CN114413363A - 空调系统和空调系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调系统和空调系统的控制方法，所述空调系统包括：压缩机，第一换向件的第一接口连接排气口，第四接口连接回气口；第二换向件的第二管口连接排气口，第三管口连接回气口；室外换热器的第一端连接第二接口，室内换热器的第三端连接第三接口，第四端与第二节流件相连，第二节流件与第一节流件相连；储能器的第五端连接第一管口，第六端连接第三节流件，第三节流件与第一节流件相连，储能器内填充有相变材料，相变材料的相变温度在10℃‑25℃之间。根据本发明的空调系统，可以利用同一储能器实现制冷和制热工况下的蓄冷和蓄热，这样空调系统在制冷和制热季均能利用谷电时段进行储能，然后在峰电时段进行释能，降低系统电负荷。

Description

空调系统和空调系统的控制方法

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，尤其是涉及一种空调系统和空调系统的控制方法。

背景技术

由于电力消费端单一的用电习惯及总用电量的进一步提高，现阶段电网负荷率存在巨大的峰谷差，这造成了电网在电力输送过程的大量损耗。作为电力消费的重要组成部分，建筑空调系统的蓄能调峰对减小电网峰谷负荷差有着重要意义。多联机系统是一种集约化的、能同时满足用户制冷制热需求的高效中央空调系统，在增加了相应蓄能模块后，该系统能实现建筑空调系统蓄能调峰作用的同时为用户节省空调用电费用。但由于要同时兼顾制冷和制热工况，系统中要同时增加蓄冷和蓄热两个相变储能模块，增加了系统成本的同时提高了系统复杂程度，不利于建筑蓄能推广及产业化应用。

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之一。为此，本发明在于提出一种空调系统，所述空调系统可以利用一个相变储能器实现制冷和制热工况下的蓄冷和蓄热，这样空调系统在制冷和制热季均能利用谷电时段进行储能，然后在峰电时段进行释能，降低系统电负荷，从而达到“削峰填谷”的目的。

本发明还提出一种上述空调系统的控制方法。

根据本发明第一方面的空调系统，包括：外机，所述外机包括：压缩机，所述压缩机具有排气口和回气口；第一换向件，所述第一换向件具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述第一接口与所述第二接口和所述第三接口中的其中一个连通，所述第四接口与所述第二接口和所述第三接口中的另一个连通，所述第一接口连接所述排气口，所述第四接口连接所述回气口；第二换向件，所述第二换向件具有第一管口、第二管口和第三管口，所述第一管口可选择地连通所述第二管口或所述第三管口，所述第二管口连接所述排气口，所述第三管口连接所述回气口；室外换热器和第一节流件，所述室外换热器具有第一端和第二端，所述第一端连接所述第二接口，所述第二端连接所述第一节流件的一端；内机，所述内机包括室内换热器和第二节流件，所述室内换热器具有第三端和第四端，所述第三端连接所述第三接口，所述第四端与所述第二节流件的一端相连，所述第二节流件的另一端与所述第一节流件的另一端相连；储能装置，所述储能装置包括储能器和第三节流件，所述储能器具有第五端和第六端，所述第五端连接所述第一管口，所述第六端连接所述第三节流件的一端，所述第三节流件的另一端与所述第一节流件的另一端相连，所述储能器内填充有相变材料，所述相变材料的相变温度在10℃-25℃之间。

根据本发明的空调系统，通过在储能器中填充相变温度在10℃-25℃区间内的相变材料，可以利用一个相变储能器实现制冷和制热工况下的蓄冷和蓄热，这样空调系统在制冷和制热季均能利用谷电时段进行储能，然后在峰电时段进行释能，降低系统电负荷，从而达到“削峰填谷”的目的。

在一些实施例中，所述相变材料为无机盐相变材料。

在一些实施例中，所述相变材料在所述相变温度发生固液相变。

在一些实施例中，所述外机还包括储液器，所述储液器的出口端连接所述回气口，所述第四接口和所述第三管口并联在所述储液器的入口端。

在一些实施例中，所述外机为一个或多个；所述内机包括并联设置的多个；和/或，所述储能装置为一个或并联布置的多个。

在一些实施例中，所述第一换向件为四通阀。

在一些实施例中，所述第二换向件为三通阀或四通阀。

在一些实施例中，所述第一节流件、所述第二节流件和所述第三节流件中均为膨胀阀。

根据本发明第二方面的空调系统的控制方法，所述空调系统为根据本发明第一方面的空调系统，所述控制方法包括：确定当前日期在制冷或制热季；判定当前时间所处的用电时段，根据用电时段，控制空调系统进入标准模式、蓄能模式或释能模式。

根据本发明的空调系统的控制方法，在制冷季和制热季均能利用谷电时段进行储能，然后在峰电时段进行释能，降低电网系统的电负荷，从而达到“削峰填谷”的目的。且在相同的供冷供热需求下，减少了空调系统的耗电量，节省了空调系统白天的运行电费，降低空调系统的整体运行电费。

在一些实施例中，所述根据用电时段，控制空调系统进入标准模式、蓄能模式或释能模式，包括：当用电时段为谷电时段时，若储能器的制冷剂出口温度未达到预定值，则控制空调系统进入蓄能模式；当用电时段为平电时段时，若空调系统启动，继续判定是否接收到电力需求相应，若是，则控制空调系统进入释能模式，若否，则控制空调系统进入标准模式；当用电时段位于峰电时段时，若空调系统开启，则控制空调系统进入释能模式。

