空调系统、控制方法、控制装置以及计算机可读存储介质与流程

文档序号:33336976发布日期:2023-03-04 01:32阅读:33来源:国知局
空调系统、控制方法、控制装置以及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及空调领域,具体涉及一种空调系统、控制方法、控制装置以及计算机可读存储介质。


背景技术:

2.热泵空调系统在冬季制热时,由于室外换热器所处温度较低,同时对外吸热,在一定的湿度条件下极易发生结霜的问题。
3.为了解决化霜的问题,现在大多数的无蓄能空调机组,采取逆循环除霜的方式,即对室内吸热,对室外换热器放热,在化霜的同时,不利于室内的制热,因此舒适性降低。除此方法外,具有蓄能系统的空调系统,以蓄能器为蒸发器,对蓄能器吸热,对室外换热器放热实现化霜的效果。


技术实现要素:

4.发明人经过研究发现:相关技术中,在化霜时,虽然可以避免对室内吸热的问题,但仍无法同时对室内制热,仍会出现室内舒适性降低的现象。
5.为此,本发明提出一种空调系统、控制方法、控制装置以及计算机可读存储介质,用以增加空调系统的工作模式。
6.本发明实施例提供了一种空调系统,包括:
7.压缩机,包括入口和出口;
8.室外换热器;
9.室内换热器;
10.蓄能器;
11.第一调节阀,位于所述压缩机的下游,且所述第一调节阀与所述压缩机、所述室外换热器以及所述蓄能器均连接;以及
12.第二调节阀,也位于所述压缩机的下游,且所述第二调节阀与所述压缩机、所述蓄能器、所述室内换热器均连接;
13.其中,所述第一调节阀、所述第二调节阀被配置为通过调节自身的范围,使得所述室外换热器、所述室内换热器、所述蓄能器中的至少一个被配置为冷凝器,至少其中另一个被配置为蒸发器。
14.在一些实施例中,所述空调系统还包括:
15.第一管路,一端与所述蓄能器的出流口、所述蓄能器的入流口、所述室外换热器均连接;另一端与所述室内换热器的一端均连接;以及
16.第二管路,一端与所述第二调节阀连接,另一端与所述室内换热器的另一端连接。
17.在一些实施例中,所述第二管路的另一端还与所述蓄能器的入流口连接。
18.在一些实施例中,所述第一调节阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口以及第四阀口;
19.所述第一调节阀的第一阀口与所述压缩机的出口连接;所述第一调节阀的第二阀口与所述室外换热器的一端连接;所述第一调节阀的第三阀口与所述蓄能器的出流口、所述压缩机的入口均连接;所述第一调节阀的第四阀口通过第一节流件与所述第一调节阀的第三阀口连接;
20.其中,当所述第一调节阀处于第一状态,所述第一调节阀的第一阀口和第二阀口连接、且所述第一调节阀的第三阀口和第四阀口连接;
21.当所述第一调节阀处于第二状态,所述第一调节阀的第一阀口和第四阀口连接、且所述第一调节阀的第二阀口和第三阀口连接。
22.在一些实施例中,所述第二调节阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口以及第四阀口;
23.所述第二调节阀的第一阀口与所述压缩机的出口连接;所述第二调节阀的第二阀口通过第二节流件与所述第二调节阀的第三阀口连接;所述第二调节阀的第三阀口与所述蓄能器的出流口、所述室内换热器、所述压缩机的入口均连接;所述第二调节阀的第四阀口与所述第二管路连接;
24.其中,当所述第二调节阀处于第一状态,所述第二调节阀的第一阀口和第二阀口连接、且所述第二调节阀的第三阀口和第四阀口连接;
25.当所述第二调节阀处于第二状态,所述第二调节阀的第一阀口和第四阀口连接、且所述第二调节阀的第二阀口和第三阀口连接。
26.在一些实施例中,空调系统还包括:
27.过冷器,包括第一流道和第二流道;所述第一流道位于所述第一管路的另一端和所述室外换热器之间;所述第二流道与所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述压缩机的入口均连接。
28.在一些实施例中,空调系统还包括:
29.第一节流阀,位于所述过冷器的所述第一流道和所述室外换热器之间。
30.在一些实施例中,空调系统还包括:
31.第二节流阀,位于所述过冷器的所述第一流道和所述第二流道之间。
32.在一些实施例中,空调系统还包括:
33.旁通阀,布置于所述第一管路;其中,所述蓄能器的入流口与所述第一管路的连接处、所述蓄能器的出流口与所述第一管路的连接处之间设置有所述旁通阀。
34.在一些实施例中,空调系统还包括:
35.第三节流阀,所述蓄能器的出流口经过所述第三节流阀与所述第一管路连接。
36.在一些实施例中,空调系统还包括:
37.第一连接支路,连接所述蓄能器的入流口和所述第一管路;
38.第二连接支路,与所述第一连接支路并联布置,也连接所述蓄能器的入流口和所述第一管路;
39.第四节流阀,布置于所述第一连接支路;以及
40.释冷阀,布置于所述第二连接支路。
41.在一些实施例中,空调系统还包括:
42.第一气管,连接所述蓄能器的入流口和所述第二管路;或者,连接所述蓄能器的入
流口和所述压缩机的出口;以及
43.高压气阀,布置于所述第一气管。
44.在一些实施例中,空调系统还包括:
45.第二气管;所述蓄能器的出流口通过第二气管与所述第三管路连接;
46.释热阀,布置于所述第二气管。
47.在一些实施例中,空调系统还包括:
48.储液罐,包括第一进口、接口以及第一出口;所述第一进口通过进液阀与所述第一管路连接,所述接口通过加压阀与第一气管连接、通过毛细管、气平衡阀与第二气管连接,第一出口通过毛细管和排液阀与所述第二气管连接。
