CN112344453B - 一种空调及空调流量阀控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种空调及空调流量阀控制方法，所述空调器包括，至少一台室内机；室外机，包括压缩机、水‑冷媒热交换器、流量阀；水泵，设置于所述热源水流路上；控制器，被配置为：根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷，所述温度调节量为各所述室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值；根据所述总负荷和所述水‑冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，并基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，以控制水流量的大小，从而精准控制空调水源多联机水系统的水流量，保证机组能力，满足用户需求同时避免流量变大后造成电力浪费和水系统损耗。
Description
技术领域
本申请涉及空调技术领域，更具体地，涉及一种空调及空调流量阀控制方法。
背景技术
变水流量控制系统，是通过使用嵌入在水冷多联机主机的控制器来控制冷却水系统阀门的开度和水泵的频率，从而减少冷却水系统的能耗。数据显示，采用变水流量控制系统最高可节省能耗60％以上，目前都在研发变流量控制的水源多联机。但是电网波动、水路系统结垢、脏堵等问题会导致流量不准，也就是刚安装时和工作一年之后，流量阀打开相同的开度，实际水流量会差别很大。如果流量变小了，造成机组能力不足，不能满足用户需求；如果流量变大了，造成电力浪费和水系统损耗。
因此，如何精确控制水源多联机水系统的水流量，保证机组能力，满足用户需求同时避免流量变大后造成电力浪费和水系统损耗，是目前有待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种空调，用以解决现有技术中空调系统中的水流量无法精准控制，造成资源浪费的技术问题，包括：
至少一台室内机，包括作为冷凝器或蒸发器进行工作的室内热交换器；
室外机，包括压缩机，进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；水-冷媒热交换器，使冷媒与热源水进行热交换而冷凝或蒸发；流量阀，设置在与所述水-冷媒热交换器连接的热源水流路上，流量阀的开度可以调节；
控制器，被配置为：
根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷，所述温度调节量为各所述室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值；
根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，并基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，以控制水流量的大小。
一些实施例中，所述控制器具体用于：
根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的目标水流量；
基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水流量确定所述开度变化值。
一些实施例中，控制器具体用于：
当所述开度变化值大于0时，控制所述流量阀正向转动所述开度变化值大小的角度；
当所述开度变化值小于0时，控制所述流量阀反向转动所述开度变化值大小的角度。
一些实施例中，根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷是通过如下公式实现的：
P总＝P1+···+Pn＝PH1·(T目标n-T实际n)+···+PHn·(T目标n-T实际n)；
其中，PHn是第n台室内机的匹数，T目标n是第n台室内机的当前目标温度，T实际n是第n台室内机的当前室内温度。
一些实施例中，根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的目标水流量是根据如下公式实现的：
Qs＝A·P总/(To—Ti)；
Qs为所述目标水流量，A为常数，To为所述水-冷媒热交换器的出水温度，Ti为所述水-冷媒热交换器的进水温度。
一些实施例中，基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水流量确定所述开度变化值是根据如下公式确定的：
△Q(n)＝Q(n)—Qs；
K＝Kp·△Q(n)+Ki·(△Q总+△Q(n))+Kd·(△Q(n)—△Q(n-1))；
其中，Q(n)为n时刻的当前水流量；
△Q(n)为n时刻的流量差；
△Q(n-1)为n-1时刻的流量差；
K为流量阀的开度变化值；
Kp为比例常数，Ki为积分常数，Kd为微分常数，△Q总为流量差之和。
一些实施例中，所述控制器还被配置为：
基于流量阀控制电路将与所述开度变化值对应的控制信号发送到所述流量阀，以控制所述流量阀的开度，其中，所述流量阀控制电路包括第一继电器与第二继电器，
所述第一继电器的第一端与所述电源的零线相连，所述第一继电器的第二端与所述流量阀的第一端相连，所述第二继电器的第一端与所述电源的零线相连，所述第二继电器的第二端与所述流量阀的第二端相连，火线与所述流量阀的第三端相连。
相应地，本发明还提出了一种空调流量阀控制方法，应用于包括至少一台室内机、室外机、控制器的空调器中，所述方法包括：
根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷，所述温度调节量为各所述室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值；
根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，并基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，以控制水流量的大小。
一些实施例中，根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，具体为：
