CN112032884B - 空调机组及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热泵应用技术领域,具体涉及一种空调机组及其控制方法。本发明旨在解决现有的将热泵式热水器连接在空调机组的冷媒循环系统中进行使用时,一般均以室内制冷或制热的需求作为主要依据对空调机组进行控制的,而导致热泵式热水器的热水效果并不能完全满足用户的实际需求的问题。为此目的,本发明根据水冷换热器的实际出水温度和热水器的实际出水温度对压缩机的运行频率进行调节,从而能兼顾水冷换热器对室内的制热和制冷效果以及热水器的热水效果,以更好的满足用户的实际使用需求和提高用户的使用体验。

Description

空调机组及其控制方法
技术领域
本发明属于热泵应用技术领域,具体涉及一种空调机组及其控制方法。
背景技术
在商用的空调机组中,压缩机为冷媒在风冷换热器、电子膨胀阀和水冷换热器之间进行循环提供动力,水冷换热器中设置有相互之间进行换热的冷媒通道和水流通道,其水流通道通过水循环管路与室内热交换器连通。
现有的空调机组主要用来对室内进行制冷或制热,虽然目前的也有将热泵式热水器连接在空调机组的冷媒循环系统中进行使用的,但是一般均以室内制冷或制热的需求作为主要依据对空调机组进行控制的,导致热泵式热水器的热水效果并不能完全满足用户的实际需求。
相应地,本领域需要一种新的空调机组及其控制方法来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有的将热泵式热水器连接在空调机组的冷媒循环系统中进行使用时,一般均以室内制冷或制热的需求作为主要依据对空调机组进行控制的,而导致热泵式热水器的热水效果并不能完全满足用户的实际需求的问题,本发明提供了一种空调机组及其控制方法。
首先,本发明提供的一种空调机组包括压缩机、风冷换热器、电子膨胀阀、水冷换热器和热水器;所述空调机组中形成有制冷循环管线和制热循环管线;在所述制冷循环管线中,所述压缩机的高压出口与所述风冷换热器的第一端连通,所述风冷换热器的第二端与第一单向阀的进口端连通,所述第一单向阀的出口端与所述热水器的进口端连通,所述热水器的出口端与所述电子膨胀阀的进口端连通,所述电子膨胀阀的出口端与第二单向阀的进口端连通,所述第二单向阀的出口端与所述水冷换热器的第一端连通,所述水冷换热器的第二端与所述压缩机的低压进口连通;在所述制热循环管线中,所述压缩机的高压出口与所述水冷换热器的第二端连通,所述水冷换热器的第一端与第三单向阀的进口端连通,所述第三单向阀的出口端与所述热水器的进口端连通,所述热水器的出口端与所述电子膨胀阀的进口端连通,所述电子膨胀阀的出口端与第四单向阀的进口端连通,所述第四单向阀的出口端与所述风冷换热器的第二端连通,所述风冷换热器的第一端与所述压缩机的低压进口连通;所述空调机组中的控制单元设置成根据制热和制冷的不同,通过控制阀选择性地将所述风冷换热器的第一端和所述水冷换热器的第二端中的一个与所述压缩机的高压出口导通以及将另一个与所述压缩机的高压出口导通;所述空调机组中的控制单元还设置成根据所述水冷换热器的实际出水温度和所述热水器的实际出水温度对所述压缩机的运行频率进行调节。
作为本发明提供的上述空调机组的一种优选的技术方案,所述控制阀包括第一三通阀和第二三通阀;所述第一三通阀的第一端连接在所述压缩机的高压出口上,所述风冷换热器的第一端连接在所述第一三通阀的第二端,所述水冷换热器的第二端连接在所述第一三通阀的第三端;所述第二三通阀的第一端连接在所述压缩机的低压进口上,所述水冷换热器的第二端连接在所述第二三通阀的第二端,所述风冷换热器的第一端连接在所述第二三通阀的第三端;所述空调机组中的控制单元设置成根据制热和制冷的不同,选择性地将所述第一三通阀的第一端与其第二端或第三端导通,以及选择性地将所述第二三通阀的第一端与其第二端或第三端导通。
作为本发明提供的上述空调机组的一种优选的技术方案,所述水冷换热器包括多个换热单元,每个所述换热单元均包括相互之间进行换热的冷媒通道和水流通道;所述多个换热单元中一个换热单元的冷媒通道的第二端与其下一个换热单元的冷媒通道的第一端之间通过第一串联管路连接,且所述第一串联管路上设置有冷媒阀;所述多个换热单元的冷媒通道的第一端均连接在第一分流管的第一端,所述多个换热单元的冷媒通道的第二端均连接在第一汇流管的第一端;同时连接有所述第一分流管和所述第一串联管路的所述冷媒通道的第一端与所述第一分流管之间设置有第一通断阀,同时连接有所述第一汇流管和所述第一串联管路的所述冷媒通道的第二端与所述第一汇流管之间还设置有第二通断阀;所述多个换热单元中一个换热单元的水流通道的第二端与其下一个换热单元的水流通道的第一端之间设置有第二串联管路,且所述第二串联管路上设置有水流阀;所述多个换热单元的水流通道的第一端均连接在第二分流管的第一端,所述多个换热单元的水流通道的第二端均连接在第二汇流管的第一端;同时连接有所述第二分流管和所述第二串联管路的所述水流通道的第一端与所述第二分流管之间设置有第三通断阀,同时连接有所述第二汇流管和所述第二串联管路的所述水流通道的第二端与所述第二汇流管之间还设置有第四通断阀;所述空调机组中的控制单元还设置成根据所述水冷换热器的目标出水温度选择性地将所述第一通断阀、所述第二通断阀、所述第三通断阀和所述第四通断阀打开或关闭。
作为本发明提供的上述空调机组的一种优选的技术方案,所述压缩机为双级压缩机,所述双级压缩机具有低压腔和高压腔,且所述双级压缩机上设置有与所述低压腔连通的低压进口和低压出口,以及与所述高压腔连通的高压进口和高压出口;所述空调机组还包括中间冷却器和第三三通阀;所述第三三通阀的第一端连接在所述双级压缩机的低压出口上;所述第三三通阀的第二端、所述中间冷却器的出口端和所述双级压缩机的高压进口之间相互连接;所述第三三通阀的第三端连接在所述中间冷却器的进口端;所述空调机组中的控制单元还设置成根据室外环境温度选择性地将所述第三三通阀的第一端与其第二端或第三端导通。
作为本发明提供的上述空调机组的一种优选的技术方案,所述空调机组中的控制单元还设置成根据所述水冷换热器的实际出水温度和所述热水器的实际出水温度来调节所述风冷换热器配置的散热风机的风速。
然后,本发明还提供了一种空调机组的控制方法,所述空调机组包括压缩机、风冷换热器、电子膨胀阀、水冷换热器和热水器;所述空调机组中形成有制冷循环管线和制热循环管线;在所述制冷循环管线中,所述压缩机的高压出口与所述风冷换热器的第一端连通,所述风冷换热器的第二端与第一单向阀的进口端连通,所述第一单向阀的出口端与所述热水器的进口端连通,所述热水器的出口端与所述电子膨胀阀的进口端连通,所述电子膨胀阀的出口端与第二单向阀的进口端连通,所述第二单向阀的出口端与所述水冷换热器的第一端连通,所述水冷换热器的第二端与所述压缩机的低压进口连通;在所述制热循环管线中,所述压缩机的高压出口与所述水冷换热器的第二端连通,所述水冷换热器的第一端与第三单向阀的进口端连通,所述第三单向阀的出口端与所述热水器的进口端连通,所述热水器的出口端与所述电子膨胀阀的进口端连通,所述电子膨胀阀的出口端与第四单向阀的进口端连通,所述第四单向阀的出口端与所述风冷换热器的第二端连通,所述风冷换热器的第一端与所述压缩机的低压进口连通;所述控制方法包括:获取所述水冷换热器的实际出水温度和所述热水器的实际出水温度;若满足所述热水器的实际出水温度小于预设的目标热水温度、制热时所述水冷换热器的实际出水温度小于预设的目标采暖温度和制冷时所述水冷换热器的实际出水温度大于预设的目标冷冻温度中的任一条件,则增加所述压缩机的运行频率。