49.在一些实施例中,空调系统还包括:
50.储液罐,包括第二进口、第二出口;第二进口通过气平衡阀与所述第一管路连接;第二出口通过排液阀、毛细管与第二气管连接。
51.本发明实施例还提供一种空调控制方法,所述空调为本发明任一技术方案所提供的空调系统,所述控制方法包括:
52.确定所述空调系统的工作模式;
53.根据所述工作模式对应的预设控制策略来控制所述空调系统中室外换热器、室内换热器、蓄能器、第一调节阀以及所述第二调节阀的状态。
54.在一些实施例中,确定所述空调系统的工作模式包括:
55.在供电系统为第一电价的时段,确定所述蓄能器处于以下其中一种状态:为非工作状态、释放冷量状态或者释放热量状态;在供电系统为第二电价的时段,确定所述空调系统的工作模式为对应所述蓄能器为非工作状态、储蓄冷量状态或者储蓄热量状态的模式。
56.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括常规制冷模式;在常规制冷模式下,所述第一调节阀和所述第二调节阀均掉电,所述蓄能器处于非工作状态;所述室外换热器被作为冷凝器,所述室内换热器被作为蒸发器。
57.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括完全蓄冷模式;在完全蓄冷模式下,所述第一调节阀和所述第二调节阀均掉电,所述室内换热器未工作,所述室外换热器被作为冷凝器,所述蓄能器被作为蒸发器。
58.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括蓄冷且制冷模式;在蓄冷且制冷模式下,所述第一调节阀和所述第二调节阀均掉电,所述室外换热器被作为冷凝器,所述蓄能器被作为蒸发器,所述室内换热器也被作为蒸发器。
59.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括过冷释冷模式;在过冷释冷模式下,所述第一调节阀和所述第二调节阀均掉电,所述室外换热器被作为冷凝器,所述蓄能器被作为过冷器,所述室内换热器也被作为蒸发器。
60.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括冷凝释冷模式;在冷凝释冷模式下,所述第一调节阀得电,所述第二调节阀掉电,所述室外换热器未工作,所述蓄能器被作为冷凝器,所述室内换热器也被作为蒸发器。
61.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括并联释冷模式;在并联释冷模式下,所述第一调节阀和所述第二调节阀均掉电,所述室外换热器被作为冷凝器,所述蓄能器被作为冷凝器,所述室内换热器被作为蒸发器。
62.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括常规制热模式;在常规制热模式下,所述第一调节阀和所述第二调节阀均得电,所述室外换热器被作为蒸发器,所述蓄能器未工作,所述室内换热器被作为冷凝器。
63.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括完全蓄热模式;在完全蓄热模式下,所述第一调节阀得电,所述第二调节阀掉电,所述室外换热器被作为蒸发器,所述蓄能器被作为冷凝器,所述室内换热器未工作。
64.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括蓄热且制热模式;在蓄热且制热模式下,所述第一调节阀和所述第二调节阀均得电,所述室外换热器被作为蒸发器,所述蓄能器被作为冷凝器,所述室内换热器被作为冷凝器。
65.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括混合释热模式;在混合释热模式下,所述第一调节阀和所述第二调节阀均得电,所述室外换热器被作为蒸发器,所述蓄能器被作为蒸发器,所述室内换热器被作为冷凝器。
66.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括独立释热模式;在独立释热模式下,所述第一调节阀和所述第二调节阀均得电,所述室外换热器未工作,所述蓄能器被作为蒸发器,所述室内换热器被作为冷凝器。
67.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括非连续制热化霜模式;在非连续制热化霜模式下,所述第一调节阀和所述第二调节阀均掉电,所述室外换热器被作为冷凝器,所述蓄能器被作为蒸发器,所述室内换热器未工作。
68.在一些实施例中,所述空调系统的工作模式包括连续制热化霜模式;在连续制热化霜模式下,所述第一调节阀掉电、所述第二调节阀得电,所述室外换热器被作为冷凝器,所述蓄能器被作为蒸发器,所述室内换热器被作为冷凝器。
69.本发明实施例还提供一种空调系统的控制装置,包括:
70.存储器,被配置为存储指令;
71.处理器,耦合到存储器,处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如本发明任一技术方案所提供的控制方法。
72.本发明实施例又提供一种计算机可读存储介质,其中,计算机可读存储介质存储有计算机指令,指令被处理器执行时实现如本发明任一技术方案所提供的控制方法。
73.上述技术方案提供的空调系统,包括第一调节组件、第二调节组件、蓄能器、室外换热器以及室内换热器,通过第一调节组件、第二调节组件的阀位控制,能够实现蓄能器、室外换热器以及室内换热器中的任意一个作为冷凝器、而另一个作为蒸发器,以实现空调系统丰富的功能。并且,上述技术方案,拓宽了蓄能器的使用场景,能够更充分地实现蓄能的价值。蓄能器能够在低谷电价时段储蓄能量,在高峰电价时释放能量,降低系统此时的耗电量,并能够实现化霜时连续制热。
