CN113757828A - 一种四管制空调系统及其控制方法 - Google Patents
一种四管制空调系统及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种四管制空调系统及其控制方法,该系统通过确定用户的冷热负荷需求,并根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,从而实现了系统冷热负荷供需平衡,解决了现有技术中由于热回收模式下制冷量和制热量比例无法调节,而导致无法满足用户冷热负荷需求的问题。本发明提供的技术方案,避免了制冷量或制热量出现浪费,节能低耗,用户体验度好、满意度高。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域,具体涉及一种四管制空调系统及其控制方法。
背景技术
四管制系统:供冷、供热的供回水管分开设置,其有冷、热两套独立的系统。它调节方便,可适应房间负荷的各种变化情况,并且不会有回水混合损失的问题,但其管路系统复杂,初投资高,管路占有建筑空间较多。
现有的四管制系统拥有制冷功能、制热功能及热回收功能,产品广泛应用于大型星级酒店、宾馆、医疗卫生、学校、康体娱乐场、高级会所、洗浴中心等。四管制系统在热回收模式下,制冷能力和制热能力比例相对恒定,但不同季节、不同时段在各种场所中,制冷量和制热量需求波动较大,恒定比例的制冷量和制热量将造成部分冷量或热量过剩,并导致机组运行模式频繁切换(制冷量过剩时,机组将从热回收模式切换至制热模式;制热量过剩,机组将从热回收模式切换至制冷模式),这样不仅使得热水水温和冷冻水水温波动大,制冷量或制热量出现浪费,也将导致机组能耗增加。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种四管制空调系统及其控制方法,以解决现有技术中热回收模式下制冷量和制热量比例无法调节,而导致无法满足用户冷热负荷需求的问题。
根据本发明实施例的第一方面,提供一种四管制空调系统,包括:
空调组件,及连接各个空调组件的冷媒管路;
控制器,用于确定用户的冷热负荷需求,并根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,直至系统冷热负荷供需平衡。
优选地,所述空调组件,包括:
储液器、汽液分离器、压缩机,及通过四通阀与所述压缩机相连的换热器、热水壳管、空调水壳管;
所述冷媒管路,包括:
第一管路,用于连接所述热水壳管与储液器,其上设有并联的化霜电磁阀和第一单向阀;所述化霜电磁阀与一毛细管串联;
第二管路,用于连接所述换热器与储液器,其上设有并联的第一电子膨胀阀和第二单向阀;
第三管路,用于连接所述空调水壳管与储液器,其上设有第二电子膨胀阀;
第四管路,用于连接所述热水壳管与换热器,其上设置有第一电磁阀;
第五管路,用于连接所述空调水壳管与四通阀,其上设置有第二电磁阀。
优选地,所述换热器为翅片换热器;
所述翅片换热器包括一块翅片换热板或多个并联的翅片换热板,每块翅片换热板通过一个独立的翅片电磁阀进行控制。
根据本发明实施例的第二方面,提供一种四管制空调系统的控制方法,包括:
确定用户的冷热负荷需求;
根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,直至系统冷热负荷供需平衡。
优选地,所述确定用户的冷热负荷需求,包括:
若用户仅设置了制热目标水温,则确定用户的冷热负荷需求为单制热;
若用户仅设置了制冷目标水温,则确定用户的冷热负荷需求为单制冷;
若用户设置了制热目标水温和制冷目标水温,则确定用户的冷热负荷需求为热回收。
优选地,所述确定用户的冷热负荷需求之前,还包括:
根据系统在不同运行模式下的制冷量和制热量比值,将系统进行档位划分,其中,档位越高制冷比例越大,档位越低制热比例越大;
在相同工况下测试不同档位时制冷与制热量比值,并将测试出的比值作为不同档位下的默认值;
所述运行模式至少包括:单制热、单制冷、热回收。
优选地,若所述四管制空调系统的换热器为翅片换热器;
所述翅片换热器包括一块翅片换热板或多个并联的翅片换热板,每块翅片换热板通过一个独立的翅片电磁阀进行控制;
所述方法,还包括:
