CN210624718U

CN210624718U - 空调系统

Info

Publication number: CN210624718U
Application number: CN201920603411.8U
Authority: CN
Inventors: 孟红武; 谷月明; 刘磊; 胡乾龙; 袁占彪; 黄承杰; 黄雨晴; 吴明明
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2019-04-28
Filing date: 2019-04-28
Publication date: 2020-05-26
Anticipated expiration: 2029-04-28

Abstract

本实用新型涉及一种空调系统，包括空调主机、冷媒系统末端设备、水系统末端设备、水侧换热器和用于测量室内温度的温度传感器；冷媒系统末端设备通过第一冷媒管路连接空调主机；水系统末端设备通过水管路连接水侧换热器；水侧换热器通过第二冷媒管路连接空调主机；空调主机用于根据室内温度，控制冷媒系统末端设备和水系统末端设备对室内温度进行调节。该方案能够将冷媒系统的快速制冷制热功能，与水系统制冷制热温和不容易引起室内温度波动的特点相结合，在空调系统的开机阶段通过空调主机控制冷媒系统末端设备进行快速制冷制热，在稳定运行阶段使用水系统末端设备维持室内温度稳定，既能确保室内温度调节效果，也能降低空调系统的机组能耗。

Description

空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，特别是涉及一种空调系统。

背景技术

在空调技术领域，通常采用氟机空调系统或水机空调系统来对室内温度进行调节。其中，传统的氟机空调系统具有制冷、制热迅速和机组能效高的特点，但氟机空调系统在室内使用时容易使得空气干燥，且机组在制热工况下，容易由于机组化霜而导致室内温度波动；而对于传统的水机空调系统的特点是制冷、制热温和，在使用地暖的情况下不容易由于机组的化霜导致室内温度波动，但水机空调系统的机组能效较低。

实用新型内容

基于此，针对传统技术采用氟机空调系统进行室内温度调节时容易受到机组化霜影响而导致室内温度波动，水机空调系统的机组能效较低的技术问题，提供一种空调系统。

一种空调系统，包括：空调主机、冷媒系统末端设备、水系统末端设备、水侧换热器和用于测量室内温度的温度传感器；

所述冷媒系统末端设备通过第一冷媒管路连接所述空调主机；

所述水系统末端设备通过水管路连接所述水侧换热器；所述水侧换热器通过第二冷媒管路连接所述空调主机；其中，

所述空调主机，用于根据所述室内温度，控制所述冷媒系统末端设备和水系统末端设备对所述室内温度进行调节。

上述空调系统，能够通过空调主机基于室内温度，选择冷媒系统末端设备和水系统末端设备对室内温度进行调节，将冷媒系统的快速制冷制热功能，与水系统制冷制热温和，不容易引起室内温度波动的特点相结合，可以在空调系统的开机阶段，通过空调主机控制冷媒系统末端设备进行快速制冷制热，在稳定运行阶段使用水系统末端设备，维持室内温度稳定，在保证了室内温度调节效果的基础上，有效降低空调系统的机组能耗。

在一个实施例中，所述冷媒系统末端设备为氟机风管；所述水系统末端设备包括水机风盘。

在一个实施例中，所述室内温度大于第一温度阈值时，所述氟机风管用于在处于空调制冷模式的所述空调主机的控制下制冷，所述水机风盘用于在处于所述空调制冷模式的所述空调主机的控制下关闭。

在一个实施例中，所述室内温度大于第二温度阈值且小于所述第一温度阈值时，所述氟机风管用于在处于所述空调制冷模式的所述空调主机的控制下关闭，所述水机风盘用于在处于所述空调制冷模式的所述空调主机的控制下制冷。

在一个实施例中，所述水系统末端设备还包括辐射顶板；所述室内温度小于所述第二温度阈值时，所述水机风盘用于在处于所述空调制冷模式的所述空调主机的控制下关闭，所述辐射顶板用于在处于所述空调制冷模式的所述空调主机的控制下制冷。

在一个实施例中，所述室内温度小于第三温度阈值时，所述氟机风管用于在处于空调制热模式的空调主机的控制下制热，所述水机风盘用于在处于所述空调制热模式的所述空调主机的控制下关闭。

在一个实施例中，所述室内温度大于所述第三温度阈值且小于第四温度阈值时，所述氟机风管用于在处于所述空调制热模式的所述空调主机的控制下关闭，所述水机风盘用于在处于所述空调制热模式的所述空调主机的控制下制热。