74.可见,上述技术方案提供的空调系统,基于热泵空调机型,通过管路、阀件的切换,在蓄能空调实现常规制冷、完全蓄冷、制冷同时蓄冷、过冷释冷、冷凝释冷、并联释冷、常规制热、完全蓄热、制热同时蓄热、混合释热、独立释热、非连续制热化霜等12种功能的基础上,能够进一步实现连续制热化霜,在更大程度上拓宽蓄能系统的使用范围,增加化霜时的室内舒适性,其功能十分丰富,能够满足用户多样化的使用需求。
附图说明
75.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本技术的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
76.图1为本发明一些实施例提供的空调系统原理示意图。
77.图2为本发明一些实施例提供的空调系统处于常规制冷模式的冷媒流动路径示意图。
78.图3为本发明一些实施例提供的空调系统处于完全蓄冷模式的冷媒流动路径示意图。
79.图4为本发明一些实施例提供的空调系统处于蓄冷且制冷模式的冷媒流动路径示意图。
80.图5为本发明一些实施例提供的空调系统处于过冷释冷模式的冷媒流动路径示意图。
81.图6为本发明一些实施例提供的空调系统处于冷凝释冷模式的冷媒流动路径示意图。
82.图7为本发明一些实施例提供的空调系统处于并联释冷模式的冷媒流动路径示意图。
83.图8为本发明一些实施例提供的空调系统处于常规制热模式的冷媒流动路径示意图。
84.图9为本发明一些实施例提供的空调系统处于完全蓄热模式的冷媒流动路径示意图。
85.图10为本发明一些实施例提供的空调系统处于蓄热且制热模式的冷媒流动路径示意图。
86.图11为本发明一些实施例提供的空调系统处于混合释热且完全制冷模式的冷媒流动路径示意图。
87.图12为本发明一些实施例提供的空调系统处于独立释热模式的冷媒流动路径示意图。
88.图13为本发明一些实施例提供的空调系统处于非连续制热化霜模式的冷媒流动路径示意图。
89.图14为本发明一些实施例提供的空调系统处于连续制热化霜模式的冷媒流动路径示意图。
90.图15为本发明另一些实施例提供的空调系统原理示意图。
91.图16为本发明又一些实施例提供的空调系统原理示意图。
92.图17为本发明又一些实施例提供的空调系统的储液罐处存储冷媒时冷媒流动路径示意图。
93.图18为本发明又一些实施例提供的空调系统的储液罐处释放冷媒时冷媒流动路径示意图。
94.图19为本发明再一些实施例提供的空调系统原理示意图。
95.图20为本发明再一些实施例提供的空调系统的储液罐处存储冷媒时冷媒流动路径示意图。
96.图21为本发明再一些实施例提供的空调系统的储液罐处释放冷媒时冷媒流动路径示意图。
97.附图标记:
98.101、压缩机;102、第一调节阀;103、第二调节阀;104、室外换热器;105、第一节流阀;106、第二节流阀;107、过冷器;108、气液分离器;
99.第一管路3;4、第二管路;5、第三管路;7、室内换热器;3'、第一支路;4'、第二支路;5'、第三支路;
100.201、蓄能器;202、第一气管;203、第二气管;204、第一液管;204'、第一连接支路;204”、第二连接支路;205、第二液管;206、第四节流阀;207、释冷阀;208、高压气阀;209、第三节流阀;210、释热阀;211、旁通阀;220、储液罐;220a、第一进口;221、进液阀;220b、接口;220、储液罐;221、进液阀;222、加压阀;223、排液阀;224、气平衡阀;225、毛细管;220a、第一进口;220b、接口;220c、出口;
101.602、制冷阀;603、制热阀;604、第三液管;605、第三气管。
具体实施方式
102.下面结合图1~图21对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
103.参见图1,本发明实施例提供一种空调系统,包括压缩机101、室外换热器104、室内换热器7、蓄能器201、第一调节阀102以及第二调节阀103。压缩机101包括入口101a和出口101b。第一调节阀102位于压缩机101的下游,且第一调节阀102与室外换热器104、蓄能器201以及室内换热器7均连接。第二调节阀103也位于压缩机101的下游,且第二调节阀103与蓄能器201、室内换热器7均连接。
104.其中,第一调节阀102、第二调节阀103至少其中之一处于导通状态,室外换热器104、室内换热器7、蓄能器201中的至少一个被配置为冷凝器,至少其中另一个被配置为蒸发器。室外换热器104、压缩机101以及相应的阀、管等部分统一称为室外机部分1;蓄能器201以及与之相关的阀、管等部分统一称为蓄能器部分2。
105.具体来说,可以室外换热器104用作冷凝器,室内换热器7、蓄能器201均作为蒸发器;也可以室外换热器104用作冷凝器,室内换热器7作为蒸发器、蓄能器201不工作;也可以室外换热器104用作冷凝器,室内换热器7均不工作、蓄能器201作为蒸发器。
106.当然,还可以室内换热器7用作冷凝器,室外换热器104、蓄能器201中的至少一个作为蒸发器,也可以均作为蒸发器,此模式下,室外换热器104、蓄能器201各自不工作、用作蒸发器、冷凝器均可。
107.当然,也可以蓄能器201作为蒸发器,室外换热器104和室内换热器7中的至少一个作为冷凝器,也可以均作为冷凝器;还可以,蓄能器201作为蒸发器,室外换热器104和室内换热器7中的其中一个作为冷凝器,另一个不工作。
