CN114811855A - 一种空调及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调及其控制方法，包括压缩机、四通阀、地暖管、第二电子膨胀阀、第三电磁阀、第一电磁阀、气液分离器和多个安装在不同房间的室内蒸发器，本方案通过将地暖管和室内蒸发器整合在同一回路中，使冷媒在流经地暖管后通过室内蒸发器，空调运行初始，能够使室内温度快速上升提高空调的供暖效果；当室内温度较高后，流经室内蒸发器的冷媒会吸收室内热量，达到制冷效果，进而平衡各个房间的温度，提高用户的体验。

Description

一种空调及其控制方法
技术领域
本发明涉及室内供暖领域，尤其涉及一种空调及其控制方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，空调的需求也逐步提升，越来越多的用户更趋向于高质量多元化功能要求，比如现有空调市场的空调加水路地暖组合，空调加氟路地暖组合。如何能实现空调制冷与地暖制热模式下都能并存，是空调行业发展的趋势。
公开号为CN203489365U的专利文献公开了地暖式多联机空调系统，由室外机、室内机、地暖管组、控制器四部分组成，通过关闭通往地暖管组的制冷剂管路中电磁阀，开启通往室内机的制冷剂管路中电磁阀，使制冷剂仅在室外机与室内机之间循环实现制冷功能；通过开启通往地暖管组的制冷剂管路中电磁阀，关闭室内机的制冷剂管路中电磁阀，使制冷剂仅在室外机与地暖管组之间循环实现制热功能；室外机、室内机、地暖管组中分别设有电子膨胀阀，在制热模式运行时，由地暖管组的地暖管组控制板控制地暖管中的电子膨胀阀的开度，调整制冷剂的流量可以精确控制制热模式下室内的温度，由于地暖管组中不存在供暖热水，当当空调系统暂不使用时，不需要防止地暖管组因低温冻裂而运行。
现有技术中空调通过控制电磁阀的开启进而改变冷媒的流动路径，完成空调的制冷和制热功能的切换；但是，用户室内往往具有多个房间，由于当地暖管中的冷媒是依次流经不同房间的这样就会造成每个房间内的温度不同，有的房间温度较高，有的房间内温度交底，此时需要对温度较高的房间进行降温处理。
发明内容
为了解决现有技术中空调在地暖供热供暖运行时，冷媒依次流经不同的房间，造成的各个房间温度不均的问题；本发明的目的在于提供一种地暖空调及其控制方法，通过将地暖管和室内蒸发器整合在同一回路中，使冷媒在流经地暖管后再通过室内蒸发器，为温度较高的房间进行降温从而平衡室内各个房间的温度。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种空调的控制方法，其特征在于：包括地暖管和多个室内蒸发器，地暖管依次经过房子内的不同的房间，进而为房子内的多个房间供热，多个室内蒸发器分别安装在房子的不同房间内，具体步骤如下：
步骤1).空调的控制系统发出制热的指令；
步骤2).空调的控制系统根据当前的室内温度和室外温度判断空调是否开机；
步骤3).当前的室内温度＞系统修正温度A，并且当前的室外温度小于系统预设温度R时，空调的地暖模式启动；
步骤4).当前状态下的室内温度和室外温度分别满足步骤3)内的两个条件后，第二电子膨胀阀、第一电磁阀和第三电磁阀开启，其余电磁阀和电子膨胀阀均关闭，压缩机启动，四通阀得电，压缩机将高温高压的冷媒通过四通阀送至地暖管进行换热进而对房间升温，在地暖管换热完成后的冷媒通过依次第二电子膨胀阀和第三电磁阀后分别流经安装在各个房间内的室内蒸发器，室内蒸发器吸收房间内的热量进而对房间制冷，在室内蒸发器完成换热的冷媒依次经过第一电磁阀、四通阀和气液分离器后回到压缩机内；
