一种地暖控制方法、控制装置和地暖与流程

1.本发明属于空调领域，尤其涉及一种地暖控制方法、控制装置和地暖。


背景技术：

2.家装采暖系统及形式多种多样，常见的有地暖、毛细管网、风盘等。
3.在寒冷地区，由于电热供暖和空调供暖的局限性，锅炉集中供暖的地板辐射供暖相对比较普及。但也存在一些问题，如寒冷及严寒地区，气温低、机组制热量衰减，狭小卧室受床等阻隔实际辐射散热量小，制热效果差；且长江中下游及南方湿冷地区，围护热损失大，辐射采暖供热缓慢、供热不足，盲目提升水温、空调耗能增加。在夏热冬冷地区，冬季主要还是以空调送风的分户供暖模式为主，舒适性与使用要求不足。
4.毛细管辐射空调系统(水)采用毛细网栅人体仿生原理，传送冷热量，可以有效利用低品位能源，实现节能和舒适效果；作为普通地暖辐射的升级产品，目前已广泛应用于国外酒店、公寓、别墅、公用设施等；氟毛细管网与水毛细管网类似，具备上述系统的优良特性，且与制冷剂仅存在一次换热，理论运行能效较水系统高。
5.在多种采暖系统形式中，氟毛细管网与地暖水系统不同，其直接将空调系统压缩机排出的高温高压气态冷媒通过管道输送至所需房间，再经地板等围护结构释放到房间，热量传递至房间的过程没有任何辅件(泵、风机等)功率消耗，各房间热负荷需求随目标室温、室外环境、围护结构等因素实时动态变化，负荷需求变化又影响采暖系统冷凝侧系统高压压力的变化，在氟毛细管网多联机采暖系统，如何在如此灵敏、多变参数影响下相对稳定的控制系统高压压力，使压缩机频率与房间热负荷需求相匹配，成为多联机氟毛细管网采暖系统急需解决的技术难题。


技术实现要素：

6.鉴于此，本发明公开了一种地暖控制方法、控制装置和地暖，用以解决在如此灵敏、多变参数影响下相对稳定的控制系统高压压力，使压缩机频率与房间热负荷需求相匹配的技术问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供了一种地暖控制方法，用于对采暖房间进行供暖，控制方法包括：
8.获取室外环境温度、采暖房间的第一室内环境温度及对应的室内目标温度；
9.根据室外环境温度、第一室内环境温度及对应的室内目标温度和建筑热惰性指标确定初始化压缩机目标频率；
10.控制压缩机按照初始化目标频率运行。
11.进一步可选地，第一室内环境温度为多个，多个第一室内环境温度对应多个采暖房间，根据室外环境温度、采暖房间的第一室内环境温度及对应的室内目标温度和建筑热惰性指标确定初始化压缩机目标频率，包括：
12.计算各第一室内环境温度与对应的室内目标温度的第一差值，并计算所有第一差
值的平均值，得到第一室温需求量；
13.根据室外环境温度和第一室温需求量确定压缩机初始频率；
14.根据建筑热惰性指标对压缩机初始频率进行修正，得到初始化压缩机目标频率。
15.进一步可选地，根据室外环境温度和第一室温需求量确定压缩机初始频率，包括：
16.从压缩机初始频率对照表中查找与室外环境温度和第一室温需求量对应的压缩机初始频率。
17.进一步可选地，根据建筑热惰性指标对压缩机初始频率进行修正，得到初始化压缩机目标频率，采用如下公式计算：
18.f
目标
＝f1×
a；
19.其中，f
目标
表示初始化压缩机目标频率，f1表示压缩机初始频率，a表示建筑热惰性指标。
20.进一步可选地，地暖包括室外节流装置，控制方法还包括：
21.根据室外环境温度确定室外节流装置的初始化步数；
22.按照初始化步数控制室外节流装置的开度；
23.其中，室外环境温度与初始化步数正相关。
24.进一步可选地，根据室外环境温度确定室外节流装置的初始化步数，包括：
25.判断室外环境温度所处的温度区间；
26.获取与温度区间对应的初始化步数。
27.进一步可选地，控制压缩机启动并按照初始化目标频率运行，包括：
28.控制压缩机启动并按照初始化目标频率运行预设时长。
29.进一步可选地，在压缩机按照初始化目标频率运行预设时长之后，控制方法还包括：
30.确定地暖的目标高压值p
目标
，并获取地暖当前的实际高压值p
当前
；
31.根据目标高压值p
目标
和实际高压值p
当前
对压缩机频率进行调整，以调整各采暖房间的温度。
