CN112594824B - 一种不停机除霜多联机热水系统及其控制方法 - Google Patents

一种不停机除霜多联机热水系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种不停机除霜多联机热水系统及其控制方法，其有益效果在于：利用相变蓄热模块可储存热量的特点，进行热量回收，然后该热量在除霜时释放，做到除霜过程水力模块及室内机模式不改变，四通阀不换向，避免除霜过程对室内环境温度及水力模块水温的影响，并且避免除霜过程产生的液态冷媒不蒸发直接回流到压缩机，造成压缩机的回液，提升系统整体运行的可靠性，同时控制内机及水力模块的部件除霜时无需换向，能确保系统的稳定运行，同时也避免了换向噪音及除霜过程中的冷媒流动声，通过蓄热模块对高品位热能的有效存储及回收，提高能源使用效率，降低能源消耗。

Description

一种不停机除霜多联机热水系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种不停机除霜多联机热水系统及其控制方法。
背景技术
现有多联机热水系统在制热水或空调制热模式下，在其除霜过程中，需利用水力模块或室内机作为蒸发器吸收热量，为减少除霜过程对室内环境温度及不开室内机的影响，除霜过程中一般室内机会进入防冷风模式，室内机风机不开，大量液态冷媒流经室内机后回到压缩机，此过程较为容易造成压缩机液击，影响压缩机寿命及系统可靠性，而除霜过程中利用水力模块或室内机作为蒸发器，会造成水力模块水温下降，或是空调内侧使用环境温度下降，影响用户体验，同时除霜过程四通阀需换向，无法有效制热或制热水，降低了空调有效制热或制热水时间，造成设备有效利用率低。
常规多联机热水系统除霜时需控制室内机四通阀或水力模块换向，室内机四通阀换向过程的冷媒冲击声会在室内机侧形成较大的噪音，同时，防止室内机除霜过程中，仍然还有大量冷媒经过，产生冷媒流动声，严重影响用户体验，而利用水力模块换向，大量低压液态冷媒流经水力模块，容易造成水力模块冻结，损坏水力模块。
常规多联机热水系统待机时无法对热量进行有效储存，造成使用时间的浪费，并造成设备使用效率低下，因无相变蓄热模块，室内机制冷过程中，室外机作为冷凝器，会把从室内机吸收的热量排放到自然环境中而不是作为高品位能源有效地进行回收、储存，降低了能源使用效率，造成能源浪费。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，为此提出了一种不停机除霜多联机热水系统，所述不停机除霜多联机热水系统的可靠性较高。
本发明提供了一种不停机除霜多联机热水系统的控制方法。
根据本发明第一方面实施例的不停机除霜多联机热水系统，包括：
室外机，包括压缩机、高压压力传感器、油分离器、第一切换装置、第二切换装置、第三切换装置、翅片换热器、压缩机散热模块、板式换热器、第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置和室外机风机以及具有热量储存功能的相变蓄热模块，其中，还包括用以实时检测室外机环境温度的室外机环境温度传感器以及用以实时检测相变蓄热模块温度的相变蓄热模块温度传感器；
多联机室内机，至少一台室内机包括室内机换热器、第四节流装置、室内机风机和用以实时检测室内机环境温度的室内机环境温度传感器，所述室内机换热器上还设有用以实时检测室内机换热器中部温度传感器以及室内机换热器出口温度传感器；
水力模块，包括冷媒水换热器、水泵、水流开关、电磁阀和水温检测传感器。
根据本发明的一些实施例，还包括所述室外机对外连接的液侧截止阀、气侧截止阀和水力模块截止阀。
根据本发明的一些实施例，所述的液侧截止阀与室内机液管及水力模块液管连接。
根据本发明的一些实施例，所述的气侧截止阀与室内机气管连接。
根据本发明的一些实施例，所述的水力模块截止阀与水力模块气管连接。
根据本发明的一些实施例，第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置和第四节流装置均为电子膨胀阀。
根据本发明的一些实施例，第一切换装置、第二切换装置、第三切换装置均为四通阀。
根据本发明的一些实施例，所述压缩机采用变频压缩机，或定速压缩机，或数码压缩机。
根据本发明第二方面实施例的不停机除霜多联机热水系统的控制方法，所述不停机除霜多联机热水系统为根据本发明上述第一方面实施例的不停机除霜多联机热水系统，室外机、室内机和水力模块的工作模式包括有制冷模式、制热模式、待机模式以及除霜模式，其特征在于，基于系统所处的工作模式能需分别对应调节室外机、室内机和水力模块中各部件动作：