作为本发明提供的上述空调机组的控制方法的一种优选的技术方案,所述控制方法还包括:若同时满足所述热水器的实际出水温度大于或等于预设的目标热水温度和制热时所述水冷换热器的实际出水温度大于或等于预设的目标采暖温度,则按照下述公式确定压缩机的目标排气压力P:
P=a*T1+b*T2+c*T3+d*T1*T3+e*T2*T3+f*T1*T2+g*T1*T2*T3+h,
其中,T1为压缩机的低压进口的冷媒温度,T2为制热时水冷换热器的第二端的冷媒温度,T3为电子膨胀阀的进口端的冷媒温度;参数a、b、c、d、e、f、g、h均根据空调机组的自身结构和执行的模式确定。
作为本发明提供的上述空调机组的控制方法的一种优选的技术方案,所述水冷换热器的多个换热单元在串联运行和并联运行之间可进行转换;所述控制方法还包括:在所述空调机组制热的情况下,获取所述水冷换热器的目标出水温度;若所述目标出水温度大于或等于预设的第一温度阈值,则控制所述水冷换热器串联运行;若所述目标出水温度小于或等于预设的第二温度阈值,则控制所述水冷换热器并联运行;其中,所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
作为本发明提供的上述空调机组的控制方法的一种优选的技术方案,所述压缩机为双级压缩机,所述双级压缩机具有低压腔和高压腔,且所述双级压缩机上设置有与所述低压腔连通的低压进口和低压出口,以及与所述高压腔连通的高压进口和高压出口;所述空调机组还包括中间冷却器;所述控制方法还包括:在制热条件下获取实际室外环境温度;当所述实际室外环境温度大于预设的室外环境温度阈值时,将所述压缩机的低压出口和高压进口导通;当所述实际室外环境温度小于或等于预设的室外环境温度阈值时,将所述压缩机的低压出口与中间冷却器的进口端导通,将中间冷却器的出口端与压缩机的高压进口导通;或者在制热条件下获取所述压缩机的高压出口的实际高压排气温度;当所述实际高压排气温度与压缩机排气温度保护值之间的差值小于或等于预设的安全温差时,将所述压缩机的低压出口与中间冷却器的进口端导通,将中间冷却器的出口端与压缩机的高压进口导通。
作为本发明提供的上述空调机组的控制方法的一种优选的技术方案,所述控制方法还包括:若满足所述热水器的实际出水温度小于预设的目标热水温度、制热时所述水冷换热器的实际出水温度小于预设的目标采暖温度、制冷时所述水冷换热器的实际出水温度大于预设的目标冷冻温度中的任一条件,则增加所述风冷换热器配置的散热风机的风速。
根据本发明提供的一种空调机组及其控制方法,通过控制阀选择性地将风冷换热器的第一端和水冷换热器的第二端中的一个与压缩机的高压出口导通以及将另一个与压缩机的高压出口导通,在实现空调机组的制冷模式和制热模式的转换的同时,能始终保证热水器的热水功能的实现。并且根据水冷换热器的实际出水温度和热水器的实际出水温度对压缩机的运行频率进行调节,从而能兼顾水冷换热器对室内的制热和制冷效果以及热水器的热水效果,以更好的满足用户的实际使用需求和提高用户的使用体验。
此外,根据本发明提供的一种空调机组及其控制方法,还根据水冷换热器的目标出水温度选择性地控制水冷换热器的多个换热单元在串联运行和并联运行之间进行转换。在水冷换热器的出水温度较高时,使多个换热单元之间串联,通过较长的冷媒通道和水流通道来保证水冷换热器的换热性能;在水冷换热器的出水温度较低时,使多个换热单元之间并联,以通过降低冷媒通道和水流通道的阻力,实现在增加水的流速的同时节约能源。如此,通过根据水冷换热器的目标出水温度来调整水冷换热器的串联结构与并联结构的转化,兼顾了空调机组的制热效率和节约能源。
附图说明
下面参照附图来描述本发明的空调机组及其控制方法。附图中:
图1为本实施例的空调机组在制冷状态下的冷媒循环管线示意图;
图2为本实施例的空调机组在制热状态下的冷媒循环管线示意图;
图3为本实施例的水冷换热器在串联状态下的冷媒循环和水流循环路线示意图;
图4为本实施例的水冷换热器在并联状态下的冷媒循环和水流循环路线示意图;
图5为第三实施例中的空调机组的控制方法的流程示意图。
附图标记列表
1-双级压缩机;2-中间冷却器;3-风冷换热器;4-热水器;5-回热器;6-电子膨胀阀;
7-水冷换热器;
711-第一换热单元;712-第二换热单元;713-第三换热单元;
721-第一串联管路;722-第二串联管路;
731-第一分流管;732-第二分流管;
741-第一汇流管;742-第二汇流管;
751-第一通断阀;752-第二通断阀;753-第三通断阀;754-第四通断阀;
761-冷媒单向阀;762-水流单向阀;
8-气液分离器;91-第一三通阀;92-第二三通阀;93-第三三通阀;94-第四三通阀;10-主通断阀;101-第一单向阀;102-第二单向阀;103-第三单向阀;104-第四单向阀;111-第一干燥过滤器;112-第二干燥过滤器;113-第三干燥过滤器;114-第四干燥过滤器;115-第五干燥过滤器。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。例如,虽然附图中的第一串联管路和第二串联管路上均设置有单向阀,但是水冷换热器的这种结构并非一成不变的,在不偏离本发明原理的条件下,本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。例如,在第一串联管路和第二串联管路上还可以仅设置电磁阀。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
【第一实施例】
由于二氧化碳制冷剂一般处于超临界状态,其工作压力较高导致四通换向阀无法进行换向操作,从而其无法通过四通换向阀实现制冷模式和制热模式的转换,使得目前应用二氧化碳制冷剂的空调机组均只能用于实现单一的制冷系统或制热系统。
为了解决现有的使用二氧化碳制冷剂的空调机组存在的由于二氧化碳制冷剂的工作压力较高导致的只能用于实现单一的制冷系统或制热系统的问题,本实施例提供了一种空调机组,如图1和图2所示,空调机组包括双级压缩机1、用于与室外空气进行换热的风冷换热器3、用于与室内空气进行换热的水冷换热器7、电子膨胀阀6、第一三通阀91、第二三通阀92、第一单向阀101、第二单向阀102、第三单向阀103和第四单向阀104;双级压缩机1具有低压腔和高压腔,且双级压缩机1上设置有与低压腔连通的低压进口(图1和图2中双级压缩机1的下端)和低压出口(图1和图2中双级压缩机1的左下端),以及与高压腔连通的高压进口(图1和图2中双级压缩机1的左上端)和高压出口(图1和图2中双级压缩机1的上端)。
空调机组中形成有制冷循环管线(参照图1)和制热循环管线(参照图2);第一三通阀91的第一端(图1和图2中第一三通阀91的下端)与双级压缩机1的高压出口连通,第二三通阀92的第一端(图1和图2中的第二三通阀92的左端)与双级压缩机1的低压进口连通。
在制冷循环管线中,第一三通阀91的第二端(图1和图2中第一三通阀91的左端)与风冷换热器3的第一端(图1和图2中风冷换热器3的右端)连通,风冷换热器3的第二端(图1和图2中风冷换热器3的左端)与第一单向阀101的进口端连通,第一单向阀101的出口端与电子膨胀阀6的进口端连通,电子膨胀阀6的出口端与第二单向阀102的进口端连通,第二单向阀102的出口端与水冷换热器7的第一端(图1和图2中水冷换热器7的左端,或者下面有的地方称为第一汇流管741)连通,水冷换热器7的第二端(图1和图2中水冷换热器7的右端,或者下面有的地方称为第一分流管731)与第二三通阀92的第二端(图1和图2中第二三通阀92的下端)连通。
