空调系统及其控制方法与流程

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空调系统及其控制方法与流程

本发明涉及空调技术领域,特别涉及一种空调系统和一种空调系统的控制方法。



背景技术:

目前,常规的空调器在制冷运行时,没有利用室内机和室外机两侧的能量。比如,空调器制冷时,室外机排放热风,没有有效地把室外机排出的热风中的能量回收利用,或者利用热泵系统的空气能热水器加热水箱内的热水时,主机排出冷风,没有根据当前的温度情况将主机排出的冷量回收存储在室内侧应用,从而导致能源利用效率的低下。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。

为此,本发明的第一个目的在于提出一种空调系统,能够通过控制空调系统中的冷媒流动方式,提高能源的利用效率,以及减少能源的消耗。

本发明的第二个目的在于提出一种空调系统的控制方法。

为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种空调系统,包括:压缩机、室外换热器、节流部件和室内换热器;储热水箱、水泵和散热暖气片,所述储热水箱与所述室外换热器并联设置,所述水泵用于驱动所述储热水箱中的热水在所述散热暖气片中循环;储冷装置,所述储冷装置与所述室内换热器并联设置;检测模块,所述检测模块用于检测室内环境温度、所述储冷装置中的储冷介质的温度以及所述储热水箱中热水的温度;控制模块,所述控制模块用于获取所述空调系统的当前运行模式,并根据所述空调系统的当前运行模式、所述室内环境温度、所述储冷装置中的储冷介质的温度以及所述储热水箱中热水的温度控制所述空调系统中的冷媒流动方式。

根据本发明实施例的空调系统,通过检测模块检测室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度以及储热水箱中热水的温度,并通过控制模块获取空调系统的当前运行模式,而后控制模块根据空调系统的当前运行模式、室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度以及储热水箱中热水的温度控制空调系统中的冷媒流动方式。由此,该系统能够通过控制空调系统中的冷媒流动方式,提高能源的利用效率,以及减少能源的消耗。

另外,根据本发明上述实施例提出的空调系统还可以具有如下附加的技术特征:

在本发明的一个实施例中,当所述空调系统的当前运行模式为热水模式时,其中,如果所述室内环境温度大于第一预设温度、所述储冷介质的温度大于等于第二预设温度且所述储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,所述控制模块则控制所述压缩机排出的冷媒流经所述储热水箱后经过所述节流部件进行节流,然后流经所述储冷装置后回到所述压缩机,以使所述储热水箱进行储热和所述储冷装置进行储冷;如果所述室内环境温度大于第一预设温度、所述储冷介质的温度小于第二预设温度且所述储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,或者,如果所述室内环境温度小于等于第一预设温度且所述储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,所述控制模块则控制所述压缩机排出的冷媒流经所述储热水箱后经过所述节流部件进行节流,然后流经所述室外换热器后回到所述压缩机,以使所述储热水箱单独进行储热。

在本发明的一个实施例中,当所述储热水箱中热水的温度大于第三预设温度时,所述控制模块控制所述空调系统退出所述热水模式。

在本发明的一个实施例中,当所述空调系统的当前运行模式为制冷模式时,其中,如果所述室内环境温度大于预设的目标温度、所述储冷介质的温度小于预设的目标温度且所述储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,所述控制模块则控制所述压缩机排出的冷媒流经所述储热水箱后经过所述节流部件进行节流,然后流经所述室内换热器后回到所述压缩机,以使所述储热水箱进行储热和所述空调系统进行制冷,并且所述储冷装置进行辅助制冷;如果所述室内环境温度大于预设的目标温度、所述储冷介质的温度大于等于预设的目标温度且所述储热水箱中热水的温度大于第三预设温度,所述控制模块则控制所述压缩机排出的冷媒流经所述室外换热器后经过所述节流部件进行节流,然后流经所述室内换热器后回到所述压缩机,以使所述空调系统单独进行制冷。

在本发明的一个实施例中,当所述空调系统的当前运行模式为制热模式时,如果所述室内环境温度小于预设的目标温度,所述控制模块则控制所述压缩机排出的冷媒流经所述室内换热器后经过所述节流部件进行节流,然后流经所述室外换热器后回到所述压缩机,以使所述空调系统进行制热,并在所述储热水箱中热水的温度大于预设的目标温度时,所述控制模块还控制所述水泵进行工作以使所述散热暖气片进行辅助制热。

为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种空调系统的控制方法,所述空调系统包括压缩机、室外换热器、节流部件、室内换热器、储热水箱、水泵、散热暖气片和储冷装置,所述储热水箱与所述室外换热器并联设置,所述水泵用于驱动所述储热水箱中的热水在所述散热暖气片中循环,所述储冷装置与所述室内换热器并联设置,所述控制方法包括以下步骤:检测室内环境温度、所述储冷装置中的储冷介质的温度以及所述储热水箱中热水的温度;获取所述空调系统的当前运行模式,并根据所述空调系统的当前运行模式、所述室内环境温度、所述储冷装置中的储冷介质的温度以及所述储热水箱中热水的温度控制所述空调系统中的冷媒流动方式。

