CN115164307A - 一种空调机组、控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调机组、控制方法及控制系统，涉及空调技术领域，解决了空调机组仅能制冷或制热，不能满足用户多样化用水需求的技术问题。该空调机组，为六管制空调机组，包括制冷单元、制热单元和热水单元，还包括连接在三个功能单元之间的循环流路和换向控制件，通过换向控制件能够控制载冷剂流经不同的循环流路与三个功能单元中的部分或全部单元进行换热，以实现制冷、制热或冷热联供功能。本发明为多用途的六管制空调机组，可以同时供应空调冷水、空调热水和生活热水，且此机组可根据用户负荷自动切换运行模式。

Description

一种空调机组、控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及一种空调机组、控制方法及控制系统。

背景技术

随着经济与科技的发展，人民生活水平不断提高，越来越多的使用场所对空调系统的要求也随之提升。目前医院、酒店、餐厅、商场等场所对于冷热水的需求越来越多样化，常规冷水机组或热泵机组可以基本满足用户单制冷或单制热的需求，但无法实现同时供冷水和供热水的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空调机组、控制方法及控制系统，以解决现有技术中存在的空调机组仅能制冷或制热，不能满足用户多样化用水需求的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种空调机组，为六管制空调机组，包括制冷单元、制热单元和热水单元，还包括连接在三个功能单元之间的循环流路和换向控制件，通过所述换向控制件能够控制载冷剂流经不同的循环流路与三个功能单元中的部分或全部单元进行换热，以实现制冷、制热或冷热联供功能。

作为本发明的进一步改进，所述制热功能包括空调制热和/或生活热水供应。

作为本发明的进一步改进，所述冷热联供包括空调制冷、以及空调制热和/或生活热水供应。

作为本发明的进一步改进，所述换向控制件采用自动切换模式，能根据用户负荷自动进行制冷、制热或冷热联供功能的自动切换。

作为本发明的进一步改进，所述制冷单元包括空调冷水换热器、两套制冷模组，两套所述制冷模组以并联方式连接在所述空调冷水换热器上；每套所述制冷模组均包括压缩机，所述换向控制件具有多个端口，所述换向控制件的第一端口与所述压缩机的出口连接、还包括连接在所述压缩机进口侧的气液分离器，所述气液分离器与所述空调冷水换热器之间设置有第一单向阀、所述换向控制件的第二端口上连接有风冷换热器，所述风冷换热器和所述空调冷水换热器之间设置有第二单向阀和制冷膨胀阀。

作为本发明的进一步改进，所述制热单元设置在其中一个所述制冷模组和所述空调冷水换热器之间，包括空调热水换热器、制热膨胀阀、第三单向阀和第四单向阀，所述空调热水换热器的进口与所述换向控制件的第三端口连接，所述空调热水换热器的出口侧设置有所述第三单向阀，所述第三单向阀的出口侧连接在所述第二单向阀和所述制冷膨胀阀之间的循环流路上；所述制热膨胀阀的进口连接在所述第二单向阀和所述制冷膨胀阀之间的循环流路上，所述制热膨胀阀的出口连接在所述风冷换热器上；所述第四单向阀的进口通过循环流路连接在所述换向控制件的第四端口上，出口连接在所述第一单向阀和所述气液分离器之间的循环流路上。

作为本发明的进一步改进，所述热水单元设置在另一个所述制冷模组和所述空调冷水换热器之间，包括生活热水换热器、制热膨胀阀、第三单向阀和第四单向阀，所述生活热水换热器的进口与所述换向控制件第三端口连接，所述生活热水换热器的出口侧设置有所述第三单向阀，所述第三单向阀的出口侧连接在所述第二单向阀和所述制冷膨胀阀之间的循环流路上；所述制热膨胀阀的进口连接在所述第二单向阀和所述制冷膨胀阀之间的循环流路上，所述制热膨胀阀的出口连接在所述风冷换热器上；所述第四单向阀的进口通过循环流路连接在所述换向控制件的第四端口上，出口连接在所述第一单向阀和所述气液分离器之间的循环流路上。

