空调系统和空调系统控制方法与流程

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种空调系统和空调系统控制方法。

背景技术：

现有技术中，商用物业较多采用大型商用空调系统集中制冷或采暖，而居住物业则是各家各户分别独立安装小型家用空调。居住物业的各家各户彼此之间，以及居住物业和商用物业彼此之间在用冷和用热方面各自为政，彼此独立。

居住物业的各家各户分别安装小型家用空调虽然较好地满足了各户的空气调节需求，但小型家用空调相比于大型商用空调而言综合能效较低，不利于能量节约。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种空调系统和空调系统控制方法，旨在降低商业物业和居住物业的用冷和用热所需的能耗。

本发明第一方面提供一种空调系统，所述空调系统包括空调本体、介质输出端、输出端控制机构和主控装置，所述空调本体用于集中生产冷的和/或热的介质，包括一个或多个空调主机，多个所述介质输出端与所述空调本体连接以用于输出所述介质，所述多个介质输出端包括设置于居住区域以向所述居住区域供应所述介质的至少一个第一介质输出端和设置于商业区域以向所述商业区域供应所述介质的至少一个第二介质输出端，所述输出端控制机构与所述主控装置和所述多个介质输出端耦合以根据所述主控装置发出的控制指令控制各所述介质输出端的介质输出。

进一步地，所述空调本体包括多个所述空调主机，每个所述空调主机与部分或全部所述第一介质输出端连接以及与部分或全部所述第二介质输出端连接。

进一步地，所述空调本体包括多个所述空调主机，所述多个空调主机中的部分或全部所述空调主机并联设置。

进一步地，所述空调本体包括中间连接设备，至少部分所述空调主机与至少部分所述介质输出端之间通过所述中间连接设备连接。

进一步地，所述中间连接设备包括至少一个热交换器和/或至少一个介质集箱。

进一步地，所述主控装置具有控制信息输入端，所述主控装置根据所述控制信息输入端接收的控制信息形成所述控制指令。

进一步地，所述空调系统包括用户端控制装置，所述用户端控制装置与所述主控装置耦合并具有用于输出表征用户使用需求的控制信息的控制信息输出端，所述主控装置的控制信息输入端接收所述控制信息并根据所述控制信息形成所述控制指令。

进一步地，所述空调系统包括使用量信息采集装置，所述使用量信息采集装置采集用于计量用户使用的热量和/或冷量的使用量信息；和/或，所述空调系统包括生产量信息采集装置，所述生产量信息采集装置采集用于计量所述空调本体生产的热量和/或冷量的生产量信息。

进一步地，所述使用量信息采集装置包括用于采集用户侧通流时间信息的用户侧计时模块、用于采集用户侧介质流量信息的用户侧流量采集模块和/或用于采集用户侧介质温度信息的用户侧温度采集模块，其中，所述用户侧通流时间信息表征所述介质输出端输出介质的通流时间；所述用户侧介质流量信息表征所述介质输出端输出介质的流量；所述用户侧介质温度信息表征所述介质输出端输出介质的温度；和/或，所述生产量信息采集装置包括用于采集生产侧通流时间信息的生产侧计时模块、用于采集生产侧介质流量信息的生产侧流量采集模块和/或用于采集生产侧介质温度信息的生产侧温度采集模块，其中，所述生产侧通流时间表征所述空调本体生产的介质的通流时间；所述生产侧介质流量信息表征所述空调本体生产的介质的流量；所述生产侧介质温度信息表征所述空调本体生产的介质的温度。

进一步地，所述空调系统还包括使用量计量模块，其中，所述使用量计量模块根据所述使用量信息和/或所述生产量信息计量用户的使用量。

进一步地，所述使用量计量模块根据能量比计量用户的使用量，所述能量比为：(∑δti)/(∑δti)；或者，(∑δti×δni)/(∑δti×δni)；或者，(∑δti×δmi)/(∑δti×δmi)；或者，(∑δti×δni×δmi)/(∑δti×δni×δmi)；其中，δti为使用量计量期间内某一时段介质输出端输出介质的通流时间；δni为通流时间δti时间段内的计量针对的介质输出端输出介质的流量；δmi为通流时间δti时间段内的计量针对的介质输出端输出介质的温度；δti为使用量计量期间内某一时段所述空调本体生产的介质的通流时间；δni为通流时间δti时间段内的所述空调本体生产的介质的流量；δmi为通流时间δti时间段内的所述空调本体生产的介质的温度。