根据本发明实施例的空调系统的控制方法,首先检测室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度以及储热水箱中热水的温度,然后获取空调系统的当前运行模式,并根据空调系统的当前运行模式、室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度以及储热水箱中热水的温度控制空调系统中的冷媒流动方式。由此,该方法能够通过控制空调系统中的冷媒流动方式,提高能源的利用效率,以及减少能源的消耗。

另外,根据本发明上述实施例提出的空调系统的控制方法还可以具有如下附加的技术特征:

在本发明的一个实施例中,当所述空调系统的当前运行模式为热水模式时,其中,如果所述室内环境温度大于第一预设温度、所述储冷介质的温度大于等于第二预设温度且所述储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,则控制所述压缩机排出的冷媒流经所述储热水箱后经过所述节流部件进行节流,然后流经所述储冷装置后回到所述压缩机,以使所述储热水箱进行储热和所述储冷装置进行储冷;如果所述室内环境温度大于第一预设温度、所述储冷介质的温度小于第二预设温度且所述储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,或者,如果所述室内环境温度小于等于第一预设温度且所述储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,则控制所述压缩机排出的冷媒流经所述储热水箱后经过所述节流部件进行节流,然后流经所述室外换热器后回到所述压缩机,以使所述储热水箱单独进行储热。

在本发明的一个实施例中,当所述储热水箱中热水的温度大于第三预设温度时,控制所述空调系统退出所述热水模式。

在本发明的一个实施例中,当所述空调系统的当前运行模式为制冷模式时,其中,如果所述室内环境温度大于预设的目标温度、所述储冷介质的温度小于预设的目标温度且所述储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,则控制所述压缩机排出的冷媒流经所述储热水箱后经过所述节流部件进行节流,然后流经所述室内换热器后回到所述压缩机,以使所述储热水箱进行储热和所述空调系统进行制冷,并且所述储冷装置进行辅助制冷;如果所述室内环境温度大于预设的目标温度、所述储冷介质的温度大于等于预设的目标温度且所述储热水箱中热水的温度大于第三预设温度,则控制所述压缩机排出的冷媒流经所述室外换热器后经过所述节流部件进行节流,然后流经所述室内换热器后回到所述压缩机,以使所述空调系统单独进行制冷。

在本发明的一个实施例中,当所述空调系统的当前运行模式为制热模式时,如果所述室内环境温度小于预设的目标温度,则控制所述压缩机排出的冷媒流经所述室内换热器后经过所述节流部件进行节流,然后流经所述室外换热器后回到所述压缩机,以使所述空调系统进行制热,并在所述储热水箱中热水的温度大于预设的目标温度时,还控制所述水泵进行工作以使所述散热暖气片进行辅助制热。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的空调系统的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的空调系统的储热储冷运行示意图。

图3是根据本发明实施例的空调系统的储热运行示意图。

图4是根据本发明实施例的空调系统的储热制冷运行示意图。

图5是根据本发明实施例的空调系统的制冷运行示意图。

图6是根据本发明实施例的空调系统的制热运行示意图。

图7是根据本发明一个实施例的空调系统的控制方法的流程图。

附图标记:压缩机1、室外换热器2、节流部件3、室内换热器4、储热水箱5、水泵6、散热暖气片7、储冷装置8、室内温度传感器9、储冷介质温度传感器10、水温传感器11、室内机12、第一四通阀13、第一三通阀14、第一回路15、第二四通阀16、储冷侧管路17、储冷散热风扇18、第二三通阀19、第三三通阀20、室外风扇21、第二回路22、第四三通阀23、第五三通阀24、室内风扇25和室内换热器侧管路26。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图来描述本发明实施例的空调系统及其控制方法。

图1是根据本发明一个实施例的空调系统的结构示意图。

如图1所示,本发明实施例的空调系统包括:压缩机1、室外换热器2、节流部件3、室内换热器4、储热水箱5、水泵6、散热暖气片7、储冷装置8、检测模块和控制模块,其中,检测模块和控制模块未在图中体现。

其中,如图1所示,储热水箱5与室外换热器2并联设置,水泵6用于驱动储热水箱5中的热水在散热暖气片7中循环,储冷装置8与室内换热器4并联设置。

检测模块用于检测室内环境温度、储冷装置8中的储冷介质的温度以及储热水箱5中热水的温度。其中,储冷介质可根据实际情况进行标定,储冷介质可为多元相变乳液。

在本发明的实施例中,如图1所示,检测模块可包括室内温度传感器9、储冷介质温度传感器10和水温传感器11。具体地,检测模块可通过室内温度传感器9、储冷介质温度传感器10和水温传感器11分别检测室内环境温度、储冷装置8中的储冷介质的温度和储热水箱5中热水的温度。

