冷量。多个第一冷凝器42与多个第二冷凝器52换热,如图1所示,采用多路转多路的第一中转换热器(第一种中转换热器20),可以实现一个第一冷凝器42为一个第二冷凝器52供热量、一个第一冷凝器42为多个第二冷凝器52供热量、多个第一冷凝器42为一个第二冷凝器52供热量,以及,多个第一冷凝器42为多个第二冷凝器52供热量。
本发明实施例中,如图1至图3所示的能源系统中的中转换热器即可以采用第一种中转换热器20,也可以采用第二种中转换热器30。
本发明实施例中,如图1至图3所示,采用中转换热器(第一中转换热器和第二中转换热器的统称)实现蒸发器之间的换热(冷量交换)和冷凝器之间的换热(热量交换)。在一种可选的实施例中,第一中转换热器20(或30)串联设置在多个第一热量调节设备40的第一蒸发器41与多个第二热量调节设备50的第二蒸发器51之间的热交换的连通路上;第二中转换热器20(或30)串联设置在多个第一热量调节设备40的第一冷凝器42与多个第二热量调节设备50的第二冷凝器52之间的热交换的连通通路上。
在一种可选的实施例中,以第一热量调节设备40制热模式下的空调器,第二热量调节设备50为冰箱为例,在空调器的第一蒸发器41侧设置第一冷量换热装置,冰箱的第二冷凝器52侧设置第二热量换热装置。第一中转换热器的能量输入端的连通管路与第一冷量换热装置的连通管路连通,能量输出端的连通管路与冰箱的第二蒸发器51连通。此时,冰箱的第二蒸发器51可以是冰箱内与冰箱的压缩机连通的蒸发器,也可以是附加的蒸发器(设置在冰箱的制冷腔室内,可以不与压缩机连通)。第二中转换热器的能量输入端的连通管路冰箱侧的第二热量换热装置的连通管路连通,能量输出端的连通管路与空调器的第一冷凝器42连通。此时,空调器的第一冷凝器42可以是空调器内与压缩机连通的冷凝器,也可以是附加的冷凝器(设置在空调器的风道内,可以不与压缩机连通)。
下面结合图4至图11说明本发明实施例的第一中转换热器和第二中转换热器,统称为中转换热器。两者的结构和作用均相同,只是为了区分而将其定义第一中转换热器和第二中转换热器。下面依据中转换热器内是否设置单向导热装置31,将中转换热器分为第一种中转换热器20和第二种中转换热器30。
如图4至图9所示,第一种中转换热器20,包括,
能量输入端201,用于连通热量存储装置或冷量存储装置/热量调节装置;
能量输出端202,用于连通热量调节装置/热量存储装置或冷量存储装置;和
导通阀门,设置在能量输入端201的通路上和能量输出端202的通路上。
在一种可选的实施例中,导通阀门包括,能量输入端导通阀门231和输出端导通阀门232,能量输入端导通阀门231串联设置在能量输入端201的管路上,输出端导通阀门232串联设置在能量输出端202的管路上。设置导通阀门的目的是控制能量输入端201和能量输出端202的打开或关闭。具体实施方式中,在每个能量输入端201(每个换热装置)的进液管和出液管上均设置能量输入端导通阀门231,在每个能量输出端202(每个换热装置)的进液管和出液管上均设置输出端导通阀门232。通过对各导通阀门的控制,分别实现对第一种中转换热器20的能量输入端201和能量输出端202的各连通管路的开合控制,以及流量控制,调节能量的传递,可以依据实际情况,控制第一热量调节设备40与第二热量调节设备50之间的热量交换。
能量输入端201,用于输入第一蒸发器41(或第二冷凝器52)侧的冷量(或热量)。采用的具体结构多样,如,利用流体媒介作为载体,能量输入端201采用换热装置与第一蒸发器41(或第二冷凝器52)侧的换热装置通过管路连通,流体媒介吸收第一蒸发器41(或第二冷凝器52)侧的冷量(或热量),流体媒介流动至该能量输入端201,能量输入端201与能量输出端202的媒介流体进行热交换,从而将能量转换至能量输出端202。
