CN115751654A - 空调末端水流控制装置、空调末端的控制方法及空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调末端水流控制装置、空调末端的控制方法及空调，包括：第一阀门，其接口连接进水管、出水管，以及空调末端的辐射换热器和对流换热器；第二阀门，其接口连接第一阀门、辐射换热器和对流换热器；控制器，根据环境温度与设定温度的差值控制所述第一阀门、第二阀门进行切换调整水流流经辐射换热器和对流换热器的顺序或者只流经一个换热器。本发明应用于空调末端设备，可以根据环境温度与设定温度的差值来确定工作模式，切换水流经过强制对流换热器及辐射换热器的顺序或者是只单独经过一个换热器，来提高换热器与实际环境温度的匹配程度，从而提高换热效率。

Description

空调末端水流控制装置、空调末端的控制方法及空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种空调末端水流控制装置、空调末端的控制方法及空调。

背景技术

中央空调末端，即用户端，直接对应各个房间单独设置，具体是换热器与风机的配合方式，将冷冻水的冷量传递到室内，其通常由机壳、表冷器及风机构成，其风机一般采用蜗壳设式的离心风机，风机体积较大，增加了风机的整体厚度，安装时占用空间较大，另一方面也增加了风机盘管的制造成本。另外其受设计限制，风流经表冷器时，与盘管换热效率低，造成一定的能源浪费；另一种方式则是采用辐射末端的方式实现无风感，但目前的辐射末端在结构设计上存在不足，导致辐射末端的辐射板的换热(制冷或者制热)效率不高；再一种则是将上述的强制对流及辐射换热的方式进行了简单的组合，并未进行相应的改进，因此，这种虽然在功能上复合了上述两种方式的优点，但两种方式分别的不足也较为明显。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中组合两种换热器的换热效率低的技术问题，提出一种空调末端水流控制装置、空调末端的控制方法及空调。

本发明采用的技术方案是：

本发明提出了一种空调末端水流控制装置，包括：

第一阀门，其接口连接进水管、出水管，以及空调末端的辐射换热器和对流换热器；

第二阀门，其接口连接第一阀门、辐射换热器和对流换热器；

控制器，根据环境温度与设定温度的差值控制所述第一阀门、第二阀门进行切换调整水流流经辐射换热器和对流换热器的顺序或者只流经一个换热器。

进一步的，第一阀门为五通换向阀，其一侧设有第一接口、第二接口，另一侧设有第三接口、第四接口和第五接口，所述第一接口连接所述出水管，所述第二接口连接所述进水管，所述第三接口连通所述辐射换热器，所述第四接口连接所述第二阀门，第五接口连通所述对流换热器。

进一步的，第二阀门为三通换向阀，其第一接口连通所述辐射换热器，第二接口连通所述对流换热器，第三接口连通所述第一阀门的第四接口。

进一步的，对流换热器铺设在辐射换热器上，且所述对流换热器通过风盘风机进行对流换热。

本发明还提出一种空调末端的控制方法，使用上述的空调末端水流控制装置，包括步骤：

预设多个温度范围，每个温度范围对应一个工作模式；

采集环境温度，计算环境温度与设定温度的差值的绝对值；

判断环境温度与设定温度的差值所在的温度范围，执行该温度范围对应的工作模式切换第一阀门、第二阀门和风盘风机的状态。

进一步的，多个温度范围包括对应温度依次增大的第一温度范围，第二温度范围、第三温度范围和第四温度范围。

具体的，第一温度范围对应逆向工作模式二，运行所述逆向工作模式二时控制风盘风机停止运行，并控制第一阀门的第一接口与第四接口连通，第二接口与第三接口连通，控制第二阀门的第一接口与第三接口连通。

具体的，第二温度范围对应逆向工作模式一，运行所述逆向工作模式一时控制风盘风机降低至预设档位运行，并控制第一阀门的第一接口与第五接口连通，第二接口与第三接口连通，控制第二阀门的第一接口与第二接口连通。