本发明第二方面提供一种用于本发明第一方面中任一项所述的空调系统(30)的空调系统控制方法，包括：所述输出端控制机构根据所述主控装置发出的控制指令控制各所述介质输出端的介质输出。

进一步地，所述主控装置根据用户历史使用数据自动生成所述控制指令；或者，所述主控装置具有控制信息输入端；所述空调系统控制方法包括：所述主控装置接收控制信息，并根据所述控制信息形成所述控制指令。

进一步地，所述空调系统包括用户端控制装置，所述用户端控制装置包括用于输出表征用户使用需求的控制信息的控制信息输出端，所述主控装置接收的所述控制信息为所述控制信息输出端输出的控制信息。

进一步地，所述空调系统控制方法包括：采集用于计量用户使用的热量和/或冷量的使用量信息；和/或，采集所述空调本体生产的热量和/或冷量的生产量信息。

进一步地，采集用于计量用户使用的热量和/或冷量的使用量信息包括记录用户侧介质通流时间、采集用户侧流量信息和/或用户侧温度信息，其中，所述用户侧通流时间信息表征所述介质输出端输出介质的通流时间；所述用户侧介质流量信息表征所述介质输出端输出介质的流量；所述用户侧介质温度信息表征所述介质输出端输出介质的温度；和/或，采集所述空调本体生产的热量和/或冷量的生产量信息包括记录生产侧介质通流时间、采集生产侧流量信息和/或采集生产侧温度信息，其中，所述生产侧通流时间表征所述空调本体生产的介质的通流时间；所述生产侧介质流量信息表征所述空调本体生产的介质的流量；所述生产侧介质温度信息表征所述空调本体生产的介质的温度。

进一步地，所述空调系统控制方法还包括根据所述使用量信息和/或所述生产量信息计量用户的使用量。

进一步地，根据所述使用量信息和/或所述生产量信息计量用户的使用量包括根据能量比计量用户的使用量，所述能量比为：(∑δti)/(∑δti)；或者，(∑δti×δni)/(∑δti×δni)；或者，(∑δti×δmi)/(∑δti×δmi)；或者，(∑δti×δni×δmi)/(∑δti×δni×δmi)；其中，δti为使用量计量期间内某一时段介质输出端输出介质的通流时间；δni为通流时间δti时间段内的计量针对的介质输出端输出介质的流量；δmi为通流时间δti时间段内的计量针对的介质输出端输出介质的温度；δti为使用量计量期间内某一时段所述空调本体生产的介质的通流时间；δni为通流时间δti时间段内的所述空调本体生产的介质的流量；δmi为通流时间δti时间段内的所述空调本体生产的介质的温度。

基于本发明提供的空调系统，可以采用大型商用空调的空调主机实现商业区域和居住区域的使用需求，由于大型商用空调主机本身具有更高的综合能效，从而在满足同样的需求的前提下，相对于现有技术可以消耗更少的能量。另一方面，商业区域和居住区域共享空调本体生产的冷量和/或热量，商业区域用冷和/或用热的高峰为白天，居住区域用冷和/或用热的高峰为夜晚，因此，商业区域和居住区域用冷和/或用热可以实现互补，从而相对于现有技术可以减少空调系统的总配置功率。另外，可以使空调系统的运行工况更接近额定工况，从而提高空调系统的运行效率和运行稳定性。当空调本体采用多个空调主机时，可以使部分空调主机停机检修，其它空调主机正常运行，因此有利于实现不停机检修维护。

本发明的空调系统控制方法具有与前述空调系统类似的技术效果，在此不再重复描述。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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：

图1为本发明实施例的空调系统的布置示意图。

图2为本发明实施例的空调系统的空调本体与介质输出端的连接示意图。

图3为本发明实施例的空调系统的用户侧控制装置的显示界面的示意图。

图1至图3中，各附图标记分别代表：10、第一建筑物；11、商务区；111、商户；12、住宅区；121、住户；20、第二建筑物；211、商户；30、空调系统；31、空调主机；32、热交换器；33、第一介质输出端；34、第二介质输出端；g、地面；e、共享显示区；f、基本显示区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如无特殊说明，本发明中所涉及的术语“多个”均指两个及以上。

