CN213811069U - 一种节能型空调水系统调控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能型空调水系统调控装置，包括温度传感器、湿度传感器、计时器、PWM控制器和单片机；计时器与各个电动阀电性连接；PWM控制器分别与温度传感器、湿度传感器和计时器电性连接；单片机分别与PWM控制器、和空调水系统中的风机和电动阀电性连接。本实用新型通过对电动阀的占空比调节，能够降低水循环过程中的局部阻力，降低能耗；通过联锁控制电动阀和风机的启停，能够进一步降低空调水系统的能耗。

Description

一种节能型空调水系统调控装置

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，更具体的说是涉及一种节能型空调水系统调控装置。

背景技术

在变流量的中央空调水系统中，通常需要根据比对实时的室内空气温湿度参数和设定的参数，调节设在空调末端设备供回水管上的电动阀开度，以限定通过末端设备的空调系统的循环水流量，进而控制末端设备的换热量。目前，常规控制方式调节的是通过中央空调水系统的瞬时流量，虽具有调节快速的优点，但是在电动调节阀的调节过程中(尤其小流量时)，会产生较大的局部阻力，额外增加了整个空调水系统的压力损失，势必加大循环水泵的扬程。因水泵的耗功率与水泵扬程的三次方成正比，因此会大幅度增加中央空调系统的输送能耗。同时，现有的电动阀的控制与风机的控制无任何联系，无法联动发生作用，即当电动阀关闭时，风机可能还在运行，增加了无效能耗。

因此，如何提供一种能够实现对电动阀和风机的联动控制，且具有能耗低的空调水系统调控装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种节能型空调水系统调控装置，通过对电动阀的占空比调节，能够降低水循环过程中的局部阻力，通过联锁控制电动阀和风机的启停，能够进一步降低空调水系统的能耗。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种节能型空调水系统调控装置，所述空调水系统包括制冷剂循环系统、内机水循环系统和外机水循环系统；所述制冷剂循环系统分别与所述内机水循环系统和所述外机水循环系统之间进行热交换；所述制冷剂循环系统、所述内机水循环系统和所述外机水循环系统的循环管路上均安装有电动阀；所述内机水循环系统的出风口位置处安装有室内风机；所述外机水循环系统的出风口位置处安装有室外风机；

所述调控装置包括温度传感器、湿度传感器、计时器、PWM控制器和单片机；

所述计时器与各个所述电动阀电性连接，用于记录各个所述电动阀的全开和全闭时间；

所述PWM控制器分别与所述温度传感器、所述湿度传感器和所述计时器电性连接；所述PWM控制器用于获取所述温度传感器采集的室内外温度、所述湿度传感器采集的室内外湿度和所述计时器所记录的各个所述电动阀的全开和全闭时间，并输出各个所述电动阀的占空比；

所述单片机分别与所述PWM控制器、所述室内风机、所述室外风机和所述电动阀电性连接；所述单片机用于接收各个所述电动阀的占空比，并根据各个所述电动阀的占空比联锁控制所述室内风机和所述室外风机即时或延时启停。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，以制冷模式为例对本实用新型的空调水系统进行说明，本实用新型通过制冷剂循环系统输出液态制冷剂，液态制冷剂与内机水循环系统进行热交换，吸收热量，使内机水循环系统的循环管路的水温降低，通过室内风机将冷风吹出，实现对室内进行降温的目的。液态制冷剂遇热挥发成气态制冷剂，气态制冷剂与外机水循环系统进行热交换，释放热量，释放的热量通过外机水循环系统带至室外，从而实现对室内外空气进行热交换的目的。

本实用新型调控装置中的温度传感器和湿度传感器实时采集室内外的温湿度；计时器记录在一定的设定周期内，制冷剂循环系统、内机水循环系统和外机水循环系统的循环管路上各电动阀全开和全闭的时长比例，进而获得循环水过流总量和换热总量。PWM控制器根据获取的室内实时空气温湿度参数与设定参数的偏离值，结合电动阀全开和全闭的时长比例获得循环水过流总量，并调节电动阀的占空比，进而调整设定周期内通过空调末端设备的总体换热量，以达到室内设定温度。单片机根据电动阀调节的占空比，联锁控制室内风机和室外风机的即时或延时启停。