32.进一步可选地，确定地暖的目标高压值p
目标
，包括：
33.获取各采暖房间的第二室内环境温度；
34.计算各第二室内环境温度与对应的室内目标温度的第二差值、并计算所有第二差值的平均值，得到第二室温需求量；
35.根据第二室温需求量和室外环境温度确定目标高压值p
目标
。
36.进一步可选地，获取第三室内环境温度并将第三室内环境温度与对应的预设停机温度进行比较；
37.当第三室内环境温度大于或等于预设停机温度时，控制对应氟毛细管网末端的电子膨胀阀开启到第一预设开度。
38.进一步可选地，控制方法还包括：
39.当第三室内环境温度小于预设停机温度时，计算第三室内环境温度与对应的室内目标温度的第三差值；
40.根据第三差值控制对应氟毛细管网末端的电子膨胀阀开启对应开度。
41.本发明还提供了一种地暖控制装置，其包括一个或多个处理器以及存储有程序指
令的非暂时性计算机可读存储介质，当一个或多个处理器执行程序指令时，一个或多个处理器用于实现根据前文任意一项的方法。
42.本发明还提供了一种地暖，其采用前文中任一项的控制方法，或包括前文的控制装置。
43.采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：
44.利用室外环境、室温需求、建筑热惰性指标对房间动态热负荷需求进行预测，以此确定初始化压缩机目标频率，使得压缩机频率与房间热负荷需求相匹配，从而能够相对稳定的控制系统高压压力，同时能够快速提升室温并节能，满足用户在制热初期快速升温的需求，舒适性更高。
45.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
46.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
47.图1示出了根据本发明一种实施例的地暖结构示意图。
48.图2示出了根据本发明一种实施例的地暖控制方法的流程示意图。
49.图3示出了根据本发明一种实施例的地暖控制方法的流程示意图。
50.图4示出了根据本发明一种实施例的地暖控制方法的流程示意图。
51.图5示出了根据本发明一种实施例的地暖控制方法的流程示意图。
52.其中：1-压缩机，2-油分离器，3-四通阀，4-室外换热器，5-室外风机，6-室外节流装置，7-过冷器，8-过冷电子膨胀阀，9-气液分离器，10-回油电磁阀，11-气管阀门，12-液管阀门，13-氟毛细管网末端，14-电子膨胀阀。
53.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
54.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
55.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“接触”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
56.在氟毛细管网多联机采暖系统中，各房间热负荷需求随目标室温、室外环境、围护结构等因素实时动态变化，负荷需求变化又影响采暖系统冷凝侧系统高压压力的变化，如
何在如此灵敏、多变参数影响下相对稳定的控制系统高压压力，使压缩机频率与房间热负荷需求相匹配，成为氟毛细管网多联机采暖系统急需解决的技术难题。为此，本实施例提供了一种地暖控制方法。地暖用于对采暖房间进行供暖，地暖包括氟地暖和水地暖，本实施例优选氟地暖。氟地暖采用氟毛细管网直接将空调系统压缩机排出的高温高压气态冷媒通过管道输送至所需房间，再经地板等围护结构释放到房间。在本实施例中，地暖包括至少一个氟毛细管网末端，其铺设的方式不局限于地面，也可以铺设在房间墙面、顶棚，在此不对其作具体限制。
57.具体地，结合图1的结构示意图，本实施例的地暖包括：压缩机1及并联设置在压缩机1出口的气侧管和液侧管；
58.室外换热器4，设置在液侧管上；
59.多个氟毛细管网末端13，并联设置在气侧管和液侧管上，其中，每个室内氟毛细管网末端13对应设置有调节其冷媒流量的电子膨胀阀14。
60.另外，本实施例的地暖还包括：