作为本发明的进一步改进，所述换向控制件为四通阀。

本发明提供的一种控制方法，基于所述空调机组进行控制的方法，包括如下步骤：

步骤S01、空调机组开机请求；

步骤S02、执行初步判断动作；

步骤S03、根据步骤S02中的初步判断结果，控制空调机组运行在不同模式；

步骤S04、执行后续判断动作；

步骤S05、根据步骤S04中的后续判断结果，控制空调机组进行模式切换或维持原有运行模式。

作为本发明的进一步改进，所述执行初步判断动作，包括：

第一步，判断是否满足冷热联供模式开启条件，如果满足，则空调机组按照冷热联供模式开机，如果不满足，则执行第二步及第三步判断；

第二步，判断是否满足制冷模式开启条件，如果满足，则空调机组按照制冷模式开机，如果不满足，则进入待机模式；

第三步，判断是否满足制热模式开启条件，如果满足，则空调机组按照制热模式开机，如果不满足，则进入待机模式。

作为本发明的进一步改进，所述执行后续判断动作，包括：

当所述空调机组运行在制冷模式时，判断是否满足制热模式开启条件；当所述空调机组运行在制热模式时，判断是否满足制冷模式开启条件。

作为本发明的进一步改进，所述控制空调机组进行模式切换，包括空调机组由制冷模式或制热模式切换为冷热联供模式。

作为本发明的进一步改进，所述空调机组运行在不同模式包括：

制冷模式，用于为环境中制冷；

制热模式，用于为环境中制热和/或为生活供应热水；

冷热联供模式，用于为环境中制冷、以及制热或为生活供应热水；

待机，空调机组不动作。

本发明提供的一种控制系统，包括：

供电模块，用于接收空调机组开机请求，并为空调机组供电；

判断模块，用于执行初步判断动作和后续判断动作；

执行模块，用于控制空调机组运行在不同功能模式下或进行功能模式的切换。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明提供的空调机组，为多用途的六管制空调机组，通过设置多个功能单元，分别为制冷单元、制热单元和热水单元，还包括换向控制件，通过所述换向控制件能够控制载冷剂流经不同的循环流路与三个所述功能单元中的部分或全部单元进行换热，以实现制冷、制热或冷热联供功能，也就是说，本发明的单台空调机组，可以同时供应空调冷水、空调热水和生活热水，且此机组可根据用户负荷自动切换运行模式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明空调机组的系统原理图；

图2是本发明控制方法的控制流程图；

图3是本发明控制系统的组成结构图。

图中1、压缩机；2、四通阀；3、风冷换热器；4、第二单向阀；5、制冷膨胀阀；6、空调冷水换热器；7、第一单向阀；8、汽液分离器；9、空调热水换热器；10、第三单向阀；11、制热膨胀阀；12、第四单向阀；13、生活热水换热器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种空调机组，为六管制空调机组，包括多个功能单元，分别为制冷单元、制热单元和热水单元，还包括连接在三个功能单元之间的循环流路和换向控制件，通过换向控制件能够控制载冷剂流经不同的循环流路与三个功能单元中的部分或全部单元进行换热，以实现制冷、制热或冷热联供功能。

本发明提供的空调机组，为多用途的六管制空调机组，通过设置多个功能单元，分别为制冷单元、制热单元和热水单元，还包括换向控制件，通过换向控制件能够控制载冷剂流经不同的循环流路与三个功能单元中的部分或全部单元进行换热，以实现制冷、制热或冷热联供功能，也就是说，本发明的单台空调机组，可以同时供应空调冷水、空调热水和生活热水，且此机组可根据用户负荷自动切换运行模式。

进一步的，在本实施例中，制热功能包括空调制热和/或生活热水供应，也就是说当空调需要进行制热时，可单独为环境空间制热，提供暖风，也可以单独供应生活需要的热水，也可以暖风和热水同时提供。

可满足用户多种需求，适用性更强，且仅需一台机组即可完成，设备投资少，占用空间小。

进一步的，在本实施例中，冷热联供包括空调制冷、以及空调制热和/或生活热水供应。此处需要说明的是，冷热联供是指可以同时进行空调制冷和空调制热，可以同时进行空调制冷和生活热水供应，也可以同时进行空调制冷、空调制热和生活热水供应。可根据用户负责自动进行功能切换，以满足用户的多样性需求。

在此需要说明的是，换向控制件采用自动切换模式，能根据用户负荷自动进行制冷、制热或冷热联供功能的自动切换。自动切换模式的换向控制件提高系统运行自动化水平，也能提高机组的响应速度。