步骤5).当室内蒸发器的管温小于空调系统预设的管温后，室内蒸发器停止工作，第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀和第二电磁阀开启，其余电磁阀和电子膨胀阀均关闭，压缩机将高温高压的冷媒通过四通阀送至地暖管后，冷媒依次通过第二电子膨胀阀、第二电磁阀和第一电子膨胀阀后，进入室外冷凝器，从室外冷凝器流出的冷媒依次经过四通阀和气液分离器后回到压缩机内。
作为优选，空调的控制系统包括室温控制模式和过热度控制模式；控制系统通过执行室温控制模式或过热度控制模式控制电子膨胀阀的开度。
作为优选，室温控制模式下，UV(t)＝UV(t-L)-1/B·[YDD(t)+2ζωYD(t)+ω2Y(t)-ω2R(t)]；其中UV(t)为电子膨胀阀开度，UV(t-L)为前一个周期电子膨胀阀开度，L为控制周期，Y(t)为室内环境温度，YDD(t)为Y(t)的2阶差分，YD(t)为Y(t)的差分，ζ：阻尼系数，ω：控制速度决定因数，R(t)为控制目标值，B：控制临界值。
作为优选，YDD(t)＝[YD(t)-YD(t-L)]/L，YD(t)＝[Y(t)-Y(t-L)]/L；其中，YD(t-L)为前一个周期的室内环境温度；L为间隔周期。
作为优选，过度热控制模式下，UV(t)＝UV(t-L)-1/B·[YDD(t)+2ζωYD(t)+ω2Y(t)-ω2R(t)]；其中，UV(t)为电子膨胀阀开度，UV(t-L)为前一个周期电子膨胀阀开度，Y(t)为室内机过度热，YDD(t)为Y(t)的2阶差分，YD(t)为Y(t)的差分，ζ：阻尼系数，ω：控制速度决定因数，R(t)为控制目标值，B：控制临界值。
作为优选，YDD(t)＝[YD(t)-YD(t-L)]/L，YD(t)＝[Y(t)-Y(t-L)]/L；其中，YD(t-L)为前一个周期的室内机过度热。
作为优选，间隔周期L为30s；电子膨胀阀开度的单次调节量最多增大或减小60开度。
作为优选，电子膨胀阀的初始开度控制在[100，300]之间。
作为优选，包括压缩机、四通阀、室外冷凝器、第一电子膨胀阀、室内蒸发器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第二电子膨胀阀、地暖管、第三电子膨胀阀和气液分离器。
应用上述一种空调控制方法的空调，空调能够独立制冷，独立制冷时，第一电子膨胀阀和第三电子膨胀阀开启，其余电子膨胀阀和电磁阀均处于关闭状态，压缩机将高温高压的冷媒送至室外冷凝器后，冷媒依次通过室外冷凝器、第一电子膨胀阀、室内蒸发器、第三电子膨胀阀后进入四通阀，冷媒再次经过四通阀后通过气液分离器回到压缩机。
本发明的技术方案的有益效果为：1).采用上述控制方法的空调能够同时进行制冷工作和制热工作，进而平衡各个房间内的温度，简化了室内同时制热和制冷所需的结构，简化了室内同时制热和制冷时的控制过程；2).采用上述控制方法的空调能够通过室内蒸发器通过吸收地暖管所发出的热量进行制冷，在满足用户需求的同时，降低空调器的功耗，使空调更加节能环保；3).在空调制冷和地暖制热过程中，空调室外冷凝器不参与系统控制，无需化霜，降低了压缩机的符合和损坏几率，进一步降低空调功耗；4).空调的控制系统能够采用室温控制模式或过热度控制模式对电子膨胀阀进行模糊控制，使空调能够快速升温，并保持温度的稳定，使空调运行的更加平稳，进一步提高用户的舒适度；5).当室内蒸发器的管温小于空调系统预设的管温，并且维持一段时间后，系统判断室内温度已经稳定在用户设定温度，室内需要保温，室内蒸发器无需再进行工作，经过地暖管的冷媒通过室外冷凝器回到压缩机，进而防止空调在此过程中冻结，保证空调运行的稳定；6).保留了空调的独立制冷功能，提高了空调的实用性和使用。
附图说明
图1为一种空调的结构示意图；
图2为空调的控制原理图。