控制模块用于获取空调系统的当前运行模式,并根据空调系统的当前运行模式、室内环境温度、储冷装置8中的储冷介质的温度以及储热水箱5中热水的温度控制空调系统中的冷媒流动方式。应说明的是,本发明的空调系统可包括多种运行模式,例如,热水模式、制冷模式、制热模式和送风模式等。

进一步而言,在本发明的一个实施例中,当空调系统的当前运行模式为热水模式时,如果室内环境温度大于第一预设温度、储冷介质的温度大于等于第二预设温度且储热水箱5中热水的温度小于等于第三预设温度,控制模块则控制压缩机1排出的冷媒流经储热水箱5后经过节流部件3进行节流,然后流经储冷装置8后回到压缩机1,以使储热水箱5进行储热和储冷装置8进行储冷。其中,第一预设温度、第二预设温度和第三预设温度均可根据实际情况进行标定,例如,第一预设温度可为25℃,第二预设温度可为5℃,第三预设温度可为70℃。

具体地,如图2所示,当空调系统的当前运行模式为热水模式,且室内环境温度大于第一预设温度,储冷介质的温度大于等于第二预设温度以及储热水箱5中热水的温度小于等于第三预设温度时,控制模块可控制室内机12和室外换热器2均保持停止运行的状态,此时,本发明空调系统的储热水箱5、压缩机1与储冷装置8可联通为一个冷媒循环系统。

为了便于对本发明的描述,以第一预设温度为25℃,第二预设温度为5℃,第三预设温度为70℃为例进行说明。其中,当空调系统的当前运行模式为热水模式时,如果检测模块通过室内温度传感器9检测到室内环境温度为28℃(比如,夏天的室内环境温度),通过储冷介质温度传感器10检测到储冷介质的温度为28℃(说明储冷介质当前温度较高,内部没有储存冷量,需要储存冷量以备制冷时使用),通过水温传感器11检测到储热水箱5中热水的温度为30℃,控制模块则可控制压缩机1排出的冷媒进入第一四通阀13,经第一三通阀14流入储热水箱5,在储热水箱5内压缩机1压缩冷媒产生的热量与水交换能量,即水温提升,冷媒温度降低。

随后,该冷媒经室外侧第一回路15流入节流部件3进行节流,后经第二四通阀16,随后经室内储冷侧管路17进入储冷装置8。此时,储冷散热风扇18不运行,冷媒携带的冷量与储冷介质交换,储冷介质通过温度变化或者相变,将冷量存储在储冷装置8内。上述冷媒从储冷装置8流出后,经第二三通阀19、第三三通阀20和第一四通阀13进入压缩机1,而后再被压缩机1压缩后排出,完成一个循环。

在该循环中,室外风扇21和室外换热器2,以及室内机12都被屏蔽,内部无冷媒循环。此时,本发明的空调系统的室内侧产生的冷量,通过储冷介质的相变或者温度变化存储在储冷装置8内,室外侧产生的热量,可用于加热储热水箱5内的水,直至储冷装置8中的储冷介质的温度低于第二预设温度(比如,5℃),或者储热水箱5内的水温大于第二预设温度(比如,70℃)。应说明的是,当储热水箱5中热水的温度大于第三预设温度时,控制模块可控制空调系统退出热水模式。

另外,在本发明的实施例中,当空调系统的当前运行模式为热水模式时,如果室内环境温度大于第一预设温度、储冷介质的温度小于第二预设温度且储热水箱5中热水的温度小于等于第三预设温度,或者,如果室内环境温度小于等于第一预设温度且储热水箱5中热水的温度小于等于第三预设温度,控制模块则控制压缩机1排出的冷媒流经储热水箱5后经过节流部件3进行节流,然后流经室外换热器2后回到压缩机,以使储热水箱5单独进行储热。

具体地,如图3所示,如果空调系统的当前运行模式为热水模式,则当室内环境温度大于第一预设温度、储冷介质的温度小于第二预设温度且储热水箱5中热水的温度小于等于第三预设温度时,或者,当室内环境温度小于等于第一预设温度且储热水箱5中热水的温度小于等于第三预设温度时,本发明空调系统的压缩机1、储热水箱5与室外换热器2可联通为一个冷媒循环系统,控制模块可控制冷媒单独加热储热水箱5内的水,直到储热水箱5内的水温大于第三设定温度时,控制空调系统退出热水模式。