如图1所示，制冷单元包括空调冷水换热器6、两套制冷模组，两套制冷模组以并联方式分别与空调冷水换热器6连接，从而在制冷模组与空调冷水换热器6之间形成两套独立运行循环系统；每套制冷模组均包括压缩机1，换向控制件具有多个端口，其中，换向控制件的第一端口与压缩机1的出口连接、还包括连接在压缩机1进口侧的气液分离器8，气液分离器8与空调冷水换热器6之间设置有第一单向阀7、换向控制件的第二端口上连接有风冷换热器3，风冷换热器3和空调冷水换热器6之间设置有第二单向阀4和制冷膨胀阀5。

制冷时，载冷剂经压缩机1压缩后经换向控制件进入到风冷换热器3进行换热后，经第二单向阀4和制冷膨胀阀5后，与空调冷水换热器6进行换热，以提供空调冷水换热器6所需的冷量，然后空调冷水换热器6用于为环境中提供冷量，以进行空调制冷。

如果换热器串联，载冷剂就需要流经每一个换热器(纵然可能某个换热器不需要工作)，会增加压降，导致空调系统能力和能效下降；而本发明中，换热器并联，某个换热器不需要工作时，可以通过调节相关相关阀去改变流路，使载冷剂不经过不工作的换热器，从而使得系统更高效。

制热单元设置在其中一个制冷模组和空调冷水换热器6之间，包括空调热水换热器9、制热膨胀阀11、第三单向阀10和第四单向阀12，空调热水换热器9的进口与换向控制件第三端口连接，空调热水换热器9的出口侧设置有第三单向阀10，第三单向阀10的出口侧连接在第二单向阀4和制冷膨胀阀5之间的循环流路上；制热膨胀阀11的进口连接在第二单向阀4和制冷膨胀阀5之间的循环流路上，制热膨胀阀11的出口连接在风冷换热器3上；第四单向阀12的进口通过循环流路连接在换向控制件的第四端口上，出口连接在第一单向阀7和气液分离器8之间的循环流路上。

空调制热时，载冷剂经压缩机1压缩后经换向控制件进入到空调热水换热器9，然后经第三单向阀10进入到制热膨胀阀11，然后回流到风冷换热器3，再次经换向控制件的第四端口进入到第四单向阀12，并最后经气液分离器8回流到压缩机1。空调热水换热器9用于制取热水，用于风机盘管给空气加热，达到空调制热目的。

热水单元设置在另一个制冷模组和空调冷水换热器6之间，包括生活热水换热器13、制热膨胀阀11、第三单向阀10和第四单向阀12，生活热水换热器13的进口与换向控制件第三端口连接，生活热水换热器13的出口侧设置有第三单向阀10，第三单向阀10的出口侧连接在第二单向阀4和制冷膨胀阀5之间的循环流路上；制热膨胀阀11的进口连接在第二单向阀4和制冷膨胀阀5之间的循环流路上，制热膨胀阀11的出口连接在风冷换热器3上；第四单向阀12的进口通过循环流路连接在换向控制件的第四端口上，出口连接在第一单向阀7和气液分离器8之间的循环流路上。

再此需要说明的是，热水单元和的制热单元的结构完全相同，区别仅仅在于换热器一个是空调热水换热器9，另一个是生活热水换热器13，其他的单向阀、膨胀阀，以及循环流路的布局、连接关系等均完全相同，为左右对称结构。

如图1所示，其中空调热水换热器9和生活热水换热器13的所在位置可以相互互换。

如图1所示，在本实施例中，换向控制件为四通阀2。

本发明由于可使用单台机组满足空调冷水、空调热水和生活热水三种需求，初投资少，性价比高；同时由于机组可根据用户负荷自动切换运行模式，机组耗电量少，综合能效高，运行成本低。