在制热循环管线中,第一三通阀91的第三端(图1和图2中第一三通阀91的右端)与水冷换热器7的第二端连通,水冷换热器7的第一端与第三单向阀103的进口端连通,第三单向阀103的出口端与电子膨胀阀6的进口端连通,电子膨胀阀6的出口端与第四单向阀104的进口端连通,第四单向阀104的出口端与风冷换热器3的第二端连通,风冷换热器3的第一端与第二三通阀92(图1和图2中的第二三通阀92的右端)的第三端连通。
示例性地,双级压缩机1是通过利用两级完成压缩的压缩机,每级有一个或数个气缸。与单级压缩机相比,双级压缩机1比压缩比、压力差等方面的性能都得到了极大的提升。在双级压缩机1使用过程中,冷媒由低压进口进入低压腔并由低压出口排出完成第一次压缩,再由高压进口进入高压腔并由高压出口排出完成第二次压缩。
在制冷模式下,第一三通阀91的第一端与第二端导通,且第二三通阀92的第一端与第二端导通,空调机组中冷媒的循环流通路线为:双级压缩机1→第一三通阀91→风冷换热器3(作冷凝器使用)→第一单向阀101→电子膨胀阀6→第二单向阀102→水冷换热器7(作蒸发器使用)→第二三通阀92→双级压缩机1。
在制热模式下,第一三通阀91的第一端与第三端导通,且第二三通阀92的第一端与第三端导通,空调机组中冷媒的循环流通路线为:双级压缩机1→第一三通阀91→水冷换热器7(作冷凝器使用)→第三单向阀103→电子膨胀阀6→第四单向阀104→风冷换热器3(作蒸发器使用)→第二三通阀92→双级压缩机1。
可以理解的是,虽然电子膨胀阀6的出口端分别与第二单向阀102的进口端、第四单向阀104的进口端连通,但是,在空调机组中,由于冷媒压力差的原因,冷媒总是从双级压缩机1的高压出口端流回至低压进口端(即高压处流向低压),而在制冷时第四单向阀104的出口端与风冷换热器3的第二端之间的冷媒压力平衡,电子膨胀阀6出口端流出的冷媒只能通过第二单向阀102而不能通过第四单向阀104;同理,在制热时第二单向阀102的出口端与水冷换热器7的第一端之间的冷媒压力平衡,电子膨胀阀6出口端流出的冷媒只能通过第四单向阀104而不能通过第二单向阀102。
在本实施例提供的一种空调机组中,第一三通阀91的第一端与双级压缩机1的高压出口连通,第二三通阀92的第一端与双级压缩机1的低压进口连通,且将第一单向阀101和第二单向设置于制冷循环管线中,将第三单向阀103和第四单向阀104设置于制热循环管线中。如此,通过调节第一三通阀91和第二三通阀92,即可实现由双级压缩机1的高压出口流出的冷媒先进入风冷换热器3再进入水冷换热器7(制冷模式),还是先进入水冷换热器7再进入风冷换热器3(制热模式),从而实现了使用二氧化碳制冷剂的空调机组的制冷模式和制热模式的转换。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括热水器4;热水器4的进口端分别与第一单向阀101的出口端、第三单向阀103的出口端连通,热水器4的出口端与电子膨胀阀6的进口端连通。
示例性地,本领域技术人员可以理解的是该热水器4为热泵式热水器4,该热水器4中设置有冷媒流通管路和水流管路,通过冷媒和水之间的热交换来达到热水的目的。如此,可以进一步降低制冷时电子膨胀阀6的进口端与风冷换热器3的第二端之间的冷媒温度,以及降低制热时电子膨胀阀6的进口端与水冷换热器7的第一端之间的冷媒温度,以提高空调机组的制冷和制热效率,同时还可以将热水器4中的热水加热后用于提供生活用水。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括中间冷却器2;中间冷却器2的进口端与双级压缩机1的低压出口连通,中间冷却器2的出口端与双级压缩机1的高压进口连通。
示例性地,中间冷却器2也称为压缩机中间冷却器、级间冷却器等,中间冷却器2多数采用水冷却而少数采用风冷却。通过中间冷却器2对双级压缩机1的高压缩级和低压缩级之间的冷媒进行冷却,进一步降低进入高压缩级的冷媒的温度,并降低双级压缩机1的高压出口的排气温度,从而提高空调机组的制冷能力,并降低双级压缩机1的功耗和能效比。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括第三三通阀93;第三三通阀93的第一端与双级压缩机1的低压出口连通;第三三通阀93的第二端与中间冷却器2的出口端、双级压缩机1的高压进口连通;第三三通阀93的第三端与中间冷却器2的进口端连通。
示例性地,冬季制热时在双级压缩机1中使用中间冷却器2,虽然能够降低压缩机的功耗和能效比,但同时会降低空调机组的制热量。在制冷时可以通过调节第三三通阀93使得冷媒通过中间冷却器2;而在制热时,可以选择性地使冷媒通过中间冷却器2。例如,室外温度低于-30℃时,使冷媒通过中间冷却器2;室外温度高于-30℃时,双级压缩机1的低压出口与高压进口直接连通而不经过中间冷却器2。从而,能在降低双级压缩机1的功耗与提高空调机组的制热和制冷效果之间实现优化选择。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,一般地,风冷换热器3设置于室外,且在室外机中设置有用于提高风冷换热器3与室外空气换热效率的散热风机,为了物尽其用及节约成本,可以将中间冷却器2设置为与风冷换热器3共用散热风机。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括回热器5,回热器5具有互相进行换热的蒸发腔和冷凝腔;蒸发腔将第二三通阀92的第一端与双级压缩机1的低压进口连通;冷凝腔将热水器4的出口端与电子膨胀阀6的进口端连通。
示例性地,冷凝腔中的冷媒与蒸发腔中的冷媒进行热交换,在制冷时冷凝腔使得进入水冷换热器7(作为蒸发器使用)的冷媒放热过冷,减少节流损失,并提高水冷换热器7及空调机组的制冷效果;同时蒸发腔使得进入双级压缩机1的冷媒吸热成为过热蒸汽,防止双级压缩机1产生液击和减少有害过热。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括第四三通阀94;第四三通阀94的第一端与热水器4的出口端连通,第四三通阀94的第二端与冷凝腔的进口端连通;第四三通阀94的第三端与冷凝腔的出口端、电子膨胀阀6的进口端连通。如此,在冷热状态下通过调节第四三通阀94使得将冷媒通过冷凝腔提高空调机组的制冷效果,在制热状态下通过调节第四三通阀94使得将冷媒不通过冷凝腔,即此时不需要回热器5发挥作用。或者,本领域技术人员可以理解的是,还可以将第四三通阀94设置成控制冷媒经过回热器5的蒸发腔进入双级压缩机1,或者或不经过回热器5的蒸发腔直接进入双级压缩机1。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括气液分离器8;气液分离器8将第二三通阀92的第一端与蒸发腔的进口端连通。如此,可以保证压缩机的吸气端的冷媒均为气态,防止压缩机吸液发生液击而损坏。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括第一干燥过滤器111、第二干燥过滤器112、第三干燥过滤器113、第四干燥过滤器114、第五干燥过滤器115中的至少一个;第一干燥过滤器111将风冷换热器3的第二端与第一单向阀101的进口端连通;第二干燥过滤器112将电子膨胀阀6的出口端与第二单向阀102的进口端连通;第三干燥过滤器113将水冷换热器7的第一端与第三单向阀103的进口端连通;第四干燥过滤器114将电子膨胀阀6的出口端与第四单向阀104的进口端连通;第五干燥过滤器115将第一单向阀101的出口路端与电子膨胀阀6的进口端连通。