图1至图3示意性地示出了本发明实施例的空调系统30。

如图1至图3所示，本发明实施例提供的空调系统30包括空调本体、介质输出端、输出端控制机构和主控装置。空调本体用于集中生产冷的和/或热的介质，包括一个或多个空调主机31。多个介质输出端与空调本体连接以用于输出介质。多个介质输出端包括设置于居住区域以向居住区域供应介质的至少一个第一介质输出端33和设置于商业区域以向商业区域供应介质的至少一个第二介质输出端34。输出端控制机构与主控装置和多个介质输出端耦合以根据主控装置发出的控制指令控制各介质输出端的介质输出。

该空调系统30可以采用大型商用空调的空调主机31实现商业区域和居住区域的使用需求，由于大型商用空调主机31本身具有更高的综合能效，从而在满足同样的需求的前提下，相对于现有技术可以消耗更少的能量。另一方面，商业区域和居住区域共享空调本体生产的冷量和/或热量，商业区域用冷和/或用热的高峰为白天，居住区域用冷和/或用于热的高峰为夜晚，因此，商业区域和居住区域用冷和/或用热可以实现互补，从而相对于现有技术可以减少空调系统30的总配置功率。另外，可以使空调系统30的运行工况更接近额定工况，从而提高空调系统30的运行效率和运行稳定性。空调本体采用多个空调主机31，可以使部分空调主机31停机检修，其它空调主机31正常运行，因此有利于实现不停机检修维护。

其中，空调本体可以单独生产冷的介质、单独生产热的介质或者同时生产冷的介质和热的介质。介质输出端可以为出风口，出风口用于输出冷风或热风从而调节空气温度或湿度等。介质输出端也可以为出水口，例如可以为输出冰水的冰水出口，也可以为输出热水的热水出口。

其中，商业区域和居住区域可以处于同一个建筑物内，也可以处于不同的建筑物内。如果处于同一个建筑物内，商业区域和居住区域可以分别集中设置，也可以交叉分散设置。

空调本体的各空调主机31可以设置于同一个建筑物内，也可以设置于不同的建筑物内，还可以设置于建筑物外。

例如，在图1所示的实施例中，第一建筑物10和第二建筑物20共用一个空调系统30。第一建筑物10低层为商务区11，其内分布有多个商户111，如办公场所、商场等；第一建筑物10高层为住宅区12，其内分布有多个住户121。第二建筑物20内全部为商务区，其内分布有多个商户211。

空调系统30包括四个空调主机31，四个空调主机31分别设置于第一建筑物10的地面以下，第一建筑物的地面以上，第一建筑物10和第二建筑物20之间的空地上和第二建筑物20的地面以下。图1中g代表地平面。其中，各住户121均属于居住区域，各商户111、211均属于商业区域。

可以根据空调系统30所供应的用户的数量、性质(居住、商用)和面积等需求确定空调主机31的数量和功率。

其中，每个住户121和每个商户111、211可以仅包括一个介质输出端，也可以包括多个介质输出端，介质输出端的类型可以相同，也可以不同，例如，对于同一个商户111，可以同时设置一个或多个出风口、一个或多个冰水出口以及一个或多个热水出口。

在一些优选的实施例中，空调本体包括多个空调主机31，每个空调主机31与部分或全部第一介质输出端33连接以及与部分或全部第二介质输出端34连接。

在一些优选的实施例中，空调本体包括多个空调主机31，多个空调主机31中的部分或全部空调主机31并联设置。

在一些优选的实施例中，空调本体还包括中间连接设备，空调本体可以通过中间连接设备与介质输出端连接。

在一些优选的实施例中，中间连接设备可以包括至少一个热交换器32，至少部分空调主机31与至少部分介质输出端之间通过热交换器32连接。

在另一些优选的实施例中，中间连接设备可以包括至少一个介质集箱，至少部分空调主机31与至少部分介质输出端之间通过介质集箱连接。

在另一些优选的实施例中，空调本体可以同时包括热交换器32和介质集箱。其中部分介质可以通过热交换器32传递至相应的介质输出端，部分介质可以通过介质集箱传输至相应的介质输出端。

在图2所示的实施例中，多个第一介质输出端33和多个第二介质输出端34均为出风口。空调本体包括多个空调主机31和一个热交换器32，各空调主机31和各介质输出端(包括多个第一介质输出端33和多个第二介质输出端34)通过该热交换器32连接。