在热回收模式下,不同的翅片换热器结构对应不同的制冷量和制热量比值;不同的制冷量和制热量比值,对应不同的档位划分。
优选地,所述根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,包括:
若用户的冷热负荷需求为单制热,控制系统在单制热模式所对应的档位下运行,直至当前热水壳管出水温度达到制热目标水温;
若用户的冷热负荷需求为单制冷,控制系统在单制冷模式所对应的档位下运行,直至当前空调水壳管出水温度达到制冷目标水温;
若用户的冷热负荷需求为热回收,根据当前空调水壳管出水温度与制冷目标水温之间的第一差值,及,当前热水壳管出水温度与制热目标水温之间的第二差值,选择不同的控制策略运行;
其中,不同的控制策略包含不同的档位运行方案。
优选地,所述选择不同的控制策略调节系统的制冷量和制热量比值,包括:
若第一差值≥0,且第二差值≥0,选取预存的第一控制策略;
若第一差值≥0,且第二差值<0,选取预存的第二控制策略;
若第一差值<0,且第二差值≥0,选取预存的第三控制策略;
若第一差值<0,且第二差值<0,选取预存的第四控制策略。
优选地,所述控制策略包括:
计算开机后系统的制冷量与制热量的比例值,与预存的默认值进行比较,以查找出最接近的默认值;
根据最接近的默认值所对应的档位,控制系统开机后的运行;
每隔预设时长,检测一次空调水壳管出水温度和热水壳管出水温度;
根据连续多次检测的空调水壳管出水温度,计算空调水温平均变化率;
根据连续多次检测的热水壳管出水温度,计算热水水温平均变化率;
若当前第一差值、第二差值、空调水温平均变化率和热水水温平均变化率,满足预设的最高优先级控制条件,保持当前系统的运行状态不变,否则:
根据所述第一差值和空调水温平均变化率,计算当前空调水壳管出水温度达到制冷目标水温所需第一时长;
根据所述第二差值和热水水温平均变化率,计算当前热水壳管出水温度达到制热目标水温所需第二时长;
根据第一时长和第二时长,选取不同的不同的档位运行方案。
优选地,所述最高优先级控制条件,包括:
所述第一差值和第二差值,皆在预设水温变化幅度范围内;
所述空调水温平均变化率和热水水温平均变化率,皆在预设水温变化率范围内。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
通过确定用户的冷热负荷需求,并根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,从而实现了系统冷热负荷供需平衡,解决了现有技术中由于热回收模式下制冷量和制热量比例无法调节,而导致无法满足用户冷热负荷需求的问题。本发明提供的技术方案,避免了制冷量或制热量出现浪费,节能低耗,用户体验度好、满意度高。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种四管制空调系统的结构示意图;
图2是根据一示例性实施例示出的翅片换热器的结构示意图;
图3是根据一示例性实施例示出的一种四管制空调系统的控制方法的流程图;
图4是根据一示例性实施例示出的一种四管制空调系统运行模式选择流程图;
图5是根据一示例性实施例示出的一种四管制空调系统热回收模式下的控制策略选择流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例一
图1是根据一示例性实施例示出的一种四管制空调系统的结构示意图,如图1所示,该装置包括:
空调组件,及连接各个空调组件的冷媒管路;
控制器(附图中未示出),用于确定用户的冷热负荷需求,并根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,直至系统冷热负荷供需平衡。
在具体实践中,所述空调组件,包括:
储液器8、汽液分离器12、压缩机1,及通过四通阀2与所述压缩机1相连的换热器5、热水壳管3、空调水壳管10;
所述冷媒管路,包括:
第一管路,用于连接所述热水壳管3与储液器8,其上设有并联的化霜电磁阀14和第一单向阀13;所述化霜电磁阀14与一毛细管15串联;
第二管路,用于连接所述换热器5与储液器8,其上设有并联的第一电子膨胀阀6和第二单向阀7;
第三管路,用于连接所述空调水壳管10与储液器8,其上设有第二电子膨胀阀9;
第四管路,用于连接所述热水壳管3与换热器5,其上设置有第一电磁阀4;