在一种可选的实施例中,能量输入端201具体采用换热装置,如,板式换热器、蒸发器或者换热盘管等。能量输出端202具体采用换热装置,如,板式换热器,冷凝器,或者,换热盘管等。
本发明实施例的中转换热器中,能量输入端201和能量输出端202的个数,以及,能量输入端201和能量输出端202的外接连通管路组的设置,依据连通侧的蒸发器和冷凝器的个数等因素确定即可。
在一种可选实施例中,本发明实施例的第一种中转换热器20的能量输入端201为一个或多个,每个能量输入端201的管路独立设置。例如,能量输入端201包括一个(如图4、图5和图9所示)或多个(参见图7的中转换热器20的能量输出端202)第三换热装置,每个第三换热装置均具有进液管211和出液管212(即,一组连通管路组21),通过两个管路与第一蒸发器41连通,具体地,可与第一蒸发器41侧的第一冷量换热装置连通,或者,通过两个管路与第二冷凝器52连通,具体地,可与第二冷凝器52侧的第二热量换热装置连通。利用流体媒介将第一蒸发器41侧的冷量或者第二冷凝器52侧的热量传递至能量输入端201。也即,每个第三换热装置独立地与每个第一蒸发器41(或者每个第二冷凝器52)连通。再如,如图6、图8所示,能量输入端201为一个第三换热装置,并在第三换热装置的进液端连通多个进液管211,出液端连通多个出液管212。一个进液管211和一个出液管222作为一个连通管路组21,构成多个独立的连通管路组,通过该多个独立连通管路组分别与每个第一蒸发器41(或者每个第二冷凝器52)连通。
在另一种可选实施例中,能量输入端201为多个,多个能量输入端201的管路互相连通。互相连通的方式很多,只要实现能够多个能量输入端均与能量存储站10的能量释放端102连通即可。例如,如图7所示,多个能量输入端201通过进液中转管路221和出液中转管路222连通,每个能量输入端201的进液管211均与进液中转管路221连通,每个能量输入端201的出液管212均与出液中转管路222连通。再通过进液中转管路221和出液中转管路222作为一组连通管路组,通过两根管路与第一蒸发器41(或者每个第二冷凝器52)连通。
同理,能量输出端202为一个或多个时,每个能量输出端202的管路独立设置,设置方式同前述的能量输入端201相同。能量输出端202为多个时,多个能量输出端202的管路互相连通,连通方式同前述的能量输入端201相同。在此不再赘述。
本发明实施例的第一种中转换热器中,依据能量输入端202和换热端202的管路的设置方式,给出以下几种具体实施例。
如图4所示,第一种中转换热器Ⅰ,能量输入端201为一个,具有一个连通管路组;能量输出端202为多个,多个能量输出端202的连通管路组独立设置。即,能量输入端201和能量输出端202的管路独立设置。一路转多路。
如图5所示,第一种中转换热器Ⅱ,能量输入端201为一个,具有一个连通管路组;能量输出端202为一个,一个能量输出端202具有多个独立设置的连通管路组。即,能量输入端201和能量输出端202的管路独立设置。一路转多路。
如图6所示,第一种中转换热器Ⅲ,能量输入端201为一个,一个能量输入端201具有多个独立设置的连通管路组;能量输出端202为一个,具有一个连通管路组。即,能量输入端201和能量输出端202的管路独立设置。多路转一路。
如图7所示,第一种中转换热器Ⅴ,能量输入端201为多个,多个能量输入端201相互连通由一组连通管组与能量存储站10(或者吸收端调温设备1011)侧的换热装置连通;能量输出端202为多个,多个能量输出端202的连通管路组独立设置。即,多个能量输入端201的管路相互连通,多个能量输出端202的管路独立设置。一路转多路。
如图8所示,第一种中转换热器Ⅳ,能量输入端201为一个,一个能量输入端201具有多个独立设置的连通管路组;能量输出端202为一个,一个能量输出端202具有多个独立设置的连通管路组。即,能量输入端201和能量输出端202的管路独立设置。多路转多路。