在一些实施例中，所述控制方法还包括：检测空调系统的系统控制参数，其中，所述系统控制参数包括：室内空调需求情况、电网的电力需求相应、储能装置中制冷剂的出口温度和室外环境温度；根据所述系统控制参数，控制空调系统进入不同的模式。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的空调系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的空调系统为多联机的示意图；

图3是图1中所示的空调系统在标准制冷模式时的示意图；

图4是图1中所示的空调系统在全蓄冷模式时的示意图；

图5是图1中所示的空调系统在部分蓄冷模式时的示意图；

图6是图1中所示的空调系统在全释冷模式时的示意图；

图7是图1中所示的空调系统在部分释冷模式时的示意图；

图8是图1中所示的空调系统在标准制热模式时的示意图；

图9是图1中所示的空调系统在全蓄热模式时的示意图；

图10是图1中所示的空调系统在部分蓄热模式时的示意图；

图11是图1中所示的空调系统在全释热模式时的示意图；

图12是图1中所示的空调系统在部分释热模式时的示意图；

图13是根据本发明实施例的空调系统的控制方法的控制逻辑示意图。

附图标记：

10、空调系统；

100、外机；

110、压缩机；x、排气口；y、回气口；

120、第一换向件；a、第一接口；b、第二接口；c、第三接口；d、第四接口；

130、第二换向件；e、第一管口；f、第二管口；g、第三管口；

140、室外换热器；h、第一端；i、第二端；

150、第一节流件；

160、储液器；

200、内机；

210、室内换热器；j、第三端；k、第四端；

220、第二节流件；

300、储能装置；

310、储能器；m、第五端；n、第六端；

320、第三节流件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图12描述根据本发明第一方面实施例的空调系统10。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例的空调系统10，包括：外机100、内机200和储能装置300。

具体地，如图1所示，外机100可以包括：压缩机110、第一换向件120、第二换向件130、室外换热器140以及第一节流件150。其中，压缩机110、第一换向件120、第二换向件130、室外换热器140以及第一节流件150均串接在制冷剂的流路中。具体地，压缩机110可以具有排气口x和回气口y，压缩机110通过排气口x将被压缩后的高温高压制冷剂排出，同时，压缩机110通过回气口y将制冷剂流路中回流的低温低压制冷剂再次送入压缩机110中，以待压缩。需要说明的是，压缩机110的结构和工作原理等均为现有技术，这里不再详细描述。

进一步地，第一换向件120可以具有第一接口a、第二接口b、第三接口c和第四接口d，其中，第一接口a与第二接口b和第三接口c中的其中一个连通，第四接口d与第二接口b和第三接口c中的另一个连通，也即是说，当第一接口a与第二接口b连通时，第四接口d则与第三接口c连通，当第一接口a与第三接口c连通时，第四接口d则与第二接口b连通。第一换向件120的第一接口a连接压缩机110的排气口x，第一换向件120的第四接口d连接压缩机110的回气口y。

其中，当空调系统10制冷时，第一接口a与第二接口b连通，第三接口c与第四接口d连通，当空调系统10制热时，第一接口a与第三接口c连通，第二接口b与第四接口d连通。这样可以实现空调系统10在制冷模式和制热模式下的切换。

进一步地，第二换向件130可以具有第一管口e、第二管口f和第三管口g，其中，第一管口e可选择地连通第二管口f或第三管口g。也即是说，第一管口e可以连通第二管口f并与第三管口g断开，第一管口e也可以连通第三管口g并与第二管口f断开。其中，第二换向件130的第二管口f连接压缩机110的排气口x，第二换向件130的第三管口g连接压缩机110的回气口y。

当空调系统10在蓄冷模式(蓄冷模式包括全蓄冷模式和部分蓄冷模式)时，第二换向件130的第一管口e与第三管口g连通，与第二管口f断开；当空调系统10在释冷模式(释冷模式包括全释冷模式和部分释冷模式)时，第二换向件130的第一管口e和第二管口f连通，与第三管口g断开；当空调系统10在蓄热模式(蓄热模式包括全蓄热模式和部分蓄热模式)时，第二换向件130的第一管口e和第二管口f连通，与第三管口g断开；当空调系统10在释热模式(释热模式包括全释热模式和部分释热模式)时，第二换向件130的第一管口e与第三管口g连通，与第二管口f断开。由此，可以实现空调系统10在蓄能模式和释能模式之间的切换。

进一步地，室外换热器140可以具有第一端h和第二端i，室外换热器140可以通过第一端h连接第一换向件120的第二接口b，室外换热器140通过第二端i连接第一节流件150的一端(例如图1中所示的第一节流件150的左端)。

如图1所示，内机200可以包括：室内换热器210和第二节流件220，其中，室内换热器210可以具有第三端j和第四端k，室内换热器210通过第三端j连接第一换向件120的第三接口c，室内换热器210通过第四端k与第二节流件220的一端(例如图1中所示的第二节流原件的右端)相连，第二节流件220的另一端(例如图1中所示的第二节流元件的左端)与第一节流件150的另一端(例如图1中所示的第一节流件150的右端)相连。

如图1所示，储能装置300可以包括储能器310和第三节流件320，储能器310可以具有第五端m和第六端n，储能器310的第五端m连接第二换向件130的第一管口e，储能器310的第六端n可以连接第三节流件320的一端(例如图1中所示的第三节流元件的右端)，第三节流件320的另一端(例如图1中所示的第三节流元件的左端)与第一节流件150的另一端(例如图1中所示的第一节流件150的右端)相连。

