CN112344461B - 一种水系统空调 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水系统空调,包括:热泵机组,用于提供热源;风暖模块,包括第一温度检测模组,该第一温度检测模组用于检测室内实际温度T;地暖模块,包括第二温度检测模组,该第二温度检测模组用于检测地暖实际回水温度Twi;阀门模组,用于连接所述热泵机组与风暖模块和地暖模块;控制模块,用于获取所述室内实际温度T和地暖实际回水温度Twi,还用于存储室内设置温度Ts和地暖设置回水温度Twis,还用于调节所述阀门模组的开度。本发明的控制模块对阀门模组进行调节时,可以达到使用风机盘管使环境温度快速提升,且期间可以使地暖水持续上升的效果,可以充分发挥风机盘管和地暖的优点,并对双方的缺点进行互补。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域,尤其涉及一种水系统空调。
背景技术
使用水系统空调作为热源的采暖设备,如果每年的采暖季首次使用,或者上时间不适用的情况下,首次开机运行时会出现以下问题:1、地暖作为末端采暖,由于地暖水容积较大,地暖内部的水温需要很长时间才能从很低的温度升到一个比较理想的采暖温度,可能需要3、4天左右,在此之前房间内的温度偏低,会感觉冷,不舒服。2、风机盘管作为末端采暖,由于风机盘管水容积较小,风机盘管内的水温可以很快达到理想的采暖温度,但风机盘管的使用舒适度远不如地暖。
然而,现有技术中的室外机与末端线控器无通讯,所以无法获取末端的运转状态,进而无法实现阀门的自动控制。
发明内容
为解决上述现有技术中的问题,本发明提供了一种水系统空调,通过对二通阀的自动控制,可以达到使用风机盘管使环境温度快速提升,且期间可以使地暖水持续上升的效果,可以充分发挥风机盘管和地暖的优点。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种水系统空调,包括:
热泵机组,用于提供热源;
风暖模块,包括第一温度检测模组,该第一温度检测模组用于检测室内实际温度T;
地暖模块,包括第二温度检测模组,该第二温度检测模组用于检测地暖实际回水温度Twi;
阀门模组,用于连接所述热泵机组与风暖模块和所述热泵机组与地暖模块;
控制模块,用于获取所述室内实际温度T和地暖实际回水温度Twi,还用于存储室内设置温度Ts和地暖设置回水温度Twis,还用于调节所述阀门模组的开度。
在本发明的一些实施例中,所述控制模块用于当所述地暖实际回水温度Twi不大于所述地暖设置回水温度Twis时,启动对所述阀门模组的调节。
在本发明的一些实施例中,所述阀门模组的开度EV(n)的范围为:0%≤EV(n)≤100%;所述阀门模组包括风暖阀门和地暖阀门,其中,所述开度EV(n)包括所述风暖阀门的开度EVF(n)和所述地暖阀门的开度EVD(n)。
在本发明的一些实施例中,所述风暖阀门的开度EVF(n)满足以下公式:
其中,k为风机盘管的数量,Kt(k)为所述风暖模块中第k个风机盘管的负荷系数,N为处于开机状态的风机盘管的总个数,Ka(n)为环境温度系数,n为所述控制模块的第n次调节。
在本发明的一些实施例中,所述控制模块用于采集室外环境温度Ta(n);其中,环境温度系数Ka(n)的取值与室外环境温度Ta(n)的范围满足以下关系:
当Ta(n)<-5℃时,Ka(n)=1;
当-5℃≤Ta(n)≤15℃时,Ka(n)=-0.05Ta(n)+0.75;
当Ta(n)>15℃时,Ka(n)=0。
在本发明的一些实施例中,所述地暖阀门的开度EVD(n)满足下列公式;
EVD(n)=1- EVF(n)。
在本发明的一些实施例中,所述控制模块用于在所述地暖设置回水温度Twis和所述地暖实际回水温度Twi满足Twi>Twis时,调节所述地暖阀门的开度EVD(n)为100%。
在本发明的一些实施例中,所述风暖阀门和所述地暖阀门均为二通阀。
在本发明的一些实施例中,所述风暖模块还包括线控器,该线控器与所述控制模块利用通信线缆连接;所述线控器用于控制风机盘管的启停。
在本发明的一些实施例中,所述第k个风机盘管的负荷系数Kt(k)由查表法获得。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果:
本发明首先通过地暖实际回水温度Twi和地暖设置回水温度Twis的比较判断是否进行阀门模组的自动控制,当控制模块对阀门模组进行调节时,可以达到使用风机盘管使环境温度快速提升,且期间可以使地暖水持续上升的效果,可以充分发挥风机盘管和地暖的优点,并对双方的缺点进行互补。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为水系统空调的结构示意图。
图2为水系统空调的控制流程图。
附图标记:1-热泵机组;2-第一风暖模块;21-第一室内温度检测仪;3-第二风暖模块;31-第二室内温度检测仪;4-第一线控器;5-第二线控器;6-风暖二通阀;7-地暖二通阀;8-第一地暖模块;9-第二地暖模块;10-地暖回水温度检测仪。