如图9所示,第一种中转换热器Ⅵ,能量输入端201为一个,具有一个连通管路组;能量输出端202为一个,具有一个连通管路组。即,能量输入端201和能量输出端202的管路独立设置。一路转一路。
当然,本发明实施例的第一种中转换热器20的结构不限于上述六种,其中能量输入端201和能量输出端202的结构可以互换,也可以任意组合。在实际应用时,选择适配的中转换热器的结构即可。另外,第一种中转换热器20的能量输入端201(或者能量输出端202)的连通管路组为多组时,个数不限定,依据所需接入的第一蒸发器41(或者每个第二冷凝器52)的个数确定即可。
本发明实施例的第一种中转换热器20中,能量输入端201的换热装置和能量输出端202的换热装置可以单独设置,如,采用板式换热器时,两者相对设置(可接触或不接触),保证换热面积最大化;当采用换热盘管时,使两者的盘管部分相互交错设置(可接触或不接触),保证有效换热。或者,能量输入端201的换热装置和能量输出端202的换热装置设计为一体。设置方式不限定,只要实现,能量输入端201的换热装置和能量输出端202的换热装置能够进行热传递即可。如图4至图9所示,均为能量输入端201和能量输出端202采用不接触式的相对设置的换热装置结构,当然本发明实施例的第一种中转换热器不限于附图所给出的结构。
本发明实施例的第一种中转换热器20的能量输入端201和能量输出端202,在换热方式一样时,两者的结构是一样的,两者是可以互换使用的,只是便于区分进行了定义而已。
如图10和图11所示,第二种中转换热器30,包括:
能量输入端Ⅰ301,用于连通至一个或多个能量存储站10;
能量输出端Ⅰ302,用于连通至一个或多个混合单元41;和,
单向导热装置31,能量输入端Ⅰ301和能量输出端Ⅰ302设置在单向导热装置31的两端。
本发明实施例的第二种中转换热器30,通过增加单向导热装置31可以在第一蒸发器41向第二蒸发器51进行冷量交换时,依据第二蒸发器51的目标参数(如,目标温度)向第二蒸发器51提供更精确的冷量传递。另外,还适用于当第一蒸发器41和第二蒸发器51(或者,第二冷凝器52和第一冷凝器42)之间不能按设定的方向进行能量传输的情况。一般进行热传递时,只能从温度高的一端传向温度低的一端,例如,在第二冷凝器52和第一冷凝器42之间的热量交换的设定方向为第二冷凝器52向第一冷凝器42进行热量交换,如果第二冷凝器52侧的媒介温度本身低于第一冷凝器42侧的媒介温度,则此时无法按设定方向进行热量交换,反而会造成第一冷凝器42侧的热量流失,起到相反的作用。蒸发器之间进行冷量交换时,也是会遇到相同的问题。因此本发明实施例提供了该第二种中转换热器30,利用单向导热装置31对从热量(冷量)存储站导向设备的媒介温度进行调节,使其能够向提供精确的能量传递;或者,使第一蒸发器41和第二蒸发器51之间的冷量传递,以及第一冷凝器42和第二冷凝器52之间的热量传递可以按设定方向正常的进行能量交换。
本发明实施例的第二种中转换热器30,是在前述的第一种中转换热器20的基础上,在能量输入端和能量输出端之间增加了单向导热装置31。因此,第二种中转换热器30的能量输入端Ⅰ301和能量输出端Ⅰ302的结构设置,以及所起的作用均与第一种中转换热器20的能量输入端201和能量输出端202相同,同时,在能量输入端Ⅰ301和能量输出端Ⅰ302上也分别设置输入端导通阀门和输出端导通阀门,同第一种中转换热器20一样。具体可参考前述内容,在此不再赘述。
因此,依据如图4至图9所述的第一种中转换热器Ⅰ至第一种中转换热器Ⅵ结构,在能量输入端和能量输出端之间增加单向导热装置31即可依次得到能量输入端和能量输出端对应一致的第二种中转换热器Ⅰ至第二种中转换热器Ⅵ。如图10所示的第二种中转换热器Ⅱ30即是在第一种中转换热器Ⅱ20的基础上增加单向导热装置31得到的,如图11所示的第二种中转换热器Ⅵ30即是在第一种中转换热器Ⅵ20的基础上增加单向导热装置31得到的。
