CN1453513A - 一种变容量、变风量风管式中央空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变容量、变风量风管式中央空调系统，包括一个室外机(1)、一个室内机(2)、敷设到室内各个区域的送/回风管(9/10)及整体的控制系统，该控制系统包括室内机控制器(3)、多个室内线控器(5)及位于送/回风管上的电动风阀(11)，室外机包含至少两台具有相互配合并分别通过各自运行周期的交替变化，变化能量供给的压缩机，以及执行过热度控制的电子膨胀阀；室内机包含至少两个设有至少三档风量以提供多级变风量供给的风机；室内机控制器通过室内线控器收集信号，并通过所具有的控制逻辑控制电动风阀、压缩机及风机。其可根据所需空调区域个数及负荷量对室内各个区域分别控制，并有低噪音、低成本、舒适节能的优点。

Description

一种变容量、变风量风管式中央空调系统

技术领域

本发明涉及中央空调系统，尤其涉及一种变容量、变风量风管式中央空调系统，用于民用住宅、别墅和办公场所。

技术背景

随着居住条件的改善，人们对居住舒适性，美观性要求的提高，对空调的使用也提出了更高的要求。现市场销售的分体式空调，柜式空调，窗式空调已不能充分满足大居室用户的节能、舒适、环保，美观、大功率的要求，小型中央空调应用于普通的家庭，必将在市场中具有相当可观的前景。户式中央空调是一种小型的中央空调系统，其结构、原理与大型中央空调系统的机组基本相同。通常是由一台主机通过风管或冷热水管连接多个末端送风口，将冷暖空气送到不同区域，实现对多个房间进行温度调节的目的。

户式中央空调与普通空调相比较有着明显的优势，它在室内机的样式、送风方式等方面可供选择的方案较多，可以适合于不同要求的用户。户式中央空调将室内机与室外机分离，降低了空调的噪声。同时户式中央空调技术含量较高，拥有单独计费、停电补偿、新风补偿等诸多优越性能，由于送风管道隐藏布设于吊顶内，而不破坏建筑的整体结构，能够真正满足用户的个性化需求。但是户式中央空调技术要求相对较高，不是仅仅通过几次培训就能从事安装和维修。

户式中央空调的分类比较：中央空调是集中处理空调负荷的系统型式，其冷/热量是通过一定的介质输送到空调房间里去的。按照家用小型中央空调的输送介质的不同，常见的家用小型中央空调可以分成以下三种主要型式。

多联机系统是一种制冷机系统，它以制冷剂作为传输介质，通过变频器改变压缩机供电频率和转速，运用电子膨胀阀调节制冷机的流量，制冷剂通过输送管路由室外机送至室内机，通过控制输送管路中制冷剂的流量以及进入室内各散热器的制冷剂流量，来满足不同负荷房间对热湿的要求。该系统也存在缺陷，如果制冷机泄漏，不易检漏，只能通过补充制冷剂满足要求，造成了不必要的浪费。它采用数台压缩机带动多台室内机，室外主机由外侧换热器、压缩机和其他附件组成。室内机由直接蒸发式换热器和风机组成。与其他冷媒型空调系统最主要的区别是：通过改变冷热媒质的循环流量，从而对制冷量进行自动控制以满足使用要求，对一般住宅用户式中央空调系统一般只需设一台变频压缩机，即可满足要求。总之，多联机系统具有系统控制精确，对建筑物室内层高要求不高，适用范围广，制冷、供热速度快，节能的特点；缺点是难以引进新风、成本高、系统控制复杂、故障率高。

冷/热水机组系统通常是以水或者乙二醇溶液作为传输的介质。其工作原理是以室外主机产生出空调冷/热水，通过空调管路系统输送至室内的各末端装置(风机盘管)，在末端装置处冷/热水与室内空气进行热量交换，产生冷/热风，从而消除房间空调负荷。它是一种集中产生冷/热量，分散处理个房间负荷的空调系统形式。由于这种方式可以对每一个空调房间进行独立的调节，所以能够满足各个房间的负荷需求。冷媒系统一般配备一台压缩机，冷凝器由空气冷却。末端设备采用风机盘管。冷冻水系统由冷冻泵、补水阀、水箱、防空阀、平衡阀和循环水管线组成。因为水输配系统所占空间较小，这种系统对于建筑物室内层高的要求不大，适用的范围大。总之，由于风机盘管可以调节风机转速，所以冷/热水机组系统能过方便调节。对建筑结构要求不高，适用的范围较广，同时又较为节能；但是由于没有新风的引入，所以舒适性较差，并且存在水管漏水、冷凝水排放的问题。