进一步地，储能器310内填充有相变材料，当空调系统10的制冷剂流经储能器310时，制冷剂可以与相变材料进行热交换。进一步地，相变材料的相变温度在10℃-25℃之间。例如，相变材料的相变温度可以为12℃、15℃、18℃、20℃或22℃等等。

当空调系统10制冷时，空调系统10具有多种制冷模式，多种制冷模式包括制冷标准模式、制冷全蓄冷模式、制冷部分蓄冷模式、制冷全释冷模式和制冷部分释冷模式。当空调系统10制热时，空调系统10具有多种制热模式，多种制热模式包括制热标准模式、制热全蓄热模式、制热部分蓄热模式、制热全释热模式和制热部分释热模式。

其中，若将空调系统10按照标准模式、蓄能模式和释能模式划分，则：制冷标准模式和制热标准模式均为空调系统10的标准模式；制冷全蓄冷模式、制冷部分蓄冷模式、制热全蓄热模式和制热部分蓄热模式则属于空调系统10的蓄能模式；制冷全释冷模式，制冷部分释冷模式、制热全释热模式和制热部分释热模式则属于空调系统10的释能模式。

下面描述空调系统10在不同模式下的工作过程：

当空调系统10在制冷标准模式时，高温高压的气态制冷剂从压缩机110的排气口x排出，经过第一换向件120的第一接口a和第二接口b来到室外换热器140的第一端h，进入室外换热器140内冷凝成为液态；然后依次经过第一节流件150和第二节流件220节流减压为低压液态制冷剂，从室内换热器210的第四端k进入室内换热器210内，并在室内换热器210内沸腾蒸发为气态制冷剂；再经过第一换向件120的第四接口d和第三接口c，最后通过压缩机110的回气口y回到压缩机110内，完成循环。

在制冷标准模式中，储能装置300的第三节流件320处于关闭状态，储能装置300内无制冷剂流动。

当空调系统10在制冷全蓄冷模式，高温高压的气态制冷剂从压缩机110的排气口x排出，经过第一换向件120的第一接口a和第二接口b来到室外换热器140的第一端h，进入室外换热器140内冷凝成为液态；然后依次经过第一节流件150和第三节流件320节流减压为低压液态制冷剂，从储能器310的第六端n进入储能器310内，并在储能器310内沸腾蒸发为气态制冷剂；此时，储能器310内的相变材料通过与制冷剂热交换由液态放热凝固为固态。气化后的制冷剂经过第二换向件130的第一管口e和第三管口g到达压缩机110的回气口y，最后进入压缩机110内完成循环。

在制冷全蓄冷模式下，所有的内机200均不工作，空调系统10制得的冷量均被储存到相变储能器310中。

当空调系统10在制冷部分蓄冷模式时，高温高压的气态制冷剂从压缩机110的排气口x排出，经过第一换向件120的第一接口a和第二接口b来到室外换热器140的第一端h，进入室外换热器140内冷凝成为液态，然后经过第一节流件150减压为中压液态制冷剂。此时制冷剂分流为两部分。一部分制冷剂经过第二节流件220节流减压为低压液态制冷剂，再从室内换热器210的第四端k进入室内换热器210内，并在室内换热器210内沸腾蒸发为气态制冷剂，最后经过第一换向件120的第四接口d和第三接口c，来到压缩机110的回气口y回到压缩机110内。另一部分制冷剂通过第三节流件320节流减压为低压液态制冷剂，经从储能器310的第六端n进入储能器310内，并在储能器310内沸腾蒸发为气态制冷剂；此时，储能器310内的相变材料通过与制冷剂热交换由液态放热凝固为固态，气化后的制冷剂经过第二换向件130的第一管口e和第三管口g到达压缩机110的回气口y，回到压缩机110内。

在制冷部分蓄冷模式下，内机200(当内机200为多个时，可以为部分内机200，也可以为全部内机200)和储能装置300均在工作状态，空调系统10制得的冷量部分用于室内环境制冷，部分则被储存到储能器310中。

当空调系统10在制冷全释冷模式时，高温高压的气态制冷剂从压缩机110的排气口x排出，经过第二换向件130的第二管口f和第一管口e以及储能器310的第五端m进入到储能器310中与相变材料换热，相变材料发生相变由固态熔化为液态吸热，使气态制冷剂凝固为液态制冷剂，然后依次经过第三节流件320和第二节流件220节流减压为低压制冷剂，通过室内换热器210的第四端k进入室内换热器210内，在室内换热器210内沸腾蒸发为低温低压制冷剂气体，再流经第一换向件120的第三接口c和第四接口d，来到压缩机110的回气口y，最后回到压缩机110内，完成循环。

在制冷全释冷模式下，室外换热器140不工作，制冷模式下空调系统10的放热被全部释放到储能器310中。

当空调系统10在制冷部分释冷模式时，高温高压的气态制冷剂从压缩机110的排气口x排出，分流为两部分，一部分制冷剂通过第一换向件120的第一接口a和第二接口b从室外换热器140的第一端h进入室外换热器140内，在室外换热器140内冷凝为高压液态，再经第一节流件150减压为中压液态制冷剂；另一部分制冷剂则经过第二换向件130的第二管口f和第一管口e以及储能器310的第五端m进入到储能器310中，与储能器310中的相变材料热交换，相变材料发生相变由固态熔化为液态吸热，使气态制冷剂凝固为液态制冷剂，再经过第三节流件320减压为中压液态制冷剂；两部分的液态制冷剂汇合后进入第二节流件220节流减压为低压制冷剂，通过室内换热器210的第四端k进入室内换热器210内，在室内换热器210内沸腾蒸发为低温低压制冷剂气体，再流经第一换向件120的第三接口c和第四接口d，来到压缩机110的回气口y，最后回到压缩机110内，完成循环。