根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的目标水流量；
基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水流量确定所述开度变化值。
一些实施例中，基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，具体为：
当所述开度变化值大于0时，控制所述流量阀正向转动所述开度变化值大小的角度；
当所述开度变化值小于0时，控制所述流量阀反向转动所述开度变化值大小的角度。
与现有技术对比，本发明具有以下有益效果：
一种空调及空调流量阀控制方法，包括：至少一台室内机，包括作为冷凝器或蒸发器进行工作的室内热交换器；室外机，包括压缩机，进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；水-冷媒热交换器，使冷媒与热源水进行热交换而冷凝或蒸发；流量阀，设置在与所述水-冷媒热交换器连接的热源水流路上，流量阀的开度可以调节；控制器，被配置为：根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷，所述温度调节量为各所述室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值；根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，并基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，以控制水流量的大小，从而精准控制空调水源多联机水系统的水流量，保证机组能力，满足用户需求同时避免流量变大后造成电力浪费和水系统损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是示出实施方式的空调器的结构示意图；
图2示出了本发明实施例提出的一种空调流量阀控制方法流程示意图；
图3示出了本发明实施例提出的一种流量阀控制电路的结构示意图。
标号说明
①、压缩机②、室内热交换器③、电子膨胀阀EVO④、过滤器⑤、高压压力开关⑥、低压压力开关⑦、分流器⑧、检测接头⑨、四通阀水泵/>套管换热器/>板式换热器电子膨胀阀EVB/>过滤器/>气液分离器/>流量阀/>流量传感器。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请实施例中空调器通过使用压缩机、水-冷媒热交换器、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调的制冷和制热循环。室外机采用水源换热，通过水泵从水源侧抽水，流量阀控制流量，然后进入水-冷媒热交换器与室外机的冷媒系统换热，室内侧可以连接多台室内机，实现同时控制。
水-冷媒热交换器，在制冷运行时，使热源水和冷媒进行热交换来发挥使冷媒冷凝的冷凝器的功能，而在制热运行时，使热源水和冷媒进行热交换来发挥使冷媒蒸发的蒸发器的功能。水-冷媒热交换器可在制冷运行时使在四通阀中流动的冷媒与热源水进行热交换而冷凝，在制热运行时使在膨胀机构中流动的冷媒与热源水进行热交换而蒸发。在水-冷媒热交换器上可形成有使冷媒一边通过一边冷凝或蒸发的冷媒热交换流路、使热源水一边通过一边被加热或被冷却的热源水热交换流路。水-冷媒热交换器可以是板式换热器或者是套管换热器。
室内热交换器，在制冷运行时，室内热交换器可使在膨胀机构中流动的冷媒与室内空气进行热交换而蒸发，在制热运行时，室内热交换器可使在四通阀中流动的冷媒与室内空气进行热交换而冷凝。室内热交换器可通过用于将室内的空气吹送至室内热交换器的室内风扇使冷媒与室内空气进行热交换。
本申请一些实施例中，如图1所示，水-冷媒热交换器为图中的套管换热器在制冷运行时，可发挥使室内空气和冷媒进行热交换来使冷媒蒸发的蒸发器的功能，在制热运行时，可发挥使室内空气与冷媒进行热交换来使冷媒冷凝的冷凝器的功能；室内热交换器②在制冷运行时，可使在膨胀机构中流动的冷媒与室内空气进行热交换而蒸发，在制热运行时，可使在四通阀中流动的冷媒与室内空气进行热交换而冷凝；流量阀/>设置在与所述水-冷媒热交换器连接的热源水流路上，流量阀的开度可以调节。
为进一步对本申请的方案进行描述，在本申请的一种实例中，所述空调器包括：
至少一台室内机，包括作为冷凝器或蒸发器进行工作的室内热交换器；
室外机，包括压缩机，进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；水-冷媒热交换器，使冷媒与热源水进行热交换而冷凝或蒸发；流量阀，设置在与所述水-冷媒热交换器连接的热源水流路上，流量阀的开度可以调节；
控制器，被配置为：
根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷，所述温度调节量为各所述室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值；
根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，并基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，以控制水流量的大小。
由于电网波动、水路系统结垢、脏堵等问题，会导致流量不准，也就是刚安装时和工作一年之后，流量阀打开相同的开度，实际水流量会差别很大。如果流量变小了，造成机组能力不足，不能满足用户需求；如果流量变大了，造成电力浪费和水系统损耗，所以如何对流量阀的水流量进行精准控制是目前亟待解决的问题，在本方案中，温度调节量为各室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值，当前目标温度为期望室内机达到的温度，基于温度调节量与个室内机的匹数可以确定室内机总负荷，再采集水-冷媒热交换器的进出水温差，根据总负荷与进出水温差可以确定流量阀的开度变化值，基于所述开度变化值控制流量阀调整开度，以控制水流量的大小。
为了准确地确定室内机总负荷，在一些实施例中，根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷是通过如下公式实现的：
P总＝P1+···+Pn＝PH1·(T目标n-T实际n)+···+PHn·(T目标n-T实际n)；