第五管路,用于连接所述空调水壳管10与四通阀2,其上设置有第二电磁阀11。
优选地,参见图2,所述换热器5为翅片换热器5;
所述翅片换热器5包括一块翅片换热板51或多个并联的翅片换热板51,每块翅片换热板51通过一个独立的翅片电磁阀52进行控制。
可以理解的是,本实施例提供的技术方案,通过确定用户的冷热负荷需求,并根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,从而实现了系统冷热负荷供需平衡,解决了现有技术中由于热回收模式下制冷量和制热量比例无法调节,而导致无法满足用户冷热负荷需求的问题。本实施例提供的技术方案,避免了制冷量或制热量出现浪费,节能低耗,用户体验度好、满意度高。
需要说明的是,本实施例提供的这种四管制空调系统,通过控制四通阀2上电断电、电磁阀开关和电子膨胀阀等的通断,实现运行模式之间的切换。
本实施例提供的这种四管制空调系统,运行模式可划分为单制冷、热回收、单制热;其中,热回收模式又可划分为普通模式、强冷模式、强热模式;其中强冷模式或强热模式可通过翅片电磁阀的开关状态改变翅片换热面积,从而改变制冷量和制热的比例,翅片换热器5的翅片换热板越多,换热比例调节也越精确。
在具体实践中,本实施例提供的这种四管制空调系统,根据系统的制冷量与制热量比值(Q/T)进行档位的划分,具体为:
单制冷:制冷量Q0,制热量T0(=0),制冷量与制热量比值为K0;
普通模式:制冷量Q,制热量T,制冷量与制热量比值为K;
强冷模式:一块换热面积制冷量Q1,制热量T1,制冷量与制热量比值为K1;
两块换热面积制冷量Q2,制热量T2,制冷量与制热量比值为K2;
三块换热面积制冷量Q3,制热量T3,制冷量与制热量比值为K3;
……
N块换热面积制冷量QN,制热量TN,制冷量与制热量比值为KN;
强热模式:一块换热面积制冷量Q1’,制热量T1’,制冷量与制热量比值为K1’;
两块换热面积制冷量Q2’,制热量T2’,制冷量与制热量比值为K2’;
三块换热面积制冷量Q3’,制热量T3’,制冷量与制热量比值为K3’;
……
N块换热面积制冷量QN’,制热量TN,制冷量与制热量比值为KN’;
单制热:制冷量Q0’(=0),制热量T0’,制冷量与制热量比值为K0’;
其中,0=K0’<KN’<KN-1’<...........<K1’<K<K1<KN-1<KN<K0(∞);
需要说明的是,上述“一块换热面积”是指翅片换热器5仅有一块翅片换热板,上述“两块换热面积”是指翅片换热器5有两块翅片换热板,上述“三块换热面积”是指翅片换热器5有三块翅片换热板,.........上述“N块换热面积”是指翅片换热器5有N块翅片换热板。
以翅片换热器5包括三块并联的翅片换热板(N=3)为例,0=K0’<K3’<K2’<K1’<K<K1<K2<K3<K0(∞),依次可划分档位为I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII、IX,档位越高,制冷比例越大,档位越低,制热比例越大。
在具体实践中,本实施例提供的这种四管制空调系统,运行模式包括:
①制冷模式
四通阀2上电,第一电磁阀4和第二电磁阀11关闭,第一电子膨胀阀6关闭,压缩机1出口冷媒通过四通阀2进入翅片换热器5放热,然后经过储液器8,再经过第二电子膨胀阀9节流后在空调水壳管10中吸热,最后经过汽液分离器回到压缩机1;
②制热模式
四通阀2断电,第一电磁阀4关闭,第二电磁阀11打开,第二电子膨胀阀9关闭,压缩机1出口冷媒通过四通阀2进入热水壳管3放热,然后经过储液器8,再经过第一电子膨胀阀6节流后在翅片换热器5中吸热,最后经过汽液分离器回到压缩机1;(化霜模式:四通阀2上电,第一电磁阀4关闭,第二电磁阀11打开,化霜电磁阀14打开,压缩机1出口冷媒进入翅片换热化霜,经过储液器8后,通过化霜电磁阀14后的毛细管15节流,在热水壳管3中吸热,最后经过汽液分离器回到压缩机1)
注:除化霜模式外,化霜电磁阀14均关闭。
③热回收普通模式
四通阀2断电,第一电磁阀4和第二电磁阀11关闭,第一电子膨胀阀6关闭,压缩机1出口冷媒通过四通阀2进入热水壳管3放热,然后经过储液器8,再经过第二电子膨胀阀9节流后在空调水壳管10中吸热,最后经过汽液分离器回到压缩机1;