附图标记：1、压缩机；2、四通阀；3、室外冷凝器；4、第一电子膨胀阀；5、室内蒸发器；6、第一电磁阀；7、第二电磁阀；8、第三电磁阀；9、第二电子膨胀阀；10、地暖管；11、第三电子膨胀阀；12、气液分离器。
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。
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”、“顺时针”、“逆时针”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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
一种空调的控制方法，其特征在于：包括地暖管10和多个室内蒸发器5，地暖管10依次经过房子内的不同的房间，进而为房子内的多个房间供热，多个室内蒸发器5分别安装在房子的不同房间内，具体步骤如下：
步骤1).空调的控制系统发出制热的指令；
步骤2).空调的控制系统根据当前的室内温度和室外温度判断空调是否开机；
步骤3).当前的室内温度＞系统修正温度A，并且当前的室外温度小于系统预设温度R时，空调的地暖模式启动；
步骤4).当前状态下的室内温度和室外温度分别满足步骤3)内的两个条件后，第二电子膨胀阀9、第一电磁阀6和第三电磁阀8开启，其余电磁阀和电子膨胀阀均关闭，压缩机1启动，四通阀2得电，压缩机1将高温高压的冷媒通过四通阀2送至地暖管10进行换热进而对房间升温，在地暖管10换热完成后的冷媒通过依次第二电子膨胀阀9和第三电磁阀8后分别流经安装在各个房间内的室内蒸发器5，室内蒸发器5吸收房间内的热量进而对房间制冷，在室内蒸发器5完成换热的冷媒依次经过第一电磁阀6、四通阀2和气液分离器12后回到压缩机1内；
步骤5).当室内蒸发器5的管温小于空调系统预设的管温，并且维持一段时间后，室内蒸发器5停止工作，第一电子膨胀阀4、第二电子膨胀阀9和第二电磁阀7开启，其余电磁阀和电子膨胀阀均关闭，压缩机1将高温高压的冷媒通过四通阀2送至地暖管10后，冷媒依次通过第二电子膨胀阀9、第二电磁阀7和第一电子膨胀阀4后，进入室外冷凝器3，从室外冷凝器3流出的冷媒依次经过四通阀2和气液分离器12后回到压缩机1内。进一步的，上述步骤4)压缩机启动运行t分钟后，四通阀2才通电，冷媒随后才在空调器中流动，t＝3分钟，即压缩机1在启动运行3分钟后，四通阀2得电。
这样，区别于现有技术中通过空调制冷和水暖制热的方式平衡室内温度，应用上述控制方法，使同一空调能够在地暖模式下同时进行制冷和制热工作，简化空调的结构，简化空调器的控制方法和过程，进而平衡各个房间内的温度；并且由于室内蒸发器5通过吸收地暖管10所发出的热量进行制冷，在满足用户需求的同时，降低空调器的功耗，使空调更加节能环保；在空调制冷和地暖制热过程中，空调室外冷凝器3不参与系统控制，无需化霜，降低了压缩机的符合和损坏几率，进一步降低空调功耗；当室内蒸发器5的管温小于空调系统预设的管温，并且维持一段时间后，系统判断室内温度已经稳定在用户设定温度，室内需要保温，室内蒸发器无需再进行工作，经过地暖管10的冷媒通过室外冷凝器3回到压缩机1，进而防止空调在此过程中冻结。
本实施例中，空调的控制系统包括室温控制模式和过热度控制模式；控制系统根据室内蒸发器两侧的过热度，执行室温控制模式或过热度控制模式，周期性的对电子膨胀阀的开度做出调整；电子膨胀阀开始调节时，控制系统赋予电子膨胀阀开度一个初始开度，电子膨胀阀包括安装在空调器的第一电子膨胀阀4和第二电子膨胀阀9等。这样，空调的控制系统能够采用室温控制模式或过热度控制模式对电子膨胀阀进行模糊控制，使空调能够快速升温，并保持温度的稳定，使空调运行的更加平稳，进一步提高用户的舒适度。