当室内机及水力模块处于待机时，通过检查室外机环境温度传感器T4温度，当环境温度低于TS2时，默认进入待机蓄热模式，第一切换装置断电状态、第二切换装置上电状态、第三切换装置断电状态；
当室内机处于制冷模式及水力进入制热模式时，相变蓄热模块开始蓄热，此时第一切换装置断电状态、第二切换装置上电状态、第三切换装置断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置开至最大开度480P，第一切换装置断电状态、第二切换装置断电状态、第三切换装置上电状态；
当室内机待机，水力模块进入制热模式进行制热水时，相变蓄热模块开始蓄热，第一切换装置断电状态、第二切换装置上电状态、第三切换装置断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置开至最大开度480P。第一切换装置断电状态、第二切换装置断电状态、第三切换装置上电状态，水力模块保持制热。
当室内机处于制热模式，水力模块也在制热水时，相变蓄热模块开始蓄热，第一切换装置上电状态、第二切换装置上电状态、第三切换装置断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置开至最大开度480P。第一切换装置上电状态、第二切换装置断电状态、第三切换装置上电状态；
当室内机处于制热模式时，相变蓄热模块开始蓄热。此时第一切换装置上电状态、第二切换装置上电状态、第三切换装置断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置开至最大开度480P。第一切换装置上电状态、第二切换装置断电状态、第三切换装置上电状态，内机运行状态不变。
根据本发明的一些实施例，定义室内机环境温度传感器所测的值为T1、定义室内机换热器中部温度传感器所测的值为T2、定义室内机换热器出口温度传感器所测的值为T2B、定义相变蓄热模块温度传感器所测的值为T9、定义室外机环境温度传感器所测的值为T4。
本发明采用上述方案，其有益效果在于：利用相变蓄热模块可储存热量的特点，进行热量回收，然后该热量在除霜时释放，做到除霜过程水力模块及室内机模式不改变，四通阀不换向，避免除霜过程对室内环境温度及水力模块水温的影响，并且避免除霜过程产生的液态冷媒不蒸发直接回流到压缩机，造成压缩机的回液，提升系统整体运行的可靠性，同时控制内机及水力模块的部件除霜时无需换向，能确保系统的稳定运行，同时也避免了换向噪音及除霜过程中的冷媒流动声，通过蓄热模块对高品位热能的有效存储及回收，提高能源使用效率，降低能源消耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标号：1-压缩机、2-高压压力传感器、3-油分离器、4-第一切换装置、5-第二切换装置、6-第三切换装置、7-翅片换热器、8-压缩机散热模块、9-板式换热器、10-第一节流装置、11-第二节流装置、12-第三节流装置、13-第四节流装置、14-室外机风机、15-相变蓄热模块、16-室外机环境温度传感器、17-相变蓄热模块温度传感器、18-室内机换热器、19-室内机风机、20-室内机环境温度传感器、21-室内机换热器中部温度传感器、22-室内机换热器出口温度传感器、23-冷媒水换热器、24-水泵、25-水流开关、26-电磁阀、27-水温检测传感器、28-液侧截止阀、29-气侧截止阀、30-水力模块截止阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，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；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发明中的具体含义。
在本发明的描述中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
参考图1，不停机除霜多联机热水系统，包括：
室外机，包括压缩机1、高压压力传感器2、油分离器3、第一切换装置4、第二切换装置5、第三切换装置6、翅片换热器7、压缩机散热模块8、板式换热器9、第一节流装置10、第二节流装置11、第三节流装置12和室外机风机14以及具有热量储存功能的相变蓄热模块15，其中，还包括用以实时检测室外机环境温度的室外机环境温度传感器18以及用以实时检测相变蓄热模块15温度的相变蓄热模块15温度传感器；
多联机室内机，至少一台室内机包括室内机换热器18、第四节流装置13、室内机风机19和用以实时检测室内机环境温度的室内机环境温度传感器20，所述室内机换热器18上还设有用以实时检测室内机换热器中部温度传感器21以及室内机换热器出口温度传感器22；