④热回收强热模式
四通阀2断电,第一电磁阀4关闭,第二电磁阀11打开,压缩机1出口冷媒通过四通阀2进入热水壳管3放热,然后经过储液器8,再分两路通过第一电子膨胀阀6和第二电子膨胀阀9分别节流后,进入翅片换热器5(翅片电磁阀根据运行档位控制开关状态)和空调水壳管10中吸热,冷媒汇合后经过汽液分离器回到压缩机1;
相比于热回收普通模式,强热模式中翅片换热器5与空调水壳管10并联使用,冷媒不仅可以从空调水中吸热,也可从空气中吸热,同时空调水壳管10中冷媒流量也相应减少,这将导致制热量增大而制冷量减少,从而导致制冷与制热量比值(Q/T)减小。
注:除热回收强冷和强热模式外,所有翅片电磁阀均开启。
⑤热回收强冷模式
四通阀2断电,第一电磁阀4打开,第二电磁阀11关闭,第一电子膨胀阀6关闭,压缩机1出口冷媒通过四通阀2进入热水壳管3和翅片换热器5(翅片电磁阀根据运行档位控制开关状态)放热,然后在储液器8中汇合,再经过第二电子膨胀阀9节流后在空调水壳管10中吸热,最后经过汽液分离器回到压缩机1;
相比于热回收普通模式,强热模式中翅片换热器5与热水壳管3并联使用,冷媒在翅片换热器5和热水壳管3中放热,同时热水壳管3中冷媒流量也相应减少,这将导致制冷量增大而制热量减少,从而导致制冷与制热量比值(Q/T)增大。
实施例二
图3是根据一示例性实施例示出的一种四管制空调系统的控制方法的流程图,如图3所示,该方法包括:
步骤S11、确定用户的冷热负荷需求;
步骤S12、根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,直至系统冷热负荷供需平衡。
需要说明的是,本实施例提供的技术方案不仅适用于单系统空调机组,还适用于多系统空调机组,可以实现对多系统空调机组的联合控制。
可以理解的是,本实施例提供的技术方案,通过确定用户的冷热负荷需求,并根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,从而实现了系统冷热负荷供需平衡,解决了现有技术中由于热回收模式下制冷量和制热量比例无法调节,而导致无法满足用户冷热负荷需求的问题。本实施例提供的技术方案,避免了制冷量或制热量出现浪费,节能低耗,用户体验度好、满意度高。
优选地,参见图4,所述确定用户的冷热负荷需求,包括:
若用户仅设置了制热目标水温H设,则确定用户的冷热负荷需求为单制热;
若用户仅设置了制冷目标水温C设,则确定用户的冷热负荷需求为单制冷;
若用户设置了制热目标水温H设和制冷目标水温C设,则确定用户的冷热负荷需求为热回收。
需要说明的是,本实施例所提及的这种四管制空调系统,使用过程中,不需要设置运行模式(例如前述的单制热模式、单制冷模式、热回收模式),只需要接收用户设置的制冷目标水温C设(当设置具体目标值时,代表用户有制冷需求,在选择NO时代表用户无制冷需求)和制热目标水温H设(当设置具体目标值时,代表用户有制热需求,在选择NO时代表用户无制热需求),用户设置完成后,系统根据自行控制运行档位。
在具体实践中,当制冷目标水温C设和制热目标水温H设的目标值均选择NO时,提示设置错误,并不执行开启指令。
优选地,所述确定用户的冷热负荷需求之前,还包括:
根据系统在不同运行模式下的制冷量和制热量比值,将系统进行档位划分,其中,档位越高制冷比例越大,档位越低制热比例越大;
在相同工况下测试不同档位时制冷与制热量比值,并将测试出的比值作为不同档位下的默认值;
所述运行模式至少包括:单制热、单制冷、热回收。
优选地,若所述四管制空调系统的换热器为翅片换热器(参见图2);
所述翅片换热器包括一块翅片换热板或多个并联的翅片换热板,每块翅片换热板通过一个独立的翅片电磁阀进行控制;
所述方法,还包括:
在热回收模式下,不同的翅片换热器结构对应不同的制冷量和制热量比值;不同的制冷量和制热量比值,对应不同的档位划分。
具体可参见实施例一所述的档位划分方法,本实施例不再赘述。
优选地,所述根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,包括:
若用户的冷热负荷需求为单制热,控制系统在单制热模式所对应的档位下运行,直至当前热水壳管出水温度达到制热目标水温;
若用户的冷热负荷需求为单制冷,控制系统在单制冷模式所对应的档位下运行,直至当前空调水壳管出水温度达到制冷目标水温;