本发明实施例的第二种中转换热器30,单向导热装置31实现将能量输入端Ⅰ301的热量(强制)交换至能量输出端Ⅰ302。具体可以采用冷媒换热器或者半导体温度调节器。
在一种可选的实施例中,如图10和图11所示,冷媒换热器包括蒸发器311、压缩机(图未示)、冷凝器312和膨胀阀(图未示),四者连接构成换热回路。第二种中转换热器30包括两个绝热保温设置的吸热腔室303和放热腔室304;蒸发器311与第二种中转换热器30的能量输入端Ⅰ301相对设置,并设置在吸热腔室303中;冷凝器312与第二种中转换热器30的能量输出端Ⅰ302相对设置,并设置在放热腔室304中。
在另一种可选的实施例中,半导体温度调节器,包括半导体制冷片、设置在半导体制冷片的第一端的第一端换热器和第二端的第二端换热器,以及供电装置。供电装置用于为半导体制冷片提供电能。通过控制供电电流的方向,可使半导体制冷片的第一端和第二端在产热和产冷的两种模式下进行切换。例如,在正向电流下,第一端为冷端,第二端为热端;切换电流方向后,第一端切换为热端,第二端切换为冷端。第二种中转换热器30包括两个绝热保温设置的吸热腔室303和放热腔室304;第一端换热器与第二种中转换热器30的能量输入端Ⅰ301相对设置,并设置在吸热腔室303中;第二端换热器与第二种中转换热器30的能量输出端Ⅰ302相对设置,并设置在放热腔室304中。依据实际情况确定第一端换热器为热端(或者冷端)和第二端换热器为冷端(或者热端)即可。
在一种可选的实施例中,一种能源系统Ⅰ,多个第一热量调节设备40的第一蒸发器41与多个第二热量调节设备50的第二蒸发器51之间的热交换的连通通路上串联接入两个第一种中转换热器20(第一侧的第一种中转换热器20-1和第二侧的第一种中转换热器20-2),在两个第一种中转换热器20之间通过第一中转连通管路连通210;在第一中转连通管路210上并联接入第二种中转换热器。
和/或,
多个第一热量调节设备40的第一冷凝器42与多个第二热量调节设备50的第二冷凝器52之间的热交换的连通通路上串联接入两个第一种中转换热器20,在两个第一种中转换热器之间通过第二中转连通管路连通;在第二中转连通管路上并联接入第二种中转换热器。第一冷凝器42和第二冷凝器52之间的中转换热器的接入结构可参考图12。
可选地,如图12所示,多个第一蒸发器和多个第二蒸发器之间串联接入的两个第一种中转换热器,第一侧的第一种中转换热器20-1采用多路转一路的中转换热器,第二侧的第一种中转换热器20-2采用一路转多路的中转换热器,第一中转连通管路连接第一种中转换热器20-1的一路接口和第二侧的第一种中转换热器20-2的一路接口。同理,多个第一冷凝器和多个第二冷凝器串联接入的两个第一种中转换热器,第二侧的第一种中转换热器20-1采用多路转一路的中转换热器,第一侧的第一种中转换热器20-2采用一路转多路的中转换热器,第二中转连通管路连接第一种中转换热器20-1的一路接口和第二侧的第一种中转换热器20-2的一路接口。
进一步可选的实施例中,能源系统,还包括切换装置,切换装置的结构不限定,只要实现其切换作用即可。切换装置设置在第二种中转换热器通过并联管路310并联连接的连接接口处,用于切换第一蒸发器41与第二蒸发器51之间的连通通路;以及,切换装置设置在第二种中转换热器并联连接的连接接口处,用于切换第一冷凝器42与第二冷凝器52之间的连通通路。第一蒸发器41与第二蒸发器51之间的连通通路和第一冷凝器42与第二冷凝器52之间的连通通路均有两个状态,第一状态为两者通过第一种中转换热器以热交换的方式连通,第二状态是两者通过第一种中转换热器和第二种中转换热器以热交换的方式连通。
