CN113551301A - 一种适用全工况的节能舒适型空调系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种适用全工况的节能舒适型空调系统及其控制方法，属于空调系统技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种适用全工况的节能舒适型空调系统硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括室外机内部设置的压缩机、室外风机、室外换热器、膨胀阀、空调四通阀，室内机内部设置的室内换热器、室内送风机，还包括第一换向阀、正反转风机、吸湿模块、进风口换向滑块、相变蓄热模块、第二换向阀；第一换向阀的第一端口通过膨胀阀与室外换热器相连，第一换向阀的第二端口与吸湿模块、第三端口与相变蓄热模块相连；进风口换向滑块设置在室内机的进风口处，第二换向阀分别与室内换热器、吸湿模块、相变蓄热模块相连；本发明应用于空调。

Description

一种适用全工况的节能舒适型空调系统及其控制方法
技术领域
本发明一种适用全工况的节能舒适型空调系统及其控制方法，属于全工况节能舒适空调系统技术领域。
背景技术
现有空调除湿技术是使蒸发温度降至室内空气露点温度以下，除湿的同时室内温度快速大幅降低，且由于空调制冷系统制冷剂物态的延时变化，容易过度除湿，导致室内空气干冷，易得空调病，且不节能。现有的空调系统循环，由压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器组成，存在以下问题：无法实现自动加湿和节能除湿的湿度大阈值自由调节功能，无法大幅提高能效；无法实现制冷制热关机长时间延时舒适功能；无法实现冬季除霜快速、室温无波动功能；较少搭载净化新风功能。导致无法满足用户温湿度精准控制、节能控制需求，无法满足用户关机后延时舒适感的需求，无法满足用户冬季除霜快速、室温无波动需求，无法满足用户净化新风雾霾的需求。因此，本发明提出一种适用全工况的节能舒适型空调系统及其控制方法，同时解决上述四项问题。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种适用全工况的节能舒适型空调系统硬件结构的改进。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种适用全工况的节能舒适型空调系统，包括室外机和室内机，所述室外机内部设置有压缩机、室外风机、室外换热器、膨胀阀、空调四通阀，所述压缩机通过空调四通阀与室外换热器相连，所述室内机内部设置有室内换热器、室内送风机，所述室内换热器通过空调四通阀与室外换热器相连，还包括第一换向阀、正反转风机、吸湿模块、进风口换向滑块、相变蓄热模块、第二换向阀；
所述第一换向阀设置在室外机内部，所述第一换向阀的第一端口通过膨胀阀与室外换热器相连，所述第一换向阀的第二端口通过管道与吸湿模块相连，所述第一换向阀的第三端口通过管道与相变蓄热模块相连；
所述正反转风机通过管道设置在室内机的外侧，所述吸湿模块、相变蓄热模块、第二换向阀设置在室内机的内部，所述进风口换向滑块设置在室内机的吸湿模块、相变蓄热模块的进风口处，所述第二换向阀的第一端口通过管道与室内换热器相连，所述第二换向阀的第二端口通过管道与吸湿模块相连，所述第二换向阀的第三端口通过管道与相变蓄热模块相连。
所述正反转风机与室内机相连的管道上设置有净化模块，所述净化模块包括布袋除尘、活性炭吸附、溶菌酶HEPA滤网消毒杀菌的低中高三级过滤体系。
还包括空调控制器，所述空调控制器通过导线分别与压缩机、室外风机、第一换向阀、空调四通阀、正反转风机、进风口换向滑块、第二换向阀、室内送风机相连。
所述吸湿模块具体采用MOF结构，分子式C5H2N2O5Al，分子量197.06，CAS NO.：2050043-41-7的吸湿材料。
所述相变蓄热模块具体采用石蜡材料。
一种适用全工况的节能舒适型空调系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤一：空调控制器控制空调四通阀接通ad和bc实现空调制冷工况，空调控制器控制空调四通阀接通ac和bd实现空调制热工况，制冷工况时，相变蓄热模块蓄冷，制热工况时，相变蓄热模块蓄热；