本实用新型采用的占空比的调节方式并未调节电动阀的开度，只有全开和全关两种状态，因此，其并未增加电动阀的局部阻力。该调节方式，只会形成两种效果，一是全部流量，而产生零阻力；二是全部阻力，但是零流量，整体未增加额外的水泵能耗。此外，本实用新型还对电动阀和风机进行联锁控制，形成了最佳的节能调控效果。

优选的，在上述一种节能型空调水系统调控装置中，所述内机水循环系统包括内机水循环管道、蒸发器、第一泵体、第一盘管和所述室内风机；所述内机水循环管道一端与所述第一盘管的进水端连通，另一端贯穿所述蒸发器，并与所述第一盘管的出水端连通，组成闭合回路；所述第一泵体和一个所述电动阀分别安装在所述内机水循环管道上；所述第一盘管靠近所述室内风机设置。本实用新型从蒸发器中流出的低温冷冻水由第一泵体加压进入内机水循环管道，并进入室内进行热交换，带走房间内的热量，最后流回至蒸发器中。室内风机能够将空气吹过内机水循环管道，降低空气温度，加速室内热交换。第一盘管能够加大换热面积，提高换热效果。

优选的，在上述一种节能型空调水系统调控装置中，所述外机水循环系统包括外机水循环管道、冷凝器、第二泵体、水塔和所述室外风机；所述水塔上具有进水口和出水口；所述外机水循环管道一端接入所述进水口，另一端贯穿所述冷凝器并接入所述出水口；所述第二泵体和另外一个所述电动阀分别安装在所述外机水循环管道上；所述室外风机靠近所述水塔设置。内机水循环系统进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能，该热能传递给外机水循环管道中的冷却水，使冷却水温度升高，第二泵体将升温后的冷却水压入水塔，使之与大气进行热交换，降低温度后再送回冷凝器。

优选的，在上述一种节能型空调水系统调控装置中，所述水塔的出水口处覆盖有过滤网。本实用新型通过设置过滤网能够避免水中的杂质进入外机水循环管道对相关设备造成损坏的情况。

优选的，在上述一种节能型空调水系统调控装置中，所述制冷剂循环系统包括第二盘管、第三盘管、压缩机和制冷剂循环管路；所述第二盘管位于所述蒸发器内；所述第三盘管位于所述冷凝器内；所述压缩机上具有制冷剂出口和制冷剂进口；制冷剂循环管路的一端与所述制冷剂出口连接，另一端依次与所述第二盘管、所述第三盘管和所述制冷剂进口连接；所述制冷剂循环管路位于所述第二盘管和所述第三盘管之间的位置处安装有一个所述电动阀。低气压气态制冷剂被压缩机加压进入冷凝器逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中，制冷剂会释放出大量热量，该部分热量被冷凝器中的冷却水吸收并送至室外的冷却塔上，最终释放到大气中去。随后冷凝器中的高压液态制冷剂在流经蒸发器前，由于气压突变而气化，形成气态制冷剂进入蒸发器。制冷剂在蒸发器中不断气化，同时吸收内机水循环管道中的热量，使冷冻水达到较低温度。最后，制冷剂气化后又重新进入压缩机，如此，循环往复。

优选的，在上述一种节能型空调水系统调控装置中，所述压缩机的内壁上涂覆有复合吸水材料；所述复合吸水材料为硅胶或树脂。

优选的，在上述一种节能型空调水系统调控装置中，所述电动阀为双位电动阀。

优选的，在上述一种节能型空调水系统调控装置中，所述调控装置还包括无线模块，所述无线模块分别与所述单片机和所述用户终端连接。本实用新型通过设置无线模块，实现通过手机调节空调运行模式的目的。