在一个实施例中，所述水系统末端设备还包括辐射地暖；所述室内温度大于所述第四温度阈值时，所述水机风盘用于在处于所述空调制热模式的所述空调主机的控制下关闭，所述辐射地暖用于在处于所述空调制热模式的所述空调主机的控制下制热。

在一个实施例中，还包括安装在所述水侧换热器和所述水系统末端设备之间的耦合罐。

在一个实施例中，所述冷媒系统末端设备为氟机风管；所述水系统末端设备包括水机风盘、辐射顶板和辐射地暖；其中，所述氟机风管、水机风盘和辐射顶板安装于室内天花板处；所述辐射地暖安装于室内地板处。

附图说明

图1为一个实施例中空调系统的结构示意图；

图2为另一个实施例中空调系统的结构示意图；

图3为再一个实施例中空调系统的结构示意图；

图4为又一个实施例中空调系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

在一个实施例中，提供了一种空调系统，如图1所示，图1为一个实施例中空调系统的结构示意图，该空调系统可以包括：空调主机100、冷媒系统末端设备200、水系统末端设备300、水侧热交换器400和温度传感器500。

其中，空调主机100可以安装在室外，而冷媒系统末端设备200和水系统末端设备300则作为该空调系统的末端设备安装在室内。冷媒系统末端设备200 是指冷媒系统的末端设备，一般而言，冷媒系统通过冷媒直接和空气进行热交换以实现对室内温度进行调节，氟系统是一种常见的冷媒系统，在氟系统当中，则通常采用氟机风管作为末端设备。本实施例中，冷媒系统末端设备200可以直接通过第一冷媒管路1001连接到空调主机100，空调主机100可以用于将冷媒和空气进行换热，从而将冷的和热的冷媒通过第一冷媒管路1001输送到冷媒系统末端设备200对室内温度进行调节，其中，可以选择室外侧通风良好的地方作为该空调主机100的安装位置。

水系统末端设备300是指水系统的末端设备，水系统一般需要冷媒先和水换热后再由水和空气进行热交换来实现对室内温度进行调节，该水系统末端设备300可以包括水机风盘、辐射顶板和辐射地暖等。相对于氟系统而言，水系统在热交换过程中多了一道介质，存在换热效率的衰减，所以水系统的换热效率会较氟系统低一点。本实施例中，水系统末端设备300需要通过水侧换热器 400连接到空调主机100，具体的，水系统末端设备300通过水管路2000连接到水侧换热器400，水侧换热器400再通过第二冷媒管路1002连接到室外的空调主机100，其中，水侧换热器400功能是将空调主机100通过第二冷媒管路 1002输送的冷媒的冷量和热量与水进行换热，从而产生冷水和热水，通过水管路2000输送到水系统末端设备300，以使得水系统末端设备300能够对室内进行温度控制。

本实施例的空调系统还包括安装在室内的温度传感器500，该温度传感器 500的主要作用是测量室内的温度，该温度传感器500可以与空调主机100进行信号连接，主要用于将测量的温度值发送给空调主机100，使得空调主机100可以实时获取当前的室内温度。其中，温度传感器500的数量可以是多个，当空调系统包括多个温度传感器500时，空调主机100可以各个温度传感器500进行信号连接，从而能够实时获取各个温度传感器测量的室内温度(T_室内1、T_室内2、 T_室内3、T_室内4、……、T_室内n)，则空调主机100可以将各个温度传感器测量的室内温度进行平均，将平均值作为当前的室内温度，即室内温度T_室内＝(T_室内1+T_室内2+T _室内3+T_室内4+……+T_室内n)/n)，其中，n表示温度传感器的数量。

上述空调系统的具体工作原理如下：

空调主机100可以在接收到室内温控器的开机命令后，可以通过温度传感器500获取当前的室内温度，然后空调主机100可以根据该室内温度判断采用冷媒系统末端设备200，还是水系统末端设备300来对室内温度进行控制，例如当前的室内温度很高或很低，空调主机100可以判断当前室内负荷很大，机组需要快速制冷或制热，而由于冷媒系统末端设备200具有快速制冷制热功能，所以此时空调主机100可以控制冷媒系统末端设备200进行制冷或制热，以迅速将室内温度进行调节，提高室内温度调节效果，而且还可以利用冷媒系统末端设备200具有的较好的除湿效果来进一步提高温度调节效果。