可选地,所述切换装置为控制阀门组,包括两个阀门,进液控制阀门161和回液控制阀门162,通过在封堵第二种中转换热器30的并联管路310的第一状态和导通第二种中转换热器30的并联管路310并封堵第二种中转换热器并联段的第一中转连通管路210的第二状态之间转换,实现切换切换第一蒸发器41和第二蒸发器51(或者,第一冷凝器42和第二冷凝器52)之间的连通通路。
在一种可选的实施例中,能源系统,还包括,控制装置,用于根据第一热量调节设备40的第一蒸发器41的温度和第二热量调节设备50的第二蒸发器51的温度,控制第一中转换热器(第一种中转换热器20或者第二种中转换热器30)的多个导通阀门的总开度和每个导通阀门的开度;以及,用于根据第一热量调节设备40的第一冷凝器42的温度和第二热量调节设备50的第二冷凝器52的温度,控制第二中转换热器(第一种中转换热器20或者第二种中转换热器30)的多个导通阀门的总开度和每个导通阀门的开度。
本实施例中,以多个第一热量调节设备40(制热模式下的空调器)的多个第一蒸发器和多个第二热量调节设备50(冰箱)的多个第二蒸发器为例,说明控制装置的控制过程(控制方法)。第一中转换热器的多个导通阀门的总开度可以控制总换热量,即多个第二蒸发器51所需的换热量。而每个导通阀门的开度可以控制对应的每个第一蒸发器41的换热量,以及控制相应的第二蒸发器所需的换热量。每个第一蒸发器41的换热量的总和即为多个第二蒸发器51所需的总换热量。针对第一中转换热器采用包括单向导热装置的第二种中转换热器,根据第一热量调节设备40的第一蒸发器41的温度和第二热量调节设备50的第二蒸发器51的温度,控制单向导热装置的导热参数和第一中转换热器的导通阀门的开度。通过单向导热装置的导热参数和第一中转换热器的导通阀门的开度控制换热量。单向导热装置为半导体温度调节器时,导热参数包括电压、集热端的温度、集冷端的温度等。单向导热装置为冷媒换热装置时,导热参数包括压缩机频率、冷媒温度等。第二中转换热器的换热量的确定同前述,不再赘述。
本实施例中,导通阀门的开度依据实际情况,可以为0至1,0为关闭,1为全开。
针对前述的能源系统Ⅰ,控制装置,还用于,当确定第一蒸发器41和第二蒸发器51之间(或者,第一冷凝器42和第二冷凝器52之间)无法按设定的方向进行热交换时,控制切换第一蒸发器41和第二蒸发器51之间通过第二种中转换热器30和第一种中转换热器20连通。
具体地,以第一冷凝器42和第二冷凝器52之间的连通为例,说明控制过程。通过检测第二冷凝器52侧的第二媒介温度和第一冷凝器42侧的第一媒介温度,通过判断第一媒介温度与第二媒介温度的关系,确定第一冷凝器42和第二冷凝器52之间是否可以按设定的方向进行热交换。例如,设定的热交换方向为由第二冷凝器52向第一冷凝器42供热,实现该设定热交换方向的前提是,第二冷凝器52侧的第二媒介温度大于第一冷凝器42侧的第一媒介温度。因此,当第二媒介温度小于第一媒介温度时,第一冷凝器42和第二冷凝器52之间就无法按设定的方向进行热交换,此时,控制切换装置,切换第一冷凝器42和第二冷凝器52之间的热交换的连通通路通过第二种中转换热器30连通。依此类推,第一蒸发器41和第二蒸发器51之间的冷量交换的控制原理相同,在此不再赘述。
根据本发明实施例的第二方面,提供了一种能源系统的控制方法(可参考前述控制装置部分的记载内容),包括,
S100、根据第一热量调节设备的第一蒸发器的温度和第二热量调节设备的第二蒸发器的温度,控制第一中转换热器的多个导通阀门的总开度和每个导通阀门的开度。
S200、根据第一热量调节设备的第一冷凝器的温度和第二热量调节设备的第二冷凝器的温度,控制第二中转换热器的多个导通阀门的总开度和每个导通阀门的开度。
本发明实施例中,以第一热量调节设备40为制热模式下的空调器,第二热量调节设备50为冰箱为例。空调器的第一蒸发器41在室外,排放废冷;第一冷凝器42在室内,为室内加热。冰箱的第二蒸发器51在冰箱的制冷腔室内,为制冷腔室内的食物制冷;第二冷凝器52位于冰箱的外部,排放废热。
