换热速率可调的空调机组及其控制方法

摘要

本发明公开了一种换热速率可调的空调机组及其控制方法，其中，该空调机组包括：依次相连的压缩机、四通阀、冷凝器和蒸发器；水箱；冷媒换热盘管和水路换热盘管，位于水箱内部，用于与水箱内的水进行换热，制取热水或冷水；其中，冷媒换热盘管的入口与冷凝器的冷媒入口连接，冷媒换热盘管的出口与冷凝器的冷媒出口连接；水路换热盘管的入口与空调机组的出水口连接，水路换热盘管的出口与空调机组的入水口连接。本发明解决了现有技术中制热水或冷水速率过快或过慢，导致用户舒适性较差的问题，满足用户的各类制热水或冷水需求，提高整机综合使用率以及用户舒适性。

说明书

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种换热速率可调的空调机组及其控制方法。

背景技术

目前市场上采用氟路换热制热水或者制冷方案通常将冷凝管直接通入水箱中进行换热。由于制冷剂存在排气压力过高、排气温度过高的问题，过高的温度和压力的冷媒会造成水箱水温快速制热，导致用户可能会被水烫伤的问题。

同时现有技术中也存在热水管与水箱进行换热来制热水或者制冷的方案，该方案带来舒适性的同时也存在效果过慢的问题，没办法解决用户的一些紧急需求。

针对相关技术中制热水或冷水速率过快或过慢，导致用户舒适性较差的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

发明内容

本发明提供了一种换热速率可调的空调机组及其控制方法，以至少解决现有技术中制热水或冷水速率过快或过慢，导致用户舒适性较差的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种空调机组，包括：依次相连的压缩机、四通阀、冷凝器和蒸发器；水箱；冷媒换热盘管和水路换热盘管，位于水箱内部，用于与水箱内的水进行换热，制取热水或冷水；其中，冷媒换热盘管的入口与冷凝器的冷媒入口连接，冷媒换热盘管的出口与冷凝器的冷媒出口连接；水路换热盘管的入口与空调机组的出水口连接，水路换热盘管的出口与空调机组的入水口连接。

进一步地，还包括：末端设备，与冷媒换热盘管，和/或，水路换热盘管连接，用于通过冷媒流路，和/或，水路进行制冷或制热。

进一步地，末端设备包括：风机盘管，冷媒换热盘管的出口与冷凝器的冷媒出口之间的管路还通过风机盘管，用于通过冷媒流路进行制冷或制热。

进一步地，还包括：水路旁通管路，一端与空调机组的出水口连接，另一端与水路换热盘管的出口连接；其中，水路换热盘管的出口与空调机组的入水口之间的管路还通过风机盘管，用于通过水路进行制冷或制热。

进一步地，还包括：三通阀，第一端口与空调机组的出水口连接，第二端口与水路换热盘管的入口连接，第三端口与水路旁通管路连接，用于控制水路换热盘管和水路旁通管路的开关；水泵，位于三通阀和空调机组的出水口之间。

进一步地，末端设备还包括：地暖盘管，位于风机盘管与空调机组的入水口之间的管路上，用于通过水路进行制热。

进一步地，还包括：分水器，位于地暖盘管的入水口；集水器，位于地暖盘管的出水口；压差旁通阀，位于分水器和集水器之间的旁通管路上，用于维持分水器和集水器之间的压差平衡。

进一步地，还包括：出水感温包，位于空调机组的出水口处；入水感温包，位于空调机组的入水口处；水箱感温包，位于水箱内。

进一步地，还包括：第一流量控制阀，冷媒换热盘管的入口通过第一流量控制阀与冷凝器的冷媒入口连接；第二流量控制阀，冷媒换热盘管的出口通过第二流量控制阀与冷凝器的冷媒出口连接；第一流量控制阀和第二流量控制阀用于控制冷媒换热盘管的冷媒流量。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种空调机组控制方法，应用于如上述的空调机组，包括：检测空调机组的温度参数；获取空调机组的运行模式；根据温度参数和运行模式控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度。

进一步地，温度参数至少包括：空调机组进水温度Ti、空调机组出水温度To、水箱温度Tw，水箱目标温度Tw1；运行模式至少包括：制冷模式和制热模式。

进一步地，根据温度参数和运行模式控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度，包括：在制热模式下，计算水箱温差△T1、出水温度变化△T2，根据水箱温差△T1和出水温度变化△T2控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度；其中，水箱温差△T1为水箱温度Tw与水箱目标温度Tw1之间的差值；出水温度变化△T2为空调机组出水温度To在预设监测周期内的变化量；在制冷模式下，计算出水温度变化△T2、进出水温差△T3，根据出水温度变化△T2和进出水温差△T3控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度；其中，出水温度变化△T2为空调机组出水温度To在预设监测周期内的变化量；进出水温差△T3为空调机组出水温度To与空调机组进水温度Ti之间的差值。