示例性地,通过在第一单向阀101、第二单向阀102、第三单向阀103、第四单向阀104和电子膨胀阀6的进口端设置干燥过滤器,以对冷媒中的杂质进行过滤,防止空调机组堵塞。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括主通断阀10,主通断阀10设置于双级压缩机1的高压出口与第一三通阀91的第一端之间。该主通断阀10用于在空调机组使用时导通冷媒通路,空调机组停机时切断冷媒通路。
本实施例的水冷换热器7包括相互之间进行换热的冷媒通道和水流通道,水冷换热器7中的水流通道通过水循环管路与室内换热器之间形成水循环,将热量或冷量传递至室内。一般在水循环管路上设置有水泵,通过水泵为水循环管路中的水流提供动力,通过水循环管路对室内进行制热或制冷,可以减小冷媒的使用量并使得空调机组的制冷和制热效果更稳定。
当然,上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用,从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。
【第二实施例】
为了解决现有的空调机组存在的其工作过程中水冷换热器的结构固定不变,导致不能兼顾制热效率和节约能源的问题,本实施例提供了一种水冷换热器7及空调机组。
首先,如图3和图4所示,本实施例提供的一种水冷换热器7包括多个换热单元(如图3所示的水冷换热器7包括第一换热单元711、第二换热单元712和第三换热单元713),每个换热单元均包括相互之间进行换热的冷媒通道和水流通道;多个换热单元中一个换热单元的冷媒通道的第二端与其下一个换热单元的冷媒通道的第一端之间通过第一串联管路721连接,且第一串联管路721上设置有冷媒阀;多个换热单元的冷媒通道的第一端均连接在第一分流管731的第一端,多个换热单元的冷媒通道的第二端均连接在第一汇流管741的第一端;同时连接有第一分流管731和第一串联管路721的冷媒通道的第一端与第一分流管731之间设置有第一通断阀751,同时连接有第一汇流管741和第一串联管路721的冷媒通道的第二端与第一汇流管741之间还设置有第二通断阀752。
同时,多个换热单元中一个换热单元的水流通道的第二端与其下一个换热单元的水流通道的第一端之间设置有第二串联管路722,且第二串联管路722上设置有水流阀;多个换热单元的水流通道的第一端均连接在第二分流管732的第一端,多个换热单元的水流通道的第二端均连接在第二汇流管742的第一端;同时连接有第二分流管732和第二串联管路722的水流通道的第一端与第二分流管732之间设置有第三通断阀753,同时连接有第二汇流管742和第二串联管路722的水流通道的第二端与第二汇流管742之间还设置有第四通断阀754。
示例性地,在空调机组制热过程中,一般需要使冷媒与水流在单位时间内的换热量在某个最佳范围内,以保证水冷换热器7的换热效率。根据公式,Q=cm(T2-T1),其中Q为单位时间内的换热量,c为水的比热容,m为单位时间内参与换热的水的质量(或者水流量),T2为出冷换热器的进水温度,T1为水冷换热器7的进水温度。假设单位时间内的换热量Q保持不变,在水冷换热器7的进水温度T1一定的情况下,要想实现水冷换热器7较高的出水温度T2,则需要较小的水流量m以实现充分换热;而出水温度较低时则需要较大的水流量m才能实现充分换热。
在本实施例提供的一种水冷换热器7中,在水冷换热器7的出水温度较高时,将水冷换热器7设置成当第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754均关闭,这时多个换热单元之间串联,通过较长的冷媒通道和水流通道来保证水冷换热器7的换热性能。其中,第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754可以选择为电磁阀或电动阀等。
如图3所示的水冷换热器7包括第一换热单元711、第二换热单元712和第三换热单元713,在多个换热单元之间串联时,图3中冷媒的流通路线用
Figure BDA0002653351060000141
表示:第一分流管731→第一换热单元711的冷媒通道的第一端→第一换热单元711的冷媒通道的第二端→第二换热单元712的冷媒通道的第一端→第二换热单元712的冷媒通道的第二端→第三换热单元713的冷媒通道的第一端→第三换热单元713的冷媒通道的第二端→第一换热单元711的冷媒通道的第二端→第一汇流管741。
同时,图3中水流路线用
Figure BDA0002653351060000142
表示:第二分流管732→第三换热单元713的水流通道的第一端→第三换热单元713的水流通道的第二端→第二换热单元712的水流通道的第一端→第二换热单元712的水流通道的第二端→第一换热单元711的水流通道的第一端→第一换热单元711的水流通道的第二端→第二汇流管742。
在水冷换热器7的出水温度较低时,将水冷换热器7设置成当第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754均打开,这时多个换热单元之间并联,以通过降低冷媒通道和水流通道的阻力,实现在增加水的流速的同时节约能源。
如图4所示的水冷换热器7包括第一换热单元711、第二换热单元712和第三换热单元713,在多个换热单元之间并联时,图4中冷媒的流通路线用
Figure BDA0002653351060000143
表示:第一分流管731→第一换热单元711的冷媒通道的第一端、第二换热单元712的冷媒通道的第一端和第三换热单元713的冷媒通道的第一端→第一换热单元711的冷媒通道的第二端、第二换热单元712的冷媒通道的第二端和第三换热单元713的冷媒通道的第二端→第一汇流管741。
同时,图4中水流路线用
Figure BDA0002653351060000144
表示:第二分流管732→第三换热单元713的水流通道的第一端、第二换热单元712的水流通道的第一端和第一换热单元711的水流通道的第一端→第三换热单元713的水流通道的第二端、第二换热单元712的水流通道的第二端、第一换热单元711的水流通道的第二端→第二汇流管742。
可以理解的是,虽然本实施例及附图中的水冷换热器7是以设置3个换热单元为例进行说明的,但是本实施例的水冷换热器7的换热单元的数量应当为至少两个,即可以为两个及以上的数量。
可以理解的是,本实施例第一串联管路721上设置的冷媒阀可以为冷媒单向阀761,冷媒单向阀761设置成仅允许冷媒由一个换热单元的冷媒通道的第二端流向其下一个换热单元的冷媒通道的第一端;第二串联管路722上设置的水流阀可以为水流单向阀762,水流单向阀762设置成仅允许水流由一个换热单元的水流通道的第二端流向其下一个换热单元的水流通道的第一端。
如此,多个换热单元在并联的条件下,第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754均打开,冷媒单向阀761起到防止冷媒由第一分流管731直接通过第一串联管路721而不经过换热单元直接流向第一汇流管741的作用;同时,水流单向阀762起到防止水流由第二分流管732直接通过第二串联管路722而不经过换热单元直接流向第二汇流管742的作用。