在制冷部分释冷模式下，室外换热器140工作，制冷模式下空调系统10的放热部分被释放到室外环境，部分则释放到储能器310中。

当空调系统10在制热标准模式时，高温高压的气态制冷剂从压缩机110的排气口x排出，经过第一换向件120的第一接口a和第三接口c来到室内换热器210的第三端j，进入室内换热器210内冷凝成为液态制冷剂后，然后依次经过第二节流件220和第一节流件150节流为低压液态制冷剂，从室外换热器140的第二端i进入室外换热器140内，并在室外换热器140内气化为低温蒸气，再经由第一换向件120的第二接口b和第四接口d来到压缩机110的回气口y，最后回到压缩机110内，完成循环。

在制热标准模式下，储能装置300的第三节流件320处于关闭状态，储能装置300内无制冷剂流动。

当空调系统10在制热全蓄热模式时，高温高压的气态制冷剂从压缩机110的排气口x排出，经过第二换向件130的第二管口f和第一管口e到储能器310的第五端m，进入储能器310内与相变材料热交换，气态制冷剂与相变材料换热后，制冷剂凝结为液态，相变材料则吸热由固体融化为液态。从储能器310的第六端n流出的高压液态制冷剂经过第三节流件320和第一节流件150节流减压后，从室外换热器140的第二端i进入室外换热器140内，并在室外换热器140内蒸发为气态制冷剂，再经由第一换向件120的第二接口b和第四接口d来到压缩机110的回气口y，最后回到压缩机110内，完成循环。

在制热全蓄热模式下，空调系统10制得的热量被储存到相变储能器310中。

当空调系统10在制热部分蓄热模式时，高温高压的气态制冷剂从压缩机110的排气口x排出，分流为两部分，一部分制冷剂经第一换向件120的第一接口a和第三接口c来到室内换热器210的第三端j，进入室内换热器210内冷凝成为液态制冷剂后，然后经过第二节流件220减压为中压液态制冷剂；另一部分制冷剂则经第二换向件130的第二管口f和第一管口e到储能器310的第五端m，进入储能器310内与相变材料热交换冷凝为液态，从储能器310的第六端n流出的高压液态制冷剂经过第三节流件320节流减压中压液态制冷剂。两部分制冷剂汇合后经过第一节流件150节流减压为低压液态制冷剂后，从室外换热器140的第二端i进入室外换热器140内，并在室外换热器140内蒸发为气态制冷剂，再经由第一换向件120的第二接口b和第四接口d来到压缩机110的回气口y，最后回到压缩机110内，完成循环。

在制热部分蓄热模式下，内机200(当内机200为多个时，可以是部分内机200)和储能装置300均在工作状态，空调系统10制得的热量部分用于室内环境制热，部分则被储存到储能器310中。

当空调系统10在制热全释热模式时，高温高压的气态制冷剂从压缩机110的排气口x排出，经第一换向件120的第一接口a和第三接口c来到室内换热器210的第三端j，进入室内换热器210内冷凝成为液态制冷剂后，然后依次经过第二节流件220和第三节流件320节流减压为低压液态制冷剂，再从储能器310的第六端n进入储能器310内与相变材料换热，相变材料放热相变凝固为固态，制冷剂沸腾蒸发为低压蒸气，最后制冷剂经过第二换向件130的第一管口e和第三管口g到达压缩机110的回气口y，回到压缩机110内，完成循环。

在制热全释热模式下，室外换热器140不工作，储能器310中储存的热量被完全释放到室内环境中。

当空调系统10在制热部分释热模式时，高温高压的气态制冷剂从压缩机110的排气口x排出，经第一换向件120的第一接口a和第三接口c来到室内换热器210的第三端j，进入室内换热器210内冷凝成为液态制冷剂后，然后经过第二节流件220节流减压为中压液态制冷剂。此时制冷剂分流为两部分，一部分制冷剂经过第一节流件150减压为低压液态制冷剂后进入室外换热器140，在室外换热器140内气化为低温蒸气；另一部分中压液态制冷剂经过第三节流件320节流为低压液态制冷剂，进入相变储能器310与相变材料换热，液态制冷剂吸热气化，相变材料放热固化，气化后的制冷剂蒸气经过第二换向件130的第一管口e和第三管口g与前一部分制冷剂汇合，经过压缩机110的回气口y回到压缩机110内，完成循环。在此过程中，储存在储能装置300中的热量释放到室内环境中。

在制热部分释热模式下，室外换热器140和储能器310均工作，制冷模式下的空调系统10的放冷部分被释放到室外环境，部分则释放到储能器310中。

根据本发明实施例的空调系统10，通过在储能器310中填充相变温度在10℃-25℃区间内的相变材料，可以利用一个相变储能器310实现制冷和制热工况下的蓄冷和蓄热，这样空调系统10在制冷和制热季均能利用谷电时段进行储能，然后在峰电时段进行释能，降低系统电负荷，从而达到“削峰填谷”的目的。此外，采用单个储能模块的形式降低了系统初投资，有利于建筑蓄能推广及产业化应用。

