专利名称：水温自适应水源空调系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种空调系统，具体地说，涉及一种水温自适应水源空调系统。
背景技术：
在目前全球能源紧张，我们国家大力号召利用可再生能源的大背景下，空调行业对利用水源作为空调的冷热源来制冷制热的研究和利用，逐渐发展起来。但空调的水源形式多种多样，有城市废水、江河湖海水、地下水、地下环路水等等。这些水源形式温度差异比较大，从零下十几度到零上四十几度，目前市场上一般的水源式空调(热泵)系统都是对应 某一种或两种水源形式。尤其是对于地下环路式的系统，由于水温经常会在o°c以下，需要增加防冻液，而目前的空调均是固定对应一个冰点值，要求厂外施工时配置的水溶液也要对应此冰点。配置溶液的冰点值高了，机组就会结冰冻裂；配置溶液的冰点值低了，就要增加防冻液成本。这样使得水源式空调(热泵)系统在市场上种类繁多，既不利于水源空调市场的做大做精，又不利于用户选择，容易产生使用上的问题。
发明内容
本发明克服上述缺陷，提供了一种可使用多种水源形式和水温范围的空调系统。机组默认的水侧冰点是o°c，适用于常规水源的场合。对应增加了防冻液的水溶液，用户可以把配置溶液的冰点输入给机组，机组将根据不同的冰点值，自动计算出最优的运行状态。既能保证机组发挥出最大的制热能力，又能保证机组安全不结冰。本发明的水温自适应水源空调系统的技术方案是这样的其包括空调室内机、空调室外机，空调室外机包括变频压缩机、气液分离器、过冷却器、电子膨胀阀、热交换器、四通阀，它们顺次连接形成回路，空调室外机还包括压力传感器，压力传感器包括高压传感器和低压传感器，高压传感器和低压传感器分别连接在压缩机的排气侧和回气侧，空调室外机设置控制器，上述部件都和控制器连接，由控制器进行综合调控，热交换器上设置气管温度传感器、液管温度传感器、水溶液温度传感器，它们也和控制器连接，水溶液温度传感器包括进水温度传感器、出水温度传感器，控制器上设置可输入水溶液冰点值的输入模块。本发明的控制方法的技术方案是这样的其包括下列步骤
a)建立冷媒蒸发温度和低压压力值PSl(蒸发压力)一一对应的数据库，并设定水溶液的冰点值=蒸发温度+水和冷媒的换热温差；
b)通过输入模块输入水溶液的冰点值；
c)控制器根据输入的冰点值从数据库中寻找对应的低压压力值PSl；
d)步骤c的同时压力传感器检测空调的实测低压压力值PS，然后比较PS和PS1，如果PS值大于PSl的值，进入步骤e ;如果PS值小于等于PSl的值，进入步骤f ；
e)控制器控制压缩机升频，升频的同时检测是否能达到室内机的制热需求的频率，如果能达到要求回步骤C，如果达不到要求继续升频；
f)压缩机降频，同时检测PSl值是否达到PSl+设定值1，如果达不到，压缩机继续降频；如果能达到就维持此频率并进入步骤g;
g)检测PSl值是否达到PSl+设定值2，如果达不到，压缩机继续维持步骤g的压缩机频率；如果能达到就进入步骤e。设定值I根据不同的冷媒，不同的系统设计，其值有所不同，设置为O. 02、. 04兆帕斯卡，，优选地设置为O. 03兆帕斯卡。设定值2根据不同的冷媒，不同的系统设计，其值有所不同，设置为O. 05、. 07兆帕斯卡，优选地设置为O. 06兆帕斯卡。
本发明的水温自适应的智能水源空调(热泵)系统具有下列优点
I)对于不同的水源，不同的水温条件，只需要一种空调(热泵)系统，便于零部件的通用化设计，降低材料成本和管理成本。2)用户可根据各自的安装条件，自由选择水源，配置不同冰点的水溶液，均能使机组发挥最大的制热能力；
3)室外机控制器设置输入端口，方便施工人员输入水侧的冰点值。
图I是本发明的水温自适应水源空调系统的结构示意 图2是本发明的压缩机频率调节示意图。I-高压传感器、2-四通阀、3-低压传感器、4-气管温度传感器、5-出水温度传感器、6-进水温度传感器、7-电子膨胀阀、8-电子膨胀阀、9-液管温度传感器、10-过冷却器、11-气液分离器、12-变频压缩机、13-热交换器。
具体实施例方式实施例I :
本发明的水温自适应水源空调系统其包括空调室内机、空调室外机，空调室外机包括变频压缩机12、气液分离器11、过冷却器10、电子膨胀阀8和9、热交换器13、四通阀2，它们顺次连接形成回路，空调室外机还包括压力传感器，压力传感器包括高压传感器I和低压传感器3，高压传感器I和低压传感器3分别连接在压缩机的排气侧和吸气侧，空调室外机设置控制器，上述部件都和控制器连接，由控制器进行综合调控，热交换器上设置气管温度传感器4、液管温度传感器9、水溶液温度传感器，它们也和控制器连接，水溶液温度传感器包括进水温度传感器6和出水温度传感器5，控制器上设置可输入水溶液冰点值的输入模块。其控制流程是这样的，