为了便于对本发明的描述,以第一预设温度为25℃,第二预设温度为5℃,第三预设温度为70℃为例进行说明。其中,当空调系统的当前运行模式为热水模式时,如果检测模块通过室内温度传感器9检测到室内环境温度小于25℃(说明当前环境温度较低,此时储冷装置8不需要储冷),通过水温传感器11检测到储热水箱5中热水的温度小于70℃时,或者,当检测模块通过室内温度传感器9检测到室内环境温度小于等于25℃,且通过储冷介质温度传感器10检测到储冷介质的温度小于5℃(虽然当前是夏天,但储冷装置8内已经储满了冷量),以及通过水温传感器11检测到储热水箱5中热水的温度小于70℃时,控制模块可控制压缩机1排出的冷媒进入第一四通阀13,后经第一三通阀14流入储热水箱5,在储热水箱5内压缩机1压缩冷媒产生的热量与水交换能量,即水温提升,冷媒温度降低。

随后,该冷媒经室外侧第一回路15流入节流部件3进行节流,后经第二四通阀16流入第二回路22,再后经过第四三通阀23进入室外换热器2,室外风扇21运转,室外换热器2散发冷量。该冷媒从室外换热器2流出后,经第五三通阀24、第三三通阀20和第一四通阀13进入压缩机1,再被压缩机1吸入压缩,完成一个循环。

在该循环中,室外侧单独循环,储冷装置8和室内机12内无冷媒循环,室内风扇25和储冷散热风扇18都不运行。当储热水箱5内的水温大于70℃时,控制模块控制该空调系统退出当前的单独热水运行状态,即退出热水模式。

在本发明的一个实施例中,当空调系统的当前运行模式为制冷模式时,如果室内环境温度大于预设的目标温度、储冷介质的温度小于预设的目标温度且储热水箱5中热水的温度小于等于第三预设温度,控制模块则控制压缩机1排出的冷媒流经储热水箱5后经过节流部件3进行节流,然后流经室内换热器4后回到压缩机1,以使储热水箱5进行储热和空调系统进行制冷,并且储冷装置8进行辅助制冷。其中,预设的目标温度可根据实际情况进行标定。

具体地,如图4所示,当空调系统的当前运行模式为制冷模式,且室内环境温度大于预设的目标温度、储冷介质的温度小于预设的目标温度且储热水箱5中热水的温度小于等于第三预设温度(例如。70℃)时,说明储热水箱5内的水温低,此时需要加热储热水箱5内的水,同时,储冷装置8中的储冷介质的温度低于预设的目标温度,储冷装置8内存储有冷量,此时室内机12制冷运行,室外侧同时加热热水,储冷散热风扇18运行,向室内释放储冷装置内的冷量。此时本发明空调系统的储热水箱5、压缩机1与室内机12可联通为一个冷媒循环系统,其中,空调系统制冷的同时,室外侧用冷媒可加热储热水箱5内的热水。

例如,当空调系统的当前运行模式为制冷模式时,如果空调系统设定的室内目标温度(预设的目标温度)为26℃,检测模块通过储冷介质温度传感器10检测到储冷介质的温度为22℃,则表示当前储冷介质还储存有一点点冷量,如果储热水箱5内的水温为35℃,小于第三预设温度(比如,70℃),则表示储热水箱5需要加热热水。

此时,控制模块则可控制压缩机1排出的冷媒进入第一四通阀13,后经第一三通阀14流入储热水箱5,在储热水箱5内压缩机1压缩冷媒产生的热量与水交换能量,即水温提升,冷媒温度降低。随后,该冷媒经室外侧第一回路15流入节流部件3进行节流,后经第二四通阀16,然后经室内换热器侧管路26进入室内机12。此时,室内风扇25运转,室内换热器4散发冷量,该冷媒携带的冷量在室内换热器4内与室内空气交换,降低室内温度。而后该冷媒从室内换热器4流出后,经第二三通阀19、第三三通阀20和第一四通阀13进入压缩机1,而后再被压缩机1压缩后排出,完成一个循环。

在该循环中,储冷装置8和室外换热器2内无冷媒循环。因储冷装置8内储冷介质的温度(比如,22℃)低于当前室内温度(比如,28℃),此时储冷装置8辅助制冷,储冷散热风扇18运行,室内温度降低,储冷介质的温度升高,直到储冷介质的温度高于或等于室内温度后,储冷散热风扇18不再运行。当储热水箱5内的水温大于第三预设温度(比如,70℃)后,或者是室内温度达到设定的目标温度后,退出当前的储热制冷状态。

另外,在本发明的实施例中,当空调系统的当前运行模式为制冷模式时,如果室内环境温度大于预设的目标温度、储冷介质的温度大于等于预设的目标温度且储热水箱5中热水的温度大于第三预设温度,控制模块则控制压缩机1排出的冷媒流经室外换热器2后经过节流部件3进行节流,然后流经室内换热器4后回到压缩机1,以使空调系统单独进行制冷。