其中，需要详细说明的是，对于氟系统的空调系统10，特别是氟系统的多联机空调系统10，在制冷工况下，高温热源的温度一般是位于35℃左右，低温热源是位于25℃左右；在制热工况下，高温热源的温度是位于20℃左右，低温热源的温度则是位于6℃左右。因此，本实施例通过将相变材料的相变温度点选取在10℃-25℃之间，该相变温度位于制冷高温热源35℃和制热低温热源6℃之间，这样可以同时兼顾空调系统10在制冷制热季的性能。本申请的发明人通过大量研究发现，当采用一种相变材料兼顾蓄冷和蓄热时，若相变材料的相变温度区间高于25℃，则会显著降低空调系统10(特别是多联机空调系统10)在蓄热工况的性能，若相变材料的相变温度区间低于10℃，则会显著降低空调系统10(特别是多联机空调系统10)在蓄冷工况的性能。

可以理解的是，为了实现具有相变储能装置300的空调系统10(特别是多联机空调系统10)的最优的经济性，相变材料的最优相变温度点可以和当地的峰谷电价相关，不同地区的最优相变温度点可以不同。另外，相变材料储能的主要原理是利用相变材料在相变温度点相变过程的潜热，通常情况下，复合相变材料实际发生相变的温度一般能保持在该相变材料的相变温度点±2℃以内。

在本发明的一个实施例中，相变材料可以为无机盐相变材料。即相变材料采用无机盐相变材料，该无机盐相变材料的相变温度区间为10℃-25℃，由此，可以实现制冷和制热模式下的蓄冷和蓄热需求。采用无机盐材质的相变材料，可以保证相变材料的稳定性，减少相变材料在相变过程中的损失，保证储能器310的使用寿命。

在本发明的一个实施例中，相变材料在所述相变温度发生固液相变。也就是说，当温度达到相变材料位于10℃-25℃范围内的相变温度时，相变材料发生从固态向液态的转变，或发生从液态向固态变化。本实施例通过使相变材料在固态和液态之间转化，相较于气液相变，体积变化较小，稳定性和安全性更高。

在本发明的一些实施例中，外机100还可以包括储液器160，储液器160的出口端连接回气口y，第一换向件120的第四接口d和第二换向件130的第三管口g并联在储液器160的入口端。换言之，第四接口d和第三管口g均与储液器160的入口端相连。从压缩机110排出的制冷剂在制冷剂流路中流动后，最后通过第一换向件120的第四接口d和/或第二换向件130的第三管口g进入到储液器160中，制冷剂通过储液器160之后再重新进入压缩机110中。将储液器160设置于压缩机110的回气口y位置，可以利用储液器160缓冲进入压缩机110内的制冷剂的压力波动，保证压缩机110的工作效率，同时，储液器160还可以实现制冷剂的气液分离，避免液态制冷剂进入压缩机110中损坏压缩机110。

根据本发明的一些实施例，本实施例的空调系统10可以为多联机空调系统10，具体地，多联机空调系统10的外机100为一个，外机100可以为多个，当外机100为多个时，多个外机100之间的冷媒流路可以并联。多联机空调系统10可以包括多个内机200，多个内机200之间的冷媒流路可以并联。多联机空调系统10还可以包括一个或多个储能装置300，当储能装置300为多个时，多个储能装置300可以并联设置，即多个储能装置300的冷媒流路并联连接。当本实施例的多联机空调系统10运行时，对于多个外机100而言，可以部分外机100运行，或者全部外机100均运行；对于多个内机200而言，可以所有的内机200均不运行，也可以部分内机200运行，还可以全部的内机200均运行；对于多个储能装置300而言，当所有内机200均不运行时，可以部分储能装置300运行或全部储能装置300均运行，当部分内机200运行或全部内机200均运行时，可以所有储能装置300均不运行，也可以部分储能装置300运行，还可以全部储能装置300均运行。

根据本发明的一些实施例，第一换向件120可以为四通阀，当然，本发明不限于此，第一换向件120也可以形成为其他元件，只要具有第一接口a至第四接口d且可实现换向即可。

优选地，第二换向件130可以为三通阀，当然，本发明不限于此，第二换向件130也可以形成为其他元件，只要具有第一管口e至第三管口且可实现换向即可。

可以理解的是，三通阀还可以利用其他的具备相同功能的阀来代替，例如可以用四通阀来替换三通阀。通用的四通阀具有A、B、C、D四个口，在本发明中可以采用如下方法将四通阀替换为三通阀：将四通阀的D口堵住，A口连接储能器310的第五端m，B口和C口分别不分顺序连接压缩机110的排气口x和储液器160。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，第一节流件150可以为膨胀阀，例如，第一节流件150为电子膨胀阀，第一节流件150还可以为节流阀。当然，本发明不限于此，第一节流件150还可以为毛细管或毛细管与电子膨胀阀的组合等结构，只要能起到节流降压的作用即可。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，第二节流件220可以为膨胀阀，例如，第二节流件220为电子膨胀阀，第二节流件220还可以为节流阀。当然，本发明不限于此，第二节流件220还可以为毛细管或毛细管与电子膨胀阀的组合等结构，只要能起到节流降压的作用即可。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，第三节流件320可以为膨胀阀，例如，第三节流件320为电子膨胀阀，第三节流件320还可以为节流阀。当然，本发明不限于此，第三节流件320还可以为毛细管或毛细管与电子膨胀阀的组合等结构，只要能起到节流降压的作用即可。

下面参考图13描述根据本发明实施例的空调系统10的控制方法。

根据本发明实施例的空调系统10的控制方法包括：

确定当前日期在制冷或制热季。

例如，所述确定当前日期在制冷或制热季可以包括：获取当前日期，判断当前日期是否位于制冷季或制热季，当当前日期在制冷季或制热季时，则控制空调系统10继续执行以下步骤；当当前日期不在制冷季或制热季时，则空调系统10不动作。