108.蓄能器201中填充有蓄能材料,比如冰水、石蜡等有机相变材料、芒硝等无机相变材料。蓄能器201中设有冷媒管道,冷媒在管道中流动,与蓄能材料进行充分换热,既可蓄冷释冷,也可蓄热释热。
109.当电价较低时,利用蓄能设备2进行蓄能;当电价处于高峰时,利用蓄能设备2进行释冷或释热,能够为系统提供能量,降低压缩机的运行频率,降低耗电量,降低了运行费用,
实现电力的“削峰填谷”,降低空调的运行成本。
110.当利用蓄能设备2进行化霜时,能够承担系统的蒸发负荷,与无蓄能空调采用的逆循环除霜(即室内换热器7作蒸发器,室外换热器作冷凝器)的方案相比,无需从室内吸收热量,有助于保持室内舒适性。总体上看,该多功能蓄能空调系统,能够有效针对多种应用场景实现降低运行成本的目的。
111.用户一般可根据实时电价和耗电量确定:当电价处于峰值时,或空调制冷需求较大时,可根据实际情况设置低能耗需求和超低能耗需求。
112.从压缩机101出来的冷媒的流向来看,通过对第一调节阀102、第二调节阀103的阀位控制,冷媒从压缩机101出来后,可以直接流向蓄能器201,也可以先经过室外换热器104再流向蓄能器201,也可以先经过室内换热器7再流向蓄能器201,还可以不流经蓄能器201。
113.需要说明的是,上文仅是举例,并不代表本技术的技术方案只有上述的工作模式。
114.在上述实施例中,通过对第一调节阀102、第二调节阀103的操作,可以改变冷媒的流向,以改变空调系统得冷媒循环路径。而且,蓄能器201具有非工作状态、储蓄冷量状态、释放冷量状态、储蓄热量状态和释放热量状态,即蓄能器既可以参与工作,也可以不参与工作;在参与工作时,既可以蓄冷,也可以释冷;既可以蓄热,也可以释热。
115.可见上述技术方案提供的空调系统,其功能模式非常多,可以极大程度地满足用户的多样化需求,提升用户的使用体验,提高能量使用效率,促进节能减排。
116.参见图1,在一些实施例中,空调系统还包括第一管路3以及第二管路4。第一管路3的一端与蓄能器201的出流口、蓄能器201的入流口、室外换热器104均连接。第一管路3另一端与室内换热器7的一端均连接。第二管路4的一端与第二调节阀103、蓄能器201的入流口连接。第二管路4的另一端与室内换热器7的另一端连接。
117.参见图1,在一些实施例中,第一调节阀102包括第一阀口d、第二阀口c、第三阀口s以及第四阀口e。
118.第一调节阀102的第一阀口d与压缩机101的出口连接。第一调节阀102的第二阀口c与室外换热器104的一端连接。第一调节阀102的第三阀口s与蓄能器201的出流口、压缩机101的入口均连接。第一调节阀102的第四阀口e通过第一节流件与第一调节阀102的第三阀口s连接。第一节流件具体比如为毛细管。
119.其中,当第一调节阀102处于第一状态,第一调节阀102的第一阀口d和第二阀口c连通、且第一调节阀102的第三阀口s和第四阀口e连通。第一状态具体比如为掉电状态。
120.当第一调节阀102处于第二状态,第一调节阀102的第一阀口d和第四阀口e连通、且第一调节阀102的第二阀口c和第三阀口s连通。第二状态具体比如为得电状态。
121.参见图1,在一些实施例中,第二调节阀103包括第一阀口d、第二阀口c、第三阀口s以及第四阀口e。
122.第二调节阀103的第一阀口d与压缩机101的出口连接。第二调节阀103的第二阀口c通过第二节流件与第二调节阀103的第三阀口s连接。第二调节阀103的第三阀口s与蓄能器201的出流口、室内换热器7、压缩机101的入口均连接。第二调节阀103的第四阀口e与第二管路4连接。第二节流件比如为毛细管。
123.其中,当第二调节阀103处于第一状态,第二调节阀103的第一阀口d和第二阀口c连通、且第二调节阀103的第三阀口s和第四阀口e连通。第一状态具体比如为掉电状态。
124.当第二调节阀103处于第二状态,第二调节阀103的第一阀口d和第四阀口e连通、且第二调节阀103的第二阀口c和第三阀口s连通。第二状态具体比如为得电状态。
125.参见图1和图2,在一些实施例中,空调系统还包括过冷器107,过冷器107包括第一流道和第二流道。第一流道位于第一管路3的另一端和室外换热器104之间。第二流道与第一调节阀102、第二调节阀103、压缩机101的入口均连接。在一些实施例中,第二流道还与第三管路5连接。第二流道中的冷媒和第一流道中的冷媒换热,第一流道中的冷媒是空调系统循环回路中的冷媒,随着循环回路而流动。而第二流道中的冷媒可以基于上述的连接关系,根据需要选择采用何处的冷媒作为换热介质,第二流道中的冷媒不需要循环流动。
126.参见图1和图2,在一些实施例中,空调系统还包括第一节流阀105,第一节流阀105位于过冷器107的第一流道和室外换热器104之间。
127.第一节流阀105位于过冷器107和室外换热器104之间,用于对冷媒进行节流。第一节流阀105具体比如为电子膨胀阀。结合冷媒的流向来看,冷媒可以从过冷器107的第一流道流向室外换热器104,也可以从室外换热器104流向过冷器107的第一流道。在这两种情况下,都可以通过调节第一节流阀105的开度等实现对冷媒的调节。
128.继续参见图1和图2,在一些实施例中,空调系统还包括第二节流阀106,第二节流阀106位于过冷器107的第一流道和第二流道之间。第二节流阀106具体比如为电子膨胀阀。过冷器107的第一流道和第二流道通过第二节流阀106连接,在需要的工况下,可以将一部分第一流道的冷媒通过第二节流阀106流向第二流道,以实现过冷器107第一流道和第二流道的热交换,进而实现的过冷器107过冷作用。