水力模块，包括冷媒水换热器23、水泵24、水流开关25、电磁阀26和水温检测传感器27。
其中，室内机环境温度传感器20用以实时检测室内机的环境温度所测的值为T1、室内机换热器中部温度传感器21用以实时检测室内机换热器中部温度所测的值为T2、室内机换热器出口温度传感器22用以进行实时检测室内机换热器出口温度所测的值为T2B、相变蓄热模块温度传感器17用以实时检测相变蓄热所测的值为T9和室外机环境温度传感器16用以实时检测室外机环境温度所测的值为T4。
进一步地，还包括所述室外机对外连接的液侧截止阀28、气侧截止阀29和水力模块截止阀30。
进一步地，所述的液侧截止阀28与室内机液管及水力模块液管连接。
进一步地，所述的气侧截止阀29与室内机气管连接。
进一步地，所述的水力模块截止阀30与水力模块气管连接。
进一步地，第一节流装置10、第二节流装置11、第三节流装置12和第四节流装置13均为电子膨胀阀。
进一步地，第一切换装置4、第二切换装置5、第三切换装置6均为四通阀。
进一步地，所述压缩机1采用变频压缩机1，或定速压缩机1，或数码压缩机1。
为了便于理解，现在结合具体实施例对系统的工作原理作出进一步说明。
室外机、室内机和水力模块的工作模式包括有制冷模式、制热模式、待机模式以及除霜模式，其特征在于，基于系统所处的工作模式能需分别对应调节室外机、室内机和水力模块中各部件动作：
当室内机及水力模块处于待机时，检查室外机环境温度传感器18的T4温度，当环境温度低于TS2时，默认进入待机蓄热模式，此时，开启空调室外机，对相变蓄热模块15进行热量储存，空调室外机内压缩机1启动、室外机风机14打开，第一切换装置4断电状态、第二切换装置5上电状态、第三切换装置6断电状态，空调室内机第四节流装置13及水力模块电磁阀26、第四节流装置13全闭合，相变蓄热模块15进入待机蓄热程序，此时高温高压气态冷媒从压缩机1排出，通过第三切换装置6进入相变蓄热模块15，在相变蓄热模块15放热，从高温高压气态冷媒冷凝成高温高压液态冷媒，再流过第二节流装置11、板式换热器9、冷媒散热模块、第一节流装置10、室外机翅片换热器7，在室外机翅片换热器7蒸发吸热后，再经由第二切换装置5返回压缩机1，实现待机蓄热，以备除霜时利用相变蓄热模块15储存的热量对室外机进行除霜。
当室内机处于制冷模式及水力进入制热模式时，相变蓄热模块15开始蓄热，此时第一切换装置4断电状态、第二切换装置5上电状态、第三切换装置6断电状态，高温高压冷媒经由水力模块或相变蓄热模块15冷凝，并在室外机蒸发，使相变蓄热模块15蓄热，相变蓄热模块15内部传感器温度T9在检查相变蓄热温度低于所需温度Tx2时，第二节流装置11开至最大480P，冷媒经由相变蓄热模块15或水力模块后，进入室内机或室外机蒸发，相变蓄热模块15吸收热量并储存起来，相变蓄热模块15起热回收作用，当相变蓄热模块15温度T9达到所需温度Tx1时，第二节流装置11开度关至待机开度56P，使相变蓄热模块15不在吸热，相变蓄热模块15处于待机状态，而整机系统按正常控制。
当室外机进入除霜时，第二节流装置11开至最大开度480P，第一切换装置4断电状态、第二切换装置5断电状态、第三切换装置6上电状态，此时高温高压气态冷媒流经室外机换热器，对室外机翅片换热器7进行除霜，然后再流向相变蓄热模块15并使冷媒在相变蓄热模块15中蒸发吸热，同时由于第一切换装置4在除霜过程状态不变，室内机运行状态不变，保持其制冷状态，借此确保除霜过程不影响水力模块及室内机运行状态。
当室内机待机，水力模块进入制热模式进行制热水时，相变蓄热模块15开始蓄热，此时第一切换装置4断电状态、第二切换装置5上电状态、第三切换装置6断电状态，室内机第四节流装置13全闭合，高温高压冷媒经由水力模块或相变蓄热模块15冷凝，并在室外机蒸发，使相变蓄热模块15蓄热，相变蓄热模块15内部传感器温度T9在检查相变蓄热温度低于所需温度Tx2时，第二节流装置11开至最大480P，冷媒经由相变蓄热模块15或水力模块后，进入室外机蒸发，相变蓄热模块15吸收热量并储存起来，相变蓄热模块15起热回收作用，当相变蓄热模块15温度T9达到所需温度Tx1时，第二节流装置11开度关至待机开度56P，使相变蓄热模块15不在吸热，相变蓄热模块15处于待机状态，而整机系统按正常控制。
当室外机进入除霜时，第二节流装置11开至最大开度480P，第一切换装置4断电状态、第二切换装置5断电状态、第三切换装置6上电状态，水力模块保持制热，此时高温高压气态冷媒流经室外机换热器，对室外机翅片换热器7进行除霜，然后再流向相变蓄热模块15并使冷媒在相变蓄热模块15中蒸发吸热，确保除霜过程不影响水力模块运行状态。