如图2所示，本发明提供的一种控制方法，基于上述的空调机组进行控制的方法，包括如下步骤：

步骤S01、六管制空调机组开机请求；

步骤S02、执行初步判断动作，包括：

第一步，判断是否满足冷热联供模式开启条件，如果满足，则空调机组按照冷热联供模式开机，如果不满足，则执行第二步及第三步判断；

第二步，判断是否满足制冷模式开启条件，如果满足，则空调机组按照制冷模式开机，如果不满足，则进入待机模式；

第三步，判断是否满足制热模式开启条件，如果满足，则空调机组按照制热模式开机，如果不满足，则进入待机模式。

在此需要说明的是，第二步和第三步可以先后判断，谁先谁后都可以，也可以同时进行判断，根据判断结果，空调机组按照所需的模式进行开机。

步骤S03、根据步骤S02中的初步判断结果，控制空调机组运行在不同模式，包括：

当判断是否满足制冷模式开启条件，结果为是时，空调机组开启为制冷模式，用于为环境中制冷；

当判断是否满足制热模式开启条件，结果为是时，空调机组开启为制热模式，用于为环境中制热和/或为生活供应热水；

当判断是否满足冷热联供模式开启条件，结果为是时，空调机组开启为冷热联供模式，用于为环境中制冷、以及制热或为生活供应热水；

待机，当判断是否满足制冷模式开启条件、当判断是否满足制热模式开启条件这两步判断结果中任一为否时，则空调机组不动作。

本发明控制方法能实现空调机组的3种运行模式，即制冷模式、制热模式和冷热联供模式，各种模式的载冷剂流向如下。

制冷模式：压缩机1——四通阀2——风冷换热器3——第二单向阀4——制冷膨胀阀5——空调冷水换热器6——第一单向阀7——汽液分离器8——压缩机1；

制热模式：压缩机1——四通阀2——空调热水换热器9/生活热水换热器13——第三单向阀10—制热膨胀阀11——风冷换热器3——四通阀2——第四单向阀12——汽液分离器8——压缩机1；

冷热联供模式：压缩机1——四通阀2——空调热水换热器9/生活热水换热器13——第三单向阀10——制冷膨胀阀5——空调冷水换热器6——第一单向阀7——汽液分离器8——压缩机1。

步骤S04、执行后续判断动作，包括：

当空调机组运行在制冷模式时，判断是否满足制热模式开启条件；当空调机组运行在制热模式时，判断是否满足制冷模式开启条件；当判断结果任一为否时，均继续按照原有的功能模式运行，当判断结果任一为是时，则空调机组进行模式切换。

步骤S05、根据步骤S04中的后续判断结果，控制空调机组进行模式切换或维持原有运行模式，当空调机组运行在制热模式时，判断是否满足制冷模式开启条件；当判断结果任一为否时，均继续按照原有的功能模式运行，当判断结果任一为是时，则空调机组进行模式切换，其中，控制空调机组进行模式切换，包括空调机组由制冷模式或制热模式切换为冷热联供模式。

如图3所示，本发明提供的一种控制系统，包括

供电模块，用于接收空调机组开机请求，并为空调机组供电；

判断模块，用于执行初步判断动作和后续判断动作；

执行模块，用于控制空调机组运行在不同功能模式下或进行功能模式的切换。

本发明提出的六管制空调机组可根据用户侧的负荷情况切换运行模式，能最大限度的在满足用户需求的情况下实现节能运行。

机组开机前检测是否满足冷热联供模式开启条件，如满足按冷热联供模式运行，若不满足则分别检测是否满足制冷/制热模式开启条件，如满足则按照相应模式开机，若不满足则待机继续检测。

机组按照制冷模式开机后，检测是否满足制热模式开启条件，若满足则切换为冷热联供模式运行，若不满足则继续按照制冷模式运行；

机组按照制热模式开机后，检测是否满足制冷模式开启条件，若满足则切换为冷热联供模式运行，若不满足则继续按照制热模式运行。

这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

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1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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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；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，除非另有明确的限定。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种空调机组，其特征在于，为六管制空调机组，包括制冷单元、制热单元和热水单元，还包括连接在三个功能单元之间的循环流路和换向控制件，通过所述换向控制件能够控制载冷剂流经不同的循环流路与三个功能单元中的部分或全部单元进行换热，以实现制冷、制热或冷热联供功能。

