CN116007066A - 整体式空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体式空调系统及其控制方法，涉及空气调节领域，用以降低整体式空调系统发生爆炸危险的可能性。整体式空调系统包括空调、送风流路、回风流路、新风流路以及冷媒检测元件。空调包括出风口和回风口。送风流路与空调的出风口流体连通。回风流路与空调的回风口流体连通。新风流路与回风流路连通。冷媒检测元件安装于送风流路和回风流路的外侧，以检测冷媒检测元件所在空间内的冷媒浓度。上述技术方案，通过冷媒检测元件可以快速、准确地识别是否出冷媒泄露现象，为后续的排风操作提供更加精准的判断标准，减少了爆炸云团的产生存在时间，降低爆炸风险，大大增加了整体式空调系统使用的安全性。

Description

整体式空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空气调节领域，具体涉及一种整体式空调系统及其控制方法。

背景技术

《基加利修正案》明确规定了碳减排的时间表，其中欧盟F-GAS法规也明确规定了在2027年1月1日开始执行≤12KW的空调机组用制冷剂GWP＜150。北美2025年1月1日开始，空调制冷剂GWP＜750。目前可利用的、且满足要求的制冷剂基本都是可燃的或者易燃的，如R290、R32、R454B等可燃制冷剂。

发明人发现，当空调机组采用R290、R32、、R454B等可燃制冷剂后，一旦室内侧出现制冷剂泄漏，容易在一定区域内产生爆炸云团。当爆炸云团满足点燃温度条件后，会发生爆炸危险。

进一步地，发明人还发现，针对整体式空调系统(如屋顶机)一般都是安装在室外侧，通过送回风管道与室内相连。当空调系统采用易燃易爆的制冷剂(如R290或者R32等制冷剂)后，一旦室内机管路系统因振动断管裂漏或蒸发器腐蚀裂漏时，容易出现冷媒泄漏到风道系统中，通过送风管道送到室内侧，一旦在屋内达到冷媒浓度超标爆炸极限，就会产生爆炸云团，遇到高温或火花就会产生爆炸风险，因此急需从空调系统控制上进行设计来进行控制，提升空调的安全性。

业内亟需研究一种方案来减小爆炸风险。

发明内容

本发明提出一种整体式空调系统及其控制方法，用以降低整体式空调系统发生爆炸危险的可能性。

本发明实施例提供了一种整体式空调系统，包括：

空调，包括出风口和回风口；

送风流路，与所述空调的出风口流体连通；

回风流路，与所述空调的回风口流体连通；

新风流路，与所述回风流路连通；以及

冷媒检测元件，安装于所述送风流路和所述回风流路的外侧，以检测所述冷媒检测元件所在空间内的冷媒浓度。

在一些实施例中，所述新风流路包括第一流动方向和第二流动方向；其中，当所述新风流路处于第一流动方向，外界气体经由所述新风流路机内到所述回风流路中；当所述新风流路处于第二流动方向，所述冷媒检测元件所在空间内的气体经由所述新风流路排出。

