CN112283792A - 一种空调系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调系统及其控制方法，包括有：制冷主机、室内机、相变蓄冷释冷设备和分时电表；所述室内机与所述制冷主机通过介质流通管道连接；所述制冷主机和/或所述室内机与所述分时电表连接；所述相变蓄冷释冷设备中具有能够蓄冷和释冷的相变材料。本发明公开的空调系统及其控制方法，其相变蓄冷释冷设备与制冷主机相互独立，无连接关系，分时电表用于计量用电量。在用电低谷时段，开启制冷主机和室内机来降低室内环境温度，相变蓄冷释冷设备中的相变材料蓄存冷量；在用电高峰时段，减少制冷主机的负荷或停止制冷主机和室内机，由相变蓄冷释冷设备中的相变材料释放冷量，调节室内温度，可以为用户节约空调运行的电费。

Description

一种空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调系统及其控制方法。
背景技术
现有技术中，空调都是直接向室内供冷。当夏天温度高时，有些用户整晚都开着空调降温。在空调一直开着的过程中，冷量没有进行存储重复利用。在空调整晚开着的过程中，会经过用电低谷时段，但由于现有的空调并未采用蓄能和安装分时电表，所以不能享受用电低谷时的电费优惠，不利于节约电费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够蓄冷并能够降低电费的空调系统及其控制方法。
本发明技术方案提供一种空调系统，包括有：
制冷主机、室内机、能够蓄冷且能够向室内释冷的相变蓄冷释冷设备和用于计量分时电量的分时电表；
所述室内机与所述制冷主机通过介质流通管道连接；
所述制冷主机和/或所述室内机与所述分时电表连接；
所述相变蓄冷释冷设备中具有能够蓄冷和释冷的相变材料。
在其中一项技术方案中，该空调系统还包括有用于向室内供风的通风设备。
在其中一项技术方案中，所述通风设备为风机，所述风机与所述分时电表连接。
在其中一项技术方案中，该空调系统包括有两台以上的制冷主机、两台以上的室内机和一台以上的相变蓄冷释冷设备。
在其中一项技术方案中，所述室内机的出风口朝向所述相变蓄冷释冷设备。
在其中一项技术方案中，所述通风设备的出风口朝向所述相变蓄冷释冷设备。
在其中一项技术方案中，该空调系统还包括有控制器和用于监测室内温度的温度传感器；
所述温度传感器与所述控制器通信连接，所述制冷主机和所述室内机分别与所述控制器通信连接。
本发明技术方案还提供一种空调系统的控制方法，包括：
在用电低谷时段，开启制冷主机，通过室内机降低室内环境温度，当室内环境温度低于相变材料的相变温度时，相变材料蓄存冷量；
在用电高峰时段，停止制冷主机或减少制冷主机的负荷，当室内环境温度高于相变材料的相变温度时，相变材料向室内释放冷量。
在其中一项技术方案中，该空调系统的控制方法还包括：
当室外温度低于相变材料的相变温度时，停止制冷主机或减少制冷主机的负荷，开启通风设备，通过通风设备降低室内环境温度，相变材料蓄存冷量。
在其中一项技术方案中，该空调系统的控制方法还包括：
当室内温度高于第一预设值时，控制器控制制冷主机和室内机自动开启；
当室内温度低于第二预设值时，控制器控制制冷主机减少负荷或控制器控制制冷主机和室内机自动关闭；
当室外温度低于第三预设值时，控制器控制通风设备自动开启。
采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本发明提供的空调系统及其控制方法，其相变蓄冷释冷设备与制冷主机相互独立，无连接关系，分时电表用于计量制冷主机和/或室内机的用电量。在用电低谷时段(电价低时段)，开启制冷主机和室内机来降低室内环境温度，相变蓄冷释冷设备中的相变材料蓄存冷量；在用电高峰时段(电价高时段)，减少制冷主机的负荷或停止制冷主机和室内机，由相变蓄冷释冷设备中的相变材料释放冷量，也可以在室外温度低的天气，通过通风设备降低室内温度，相变蓄冷释冷设备蓄存冷量，在室内温度升高时，相变蓄冷释冷设备释放冷量，调节室内温度，可以为用户节约空调运行的电费。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的空调系统的布置示意图；
图2为相变蓄冷释冷设备的结构示意图；
图3为制冷主机、室内机和通风设备分别与控制器通信连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1-2所示，本发明一实施例提供的一种空调系统，包括有：
制冷主机1、室内机2、能够蓄冷且能够向室内释冷的相变蓄冷释冷设备4和用于计量分时电量的分时电表5。
室内机2与制冷主机1通过介质流通管道3连接。
制冷主机1和/或室内机2与分时电表5连接。
相变蓄冷释冷设备4中具有能够蓄冷和释冷的相变材料42。
本发明实施例提供的空调系统主要包括制冷主机1、室内机2、相变蓄冷释冷设备4和分时电表5。
制冷主机1和室内机2通过介质流通管道3连接。制冷主机1可以安装在室外，也可以安装在室内。室内机2用于向室内吹风，其安装在室内，也即是安装在墙体100的内侧。室内机2是安装在室内用于热量交换的设备，如分体空调的室内机、中央空调的热交换器等设备。