本实施例中，室温控制模式下，UV(t)＝UV(t-L)-1/B·[YDD(t)+2ζωYD(t)+ω2Y(t)-ω2R(t)]；其中UV(t)为电子膨胀阀开度，UV(t-L)为前一个周期电子膨胀阀开度，L为控制周期，Y(t)为室内环境温度，YDD(t)为Y(t)的2阶差分，YD(t)为Y(t)的差分，ζ：阻尼系数，ω：控制速度决定因数，R(t)为控制目标值，B：控制临界值。进一步的，YDD(t)＝[YD(t)-YD(t-L)]/L，YD(t)＝[Y(t)-Y(t-L)]/L；其中，YD(t-L)为前一个周期的室内环境温度；L为间隔周期。
本实施例中，过度热控制模式下，UV(t)＝UV(t-L)-1/B·[YDD(t)+2ζωYD(t)+ω2Y(t)-ω2R(t)]；其中，UV(t)为电子膨胀阀开度，UV(t-L)为前一个周期电子膨胀阀开度，Y(t)为室内机过度热，YDD(t)为Y(t)的2阶差分，YD(t)为Y(t)的差分，ζ：阻尼系数，ω：控制速度决定因数，R(t)为控制目标值，B：控制临界值。进一步的，YDD(t)＝[YD(t)-YD(t-L)]/L，YD(t)＝[Y(t)-Y(t-L)]/L；其中，YD(t-L)为前一个周期的室内机过度热；L为间隔周期。
本实施例中，间隔周期L为30s；电子膨胀阀开度的单次调节量最多增大或减小60开度。这样，每隔30s对电子膨胀阀的开度做出调整，并对电子膨胀阀每次调节的开度大小做出限制，避免室内空间升温或降温过快，使室内空间的温度稳步调节，进一步提高用于的使用体验；避免由于室内外温差过大，导致压缩机1符合较大的问题，进一步提高了压缩机1运行的稳定性，减小压缩机1故障概率。
一种应用上述控制方法的空调，包括用于独立制冷的制冷回路，空调独立运作制冷指令时，第一电子膨胀阀4和第三电子膨胀阀11开启，其余电子膨胀阀和电磁阀均处于关闭状态，压缩机1将高温高压的冷媒送至室外冷凝器3后，冷媒依次通过室外冷凝器3、第一电子膨胀阀4、室内蒸发器5、第三电子膨胀阀11后进入四通阀2，冷媒再次经过四通阀2后通过气液分离器12回到压缩机1。
本实施例中的空调能够独立制冷，空调在独立制冷时，第一电子膨胀阀4和第三电子膨胀阀11开启，其余电子膨胀阀和电磁阀均处于关闭状态，压缩机1将高温高压的冷媒送至室外冷凝器3后，冷媒依次通过室外冷凝器3、第一电子膨胀阀4、室内蒸发器5、第三电子膨胀阀11后进入四通阀2，冷媒再次经过四通阀2后通过气液分离器12回到压缩机1。这样，丰富空调的功能，提高空调的适用性和实用性。
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不脱离本发明的原理和宗旨的情况下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 (10)

1.一种空调的控制方法，其特征在于：包括地暖管(10)和多个室内蒸发器(5)，地暖管(10)逐一经过房子内的不同的房间，进而为房子内的多个房间供热，多个室内蒸发器(5)分别安装在房子的不同房间内，具体步骤如下：
步骤1).空调的控制系统发出制热的指令；
步骤2).空调的控制系统根据当前的室内温度和室外温度判断空调是否开机；
步骤3).当前的室内温度＞系统修正温度A，并且当前的室外温度小于系统预设温度R时，空调的地暖模式启动；
步骤4).当前状态下的室内温度和室外温度分别满足步骤3)内的两个条件后，第二电子膨胀阀(9)、第一电磁阀(6)和第三电磁阀(8)开启，其余电磁阀和电子膨胀阀均关闭，压缩机(1)启动，四通阀(2)得电，压缩机(1)将高温高压的冷媒通过四通阀(2)送至地暖管(10)进行换热进而对房间升温，在地暖管(10)换热完成后的冷媒通过依次第二电子膨胀阀(9)和第三电磁阀(8)后分别流经安装在各个房间内的室内蒸发器(5)，室内蒸发器(5)吸收房间内的热量进而对房间制冷，在室内蒸发器(5)完成换热的冷媒依次经过第一电磁阀(6)、四通阀(2)和气液分离器(12)后回到压缩机(1)内；