其中，PHn是第n台室内机的匹数，T目标n是第n台室内机的当前目标温度，T实际n是第n台室内机的当前室内温度。
在本申请的优选实施例中，通过每一个室内机对应的匹数与每个室内机的温度调节量计算每一个室内机的负荷，并通过加和的方式确定整个空调系统的总负荷。
需要说明的是，以上计算空调系统室内机总负荷的公式仅是一种具体实现方式，本领域技术人员应理解为本方案包括但不限于上述公式，其他确定室内机总负荷的方式均属于本申请的保护范围。
为了准确地确定开度变化值，在一些实施例中，控制器具体用于：
根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的目标水流量；
基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水流量确定所述开度变化值。
在本申请的优选实施例中，通过上述确定的总负荷与水-冷媒热交换器的进出水温差进一步确定流量阀的目标水流量，并采集流量阀的当前水流量，基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水流量确定所述开度变化值。
需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他根据水流量确定流量阀的开度变化值的方式均属于本申请的保护范围。
为了准确确定所述流量阀的目标水流量，在一些实施例中，根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的目标水流量是根据如下公式实现的：
Qs＝A·P总/(To—Ti)；
Qs为所述目标水流量，A为常数，To为所述水-冷媒热交换器的出水温度，Ti为所述水-冷媒热交换器的进水温度。
为了通过开度变化值精准控制流量阀的开度，在一些实施例中，控制器具体用于：
当所述开度变化值大于0时，控制所述流量阀正向转动所述开度变化值大小的角度；
当所述开度变化值小于0时，控制所述流量阀反向转动所述开度变化值大小的角度。
在本申请的优选实施例中，当确定开度变化值后，根据开度变化值的正负可以控制流量阀的转动方向，若所述开度变化值大于0时，控制所述流量阀正向转动，若所述开度变化值小于0时，控制所述流量阀反向转动，而转动的角度大小与开度变化值的大小相等。
为了确定所述开度变化值，在本申请的优选实施例中，基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水流量确定所述开度变化值是根据如下公式确定的：
△Q(n)＝Q(n)—Qs；
K＝Kp·△Q(n)+Ki·(△Q总+△Q(n))+Kd·(△Q(n)—△Q(n-1))；
其中，Q(n)为n时刻的当前水流量；
△Q(n)为n时刻的流量差；
△Q(n-1)为n-1时刻的流量差；
K为流量阀的开度变化值；
Kp为比例常数，Ki为积分常数，Kd为微分常数，△Q总为流量差之和。
为了实现对流量阀的控制，在本申请的优选实施例中，所述控制器还被配置为：
基于流量阀控制电路将与所述开度变化值对应的控制信号发送到所述流量阀，以控制所述流量阀的开度，其中，所述流量阀控制电路包括第一继电器与第二继电器，
所述第一继电器的第一端与所述电源的零线相连，所述第一继电器的第二端与所述流量阀的第一端相连，所述第二继电器的第一端与所述电源的零线相连，所述第二继电器的第二端与所述流量阀的第二端相连，火线与所述流量阀的第三端相连。
具体的，如图3所示，当需要控制流量阀正转时，所述开度变化值的控制信号通过第一继电器控制流量阀，使其正向转动，若需要控制流量阀反向转动时，通过第二继电器控制流量阀，使其反向转动。
一种空调，包括：至少一台室内机，包括作为冷凝器或蒸发器进行工作的室内热交换器；室外机，包括压缩机，进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；水-冷媒热交换器，使冷媒与热源水进行热交换而冷凝或蒸发；流量阀，设置在与所述水-冷媒热交换器连接的热源水流路上，流量阀的开度可以调节；控制器，被配置为：根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷，所述温度调节量为各所述室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值；根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，并基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，以控制水流量的大小，从而精准控制空调水源多联机水系统的水流量，保证机组能力，满足用户需求同时避免流量变大后造成电力浪费和水系统损耗。
基于上述空调，本申请还提出了一种空调流量阀控制方法，如图2，至少一台室内机、室外机、控制器的空调器中，所述方法包括：
S101，根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷，所述温度调节量为各所述室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值。
在本步骤中，室内机的当前匹数是根据空调的型号确定的，并获取室内机的温度调节量，具体的，所述室内机的温度调节量为各所述室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值，在此不对获取室内机的当前室内温度的获取方式做具体限定。
为了确定室内机的总负荷，在一些实施例中，根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷是通过如下公式实现的：
P总＝P1+···+Pn＝PH1·(T目标n-T实际n)+···+PHn·(T目标n-T实际n)；
其中，PHn是第n台室内机的匹数，T目标n是第n台室内机的当前目标温度，T实际n是第n台室内机的当前室内温度。
S102，根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，并基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，以控制水流量的大小。
本步骤中，采集水-冷媒热交换器的进水温度与出水温度，并计算进出水温差，基于所述进出水位温差与总负荷确定流量阀的开度变化值，通过所述开度变化值对流量阀的开度进行调节，以实现对水流量的精准控制。