在一些实施例中，所述新风流路包括风机，所述风机包括以下两个转动方向：正转、反转。

在一些实施例中，整体式空调系统还包括：

控制器，与所述冷媒检测元件通信连接，所述控制器被构造为根据所述冷媒检测元件检测得到的冷媒浓度，控制所述新风流路的流向。

在一些实施例中，整体式空调系统还包括：

房屋，所述送风流路的一端与所述空调的出风口流体连通，所述送风流路的另一端位于所述房屋内部。

在一些实施例中，所述冷媒检测元件安装于所述房屋内部。

在一些实施例中，所述冷媒检测元件的数量为多个，多个所述冷媒检测元件分散布置，以检测所述房屋不同位置的冷媒浓度。

在一些实施例中，所述空调包括屋顶机。

本发明实施例提供一种整体式空调系统控制方法，包括以下步骤：

采集冷媒检测元件检测到的冷媒浓度；

如果所述冷媒检测元件检测到的冷媒浓度小于或者等于设定阈值，控制所述新风流路按照第一流动方向流动。

在一些实施例中，整体式空调系统控制方法还包括以下步骤：

如果所述冷媒检测元件检测到的冷媒浓度大于设定阈值，控制所述新风流路按照第二流动方向流动。

在一些实施例中，整体式空调系统控制方法还包括以下步骤：

如果所述冷媒检测元件检测到的冷媒浓度大于设定阈值，将空调关机。

在一些实施例中，整体式空调系统控制方法还包括以下步骤：

如果所述冷媒检测元件检测到的冷媒浓度大于设定阈值，所述冷媒检测元件发出声光报警信号。

上述技术方案提供的整体式空调系统，包括空调、送风流路、回风流路、新风流路以及冷媒检测元件。空调对回风流路输送来的空气进行过滤、温度调节，然后经过送风流路输送至需要的空间。冷媒检测元件用于检测空间内是否出现冷媒泄露现象。通过冷媒检测元件可以快速、准确地识别是否出冷媒泄露现象，为后续的排风操作提供更加精准的判断标准，减少了爆炸云团的产生存在时间，降低爆炸风险，大大增加了整体式空调系统使用的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的整体式空调系统结构示意图。

图2为本发明实施例提供的整体式空调系统的屋顶机结构示意图。

图3为本发明实施例提供的整体式空调系统控制方法示意图。

图4为本发明实施例提供的整体式空调系统控制方法的逻辑示意图。

附图标记：

1、空调；2、送风流路；3、回风流路；4、新风流路；5、冷媒检测元件；6、风机；7、控制器；8、房屋；11、出风口；12、回风口。

具体实施方式

下面结合图1～图4对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1和图2，本发明实施例提供一种整体式空调系统，包括空调1、送风流路2、回风流路3、新风流路4以及冷媒检测元件5。送风流路2与空调1的出风口11流体连通。回风流路3与空调1的回风口12流体连通。新风流路4与回风流路3连通。冷媒检测元件5安装于送风流路2和回风流路3的外侧，以检测冷媒检测元件5所在空间内的冷媒浓度。

空调1为整体式空调，具体比如为屋顶机等，后文以屋顶机为例进行描述。屋顶机集制冷、制热、送风、空气净化等功能于一体，一般安装于楼宇屋顶。屋顶机结构紧凑、制冷(热)量大、调试方便、安装便捷、投资和维护费用较低，其被广泛应用于冶金、化工及机电等行业，并在书店、商场、影院、剧院、餐厅等场合也被广泛应用。

正常工况下，屋顶机所使用的冷媒不会泄露，房屋8内不会检测到泄露的冷媒。当屋顶机出现故障后，可能会发生冷媒泄露的现象。正常来说，空调系统内循环勇的冷媒具有多种相态，其不断地在液态、气态之间循环转化。冷媒泄露后，会变为气体。泄露的冷媒弥散分布在房屋8内部。通过冷媒检测元件5可以实时检测房屋8内部冷媒的量，以准确、及时判断是否出现危险。

冷媒检测元件5也称为冷媒检测报警装置，其可以实现冷媒浓度的检测，并在冷媒浓度超过设定阈值时发出报警信号。报警信号可以为单独的声音信号或者光信号，也可以同时发出声音报警信号和光报警信号，以提示房间的人迅速采取避险措施。

送风流路2采用一段或者多段管道。管道的一段与空调1的出风口11流体连通，管道的另一端直接通入到房屋8的内部。管道可以采用刚性管道和柔性管道配合的结构。由于空调1的制冷(热)量大，一个空调1产生的冷热空气可能会被输送至多个不同位置。各个不同位置共用的那部分管道可以设置为刚性管道，其内径尺寸设置的比较大，以满足风量要求。各个位置专用的管道的内径尺寸设置得比较细，这样在满足所需要风量的前提下，也使得整体式空调系统的结构更加紧凑。每个送风流路2可以设置一个或者多个排风口21。图1中示意了多个排风口21，这些排风口21分散布置于房屋8的顶部。

回风流路3用于将房屋8内的空气引回到空调1，回风流路3的一端与空调1的回风口12流体连通，回风流路3的另一端安装于房屋8内部。每条回风流路3可以设置一个或者多个回风端口31，回风端口31位置低于送风流路2的排风口21。回风端口31的回风速度被设置为可控的，可以根据调节调节回风风量和回风速度。

在一些实施例中，新风流路4包括第一流动方向和第二流动方向。第一流动方向和第二流动方向不同。具体地，从进、出新风流路4的角度来看，第一流动方向和第二流动方向相反。第一流动方向是将外界空气引入到新风流路4中。第一流动方向是将房屋8内的空气经由新风流路4排出带外界大气中。