其中，输出端控制机构例如可以包括多个控制阀，各控制阀控制对应的介质输出端的介质输出。

主控装置可以根据程序控制输出端控制机构，也可以根据输入的控制信息控制输出端控制机构，从而控制各介质输出端的介质输出。输出端控制机构至少可以控制介质是否从介质输出端输出，优选地，还可以控制介质输出端的介质输出量。

在一些优选的实施例中，主控装置具有控制信息输入端，主控装置根据控制信息输入端接收的控制信息形成用于控制输出端控制机构的控制指令。

在一些优选的实施例中，空调系统30包括用户端控制装置，用户端控制装置与主控装置耦合并具有用于输出表征用户使用需求的控制信息的控制信息输出端，主控装置的控制信息输入端接收控制信息并根据控制信息形成控制指令。

控制信息例如可以包括设定温度、模式、风量大小、湿度等需求信息。主控装置的控制信息接收端根据这些控制信息产生相应的控制指令，控制对应于该用户的介质输出端的介质输出。控制信息的输出和输入可以通过现有的任何信息输出输入形式，有线形式和无线形式均可，例如可以通过wifi传递控制信息。

在一些优选的实施方式中，空调系统30包括使用量信息采集装置，使用量信息采集装置采集用于计量用户使用的热量和/或冷量的使用量信息；和/或，空调系统30包括生产量信息采集装置，生产量信息采集装置采集用于计量空调本体生产的热量和/或冷量的生产量信息。

在一些优选地实施方式中，使用量信息采集装置包括用于采集用户侧通流时间信息的用户侧计时模块、用于采集用户侧介质流量信息的用户侧流量采集模块和/或用于采集用户侧介质温度信息用户侧温度采集模块。其中，用户侧通流时间信息表征介质输出端输出介质的通流时间；用户侧介质流量信息表征介质输出端输出介质的流量；用户侧介质温度信息表征介质输出端输出介质的温度。

在一些优选地实施方式中，生产量信息采集装置包括用于采集生产侧通流时间信息的生产侧计时模块、用于采集生产侧介质流量信息的生产侧流量采集模块和/或用于采集生产侧介质温度信息的生产侧温度采集模块。其中，生产侧通流时间表征空调本体生产的介质的通流时间；生产侧介质流量信息表征空调本体生产的介质的流量；生产侧介质温度信息表征空调本体生产的介质的温度。

前述的用户侧计时模块或生产侧计时模块例如可通过记录相应介质输出端的开关时间获得相应的通流时间。前述的用户侧流量采集模块和生产侧流量采集模块例如包括流量计。前述的用户侧温度采集模块或生产侧温度采集模块例如包括电子测温仪。

空调系统30还包括使用量计量模块，其中，使用量计量模块根据前述使用量信息和/或前述生产量信息计量用户的使用量。用户的使用量是使用费用的计算基础。

在一些优选的实施例中，使用量计量模块根据能量比计量用户的使用量。能量比可以为：

(∑δti)/(∑δti)；或者，

(∑δti×δni)/(∑δti×δni)；或者，

(∑δti×δmi)/(∑δti×δmi)；或者，

(∑δti×δni×δmi)/(∑δti×δni×δmi)。

其中，δti为使用量计量期间内某一时段介质输出端输出介质的通流时间；δni为通流时间δti时间段内的计量针对的介质输出端输出介质的流量；δmi为通流时间δti时间段内的计量针对的介质输出端输出介质的温度；δti为使用量计量期间内某一时段空调本体生产的介质的通流时间；δni为通流时间δti时间段内的空调本体生产的介质的流量；δmi为通流时间δti时间段内的空调本体生产的介质的温度。

在以上可选的能量比计算方式中，第一种能量比计算方式对于环境相对复杂的区域计算结果偏差相对较大，但计算量和所需数据采集设备最少，更适用于对冷量和/或热量有长期恒定需求的用户。第四种能量比计算方式的准确性最高，可以根据需求实时反馈空调使用，但计算量最大，所需数据采集设备最多。第二种和第三种的精度、计算量和所需采集设备等处于第一种和第四种之间，可以根据需要选用。

如图3所示，在一个优选实施例中，用户端控制装置的显示界面中，包括基本显示区f和共享显示区e。基本显示区f显示例如房间温度、设定温度、湿度、模式和开关状态等常规的空调信息。