当室内机处于制热模式，水力模块也在制热水时，相变蓄热模块15开始蓄热，此时第一切换装置4上电状态、第二切换装置5上电状态、第三切换装置6断电状态，高温高压冷媒经由水力模块或相变蓄热模块15或室内机冷凝，并在室外机蒸发，同时使相变蓄热模块15蓄热，相变蓄热模块15内部传感器温度T9在检查相变蓄热温度低于所需温度Tx2时，第二节流装置11开至最大480P，冷媒经由相变蓄热模块15或水力模块后，进入室外机蒸发，相变蓄热模块15吸收热量并储存起来，相变蓄热模块15起热回收作用，当相变蓄热模块15温度T9达到所需温度Tx1时，第二节流装置11开度关至待机开度56P，使相变蓄热模块15不在吸热，处于待机状态，空调室内机及水力模块按正常控制。
当室外机进入除霜时，第二节流装置11开至最大开度480P，第一切换装置4上电状态、第二切换装置5断电状态、第三切换装置6上电状态，此时高温高压气态冷媒流经室外机换热器，对室外机翅片换热器7进行除霜，然后再流向相变蓄热模块15并使冷媒在相变蓄热模块15中蒸发吸热，同时由于第一切换装置4状态不变，确保除霜过程不影响水力模块及室内机运行状态。
当室内机处于制热模式时，相变蓄热模块15开始蓄热，此时第一切换装置4上电状态、第二切换装置5上电状态、第三切换装置6断电状态、水力模块电磁阀26全闭合，高温高压冷媒经由相变蓄热模块15或室内机冷凝，并在室外机蒸发，同时使相变蓄热模块15蓄热，相变蓄热模块15内部传感器温度T9在检查相变蓄热温度低于所需温度Tx2时，第二节流装置11开至最大480P，冷媒经由相变蓄热模块15或水力模块后，进入室外机蒸发，相变蓄热模块15吸收热量并储存起来，相变蓄热模块15起热回收作用，当相变蓄热模块15温度T9达到所需温度Tx1时，第二节流装置11开度关至待机开度56P，使相变蓄热模块15不在吸热，处于待机状态，同时室内机按正常控制运行。
当室外机进入除霜时，第二节流装置11开至最大开度480P，第一切换装置4上电状态、第二切换装置5断电状态、第三切换装置6上电状态，室内机运行状态不变，此时高温高压气态冷媒流经室外机换热器，对室外机翅片换热器7进行除霜，然后再流向相变蓄热模块15并使冷媒在相变蓄热模块15中蒸发吸热，确保除霜过程不影响室内机运行状态。
以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种不停机除霜多联机热水系统，其特征在于，包括：
室外机，包括压缩机（1）、高压压力传感器（2）、油分离器（3）、第一切换装置（4）、第二切换装置（5）、第三切换装置（6）、翅片换热器（7）、压缩机散热模块（8）、板式换热器（9）、第一节流装置（10）、第二节流装置（11）、第三节流装置（12）和室外机风机（14）以及具有热量储存功能的相变蓄热模块（15），其中，还包括用以实时检测室外机环境温度的室外机环境温度传感器（16）以及用以实时检测相变蓄热模块（15）温度的相变蓄热模块温度传感器（17）；
多联机室内机，至少一台室内机包括室内机换热器（18）、第四节流装置、室内机风机（19）和用以实时检测室内机环境温度的室内机环境温度传感器（20），所述室内机换热器（18）上还设有用以实时检测室内机换热器中部温度传感器（21）以及室内机换热器出口温度传感器（22）；
水力模块，包括冷媒水换热器（23）、水泵（24）、水流开关（25）、电磁阀（26）和水温检测传感器（27）；
其中，所述室外机、室内机和水力模块的工作模式包括有制冷模式、制热模式、待机模式以及除霜模式，基于系统所处的工作模式能需分别对应调节室外机、室内机和水力模块中各部件动作：
当室内机及水力模块处于待机时，通过检查室外机环境温度传感器（16）T4温度，当环境温度低于TS2时，默认进入待机蓄热模式，第一切换装置（4）断电状态、第二切换装置（5）上电状态、第三切换装置（6）断电状态；
当室内机处于制冷模式及水力进入制热模式时，相变蓄热模块（15）开始蓄热，此时第一切换装置（4）断电状态、第二切换装置（5）上电状态、第三切换装置（6）断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置（11）开至最大开度480P，第一切换装置（4）断电状态、第二切换装置（5）断电状态、第三切换装置（6）上电状态；
当室内机待机，水力模块进入制热模式进行制热水时，相变蓄热模块（15）开始蓄热，第一切换装置（4）断电状态、第二切换装置（5）上电状态、第三切换装置（6）断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置（11）开至最大开度480P；第一切换装置（4）断电状态、第二切换装置（5）断电状态、第三切换装置（6）上电状态，水力模块保持制热；