129.表1本发明实施例提供的空调系统的工作模式表
[0130][0131]
下表结合附图2至图14、表1详细介绍本发明实施例提供的空调系统所具有工作模式。
[0132]
(1)空调系统处于常规制冷模式。
[0133]
参见图2以及表1,第一调节阀102掉电,第二调节阀103掉电,旁通阀211开启,第一
节流阀105开启,第四节流阀206、释冷阀207、高压气阀208、第三节流阀209、释热阀210均关闭。本文中,当阀开启,则流体可以通过该阀。当阀关闭,流体不可以通过该阀。当阀处于节流状态,则流体可以通过,但是压力被调节了。
[0134]
此模式下,冷媒的流动路径如下:压缩机101的出口排出的冷媒,经第一调节阀102的第一阀口d、第二阀口c进入室外换热器104冷凝后,经过第一节流阀105,进入过冷器107,然后通过第一管路3进入室内换热器7。在室内换热器7蒸发后,经第二管路4回到第二调节阀103的第四阀口e、第三阀口s,然后返回气液分离器108,最后返回压缩机101吸气侧。
[0135]
此模式下,不使用蓄能器201,仅实现常规的制冷循环功能。
[0136]
(2)空调系统处于完全蓄冷模式。
[0137]
参见图3以及表1,当空调系统处于完全蓄冷模式,第一调节阀102和第二调节阀103均掉电,第一节流阀105和释热阀210开启。第四节流阀206开启,释冷阀207、高压气阀208、第三节流阀209、旁通阀211关闭。
[0138]
冷媒按照以下路径流动:压缩机101排出的冷媒,流经第一调节阀102的第一阀口d、第二阀口c进入室外换热器104冷凝,然后流经第一节流阀105,进入过冷器107。随后沿着第一管路3和第四节流阀206进入蓄能器201的入流口。蒸发后,冷媒经释热阀210、沿着第二气管203回到气液分离器108,最后返回压缩机101吸气侧。
[0139]
此模式下,冷媒不流经室内换热器7,而是在蓄能器201中蒸发,将冷量储存在蓄能器201中。
[0140]
(3)空调系统处于蓄冷且制冷模式。
[0141]
参见图4以及表1,当空调系统处于蓄冷同时制冷模式,第一调节阀102和第二调节阀103均掉电,第一节流阀105、释热阀210、旁通阀211均开启。第四节流阀206开启。释冷阀207、高压气阀208、第三节流阀209关闭。
[0142]
冷媒按照以下路径流动:压缩机101排出的冷媒,流经第一调节阀102进入室外换热器104冷凝后,经过第一节流阀105、过冷器107的第一流道,然后进入第一管路3。冷媒在第一管路3中分为两路。
[0143]
一路沿着第一液管204,经第四节流阀206进入蓄能器201的入流口,蒸发后从蓄能器201的出流口流出,然后经过释热阀210流入第二气管203。然后流回气液分离器108,最后回到压缩机101的吸气侧。
[0144]
另一路冷媒从第一管路3进入室内换热器7,冷媒在室内换热器7中蒸发后流入第二管路4。
[0145]
两路冷媒在气液分离器108入口处汇合,返回压缩机101吸气侧。
[0146]
此模式下,此时蓄能器201和室内换热器7同时作蒸发器,蓄能器201蓄冷,室内换热器7制冷。
[0147]
(4)空调系统处于过冷释冷模式。
[0148]
参见图5以及表1,第一调节阀102和第二调节阀103均掉电。第一节流阀105、释冷阀207和第三节流阀209开启,第四节流阀206、高压气阀208、释热阀210、旁通阀211关闭。
[0149]
冷媒按照以下路径流动:压缩机101排出的冷媒,流经第一调节阀102进入室外换热器104冷凝后,然后经过第一节流阀105,然后进入过冷器107,然后通过第一管路3和释冷阀207进入蓄能器201的入流口。冷媒在蓄能器201中过冷后,通过第二液管205和第三节流
阀209进入第一管路3。沿着第一管路3进入室内换热器7,在室内换热器7蒸发后,经第二管路4、第二调节阀103的第四阀口e、第三阀口s,回到气液分离器108,返回压缩机101吸气侧。
[0150]
此模式下,蓄能器201作过冷器,将其储存的冷量释放给冷媒,进一步提高其过冷度,提高冷媒的制冷能力。
[0151]
(5)空调处于冷凝释冷模式。
[0152]
参见图6以及表1,当空调处于冷凝释冷模式,第一调节阀102得电,第二调节阀103掉电。第一节流阀105、第四节流阀206、释冷阀207、释热阀210和旁通阀211关闭。高压气阀208、第三节流阀209开启。
[0153]
冷媒按照以下路径流动:压缩机101排出的冷媒,经第一气管202和高压气阀208流入蓄能器201的入流口进行冷凝后,经通过第二液管205和第三节流阀209进入第一管路3,沿着第一管路3进入到室内换热器7中。在室内换热器7蒸发后,沿着第二管路4返回至第二调节阀103的第三阀口s、第四阀口e,然后流回气液分离器108,最终回到压缩机101吸气侧。
[0154]
此模式下,不使用室外换热器104,而是使用蓄能器201作为冷凝器,为制冷循环提供冷量。由于蓄能器201中蓄冷材料温度远低于室外环境气温,能够使制冷循环在低压比条件下运行,大幅减小压缩机101负荷。
[0155]
(6)空调处于并联释冷模式。
[0156]
参见图7以及表1,当空调处于并联释冷模式,第一调节阀102和第二调节阀103均掉电。第四节流阀206、释冷阀207、释热阀210关闭。第一节流阀105、高压气阀208、第三节流阀209和旁通阀211开启。
[0157]
冷媒按照以下路径流动,压缩机101排出的冷媒分为两路:
[0158]