进一步地，根据水箱温差△T1和出水温度变化△T2控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度，包括：在△T1+△T2＞a时，控制三通阀开启，第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度调节为K1；其中，a为第一温度阈值；

进一步地，根据出水温度变化△T2和进出水温差△T3控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度，包括：在△T2+△T3＞c时，控制三通阀关闭，第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度调节为K2；其中，c为第三温度阈值；

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的空调机组控制方法。

在本发明中，提出了一种具备热水机的多功能空调系统，将冷媒侧和水路的分路直接接入水箱以及末端，不仅安装便利，可以极大减少安装空间，而且可以根据用户需求调节冷媒流量和水路的流量，达到控制用户制冷水或制热水速度的目的，从而有效解决制热水或冷水速率过快或过慢，导致用户舒适性较差的问题。通过本系统可以应对用户的各类舒适性需求以及各类紧急需求，提高整机综合使用率以及能效。

附图说明

图1是根据本发明实施例的空调机组的一种可选的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的空调机组控制方法的一种可选的流程图。

附图标记说明：

1、压缩机；2、四通阀；3、冷凝器；4、蒸发器；5、水箱；6、冷媒换热盘管；7、水路换热盘管；8、风机盘管；9、三通阀；10、水泵；11、地暖盘管；12、分水器；13、集水器；14、压差旁通阀；15、入水感温包；16、出水感温包；17、水箱感温包；18、第一流量控制阀；19、第二流量控制阀；20、节流元件；21、汽液分离器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明优选的实施例1中提供了一种空调机组，具体来说，图1示出该机组的一种可选的结构示意图，如图1所示，该机组包括：

依次相连的压缩机1、四通阀2、冷凝器3和蒸发器4；

水箱5；

冷媒换热盘管6和水路换热盘管7，位于水箱5内部，用于与水箱5内的水进行换热，制取热水或冷水；其中，冷媒换热盘管6的入口与冷凝器3的冷媒入口连接，冷媒换热盘管6的出口与冷凝器3的冷媒出口连接；水路换热盘管7的入口与空调机组的出水口连接，水路换热盘管7的出口与空调机组的入水口连接。

在上述实施方式中，提出了一种具备热水机的多功能空调系统，将冷媒侧和水路的分路直接接入水箱以及末端，不仅安装便利，可以极大减少安装空间，而且可以根据用户需求调节冷媒流量和水路的流量，达到控制用户制冷水或制热水速度的目的，从而有效解决制热水或冷水速率过快或过慢，导致用户舒适性较差的问题。通过本系统可以应对用户的各类舒适性需求以及各类紧急需求，提高整机综合使用率以及能效。

本发明中的空调机组不仅包括水箱5用于制取生活用水，还包括末端设备，末端设备用于为用户供暖或制冷，可选的末端设备包括风机盘管8和地暖，当然其他末端设备也可接入本系统来满足用户的各种需求。具体实现时，末端设备与水箱5一样，也与冷媒换热盘管6，和/或，水路换热盘管7连接，用于通过冷媒流路，和/或，水路进行制冷或制热。冷媒换热盘管6对应于冷媒流路，水路换热盘管7对应于空调机组的水路。

在末端设备包括风机盘管8时，冷媒换热盘管6的出口与冷凝器3的冷媒出口之间的管路还通过风机盘管8，用于通过冷媒流路进行制冷或制热。

本系统还水路旁通管路，一端与空调机组的出水口连接，另一端与水路换热盘管7的出口连接；其中，水路换热盘管7的出口与空调机组的入水口之间的管路还通过风机盘管8，用于通过水路进行制冷或制热。

同时，传统的风盘会造成室内温度快速升高或室内温度快速降低，引发感冒等类的空调病症，影响用户的舒适性。因此，本系统的风机盘管8也通过冷媒流路和水路进行制冷或制热，可以实现制冷或制热速度调节的目的。

此外，本系统还包括：三通阀9，第一端口与空调机组的出水口连接，第二端口与水路换热盘管7的入口连接，第三端口与水路旁通管路连接，用于控制水路换热盘管7和水路旁通管路的开关；水泵10，位于三通阀9和空调机组的出水口之间。三通阀9可以控制水路的开关，从而实现末端设备和水箱5单独使用冷媒流路进行换热或同时使用冷媒流路和水路进行换热的方式。