风管式系统是以空气作为输送介质，它利用冷水机组集中制取冷量，将新风冷却/加热，与回风混合后送入室内。如果没有新风，则只对回风进行加热/冷却。由于其集中制取冷/热风，并能够引入新风系统，所以能过较好的满足居住舒适、节能的要求。风管式系统对于层高具有一定的要求，建筑结构必须满足布置管路的需要。由于是该系统为集中送风，很难满足不同负荷的房间需求，如加装变风量末端装置对个房间进行调节，则将增大投资。通过风管和风口输送冷风或热风，室内气流分布均匀，风量大小，送风方向在一定的范围内可以调节，所以这种系统的舒适性较好。现有的风管式系统的室外机由一台或多台压缩机和一台风冷冷凝器组成，室内机是由蒸发器和循环风机组成，其台数与压缩机台数相同。总之，较其他的户式中央空调型式而言，风管式系统初期投资较小、易于添新风、易于维护等优点。新风系统提高室内空气质量(IAQ)，人体舒适度提高。送风管路暗藏于吊顶内，保证的建筑风格的整体性。但一般是一开全开，不利于系统节能并且噪音大，并且对安装的要求较高。

中国实用新型专利ZL01264216.9，2002年6月26日公告一种风管式空调系统，解决了所有室内设定温度到达时，停压缩机及室内机，在一定程度上起到了节能的作用，但不能对室内各个区域分别控制，从根本上还是一开全开，不能起到根本上的节能作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种舒适节能、低噪音及低成本的，可根据所需空调区域个数及负荷量来对室内各个区域分别控制的变容量、变风量风管式中央空调系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种变容量、变风量风管式中央空调系统，包括一个室外机、一个室内机、敷设到室内各个区域的送/回风管及整体的控制系统，该控制系统包括室内机控制器、多个室内线控器及位于送/回风管上的电动风阀，采取的技术措施包括：1)所述的室外机包含有至少两台具有相互配合并分别通过各自运行周期的交替变化，变化能量供给的压缩机，还包含有执行过热度控制的电子膨胀阀；2)所述的室内机包含有至少两个设置至少三档风量以提供多级变风量供给的风机；3)所述的室内机控制器通过所述的室内线控器收集信号，并通过所具有的控制逻辑控制所述的电动风阀、压缩机及风机。

为优化上述技术方案，所采取的技术措施还包括：

上述的控制系统还包括有可与室内机控制器相互通讯，用于执行压缩机控制及过热度控制的室外机控制器。以便对压缩机进行能量集中控制，对每个单独冷媒回路使用单独的电子膨胀阀控制制冷剂流量，使压缩机和盘管的能力发挥到最大。

上述的设有多个风机的室内机，制作成可最大限度降低室内机高度的扁长形状。用以降低室内机高度，并且根据室内所需空调区域的多少决定风量的大小，以达到节能和降噪的目的。

上述的室内线控器设有快冷/快热及睡眠模式，以扩展系统功能，便于向室内机控制器中控制板发送需求信号，达到舒适性的目的。

上述的室内机的风机设有四档风量，这样就可使原有的两个风轮变为四个风轮，以便室内机的扁长型制作。

上述的室外机包含两个压缩机，使压缩机间相互配合的效果最好。

与现有技术相比，本发明结合空调系统的变风量与变容量制冷系统于一体，结合最新的过热度控制逻辑，通过所采用的室外机包含至少两台具有相互配合并分别通过各自运行周期的交替变化，变化能量供给的压缩机，还包含有执行过热度控制的电子膨胀阀；室内机包含有至少两个设置至少三档风量以提供多级变风量供给的风机；室内机控制器通过室内线控器收集信号，并通过所具有的控制逻辑控制电动风阀、压缩机及风机。从而使系统可以根据所需空调区域个数及负荷量来对室内各个区域分别控制提供能量及风量，以最简化的结构、最低的成本实现了真正舒适节能的风管户式空调系统，起到了节能、降低噪音、提高舒适性的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1制冷模式控制逻辑方框图。

具体实施例

图1所示的一种变容量、变风量风管式中央空调系统，包括一个室外机1、一个室内机2、敷设到室内各个区域的送/回风管及整体的控制系统，该控制系统包括室内机控制器3、多个室内线控器5及位于送/回风管9/10上的电动风阀11，

为使压缩机间相互配合的效果最好，室外机1采用双压缩机控制，并采用两档调速，以适应睡眠模式；室内机2为四排盘管，每台压缩机对应两排盘管；压缩机具有相互配合并分别通过各自运行周期的交替变化，变化能量供给，从而起到节能的作用；

室内机2采用两个设有四档风量的风机，这样就使原有的两个风轮变为四个风轮，以提供多级变风量供给；并制作成可最大限度降低室内机高度的扁长形状，用以降低室内机高度，并且根据室内所需空调区域的多少决定风量的大小，以达到节能和降噪的目的，并且室内机的风机采用四档风量风机，以便室内机的扁长型制作。压缩机变容量、变风量能量模块说明见下文。

室内机控制器3接受室外机1、室内线控器5和室内机2信号，并通过所具有的控制逻辑控制电动风阀11、压缩机及风机；进行风量、能量集中控制。

控制系统还包括有室外机控制器4，该室外机控制器4与室内机控制器3相互通讯，执行压缩机控制及过热度控制。以便对压缩机进行能量集中控制，对每个单独冷媒回路通过使用室外机或室内机单独的电子膨胀阀控制制冷剂流量，使压缩机和盘管的能力发挥到最大。