步骤二：通过空调控制器控制进风口换向滑块的位置覆盖吸湿模块进风口，让相变蓄热模块进风口进入室内空气，空气依次流过相变蓄热模块和室内换热器后被再次送入室内；
当用户把空调关机后，室内送风风机延时关停，继续把蓄冷量或蓄热量送风进入室内，实现用户临出门关机或睡前关机的延时舒适功能；
步骤三：空调制冷工况时，制冷剂在室外换热器放热除霜，在相变蓄热模块吸收蓄热量，室内送风风机关停或低速运转，控制室内机吹出的风温度不低于当前室内气温；
步骤四：通过空调控制器控制进风口换向滑块位置覆盖相变蓄热模块进风口，让吸湿模块进风口进入室内空气，空气依次流过吸湿模块和室内换热器后被再次送入室内；
开启正反转风机，把外部空气吹入吸湿模块，吸湿模块MOF吸收水分，室内空气流过吸湿模块时，再把水分带入室内，实现自动加湿功能。
在无需空调功能时，空调控制器开启正反转风机吹向室内和室内送风风机，把新鲜空气从室外送入室内。
本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提供的适用全工况的节能舒适型空调系统能够采用温湿度独立控制原理，除湿模块直接使用吸湿材料吸收空气中水分，故空调蒸发温度不用降至空气露点温度以下，更节能提效，系统制冷剂物态更易控制，温度控制更精准；室内空气温湿度独立控制更柔性，舒适感更好，不易得空调病。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明实现延时舒适功能和除霜舒适功能的结构示意图；
图3为本发明实现自动加湿、节能除湿、净化新风功能的结构示意图；
图中：1为压缩机；2.为室外风机；3为室外换热器；4为膨胀阀；5为第一换向阀；6为空调四通阀；7为室外机；8为室内机；9为室内换热器；10为正反转风机；11为吸湿模块；12为进风口换向滑块；13为相变蓄热模块；14为第二换向阀；15为室内送风风机。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明一种适用全工况的节能舒适型空调系统，包括室外机7和室内机8，所述室外机7内部设置有压缩机1、室外风机2、室外换热器3、膨胀阀4、空调四通阀6，所述压缩机1通过空调四通阀6与室外换热器3相连，所述室内机8内部设置有室内换热器9、室内送风机15，所述室内换热器9通过空调四通阀6与室外换热器3相连，还包括第一换向阀5、正反转风机10、吸湿模块11、进风口换向滑块12、相变蓄热模块13、第二换向阀14；
所述第一换向阀5设置在室外机7内部，所述第一换向阀5的第一端口通过膨胀阀4与室外换热器3相连，所述第一换向阀5的第二端口通过管道与吸湿模块11相连，所述第一换向阀5的第三端口通过管道与相变蓄热模块13相连；
所述正反转风机10通过管道设置在室内机8的外侧，所述吸湿模块11、相变蓄热模块13、第二换向阀14设置在室内机8的内部，所述进风口换向滑块12设置在室内机8的吸湿模块11、相变蓄热模块13的进风口处，所述第二换向阀14的第一端口通过管道与室内换热器9相连，所述第二换向阀14的第二端口通过管道与吸湿模块11相连，所述第二换向阀14的第三端口通过管道与相变蓄热模块13相连。
所述正反转风机10与室内机8相连的管道上设置有净化模块，所述净化模块包括布袋除尘、活性炭吸附、溶菌酶HEPA滤网消毒杀菌的低中高三级过滤体系。
还包括空调控制器，所述空调控制器通过导线分别与压缩机1、室外风机2、第一换向阀5、空调四通阀6、正反转风机10、进风口换向滑块12、第二换向阀14、室内送风机15相连。
所述吸湿模块11具体采用MOF结构，分子式C5H2N2O5Al，分子量197.06，CAS NO.：2050043-41-7的吸湿材料。
所述相变蓄热模块13具体采用石蜡材料。
一种适用全工况的节能舒适型空调系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤一：空调控制器控制空调四通阀6接通ad和bc实现空调制冷工况，空调控制器控制空调四通阀6接通ac和bd实现空调制热工况，制冷工况时，相变蓄热模块13蓄冷，制热工况时，相变蓄热模块13蓄热；
步骤二：通过空调控制器控制进风口换向滑块12的位置覆盖吸湿模块11进风口，让相变蓄热模块13进风口进入室内空气，空气依次流过相变蓄热模块13和室内换热器9后被再次送入室内；