步骤5).当室内蒸发器(5)的管温小于空调系统预设的管温后，室内蒸发器(5)停止工作，第一电子膨胀阀(4)、第二电子膨胀阀(9)和第二电磁阀(7)开启，其余电磁阀和电子膨胀阀均关闭，压缩机(1)将高温高压的冷媒通过四通阀(2)送至地暖管(10)后，冷媒依次通过第二电子膨胀阀(9)、第二电磁阀(7)和第一电子膨胀阀(4)后，进入室外冷凝器(3)，从室外冷凝器(3)流出的冷媒依次经过四通阀(2)和气液分离器(12)后回到压缩机(1)内。
2.根据权利要求1所述的一种空调的控制方法，其特征在于：空调的控制系统包括室温控制模式和过热度控制模式；控制系统通过执行室温控制模式或过热度控制模式控制电子膨胀阀的开度。
3.根据权利要求2所述的一种空调的控制方法，其特征在于：室温控制模式下，UV(t)＝UV(t-L)-1/B·[YDD(t)+2ζωYD(t)+ω2Y(t)-ω2R(t)]；其中UV(t)为电子膨胀阀开度，UV(t-L)为前一个周期电子膨胀阀开度，L为控制周期，Y(t)为室内环境温度，YDD(t)为Y(t)的2阶差分，YD(t)为Y(t)的差分，ζ：阻尼系数，ω：控制速度决定因数，R(t)为控制目标值，B：控制临界值。
4.根据权利要求3所述的一种空调的控制方法，其特征在于：YDD(t)＝[YD(t)-YD(t-L)]/L，YD(t)＝[Y(t)-Y(t-L)]/L；其中，YD(t-L)为前一个周期的室内环境温度；L为间隔周期。
5.根据权利要求2所述的一种空调的控制方法，其特征在于：过度热控制模式下，UV(t)＝UV(t-L)-1/B·[YDD(t)+2ζωYD(t)+ω2Y(t)-ω2R(t)]；其中，UV(t)为电子膨胀阀开度，UV(t-L)为前一个周期电子膨胀阀开度，Y(t)为室内机过度热，YDD(t)为Y(t)的2阶差分，YD(t)为Y(t)的差分，ζ：阻尼系数，ω：控制速度决定因数，R(t)为控制目标值，B：控制临界值。
6.根据权利要求5所述的一种空调的控制方法，其特征在于：YDD(t)＝[YD(t)-YD(t-L)]/L，YD(t)＝[Y(t)-Y(t-L)]/L；其中，YD(t-L)为前一个周期的室内机过度热；L为间隔周期。
7.根据权利要求4或6所述的一种空调的控制方法，其特征在于：间隔周期L为30s；电子膨胀阀开度的单次调节量最多增大或减小60开度。
8.根据权利要求2所述的一种空调的控制方法，其特征在于：电子膨胀阀的初始开度控制在[100，300]之间。
9.应用上述权利要求1-8中任一项上述的一种空调控制方法的空调，其特征在于：包括压缩机(1)、四通阀(2)、室外冷凝器(3)、第一电子膨胀阀(4)、室内蒸发器(5)、第一电磁阀(6)、第二电磁阀(7)、第三电磁阀(8)、第二电子膨胀阀(9)、地暖管(10)、第三电子膨胀阀(11)和气液分离器(12)。
10.根据权利要求9所述的一种空调，其特征在于：空调能够独立制冷，独立制冷时，第一电子膨胀阀(4)和第三电子膨胀阀(11)开启，其余电子膨胀阀和电磁阀均处于关闭状态，压缩机(1)将高温高压的冷媒送至室外冷凝器(3)后，冷媒依次通过室外冷凝器(3)、第一电子膨胀阀(4)、室内蒸发器(5)、第三电子膨胀阀(11)后进入四通阀(2)，冷媒再次经过四通阀(2)后通过气液分离器(12)回到压缩机(1)。
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