第一路,压缩机101排出的第一路冷媒,沿着第一气管202,流经高压气阀208,然后流入蓄能器201的入流口,冷媒在蓄能器201中冷凝后,从蓄能器201的出流口流出,然后沿着通过第二液管205和第三节流阀209进入第一管路3,随后进入室内换热器7。
[0159]
第二路,压缩机101排出的第二路冷媒,经第一调节阀102的第一阀口d、第二阀口c,进入室外换热器104冷凝,然后经过第一节流阀105、进入过冷器107,然后进入第一管路3,并于第一路进入到第一管路3中的冷媒汇合后,进入室内换热器7蒸发。冷媒在室内换热器7中蒸发后,经第二管路4、回到第二调节阀103的第四阀口e、第三阀口s,然后回到气液分离器108,最后返回压缩机101吸气侧。
[0160]
此模式下,室外换热器104和蓄能器201都作为冷凝器,为制冷循环提供冷量,提高冷凝能力。
[0161]
(7)空调处于常规制热模式。
[0162]
参见图8以及表1,当空调处于常规制热模式,第一调节阀102和第二调节阀103均得电。旁通阀211开启,第一节流阀105开启,第四节流阀206、释冷阀207、高压气阀208、第三节流阀209和释热阀210关闭。
[0163]
冷媒的流动路径为:压缩机101排出的冷媒,经第二调节阀103的第一阀口d、第四阀口e进入第二管路4,流入室内换热器7进行冷凝。冷媒在室内换热器7冷凝后,回到第一管路3。经第一管路3流入过冷器107,然后被第一节流阀105节流后,流入室外换热器104进行蒸发。蒸发后的冷媒经第一调节阀102的第二阀口c、第三阀口s进入气液分离器108,最后返回至压缩机101吸气侧。
[0164]
此模式下,此时不使用蓄能器,属于常规的制热循环。
[0165]
(8)空调处于完全蓄热模式。
[0166]
参见图9以及表1,当空调处于完全蓄热模式,第一调节阀102得电,第二调节阀103掉电。高压气阀208、第三节流阀209和旁通阀211开启,第一节流阀105开启。第四节流阀206、释冷阀207、释热阀210关闭。
[0167]
冷媒按照以下路径流动:压缩机101排出的冷媒,经第一气管202和高压气阀208流入蓄能器201进行冷凝后,然后从蓄能器201的出流口流出,然后沿着第二液管205和第三节流阀209进入第一管路3,经旁通阀211流入过冷器107,然后经过第一节流阀105节流,流入室内换热器7。在室外换热器104中蒸发后,经第一调节阀102的第二阀口c、第三阀口s后,进入气液分离器108,最后返回压缩机101吸气侧。
[0168]
此模式下,冷媒在蓄能器201中冷凝,将热量储存在蓄能器201中,在室外换热器104中蒸发。
[0169]
(9)空调处于蓄热且制热模式。
[0170]
参见图10以及表1,第一调节阀102和第二调节阀103均得电,高压气阀208、第三节流阀209和旁通阀211开启,第一节流阀105开启。第四节流阀206、释冷阀207、释热阀210关闭。
[0171]
压缩机101排出的冷媒分为两路,冷媒按照以下路径流动。
[0172]
压缩机101排除的第一路冷媒经第一气管202和高压气阀208流入蓄能器201进行冷凝后,从蓄能器201的出流口流出,然后通过第二液管205和第三节流阀209进入第一管路3。
[0173]
压缩机101排除的第二路冷媒,经第二调节阀103的第一阀口d、第四阀口e进入室内换热器7,冷凝后返回至第一管路3,与上段介绍的第一路冷媒在第一管路3中汇合。然后经旁通阀211流入过冷器107、并经过第一节流阀105节流,然后在室外换热器104蒸发,然后经第一调节阀102的第二阀口c、第三阀口s,流回气液分离器108,最终返回压缩机101吸气侧。
[0174]
此模式下,蓄能器201和室内换热器7同时作冷凝器,蓄热的同时进行制热,而室外换热器104作蒸发器。
[0175]
(10)空调处于混合释热模式。
[0176]
参见图11以及表1,当空调系统处于混合释热模式,第一调节阀102和第二调节阀103均得电。释热阀210和旁通阀211开启,第一节流阀105和第四节流阀206均开启。释冷阀207、高压气阀208、第三节流阀209均关闭。
[0177]
冷媒按照以下路径流动:压缩机101排出的冷媒,经第二调节阀103的第一阀口、第四阀口,进入第二管路4,然后流入室内换热器7进行冷凝。冷凝后的冷媒回到第一管路3,经旁通阀211后分流。
[0178]
一路通过第一液管204,在第四节流阀206节流后,进入蓄能器201进行蒸发。然后从蓄能器201的出流口流出,流入第二气管203,通过释热阀210后返回至气液分离器108,最终回到压缩机101吸气侧。
[0179]
另一路经第一管路3经过过冷器107,然后在第一节流阀105中节流,随后流入室外换热器104蒸发,然后经过第一节流元件102的第二阀口c、第三阀口s后,返回至气液分离器
108,最终回到压缩机101吸气侧。
[0180]
从上述过程可以看出,上述的两路冷媒在气液分离器108入口段汇合,最终返回压缩机101吸气侧。
[0181]
上述模式中,蓄能器201承担一部分的蒸发负荷,提高吸气压力。
[0182]
(11)空调系统处于独立释热模式。
[0183]
参见图12以及表1,当空调系统处于独立释热模式,第一调节阀102和第二调节阀103均得电。释热阀210和旁通阀211开启,第四节流阀206开启,第一节流阀105、释冷阀207、高压气阀208、第三节流阀209均关闭。
[0184]
冷媒按照以下路径流动:压缩机101排出的冷媒,经第二调节阀103的第一阀口、第四阀口,进入第二管路4,然后流入室内换热器7进行冷凝。冷凝后的冷媒返回至第一管路3,经第一液管204流进入第四节流阀206节流后,进入蓄能器201进行蒸发。然后从蓄能器201的出流口流出,然后经第二液管205、释热阀210,进入第二气管203,然后流入气液分离器108,最终返回压缩机101吸气侧。