61.接设在压缩机1出口的油分离器2和接设在压缩机1入口的气液分离器9；
62.四通阀3，四通阀3包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，其中第一接口和第三接口与压缩机1连接，第二接口与室外换热器4连接，第四接口与气侧管连接；
63.过冷器7，过冷器7设置在液侧管上；
64.液侧管的与气液分离器9连通的一端设有冷媒支路，冷媒支路上设有过冷器电子膨胀阀8；
65.过冷器7与室外换热器4之间的液侧管上设置有室外节流装置6，具体可为电子膨胀阀。
66.另外，在气测管上设有控制其通断的气管阀门11，在液侧管上设有控制其通断的液管阀门12，油分离器2与压缩机1之间通过毛细管连接的第一管路，以及与第一管路并联的第二管路，第二管路上设有回油电磁阀10。
67.下面结合附图，对根据本发明实施例的地暖控制方法进行说明。
68.图2是根据本发明一种实施例的地暖控制方法的流程示意图。参照图2，控制方法包括：
69.s1，获取室外环境温度、采暖房间的第一室内环境温度及对应的室内目标温度。
70.地暖首次上电开机，用户使用房间内各个氟毛细管网室温线控器对室温进行设置，房间最多为n，没有设置的房间为关机状态，在后续各类计算中对该房间予以剔除。
71.s2，根据室外环境温度、采暖房间的第一室内环境温度及对应的室内目标温度和建筑热惰性指标确定初始化压缩机目标频率。
72.需说明的是，本实施例的建筑热惰性指标a与房间围护结构的热稳定性相关，围护结构的热稳定性越好，房间越不易散热，所需热负荷就越小，因此a值越小；反之，围护结构的热稳定性越差，房间越容易散热，所需热负荷就越大，因此a值越大。
73.其中，建筑热惰性指标为预设值，在使用时直接调用即可。建筑热惰性指标：a(w/
㎡
)，在本实施例中，厂家参数取值0.6-2.0，默认为1.2。
74.s3，控制压缩机按照初始化目标频率运行。
75.因室外环境温度、室内环境温度、室内目标温度以及建筑热惰性指标均影响房间
热负荷需求，房间热负荷需求又影响系统高压压力的变化，因此，结合上述各影响因素对房间动态热负荷需求进行预测，并以此确定压缩机目标运行频率，可使压缩机频率与房间热负荷需求相匹配，从而能够相对稳定的控制系统高压压力，并能够快速升温同时还可节能。
76.进一步可选地，当采暖房间为多个时，结合图3的流程示意图，步骤s2包括s21～s23，其中：
77.s21，计算各采暖房间的第一室内环境温度与对应的室内目标温度的第一差值，并计算所有第一差值的平均值，得到第一室温需求量；
78.具体地，各参数代号如下：
79.各房间的室内目标温度：t
m1
、t
m2
、t
m3
、
……
t
mn
；
80.各房间的室内环境温度检测实时值：t1、t2、t3、
……
tn；
81.室外环境温度检测实时值：t
外环
；
82.初始化压缩机目标频率：f
目标
；
83.房间最多为n，在本实施例中按照3个房间进行说明。
84.a1＝((t
m1-t1)+(t
m2-t2)+(t
m3-t3))/3；
85.其中，a1表示第一室温需求量。
86.s22，根据室外环境温度和第一室温需求量确定压缩机初始频率。
87.具体地，根据压缩机初始频率与室外环境温度和第一室温需求量的对应关系来确定。其中，对应关系可以多种形式，比如表格、方程等。
88.进一步可选地，步骤s22具体为：从压缩机初始频率对照表中查找与室外环境温度和第一室温需求量对应的压缩机初始频率。
89.在本实施例的一种实现方式中，压缩机初始频率对照表如表1所示，其中f1表示压缩机初始频率。
90.表1压缩机初始频率对照表
[0091][0092]
s23，根据建筑热惰性指标对压缩机初始频率进行修正，得到初始化压缩机目标频率；
[0093]
进一步可选地，步骤s23采用如下公式计算：
[0094]f目标
＝f1×
a；
[0095]
其中，f
目标
表示初始化压缩机目标频率，f1表示压缩机初始频率，a表示建筑热惰性指标。
[0096]
进一步可选地，结合图3的流程示意图，控制方法还包括s4～s5，其中：
[0097]
s4，根据室外环境温度确定室外节流装置的初始化步数；