为了确定所述流量阀的开度变化值，在一些实施例中，根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，具体为：
根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的目标水流量；
基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水流量确定所述开度变化值。
具体的，通过上述确定的总负荷与水-冷媒热交换器的进出水温差进一步确定流量阀的目标水流量，并采集流量阀的当前水流量，基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水流量确定所述开度变化值。
为了准确的对流量阀的开度进行控制，在一些实施例中，基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，具体为：
当所述开度变化值大于0时，控制所述流量阀正向转动所述开度变化值大小的角度；
当所述开度变化值小于0时，控制所述流量阀反向转动所述开度变化值大小的角度。
具体的，当确定开度变化值后，根据开度变化值的正负可以控制流量阀的转动方向，若所述开度变化值大于0时，控制所述流量阀正向转动，若所述开度变化值小于0时，控制所述流量阀反向转动，而转动的角度大小与开度变化值的大小相等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种空调，其特征在于，包括：
至少一台室内机，包括作为冷凝器或蒸发器进行工作的室内热交换器；
室外机，包括压缩机，进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；水-冷媒热交换器，使冷媒与热源水进行热交换而冷凝或蒸发；流量阀，设置在与所述水-冷媒热交换器连接的热源水流路上，流量阀的开度可以调节；
控制器，被配置为：
根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷，所述温度调节量为各所述室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值；
根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷是通过如下公式实现的：
其中，是第n台室内机的匹数，/>是第n台室内机的当前目标温度，/>是第n台室内机的当前室内温度；
根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，并基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，以控制水流量的大小。
2.如权利要求1所述的空调，其特征在于，所述控制器具体用于：
根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的目标水流量；
基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水流量确定所述开度变化值。
3.如权利要求1所述的空调，其特征在于，控制器具体用于：
当所述开度变化值大于0时，控制所述流量阀正向转动所述开度变化值大小的角度；
当所述开度变化值小于0时，控制所述流量阀反向转动所述开度变化值大小的角度。
4.如权利要求2所述的空调，其特征在于，根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的目标水流量是根据如下公式实现的：
Qs＝A·P总/(To—Ti)；
Qs为所述目标水流量，A为常数，To为所述水-冷媒热交换器的出水温度，Ti为所述水-冷媒热交换器的进水温度。
5.如权利要求4所述的空调，其特征在于，基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水
流量确定所述开度变化值是根据如下公式确定的：
其中，Q(n)为n时刻的当前水流量；
△Q(n)为n时刻的流量差；
△Q(n-1)为n-1时刻的流量差；
K为流量阀的开度变化值；
Kp为比例常数，Ki为积分常数，Kd为微分常数，为n个所有时刻的流量差之和。
6.如权利要求1所述的空调，其特征在于，所述控制器还被配置为：
基于流量阀控制电路将与所述开度变化值对应的控制信号发送到所述流量阀，以控制所述流量阀的开度，其中，所述流量阀控制电路包括第一继电器与第二继电器；
所述第一继电器的第一端与电源的零线相连，所述第一继电器的第二端与所述流量阀的第一端相连，所述第二继电器的第一端与所述电源的零线相连，所述第二继电器的第二端与所述流量阀的第二端相连，火线与所述流量阀的第三端相连。
7.一种空调流量阀控制方法，其特征在于，所述方法应用于包括至少一台室内机、室外机、控制器的空调器中，所述方法包括：
根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷，所述温度调节量为各所述室内机的当前目标温度与当前室内温度的差值；
根据各所述室内机的当前匹数和温度调节量确定室内机总负荷是通过如下公式实现的：
其中，是第n台室内机的匹数，/>是第n台室内机的当前目标温度，/>是第n台室内机的当前室内温度；
根据所述总负荷和水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，并基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，以控制水流量的大小；
根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的开度变化值，具体为：根据所述总负荷和所述水-冷媒热交换器的进出水温差确定所述流量阀的目标水流量；基于所述目标水流量与所述流量阀的当前水流量确定所述开度变化值；
基于所述开度变化值控制所述流量阀的开度，具体为：当所述开度变化值大于0时，控制所述流量阀正向转动所述开度变化值大小的角度；当所述开度变化值小于0时，控制所述流量阀反向转动所述开度变化值大小的角度。
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