在制冷、制热过程中，空调主机100可以通过温度传感器实时测量室内温度，当室内温度下降或上升到达一定温度范围时，可以关闭冷媒系统末端设备 200，换由水系统末端设备300来对室内温度进行控制。这是考虑到当室内温度下降或上升到达一定温度范围时，空调系统需要维持室内温度的稳定性，而水系统末端设备300具有制冷制热温和，不容易引起室内温度波动的特点，因此当室内温度到达一定温度范围时，空调主机可以采用水系统末端设备300对室内温度进行控制，以维持室内温度稳定，而且水系统末端设备300工作时噪音较少，维持室内长期使用的舒适性。

上述实施例提供的空调系统，能够通过空调主机基于室内温度，选择冷媒系统末端设备和水系统末端设备对室内温度进行调节，将冷媒系统的快速制冷制热功能，与水系统制冷制热温和，不容易引起室内温度波动的特点相结合，可以在空调系统的开机阶段，通过空调主机控制冷媒系统末端设备进行快速制冷制热，在稳定运行阶段使用水系统末端设备，维持室内温度稳定，在保证了室内温度调节效果的基础上，有效降低空调系统的机组能耗。

在一个实施例中，参考图2，图2为另一个实施例中空调系统的结构示意图，上述空调系统，可以采用氟机风管210作为冷媒系统末端设备200，水系统末端设备300则可以采用水机风盘310。

本实施例中，氟机风管210和水机风盘310的数量均可以是多个，各个氟机风管210和水机风盘310可以采用吊顶安装的方式安装在室内的天花板处，其中，氟机风管210通过第一冷媒管路连接到空调主机100，水机风盘310则通过水管路200连接到水侧热交换器，氟机风管210和水机风盘310的主要功能是对室内进行冷量或者是热量的输送。

在一个实施例中，参考图3，图3为再一个实施例中空调系统的结构示意图，除水机风盘310外，水系统末端设备300还可以包括辐射顶板320和辐射地暖 330。其中，辐射顶板320的主要功能是为室内提供冷量，该辐射顶板320可以安装在室内的天花板下，做制冷使用使得冷空气下沉；而辐射地暖330可以安装在室内的地板下，供暖时脚暖头凉，满足室内温度调节的需求。

具体的，辐射顶板320和辐射地暖330的数量都可以是多个，各个辐射顶板320分别通过相应的水管路连接到水侧热交换器400，而辐射地暖330通过通过分集水器600以及相应的水管路连接到水侧热交换器400，其中，分集水器 600的主要功能是将水侧热交换器400输送的热水分配到辐射地暖330的地暖管路中，该分集水器600可以安装在室内。

在一个实施例中，如图4所示，图4为又一个实施例中空调系统的结构示意图，上述空调系统还可以耦合罐700，该耦合罐700安装在水侧换热器400和水系统末端设备300之间，该耦合罐700的主要功能是将水侧换热器输出的冷水、热水与水系统末端设备300返回的冷水、热水进行混合，也可以使用混水阀或者储水罐进行代替，以合理利用回水的冷量或热量，提供能源利用率。

具体的，水系统末端设备300可以包括水机风盘310、辐射顶板320和辐射地暖330，本实施例耦合罐700可以将冷水、热水通过相应的水管路输送到水机风盘310、辐射顶板320和辐射地暖330进行室内温度调节。其中，该耦合罐 700与水侧热交换器400之间可以设置第一变频水泵810，一般来说，耦合罐700 可以通过水管路连接到水侧热交换器400来进行水侧末端温度的调配，而该第一变频水泵810可以设置在该水管路上，用于控制水侧热交换器400向耦合罐 700输送热水、冷水的水流量，该第一变频水泵810的水泵频率可以根据不同的出水温度进行调节，提高机组快速反应末端负荷需求的能力，同时提高整个空调系统的温度调节效果。其中，耦合罐700可以通过分集水器600连接到辐射地暖330，可以在耦合罐700和分集水器600之间的水管路上设置第二变频水泵 820，用于控制耦合罐700向分集水器600输送热水的水流量。