具体地,如图5所示,当空调系统的当前运行模式为制冷模式,且室内环境温度大于预设的目标温度、储冷介质的温度大于等于预设的目标温度且储热水箱5中热水的温度大于第三预设温度时,说明本发明空调系统的室外换热器2、压缩机1与室内换热器4可联通为一个冷媒循环系统,空调系统制冷,即储冷装置8内储存的冷量不足,同时,储热水箱5内的水温已经达到了第三预设温度,储热水箱5此时不需要加热热水,因此,空调系统此时单独制冷即可。

为了便于对本发明的描述,以预设的目标温度为25℃,第三预设温度为70℃为例进行说明。其中,当空调系统的当前运行模式为制冷模式时,如果室内环境温度为28℃,储冷介质温度为28℃,储热水箱5内的温度为72℃,控制模块则可控制压缩机1排出的冷媒进入第一四通阀13,后经第一三通阀14流入第五三通阀24,进入室外换热器2,压缩机1压缩冷媒产生的热量,在室外换热器2内与室外空气交换能量,室外风扇21运转,该冷媒温度降低。随后,该冷媒经第四三通阀23和第一回路15流入节流部件3。然后经第二四通阀16进入室内换热器侧管路26,而后进入室内换热器4,室内风扇25运转,室内换热器4散发冷量。该冷媒从室内换热器4流出后,经第二三通阀19、第三三通阀20和第一四通阀13进入压缩机1,而后再被压缩机1压缩后排出,完成一个循环。

在该循环中,储冷装置8和储热水箱5内无冷媒循环。当室内温度降低至25℃后,退出当前的单独制冷运行状态,即退出制冷模式。

在本发明的一个实施例中,当空调系统的当前运行模式为制热模式时,如果室内环境温度小于预设的目标温度,控制模块则控制压缩机1排出的冷媒流经室内换热器4后经过节流部件3进行节流,然后流经室外换热器2后回到压缩机1,以使空调系统进行制热,并在储热水箱5中热水的温度大于预设的目标温度时,控制模块还控制水泵6进行工作以使散热暖气片7进行辅助制热。

需要说明的是,当空调系统的当前运行模式为制热模式时,储冷装置8和储热水箱5内都没有冷媒循环,该空调系统单独制热。此时空调系统的室外换热器2、压缩机1与室内换热器4可联通为一个冷媒循环系统。

具体地,如图6所示,当空调系统的当前运行模式为制热模式时,若储热水箱5的水温高于设置的目标温度(预设的目标温度),则控制模块控制水泵6运行,驱动储热水箱5内的水在散热暖气片7内循环,对室内制热。

为了便于对本发明的描述,以预设的目标温度为20℃为例进行说明。其中,当空调系统的当前运行模式为制热模式时,如果室内环境温度为10℃,储冷介质温度为10℃,储热水箱5内的水温为70℃,控制模块则可控制水泵6运行,驱动储热水箱5内的水在散热暖气片7内循环,散热暖气片7对室内放热,同时,冷媒经压缩机1出口进入第一四通阀13,经第三三通阀20流入第二三通阀19,后进入室内换热器4,此时压缩机1压缩冷媒产生的热量,在室内换热器4内与室内空气交换能量,室内风扇25运转,室内温度升高。随后,冷媒经室内换热器侧管路26,流入第二四通阀16,经节流部件3,第一回路15和第四三通阀23进入室外换热器2,室外风扇21运转,室外换热器2散发冷量。随后该冷媒从室外换热器2流出,经第五三通阀24,流入第一三通阀14和第一四通阀13,而后被压缩机1吸入压缩,完成一个循环。

在该循环中,储冷装置8和储热水箱5内无冷媒循环。当室内温度升高至20℃时,或者是储热水箱5的水温等于20℃时,控制模块控制水泵6不再循环运行,当室温达到20℃时,空调系统退出制热运行状态,即退出制热模式。

需要说明的是,本发明的空调系统,在夏季运行热水模式时,可在储冷的同时将储热水箱内的水加热至70摄氏度,或者运行制冷模式对储热水箱内的水进行加热,综合节电35%。同时,该空调系统在夏天制冷夜间状态,且室内配置的室内机为壁挂机时,综合利用储冷装置内储存的冷量,可以在制冷运行的前1小时内,在空调器功率没有增加的前提下,实现约5200瓦的制冷量输出。另外,在冬天制热时,可综合应用储热水箱内的热水,由水泵驱动热水在散热暖气片内循环散热,可以显著提高空调的制热舒适性。