优选的，在上述一种节能型空调水系统调控装置中，所述调控装置还包括时间时钟芯片，所述时钟芯片与所述单片机电性连接；所述时钟芯片用于更新日期和当前所处季节。

优选的，在上述一种节能型空调水系统调控装置中，所述调控装置还包括语音播报器，所述语音播报器与所述单片机电性连接；所述语音播报器用于对空调的异常运行情况发出语音警报；所述异常运行情况包括，空调的当前运行模式与当前所处季节不匹配。

本实用新型通过语音播报器对用户的误操作进行语音提醒，能够避免用户因失误在夏季将空调模式调为制热，或在冬季将空调模式调为制冷的情况发生，进一步避免了能源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的空调水系统的结构示意图；

图2附图为本实用新型提供的调控装置的原理框图；

图3附图为本实用新型提供的另一个实施例中调控装置的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，本实用新型实施例公开了一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，空调水系统包括制冷剂循环系统1、内机水循环系统2和外机水循环系统3；制冷剂循环系统1分别与内机水循环系统2和外机水循环系统3之间进行热交换；制冷剂循环系统1、内机水循环系统2和外机水循环系统3的循环管路上均安装有电动阀4；内机水循环系统2的出风口位置处安装有室内风机201；外机水循环系统3的出风口位置处安装有室外风机301；电动阀4为双位电动阀；

调控装置包括温度传感器5、湿度传感器6、计时器7、PWM控制器8和单片机9；

计时器7与各个电动阀4电性连接，用于记录各个电动阀4的全开和全闭时间；

PWM控制器8分别与温度传感器5、湿度传感器6和计时器7电性连接；PWM控制器8用于获取温度传感器5采集的室内外温度、湿度传感器6采集的室内外湿度和计时器7所记录的各个电动阀4的全开和全闭时间，并输出各个电动阀4的占空比；

单片机9分别与PWM控制器8、室内风机201、室外风机301和电动阀4电性连接；单片机9用于接收各个电动阀4的占空比，并根据各个电动阀4的占空比联锁控制室内风机201和室外风机301即时或延时启停。

下面以制冷模式为例对本实用新型的空调水系统的工作过程进行说明。

在制冷模式下，本实用新型通过制冷剂循环系统1输出液态制冷剂，液态制冷剂与内机水循环系统2进行热交换，吸收热量，使内机水循环系统2的循环管路的水温降低，通过室内风机201将冷风吹出，实现对室内进行降温的目的。液态制冷剂遇热挥发成气态制冷剂，气态制冷剂与外机水循环系统3进行热交换，释放热量，释放的热量通过外机水循环系统3带至室外，从而实现对室内外空气进行热交换的目的。

本实用新型调控装置中的温度传感器5和湿度传感器6实时采集室内外的温湿度；计时器7记录在一定的设定周期内，制冷剂循环系统1、内机水循环系统2和外机水循环系统3的循环管路上各电动阀4全开和全闭的时长比例，进而获得循环水过流总量和换热总量。PWM控制器8根据获取的室内实时空气温湿度参数与设定参数的偏离值，结合电动阀4全开和全闭的时长比例获得循环水过流总量，并调节电动阀4的占空比，进而调整设定周期内通过空调末端设备的总体换热量，以达到室内设定温度。单片机9根据电动阀4调节的占空比，联锁控制室内风机201和室外风机301的即时或延时启停。

本实用新型采用的占空比的调节方式并未调小电动阀4的开度，只有全开和全关两种状态，因此，其并未增加电动阀4的局部阻力。该调节方式，只会形成两种效果，一是全部流量，而产生零阻力；二是全部阻力，但是零流量，整体未增加额外的水泵能耗。此外，本实用新型还对电动阀4和室内风机201与室外风机301进行联锁控制，形成了最佳的节能调控效果。