[0098]
s5，按照初始化步数控制室外节流装置的开度；
[0099]
其中，室外环境温度与初始化步数正相关。即室外环境温度越高，初始化步数越大，室外环境温度越低，初始化步数越小。
[0100]
结合图4的流程示意图，在初始化阶段，压缩机启动并按照初始化目标频率运行，室外节流装置按照初始化步数控制。具体地，初始化步数越小，即电子膨胀阀的开度越小。室外环境温度越低，要控制的系统低压压力越低，通过控制电子膨胀阀开启相对小的初始化步数，可以实现所需的系统低压压力。
[0101]
进一步可选地，步骤s4包括s41～s42，其中：
[0102]
s41，判断室外环境温度所处的温度区间；
[0103]
s42，获取与温度区间对应的初始化步数；
[0104]
将室外环境温度划分为多个温度区间，每个温度区间对应一初始化步数，在本实施例的一种实现方式中，制热初始化步数与室外环境温度区间的对应关系如表2所示，其中b1＜b2＜b3＜b4＜b5。
[0105]
表2制热初始化步数
[0106][0107]
进一步可选地，结合图3的流程示意图，在初始化阶段，控制方法还包括：
[0108]
将各采暖房间的氟毛细管网末端的电子膨胀阀的开度调节至自身的最大开度；以及
[0109]
控制室外风机按照其转速上限值运行。
[0110]
结合图4的流程示意图，地暖主机执行初始化程序，压缩机启动并按照初始化目标频率运行，制热电子膨胀阀6按照初始化步数控制，室外风机按照其转速范围上限值控制，过冷器7在采暖模式下不开启，即电子膨胀阀8关闭，从而能够相对稳定地控制系统高压压力，并能够快速升温，同时还可节能，满足用户在制热初期快速升温的需求，舒适性更高。
[0111]
进一步可选地，结合图3的流程示意图，步骤s3具体为：
[0112]
控制压缩机按照初始化压缩机目标频率运行预设时长。
[0113]
结合图4的流程示意图，在地暖制热初期，初始化运行周期为预设时长，在本实施例中，预设时长优选为15min，预设时长后，系统进入稳定控制阶段。还需说明的是，本实施例的控制方法不局限于应用在系统初始化阶段，在其他运行阶段为了能够相对稳定的控制系统高压压力，本控制方法也同样适用。
[0114]
进一步可选地，结合图3的流程示意图，在压缩机按照初始化目标频率运行预设时长之后，控制方法还包括：
[0115]
s60，确定地暖的目标高压值p
目标
，并获取地暖当前的实际高压值p
当前
；
[0116]
此处的实际高压值p
当前
是指系统运行时的压缩机排气压力。目标高压值p
目标
指运行时压缩机排气压力的目标值。
[0117]
s61，根据目标高压值p
目标
和实际高压值p
当前
对压缩机频率进行调整。
[0118]
地暖制热上电后执行初始化程序，利用室外环境、室温需求、建筑热惰性指标对房间动态热负荷需求进行预测，使压缩机频率与房间热负荷需求相匹配，从而能够相对稳定的控制系统高压压力，并使室温会快速上升，同时也使地暖更加节能。初始化程序结束后，系统进入稳定控制阶段，在稳定控制阶段，压缩机目标频率f
′
目标
按照系统目标高压值p
目标
进行控制，从而能够相对稳定的控制系统高压压力。下述控制按照预设时间间隔更新一次，其中预设时间间隔一般为1min，但不限于此。
[0119]
进一步可选地，步骤s60中确定地暖的目标高压值p
目标
，包括步骤s601～s603，其中：
[0120]
s601，获取各采暖房间的第二室内环境温度；
[0121]
结合图4对本实施例中的第二室内环境温度进行说明，第二室内环境温度为稳定控制阶段下为确定系统目标高压值p
目标
所采集的室内环境温度，第二室内环境温度并非固定值，在本实施例中可以每间隔1min采集一次第二室内环境温度，从而每间隔1min更新一次系统目标高压值p
目标
。
[0122]
s602，计算各第二室内环境温度与对应的室内目标温度的第二差值、并计算所有第二差值的平均值，得到第二室温需求量；
[0123]
s603，根据第二室温需求量和室外环境温度确定目标高压值p
目标
。
[0124]
进一步可选地，s603具体为：从目标高压对应表中查找与第二室温需求量和室外环境温度对应的目标高压值p
目标
