CN110887109A - 可变更规模的空调系统及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变更规模的空调系统及其运行方法。其中空调系统，包括作为末端节点的至少一个室内外和至少一个室外机，还包括：作为中转节点与所述末端节点连接成一个网络的至少一个路由阀；所述至少一个路由阀根据预设策略将网络内的所述室内机的制冷或制热需求传递给至少一个室外机，并将满足所述制冷或制热需求的至少一个室外机和对应的室内机连接形成的冷媒循环回路。本发明可以灵活变更空调系统的规模，使空调系统的规模可以根据需要收缩或扩展。

Description

可变更规模的空调系统及其运行方法
技术领域
本发明涉及空调系统，特别是涉及一种可以变更规模、使其室内机和室外机调节洁净度的空调系统。
背景技术
传统的多联机空调系统采用一台或多台室外机，与多台室内机利用冷媒管路相互连接，通常室内机与室外机采用不同的换热方式，其中室内采用风冷换热，室外则常用直接蒸发的方式，多联机空调系统可以将热机处理后的空气提供给多个区域。图1示出的是常见的多联机空调系统，其中1变频涡旋压缩机、2为室外热交换器、3为室外风扇、4为电子膨胀器、5、12为贮液器、6~8为室内机电子膨胀阀、9~11为室内机、13和14分别为室外机液侧阀、室外机气侧阀。Pd、Td为排气压力与温度，Ps、Ts为吸气压力与温度。多台室内机通过一根冷媒管路与室外一台室外机相联系。
由此可见，现有的传统多联机为线性结构，即室内机、室外机都在同一条冷媒管路上，且室内机、室外机位置相对固定，多联机的结构扩展不灵活，且一般室内机、室外机的位置不能互换。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中多联机空调系统的结构扩展不够灵活的技术问题，提出一种可变更规模的空调系统及其运行方法。
本发明提出的空调系统，包括作为末端节点的至少一个室内外和至少一个室外机，还包括：作为中转节点与所述末端节点连接成一个网络的至少一个路由阀；
所述至少一个路由阀根据预设策略将网络内的所述室内机的制冷或制热需求传递给至少一个室外机，并将满足所述制冷或制热需求的至少一个室外机和对应的室内机连接形成的冷媒循环回路。
进一步，所述路由阀包括：连接所述室外机至室内机方向的冷媒管路的第一多通阀，连接所述室内机至室外机方向的冷媒管路的第二多通阀，与相邻节点进行通讯的通讯模块，根据预设策略将接收的制冷或制热需求转发给相邻节点中的室外机或其他路由阀的控制器。
进一步，所述路由阀的通讯模块与相邻节点之间通过沿冷媒管路布设的通讯线进行通讯。
优选的，所述路由阀还包括用于测量所述路由阀与各相邻节点之间的通讯线电阻的电阻测量模块，所述控制器根据所述电阻测量模块测量的电阻，通过公式
Figure DEST_PATH_IMAGE002
得到所述路由阀与各相邻节点之间的冷媒管路的长度；所述L为通讯线的长度或者冷媒管路的长度，所述R为所述电阻测量模块测量的电阻，所述S为所述通讯线的横截面积，所述ρ为通讯线的电阻率。
进一步，所述预设策略为发出制冷或制热需求的室内机至对应室外机之间的冷媒管路长度最短。
进一步，所述制冷或制热需求包括的数据有：用户设定温度所需要的制冷量、运行模式、风量档位以及开关机状态。
本发明提出的上述技术方案所述的空调系统的运行方法，包括步骤：
步骤1，当所述室内机接收到用户的控制指令，向该室内机连接的路由阀发送所述制冷或制热需求；
步骤2，所述路由阀根据所述预设策略与其相邻节点中对应的室外机进行通讯，获取当前通讯的室外机的剩余制冷量；
步骤3，所述路由阀判断当前通讯的室外机的剩余制冷量是否满足所述制冷或制热需求；