耦合罐700还通过相应的水管路收集水机风盘310、辐射顶板320和辐射地暖330进行热交换后返回的冷水或热水，其中，在耦合罐700与水机风盘310、辐射顶板320和辐射地暖330之前的水管路上可以设置三通阀900，该三通阀 900可以用于将水机风盘310、辐射顶板320和辐射地暖330进行热交换后返回的冷水、热水可控地导入到耦合罐700。而水机风盘310、辐射顶板320和辐射地暖330还可以通过相应的水管路将热交换后返回的部分冷水、热水输送回水侧热交换器400，便于空调主机100基于水侧热交换器400的出水温度和回水温度对变频水泵的水泵频率进行调节。

空调主机100可以结合空调系统当前的运行模式来对氟机风管210和水机风盘310进行控制，空调系统当前的运行模式可以包括制冷模式和制热模式。

当空调系统处于制冷模式时，空调主机100可以用于通过温度传感器500 获取当前的室内温度，当该室内温度大于设定的第一温度阈值时，开启氟机风管210进行制冷，关闭水机风盘310。具体来说，可以将第一温度阈值预先设定为30摄氏度，当室内温度大于30摄氏度时，空调主机100认为此时室内负荷很大，机组需要快速制冷以调节室内温度，空调主机100开启氟机风管210进行制冷，可以以最大风挡开启运行，还可以自动将氟机风管210的蒸发温度设定为最小值T_{蒸发温度min}，此时水机风盘310不需要开启，空调主机100优先通过氟机风管210进行制冷，原因是此时室内负荷很大，需要快速满足室内温度的制冷需求，而氟系统末端设备和水系统末端设备同时工作时，不如只采用氟系统末端设备的制冷快。

随着室内温度的降低，当空调主机100检测到室内温度小于第一温度阈值，且该室内温度大于第二温度阈值时，则需要关闭氟机风管210，开启水机风盘 310进行制冷。其中，可以将27摄氏度设定为第二温度阈值，空调主机100开启水机风盘310，即空调主机100选择水机风盘310作为空调系统的末端设备，此时，空调主机100可以将出水温度T_{设定出水温度}按照如下第一出水温度设置模型进行设定，并对出水温度按照一定的检测时间周期t进行检测，具体的检测时间周期t可以设置为2分钟。

其中，第一出水温度设置模型为：T_{设定出水温度}＝T_{当前设定水温}-t×0.1。根据该出水温度设置模型设置出水温度T_{设定出水温度}，可以根据室内温度对出水温度进行调节，既满足舒适性又可以降低机组的输出，提高能效。

当空调主机100检测到室内温度小于第二温度阈值时，可以关闭水机风盘 310，并且开启辐射顶板320进行制冷。该第二温度阈值可以设定为27摄氏度，当空调主机100检测到室内温度小于27摄氏度时，则以辐射顶板320作为冷凉的输出末端，此时辐射顶板320的出水温度可以按照如下第二出水温度设置模型进行设定：

T_出水＝aT² _{设定室内温度}+bT_{设定室内温度}+c

其中，T_出水表示辐射顶板320的出水温度，T_{设定室内温度}为设定室内温度，该设定室内温度可以取大于或等于16摄氏度的温度值，a、b和c均为温度修正参数，采用该第二出水温度设置模型设置辐射顶板320的出水温度，可以避免线性水温带来的能耗偏高的缺点，提高空调机组能效。

当空调系统处于制热模式时，空调主机100可以通过温度传感器500获取当前的室内温度，当该室内温度小于设定的第三温度阈值(如15摄氏度)时，开启氟机风管210进行制热，关闭水机风盘310。具体的，当该室内温度小于设定的第三温度阈值时，空调主机100判断此时室内供热需求很大，机组需要快速制热满足室内温度的制热需求，则空调主机100开启氟机风管210进行制热，可以以最大风机档位运行，同时还可以将冷凝温度设定为最大值T_{冷凝温度max}，此时水机风盘310不需要开启，优先通过氟机风管210进行快速制热。

随着室内温度的升高，当空调主机100检测到室内温度大于第三温度阈值，且小于第四温度阈值时，则需要关闭氟机风管210，开启水机风盘310进行制热。其中，可以将18摄氏度设定为第四温度阈值，空调主机100选择水机风盘310 作为空调系统的末端设备，此时可以先将水泵按照最大档位运行，然后根据进出水温度变化调节水泵频率，并将水机风盘310的出水温度按照如下第三出水温度设置模型进行设定：