具体的，内机水循环系统2包括内机水循环管道202、蒸发器203、第一泵体204、第一盘管205和室内风机201；内机水循环管道202一端与第一盘管205的进水端连通，另一端贯穿蒸发器203，并与第一盘管205的出水端连通，组成闭合回路；第一泵体204和一个电动阀4分别安装在内机水循环管道202上；第一盘管205靠近室内风机201设置。

在制冷模式下，本实用新型从蒸发器203中流出的低温冷冻水由第一泵体204加压进入内机水循环管道202，并进入室内进行热交换，带走房间内的热量，最后流回至蒸发器203中。室内风机201能够将空气吹过内机水循环管道，降低空气温度，加速室内热交换。第一盘管205能够加大换热面积，提高换热效果。

外机水循环系统3包括外机水循环管道302、冷凝器303、第二泵体304、水塔305和室外风机301；水塔305上具有进水口和出水口；外机水循环管道302一端接入进水口，另一端贯穿冷凝器303并接入出水口；第二泵体304和另外一个电动阀4分别安装在外机水循环管道302上；室外风机301靠近水塔305设置。

内机水循环系统2进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能，该热能传递给外机水循环管道302中的冷却水，使冷却水温度升高，第二泵体304将升温后的冷却水压入水塔305，使之与大气进行热交换，降低温度后再送回冷凝器303。

更有利的，水塔305的出水口处覆盖有过滤网。本实用新型通过设置过滤网能够避免水中的杂质进入外机水循环管道302对相关设备造成损坏的情况。

制冷剂循环系统1包括第二盘管101、第三盘管102、压缩机103和制冷剂循环管路104；第二盘管101位于蒸发器203内；第三盘管102位于冷凝器303内；压缩机103上具有制冷剂出口和制冷剂进口；制冷剂循环管路104的一端与制冷剂出口连接，另一端依次与第二盘管101、第三盘管102和制冷剂进口连接；制冷剂循环管路104位于第二盘管101和第三盘管102之间的位置处安装有一个电动阀4。

低气压气态制冷剂被压缩机103加压进入冷凝器303逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中，制冷剂会释放出大量热量，该部分热量被冷凝器303中的冷却水吸收并送至室外的冷却塔305上，最终释放到大气中去。随后冷凝器303中的高压液态制冷剂在流经蒸发器203前，由于气压突变而气化，形成气态制冷剂进入蒸发器203。制冷剂在蒸发器203中不断气化，同时吸收内机水循环管道202中的热量，使冷冻水达到较低温度。最后，制冷剂气化后又重新进入压缩机103，如此，循环往复。

在一个实施例中，压缩机103的内壁上涂覆有复合吸水材料；复合吸水材料为硅胶或树脂。

如图3所示，在一个实施例中，调控装置还包括无线模块10，无线模块10分别与单片机9和用户终端连接。本实用新型通过设置无线模块10，实现通过手机调节空调运行模式的目的。

在其他实施例中，调控装置还包括时间时钟芯片11，时钟芯片11与单片机9电性连接；时钟芯片11用于更新日期和当前所处季节。

调控装置还包括语音播报器12，语音播报器12与单片机9电性连接；语音播报器12用于对空调的异常运行情况发出语音警报；异常运行情况包括，空调的当前运行模式与当前所处季节不匹配。

本实用新型通过语音播报器12对用户的误操作进行语音提醒，能够避免用户因失误在夏季将空调模式调为制热，或在冬季将空调模式调为制冷的情况发生，进一步避免了能源浪费。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，所述空调水系统包括制冷剂循环系统(1)、内机水循环系统(2)和外机水循环系统(3)；所述制冷剂循环系统(1)分别与所述内机水循环系统(2)和所述外机水循环系统(3)之间进行热交换；所述制冷剂循环系统(1)、所述内机水循环系统(2)和所述外机水循环系统(3)的循环管路上均安装有电动阀(4)；所述内机水循环系统(2)的出风口位置处安装有室内风机(201)；所述外机水循环系统(3)的出风口位置处安装有室外风机(301)；