参见图5,若用户的冷热负荷需求为热回收,根据当前空调水壳管出水温度C0与制冷目标水温C设之间的第一差值C0-C设,及,当前热水壳管出水温度H0与制热目标水温H设之间的第二差值H0-H设,选择不同的控制策略运行;
其中,不同的控制策略包含不同的档位运行方案。
参见图5,由于C0-C设和H0-H设有四种不同的组合,所以图5给出了四种不同的控制策略。
优选地,所述选择不同的控制策略调节系统的制冷量和制热量比值,包括:
若第一差值C0-C设≥0,且第二差值H0-H设≥0,选取预存的第一控制策略;
若第一差值C0-C设≥0,且第二差值H0-H设<0,选取预存的第二控制策略;
若第一差值C0-C设<0,且第二差值H0-H设≥0,选取预存的第三控制策略;
若第一差值C0-C设<0,且第二差值H0-H设<0,选取预存的第四控制策略。
优选地,所述控制策略包括:
计算开机后系统的制冷量与制热量的比例值,与预存的默认值进行比较,以查找出最接近的默认值;
根据最接近的默认值所对应的档位,控制系统开机后的运行;
每隔预设时长,检测一次空调水壳管出水温度和热水壳管出水温度;
根据连续多次检测的空调水壳管出水温度,计算空调水温平均变化率;
根据连续多次检测的热水壳管出水温度,计算热水水温平均变化率;
若当前第一差值、第二差值、空调水温平均变化率和热水水温平均变化率,满足预设的最高优先级控制条件,保持当前系统的运行状态不变,否则:
根据所述第一差值和空调水温平均变化率,计算当前空调水壳管出水温度达到制冷目标水温所需第一时长;
根据所述第二差值和热水水温平均变化率,计算当前热水壳管出水温度达到制热目标水温所需第二时长;
根据第一时长和第二时长,选取不同的不同的档位运行方案。
优选地,所述最高优先级控制条件,包括:
所述第一差值和第二差值,皆在预设水温变化幅度范围内;
所述空调水温平均变化率和热水水温平均变化率,皆在预设水温变化率范围内。所述预设水温变化幅度范围和预设水温变化率范围根据实验数据或者历史经验值进行设置。
为了便于理解本实施例所提供的这种四管制空调系统的控制方法,现将相关的运行原理解释说明如下:
(1)在相同工况下测试不同档位(I、II、III......)时制冷量与制热量比值(K0’...KN’...K...KN...K0),将测试出的比值输入控制程序,作为不同档位下的默认值;
(2)系统接受开机命令,根据用户是否设置了制冷水温目标值C设和制热水温目标值H设,选择运行模式:单制冷、单制热或热回收;
(3)对于单制冷或单制热,控制目标单一,不存在档位调节,具体为:
若用户的冷热负荷需求为单制热,控制系统在单制热模式所对应的档位下运行,直至当前热水壳管出水温度达到制热目标水温;
若用户的冷热负荷需求为单制冷,控制系统在单制冷模式所对应的档位下运行,直至当前空调水壳管出水温度达到制冷目标水温;
(4)当判断为热回收时,根据图5所示的热回收模式下控制策略选择流程图选择控制策略。其中,各个控制策略具体为:
A:第一控制策略
②检测某一时刻t空调水壳管出水温度C1和热水壳管出水温度H1;
③然后检测t+Δt时刻空调水壳管出水温度C2和空调水壳管出水温度H2;
⑤再检测t+2Δt时刻空调水壳管出水温度C3和空调水壳管出水温度H3;
⑨判断系统是否满足预设的最高优先级控制条件,若满足,保持当前系统的运行状态不变。所述最高优先级控制条件为:
其中,a>0,b>0,a反映水温变化的稳定度,b反映水温与预期的偏差值。
⑩除以上情况外,需根据预估的t0和t0′,控制系统运行以调节冷热负荷输出,具体为:
t0<0且t0′<0时:
若t0>t0′,则计算制冷量与制热量比值在范围内运行的系统,其制冷量与制热量比值的平均值(例如开启了5个系统,每个系统的K值分布为1、2、4、5、10,K值大于等于4.4的系统有5、10,则并按比值最接近值的档位开启系统;
若t0<t0′,则计算制冷量与制热量比值在范围内运行的系统,其制冷量与制热量比值的平均值(例如开启了5个系统,每个系统的K值分布为1、2、4、5、10,K值小于4.4的系统有1、2、4,热回收普通模式的K值为3,则并按比值最接近值的档位开启系统。
t0≥0且t0′<0时:
若n≤t0<m,则按K′0(=0)对应的档位开启系统;