T_设定水温＝T_{当前设定水温}+(T_历史室内-T_当前室内)*0.8

其中，T_设定水温为水机风盘310的出水温度，T_{当前设定水温}表示当前设定的水机风盘310的出水温度，T_历史室内表示室内的历史温度值，该历史温度值可以是当前时刻1分钟前的温度值，T_当前室内表示室内的当前温度值，而(T_历史室内-T_当前室内)则表示室内的当前温度值与历史温度值的差值，采用该第三出水温度设置模型对水机风盘310的出水温度进行设置，可以结合历史温度值和当前温度值的差值来对当前的出水温度进行调整，有利于在确保温度调节效果的同时降低空调系统能耗。对于水泵档位的调节，可以参照如下表1：

表1

其中，进出水温差△T是指水侧换热器400的进出水温度差，此温差用于控制末端的进出水温差，保证换热器高效工作，A℃和B℃可以根据实际情况进行预先设定，当进出水温差△T小于A℃时，变频水泵的水泵档位调低一档，当进出水温差△T大于或等于A℃，且小于B℃时，保持当前的水泵档位，当进出水温差△T大于或等于B℃时，将变频水泵的水泵档位提高一档。

当空调主机100检测到室内温度大于第四温度阈值时，空调主机100可以关闭水机风盘310，开启辐射地暖330进行制热。该第四温度阈值可以设置为 18摄氏度，即当室内温度在18摄氏度以上时，空调主机100可以以辐射地暖 330作为热量的发出末端，此时可以将辐射地暖330的出水温度按照如下第四出水温度设置模型进行设置，同时可以根据进出水温差来调节水泵档位：

T_出水＝dT² _{设定室内温度}+eT_{设定室内温度}+f

其中，T_出水表示辐射地暖330的出水温度，T_{设定室内温度}为设定室内温度，该设定室内温度可以取大于或等于16摄氏度的温度值，d、e和f均为温度修正参数，采用该第四出水温度设置模型设置辐射地暖330的出水温度，可以避免线性水温带来的能耗偏高的缺点，提高空调机组能效。

对于水泵档位的调节，可以参照如下表2：

表2

其中，进出水温差△T是指水侧换热器400的进出水温度差，此温差用于控制末端的进出水温差，保证换热器高效工作，C℃和D℃可以根据实际情况进行预先设定，当进出水温差△T小于C℃时，变频水泵的水泵档位调低一档，当进出水温差△T大于或等于C℃，且小于D℃时，保持当前的水泵档位，当进出水温差△T大于或等于D℃时，将变频水泵的水泵档位提高一档。

本实用新型上述各实施例提供的空调系统，既可以利用冷媒系统快速进行制冷制热，满足用户舒适性要求，又可以兼顾水系统的使用舒适性，多联控制，优化机组的运行策略，降低室内机组的运行噪音，同时提高机组的能力能效。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种空调系统，其特征在于，包括：空调主机、冷媒系统末端设备、水系统末端设备、水侧换热器和用于测量室内温度的温度传感器；

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷媒系统末端设备为氟机风管；所述水系统末端设备包括水机风盘。

3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述水系统末端设备还包括辐射地暖；所述辐射地暖通过分集水器和水管路连接到所述水侧换热器。

4.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述水系统末端设备还包括辐射顶板；所述辐射顶板通过水管路连接到所述水侧换热器。

5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括安装在所述水侧换热器和所述水系统末端设备之间的耦合罐；所述耦合罐与所述水侧换热器之间设有第一变频水泵。

6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述水系统末端设备包括水机风盘、辐射顶板和辐射地暖；所述水机风盘、辐射顶板和辐射地暖分别通过相应的水管路连接到所述耦合罐。

7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述耦合罐与所述水机风盘、辐射顶板和辐射地暖之间的水管路上设有三通阀。

8.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述耦合罐通过分集水器连接到所述辐射地暖。

9.根据权利要求8所述的空调系统，其特征在于，所述耦合罐和所述分集水器之间设有第二变频水泵。

10.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷媒系统末端设备为氟机风管；所述水系统末端设备包括水机风盘、辐射顶板和辐射地暖；其中，所述氟机风管、水机风盘和辐射顶板安装于室内天花板处；所述辐射地暖安装于室内地板处。