步骤4，若所述当前通讯的室外机的剩余制冷量大于或等于所述制冷或制热需求，所述路由阀将发出制冷或制热需求的室内机和当前通讯的室外机连接形成的冷媒循环回路。
进一步，还包括步骤5，若所述当前通讯的室外机的剩余制冷量小于所述制冷或制热需求，所述路由阀将发出制冷或制热需求的室内机和当前通讯的室外机连接形成冷媒循环回路后，返回步骤2继续根据所述预设策略与其相邻节点中对应的下一个室外机进行通讯，直至所述制冷或制热需求被满足。
进一步，所述步骤2中，若所述路由阀的相邻节点中没有室外机，所述路由阀根据所述预设策略与其相邻节点中对应的路由阀进行通讯，将所述制冷或制热需求传递给下一个路由阀来执行所述步骤2。
进一步，所述步骤5中，所述路由阀在返回步骤2时判断相邻节点中的所有室外机都已经遍历完毕，则所述路由阀根据所述预设策略与其相邻节点中对应的路由阀进行通讯，将所述制冷或制热需求传递给下一个路由阀来执行所述步骤2。
进一步，还包括步骤6：将任意两个末端节点中的室内机和室外机的位置进行互换；和/或，步骤7，移除或增加任意一个路由阀连接的室外机和/或室内机；和/或，步骤8，移除或增加任意一个路由阀连接的路由阀。
本发明将空调系统设计成全新设计方案，类似于互联网结构，将室外机作为服务器来提供冷源、热源；室内机作为客户端来提供处理后的空气给各个区域。本发明具体是通过路由阀来连接本发明的服务器（室外机）和客户端（室内机），使得一台或多台室外机可以通过一个路由阀或多个路由阀为一台室内机分配所需的冷媒。本发明使得空调系统的规模可以任何调整，并且室内机、室外机位置能互换，管路可灵活拓展。可根据系统的冷、热量需求增删室内机和/或室外机，延长或缩短管路等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的结构示意图。
图2为本发明一具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。
本发明的空调系统是一种网络结构，该网络结构有两种节点，分别是末端节点和中转节点，末端节点至多与一个中转节点连接，中转节点可以连接一个或多个末端节点，还可以连接一个或多个中转节点。空调系统原本的室内机和室外机就是本发明的两种末端节点，本发明的中转节点也称为路由阀，路由阀将空调系统中的室内机和室外机连接形成可收缩、扩展任意节点的一个网络。图2给出了本发明空调系统的一个具体实施例，图中的空调系统一共包括了三个中转节点和九个末端节点，中转节点路由阀11连接着室内机21、室内机22以及室外机31，中转节点路由阀12连接着室内机23、室内机24和室内机25，中转节点路由阀13连接着室内机26、室外机32和室外机33。
当网络内的室内机有制冷或制热需求时，通过至少一个路由阀根据预设策略将该室内机的制冷或制热需求传递给至少一个室外机，并将满足该室内机制冷或制热需求的至少一个室外机和该室内机连接形成的冷媒循环回路，各室外机并联，每一个室外机与该室内机形成一个冷媒循环回路。其中，制冷或制热需求具体包含的数据有：用户设定温度所需要的制冷量、运行模式、风量档位以及开关机状态。
在一个实施例中，路由阀的具体结构包括第一多通阀、第二多通阀、通讯模块和控制器，也可以仅由第一多通阀、第二多通阀、通讯模块和控制器这几个部件构成。第一多通阀用来连接室外机至室内机方向的冷媒管路，第一多通阀连接的可能是室外机与路由阀，也可能连接的是路由阀和路由阀，也可能连接的是路由阀和室内机。第二多通阀连接的是室内机至室外机方向的冷媒管路，室内机至室外机方向的冷媒管路同样也可以是室内机与路由阀之间的冷媒管路，或者是路由阀与路由阀之间的冷媒管路，路由阀与室外机之间的冷媒管路。这样第一多通阀和第二多通阀连接冷媒管路可以形成冷媒循环回路。通讯模块可以使路由阀与相邻节点进行通讯，这里所指的相邻节点包括室内机、室外机、路由阀当中的一个或多个。路由阀的控制器根据预设策略将接收的制冷或制热需求转发给相邻节点中的室外机或其他路由阀，以便符合预设策略的一个或多个室外机将相应的冷媒可以传递给对应的发出需求的室内机，从而使室内机满足用户的需求。