若0≤t0<n,则降低已开启系统中制冷与制热量比值最大系统两个档位;
其中,0<n<m。n主要影响制冷和制热比例调节幅度,m主要影响制冷量或制热量的调节速度。
t0<0且t0′≥0时:
若n≤t0′<m,则按K0(=∞)对应的档位开启系统;
若0≤t0′<n,则升高已开启系统中制冷与制热量比值最小系统两个档位。
t0≥0且t0′≥0时:
若t0≥m,且,t0′>t0≥m,对应第一种情况;
若t0≥m,且,t0>t0≥m,对应第二种情况;
若t0≥m,且,t0=t0≥m,对应第三种情况;
若t0≥m,且,n≤t0′<m,对应第四种情况;
若t0≥m,且,0≤t0′<n,对应第五种情况;
若n≤t0<m,且,t0′≥m,对应第六种情况;
若n≤t0<m,且,n≤t0′<t0<m,对应第七种情况;
若n≤t0<m,且,n≤t0<t0′<m,对应第八种情况;
若n≤t0<m,且,n≤t0=t0′<m,对应第九种情况;
若n≤t0<m,且,0≤t0′<n,对应第十种情况;
若0≤t0<n,且,t0′≥m,对应第十一种情况;
若0≤t0<n,且,n≤t0′<m,对应第十二种情况;
若0≤t0<n,且,0≤t0′<t0<n,对应第十三种情况;
若0≤t0<n,且,0≤t0<t0′<n,对应第十四种情况;
若0≤t0<n,且,0≤t0=t0′<n,对应第十五种情况;
在第一控制策略中:
对于第一种情况,执行“动作5”;
对于第二种情况,执行“动作3”;
对于第三种情况,执行“动作1”;
对于第四种情况,执行“动作11”;
对于第五种情况,执行“动作10”;
对于第六种情况,执行“动作12”;
对于第七种情况,执行“动作10”;
对于第八种情况,执行“动作8”;
对于第九种情况,则保持当前运行状态;
对于第十种情况,执行“动作10”;
对于第十一种情况,执行“动作8”;
对于第十二种情况,执行“动作13”;
对于第十三种情况,执行“动作6”;
对于第十四种情况,执行“动作4”;
对于第十五种情况,执行“动作2”。
所述“动作1”~“动作15”对应的描述如下表一所示,后续控制策略2、3、4中所提及的动作皆按表一的描述进行控制
表一
B:第二控制策略
②同理,按第一控制策略计算空调水温平均变化率ΔC和空调水温达到设定温度的时间t0,热水水温平均变化率ΔH和热水水温达到设定温度的时间t0′;
③判断系统是否满足预设的最高优先级控制条件,若满足,保持当前系统的运行状态不变。所述最高优先级控制条件为:
④除以上情况外,需根据预估的t0和t0′,控制系统运行以调节冷热负荷输出,具体为:
t0<0且t0′<0时:
若t0′≤-m,则执行“动作10”;
若-m<t0≤-n,则执行“动作9”;
若-n<t0≤0,则执行“动作6”。
t0<0且t0′≥0时:
若t0′≥m,则执行“动作10”;
若n≤t0′<m,维持当前状态;
若0≤t0′<n,则执行“动作3”。
t0≥0且t0′<0时:
若t0≥m,则执行“动作9”;
若n≤t0<m,维持当前状态;
若0≤t0<n,则执行“动作7“。
t0≥0且t0′≥0时:
若t0′≥m,则执行“动作8”;
若n≤t0′<m,维持当前状态;
若0≤t0′<n,执行“动作7”。
C:第三控制策略
②同理,按第一控制策略计算空调水温平均变化率ΔC和空调水温达到设定温度的时间t0,热水水温平均变化率ΔH和热水水温达到设定温度的时间t0′;
③判断系统是否满足预设的最高优先级控制条件,若满足,保持当前系统的运行状态不变。所述最高优先级控制条件为:
④除以上情况外,需根据预估的t0和t0′,控制系统运行以调节冷热负荷输出,具体为:
t0<0且t0′<0时:
若t0≤-m,则执行“动作8”;
若-m<t0≤-n,则执行“动作7”;
若-n<t0≤0,则执行“动作4”。
t0<0且t0′≥0时:
若t0≥m,则执行“动作8”;
若n≤t0<m,维持当前状态;
若0≤t0<n,则执行“动作5”。
t0≥0且t0′<0时:
若t0′≥m,则执行“动作7”;
若n≤t0′<m,维持当前状态;
若0≤t0′<n,则执行“动作9”。
t0≥0且t0′≥0时:
若t0≥m,则执行“动作10”;
若n≤t0<m,则维持当前状态;
若0≤t0<n,则执行“动作9”。
D:第四控制策略
②同理,按第一控制策略计算空调水温平均变化率ΔC和空调水温达到设定温度的时间t0,热水水温平均变化率ΔH和热水水温达到设定温度的时间t0′;