除此之外,本实施例第一串联管路721上设置的冷媒阀也可以为冷媒电磁阀,第二串联管路722上设置的水流阀也可以为水流电磁阀。如此,多个换热单元在并联的条件下,第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754均打开,于此同时将冷媒电磁阀和水流电磁阀均关闭,起到防止冷媒由第一分流管731直接通过第一串联管路721而不经过换热单元直接流向第一汇流管741的作用,以及防止水流由第二分流管732直接通过第二串联管路722而不经过换热单元直接流向第二汇流管742的作用。
可以理解的是,本实施例中的冷媒阀、冷媒单向阀761、冷媒电磁阀、水流阀、水流单向阀762、水流电磁阀均为现有的普通阀门,该名称只是为了进行区分,而不是作为对本实施例上述阀门的不当限定,也不应理解为属于特殊的阀门。例如,冷媒单向阀761和水流单向阀762就是普通的单向阀,冷媒电磁阀和水流电磁阀也均是普通的电磁阀。
综上,本实施例提供的水冷换热器7可以根据水冷换热器7的目标出水温度来调整水冷换热器7的串联结构与并联结构的转化,兼顾了空调机组的制热效率和节约能源。
作为本实施例提供的上述水冷换热器7的一种优选的实施方式,水冷换热器7设置成冷媒通道中冷媒的流向与水流通道中水流的流向相反。如此设置,沿着水流的方向,冷媒的温度越来越高,从而起到将冷媒的温度更好地传递到水流的作用,从而保证水冷换热器7的换热效率。
作为本实施例提供的上述水冷换热器7的一种优选的实施方式,同时连接有第一分流管731和第一串联管路721的多个冷媒通道的第一端共用一个第一通断阀751;并且/或者,同时连接有第一汇流管741和第一串联管路721的冷媒通道的第二端共用一个第二通断阀752;并且/或者,同时连接有第二分流管732和第二串联管路722的水流通道的第一端共用一个第三通断阀753;并且/或者,同时连接有第二汇流管742和第二串联管路722的水流通道的第二端共用一个第四通断阀754。
如此设置,通过在相应的管路上共用第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754,减少了通断阀的数量,也有利于对冷媒和水流进行同时、准确的控制。
然后,参照图1和图2,本实施例还提供了一种空调机组,空调机组包括压缩机、风冷换热器3、电子膨胀阀6和上述任一实施方式中的水冷换热器7。
可以理解的是,虽然本实施例的图1和图2中是通过第一三通阀91、第二三通阀92来实现空调机组制冷模式和制热模式的转换的,但是作为另一种可实现的方式,还可以通过四通换向阀来实现该目的,由于过四通换向阀来实现空调机组的制冷和制热模式的转换属于现有技术中的实施方式,故在此不再赘述。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括第一三通阀91、第二三通阀92、第一单向阀101、第二单向阀102、第三单向阀103和第四单向阀104;压缩机为双级压缩机1,双级压缩机1具有低压腔和高压腔,且双级压缩机1上设置有与低压腔连通的低压进口和低压出口,以及与高压腔连通的高压进口和高压出口;空调机组中形成有制冷循环管线和制热循环管线;第一三通阀91的第一端与双级压缩机1的高压出口连通,第二三通阀92的第一端与双级压缩机1的低压进口连通。
其中,在制冷循环管线中,第一三通阀91的第二端与风冷换热器3的第一端连通,风冷换热器3的第二端与第一单向阀101的进口端连通,第一单向阀101的出口端与电子膨胀阀6的进口端连通,电子膨胀阀6的出口端与第二单向阀102的进口端连通,第二单向阀102的出口端与水冷换热器7的分流管连通,水冷换热器7的第一汇流管741与第二三通阀92的第二端连通。
其中,在制热循环管线中,第一三通阀91的第三端与水冷换热器7的第一汇流管741连通,水冷换热器7的分流管与第三单向阀103的进口端连通,第三单向阀103的出口端与电子膨胀阀6的进口端连通,电子膨胀阀6的出口端与第四单向阀104的进口端连通,第四单向阀104的出口端与风冷换热器3的第二端连通,风冷换热器3的第一分流管731与第二三通阀92的第三端连通。
此外,由于二氧化碳制冷剂一般处于超临界状态,其工作压力较高导致四通换向阀无法进行换向操作,从而其无法通过四通换向阀实现制冷模式和制热模式的转换,使得目前应用二氧化碳制冷剂的空调机组均如上述的热泵制冷系统的功能一样,只能用于实现单一的制冷系统或制热系统。
对此,在本发明提供的一种空调机组中,第一三通阀91的第一端与双级压缩机1的高压出口连通,第二三通阀92的第一端与双级压缩机1的低压进口连通,且将第一单向阀101和第二单向设置于制冷循环管线中,将第三单向阀103和第四单向阀104设置于制热循环管线中。如此,通过调节第一三通阀91和第二三通阀92,即可实现由双级压缩机1的高压出口流出的冷媒先进入第一换热器再进入第二换热器,还是先进入第二换热器再进入第一换热器,从而实现了使用二氧化碳制冷剂的热泵系统的制冷模式和制热模式的转换。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括中间冷却器2;中间冷却器2的进口端与双级压缩机1的低压出口连通,中间冷却器2的出口端与双级压缩机1的高压进口连通。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组还包括第三三通阀93;第三三通阀93的第一端与双级压缩机1的低压出口连通;第三三通阀93的第二端与中间冷却器2的出口端、双级压缩机1的高压进口连通;第三三通阀93的第三端与中间冷却器2的进口端连通。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,中间冷却器2设置为与风冷换热器3共用散热风机。
【第三实施例】
为了解决现有的将热泵式热水器连接在空调机组的冷媒循环系统中进行使用时,一般均以室内制冷或制热的需求作为主要依据对空调机组进行控制的,而导致热泵式热水器的热水效果并不能完全满足用户的实际需求的问题,本实施例提供了一种空调机组及其控制方法。
首先,如图1和图2所示,本实施例提供的一种空调机组包括压缩机(图中为双级压缩机1)、风冷换热器3、电子膨胀阀6、水冷换热器7和热水器4;空调机组中形成有制冷循环管线和制热循环管线;在制冷循环管线中,压缩机的高压出口与风冷换热器3的第一端连通,风冷换热器3的第二端与第一单向阀101的进口端连通,第一单向阀101的出口端与热水器4的进口端连通,热水器4的出口端与电子膨胀阀6的进口端连通,电子膨胀阀6的出口端与第二单向阀102的进口端连通,第二单向阀102的出口端与水冷换热器7的第一端连通,水冷换热器7的第二端与压缩机的低压进口连通。在制热循环管线中,压缩机的高压出口与水冷换热器7的第二端连通,水冷换热器7的第一端与第三单向阀103的进口端连通,第三单向阀103的出口端与热水器4的进口端连通,热水器4的出口端与电子膨胀阀6的进口端连通,电子膨胀阀6的出口端与第四单向阀104的进口端连通,第四单向阀104的出口端与风冷换热器3的第二端连通,风冷换热器3的第一端与压缩机的低压进口连通。其中,空调机组中的控制单元设置成根据制热和制冷的不同,通过控制阀选择性地将风冷换热器3的第一端和水冷换热器7的第二端中的一个与压缩机的高压出口导通以及将另一个与压缩机的高压出口导通;空调机组中的控制单元还设置成根据水冷换热器7的实际出水温度和热水器4的实际出水温度对压缩机的运行频率进行调节。