在本实施例中，各节点（室内机、室外机和路由阀）之间采用通讯线进行通讯，通讯线沿着冷媒管路进行布设，因此，相邻两个节点之间的通讯线的长度与冷媒管路的长度相同。任何一个节点的电力线也可以沿着冷媒管路布设，也可以在最开始装修时，在每个节点处提供一个电源接口。在一个优选实施例中，路由阀还包括一个电阻测量模块，该电阻测量模块用来测量路由阀与它的各相邻节点之间的通讯线的电阻，路由阀的控制器根据电阻测量模块测量的电阻，通过公式
Figure 229927DEST_PATH_IMAGE002
，可以得到路由阀与各相邻节点之间的通讯线长度，也就是冷媒管路的长度。其中，L为通讯线的长度或者冷媒管路的长度，R为电阻测量模块测量的电阻，S为通讯线的横截面积，ρ为通讯线的电阻率。在另一个优选实施例中，也可以通过手动测量路由阀与各相邻节点之间的冷媒管路的长度，然后存储成对应表，以便让控制器可以得知这些长度信息。
通过上述方式得到冷媒管路的长度，使得用户可以将预设策略设置为任意一台室内机发出制冷或制热需求时请求路径最短的一台或多台室外机为其提供冷媒，即可以实现由距离该室内机冷媒管路最短的室外机为其提供冷媒。
下面详细描述本发明的空调系统的运行过程。
当有任意一个室内机接收到用户的控制指令，该室内机向其连接着的路由阀发送对应的制冷或制热需求（每一个室内机或室外机至多连接一个路由阀），若是该路由阀连接着至少一台室外机，该路由阀立即根据预设策略找到与室内机之间的冷媒管路长度最短的那台室外机，路由阀与该室外机进行通讯，获取当前通讯的室外机的剩余制冷量，看看能否满足该室内机的制冷或制热需求。若是该室内机完全可以满足该室内机的制冷或制热需求，则路由阀将发出制冷或制热需求的室内机和当前通讯的室外机连接形成冷媒循环回路。
若是当前通讯的这台室外机的剩余制冷量不能满足室内机的制冷或制热需求，可以先让这台室外机的冷媒供应给室内机，路由阀继续根据预设策略找寻当前冷媒管路最短的室外机（除去已经在利用剩余制冷量为该室内机提供冷媒的室外机），直到该室内机的制冷或制热需求得到满足。
若是该路由阀没有连接室外机，或者是连接的室外机的剩余制冷量均不能满足该室内机的制冷或制热需求，路由阀可以将该室内机的制冷或制热需求转发给与其连接的路由阀，然后由其他路由阀根据预设策略去找寻其连接的室外机中是否有可以满足该室内机制冷或制热需求的，若是其他路由阀没有连接室外机，或者连接的室外机均不能满足需求的，可以进一步转发，直到发出制冷或制热需求的室内机得到满足。可见，通过本发明的路由阀（一个或者多个），可以把本发明的空调系统网络中的任意一个室内机的制冷或制热需求根据预设策略找到对应的室外机来满足其需求。并且，任意两个末端节点中的室内机和室外机的位置可以进行互换，丝毫都不会影响空调系统的运行，例如，将路由阀1连接的室内机2，与路由阀3连接的室外机4相互调换位置等，打破了现有的空调系统室外、室内机位置固定的局限性。任意一个末端节点还可以移除或增加，例如将路由阀1连接的室内机2移除，为路由阀3再增加一台室外机5，只需要对路由阀的多通阀的具体几通进行调整即可。当一个路由阀被移除时，其连接的末端节点可以接到其他路由阀，也可以完全移除，使本发明的空调系统的结构得到收缩，也可以在一个路由阀上再多增加连接一个路由阀，使空调系统的网络进一步扩展。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种空调系统，包括作为末端节点的至少一个室内外和至少一个室外机，其特征在于，还包括：作为中转节点与所述末端节点连接成一个网络的至少一个路由阀；