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。
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。
本实施例提供的一种水系统空调包括热泵机组,热泵机组通过使用压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器来执行热泵机组的制冷制热循环。
压缩机压缩处于高温高压状态的冷媒气体并排出压缩后的冷媒气体。所排出的冷媒气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的冷媒冷凝成液相,并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。
节流装置使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相冷媒膨胀为低压的液相冷媒。蒸发器蒸发在节流装置中膨胀的冷媒,并使处于低温低压状态的冷媒气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用冷媒的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中,热泵机组可以调节室内空间的温度。
热泵机组的室外机是指制冷循环的包括压缩机、室外换热器和室外风机的部分,热泵机组的室内机包括室内换热器和室内风机的部分,并且节流装置(如毛细管或电子膨胀阀)可以提供在室内机或室外机中。
室内换热器和室外换热器用作冷凝器或蒸发器。当室内换热器用作冷凝器时,热泵机组执行制热模式,当室内换热器用作蒸发器时,热泵机组执行制冷模式。
其中,室内换热器和室外换热器转换作为冷凝器或蒸发器的方式,一般采用四通阀,具体参考常规热泵机组的设置,在此不做赘述。
热泵机组的制冷工作原理是:压缩机工作使室内换热器(在室内机中,此时为蒸发器)内处于超低压状态,室内换热器内的液态冷媒迅速蒸发吸收热量,室内风机吹出的风经过室内换热器盘管降温后变为冷风吹到室内,蒸发汽化后的冷媒经压缩机加压后,在室外换热器(在室外机中,此时为冷凝器)中的高压环境下凝结为液态,释放出热量,通过室外风机,将热量散发到大气中,如此循环就达到了制冷效果。
热泵机组的制热工作原理是:气态冷媒被压缩机加压,成为高温高压气体,进入室内换热器(此时为冷凝器),冷凝液化放热,成为液体,同时将室内空气加热,从而达到提高室内温度的目的。液体冷媒经节流装置减压,进入室外换热器(此时为蒸发器),蒸发气化吸热,成为气体,同时吸取室外空气的热量(室外空气变得更冷),成为气态冷媒,再次进入压缩机开始下一个循环。
参照图1所示,一种水系统空调,包括:
热泵机组1,用于提供热源;
风暖模块,包括第一温度检测模组,该第一温度检测模组用于检测室内实际温度T;
地暖模块,包括第二温度检测模组,该第二温度检测模组用于检测地暖实际回水温度Twi;
阀门模组,用于连接所述热泵机组与风暖模块和地暖模块;
控制模块,用于获取所述室内实际温度T和地暖实际回水温度Twi,还用于存储室内设置温度Ts和地暖设置回水温度Twis,还用于调节所述阀门模组的开度。
在本发明的一些实施例中,继续参照图1所示,热泵机组1采用空气源热泵机组,室外机采暖运行时向室内末端输送热水。室内末端即为风机盘管和地暖,在该实施例中以两个房间为例,图中左侧的虚线矩形框为房间1,该房间1内包括第一风暖模块2、第一室内温度检测仪21、第一线控器4和第一地暖模块8;图中右侧的虚线矩形框为房间2,该房间2内包括第二风暖模块3、第二室内温度检测仪31、第二线控器5和第二地暖模块9,同时在第二地暖模块9的回水端设有地暖回水温度检测仪10。热泵机组1位于室外,由热泵机组1引出的出水管道分为两个支路,其中,设有风暖二通阀6的支路与各个风暖模块相连接,设有地暖二通阀7的支路与各个地暖模块相连接。图1中的箭头表示水流的方向。线控器可以控制对应房间的风暖模块的启停,线控器间相互独立,互不影响。控制模块集成在热泵机组1中,图中由热泵机组1引出的虚线表示控制模块中信号输入及输出的方向。其中,控制模块可以获取各个线控器的运行状态,同时也可以控制各个线控器的运行模式。
在本发明的一些实施例中,如图2所示,水系统空调的控制流程如下,开机后,控制模块开始工作;首先控制风暖二通阀6的开度为100%,地暖二通阀7的开度为0%,对于各个二通阀的开度,当开度为100%时,即完全打开,水流量最大;当开度为0%,即完全关闭,水流量最小。同时,对于有采暖需求的房间,线控器可以控制风暖模块开启。然后位于末端地暖回水处的地暖回水温度检测仪采集地暖实际回水温度Twi,并将该温度实时发生给控制模块,控制模块判断地暖实际回水温度Twi是否满足Twi> Twis,如满足,则控制模块控制风暖二通阀6的开度为0%,地暖二通阀7的开度为100%,关闭风暖模块。但通常在水系统空调刚刚启动时,地暖实际回水温度Twi是小于地暖设置回水温度Twis的,此时就进入了风暖二通阀6和地暖二通阀7的调节过程。