当用户把空调关机后，室内送风风机15延时关停，继续把蓄冷量或蓄热量送风进入室内，实现用户临出门关机或睡前关机的延时舒适功能；
步骤三：空调制冷工况时，制冷剂在室外换热器3放热除霜，在相变蓄热模块13吸收蓄热量，室内送风风机15关停或低速运转，控制室内机吹出的风温度不低于当前室内气温；
步骤四：通过空调控制器控制进风口换向滑块12位置覆盖相变蓄热模块13进风口，让吸湿模块11进风口进入室内空气，空气依次流过吸湿模块11和室内换热器9后被再次送入室内；
开启正反转风机10，把外部空气吹入吸湿模块11，吸湿模块MOF吸收水分，室内空气流过吸湿模块11时，再把水分带入室内，实现自动加湿功能。
在无需空调功能时，空调控制器开启正反转风机10吹向室内和室内送风风机，把新鲜空气从室外送入室内。
本发明提供的适用全工况的节能舒适型空调系统的除湿功能采用温湿度独立控制原理，除湿模块11直接使用吸湿材料吸收空气中水分，故空调蒸发温度不用降至空气露点温度以下，更节能提效，系统制冷剂物态更易控制，温度控制更精准。室内空气温湿度独立控制更柔性，舒适感更好，不易得空调病。
本发明的空调系统可以实现以下功能，根据附图进行进一步说明。
如图2所示，本发明实现延时舒适功能的原理：进风口换向滑块12位置覆盖吸湿模块11进风口，让相变蓄热模块13进风口进入室内空气，空气依次流过相变蓄热模块13和室内换热器9后被再次送入室内。空调制冷工况时空调四通阀6接通ad和bc，空调制热工况时空调四通阀6接通ac和bd。制冷工况时，相变蓄热模块13蓄冷，制热工况时，相变蓄热模块13蓄热。当用户把空调关机后，室内送风风机15延时关停，继续把蓄冷量或蓄热量送风进入室内，满足用户临出门关机或睡前关机的延时舒适功能需求。
本发明实现除霜舒适功能的原理：进风口换向滑块12位置覆盖吸湿模块11进风口，空调四通阀6接通ad和bc，制冷剂在室外换热器放热除霜，在相变蓄热模块13吸收蓄热量，室内送风风机15关停或低速运转，保证室内机吹出的风温度不低于当前室内气温。避免了常规逆循环除霜从室内空气吸收热量，造成室温降低的用户不舒适感。
如图3所示，本发明实现自动加湿功能的原理：进风口换向滑块12位置覆盖相变蓄热模块13进风口，让吸湿模块11进风口进入室内空气，空气依次流过吸湿模块11和室内换热器9后被再次送入室内。开启正反转风机10，把外部空气吹入吸湿模块，吸湿模块MOF吸收水分。室内空气流过吸湿模块时，再把水分带入室内，完成无需手动加水的自动加湿功能。
本发明实现节能除湿功能的原理为：进风口换向滑块12位置覆盖相变蓄热模块13进风口，让吸湿模块11进风口进入室内空气，空气依次流过吸湿模块11和室内换热器9后被再次送入室内。吸湿模块11吸收室内空气水分饱和后，开启空调制热循环，空调四通阀6接通ac和bd，制冷剂在吸湿模块内放热使水分受热从吸湿MOF内析出，开启正反转风机10，把析出水分的空气吹出室外，完成排湿，然后继续运行除湿过程（全过程无需手动倒水）。如果当前空调是制热工况，则开启室内送风风机15，继续无间断制热；若当前空调是制冷工况，则不开室内送风风机，避免除湿热量漏入室内。
本发明实现净化新风功能的原理为：正反转风机10与空调室内机连接管道内可安装净化模块，净化模块依次包括布袋除尘、活性炭吸附、溶菌酶HEPA滤网消毒杀菌的低中高三级过滤体系，当无需空调功能时，可开启正反转风机10吹向室内和室内送风风机15，把安全洁净的新鲜空气从室外送入室内。当开启自动加湿功能时，也可持续开启净化新风功能，配合室内换热器的制冷或制热功能，带给用户热舒适和净化舒适的双重体验。
本发明的吸湿模块材料是MOF结构，分子式C5H2N2O5Al，分子量197.06，CAS NO.：2050043-41-7。相变蓄热模块材料是石蜡。本发明的第一换向阀5、第二换向阀14具体可采用普通的四通阀，将四通阀S口焊死。