相变蓄冷释冷设备4包括有导热壳体41和相变材料42，相变材料42安装在导热壳体41内。相变材料42可以蓄冷和释冷。相变蓄冷释冷设备4可以安装在室内的指定位置，也可以安装在墙体、房顶或地板的指定位置。
相变材料(PCM-Phase Change Material)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。
相变材料主要包括无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料三类。其中，无机类相变材料主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类相变材料主要包括石蜡、醋酸和其他有机物；复合相变材料由几种不同的相变材料复合而成，它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。
蓄能量的大小取决于相变材料的自身性质、体积以及数量，可以依照具体情况进行改进。
相变材料具有相变温度，相变温度是指物质在不同相之间转变时的临界温度，比如水变成冰的相变温度是0℃。
本实施例中，相变蓄冷释冷设备4与制冷主机1不连接，相变蓄冷释冷设备4与制冷主机1相互独立。
在用电低谷时段(电价低时段)，开启制冷主机1，室内机2给室内降温，当室内温度低于相变材料42的相变温度时，相变材料42开始蓄存冷量。
在用电高峰时段(电价高时段)，停止制冷主机1或减少制冷主机1的负荷，当室内环境温度高于相变材料42的相变温度时，相变材料42向室内释放冷量。
减少制冷主机1的负荷是指降低制冷主机1单位时间内的制冷量，以降低耗电量。
控制器8也可以控制降低或减少制冷主机1的负荷，以减少制冷主机1在单位时间内的制冷量，具体可以将空调的出风温度调高。
分时电表5又称为分时电能表、多费率电能表、复费率表，俗称峰谷电表。制冷主机1和/或室内机2通过导线7与分时电表5连接，通过分时电表5计量空调系统在用电高峰、用电低谷、用电平段的用电量，从而对不同时段的用电量可以采用不同的电价，移峰填谷，发挥电价的调节作用。
本发明实施例提供的空调系统安装了分时电表5，经申请可以获得分时电价。在用电低谷时段(电价低时段)，开启制冷主机1和室内机2来降低室内环境温度，相变蓄冷释冷设备4中的相变材料42蓄存冷量。在用电高峰时段(电价高时段)，减少制冷主机1的负荷或停止制冷主机1和室内机2，由相变蓄冷释冷设备4中的相变材料42释放冷量，调节室内温度，可以为用户节约空调运行的电费。
在其中一个实施例中，如图1所示，该空调系统还包括有用于向室内供风的通风设备6。
通风设备6可以为设置在墙体100上的窗户61，也可以为风机62。
当室外温度低于相变材料42的相变温度时，可以减少制冷主机1的负荷或停止制冷主机1，开启通风设备6，通过通风设备6降低室内环境温度，相变材料42蓄存冷量。
在其中一个实施例中，如图1所示，通风设备6为风机62，风机62与分时电表5连接。
风机62可以安装在墙体100上或放置在室内。风机62通过导线7与分时电表5连接。分时电表5可以计量出空调系统所有用电元件的分时电量。
当室外温度低于相变材料42的相变温度时，可以减少制冷主机1的负荷或停止制冷主机1，开启风机62，通过风机62降低室内环境温度，相变材料42蓄存冷量。
在其中一个实施例中，该空调系统包括有两台以上的制冷主机1、两台以上的室内机2和一台以上的相变蓄冷释冷设备4。
根据需要，可以布置两台及以上的制冷主机1、两台及以上的室内机2和一台及以上的相变蓄冷释冷设备4，提高蓄冷量和释冷量。
在其中一个实施例中，室内机2的出风口朝向相变蓄冷释冷设备4，使得风可以直接吹向相变蓄冷释冷设备4，利于相变材料42快速蓄冷。
在其中一个实施例中，通风设备6的出风口朝向相变蓄冷释冷设备4，使得风可以直接吹向相变蓄冷释冷设备4，利于相变材料42快速蓄冷。
在其中一个实施例中，如图3所示，该空调系统还包括有控制器8和用于监测室内温度的温度传感器9。温度传感器9与控制器8通信连接，制冷主机1和室内机2分别与控制器8通信连接。
制冷主机1、室内机2和风机62分别与控制器8通信连接。
控制器8可以为芯片或单片机，其控制制冷主机1、室内机2和风机62的自动开关。
温度传感器9与控制器8通信连接，可以将监测到的室温传给控制器8，控制器8可以根据温度传感器9传来的温度来控制制冷主机1、室内机2和风机62的自动开关。
假设，相变材料42的相变温度为T，第一预设值为T1，第二预设值为T2，第三预设值为T3。其中，T1≥T，T2≤T，T3≤T。
当室内温度高于第一预设值T1时，温度传感器9将T1传给控制器8，控制器8向制冷主机1和室内机2发出开启信号，控制制冷主机1和室内机2自动开启。
当室内温度低于第二预设值T2时，温度传感器9将T2传给控制器8，控制器8向制冷主机1和室内机2发出关闭信号，控制制冷主机1和室内机2自动关闭。
当室外温度低于第三预设值T3时，温度传感器9将T3传给控制器8，控制器8向风机62发出开启信号，控制风机62自动开启。
本发明实施例提供一种空调系统的控制方法，包括：