示例性地,虽然本实施例的图1和图2中是通过控制阀包括第一三通阀91、第二三通阀92来实现空调机组制冷模式和制热模式的转换的,其主要是针对二氧化碳制冷剂一般处于超临界状态,其工作压力较高导致四通换向阀无法进行换向操作,从而其无法通过四通换向阀实现制冷模式和制热模式的转换时选择的实施方式;而在其他适宜的情况下,该控制阀还可以选择为四通换向阀,从而通过四通换向阀来实现空调机组在制冷和制热之间转换的目的,由于过四通换向阀来实现空调机组的制冷和制热模式的转换属于现有技术中的实施方式,故在此不再赘述。
根据本实施例提供的一种空调机组,通过控制阀选择性地将风冷换热器3的第一端和水冷换热器7的第二端中的一个与压缩机的高压出口导通以及将另一个与压缩机的高压出口导通,在实现空调机组的制冷模式和制热模式的转换的同时,能始终保证热水器4的热水功能的实现。并且根据水冷换热器7的实际出水温度和热水器4的实际出水温度对压缩机的运行频率进行调节,从而能兼顾水冷换热器7对室内的制热和制冷效果以及热水器4的热水效果,以更好的满足用户的实际使用需求和提高用户的使用体验。
请继续参见图1和图2,作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,控制阀包括第一三通阀91和第二三通阀92;第一三通阀91的第一端连接在压缩机的高压出口上,风冷换热器3的第一端连接在第一三通阀91的第二端,水冷换热器7的第二端连接在第一三通阀91的第三端;第二三通阀92的第一端连接在压缩机的低压进口上,水冷换热器7的第二端连接在第二三通阀92的第二端,风冷换热器3的第一端连接在第二三通阀92的第三端;空调机组中的控制单元设置成根据制热和制冷的不同,选择性地将第一三通阀91的第一端与其第二端或第三端导通,以及选择性地将第二三通阀92的第一端与其第二端或第三端导通。
示例性地,在制冷循环管线中,第一三通阀91的第二端与风冷换热器3的第一端连通,水冷换热器7的第二端与第二三通阀92的第二端连通;在制热循环管线中,第一三通阀91的第三端与水冷换热器7的第二端连通,风冷换热器3的第一端与第二三通阀92的第三端连通;空调机组中的控制单元还设置成根据制冷或制热的需求选择性地将制冷循环管线和制热循环管线中的一个导通。
请参见图3和图4,作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,水冷换热器7包括多个换热单元(图中以第一换热单元711、第二换热单元712和第三换热单元713为例进行说明),每个换热单元均包括相互之间进行换热的冷媒通道和水流通道;多个换热单元中一个换热单元的冷媒通道的第二端与其下一个换热单元的冷媒通道的第一端之间通过第一串联管路721连接,且第一串联管路721上设置有冷媒阀;多个换热单元的冷媒通道的第一端均连接在第一分流管731的第一端,多个换热单元的冷媒通道的第二端均连接在第一汇流管741的第一端;同时连接有第一分流管731和第一串联管路721的冷媒通道的第一端与第一分流管731之间设置有第一通断阀751,同时连接有第一汇流管741和第一串联管路721的冷媒通道的第二端与第一汇流管741之间还设置有第二通断阀752;多个换热单元中一个换热单元的水流通道的第二端与其下一个换热单元的水流通道的第一端之间设置有第二串联管路722,且第二串联管路722上设置有水流阀;多个换热单元的水流通道的第一端均连接在第二分流管732的第一端,多个换热单元的水流通道的第二端均连接在第二汇流管742的第一端;同时连接有第二分流管732和第二串联管路722的水流通道的第一端与第二分流管732之间设置有第三通断阀753,同时连接有第二汇流管742和第二串联管路722的水流通道的第二端与第二汇流管742之间还设置有第四通断阀754;空调机组中的控制单元还设置成根据水冷换热器7的目标出水温度选择性地将第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754打开或关闭。
示例性地,根据本实施例提供的一种空调机组,通过根据水流通道的目标出水温度选择性地将第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754同时打开或关闭。如图3所示,在水冷换热器7的出水温度较高时,将水冷换热器7设置成当第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754均关闭,这时多个换热单元之间串联,通过较长的冷媒通道和水流通道来保证水冷换热器7的换热性能。
同时,如图4所示,在水冷换热器7的出水温度较低时,将水冷换热器7设置成当第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754均打开,这时多个换热单元之间并联,以通过降低冷媒通道和水流通道的阻力,实现在增加水的流速的同时节约能源。如此,可以根据水冷换热器7的目标出水温度来调整水冷换热器7的串联结构与并联结构的转化,兼顾了空调机组的制热效率和节约能源。
请继续参见图1和图2,作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,压缩机为双级压缩机1,双级压缩机1具有低压腔和高压腔,且双级压缩机1上设置有与低压腔连通的低压进口和低压出口,以及与高压腔连通的高压进口和高压出口;空调机组还包括中间冷却器2和第三三通阀93;第三三通阀93的第一端连接在双级压缩机1的低压出口上;第三三通阀93的第二端、中间冷却器2的出口端和双级压缩机1的高压进口之间相互连接;第三三通阀93的第三端连接在中间冷却器2的进口端;空调机组中的控制单元还设置成根据室外环境温度选择性地将第三三通阀93的第一端与其第二端或第三端导通。
作为本实施例提供的上述空调机组的一种优选的实施方式,空调机组中的控制单元还设置成根据水冷换热器7的实际出水温度和热水器4的实际出水温度来调节风冷换热器3配置的散热风机的风速。
要说明的是,在实际应用中,上述实施例中空调机组的控制单元,可以根据需要而将上述功能单元由不同的功能单元来完成,即将本实施例中的功能单元再分解或者组合,例如,上述实施例的功能单元可以进一步拆分成多个子单元,以完成以上描述的全部或者部分功能。
然后,本实施例还提供了一种空调机组的控制方法,请参见图1、图2,该空调机组包括压缩机、风冷换热器3、电子膨胀阀6、水冷换热器7和热水器4;空调机组中形成有制冷循环管线和制热循环管线;在制冷循环管线中,压缩机的高压出口与风冷换热器3的第一端连通,风冷换热器3的第二端与第一单向阀101的进口端连通,第一单向阀101的出口端与热水器4的进口端连通,热水器4的出口端与电子膨胀阀6的进口端连通,电子膨胀阀6的出口端与第二单向阀102的进口端连通,第二单向阀102的出口端与水冷换热器7的第一端连通,水冷换热器7的第二端与压缩机的低压进口连通;在制热循环管线中,压缩机的高压出口与水冷换热器7的第二端连通,水冷换热器7的第一端与第三单向阀103的进口端连通,第三单向阀103的出口端与热水器4的进口端连通,热水器4的出口端与电子膨胀阀6的进口端连通,电子膨胀阀6的出口端与第四单向阀104的进口端连通,第四单向阀104的出口端与风冷换热器3的第二端连通,风冷换热器3的第一端与压缩机的低压进口连通;请参见图5,该控制方法包括:
S1、获取水冷换热器7的实际出水温度和热水器4的实际出水温度;
S2、若满足热水器4的实际出水温度小于预设的目标热水温度、制热时水冷换热器7的实际出水温度小于预设的目标采暖温度和制冷时水冷换热器7的实际出水温度大于预设的目标冷冻温度中的任一条件,则增加压缩机的运行频率。
示例性地,本实施例提供的空调机组的控制方法中,热水器4的实际出水温度和水冷换热器7的实际出水温度中的一个不满足要求时,即可通过增加压缩机的运行频率,来提高热水器4的热水效率或者水冷换热器7的制冷或制热效率,从而能兼顾水冷换热器7对室内的制热和制冷效果以及热水器4的热水效果,以更好的满足用户的实际使用需求和提高用户的使用体验。
作为本实施例提供的上述空调机组的控制方法的一种优选的实施方式,上述控制方法还包括:若同时满足热水器4的实际出水温度大于或等于预设的目标热水温度和制热时水冷换热器7的实际出水温度大于或等于预设的目标采暖温度,则按照下述公式确定压缩机的目标排气压力P:
P=a*T1+b*T2+c*T3+d*T1*T3+e*T2*T3+f*T1*T2+g*T1*T2*T3+h,
其中,T1为压缩机的低压进口的冷媒温度,T2为制热时水冷换热器7的第二端的冷媒温度,T3为电子膨胀阀6的进口端的冷媒温度(即热水器4出口端的冷媒温度);参数a、b、c、d、e、f、g、h均根据空调机组的自身结构和执行的模式确定。
示例性地,参数a、b、c、d、e、f、g、h均根据空调机组的自身结构和执行的模式确定,可以针对某一空调机组在制热时的多组实验数据进行拟合来得到制热条件下的参数值,然后针对该空调机组在制冷时的多组实验数据进行拟合来得到制冷条件下的参数值。在该压缩机的目标排气压力的确定公式综合考虑到了水冷换热器7及热水器4的影响,从而也进一步地更好地兼顾了水冷换热器7对室内的制热和制冷效果以及热水器4的热水效果,以更好的满足用户的实际使用需求和提高用户的使用体验。
作为本实施例提供的上述空调机组的控制方法的一种优选的实施方式,请参见图3和图4,水冷换热器7的多个换热单元在串联运行和并联运行之间可进行转换;上述控制方法还包括:在空调机组制热的情况下,获取水冷换热器7的目标出水温度;若目标出水温度大于或等于预设的第一温度阈值,则控制水冷换热器7串联运行;若目标出水温度小于或等于预设的第二温度阈值,则控制水冷换热器7并联运行;其中,第一温度阈值大于第二温度阈值。
示例性地,空调机组制热时,在水冷换热器7的进水温度为36℃条件下,水冷换热器7设置目标出水温度一般有41℃和65℃两种,可以在目标出水温度为65℃时,将则将第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754关闭,即将多个换热单元之间串联,从而提高水流速和强化换热性能;而在目标出水温度为41℃时,将则将第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754打开,即将多个换热单元之间并联,从而减少换热面积和减少水路阻力。
需要说明的是,虽然本实施例是以第一温度阈值为41℃和第二温度阈值为65℃两种情况对本实施例的第一温度阈值和第二温度阈值进行说明的,但是,可以理解的是,本领域技术员对第一温度阈值和第二温度阈值设置的其他温度值也应属于本实施例说明的范围。
请参见图3和图4,根据本实施例提供的一种空调机组的控制方法,通过根据水流通道的目标出水温度选择性地将第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754同时打开或关闭。如图3所示,在水冷换热器7的出水温度较高时,将水冷换热器7设置成当第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754均关闭,这时多个换热单元之间串联,通过较长的冷媒通道和水流通道来保证水冷换热器7的换热性能。
同时,如图4所示,在水冷换热器7的出水温度较低时,将水冷换热器7设置成当第一通断阀751、第二通断阀752、第三通断阀753和第四通断阀754均打开,这时多个换热单元之间并联,以通过降低冷媒通道和水流通道的阻力,实现在增加水的流速的同时节约能源。如此,可以根据水冷换热器7的目标出水温度来调整水冷换热器7的串联结构与并联结构的转化,兼顾了空调机组的制热效率和节约能源。
作为本实施例提供的上述空调机组的控制方法的一种优选的实施方式,请参见图1和图2,本实施例的压缩机为双级压缩机1,双级压缩机1具有低压腔和高压腔,且双级压缩机1上设置有与低压腔连通的低压进口和低压出口,以及与高压腔连通的高压进口和高压出口;空调机组还包括中间冷却器2;上述控制方法还包括:在制热条件下获取实际室外环境温度;当实际室外环境温度大于预设的室外环境温度阈值时,将压缩机的低压出口和高压进口导通;当实际室外环境温度小于或等于预设的室外环境温度阈值时,将压缩机的低压出口与中间冷却器2的进口端导通,将中间冷却器2的出口端与压缩机的高压进口导通。
作为另一实施方式,还可以在制热条件下获取压缩机的高压出口的实际高压排气温度;当实际高压排气温度与压缩机排气温度保护值之间的差值小于或等于预设的安全温差时,将压缩机的低压出口与中间冷却器2的进口端导通,将中间冷却器2的出口端与压缩机的高压进口导通。
如此,通过中间冷却器2对双级压缩机1的高压缩级和低压缩级之间的冷媒进行冷却,进一步降低进入高压缩级的冷媒的温度,并降低双级压缩机1的高压出口的排气温度,使双级压缩机1的高压出口的排气温度避免超过保护限制而造成双级压缩机1停机。同时,可以降低双级压缩机1的功耗和能效比,并提高空调机组的制热性能。
作为本实施例提供的上述空调机组的控制方法的一种优选的实施方式,控制方法还包括:若满足热水器4的实际出水温度小于预设的目标热水温度、制热时水冷换热器7的实际出水温度小于预设的目标采暖温度、制冷时水冷换热器7的实际出水温度大于预设的目标冷冻温度中的任一条件,则增加风冷换热器3配置的散热风机的风速。
示例性地,本实施例的空调机组的控制方法中还调节风冷换热器3配置的散热风机的风速,既能使热水器4的实际出水温度满足预设的目标热水温度的要求,也能使制热时水冷换热器7的实际出水温度满足预设的目标采暖温度、制冷时水冷换热器7的实际出水温度满足预设的目标冷冻温度的要求,从而也进一步地更好地兼顾了水冷换热器7对室内的制热和制冷效果以及热水器4的热水效果,以更好的满足用户的实际使用需求和提高用户的使用体验。
需要说明的是,尽管上文详细描述了本实施例空调机组的控制方法的详细步骤,但是,在不偏离本发明的基本原理的前提下,本领域技术人员可以对上述步骤进行组合、拆分及调换顺序,如此修改后的技术方案并没有改变本发明的基本构思,因此也落入本发明的保护范围之内。例如,在获取水冷换热器的实际出水温度和热水器的实际出水温度时,可以先后获取也可以同时获取。
本领域的技术人员应当理解的是,可以将本实施例提供的空调机组的控制方法作为程序存储在一个计算机可读取存储介质中。该存储介质中包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如,在本发明的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空调机组,其特征在于,所述空调机组包括压缩机、风冷换热器、电子膨胀阀、水冷换热器、热水器、控制阀、中间冷却器和回热器;所述空调机组中形成有制冷循环管线和制热循环管线;