2.根据权利要求1所述的空调机组，其特征在于，所述制热功能包括空调制热和/或生活热水供应。

3.根据权利要求1所述的空调机组，其特征在于，所述冷热联供包括空调制冷、以及空调制热和/或生活热水供应。

4.根据权利要求1所述的空调机组，其特征在于，所述换向控制件采用自动切换模式，能根据用户负荷自动进行制冷、制热或冷热联供功能的自动切换。

5.根据权利要求1所述的空调机组，其特征在于，所述制冷单元包括空调冷水换热器、两套制冷模组，两套所述制冷模组以并联方式连接在所述空调冷水换热器上；每套所述制冷模组均包括压缩机，所述换向控制件具有多个端口，所述换向控制件的第一端口与所述压缩机的出口连接、还包括连接在所述压缩机进口侧的气液分离器，所述气液分离器与所述空调冷水换热器之间设置有第一单向阀、所述换向控制件的第二端口上连接有风冷换热器，所述风冷换热器和所述空调冷水换热器之间设置有第二单向阀和制冷膨胀阀。

6.根据权利要求5所述的空调机组，其特征在于，所述制热单元设置在其中一个所述制冷模组和所述空调冷水换热器之间，包括空调热水换热器、制热膨胀阀、第三单向阀和第四单向阀，所述空调热水换热器的进口与所述换向控制件的第三端口连接，所述空调热水换热器的出口侧设置有所述第三单向阀，所述第三单向阀的出口侧连接在所述第二单向阀和所述制冷膨胀阀之间的循环流路上；所述制热膨胀阀的进口连接在所述第二单向阀和所述制冷膨胀阀之间的循环流路上，所述制热膨胀阀的出口连接在所述风冷换热器上；所述第四单向阀的进口通过循环流路连接在所述换向控制件的第四端口上，出口连接在所述第一单向阀和所述气液分离器之间的循环流路上。

7.根据权利要求5所述的空调机组，其特征在于，所述热水单元设置在另一个所述制冷模组和所述空调冷水换热器之间，包括生活热水换热器、制热膨胀阀、第三单向阀和第四单向阀，所述生活热水换热器的进口与所述换向控制件第三端口连接，所述生活热水换热器的出口侧设置有所述第三单向阀，所述第三单向阀的出口侧连接在所述第二单向阀和所述制冷膨胀阀之间的循环流路上；所述制热膨胀阀的进口连接在所述第二单向阀和所述制冷膨胀阀之间的循环流路上，所述制热膨胀阀的出口连接在所述风冷换热器上；所述第四单向阀的进口通过循环流路连接在所述换向控制件的第四端口上，出口连接在所述第一单向阀和所述气液分离器之间的循环流路上。

8.根据权利要求1所述的空调机组，其特征在于，所述换向控制件为四通阀。

9.一种控制方法，其特征在于，基于如权利要求1-8中任一项所述的空调机组进行控制的方法，包括如下步骤：

步骤S01、空调机组开机请求；

步骤S02、执行初步判断动作；

步骤S03、根据步骤S02中的初步判断结果，控制空调机组运行在不同模式；

步骤S04、执行后续判断动作；

步骤S05、根据步骤S04中的后续判断结果，控制空调机组进行模式切换或维持原有运行模式。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述执行初步判断动作，包括：

第一步，判断是否满足冷热联供模式开启条件，如果满足，则空调机组按照冷热联供模式开机，如果不满足，则执行第二步及第三步判断；

第二步，判断是否满足制冷模式开启条件，如果满足，则空调机组按照制冷模式开机，如果不满足，则进入待机模式；

第三步，判断是否满足制热模式开启条件，如果满足，则空调机组按照制热模式开机，如果不满足，则进入待机模式。

11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述执行后续判断动作，包括：

当所述空调机组运行在制冷模式时，判断是否满足制热模式开启条件；

当所述空调机组运行在制热模式时，判断是否满足制冷模式开启条件。

12.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制空调机组进行模式切换，包括空调机组由制冷模式或制热模式切换为冷热联供模式。

13.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述空调机组运行在不同模式包括：

制冷模式，用于为环境中制冷；

制热模式，用于为环境中制热和/或为生活供应热水；

冷热联供模式，用于为环境中制冷、以及制热或为生活供应热水；

待机，空调机组不动作。

14.一种控制系统，其特征在于，包括：

供电模块，用于接收空调机组开机请求，并为空调机组供电；

判断模块，用于执行初步判断动作和后续判断动作；

执行模块，用于控制空调机组运行在不同功能模式下或进行功能模式的切换。

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