所述至少一个路由阀根据预设策略将网络内的所述室内机的制冷或制热需求传递给至少一个室外机，并将满足所述制冷或制热需求的至少一个室外机和对应的室内机连接形成的冷媒循环回路。
2.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述路由阀包括：连接所述室外机至室内机方向的冷媒管路的第一多通阀，连接所述室内机至室外机方向的冷媒管路的第二多通阀，与相邻节点进行通讯的通讯模块，根据预设策略将接收的制冷或制热需求转发给相邻节点中的室外机或其他路由阀的控制器。
3.如权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述路由阀的通讯模块与相邻节点之间通过沿冷媒管路布设的通讯线进行通讯。
4.如权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述路由阀还包括用于测量所述路由阀与各相邻节点之间的通讯线电阻的电阻测量模块，所述控制器根据所述电阻测量模块测量的电阻，通过公式
Figure 883709DEST_PATH_IMAGE002
得到所述路由阀与各相邻节点之间的冷媒管路的长度；所述L为通讯线的长度或者冷媒管路的长度，所述R为所述电阻测量模块测量的电阻，所述S为所述通讯线的横截面积，所述ρ为通讯线的电阻率。
5.如权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述预设策略为发出制冷或制热需求的室内机至对应室外机之间的冷媒管路长度最短。
6.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述制冷或制热需求包括的数据有：用户设定温度所需要的制冷量、运行模式、风量档位以及开关机状态。
7.一种如权利要求1至6任意一项所述的空调系统的运行方法，其特征在于，包括步骤：
步骤1，当所述室内机接收到用户的控制指令，向该室内机连接的路由阀发送所述制冷或制热需求；
步骤2，所述路由阀根据所述预设策略与其相邻节点中对应的室外机进行通讯，获取当前通讯的室外机的剩余制冷量；
步骤3，所述路由阀判断当前通讯的室外机的剩余制冷量是否满足所述制冷或制热需求；
步骤4，若所述当前通讯的室外机的剩余制冷量大于或等于所述制冷或制热需求，所述路由阀将发出制冷或制热需求的室内机和当前通讯的室外机连接形成冷媒循环回路。
8.如权利要求7所述的运行方法，其特征在于，还包括：步骤5，若所述当前通讯的室外机的剩余制冷量小于所述制冷或制热需求，所述路由阀将发出制冷或制热需求的室内机和当前通讯的室外机连接形成冷媒循环回路后，返回步骤2继续根据所述预设策略与其相邻节点中对应的下一个室外机进行通讯，直至所述制冷或制热需求被满足。
9.如权利要求7所述的运行方法，其特征在于，所述步骤2中，若所述路由阀的相邻节点中没有室外机，所述路由阀根据所述预设策略与其相邻节点中对应的路由阀进行通讯，将所述制冷或制热需求传递给下一个路由阀来执行所述步骤2。
10.如权利要求8所述的运行方法，其特征在于，所述步骤5中，所述路由阀在返回步骤2时判断相邻节点中的所有室外机都已经遍历完毕，则所述路由阀根据所述预设策略与其相邻节点中对应的路由阀进行通讯，将所述制冷或制热需求传递给下一个路由阀来执行所述步骤2。
11.如权利要求7所述的运行方法，其特征在于，还包括：步骤6：将任意两个末端节点中的室内机和室外机的位置进行互换；和/或，
步骤7，移除或增加任意一个路由阀连接的室外机和/或室内机；和/或，
步骤8，移除或增加任意一个路由阀连接的路由阀。
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