所述压缩机为双级压缩机,所述双级压缩机具有低压腔和高压腔,且所述双级压缩机上设置有与所述低压腔连通的低压进口和低压出口,以及与所述高压腔连通的高压进口和高压出口;
在所述制冷循环管线中,所述压缩机的高压出口与所述风冷换热器的第一端连通,所述风冷换热器的第二端与第一单向阀的进口端连通,所述第一单向阀的出口端与所述热水器的进口端连通,所述热水器的出口端与所述电子膨胀阀的进口端连通,所述电子膨胀阀的出口端与第二单向阀的进口端连通,所述第二单向阀的出口端与所述水冷换热器的第一端连通,所述水冷换热器的第二端与所述压缩机的低压进口连通;
在所述制热循环管线中,所述压缩机的高压出口与所述水冷换热器的第二端连通,所述水冷换热器的第一端与第三单向阀的进口端连通,所述第三单向阀的出口端与所述热水器的进口端连通,所述热水器的出口端与所述电子膨胀阀的进口端连通,所述电子膨胀阀的出口端与第四单向阀的进口端连通,所述第四单向阀的出口端与所述风冷换热器的第二端连通,所述风冷换热器的第一端与所述压缩机的低压进口连通;
其中,所述控制阀包括第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀;
所述第一三通阀的第一端连接在所述压缩机的高压出口上,所述风冷换热器的第一端连接在所述第一三通阀的第二端,所述水冷换热器的第二端连接在所述第一三通阀的第三端;
所述第二三通阀的第一端连接在所述压缩机的低压进口上,所述水冷换热器的第二端连接在所述第二三通阀的第二端,所述风冷换热器的第一端连接在所述第二三通阀的第三端;
所述空调机组中的控制单元设置成根据制热和制冷的不同,选择性地将所述第一三通阀的第一端与其第二端或第三端导通,以及选择性地将所述第二三通阀的第一端与其第二端或第三端导通;
所述第三三通阀的第一端连接在所述双级压缩机的低压出口上;所述第三三通阀的第二端、所述中间冷却器的出口端和所述双级压缩机的高压进口之间相互连接;所述第三三通阀的第三端连接在所述中间冷却器的进口端;
所述空调机组中的控制单元还设置成根据室外环境温度选择性地将所述第三三通阀的第一端与其第二端或第三端导通;
其中,所述回热器具有互相进行换热的蒸发腔和冷凝腔;
所述蒸发腔将第二三通阀的第一端与所述双级压缩机的低压进口连通;
所述第四三通阀的第一端与热水器的出口端连通,所述第四三通阀的第二端与所述冷凝腔的进口端连通;所述第四三通阀的第三端与所述冷凝腔的出口端、所述电子膨胀阀的进口端连通;
所述空调机组中的控制单元还设置成根据所述水冷换热器的实际出水温度和所述热水器的实际出水温度对所述压缩机的运行频率进行调节。
2.根据权利要求1所述的空调机组,其特征在于,所述水冷换热器包括多个换热单元,每个所述换热单元均包括相互之间进行换热的冷媒通道和水流通道;
所述多个换热单元中一个换热单元的冷媒通道的第二端与其下一个换热单元的冷媒通道的第一端之间通过第一串联管路连接,且所述第一串联管路上设置有冷媒阀;所述多个换热单元的冷媒通道的第一端均连接在第一分流管的第一端,所述多个换热单元的冷媒通道的第二端均连接在第一汇流管的第一端;同时连接有所述第一分流管和所述第一串联管路的所述冷媒通道的第一端与所述第一分流管之间设置有第一通断阀,同时连接有所述第一汇流管和所述第一串联管路的所述冷媒通道的第二端与所述第一汇流管之间还设置有第二通断阀;
所述多个换热单元中一个换热单元的水流通道的第二端与其下一个换热单元的水流通道的第一端之间设置有第二串联管路,且所述第二串联管路上设置有水流阀;所述多个换热单元的水流通道的第一端均连接在第二分流管的第一端,所述多个换热单元的水流通道的第二端均连接在第二汇流管的第一端;同时连接有所述第二分流管和所述第二串联管路的所述水流通道的第一端与所述第二分流管之间设置有第三通断阀,同时连接有所述第二汇流管和所述第二串联管路的所述水流通道的第二端与所述第二汇流管之间还设置有第四通断阀;
所述空调机组中的控制单元还设置成根据所述水冷换热器的目标出水温度选择性地将所述第一通断阀、所述第二通断阀、所述第三通断阀和所述第四通断阀打开或关闭。
3.根据权利要求1所述的空调机组,其特征在于,所述空调机组中的控制单元还设置成根据所述水冷换热器的实际出水温度和所述热水器的实际出水温度来调节所述风冷换热器配置的散热风机的风速。
4.一种权利要求1至3中任一项所述的空调机组的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
获取所述水冷换热器的实际出水温度和所述热水器的实际出水温度;
若满足所述热水器的实际出水温度小于预设的目标热水温度、制热时所述水冷换热器的实际出水温度小于预设的目标采暖温度和制冷时所述水冷换热器的实际出水温度大于预设的目标冷冻温度中的任一条件,则增加所述压缩机的运行频率。
5.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
若同时满足所述热水器的实际出水温度大于或等于预设的目标热水温度和制热时所述水冷换热器的实际出水温度大于或等于预设的目标采暖温度,则按照下述公式确定压缩机的目标排气压力P:
P=a*T1+b*T2+c*T3+d*T1*T3+e*T2*T3+f*T1*T2+g*T1*T2*T3+h
其中,T1为压缩机的低压进口的冷媒温度,T2为制热时水冷换热器的第二端的冷媒温度,T3为电子膨胀阀的进口端的冷媒温度;参数a、b、c、d、e、f、g、h均根据空调机组的自身结构和执行的模式确定。
6.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述水冷换热器的多个换热单元在串联运行和并联运行之间可进行转换;所述控制方法还包括:
在所述空调机组制热的情况下,获取所述水冷换热器的目标出水温度;
若所述目标出水温度大于或等于预设的第一温度阈值,则控制所述水冷换热器串联运行;
若所述目标出水温度小于或等于预设的第二温度阈值,则控制所述水冷换热器并联运行;
其中,所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
7.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述双级压缩机具有低压腔和高压腔,且所述双级压缩机上设置有与所述低压腔连通的低压进口和低压出口,以及与所述高压腔连通的高压进口和高压出口;所述空调机组还包括中间冷却器;所述控制方法还包括:
在制热条件下获取实际室外环境温度;当所述实际室外环境温度大于预设的室外环境温度阈值时,将所述压缩机的低压出口和高压进口导通;当所述实际室外环境温度小于或等于预设的室外环境温度阈值时,将所述压缩机的低压出口与中间冷却器的进口端导通,将中间冷却器的出口端与压缩机的高压进口导通;或者
在制热条件下获取所述压缩机的高压出口的实际高压排气温度;当所述实际高压排气温度与压缩机排气温度保护值之间的差值小于或等于预设的安全温差时,将所述压缩机的低压出口与中间冷却器的进口端导通,将中间冷却器的出口端与压缩机的高压进口导通。
8.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
若满足所述热水器的实际出水温度小于预设的目标热水温度、制热时所述水冷换热器的实际出水温度小于预设的目标采暖温度、制冷时所述水冷换热器的实际出水温度大于预设的目标冷冻温度中的任一条件,则增加所述风冷换热器配置的散热风机的风速。
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