具体来说，当新风流路4处于第一流动方向，外界气体经由新风流路4机内到回风流路3中。当整体式空调系统处于新风模式时，外界的空气经过新风流路4进入到回风流路3，然后沿着回风流路3进入到空调1内部，空气经过过滤、温度调节后，通过送风流路2进入到房屋8中。

当新风流路4处于第二流动方向，冷媒检测元件5所在空间内的气体经由新风流路4排出。当冷媒泄露后，冷媒检测元件5检测到冷媒泄露。此时需要及时对房屋8内部进行排风，以使得冷媒迅速被排放到房屋8外部，从而降低泄露的冷媒在房屋8内部爆炸的可能性。

为了使得新风流路4内的空气流动方向可控、可变，在一些实施例中，新风流路4包括风机6，风机6包括以下两个转动方向：正转、反转。通过控制风机6的转动方向，就能实现空气进入到回风流路3，或者从回风流路3排出到新风流路4中。

在一些实施例中，整体式空调系统还包括控制器7，控制器7与冷媒检测元件5通信连接，控制器7被构造为根据冷媒检测元件5检测得到的冷媒浓度，控制新风流路4的流向。控制器7与新风流路4的风机6通信连接，通过控制器7控制风机6的转动方向、转速等参数。在冷媒检测元件5检测到的冷媒量大于设定阈值时，风机6将房屋8内的空气吸入到回风流路3中，然后进入到新风流道中，最后从新风流路4的端部开口排出到外界大气中。如果冷媒检测元件5检测到的冷媒量逐渐升高，此情况下，控制器7控制电机的转速增加，以更快的速度排出房屋8内泄露的冷媒气团。

根据需要，控制器7可以设置于任何位置。图1中以控制器7设置在房屋8内为例。

参见图1，整体式空调系统还包括房屋8，送风流路2的一端与空调1流体连通，送风流路2的另一端位于房屋8内部。送风流路2将过滤、调温后的干净空气送入到房屋8内部。房屋8可以是任何室内空间，具体比如书店、商场、影院、剧院、餐厅等。房屋8包括一个或者多个房间，各个房间可以位于相同的楼层或者不同的楼层。每个房间内都布置有至少一个送风流路2的出风口11，和一个回风流路3的回风口12。送风流路2的出风口11、回风流路3的回风口12在房间内分散布置。一般而言，送风流路2的出风口11可以设置在天花板附近，干净的空气从送风流路2进入到房间内部。回风流路3的回风口12可以设置在房间的中下部、房间的中上部，或者其他便于回风的区域。

参见图1，冷媒检测元件5安装于房屋8内部。房屋8的内部空间可能比较大，这种情况下，可以设置多条进风流路，以实现对房屋8内不同空间的送风。在每个送风流道的每个送风口附近都可以布置一个或者多个冷媒检测元件5。或者在每个房间的中间位置或者回风流道的入口处布置冷媒检测元件5。

冷媒检测元件5的数量可以为多个，多个冷媒检测元件5分散布置，以检测房屋8不同位置的冷媒浓度。在设置多个冷媒检测元件5的情况下，任何一个冷媒检测元件5检测到的冷媒的泄漏量超过设定阈值时，都说明房屋8内部出现了冷媒泄露，都需要对房屋8内部排风，以降低房屋8内泄露的冷媒量，降低房屋8内的危险。

参见图3和图4，本发明实施例还提供一种整体式空调系统控制方法，该方法可以采用本发明任一技术方案所提供的整体式空调系统实现。该整体式空调系统控制方法包括以下步骤：

步骤S100、采集冷媒检测元件5检测到的冷媒浓度。房屋8的每个房间内都可以安装一个或者多个冷媒检测元件5，各个冷媒检测元件5独立检测所在空间内的冷媒泄漏量。

步骤S200、如果冷媒检测元件5检测到的冷媒浓度小于或者等于设定阈值，控制新风流路4按照第一流动方向流动。在任何一个冷媒检测元件5检测到的冷媒量超过设定阈值时，都说明出现了冷媒泄露现象，房间内存在风险。第一流动方向参见上文介绍的内容。

在一些实施例中，整体式空调系统控制方法还包括以下步骤S300：如果冷媒检测元件5检测到的冷媒浓度大于设定阈值，控制新风流路4按照第二流动方向流动。第二流动方向参见上文介绍的内容。