。具体地，目标高压对应表如表3所示，其中第二室温需求量用a2表示。
[0125]
表3目标高压对应表
[0126][0127]
进一步可选地，结合图5的流程示意图，本实施例的控制方法还包括步骤s62～s63，其中：
[0128]
s62，获取第三室内环境温度并将第三室内环境温度与对应的预设停机温度进行比较；
[0129]
结合图4对本实施例的第三室内环境温度进行说明，第三室内环境温度为稳定控制阶段为避免因室温到达停机点而频繁停机所采集的室内环境温度，第三室内环境温度并非固定值，在本实施例中，每间隔一定时长(比如1min)采集一次第三室内环境温度。
[0130]
s63，当第三室内环境温度大于或等于预设停机温度时，控制对应氟毛细管网末端的电子膨胀阀开启到第一预设开度。
[0131]
预设停机温度一般为室内目标温度+1(℃)，室内目标温度即用户设定温度。
[0132]
在房间温度超出目标温度1℃以后，以往的室温控制方法会立即关闭室内机，停止向房间提供热量，此时由于房间持续向外界漏热，导致房间温度下降，等室温降低至目标室温1℃以后，室内机开启，恢复房间供热，由于控制系统的延时，导致实际室温波动较大，一般为2-5℃，影响舒适性效果，此处房间氟毛细管电子膨胀阀保持第一预设开度(即维持较小步数，在本实施例中第一预设开度优选为80b)，使得采暖房间室温下降较为缓慢，有效解决室温波动降低问题。
[0133]
进一步可选地，控制方法还包括：
[0134]
s64，当第三室内环境温度小于预设停机温度时，计算第三室内环境温度与对应采暖房间的目标温度的第三差值；
[0135]
s65，根据第三差值控制对应氟毛细管网末端的电子膨胀阀开启对应开度。
[0136]
其中，预设停机温度等于房间目标温度加上增量δx，其中δx大于或等于0，一般地，δx为1℃。在第三室内环境温度小于预设停机温度的情况下，计算第三室内环境温度与对应的室内目标温度之间的第三差值，即根据当前的室温需求量调整电子膨胀阀的开度，从而提高舒适性效果。
[0137]
具体地，以房间1为例，其室内目标温度为t
m1
，当前室内温度实测值为t1：
[0138]
若1℃≤t
1-t
m1
，则该房间毛细管电子膨胀阀保持开度80b(维持较小步数)；
[0139]
若0℃≤t
1-t
m1
＜1℃，则该房间毛细管电子膨胀阀保持开度240b；
[0140]
若-1℃≤t
1-t
m1
＜0℃，则该房间毛细管电子膨胀阀保持开度360b；
[0141]
若t
1-t
m1
＜-1℃，则该房间毛细管电子膨胀阀保持开度480b(全开)。
[0142]
本实施例的地暖控制方法，在系统初始化阶段利用室外环境、室温需求、建筑热惰性指标对房间动态热负荷需求进行预测，并以此确定压缩机目标运行频率，可使压缩机频率与房间热负荷需求相匹配，从而能够相对稳定的控制系统高压压力，快速升温，同时还可节能。初始化阶段运行结束后，进入稳定控制阶段，在此阶段，以系统目标高压值控制压缩机频率，可精准调控室内温度。在此基础上，在每个氟毛细管网末端均配置电子膨胀阀，在室内环境温度达到预设停机温度时，通过调节对应电子膨胀阀的开度，能够避免频繁停机，有效降低因到温度点开停机引起的室温波动，较普通采暖系统室温控制精度能控制在
±
1℃以内，舒适性更高。
[0143]
本实施例还提供了一种地暖控制装置，其包括一个或多个处理器以及存储有程序指令的非暂时性计算机可读存储介质，当一个或多个处理器执行程序指令时，一个或多个处理器用于实现前文任意一项的方法。
[0144]
本实施例还提供了一种地暖，其采用前文实施例中任一项的控制方法，或包括前文的控制装置。
[0145]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0146]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上
述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0147]
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。