判定当前时间所处的用电时段。

例如，所述判定当前时间所处的用电时段，包括：获取当前的具体时间，根据当前的具体时间，判定当前时间所处的用电时段。其中，用电时段为当地电网的用电时段，例如，当地电网可以将用电时段划分为：谷电时段、平电时段和峰电时段。

根据用电时段，控制空调系统10进入标准模式、蓄能模式或释能模式。其中，标准模式可以包括：制冷标准模式和制热标准模式；蓄能模式可以包括制冷全蓄冷模式、制冷部分蓄冷模式、制热全蓄热模式和制热部分蓄热模式；释能模式可以包括：制冷全释冷模式，制冷部分释冷模式、制热全释热模式和制热部分释热模式。

具体地，在谷电时段可以控制空调系统10进入蓄能模式，在峰电时段，可以控制空调系统10进入释能模式。这样空调系统10在制冷季和制热季均能利用谷电时段进行储能，然后在峰电时段进行释能，降低电网系统的电负荷，从而达到“削峰填谷”的目的。且在峰谷电价的基础上，在相同的供冷供热需求下，减少了空调系统10的耗电量，节省了空调系统10白天的运行电费，降低空调系统10的整体运行电费，最终达到节约空调系统10用电费用的目的。

根据本发明的实施例的空调系统10的控制方法，在制冷季和制热季均能利用谷电时段进行储能，然后在峰电时段进行释能，降低电网系统的电负荷，从而达到“削峰填谷”的目的。且在相同的供冷供热需求下，减少了空调系统10的耗电量，节省了空调系统10白天的运行电费，降低空调系统10的整体运行电费。

根据本发明的一些实施例，所述根据用电时段，控制空调系统10进入标准模式、蓄能模式或释能模式，包括：

当用电时段为谷电时段时，若储能器310内的制冷剂出口温度未达到预定值，控制空调系统10进入蓄能模式；当用电时段为平电时段时，若空调系统10启动，继续判定是否接收到电力需求相应，若是，则控制空调系统10进入释能模式，若否，则控制空调系统10进入标准模式；当用电时段位于峰电时段时，若空调系统10开启，则控制空调系统10进入释能模式。

由此，空调系统10可以在满足基本制冷和制热需求的前提下，利用谷电时段进行储能，然后在峰电时段进行释能，降低电网系统的电负荷，且减少了空调系统10的耗电量，降低空调系统10的整体运行电费。

根据本发明的一些实施例，控制方法还包括：检测空调系统10的系统控制参数，其中，系统控制参数包括：系统运行时段、室内空调需求情况、电网的电力需求相应、储能装置300中制冷剂的出口温度和室外环境温度；根据系统控制参数，控制空调系统10进入不同的模式。

其中，可选地，上述系统控制参数可以包括：系统运行时段、室内空调需求情况、电网的电力需求相应、储能装置300中制冷剂的出口温度和室外环境温度中的至少一个。进一步地，系统控制参数还可以包括：室外环境温度、室内环境温度、外机100制冷剂出口过冷度、压缩机110吸气过热度、内机200制冷剂出口过冷度和储能器310内的相变材料的温度。

在一个具体示例中，控制方法包括：在制冷(制热)季一天中的平电时段和谷电时段，空调系统10以制冷蓄冷模式(制热蓄热模式)运行，并根据系统控制参数选择制冷全蓄冷模式(制热全蓄热模式)或制冷部分蓄冷模式(制热部分蓄热模式)运行，参照图13所示。这样，空调系统10制得的冷量(热量)被储存到了相变储能装置300中，储能器310中的相变材料完成了对应的相变过程。

进一步地，控制方法还包括：在制冷(制热)季同一天的电网的峰电时段，空调系统10以制冷释冷模式(制热释热模式)运行，并根据系统控制参数选择制冷全释冷模式(制热全释热模式)或制冷部分释冷模式(制热部分释热模式)运行，模式选择如附图13所示。在此过程中，相变储能装置300中的相变材料再次完成对应的相变过程，谷电时段储存在相变储能装置300中的冷量(热量)被释放到系统中，由此，提高了空调系统10的运行能效，在相同的供冷供热需求下，减少了系统耗电量，节省了系统白天的运行电费。

本发明实施例的空调系统10的控制方法，在峰谷电价的基础上，白天储能的多联机空调系统10比未安装储能模块的多联机空调系统10节约的电费大于储能多联机空调系统10在谷电时段的运行电费，最终达到节约系统用电费用的目的。

下面将参考图1-图13描述根据本发明一个具体实施例的空调系统10。

参照图2，本实施例的空调系统10为多联机空调系统10，多联机空调系统10包括多联机外机100、多联机内机200以及储能装置300，其中，多联机外机100、多联机内机200以及储能装置300中的每一个均能实现一个以上的任意装配。储能装置300的储能器310中封装了同一种相变温度位于10℃–25℃区间内的相变材料。该相变材料在空调系统10的制冷和制热工况下，均能实现蓄能和释能。

本实施例的多联机空调系统10包括10中工作模式，分别为：制冷标准模式，制冷全蓄冷模式，制冷部分蓄冷模式，制冷全释冷模式，制冷部分释冷模式，制热标准模式，制热全蓄热模式，制热部分蓄热模式，制热全释热模式和制热部分释热模式，可以满足供冷季和供热季的需求。