综上,根据本发明实施例的空调系统,通过检测模块检测室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度以及储热水箱中热水的温度,并通过控制模块获取空调系统的当前运行模式,而后控制模块根据空调系统的当前运行模式、室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度以及储热水箱中热水的温度控制空调系统中的冷媒流动方式。由此,该系统能够通过控制空调系统中的冷媒流动方式,提高能源的利用效率,以及减少能源的消耗。

图7是根据本发明一个实施例的空调系统的控制方法的流程图。在本发明的实施例中,如图1所示,空调系统可包括压缩机、室外换热器、节流部件、室内换热器、储热水箱、水泵、散热暖气片和储冷装置,储热水箱与室外换热器并联设置,水泵用于驱动储热水箱中的热水在散热暖气片中循环,储冷装置与室内换热器并联设置。

如图7所示,本发明实施例的空调系统的控制方法包括以下步骤:

s1,检测室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度以及储热水箱中热水的温度。其中,储冷介质可根据实际情况进行标定,储冷介质可为多元相变乳液。

在本发明的实施例中,如图1所示,空调系统可通过室内温度传感器、储冷介质温度传感器和水温传感器分别检测室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度和储热水箱中热水的温度。

s2,获取空调系统的当前运行模式,并根据空调系统的当前运行模式、室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度以及储热水箱中热水的温度控制空调系统中的冷媒流动方式。应说明的是,空调系统可包括多种运行模式,例如,热水模式、制冷模式、制热模式和送风模式等。

进一步而言,在本发明的一个实施例中,当空调系统的当前运行模式为热水模式时,如果室内环境温度大于第一预设温度、储冷介质的温度大于等于第二预设温度且储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,则控制压缩机排出的冷媒流经储热水箱后经过节流部件进行节流,然后流经储冷装置后回到压缩机,以使储热水箱进行储热和储冷装置进行储冷。其中,第一预设温度、第二预设温度和第三预设温度均可根据实际情况进行标定,例如,第一预设温度可为25℃,第二预设温度可为5℃,第三预设温度可为70℃。

具体地,如图2所示,当空调系统的当前运行模式为热水模式,且室内环境温度大于第一预设温度,储冷介质的温度大于等于第二预设温度以及储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度时,可控制室内机和室外换热器均保持停止运行的状态,此时,空调系统的储热水箱、压缩机与储冷装置可联通为一个冷媒循环系统。

为了便于对本发明的描述,以第一预设温度为25℃,第二预设温度为5℃,第三预设温度为70℃为例进行说明。其中,当空调系统的当前运行模式为热水模式时,如果通过室内温度传感器检测到室内环境温度为28℃(比如,夏天的室内环境温度),通过储冷介质温度传感器检测到储冷介质的温度为28℃(说明储冷介质当前温度较高,内部没有储存冷量,需要储存冷量以备制冷时使用),通过水温传感器检测到储热水箱中热水的温度为30℃,空调系统则可控制压缩机排出的冷媒进入第一四通阀,后经第一三通阀流入储热水箱,在储热水箱内压缩机压缩冷媒产生的热量与水交换能量,即水温提升,冷媒温度降低。

随后,该冷媒经室外侧第一回路流入节流部件进行节流,后经第二四通阀,随后经室内储冷侧管路进入储冷装置。此时,储冷散热风扇不运行,冷媒携带的冷量与储冷介质交换,储冷介质通过温度变化或者相变,将冷量存储在储冷装置内。上述冷媒从储冷装置流出后,经第二三通阀、第三三通阀和第一四通阀进入压缩机,而后再被压缩机压缩后排出,完成一个循环。

在该循环中,室外风扇和室外换热器,以及室内机都被屏蔽,内部无冷媒循环。此时,空调系统的室内侧产生的冷量,通过储冷介质的相变或者温度变化存储在储冷装置内,室外侧产生的热量,可用于加热储热水箱内的水,直至储冷装置中的储冷介质的温度低于第二预设温度(比如,5℃),或者储热水箱内的水温大于第二预设温度(比如,70℃)。应说明的是,当储热水箱中热水的温度大于第三预设温度时,可控制空调系统退出热水模式。

另外,在本发明的实施例中,当空调系统的当前运行模式为热水模式时,如果室内环境温度大于第一预设温度、储冷介质的温度小于第二预设温度且储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,或者,如果室内环境温度小于等于第一预设温度且储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,则控制压缩机排出的冷媒流经储热水箱后经过节流部件进行节流,然后流经室外换热器后回到压缩机,以使储热水箱单独进行储热。

具体地,如图3所示,如果空调系统的当前运行模式为热水模式,则当室内环境温度大于第一预设温度、储冷介质的温度小于第二预设温度且储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度时,或者,当室内环境温度小于等于第一预设温度且储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度时,空调系统的压缩机、储热水箱与室外换热器可联通为一个冷媒循环系统,空调系统可控制冷媒单独加热储热水箱内的水,直到储热水箱内的水温大于第三设定温度时,控制空调系统退出热水模式。