③判断系统是否满足预设的最高优先级控制条件,若满足,保持当前系统的运行状态不变。所述最高优先级控制条件为:
④除以上情况外,需根据预估的t0和t0′,控制系统运行以调节冷热负荷输出,具体为:
t0<0且t0′<0时:
若t0=t0′,执行“动作2”;
若t0>t0′,执行“动作4”;
若t0<t0′,执行“动作6”。
t0≥0且t0′<0时:
若t0′≤-m,执行“动作10”;
若-m<t0≤-n,执行“动作9”;
若-n<t0<0,执行“动作14”。
t0<0且t0′≥0时:
若t0≤-m,执行“动作8”;
若-m<t0≤-n,执行“动作7”;
若-n<t0<0,执行“动作13”。
t0≥0且t0′≥0时:
若t0≤-m,且,t0′<t0≤-m,对应第一种情况;
若t0≤-m,且,t0<t0′≤-m,对应第二种情况;
若t0≤-m,且,t0=t0′≤-m,对应第三种情况;
若t0≤-m,且,-m<t0≤-n,对应第四种情况;
若t0≤-m,且,-n<t0≤0,对应第五种情况;
若-m<t0≤-n,且,t0′≤-m,对应第六种情况;
若-m<t0≤-n,且,-m<t0′<t0≤-n,对应第七种情况;
若-m<t0≤-n,且,-m<t0<t0′≤-n,对应第八种情况;
若-m<t0≤-n,且,-m<t0=t0′≤-n,对应第九种情况;
若-m<t0≤-n,且,-n<t0′<0,对应第十种情况;
若-n<t0<0,且,t0′≤-m,对应第十一种情况;
若-n<t0<0,且,-m<t0≤-n,对应第十二种情况;
若-n<t0<0,且,-n<t0′<t0<0,对应第十三种情况;
若-n<t0<0,且,-n<t0<t0′<0,对应第十四种情况;
若-n<t0<0,且,-n<t0=t0′<0,对应第十五种情况。
在第四控制策略中:
对于第一种情况,执行“动作4”;
对于第二种情况,执行“动作6”;
对于第三种情况,执行“动作2”;
对于第四种情况,执行“动作10”;
对于第五种情况,执行“动作14”;
对于第六种情况,执行“动作8”;
对于第七种情况,执行“动作4”;
对于第八种情况,执行“动作6”;
对于第九种情况,执行“动作2”;
对于第十种情况,执行“动作14”;
对于第十一种情况,执行“动作13”;
对于第十二种情况,执行“动作4”;
对于第十三种情况,执行“动作4”;
对于第十四种情况,执行“动作6”;
对于第十五种情况,执行“动作2”。
可以理解的是,本实施例提供的技术方案,通过确定用户的冷热负荷需求,并根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,从而实现了系统冷热负荷供需平衡,解决了现有技术中由于热回收模式下制冷量和制热量比例无法调节,而导致无法满足用户冷热负荷需求的问题。本实施例提供的技术方案,避免了制冷量或制热量出现浪费,节能低耗,用户体验度好、满意度高。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种四管制空调系统,其特征在于,包括:
空调组件,及连接各个空调组件的冷媒管路;
控制器,用于确定用户的冷热负荷需求,并根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,直至系统冷热负荷供需平衡。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述空调组件,包括:
储液器、汽液分离器、压缩机,及通过四通阀与所述压缩机相连的换热器、热水壳管、空调水壳管;
所述冷媒管路,包括:
第一管路,用于连接所述热水壳管与储液器,其上设有并联的化霜电磁阀和第一单向阀;所述化霜电磁阀与一毛细管串联;
第二管路,用于连接所述换热器与储液器,其上设有并联的第一电子膨胀阀和第二单向阀;
第三管路,用于连接所述空调水壳管与储液器,其上设有第二电子膨胀阀;
第四管路,用于连接所述热水壳管与换热器,其上设置有第一电磁阀;
第五管路,用于连接所述空调水壳管与四通阀,其上设置有第二电磁阀。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,
所述换热器为翅片换热器;