关于本发明具体结构需要说明的是，本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本发明提出的技术问题，本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种适用全工况的节能舒适型空调系统，包括室外机（7）和室内机（8），所述室外机（7）内部设置有压缩机（1）、室外风机（2）、室外换热器（3）、膨胀阀（4）、空调四通阀（6），所述压缩机（1）通过空调四通阀（6）与室外换热器（3）相连，所述室内机（8）内部设置有室内换热器（9）、室内送风机（15），所述室内换热器（9）通过空调四通阀（6）与室外换热器（3）相连，其特征在于：还包括第一换向阀（5）、正反转风机（10）、吸湿模块（11）、进风口换向滑块（12）、相变蓄热模块（13）、第二换向阀（14）；
所述第一换向阀（5）设置在室外机（7）内部，所述第一换向阀（5）的第一端口通过膨胀阀（4）与室外换热器（3）相连，所述第一换向阀（5）的第二端口通过管道与吸湿模块（11）相连，所述第一换向阀（5）的第三端口通过管道与相变蓄热模块（13）相连；
所述正反转风机（10）通过管道设置在室内机（8）的外侧，所述吸湿模块（11）、相变蓄热模块（13）、第二换向阀（14）设置在室内机（8）的内部，所述进风口换向滑块（12）设置在室内机（8）的吸湿模块（11）、相变蓄热模块（13）的进风口处，所述第二换向阀（14）的第一端口通过管道与室内换热器（9）相连，所述第二换向阀（14）的第二端口通过管道与吸湿模块（11）相连，所述第二换向阀（14）的第三端口通过管道与相变蓄热模块（13）相连。
2.根据权利要求1所述的一种适用全工况的节能舒适型空调系统，其特征在于：所述正反转风机（10）与室内机（8）相连的管道上设置有净化模块，所述净化模块包括布袋除尘、活性炭吸附、溶菌酶HEPA滤网消毒杀菌的低中高三级过滤体系。
3.根据权利要求1所述的一种适用全工况的节能舒适型空调系统，其特征在于：还包括空调控制器，所述空调控制器通过导线分别与压缩机（1）、室外风机（2）、第一换向阀（5）、空调四通阀（6）、正反转风机（10）、进风口换向滑块（12）、第二换向阀（14）、室内送风机（15）相连。
4.根据权利要求1所述的一种适用全工况的节能舒适型空调系统，其特征在于：所述吸湿模块（11）具体采用MOF结构，分子式C5H2N2O5Al，分子量197.06，CAS NO.：2050043-41-7的吸湿材料。
5.根据权利要求1所述的一种适用全工况的节能舒适型空调系统，其特征在于：所述相变蓄热模块（13）具体采用石蜡材料。
6.一种适用全工况的节能舒适型空调系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：空调控制器控制空调四通阀（6）接通ad和bc实现空调制冷工况，空调控制器控制空调四通阀（6）接通ac和bd实现空调制热工况，制冷工况时，相变蓄热模块（13）蓄冷，制热工况时，相变蓄热模块（13）蓄热；
步骤二：通过空调控制器控制进风口换向滑块（12）的位置覆盖吸湿模块（11）进风口，让相变蓄热模块（13）进风口进入室内空气，空气依次流过相变蓄热模块（13）和室内换热器（9）后被再次送入室内；
当用户把空调关机后，室内送风风机（15）延时关停，继续把蓄冷量或蓄热量送风进入室内，实现用户临出门关机或睡前关机的延时舒适功能；
步骤三：空调制冷工况时，制冷剂在室外换热器（3）放热除霜，在相变蓄热模块（13）吸收蓄热量，室内送风风机（15）关停或低速运转，控制室内机吹出的风温度不低于当前室内气温；
步骤四：通过空调控制器控制进风口换向滑块（12）位置覆盖相变蓄热模块（13）进风口，让吸湿模块（11）进风口进入室内空气，空气依次流过吸湿模块（11）和室内换热器（9）后被再次送入室内；
开启正反转风机（10），把外部空气吹入吸湿模块（11），吸湿模块MOF吸收水分，室内空气流过吸湿模块（11）时，再把水分带入室内，实现自动加湿功能。
7.根据权利要求6所述的一种适用全工况的节能舒适型空调系统的控制方法，其特征在于：在无需空调功能时，空调控制器开启正反转风机（10）吹向室内和室内送风风机，把新鲜空气从室外送入室内。
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CN114413326A (zh) * 2022-03-29 2022-04-29 煤炭工业太原设计研究院集团有限公司 一种太阳能热管空调系统及其控制方法

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