下面,以多个第一热量调节设备40(制热模式下的空调器)和多个第二热量调节设备50(冰箱)为例,说明本发明实施例的控制方法。
步骤S100中,第一蒸发器41的温度包括第一蒸发器41侧的环境温度(排放的废冷的温度),第二蒸发器51的温度包括目标温度和实际温度。第二蒸发器51的目标温度是人为设定的,如,-4℃。实际温度是冰箱内的实际温度。
可选地,如图13所示,步骤S100,包括:
S110、获取每个第一蒸发器41侧的环境温度(可以是该侧的换热装置的冷量媒介温度);获取每个第二蒸发器51的目标温度和实际温度,并获得目标温度和实际温度的多个温差值;
S120、依据多个第一蒸发器41的环境温度,获得第一中转换热器的能量输入端的输入冷量媒介温度;
S130、依据输入冷量媒介温度和多个温差值,获得第一中转换热器的每个输出端导通阀门的开度。
步骤S120中,第一中转换热器的能量输入端导通阀门的开度均为全开,此时输入冷量媒介温度为多个第一蒸发器41侧的环境温度的平均值,依据导通阀门全开的流量和输入冷量媒介温度可以确定总换热量。然后依据每个第二蒸发器的温差值,将总换热量进行分配,从而获得每个输出端导通阀门的开度。
步骤S130中,第二蒸发器的温差越大,对应连通通路上的输出端导通阀门的开度越大;反之,温差越小,开度越小。在温差一定的情况下,冷量媒介温度越低,开度越小;反之,冷量媒介温度越高,开度越大。保证足够的换热量,使每个第二蒸发器51侧的实际温度达到目标温度。这里的第一中转换热器可以是第一种中转换热器,也可以是第二种中转换热器。
在进一步可选的实施例中,针对前述的能源系统Ⅰ,控制方法,包括:
S110'、获取第一蒸发器41侧的环境温度;获取每个第二蒸发器51的目标温度和实际温度,并获得目标温度和实际温度的多个温差值;
S120'、依据多个第一蒸发器41的环境温度,获得第一中转换热器的能量输入端的输入冷量媒介温度;
S121、判断能量输入端的输入冷量媒介温度与第二蒸发器51的实际温度的大小;
S122、当输入冷量媒介温度大于实际温度时(即确定第一蒸发器41和第二蒸发器51之间无法按设定的方向进行热量交换,设定方向为第一蒸发器41向第二蒸发器51供冷量),控制第一蒸发器41和第二蒸发器51之间的热交换的连通通路通过第二种中转换热器;并执行步骤S130'。即控制切换装置,导通第二种中转换热器30的并联管路310并封堵第二种中转换热器并联段的连通管路210,使第一蒸发器41和第二蒸发器51之间通过第一种中转换热器20和第二种中转换热器30以热交换方式连通。
当输入冷量媒介温度小于实际温度时,执行步骤S130"。
S130'、依据输入冷量媒介温度和多个温差值,以及第二种中转换热器的单向导热装置的导热参数;确定第二种中转换热器的导通阀门的开度,以及第一种中转换热器的每个输出端导通阀门的开度。
S130"、依据输入冷量媒介温度和多个温差值,获得第一种中转换热器的每个输出端导通阀门的开度。
步骤S130'中,依据单向导热装置的导热参数(参见前述控制装置部分记载内容)可以确定经第二种中转换热器强制换热后的输出端的媒介的温度(低于第二蒸发器51的目标温度)。此时,第二种中转换热器的能量输出端的媒介的温度越低,第二种中转换热器的导通阀门(输出端导通阀门)的开度呈减小趋势。在第二种中转换热器的能量输出端的媒介的温度确定的情况下,依据多个温差值,可以确定第一种中转换热器的能量输入端导通阀门的开度(总开度)以及每个输出端导通阀门的开度。一般情况下,温差越大,对应的输出端导通阀门的开度越大;反之,温差越小,开度越小。保证足够的换热量,使每个第二蒸发器51侧的实际温度达到目标温度。
步骤S130"同前述的步骤S130。