具体地,第一室内温度检测仪21和第二室内温度检测仪31分别采集房间1和房间2内的室内实际温度T1和室内实际温度T2;控制模块将接收到的室内实际温度T1和室内实际温度T2与控制模块存储的室内设置温度Ts作差,计算温差ΔT和温差的变化趋势Qc,其中,Qc=ΔT(n)-ΔT(n-1)。并制作由温差ΔT和温差的变化趋势Qc组成的表格,如表1所示,用于表征第k个风机盘管的负荷系数Kt(k),通常一个房间内设置一个风机盘管。
表1
在本发明的一些实施例中,所述风暖二通阀6的开度EVF(n)满足以下公式:
其中,k为风机盘管的数量,Kt(k)为所述风暖模块中第k个风机盘管的负荷系数,N为处于开机状态的风机盘管的总个数,Ka(n)为环境温度系数,n为所述控制模块的第n次调节。在该实施例中,k取值为2。
在本发明的一些实施例中,环境温度系数Ka(n)的取值与室外环境温度Ta(n)有关,在该实施例中,热泵机组1处还设置有室外稳定检测仪(图中未示出),所述控制模块用于实时采集室外环境温度Ta(n);
具体地,环境温度系数Ka(n)的取值与室外环境温度Ta(n)的范围满足以下关系:
当Ta(n)<-5℃时,Ka(n)=1;
当-5℃≤Ta(n)≤15℃时,Ka(n)=-0.05Ta(n)+0.75;
当Ta(n)> 15℃时,Ka(n)=0。
在本发明的一些实施例中,由以上公式得到风暖二通阀6的开度后,所述地暖二通阀7的开度EVD(n) =1- EVF(n)。由此,控制模块根据计算结果分别对风暖二通阀6和地暖二通阀7的开度进行调节,进而调节进入风暖模块和地暖模块的水流量,实现既可以使用风暖模块使环境温度快速提升,且期间可以使地暖水持续上升的效果,可以充分发挥风机盘管和地暖的优点,并对双方的缺点进行互补。
在本发明的一些实施例中,每次控制模块对风暖二通阀6和地暖二通阀7的开度调节后,需判断水系统空调是否处于关机模式,若处于关机模式,则调节过程结束;若处于开机模式,则继续判断地暖实际回水温度Twi是否已达到地暖设置回水温度Twis。参照图2所示,当地暖实际回水温度Twi已达到地暖设置回水温度Twis后,且水系统空调一直为开启状态时,则水系统空调中的风暖二通阀一直处于闭合状态,地暖二通阀处于全开状态。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果:
本发明首先通过地暖实际回水温度Twi和地暖设置回水温度Twis的比较判断是否进行阀门模组的自动控制,当控制模块对阀门模组进行调节时,可以达到使用风机盘管使环境温度快速提升,且期间可以使地暖水持续上升的效果,可以充分发挥风机盘管和地暖的优点,并对双方的缺点进行互补。
在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种水系统空调,其特征在于,包括:
热泵机组,用于提供热源;
风暖模块,包括第一温度检测模组,该第一温度检测模组用于检测室内实际温度T;
地暖模块,包括第二温度检测模组,该第二温度检测模组用于检测地暖实际回水温度Twi;
阀门模组,用于连接所述热泵机组与风暖模块和所述热泵机组与地暖模块;
控制模块,用于获取所述室内实际温度T和地暖实际回水温度Twi,还用于存储室内设置温度Ts和地暖设置回水温度Twis,还用于调节所述阀门模组的开度;
所述阀门模组的开度EV(n)的范围为:0%≤EV(n)≤100%;所述阀门模组包括风暖阀门和地暖阀门,其中,所述开度EV(n)包括所述风暖阀门的开度EVF(n)和所述地暖阀门的开度EVD(n) ;所述风暖阀门的开度EVF(n)满足以下公式:
其中,k为风机盘管的数量,Kt(k)为所述风暖模块中第k个风机盘管的负荷系数,N为处于开机状态的风机盘管的总个数,Ka(n)为环境温度系数,n为所述控制模块的第n次调节;
所述控制模块用于采集室外环境温度Ta(n);其中,环境温度系数Ka(n)的取值与室外环境温度Ta(n)的范围满足以下关系:
当Ta(n)<-5℃时,Ka(n)=1;
当-5℃≤Ta(n)≤15℃时,Ka(n)=-0.05Ta(n)+0.75;
当Ta(n)>15℃时,Ka(n)=0;
所述地暖阀门的开度EVD(n)满足下列公式;
EVD(n)=1- EVF(n)。
2.根据权利要求1所述的水系统空调,其特征在于,所述控制模块用于当所述地暖实际回水温度Twi不大于所述地暖设置回水温度Twis时,启动对所述阀门模组的调节。
3.根据权利要求1所述的水系统空调,其特征在于,所述控制模块用于在所述地暖设置回水温度Twis和所述地暖实际回水温度Twi满足Twi>Twis时,调节所述地暖阀门的开度EVD(n)为100%。
4.根据权利要求1所述的水系统空调,其特征在于,所述风暖阀门和所述地暖阀门均为二通阀。
5.根据权利要求1所述的水系统空调,其特征在于,所述风暖模块还包括线控器,该线控器与所述控制模块利用通信线缆连接;所述线控器用于控制风机盘管的启停。
6.根据权利要求1所述的水系统空调,其特征在于,所述第k个风机盘管的负荷系数Kt(k)由查表法获得。
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