[0185]
此模式下,蓄能器201承担全部的蒸发负荷。
[0186]
(12)空调处于非连续制热化霜。
[0187]
参见图13以及表1,当空调处于非连续制热化霜,第一调节阀102掉电,第二调节阀103掉电,释冷阀207、高压气阀208、第三节流阀209、旁通阀211均关闭,第四节流阀206开启,第一节流阀105、释热阀210开启。
[0188]
冷媒按照以下路径流动:压缩机101排出的冷媒,流经第一调节阀102进入室外换热器104冷凝,然后经过第一节流阀105,进入过冷器107,然后进入第一管路3。随后流经第四节流阀206节流,进入蓄能器201,冷媒在蓄能器201中蒸发后,从蓄能器201的出流口流出,然后沿着第二液管205、流经释热阀210、第二气管203,返回气液分离器108,最终返回压缩机101的吸气侧。
[0189]
此模式下,冷媒不在室内换热器7中蒸发,而是在蓄能器201中蒸发,利用储蓄的热量对室外换热器104进行化霜。
[0190]
(13)空调处于连续制热化霜模式。
[0191]
参见图14以及表1,当空调处于连续制热化霜模式,第一调节阀102掉电,第二调节阀103得电。释冷阀207、高压气阀208、第三节流阀209均关闭,第四节流阀206开启,第一节流阀105、释热阀210、旁通阀211开启。
[0192]
压缩机101排出的冷媒分流,其具体流动路径如下:
[0193]
压缩机101排出的第一路冷媒,经第二调节阀103进入第二管路4,然后进入室内换热器7冷凝。冷凝后的冷媒流入第一管路3。
[0194]
压缩机101排出的第二路冷媒,流经第一调节阀102进入室外换热器104冷凝,然后经过第一节流阀105、过冷器107,进入第一管路3。
[0195]
第一路和第二路的冷媒在第一管路3中汇合,经过旁通阀211,进入第一液管204,流经第四节流阀206节流,进入蓄能器201。冷媒蒸发后从蓄能器201的出流口流出,经第二液管205、释热阀210、第二气管203和气液分离器108返回压缩机101吸气侧。
[0196]
此模式下,冷媒在室内换热器7和室外换热器104均冷凝,在蓄能器201中蒸发,对室内制热的同时进行化霜。
[0197]
上述技术方案提供的空调系统,通过管路、阀件的切换,能够使热泵空调系统实现完全蓄冷、蓄冷同时完全制冷、蓄冷同时主体制冷等13种功能,拓宽了蓄能系统的使用范围,提高了蓄能系统的可用率;并且,本发明实施例提供的空调系统,在化霜时,也能够同时进行制热,也即能够连续制热。并且在制热过程中,通过释放预先储存的热量,使化霜时,室内换热器7仍然在制热,用户不会感觉到温度下降、制热效果不会变差,因此连续化霜性能更佳,用户感觉更加舒适。
[0198]
本发明实施例还提供一种空调控制方法,空调为本发明任一技术方案所提供的空调系统,控制方法包括:确定空调系统的工作模式;根据工作模式对应的预设控制策略来控制空调系统中室外换热器104、室内换热器7、蓄能器201、第一调节阀102以及第二调节阀103的状态。
[0199]
在一些实施例中,空调系统可以根据用户当前的需求确定空调系统的工作模式,也可以根据预先存储的供电系统的收费标准来自动确定空调系统的工作模式。
[0200]
在一些实施例中,确定空调系统的工作模式包括:在供电系统为第一电价的时段,确定蓄能器201处于以下其中一种状态:为非工作状态、释放冷量状态或者释放热量状态;在供电系统为第二电价的时段,确定空调系统的工作模式为对应蓄能器201为非工作状态、储蓄冷量状态或者储蓄热量状态的模式。第一电价具体比如为阶梯电费计算策略中的高价位。第二电价比如为阶梯电费计算策略中的低价位。
[0201]
上述技术方案提供的空调系统,在低谷电价时段进行蓄能,在高峰电价时段释放能量,从而降低此时空调的功耗。实现电力的“削峰填谷”,降低空调系统的运行成本。
[0202]
在一些实施例中,根据检测结果确定空调系统的工作模式包括:(1)在检测到蓄能器201中没有能量时,确定空调系统的工作模式为对应蓄能器201为非工作状态、储蓄热量状态或者储蓄冷量状态的模式。(2)而在检测到蓄能器201中存有能量时,可以根据需求确定空调系统的工作模式为对应蓄能器201为非工作状态、储蓄热量状态、储蓄冷量状态、释放热量状态或者释放冷量状态的模式。在使用蓄能器201内的能量时,对蓄能器201内的能量余量进行实时检测,当检测到能量余量接近零时,停止使用蓄能器201内的能量。
[0203]
为节约电力资源,很多城市采用分时电价政策,比如,在用电高峰时段,电价较高,以通过费用的提升来提高人们节约用电的意识;在用电低谷的时段,电价较低,引导人们错峰使用电力资源,避免给供电系统造成较大压力。
[0204]
在供电系统为第一电价的时段,确定空调系统的工作模式为对应蓄能器201为非工作状态、释放冷量状态或者释放热量状态的模式;
[0205]
在供电系统为第二电价的时段,确定空调系统的工作模式为对应蓄能器201为非工作状态、储蓄冷量状态或者储蓄热量状态的模式。
[0206]
通过根据供电系统的电价来确定空调系统的工作模式,可以在第二电价时段内通过蓄能器201储存冷量或热量,而在第一电价时将空调系统设置为对应蓄能器201为非工作状态、释放冷量状态或者释放热量状态的模式,从而利用蓄能器201提前储蓄的热量或冷量来主要或辅助实现制冷或制热目的,降低压缩机101的工作频率,降低在第一电价时段空调系统的耗电量,减小用户经济压力;也有利于实现错峰用电,减小供电系统的供电压力。
[0207]