下面参照图3-图12分别介绍以上10中工作模式的运行过程，其中，图3-图10中的实线管路为工作管路，虚线管路内的制冷剂则为静止状态。

如图3所示为多联机系统制冷标准模式的运行示意图。制冷标准模式下，高温高压的气态制冷剂从压缩机110中排出后，经过第一换向件120(四通阀)进入室外换热器140冷凝成为液态。经过第一节流件150和第二节流件220两个膨胀阀节流减压为低压液态制冷剂，在室内换热器210沸腾蒸发为气态制冷剂，经过第一换向件120和储液器160回到压缩机110气体进口完成循环。第三节流件320(膨胀阀)处于关闭状态，储能内无制冷剂流动。

图4所示为制冷全蓄冷模式的运行示意图。制冷全蓄冷模式下，高温高压的气态制冷剂从压缩机110中排出后，经过第一换向件120(四通阀)进入室外换热器140冷凝成为液态。经过第一节流件150和第二节流件220两个膨胀阀节流减压为低压液态制冷剂后，在相变储能器310内蒸发成为气态制冷剂，储能器310内的相变材料由液态放热凝固为固态，气化后的制冷剂经过第二换向件130(四通阀)和储液器160后到达压缩机110回气口y完成循环。该模式下，所有内机200均不工作，系统制得的冷量被储存到相变储能器310中。

图5所示为制冷部分蓄冷模式的运行示意图。在制冷部分蓄冷模式下，高温高压的气态制冷剂从压缩机110中排出后，经过第一换向件120(四通阀)进入室外换热器140冷凝成为液态，经过第一节流件150的膨胀阀减压为中压液态制冷剂。然后部分液态制冷剂经过第二节流件220的膨胀阀节流减压为低压液态制冷剂，在室内换热器210沸腾蒸发为气态制冷剂，经过第一换向件120和储液器160回到压缩机110；另一部分则通过第三节流件320节流减压为低压液态制冷剂，在储能器310沸腾蒸发为气态制冷剂后，经过第二换向件130和储液器160回到压缩机110。该模式下，部分内机200和储能装置300均在工作状态，系统制得的冷量部分用于室内环境制冷，部分则被储存到储能器310中。

图6所示为制冷全释冷模式的运行示意图。在制冷全释冷模式下，高温高压的气态制冷剂从压缩机110中排出后，经过第二换向件130，进入到储能器310中与相变材料换热，相变材料相变融化吸热，气态制冷剂凝固为液态制冷剂后，经过第三节流件320和第二节流件220节流减压为低压制冷剂，在室内换热器210沸腾蒸发为低温低压制冷剂气体，流经第一换向件120和储液器160后回到压缩机110完成循环。该模式下，外机100换热器不工作，制冷模式系统放热被全部释放到储能器310中。

图7所示为制冷部分释冷模式的运行示意图。在制冷部分释冷模式下，高温高压的气态制冷剂从压缩机110中排出后，部分制冷剂通过第一换向件120进入室外换热器140冷凝为高压液态，再经第一节流件150减压为中压液态制冷剂；另一部分则通过第二换向件130流经后进入储能器310，高温气态制冷剂与相变材料换热后凝结为液态，相变材料则吸热由固体融化为液态，经第三节流件320减压为中压液态制冷剂。两路中压液态制冷剂汇合后，经过第二节流件220节流为低压液态制冷剂，进入室内换热器210沸腾蒸发为气态，最后流经第一换向件120和储液器160后，回到压缩机110完成循环。该模式下，室外换热器140工作，制冷模式系统放热部分被释放到室外环境，部分则释放到储能器310中。

图8所示为制热标准模式的运行示意图。制热标准模式下，高温高压的气态制冷剂从压缩机110中排出后，经过第一换向件120进入室内换热器210冷凝成为液态后，经过第二节流件220和第一节流件150节流为低压液态制冷剂，进入室外换热器140气化为低温蒸气，再经由第一换向件120和储液器160回到压缩机110完成循环。第三节流件320处于关闭状态，储能器310内无制冷剂流动。

图9所示为制热全蓄热模式的运行示意图。制热全蓄热模式下，高温高压的气态制冷剂从压缩机110中排出后，经过第二换向件130进入储能器310，气态制冷剂与相变材料换热后，制冷剂凝结为液态，相变材料则吸热由固体融化为液态。高压液态制冷剂经过第三节流件320和第一节流件150节流减压后，进入室外换热器140蒸发为气态制冷剂，最后通过第一换向件120和储液器160后重新回到压缩机110完成循环。该模式下系统制得的热量被储存到相变储能器310中。该模式下，所有内机200均不工作，系统制得的热量被全部储存到相变储能器310中。

图10所示为制热部分蓄热模式的运行示意图。在制热部分蓄热模式下，高温高压的气态制冷剂从压缩机110中排出后，部分制冷剂经过第一换向件120进入室内换热器210冷凝成为液态，经过第二节流件220减压为中压液态制冷剂；另一部分则经过第三节流件320进入相变储能器310冷凝成为液态，经过第三节流件320减压为中压液态制冷剂。两股制冷剂汇合后经过第一节流件150节流减压为低压液态制冷剂后进入室外换热器140换热，沸腾蒸发为低压制冷剂蒸气，最后经由第一换向件120和储液器160回到压缩机110完成循环。该模式下，部分内机200和储能装置300均在工作状态，系统制得的热量部分用于室内环境制热，部分则被储存到储能器310中。