步骤S200中,第一冷凝器42的温度包括目标温度和实际温度,第二冷凝器52的温度包括第二冷凝器52侧的环境温度(排放的废热的温度),。第一冷凝器42的目标温度是人为设定的,如,24℃。实际温度是室内的实际温度。
可选地,如图14所示,步骤S200,包括:
S210、获取每个第一冷凝器42的目标温度和实际温度,并获得目标温度和实际温度的多个温差值;以及,获取每个第二冷凝器52侧的环境温度;
S220、依据多个第二冷凝器52侧的环境温度,获得第二中转换热器的能量输入端的输入热量媒介温度;
S230、依据输入热量媒介温度和多个温差值,获得第二中转换热器的每个输出端导通阀门的开度。
步骤S220中,第二中转换热器52的能量输入端导通阀门的开度均为全开,此时输入热量媒介温度为多个第二冷凝器52侧的环境温度的平均值,依据导通阀门全开的流量和输入冷量媒介温度可以确定总换热量。然后依据每个第一冷凝器42的温差值,将总换热量进行分配,从而获得每个输出端导通阀门的开度。
步骤S230中,第一冷凝器42的温差越大,对应连通通路上的输出端导通阀门的开度越大;反之,温差越小,开度越小。保证足够的换热量,使每个第一冷凝器42侧的实际温度达到目标温度。这里的第二中转换热器可以是第一种中转换热器,也可以是第二种中转换热器。
在进一步可选的实施例中,针对前述的能源系统Ⅰ,控制方法,包括:
S210'、获取每个第一冷凝器42的目标温度和实际温度,并获得目标温度和实际温度的多个温差值;以及,获取第二冷凝器52侧的环境温度;
S220'、依据多个第二冷凝器52侧的环境温度,获得第二中转换热器的能量输入端的输入热量媒介温度;
S221、判断第一冷凝器42侧的实际温度与输入热量媒介温度的大小;
S222、当输入热量媒介温度小于实际温度时(即确定确定第二冷凝器52无法按设定的方向向第二冷凝器52进行冷量交换,设定方向为第二冷凝器52向第一冷凝器42供热量),控制第一冷凝器42和第二冷凝器52之间的热交换的连通通路通过第二种中转换热器;并执行步骤S230'。即控制切换装置,导通第二种中转换热器30的并联管路并封堵第二种中转换热器并联段的连通管路,使第一冷凝器42和第二冷凝器52之间通过第一种中转换热器20和第二种中转换热器30以热交换方式连通。
当输入热量媒介温度大于实际温度时,执行步骤S230"。
S230'、依据输入热量媒介温度和温差值,以及第二种中转换热器的单向导热装置的导热参数;确定第二种中转换热器的导通阀门(能量输入端导通阀门和能量输入端导通阀门)的开度,以及第一种中转换热器的每个输出端导通阀门的开度。
S220"、依据输入热量媒介温度和多个温差值,获得第二中转换热器的每个输出端导通阀门的开度。
步骤S230'中,依据单向导热装置的导热参数可以确定经第二种中转换热器强制换热后的输出端的媒介的温度(大于第一冷凝器42的目标温度)。此时,第二种中转换热器的能量输出端的媒介的温度越高,第二种中转换热器的导通阀门(输出端导通阀门)的开度呈减小趋势。在第二种中转换热器的能量输出端的媒介的温度确定的情况下,依据多个温差值,可以确定第一种中转换热器的能量输入端导通阀门的开度(总开度)以及每个输出端导通阀门的开度。一般情况下,温差越大,对应的输出端导通阀门的开度越大;反之,温差越小,开度越小。保证足够的换热量,使第一冷凝器42侧的实际温度达到目标温度。
步骤S230"同前述的步骤S230。
根据本发明实施例的第三方面,提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,当所述计算机程序被处理器执行时实现前述的能源系统的控制方法。
本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种能源系统,其特征在于,包括多个第一热量调节设备;和,多个第二热量调节设备;
多个所述第一热量调节设备的第一蒸发器与多个所述第二热量调节设备的第二蒸发器通过第一中转换热器以热交换的方式连通;