在末端设备包括地暖盘管11时，位于风机盘管8与空调机组的入水口之间的管路上，用于通过水路进行制热。同时，还包括：分水器12，位于地暖盘管11的入水口；集水器13，位于地暖盘管11的出水口；压差旁通阀14，位于分水器12和集水器13之间的旁通管路上，用于维持分水器12和集水器13之间的压差平衡。

如图1所示，本系统还包括：出水感温包16，位于空调机组的出水口处；入水感温包15，位于空调机组的入水口处；水箱感温包17，位于水箱5内。感温包用于检测机组的温度参数和水箱5的温度参数，用于控制制冷和制热过程。

本系统还包括第一流量控制阀18，冷媒换热盘管6的入口通过第一流量控制阀18与冷凝器3的冷媒入口连接；第二流量控制阀19，冷媒换热盘管6的出口通过第二流量控制阀19与冷凝器3的冷媒出口连接；第一流量控制阀18和第二流量控制阀19用于控制冷媒换热盘管6的冷媒流量。流量控制阀可以为三通阀，如图1所示。

如图1所示，空调机组还包括：节流元件20，位于所述冷凝器3和所述蒸发器4之间；汽液分离器21，位于所述压缩机1和所述四通阀2之间。

本发明中的空调机组不仅可以实现制取生活用水，还可以实现制冷或制热，及各种末端设备的调节，满足用户的各种需求。提高制冷工况下的综合使用能效，实现任意制冷，提高制热水工况下的综合使用能效，实现任意制热水。同时，提升在制冷、制热水时室内制冷和生活热水使用舒适度。

实施例2

在本发明优选的实施例2中提供了一种空调机组控制方法，应用于上述实施例1中的空调机组。具体来说，图2示出该方法的一种可选的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤S202-S206：

S202：检测空调机组的温度参数；

S204：获取空调机组的运行模式；

S206：根据温度参数和运行模式控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度。

在上述实施方式中，提出了一种具备热水机的多功能空调系统，将冷媒侧和水路的分路直接接入水箱以及末端，不仅安装便利，可以极大减少安装空间，而且可以根据用户需求调节冷媒流量和水路的流量，达到控制用户制冷水或制热水速度的目的，从而有效解决制热水或冷水速率过快或过慢，导致用户舒适性较差的问题。通过本系统可以应对用户的各类舒适性需求以及各类紧急需求，提高整机综合使用率以及能效。

上述实施例1中已经说明感温包的位置，与感温包的位置相对应，温度参数至少包括：空调机组进水温度Ti、空调机组出水温度To、水箱温度Tw，水箱目标温度Tw1。此外，空调机组的运行模式至少包括：制冷模式和制热模式。

根据温度参数和运行模式控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度，包括：

在制热模式下，计算水箱温差△T1、出水温度变化△T2，根据水箱温差△T1和出水温度变化△T2控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度；其中，水箱温差△T1为水箱温度Tw与水箱目标温度Tw1之间的差值；出水温度变化△T2为空调机组出水温度To在预设监测周期内的变化量；

在制冷模式下，计算出水温度变化△T2、进出水温差△T3，根据出水温度变化△T2和进出水温差△T3控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度；其中，出水温度变化△T2为空调机组出水温度To在预设监测周期内的变化量；进出水温差△T3为空调机组出水温度To与空调机组进水温度Ti之间的差值。

其中，根据水箱温差△T1和出水温度变化△T2控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度，包括：

在△T1+△T2＞a时，控制三通阀开启，第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度调节为K1；其中，a为第一温度阈值；

在b＜△T1+△T2≤a时，第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度保持不变；

在△T1+△T2≤b时，第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度缩小至m；其中，b为第二温度阈值且小于第一温度阈值a；m为空调机组制热模式下最小频率与额定频率的比值。此时，水箱不需要加热，也可以直接关闭三通阀。

另外，根据出水温度变化△T2和进出水温差△T3控制三通阀的开关以及第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度，包括：

在△T2+△T3＞c时，控制三通阀关闭，第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度调节为K2；其中，c为第三温度阈值；

在d＜△T2+△T3≤c时，第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度保持不变；

在△T2+△T3≤d时，第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度缩小至n；其中，d为第四温度阈值且小于第三温度阈值c；n为空调机组制冷模式下最小频率与额定频率的比值。此时，存在两种情况：制冷需求目标温度将达到而将第一流量控制阀和第二流量控制阀的开度缩小至n，从而通过减少冷媒流路冷媒流量和降低压缩机频率来保持室内温度；进一步的可能会达到停机温度点而不需要制冷。不需要制冷，也可以直接关闭三通阀。

实施例3

基于上述实施例2中提供的空调机组控制方法，在本发明优选的实施例3中还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的空调机组控制方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。