具体的，第三温度范围对应正向工作模式二，运行所述正向工作模式二时控制风盘风机降低至预设档位运行，并控制第一阀门的第一接口与第四接口连通，第二接口与第五接口连通，控制第二阀门的第二接口与第三接口连通。

具体的，第四温度范围对应正向工作模式一，运行所述正向工作模式一时控制风盘风机升高至预设最高档位运行，并控制第一阀门的第一接口与第三接口连通，第二接口与第五接口连通，控制第二阀门的第一接口与第二接口连通。

本发明还提出一种空调，其特征在于，包括上述的空调末端水流控制装置，并使用上述的空调末端的控制方法控制空调末端提高换热效率。

与现有技术比较，本发明应用于空调末端设备，可以根据环境温度与设定温度的差值来确定工作模式，切换水流经过强制对流换热器及辐射换热器的顺序或者是只单独经过一个换热器，来提高换热器与实际环境温度的匹配程度，从而提高换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中正向工作模式的管道结构示意图；

图3为本发明实施例中逆向工作模式的管道结构示意图；

图4为本发明实施例中正向工作模式一的管道结构示意图；

图5为本发明实施例中正向工作模式二的管道结构示意图；

图6为本发明实施例中逆向工作模式一的管道结构示意图；

图7为本发明实施例中逆向工作模式二的管道结构示意图；

图8为本发明实施例中的流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

目前，空调末端的换热效率较低，辐射末端在结构设计上存在不足，导致辐射末端的辐射板的换热(制冷或者制热)效率不高；而现有技术中往往是将强制对流及辐射换热的方式进行了简单的组合，并未进行相应的改进，因此，这种虽然在功能上复合了上述两种方式的优点，但两种方式分别的不足也较为明显。对此，本发明提出了一种空调末端水流控制装置，应用于空调末端设备，可以根据环境温度与设定温度的差值来确定工作模式，切换水流经过强制对流换热器及辐射换热器的顺序，提高换热效率。

如图1所示，本发明提出了一种空调末端水流控制装置，空调末端具体包括：辐射换热器，安装在辐射换热器上的对流换热器，以及配合对流换热器的风盘风机；水流控制装置具体包括：第一阀门3、第二阀门4和控制器，第一阀门3的接口连接进、出水管，以及空调末端的辐射换热器2和对流换热器1，第一阀门3的接口可以控制切换，来调整水流的循环方向，从而改变流入进水管到达空调末端的冷冻水经过辐射换热器和对流换热器的顺序；第二阀门4的接口连接第一阀门3、辐射换热器2和对流换热器1，通过第二阀门4与第一阀门3配合，使流入进、出水管的冷冻水不仅可以切换经过辐射换热器和对流换热器的顺序，还可以单独只流过辐射换热器或者对流换热器，从而提供更多可以选择的切换模式，能够根据环境温度来调整，提高换热效率。控制器根据环境温度与设定温度的差值的绝对值控制第一阀门、第二阀门进行切换调整水流流经辐射换热器和对流换热器的顺序或者只流经一个换热器。

在具体的实施例中，第一阀门3为五通换向阀，其右侧设有第一接口a、第二接口b，其左侧设有第三接口c、第四接口d和第五接口e，其第一接口a连接出水管，第二接口b连接进水管，第三接口c连通辐射换热器2，第四接口d连接第二阀门4，第五接口e连通对流换热器1。第二阀门4为三通换向阀，其第一接口a连通辐射换热器2，第二接口b连通对流换热器1，第三接口c连通五通换向阀的第四接口d。需要说明的是，换向阀的接口都是通过管道与其他零部件连接。

通过切换换向阀来切换不同的工作模式，如图2、3所示，工作模式具体分为正向工作模式和逆向工作模式，如图4、5所示，正向工作模式又包括正向工作模式一和正向工作模式二，如图6、7所示，逆向工作模式包括逆向工作模式一和逆向工作模式二，以下是不同工作模式阀门的具体连接状况。