室内线控器5通过其设有的快冷/快热、通风、睡眠模式设置选项，向其控制板发送所需求的控制信号，以获取所需舒适性的能量及风量，达到舒适的目的。

送风分配箱6、回风分配箱7设于室内机2上下侧，主风阀8位于送风分配箱6上，送风分配箱6、回风分配箱7分别起到风量分配的作用，主风阀8可以起到对不同房型导致的不同风管阻力的调节作用。

每个送风管9和其相对应的回风管10各安装一个电动风阀11，并且连锁控制，以保证各自房间的空气独立循环，起到节能的作用。室外机双系统共四根冷媒管12与室内机2的盘管相连通。通过通讯线13进行室内机2、室外机1、室内线控器5之间的通讯，并通过控制线14对电动风阀11进行控制。

变容量能量模块说明：以六个风口，每个风口2.5kw(1HP)计算，每个风口能量分两个能级1HP、1.5HP。总能量以所有风口能量叠加计算。压缩机输出能量始终大于等于所需求的能量(已经达到上限不再变化)。压缩机能量分1HP、2HP、3HP、4HP四个等级。其中1.0HP通过2HP压缩机50％的运行时间起停控制，并且两个压缩机交替运行以保持送风温度的稳定。

变风量计算模块说明：

单风机参数：

风速	超低(a)	低(b)	中(c)	高(d)
					风量m3/h	600	900	1200	1400

运行风量实现：

风口数	1	2	3	4	5	6
							风机组合	1a	1a+2a	1a+2c	1c+2c	1d+2d	1d+2d
风量m3/h	600	1200	1800	2400	2800	2800

睡眠模式风量：(注：睡眠模式时，主风管要另加一个的电动风阀以调节最小风量)

风口数	1	2	3	4	5	6
							风机组合	1a	1b	1a+2a	1b+2b	1c+2c	1c+2c
风量m3/h	450	900	1200	1800	2400	2400

图2所示为图1制冷模式控制逻辑方框图，具体实施控制及操作过程如下：

T_N为室内温度，T_s为设定温度，当用户在室内线控器5按下开/关键选择制冷模式后，并且选择好设定温度T_s，室内线控器5比较判断室内温度T_N与设定温度T_s，当T_N-T_s＞0后，室内线控器5把这个信号发送给室内机控制器3，室内机控制器3发送开风阀信号给对应区域的送/回电动风阀11，并且计算风量，使风机在相应档位，启动压缩机，并按相应周期运转。当所有区域T_N-T_s≤0时，室内机控制器3发送信号，关闭电动风阀11、压缩机及风机。

本发明适用于户式中央空调风系统。在室外控制及冷媒系统不变的情况下，室内可以任意连接合适范围内的不同数量风口。室内机控制器3根据室内开机总容量确定压缩机运转台数和周期和风机运行档位，同时根据室内设定温差、系统盘管温度、环境温度进行辅助调节控制及电子膨胀阀开度调节控制，实现冷煤的自动流量平衡及空调机组的稳定、可靠运行，以满足用户快冷快热、舒适节能的需求。

虽然本发明已通过优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在本发明权利要求所限定的范围内，可以在形式和细节上进行各种各样的变化。

Claims (8)

1、一种变容量、变风量风管式中央空调系统，包括一个室外机(1)、一个室内机(2)、敷设到室内各个区域的送/回风管(9/10)及整体的控制系统，该控制系统包括室内机控制器(3)、多个室内线控器(5)及位于送/回风管(9/10)上的电动风阀(11)，其特征在于：1)所述的室外机(1)包含有至少两台具有相互配合并分别通过各自运行周期的交替变化，变化能量供给的压缩机，还包含有执行过热度控制的电子膨胀阀；2)所述的室内机(2)包含有至少两个设有至少三档风量以提供多级变风量供给的风机；3)所述的室内机控制器(3)通过所述的室内线控器(5)收集信号，并通过所具有的控制逻辑控制所述的电动风阀(11)、压缩机及风机。

2、根据权利要求1所述的一种变容量、变风量风管式中央空调系统，其特征在于：所述的控制系统还包括有可与室内机控制器(3)相互通讯，用于执行压缩机控制及过热度控制的室外机控制器(4)。

3、根据权利要求1所述的一种变容量、变风量风管式中央空调系统，其特征在于：所述的设有多个风机的室内机(2)，制作成可最大限度降低室内机(2)高度的扁长形状。

4、根据权利要求2所述的一种变容量、变风量风管式中央空调系统，其特征在于：所述的设有多个风机的室内机(2)，制作成可最大限度降低室内机(2)高度的扁长形状。

5、根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种变容量、变风量风管式中央空调系统，其特征在于：所述的室内线控器(5)设有快冷/快热及睡眠模式。

6、根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种变容量、变风量风管式中央空调系统，其特征在于：所述的室内机(2)的风机设有四档风量。

7、根据权利要求5所述的一种变容量、变风量风管式中央空调系统，其特征在于：所述的室内机(2)的风机设有四档风量。

8、根据权利要求7所述的一种变容量、变风量风管式中央空调系统，其特征在于：所述的室外机(1)包含两个压缩机。

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