在一些实施例中，整体式空调系统控制方法还包括以下步骤S400：如果冷媒检测元件5检测到的冷媒浓度大于设定阈值，将空调1关机。

在一些实施例中，整体式空调系统控制方法还包括以下步骤S500：如果冷媒检测元件5检测到的冷媒浓度大于设定阈值，冷媒检测元件5发出声光报警信号。

在一些实施例中，设定阈值根据冷媒检测元件5自身设定的参数确定。行业内对冷媒浓度的设定阈值有行业标准。

正常运行时，屋顶机通过送风流路2将处理后(制冷/制热)的空气送到房间内。如果需要开启新风时，风机6正转，排风扇被风机6驱动也正转，将新风抽到回风流路3中，经屋顶机处理(制冷/制热)后送到室内。

当屋顶机因环境腐蚀、或者管路振动导致管路裂漏，制冷剂泄漏通过送风管道泄漏到房间内时，一旦房间内冷媒检测元件5检测到冷媒泄漏后，发出声光报警并将信号传递给控制器(图未示出)。此时，控制器给屋顶机发出关机信号，快速关掉屋顶机的压缩机、风机等运动部件，同时启动新风口的风机6反转，风机6带动排风扇反转，将屋顶机内的冷媒，以及连通到室内侧的污染空气(带有泄漏冷媒的空气)抽到室外，避免制冷剂泄漏而引起爆炸风险。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种整体式空调系统，其特征在于，包括：

空调(1)，包括出风口(11)和回风口(12)；

送风流路(2)，与所述空调(1)的出风口(11)流体连通；

回风流路(3)，与所述空调(1)的回风口(12)流体连通；

新风流路(4)，与所述回风流路(3)连通；以及

冷媒检测元件(5)，安装于所述送风流路(2)和所述回风流路(3)的外侧，以检测所述冷媒检测元件(5)所在空间内的冷媒浓度。

2.根据权利要求1所述的整体式空调系统，其特征在于，所述新风流路(4)包括第一流动方向和第二流动方向；其中，当所述新风流路(4)处于第一流动方向，外界气体经由所述新风流路(4)机内到所述回风流路(3)中；当所述新风流路(4)处于第二流动方向，所述冷媒检测元件(5)所在空间内的气体经由所述新风流路(4)排出。

3.根据权利要求2所述的整体式空调系统，其特征在于，所述新风流路(4)包括风机(6)，所述风机(6)包括以下两个转动方向：正转、反转。

4.根据权利要求1所述的整体式空调系统，其特征在于，还包括：

控制器(7)，与所述冷媒检测元件(5)通信连接，所述控制器(7)被构造为根据所述冷媒检测元件(5)检测得到的冷媒浓度，控制所述新风流路(4)的流向。

5.根据权利要求1所述的整体式空调系统，其特征在于，还包括：

房屋(8)，所述送风流路(2)的一端与所述空调(1)的出风口(11)流体连通，所述送风流路(2)的另一端位于所述房屋(8)内部。

6.根据权利要求5所述的整体式空调系统，其特征在于，所述冷媒检测元件(5)安装于所述房屋(8)内部。

7.根据权利要求5所述的整体式空调系统，其特征在于，所述冷媒检测元件(5)的数量为多个，多个所述冷媒检测元件(5)分散布置，以检测所述房屋(8)不同位置的冷媒浓度。

8.根据权利要求1所述的整体式空调系统，其特征在于，所述空调(1)包括屋顶机。

9.一种整体式空调系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集冷媒检测元件(5)检测到的冷媒浓度；

如果所述冷媒检测元件(5)检测到的冷媒浓度小于或者等于设定阈值，控制所述新风流路(4)按照第一流动方向流动。

10.根据权利要求9所述的整体式空调系统控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

如果所述冷媒检测元件(5)检测到的冷媒浓度大于设定阈值，控制所述新风流路(4)按照第二流动方向流动。

11.根据权利要求9所述的整体式空调系统控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

如果所述冷媒检测元件(5)检测到的冷媒浓度大于设定阈值，将空调(1)关机。

12.根据权利要求9所述的整体式空调系统控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

如果所述冷媒检测元件(5)检测到的冷媒浓度大于设定阈值，所述冷媒检测元件(5)发出声光报警信号。

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