所述调控装置包括温度传感器(5)、湿度传感器(6)、计时器(7)、PWM控制器(8)和单片机(9)；

所述计时器(7)与各个所述电动阀(4)电性连接，用于记录各个所述电动阀(4)的全开和全闭时间；

所述PWM控制器(8)分别与所述温度传感器(5)、所述湿度传感器(6)和所述计时器(7)电性连接；所述PWM控制器(8)用于获取所述温度传感器(5)采集的室内外温度、所述湿度传感器(6)采集的室内外湿度和所述计时器(7)所记录的各个所述电动阀(4)的全开和全闭时间，并输出各个所述电动阀(4)的占空比；

所述单片机(9)分别与所述PWM控制器(8)、所述室内风机(201)、所述室外风机(301)和所述电动阀(4)电性连接；所述单片机(9)用于接收各个所述电动阀(4)的占空比，并根据各个所述电动阀(4)的占空比联锁控制所述室内风机(201)和所述室外风机(301)即时或延时启停。

2.根据权利要求1所述的一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，所述内机水循环系统(2)包括内机水循环管道(202)、蒸发器(203)、第一泵体(204)、第一盘管(205)和所述室内风机(201)；所述内机水循环管道(202)一端与所述第一盘管(205)的进水端连通，另一端贯穿所述蒸发器(203)，并与所述第一盘管(205)的出水端连通，组成闭合回路；所述第一泵体(204)和一个所述电动阀(4)分别安装在所述内机水循环管道(202)上；所述第一盘管(205)靠近所述室内风机(201)设置。

3.根据权利要求2所述的一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，所述外机水循环系统(3)包括外机水循环管道(302)、冷凝器(303)、第二泵体(304)、水塔(305)和所述室外风机(301)；所述水塔(305)上具有进水口和出水口；所述外机水循环管道(302)一端接入所述进水口，另一端贯穿所述冷凝器(303)并接入所述出水口；所述第二泵体(304)和另外一个所述电动阀(4)分别安装在所述外机水循环管道(302)上；所述室外风机(301)靠近所述水塔(305)设置。

4.根据权利要求3所述的一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，所述水塔(305)的出水口处覆盖有过滤网。

5.根据权利要求4所述的一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，所述制冷剂循环系统(1)包括第二盘管(101)、第三盘管(102)、压缩机(103)和制冷剂循环管路(104)；所述第二盘管(101)位于所述蒸发器(203)内；所述第三盘管(102)位于所述冷凝器(303)内；所述压缩机(103)上具有制冷剂出口和制冷剂进口；所述制冷剂循环管路(104)的一端与所述制冷剂出口连接，另一端依次与所述第二盘管(101)、所述第三盘管(102)和所述制冷剂进口连接；所述制冷剂循环管路(104)位于所述第二盘管(101)和所述第三盘管(102)之间的位置处安装有一个所述电动阀(4)。

6.根据权利要求5所述的一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，所述压缩机(103)的内壁上涂覆有复合吸水材料；所述复合吸水材料为硅胶或树脂。

7.根据权利要求1所述的一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，所述电动阀(4)为双位电动阀。

8.根据权利要求1所述的一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，所述调控装置还包括无线模块(10)，所述无线模块(10)分别与所述单片机(9)和用户终端连接。

9.根据权利要求1所述的一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，所述调控装置还包括时间时钟芯片(11)，所述时钟芯片(11)与所述单片机(9)电性连接；所述时钟芯片(11)用于更新日期和当前所处季节。

10.根据权利要求9所述的一种节能型空调水系统调控装置，其特征在于，所述调控装置还包括语音播报器(12)，所述语音播报器(12)与所述单片机(9)电性连接；所述语音播报器(12)用于对空调的异常运行情况发出语音警报；所述异常运行情况包括，空调的当前运行模式与当前所处季节不匹配。

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