a)建立冷媒蒸发温度和低压压力值PSl(蒸发压力)一一对应的数据库，并设定水溶液的冰点值=蒸发温度+水和冷媒的换热温差；
b)通过输入模块输入水溶液的冰点值；
c)控制器根据输入的冰点值从数据库中寻找对应的低压压力值PSl;
d)步骤c的同时压力传感器检测空调的实测低压压力值PS，然后比较PS和PS1，如果PS值大于PSl的值，进入步骤e ;如果PS值小于等于PSl的值，进入步骤f;
e)控制器控制压缩机升频，升频的同时检测是否能达到室内机的制热需求的频率，如果能达到要求回步骤C，如果达不到要求继续升频；
f)压缩机降频，同时检测PSl值是否达到PS1+0.03兆帕斯卡，如果达不到，压缩机继续降频；如果能达到就维持此频率并进入步骤g;
g)检测PSl值是否达到PS1+0.06兆帕斯卡，如果达不到，压缩机继续维持步骤g的压缩机频率；如果能达到就进入步骤e。本发明的水温自适应水源空调系统制冷系统中所能达到的最低温度就是冷媒的蒸发温度。而冷媒的蒸发温度和蒸发压力是一一对应的，所以只要控制机组的低压压力，即能控制机组的蒸发温度，也就能控制机组中水溶液不结冰。例如，纯水的冰点是(TC，考虑到水和冷媒的换热温差按4°c计算，则冷媒的蒸发温度最低可以到-4°c，而-4°c对应的蒸发·压力是O. 6MPa (即为Psl值)，所以控制系统的低压压力大于O. 6MPa即可。在实际控制中，机组可以采用PID的控制，使低压压力逐渐接近O. 6MPa而不低于O. 6MPa，这样既能保证机组发挥最大的制热能力，又能保证机组不结冰。实施例2:
本实施例和实施例I的区别在于，本实施例的Psl值为O. 51MPa，其可对应冰点为_5°C的水溶液实施例3
本实施例和实施例I的区别在于，本实施例的Psl值为O. 42MPa，其可对应冰点为-10°C的水溶液。
权利要求
1.一种水温自适应水源空调系统，其包括空调室内机、空调室外机，空调室外机包括变频压缩机、气液分离器、过冷却器、电子膨胀阀、热交换器、四通阀，它们顺次连接形成回路，空调室外机还包括压力传感器，压力传感器包括高压传感器和低压传感器，高压传感器和低压传感器分别连接在压缩机的排气侧和吸气侧，空调室外机设置控制器，上述部件都和控制器连接，由控制器进行综合调控，其特征在于，热交换器上设置气管温度传感器、液管温度传感器、水溶液温度传感器，它们也和控制器连接，水溶液温度传感器包括进水温度传感器、出水温度传感器，控制器上设置可输入水溶液冰点值的输入模块。
2.—种权利要求I所述的水温自适应水源空调系统的控制方法，其特征在于，其包括下列步骤1、建立冷媒蒸发温度和低压压力值PSI(蒸发压力)一一对应的数据库，并设定水溶液的冰点值=蒸发温度+水和冷媒的换热温差；2、通过输入模块输入水溶液的冰点值；3、控制器根据输入的冰点值从数据库中寻找对应的低压压力值PSl；4、步骤3的同时压力传感器检测空调的实测低压压力值PS，然后比较PS和PS1，如果PS值大于PSl的值，进入步骤5 ;如果PS值小于等于PSl的值，进入步骤6 ；5、控制器控制压缩机升频，升频的同时检测是否能达到室内机的制热需求的频率，如果能达到要求回步骤3，如果达不到要求继续升频；6、压缩机降频，同时检测PSl值是否达到PSl+设定值1，如果达不到，压缩机继续降频；如果能达到就维持此频率并进入步骤7 ；7、检测PSl值是否达到PSl+设定值2，如果达不到，压缩机继续维持步骤7的压缩机频率；如果能达到就进入步骤5。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，设定值I根据不同的冷媒，不同的系04兆帕斯卡。所述的控制方法，其特征在于，设定值I所述的控制方法，其特征在于，设定值207兆帕斯卡。所述的控制方法，其特征在于，设定值统设计，设置为O. 02、.
4.根据权利要求2
5.根据权利要求2统设计，设置为O. 05、.
6.根据权利要求2设置为O. 03兆帕斯卡。根据不同的冷媒，不同的系2设置为O. 06兆帕斯卡。
全文摘要
本发明涉及一种空调系统，具体地说，涉及一种水温自适应水源空调系统，提供了一种可使用多种水源形式和水温范围的空调系统。机组默认的水侧冰点是0℃，适用于常规水源的场合。对应增加了防冻液的水溶液，用户可以把配置溶液的冰点输入给机组，机组将根据不同的冰点值，自动计算出最优的运行状态。本发明的室外机控制器上设置可输入水溶液冰点值的输入模块，既能保证机组发挥出最大的制热能力，又能保证机组安全不结冰。
文档编号F24F5/00GK102927651SQ20111022928
公开日2013年2月13日 申请日期2011年8月11日 优先权日2011年8月11日
发明者孟建军, 曹培春, 王振, 宋敏 申请人:青岛海信日立空调系统有限公司