如图4所示，运行正向工作模式一时，控制第一阀门的第一接口与第三接口连通，第二接口与第五接口连通，控制第二阀门的第一接口与第二接口连通。使从进水管进入的冷冻水先经过对流换热器1，到达三通换热阀后，再经过辐射换热器2回到五通换向阀从出水管流出完成循环。当温度较高时，开启对流换热器，房间空气的换热主要是对流换热，可以尽快降低房间温度，同时开启辐射换热，辐射换热利用对流换热后的冷冻水温度和房间温度差值，按自然对流的换热方式补充房间的空气制冷量，充分利用冷冻水的温度差能量，提高冷冻水的利用率，降低冷耗。

如图5所示，运行正向工作模式二时，控制第一阀门的第一接口与第四接口连通，第二接口与第五接口连通，第二阀门的第二接口与第三接口连通。使从进水管进入的冷冻水经过对流换热器1，到达三通换热阀后，直接回到五通换向阀从出水管流出完成循环。

如图6所示，运行逆向工作模式一时，控制第一阀门的第一接口与第五接口连通，第二接口与第三接口连通，控制第二阀门的第一接口与第二接口连通。使从进水管进入的冷冻水先经过辐射换热器2，到达三通换热阀后，再经过对流换热器1回到五通换向阀从出水管流出完成循环。此时环境温度比较接近设定温度，可以通过先通过辐射换热器进行换热，提高换热效率。

如图7所示，运行逆向工作模式二时，控制第一阀门的第一接口与第四接口连通，第二接口与第三接口连通，控制第二阀门的第一接口与第三接口连通。使从进水管进入的冷冻水经过辐射换热器2，到达三通换热阀后，直接回到五通换向阀从出水管流出完成循环。此时环境温度非常接近设定温度，可以仅通过辐射换热器单独进行换热，最大限度的提高换热效率。

如图8所示，本发明还提出了一种水流控制方法，使用上述空调末端水流控制装置，具体包括步骤：

预设多个温度范围，每个温度范围设置一个对应的工作模式；

实时采集环境温度T_环(该环境温度指的是空调末端所安装环境的温度)，计算环境温度T_环与设定温度T_设的差值的绝对值，判断环境温度T_环与设定温度T_环的差值的绝对值所在的温度范围，执行该温度范围的工作模式对应的控制逻辑来切换第一阀门与第二阀门和风盘风机的档位。

在具体的实施例中，预设的多个温度范围包括对应的温度值依次增大的第一温度范围，第二温度范围、第三温度范围和第四温度范围。

在具体的实施例中，第一、第二、第三、第四温度范围具体为[0，3)，[3，7)，[7，11)，[11，∞)，也可以根据需要对数值进行调整。

具体的，第一温度范围对应逆向工作模式二，运行逆向工作模式二时控制风盘风机停止运行，并控制第一阀门的第一接口与第四接口连通，第二接口与第三接口连通，控制第二阀门的第一接口与第三接口连通。

第二温度范围对应逆向工作模式一，运行逆向工作模式一时控制风盘风机降低至预设档位运行，并控制第一阀门的第一接口与第五接口连通，第二接口与第三接口连通，控制第二阀门的第一接口与第二接口连通。

第三温度范围对应正向工作模式二，运行正向工作模式二时控制风盘风机降低至预设档位运行，并控制第一阀门的第一接口与第四接口连通，第二接口与第五接口连通，控制第二阀门的第二接口与第三接口连通。

第四温度范围对应正向工作模式一，运行正向工作模式一时控制风盘风机升高至预设最高档位运行，并控制第一阀门的第一接口与第三接口连通，第二接口与第五接口连通，控制第二阀门的第一接口与第二接口连通。

因为当温度较低时，对流换热器停止工作，只开启辐射换热，房间的空气完全按照自然对流进行换热，保持房间的温度和湿度，噪音大幅减低，同时只开启辐射换热，可以降低冷冻水的水流量，减少冷冻水水泵功耗，降低水泵功耗。