多个所述第一热量调节设备的第一冷凝器与多个所述第二热量调节设备的第二冷凝器通过第二中转换热器以热交换的方式连通。
2.根据权利要求1所述的一种能源系统,其特征在于,
所述第一中转换热器串联设置在多个所述第一蒸发器与多个所述第二蒸发器之间的热交换的连通路上;
所述第二中转换热器串联设置在多个所述第一冷凝器与多个所述第二冷凝器之间的热交换的连通通路上。
3.根据权利要求1或2所述的一种能源系统,其特征在于,所述第一中转换热器和所述第二中转换热器,包括:
能量输入端,用于连通至多个所述第二热量调节设备的第二冷凝器或者第二蒸发器;
能量输出端,相应地,用于连通至多个第一热量调节设备的第一冷凝器或者第一蒸发器;
导通阀门,设置在所述能量输入端的连通管路上和所述能量输出端的连通管路上。
4.根据权利要求3所述的一种能源系统,其特征在于,第一中转换热器和所述第二中转换热器,还包括:
单向导热装置,所述能量输入端和所述能量输出端设置在所述单向导热装置的两端。
5.根据权利要求1或2所述的一种能源系统,其特征在于,
多个所述第一热量调节设备的第一蒸发器与多个所述第二热量调节设备的第二蒸发器之间的热交换的连通通路上串联接入两个如权利要求3所述的第一中转换热器,在两个如权利要求3所述的中转换热器之间通过第一中转连通管路连通;在所述第一中转连通管路上并联接入如权利要求4所述的第一中转换热器;和/或,
多个所述第一热量调节设备的第一冷凝器与多个所述第二热量调节设备的第二冷凝器之间的热交换的连通通路上串联接入两个如权利要求3所述的第一中转换热器,在两个如权利要求3所述的中转换热器之间通过第二中转连通管路连通;在所述第二中转连通管路上并联接入如权利要求4所述的第一中转换热器。
6.根据权利要求5所述的一种能源系统,其特征在于,还包括,切换装置;
所述切换装置设置在如权利要求4所述的第一中转换热器并联连接的连接接口处,用于切换所述第一蒸发器与所述第二蒸发器之间的连通通路;
所述切换装置设置在如权利要求4所述的第二中转换热器并联连接的连接接口处,用于切换所述第一冷凝器与所述第二冷凝器之间的连通通路。
7.根据权利要求1或2所述的一种能源系统,其特征在于,还包括,控制装置;
所述控制装置,用于根据第一热量调节设备的第一蒸发器的温度和第二热量调节设备的第二蒸发器的温度,控制第一中转换热器的多个导通阀门的开度;
所述控制装置,用于根据第一热量调节设备的第一冷凝器的温度和第二热量调节设备的第二冷凝器的温度,控制第二中转换热器的多个导通阀门的开度。
8.如权利要求1至7中任一项所述的一种能源系统的控制方法,其特征在于,包括:
根据第一热量调节设备的第一蒸发器的温度和第二热量调节设备的第二蒸发器的温度,控制第一中转换热器的多个导通阀门的开度;
根据第一热量调节设备的第一冷凝器的温度和第二热量调节设备的第二冷凝器的温度,控制第二中转换热器的多个导通阀门的开度。
9.根据权利要求8所述的控制方法,所述能源系统为如权利要求5所述的能源系统;其特征在于,所述控制方法,还包括:
当第一蒸发器和第二蒸发器之间无法按设定的方向进行热交换时,切换第一蒸发器和第二蒸发器之间的热交换的连通通路通过如权利要求4所述的第一中转换热器;
当第一冷凝器和第二冷凝器之间无法按设定的方向进行热交换时,切换第一冷凝器和第二冷凝器之间的热交换的连通通路通过如权利要求4所述的第二中转换热器。
10.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,当所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8至9任意一项所述的能源系统的控制方法。
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