本发明实施例提供的空调系统,能够实现常规制冷循环、常规制热循环、完全蓄冷、完全蓄热、蓄冷且制冷、制热且蓄热、释冷过冷、混合释热、释冷冷凝、独立释热、并联释
冷、非连续制热化霜、连续制热化霜等13种模式。满足了用户的不同需求,同时拓宽了空调系统的使用范围,大大提高了空调系统的可用率。而且,本发明设计的空调系统的管路精简,成本更低,能够针对多种不同的电力负荷转移场景提供蓄能、释能服务。
[0208]
参见图15,本发明另一实施例还提供一种空调系统,其与上文介绍的各个实施例的区别在于,第一气管202的连接位置略有区别。在本实施例中,第一气管202的一端直接连接在压缩机101的出口101b。这种连接方式,并不改变空调系统的功能以及阀的控制方式。其仍然可以实现上文介绍的37种功能。
[0209]
在另一些实施例中,第二管路4的另一端还与蓄能器201的入流口连接。
[0210]
将原本的第一气管202连入压缩机101的出口101b的一端改为连入第二管路4。在原方案中,制冷时,第一气管202仅用于冷凝释冷和并联释冷时使用,而本实施例中,不运行冷凝释冷和并联释冷模式,仅实现常规制冷、完全蓄冷、蓄冷同时制冷、过冷释冷等4个功能。流路和阀的开闭与上述实施例介绍的技术方案一致。
[0211]
在制热时,完全蓄热、蓄热同时制热时,高温高压气态冷媒仍通过第一气管202进入蓄能器,各个阀的开闭和冷媒流路与原方案一致。
[0212]
参见图16至图18,本发明又一实施例还提供一种空调系统,其与上文介绍的各个实施例的区别在于,在该实施例中设置有储能罐。
[0213]
在蓄能系统的基础上增设储液罐220,通过储液罐对冷媒的存储与释放,对不同运行模式下的冷媒量进行控制,使得系统循环冷媒量与不同运行模式的冷媒需求量一致,发挥最佳的换热效果。
[0214]
储液罐220包括第一进口220a、接口220b以及第一出口220c。第一进口220a通过进液阀221与第一管路3连接,接口220b通过加压阀222与第一气管202连接、通过毛细管225、气平衡阀224与第二气管203连接,出口220c通过毛细管225和排液阀223与第二气管203连接。
[0215]
图17示意了储液罐220存储冷媒的流路,图18示意了储液罐220释放冷媒的流路。
[0216]
储液罐220共有3种状态:不工作、存储冷媒和释放冷媒,这3种状态均在不同的系统模式(常规制冷、完全蓄冷等)下均可使用。
[0217]
第一种工作模式:储液罐220不工作时,进液阀221、加压阀222、排液阀223、气平衡阀224均关闭。
[0218]
第二种,当判断当前运行模式需要启动存储冷媒时,进液阀221和气平衡阀224开启,加压阀222和排液阀223关闭。气平衡阀224开启,使储液罐220罐体压力处于低压状态,进液阀221开启,使得储液罐220的冷媒进管处于中压段,冷媒在压力差的作用下进入冷媒罐220中。
[0219]
第三种,当判断当前运行模式需要启动冷媒罐释放冷媒时,进液阀221和气平衡阀224关闭,加压阀222和排液阀223开启。排液阀223开启,使储液罐220的出口端处于低压状态,加压阀222开启,使储液罐220罐体压力处于高压状态,罐体内部冷媒在重力及压力差的作用下排出罐体,进入到管路循环中。
[0220]
参见图19至图21,本实施例提供了另一种储液罐形式,仅具有2个接口:第二进口220a’、第二出口220c’。第二进口220a’通过气平衡阀224与第一管路3连接,第二出口220c’通过排液阀223、毛细管225与第二气管203连接。
[0221]
图20示意了储液罐220存储冷媒的流路,图21示意了储液罐220释放冷媒的流路。
[0222]
储液罐220共有3种状态:不工作、存储冷媒和释放冷媒,这3种状态在不同的系统模式(常规制冷、完全蓄冷等)下均可使用。
[0223]
第一种,储液罐220不工作时,排液阀223、气平衡阀224均关闭。
[0224]
第二种,当判断当前运行模式需要启动存储冷媒时,排液阀223、气平衡阀224均开启,冷媒在压力差的作用下进入冷媒罐220中。
[0225]
第三种,当判断当前运行模式需要启动冷媒罐释放冷媒时,气平衡阀224关闭,排液阀223开启,罐体内部冷媒在重力及压力差的作用下排出罐体,进入到管路循环中。
[0226]
本发明实施例还提供一种空调系统的控制装置,包括存储器以及处理器。存储器被配置为存储指令。处理器耦合到存储器,处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现本发明任一实施例所提供的控制方法。
[0227]
本发明另一些实施例提供一种计算机可读存储介质,其中,计算机可读存储介质存储有计算机指令,指令被处理器执行时实现本发明任一实施例所提供的控制方法。
[0228]
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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,仅是为便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作,因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
[0229]
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,但这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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