当温度较高时，开启对流换热器，房间空气的换热主要是对流换热，可以尽快降低房间温度，同时开启辐射换热，辐射换热利用对流换热后的冷冻水温度和房间温度差值，按自然对流的换热方式补充房间的空气制冷量，充分利用冷冻水的温度差能量，提高冷冻水的利用率，降低冷耗。

本发明还提出了一种空调，包括空调末端以及上述的空调末端水流控制装置，并使用上述的控制方法控制空调末端的水流，提高空调末端的换热效率。

需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种空调末端水流控制装置，其特征在于，包括：

第一阀门，其接口连接进水管、出水管，以及空调末端的辐射换热器和对流换热器；

第二阀门，其接口连接第一阀门、辐射换热器和对流换热器；

控制器，根据环境温度与设定温度的差值控制所述第一阀门、第二阀门进行切换调整水流流经辐射换热器和对流换热器的顺序或者只流经一个换热器。

2.如权利要求1所述的空调末端水流控制装置，其特征在于，所述第一阀门为五通换向阀，其一侧设有第一接口、第二接口，另一侧设有第三接口、第四接口和第五接口，所述第一接口连接所述出水管，所述第二接口连接所述进水管，所述第三接口连通所述辐射换热器，所述第四接口连接所述第二阀门，第五接口连通所述对流换热器。

3.如权利要求2所述的空调末端水流控制装置，其特征在于，所述第二阀门为三通换向阀，其第一接口连通所述辐射换热器，第二接口连通所述对流换热器，第三接口连通所述第一阀门的第四接口。

4.如权利要求1所述的空调末端水流控制装置，其特征在于，所述对流换热器铺设在辐射换热器上，且所述对流换热器通过风盘风机进行对流换热。

5.一种空调末端的控制方法，其特征在于，使用权利要求1至4任一项所述的空调末端水流控制装置，包括步骤：

预设多个温度范围，每个温度范围对应一个工作模式；

采集环境温度，计算环境温度与设定温度的差值的绝对值；

判断环境温度与设定温度的差值所在的温度范围，执行该温度范围对应的工作模式切换第一阀门、第二阀门和风盘风机的状态。

6.如权利要求5所述的空调末端的控制方法，其特征在于，所述多个温度范围包括对应温度依次增大的第一温度范围，第二温度范围、第三温度范围和第四温度范围。

7.如权利要求6所述的空调末端的控制方法，其特征在于，所述第一温度范围对应逆向工作模式二，运行所述逆向工作模式二时控制风盘风机停止运行，并控制第一阀门的第一接口与第四接口连通，第二接口与第三接口连通，控制第二阀门的第一接口与第三接口连通。

8.如权利要求6所述的空调末端的控制方法，其特征在于，所述第二温度范围对应逆向工作模式一，运行所述逆向工作模式一时控制风盘风机降低至预设档位运行，并控制第一阀门的第一接口与第五接口连通，第二接口与第三接口连通，控制第二阀门的第一接口与第二接口连通。

9.如权利要求6所述的空调末端的控制方法，其特征在于，所述第三温度范围对应正向工作模式二，运行所述正向工作模式二时控制风盘风机降低至预设档位运行，并控制第一阀门的第一接口与第四接口连通，第二接口与第五接口连通，控制第二阀门的第二接口与第三接口连通。

10.如权利要求6所述的空调末端的控制方法，其特征在于，所述第四温度范围对应正向工作模式一，运行所述正向工作模式一时控制风盘风机升高至预设最高档位运行，并控制第一阀门的第一接口与第三接口连通，第二接口与第五接口连通，控制第二阀门的第一接口与第二接口连通。

11.一种空调，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的空调末端水流控制装置，并使用权利要求5至10任一项所述的空调末端的控制方法控制空调末端提高换热效率。

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