图11所示为制热全释热模式的运行示意图。高温高压的气态制冷剂从压缩机110中排出后，经过第一换向件120进入室内换热器210冷凝成为液态后，经过第二节流件220和第三节流件320节流减压为低压液态制冷剂，进入相变储能器310与相变材料换热，相变材料放热相变凝固为固态，制冷剂沸腾蒸发为低压蒸气，最后经过第二换向件130和储液器160回到压缩机110完成循环。该模式下，室外换热器140不工作，储能器310中储存的热量被完全释放到室内环境中。

图12所示为制热部分释热模式的运行示意图。制热部分释热模式下，高温高压的气态制冷剂从压缩机110中排出后，经过第一换向件120进入室内换热器210冷凝成为液态后，由第二节流件220节流减压为中压液态制冷剂。然后部分制冷剂经过第一节流件150减压为低压液态制冷剂后，在室外换热器140气化为低温蒸气；另一部分中压液态制冷剂经过第三节流件320节流为低压液态制冷剂，进入相变储能器310与相变材料换热，液态制冷剂吸热气化，相变材料放热固化，气化后的制冷剂蒸气经过第二换向件130与另一路汇合，流经储液器160回到压缩机110完成循环，此过程将储存在储能装置300中的热量释放到室内环境中。该模式下，室外换热器140工作，制冷模式系统放冷部分被释放到室外环境，部分则释放到储能器310中。

图13所示为多联机空调系统10执行不同运行模式的控制逻辑示意图。空调系统10的运行模式的依据有：系统运行时段、室内空调需求情况、电网电力需求相应、储能装置300的制冷剂出口温度和室外环境温度。此外，用以不同模式间切换的系统控制参数还有：室外环境温度、室内环境温度、制冷外机100制冷剂出口过冷度、压缩机110吸气过热度、制热内机200制冷剂出口过冷度、储能器310内相变材料温度。

以下实施例说明本实施例的多联机空调系统10的应用过程：

S1：在制冷和制热季一天中的平电或谷电时段，空调系统10分别以制冷蓄冷模式和制热蓄热模式运行，并根据系统控制参数选择全蓄能运行模式或部分蓄能运行，模式选择如附图13所示，运行原理如图4-图5和图9-图10所示，系统制得的冷量和热量被储存到了相变储能模块中，蓄能模块中的相变材料完成了对应的相变过程。

S2：在制冷和制热季同一天的电网的峰电(尖峰)时段，空调系统10分别以制冷释冷模式和制热释热模式运行，并根据系统控制参数选择全释能运行模式或部分释能运行，模式选择如附图13所示，运行原理如图6-图7和图11-图12所示，相变储能装置300中的相变材料再次完成对应的相变过程，谷电时段储存在相变储能器310的冷量和热量被释放到系统中，提高了多联机空调系统10的运行能效，在相同的供冷供热需求下，减少了系统耗电量，节省了系统白天的运行电费。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种空调系统，其特征在于，包括：

外机，所述外机包括：

压缩机，所述压缩机具有排气口和回气口；

第一换向件，所述第一换向件具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述第一接口与所述第二接口和所述第三接口中的其中一个连通，所述第四接口与所述第二接口和所述第三接口中的另一个连通，所述第一接口连接所述排气口，所述第四接口连接所述回气口；

第二换向件，所述第二换向件具有第一管口、第二管口和第三管口，所述第一管口可选择地连通所述第二管口或所述第三管口，所述第二管口连接所述排气口，所述第三管口连接所述回气口；

室外换热器和第一节流件，所述室外换热器具有第一端和第二端，所述第一端连接所述第二接口，所述第二端连接所述第一节流件的一端；

内机，所述内机包括室内换热器和第二节流件，所述室内换热器具有第三端和第四端，所述第三端连接所述第三接口，所述第四端与所述第二节流件的一端相连，所述第二节流件的另一端与所述第一节流件的另一端相连；

储能装置，所述储能装置包括储能器和第三节流件，所述储能器具有第五端和第六端，所述第五端连接所述第一管口，所述第六端连接所述第三节流件的一端，所述第三节流件的另一端与所述第一节流件的另一端相连，所述储能器内填充有相变材料，所述相变材料的相变温度在10℃-25℃之间。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述相变材料为无机盐相变材料。

3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述相变材料在所述相变温度发生固液相变。

4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述外机还包括储液器，所述储液器的出口端连接所述回气口，所述第四接口和所述第三管口并联在所述储液器的入口端。

5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，

所述外机为一个或多个；

所述内机包括并联设置的多个；和/或，

所述储能装置为一个或并联布置的多个。

6.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第一换向件为四通阀。

7.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第二换向件为三通阀或四通阀。

8.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第一节流件、所述第二节流件和所述第三节流件中均为膨胀阀。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

确定当前日期在制冷或制热季；

判定当前时间所处的用电时段，

根据用电时段，控制空调系统进入标准模式、蓄能模式或释能模式。

10.根据权利要求9所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述根据用电时段，控制空调系统进入标准模式、蓄能模式或释能模式，包括：

当用电时段为谷电时段时，若储能器的制冷剂出口温度未达到预定值，则控制空调系统进入蓄能模式；

当用电时段为平电时段时，若空调系统启动，继续判定是否接收到电力需求相应，若是，则控制空调系统进入释能模式，若否，则控制空调系统进入标准模式；

当用电时段位于峰电时段时，若空调系统开启，则控制空调系统进入释能模式。

11.根据权利要求9所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

检测空调系统的系统控制参数，其中，所述系统控制参数包括：室内空调需求情况、电网的电力需求相应、储能装置中制冷剂的出口温度和室外环境温度；

根据所述系统控制参数，控制空调系统进入不同的模式。

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