为了便于对本发明的描述,以第一预设温度为25℃,第二预设温度为5℃,第三预设温度为70℃为例进行说明。其中,当空调系统的当前运行模式为热水模式时,如果通过室内温度传感器检测到室内环境温度小于25℃(说明当前环境温度较低,此时储冷装置不需要储冷),通过水温传感器检测到储热水箱中热水的温度小于70℃时,或者,当通过室内温度传感器检测到室内环境温度小于等于25℃,且通过储冷介质温度传感器检测到储冷介质的温度小于5℃(虽然当前是夏天,但储冷装置内已经储满了冷量),以及通过水温传感器检测到储热水箱中热水的温度小于70℃时,空调系统可控制压缩机排出的冷媒进入第一四通阀,经第一三通阀流入储热水箱,在储热水箱内压缩机压缩冷媒产生的热量与水交换能量,即水温提升,冷媒温度降低。

随后,该冷媒经室外侧第一回路流入节流部件进行节流,后经第二四通阀流入第二回路,再后经过第四三通阀进入室外换热器,室外风扇运转,室外换热器散发冷量。该冷媒从室外换热器流出后,经第五三通阀、第三三通阀和第一四通阀进入压缩机,再被压缩机吸入压缩,完成一个循环。

在该循环中,室外侧单独循环,储冷装置和室内机内无冷媒循环,室内风扇和储冷散热风扇都不运行。当储热水箱内的水温大于70℃时,退出当前的单独热水运行状态,即退出热水模式。

在本发明的一个实施例中,当空调系统的当前运行模式为制冷模式时,如果室内环境温度大于预设的目标温度、储冷介质的温度小于预设的目标温度且储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度,则控制压缩机排出的冷媒流经储热水箱后经过节流部件进行节流,然后流经室内换热器后回到压缩机,以使储热水箱进行储热和空调系统进行制冷,并且储冷装置进行辅助制冷。其中,预设的目标温度可根据实际情况进行标定。

具体地,如图4所示,当空调系统的当前运行模式为制冷模式,且室内环境温度大于预设的目标温度、储冷介质的温度小于预设的目标温度且储热水箱中热水的温度小于等于第三预设温度(例如。70℃)时,说明储热水箱内的水温低,此时需要加热储热水箱内的水,同时,储冷装置中的储冷介质的温度低于预设的目标温度,储冷装置内存储有冷量,此时室内机制冷运行,室外侧同时加热热水,储冷散热风扇运行,向室内释放储冷装置内的冷量。此时空调系统的储热水箱、压缩机与室内机可联通为一个冷媒循环系统,其中,空调系统制冷的同时,室外侧用冷媒可加热储热水箱内的热水。

例如,当空调系统的当前运行模式为制冷模式时,如果空调系统设定的室内目标温度(预设的目标温度)为26℃,通过储冷介质温度传感器检测到储冷介质的温度为22℃,则表示当前储冷介质还储存有一点点冷量,如果储热水箱内的水温为35℃,小于第三预设温度(比如,70℃),则表示储热水箱需要加热热水。

此时,空调系统则可控制压缩机排出的冷媒进入第一四通阀,后经第一三通阀流入储热水箱,在储热水箱内压缩机压缩冷媒产生的热量与水交换能量,即水温提升,冷媒温度降低。随后,该冷媒经室外侧第一回路流入节流部件进行节流,后经第二四通阀,然后经室内换热器侧管路进入室内机。此时,室内风扇运转,室内换热器散发冷量,该冷媒携带的冷量在室内换热器内与室内空气交换,降低室内温度。而后该冷媒从室内换热器流出后,经第二三通阀、第三三通阀和第一四通阀进入压缩机,而后再被压缩机压缩后排出,完成一个循环。

在该循环中,储冷装置和室外换热器内无冷媒循环。因储冷装置内储冷介质的温度(比如,22℃)低于当前室内温度(比如,28℃),此时储冷装置辅助制冷,储冷散热风扇运行,室内温度降低,储冷介质的温度升高,直到储冷介质的温度高于或等于室内温度后,储冷散热风扇不再运行。当储热水箱内的水温大于第三预设温度(比如,70℃)后,或者是室内温度达到设定的目标温度后,退出当前的储热制冷状态。

另外,在本发明的实施例中,当空调系统的当前运行模式为制冷模式时,如果室内环境温度大于预设的目标温度、储冷介质的温度大于等于预设的目标温度且储热水箱中热水的温度大于第三预设温度,则控制压缩机排出的冷媒流经室外换热器后经过节流部件进行节流,然后流经室内换热器后回到压缩机,以使空调系统单独进行制冷。