在用电低谷时段，开启制冷主机1，通过室内机2降低室内环境温度，当室内环境温度低于相变材料42的相变温度时，相变材料42蓄存冷量。
在用电高峰时段，停止制冷主机1或减少制冷主机1的负荷，当室内环境温度高于相变材料42的相变温度时，相变材料42向室内释放冷量。
在用电低谷时段(电价低时段)，开启制冷主机1和室内机2来降低室内环境温度，相变蓄冷释冷设备4中的相变材料42蓄存冷量。在用电高峰时段(电价高时段)，减少制冷主机1的负荷或停止制冷主机1和室内机2，由相变蓄冷释冷设备4中的相变材料42释放冷量，调节室内温度，可以为用户节约空调运行的电费。
在其中一个实施例中，该空调系统的控制方法还包括：
当室外温度低于相变材料42的相变温度时，停止制冷主机1，开启通风设备6，通过通风设备6降低室内环境温度，相变材料42蓄存冷量。
通过关闭制冷主机1，开启通风设备6为相变材料42蓄冷，可以进一步节约电费。
在其中一个实施例中，该空调系统的控制方法还包括：
当室内温度高于第一预设值时，控制器8控制制冷主机1和室内机2自动开启。
当室内温度低于第二预设值时，控制器8控制制冷主机1和室内机2自动关闭。
当室外温度低于第三预设值时，控制器8控制通风设备6自动开启。
假设，相变材料42的相变温度为T，第一预设值为T1，第二预设值为T2，第三预设值为T3。其中，T1≥T，T2≤T，T3≤T。
当室内温度高于第一预设值T1时，温度传感器9将T1传给控制器8，控制器8向制冷主机1和室内机2发出开启信号，控制制冷主机1和室内机2自动开启。
当室内温度低于第二预设值T2时，温度传感器9将T2传给控制器8，控制器8向制冷主机1和室内机2发出关闭信号，控制制冷主机1和室内机2自动关闭。
当室外温度低于第三预设值T3时，温度传感器9将T3传给控制器8，控制器8向风机62发出开启信号，控制风机62自动开启。
综上所述，本发明提供的空调系统及其控制方法，其相变蓄冷释冷设备与制冷主机相互独立，无连接关系，分时电表用于计量制冷主机和/或室内机的用电量。在用电低谷时段(电价低时段)，开启制冷主机和室内机来降低室内环境温度，相变蓄冷释冷设备中的相变材料蓄存冷量；在用电高峰时段(电价高时段)，减少制冷主机的负荷或停止制冷主机和室内机，也可以在室外温度低的天气，通过通风设备降低室内温度，由相变蓄冷释冷设备中的相变材料释放冷量，调节室内温度，可以为用户节约空调运行的电费。
根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种空调系统，其特征在于，包括有：
制冷主机、室内机、能够蓄冷且能够向室内释冷的相变蓄冷释冷设备和用于计量分时电量的分时电表；
所述室内机与所述制冷主机通过介质流通管道连接；
所述制冷主机和/或所述室内机与所述分时电表连接；
所述相变蓄冷释冷设备中具有能够蓄冷和释冷的相变材料。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括有用于向室内供风的通风设备。
3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述通风设备为风机，所述风机与所述分时电表连接。
4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，包括有两台以上的制冷主机、两台以上的室内机和一台以上的相变蓄冷释冷设备。
5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述室内机的出风口朝向所述相变蓄冷释冷设备。
6.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述通风设备的出风口朝向所述相变蓄冷释冷设备。
7.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括有控制器和用于监测室内温度的温度传感器；
所述温度传感器与所述控制器通信连接，所述制冷主机和所述室内机分别与所述控制器通信连接。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的空调系统的控制方法，其特征在于，包括：
在用电低谷时段，开启制冷主机，通过室内机降低室内环境温度，当室内环境温度低于相变材料的相变温度时，相变材料蓄存冷量；
在用电高峰时段，停止制冷主机或减少制冷主机的负荷，当室内环境温度高于相变材料的相变温度时，相变材料向室内释放冷量。
9.根据权利要求8所述的空调系统的控制方法，其特征在于，还包括：
当室外温度低于相变材料的相变温度时，停止制冷主机或减少制冷主机的负荷，开启通风设备，通过通风设备降低室内环境温度，相变材料蓄存冷量。
10.根据权利要求8所述的空调系统的控制方法，其特征在于，还包括：
当室内温度高于第一预设值时，控制器控制制冷主机和室内机自动开启；
当室内温度低于第二预设值时，控制器控制制冷主机减少负荷或控制器控制制冷主机和室内机自动关闭；
当室外温度低于第三预设值时，控制器控制通风设备自动开启。
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