当室内机处于制热模式，水力模块也在制热水时，相变蓄热模块（15）开始蓄热，第一切换装置（4）上电状态、第二切换装置（5）上电状态、第三切换装置（6）断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置（11）开至最大开度480P；第一切换装置（4）上电状态、第二切换装置（5）断电状态、第三切换装置（6）上电状态；
当室内机处于制热模式时，相变蓄热模块（15）开始蓄热；此时第一切换装置（4）上电状态、第二切换装置（5）上电状态、第三切换装置（6）断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置（11）开至最大开度480P；第一切换装置（4）上电状态、第二切换装置（5）断电状态、第三切换装置（6）上电状态，内机运行状态不变。
2.根据权利要求1所述的不停机除霜多联机热水系统，其特征在于，还包括所述室外机对外连接的液侧截止阀（28）、气侧截止阀（29）和水力模块截止阀（30）。
3.根据权利要求2所述的不停机除霜多联机热水系统，其特征在于，所述的液侧截止阀（28）与室内机液管及水力模块液管连接。
4.根据权利要求2所述的不停机除霜多联机热水系统，其特征在于，所述的气侧截止阀（29）与室内机气管连接。
5.根据权利要求2所述的不停机除霜多联机热水系统，其特征在于，所述的水力模块截止阀（30）与水力模块气管连接。
6.根据权利要求1所述的不停机除霜多联机热水系统，其特征在于，第一节流装置（10）、第二节流装置（11）、第三节流装置（12）和第四节流装置（13）均为电子膨胀阀。
7.根据权利要求1所述的不停机除霜多联机热水系统，其特征在于，第一切换装置（4）、第二切换装置（5）、第三切换装置（6）均为四通阀。
8.根据权利要求1所述的不停机除霜多联机热水系统，其特征在于，所述压缩机（1）采用变频压缩机，或定速压缩机，或数码压缩机。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的不停机除霜多联机热水系统的控制方法，室外机、室内机和水力模块的工作模式包括有制冷模式、制热模式、待机模式以及除霜模式，其特征在于，基于系统所处的工作模式能需分别对应调节室外机、室内机和水力模块中各部件动作：
当室内机及水力模块处于待机时，通过检查室外机环境温度传感器（16）T4温度，当环境温度低于TS2时，默认进入待机蓄热模式，第一切换装置（4）断电状态、第二切换装置（5）上电状态、第三切换装置（6）断电状态；
当室内机处于制冷模式及水力进入制热模式时，相变蓄热模块（15）开始蓄热，此时第一切换装置（4）断电状态、第二切换装置（5）上电状态、第三切换装置（6）断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置（11）开至最大开度480P，第一切换装置（4）断电状态、第二切换装置（5）断电状态、第三切换装置（6）上电状态；
当室内机待机，水力模块进入制热模式进行制热水时，相变蓄热模块（15）开始蓄热，第一切换装置（4）断电状态、第二切换装置（5）上电状态、第三切换装置（6）断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置（11）开至最大开度480P；第一切换装置（4）断电状态、第二切换装置（5）断电状态、第三切换装置（6）上电状态，水力模块保持制热；
当室内机处于制热模式，水力模块也在制热水时，相变蓄热模块（15）开始蓄热，第一切换装置（4）上电状态、第二切换装置（5）上电状态、第三切换装置（6）断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置（11）开至最大开度480P；第一切换装置（4）上电状态、第二切换装置（5）断电状态、第三切换装置（6）上电状态；
当室内机处于制热模式时，相变蓄热模块（15）开始蓄热；此时第一切换装置（4）上电状态、第二切换装置（5）上电状态、第三切换装置（6）断电状态；
当室外机进入除霜时，第二节流装置（11）开至最大开度480P；第一切换装置（4）上电状态、第二切换装置（5）断电状态、第三切换装置（6）上电状态，内机运行状态不变。
10.根据权利要求9所述的不停机除霜多联机热水系统的控制方法，其特征在于，定义室内机环境温度传感器（20）所测的值为T1、定义室内机换热器中部温度传感器（21）所测的值为T2、定义室内机换热器出口温度传感器（22）所测的值为T2B、定义相变蓄热模块温度传感器（17）所测的值为T9和定义室外机环境温度传感器（16）所测的值为T4。
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