所述翅片换热器包括一块翅片换热板或多个并联的翅片换热板,每块翅片换热板通过一个独立的翅片电磁阀进行控制。
4.一种四管制空调系统的控制方法,其特征在于,包括:
确定用户的冷热负荷需求;
根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,直至系统冷热负荷供需平衡。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述确定用户的冷热负荷需求,包括:
若用户仅设置了制热目标水温,则确定用户的冷热负荷需求为单制热;
若用户仅设置了制冷目标水温,则确定用户的冷热负荷需求为单制冷;
若用户设置了制热目标水温和制冷目标水温,则确定用户的冷热负荷需求为热回收。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述确定用户的冷热负荷需求之前,还包括:
根据系统在不同运行模式下的制冷量和制热量比值,将系统进行档位划分,其中,档位越高制冷比例越大,档位越低制热比例越大;
在相同工况下测试不同档位时制冷与制热量比值,并将测试出的比值作为不同档位下的默认值;
所述运行模式至少包括:单制热、单制冷、热回收。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
若所述四管制空调系统的换热器为翅片换热器;
所述翅片换热器包括一块翅片换热板或多个并联的翅片换热板,每块翅片换热板通过一个独立的翅片电磁阀进行控制;
所述方法,还包括:
在热回收模式下,不同的翅片换热器结构对应不同的制冷量和制热量比值;不同的制冷量和制热量比值,对应不同的档位划分。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据用户的冷热负荷需求,控制系统在不同的制冷量和制热量比值所对应的档位下运行,包括:
若用户的冷热负荷需求为单制热,控制系统在单制热模式所对应的档位下运行,直至当前热水壳管出水温度达到制热目标水温;
若用户的冷热负荷需求为单制冷,控制系统在单制冷模式所对应的档位下运行,直至当前空调水壳管出水温度达到制冷目标水温;
若用户的冷热负荷需求为热回收,根据当前空调水壳管出水温度与制冷目标水温之间的第一差值,及,当前热水壳管出水温度与制热目标水温之间的第二差值,选择不同的控制策略运行;
其中,不同的控制策略包含不同的档位运行方案。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述选择不同的控制策略调节系统的制冷量和制热量比值,包括:
若第一差值≥0,且第二差值≥0,选取预存的第一控制策略;
若第一差值≥0,且第二差值<0,选取预存的第二控制策略;
若第一差值<0,且第二差值≥0,选取预存的第三控制策略;
若第一差值<0,且第二差值<0,选取预存的第四控制策略。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述控制策略包括:
计算开机后系统的制冷量与制热量的比例值,与预存的默认值进行比较,以查找出最接近的默认值;
根据最接近的默认值所对应的档位,控制系统开机后的运行;
每隔预设时长,检测一次空调水壳管出水温度和热水壳管出水温度;
根据连续多次检测的空调水壳管出水温度,计算空调水温平均变化率;
根据连续多次检测的热水壳管出水温度,计算热水水温平均变化率;
若当前第一差值、第二差值、空调水温平均变化率和热水水温平均变化率,满足预设的最高优先级控制条件,保持当前系统的运行状态不变,否则:
根据所述第一差值和空调水温平均变化率,计算当前空调水壳管出水温度达到制冷目标水温所需第一时长;
根据所述第二差值和热水水温平均变化率,计算当前热水壳管出水温度达到制热目标水温所需第二时长;
根据第一时长和第二时长,选取不同的不同的档位运行方案。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述最高优先级控制条件,包括:
所述第一差值和第二差值,皆在预设水温变化幅度范围内;
所述空调水温平均变化率和热水水温平均变化率,皆在预设水温变化率范围内。
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