具体地,如图5所示,当空调系统的当前运行模式为制冷模式,且室内环境温度大于预设的目标温度、储冷介质的温度大于等于预设的目标温度且储热水箱中热水的温度大于第三预设温度时,说明空调系统的室外换热器、压缩机与室内换热器可联通为一个冷媒系统,空调系统制冷,即储冷装置内储存的冷量不足,同时,储热水箱内的水温已经达到了第三预设温度,储热水箱此时不需要加热热水,因此,空调系统此时单独制冷即可。

为了便于对本发明的描述,以预设的目标温度为25℃,第三预设温度为70℃为例进行说明。其中,当空调系统的当前运行模式为制冷模式时,如果室内环境温度为28℃,储冷介质温度为28℃,储热水箱5内的温度为72℃,空调系统则可控制压缩机排出的冷媒进入第一四通阀,后经第一三通阀流入第五三通阀,进入室外换热器,压缩机压缩冷媒产生的热量,在室外换热器内与室外空气交换能量,室外风扇运转,该冷媒温度降低。随后,该冷媒经第四三通阀和第一回路流入节流部件。然后经第二四通阀进入室内换热器侧管路,而后进入室内换热器,室内风扇运转,室内换热器散发冷量。该冷媒从室内换热器流出后,经第二三通阀第三三通阀和第一四通阀进入压缩机,而后再被压缩机压缩后排出,完成一个循环。

在该循环中,储冷装置和储热水箱内无冷媒循环。当室内温度降低至25℃后,退出当前的单独制冷运行状态,即退出制冷模式。

在本发明的一个实施例中,当空调系统的当前运行模式为制热模式时,如果室内环境温度小于预设的目标温度,则控制压缩机排出的冷媒流经室内换热器后经过节流部件进行节流,然后流经室外换热器后回到压缩机,以使空调系统进行制热,并在储热水箱中热水的温度大于预设的目标温度时,还控制水泵进行工作以使散热暖气片进行辅助制热。

需要说明的是,当空调系统的当前运行模式为制热模式时,储冷装置和储热水箱内都没有冷媒循环,该空调系统单独制热。此时空调系统的室外换热器、压缩机与室内换热器可联通为一个冷媒循环系统。

具体地,如图6所示,当空调系统的当前运行模式为制热模式时,若储热水箱的水温高于设置的目标温度(预设的目标温度),则该空调系统可控制水泵运行,驱动储热水箱内的水在散热暖气片内循环,对室内制热。

为了便于对本发明的描述,以预设的目标温度为20℃为例进行说明。其中,当空调系统的当前运行模式为制热模式时,如果室内环境温度为10℃,储冷介质温度为10℃,储热水箱内的水温为70℃,该空调系统则可控制水泵运行,驱动储热水箱内的水在散热暖气片7内循环,散热暖气片对室内放热,同时,冷媒经压缩机出口进入第一四通阀,经第三三通阀流入第二三通阀,后进入室内换热器,此时压缩机压缩冷媒产生的热量,在室内换热器内与室内空气交换能量,室内风扇运转,室内温度升高。随后,冷媒经室内换热器侧管路,流入第二四通阀,经节流部件,第一回路和第四三通阀进入室外换热器,室外风扇运转,室外换热器散发冷量。随后该冷媒从室外换热器流出,经第五三通阀,流入第一三通阀和第一四通阀,而后被压缩机吸入压缩,完成一个循环。

在该循环中,储冷装置和储热水箱内无冷媒循环。当室内温度升高至20℃时,或者是储热水箱的水温等于20℃时,空调系统可控制水泵不再循环运行,当室温达到20℃时,空调系统退出制热运行状态,即退出制热模式。

需要说明的是,本发明的空调系统的控制方法,在夏季控制空调系统运行热水模式时,可在储冷的同时将储热水箱内的水加热至70摄氏度,或者控制空调系统运行制冷模式对储热水箱内的水进行加热,综合节电35%。同时,该方法能够在夏天制冷夜间状态,且室内配置的室内机为壁挂机时,综合利用储冷装置内储存的冷量,可以在制冷运行的前1小时内,在空调器功率没有增加的前提下,实现约5200瓦的制冷量输出。另外,在冬天制热时,可综合应用储热水箱内的热水,由水泵驱动热水在散热暖气片内循环散热,可以显著提高空调的制热舒适性。

综上,根据本发明实施例的空调系统的控制方法,首先检测室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度以及储热水箱中热水的温度,然后获取空调系统的当前运行模式,并根据空调系统的当前运行模式、室内环境温度、储冷装置中的储冷介质的温度以及储热水箱中热水的温度控制空调系统中的冷媒流动方式。由此,该方法能够通过控制空调系统中的冷媒流动方式,提高能源的利用效率,以及减少能源的消耗。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(ram),只读存储器(rom),可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(pga),现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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