共享显示区e显示例如wifi信号强度、实时空调使用费用、实时空调使用负荷、运行时间、使用总费用等信息。还可以显示结算app、智能模式等信息。

采用wifi连接可以利用手机等智能终端实时进行数据读取或控制。主控装置可以通过实时电价和空调系统30生产的总冷量或总热量及用户的能量比计算实时空调使用费用，也可以累计计算总费用，以在共享显示区e显示实时空调使用费用和总费用。实时空调使用负荷可以显示用户的冷量和/或热量使用量。运行时间显示客户使用空调系统30的总时间。另外，还可以设置存储模块及查询功能，存储模块存储历史数据，通过查询功能查询某天，某月，某年的使用数据。结算app例如可以显示结算用二维码等。在其它实施例中，也可以使用插卡制，通过预付款模式进行消费。进入智能模式则可以根据用户历史使用数据，由主控装置自动生成控制指令，智能控制相应的介质输出端，从而用户不用实时调节温度、湿度等参数。

当然，只要用户端控制装置的显示界面能够显示所需要的内容，并不要求一定像图3所示的分区设置。

本发明实施例还提供一种前述的空调系统30的空调系统控制方法。该空调系统控制方法包括：输出端控制机构根据主控装置发出的控制指令控制各介质输出端是否输出介质。

在一些优选的实施例中，主控装置具有控制信息输入端，空调系统控制方法包括：主控装置接收控制信息，并根据控制信息形成控制指令。

在一些优选的实施例中，空调系统30包括用户端控制装置，用户端控制装置包括用于输出表征用户使用需求的控制信息的控制信息输出端，主控装置接收的控制信息为控制信息输出端输出的控制信息。

在一些优选的实施例中，空调系统控制方法包括：采集用于计量用户使用的热量和/或冷量的使用量信息；和/或，采集用于计量空调本体生产的热量和/或冷量的生产量信息。

在一些优选的实施例中，采集用于计量用户使用的热量和/或冷量的使用量信息包括记录用户侧介质通流时间、采集用户侧流量信息和/或用户侧温度信息。其中，用户侧通流时间信息表征介质输出端输出介质的通流时间；用户侧介质流量信息表征介质输出端输出介质的流量；用户侧介质温度信息表征介质输出端输出介质的温度。

在一些优选的实施例中，采集空调本体生产的热量和/或冷量的生产量信息包括记录生产侧介质通流时间、采集生产侧流量信息和/或采集生产侧温度信息。其中，生产侧通流时间表征空调本体生产的介质的通流时间；生产侧介质流量信息表征空调本体生产的介质的流量；生产侧介质温度信息表征空调本体生产的介质的温度。

在一些优选的实施例中，空调系统控制方法还包括根据使用量信息和/或生产量信息计量用户的使用量。

在一些优选的实施例中，空调系统控制方法还包括根据能量比计量用户的使用量。能量比可以为：

(∑δti)/(∑δti)；或者，

(∑δti×δni)/(∑δti×δni)；或者，

(∑δti×δmi)/(∑δti×δmi)；或者，

(∑δti×δni×δmi)/(∑δti×δni×δmi)。

其中，δti、δni、δmi、δti、δni、δmi的含义与此前在描述空调系统时表述的含义相同。

以上实施例的空调系统控制方法与对应的空调系统具有类似的技术效果，在此不再重复描述。

根据以上描述可知，以上实施例的空调系统及空调系统控制方法至少具有如下技术效果之一：

可以采用大型商用空调的空调主机实现商业区域和居住区域的使用需求，由于大型商用空调主机本身具有更高的综合能效，从而在满足同样的需求的前提下，相对于现有技术可以消耗更少的能量。

商业区域和居住区域共享空调本体生产的冷量和/或热量，商业区域和居住区域用冷和/或用热可以实现互补，从而相对于现有技术可以减少空调系统的总功率。

可以使空调系统的运行工况更接近额定工况，从而提高空调系统的运行效率和运行稳定性。

当空调本体采用多个空调主机时，可以使部分空调主机停机检修，其它空调主机正常运行，因此有利于实现不停机检修维护。

可以实现不同类型的大型商用空调多样化安装配置，适应性更强。

可以根据需求实时并联不同型号机组，对冷量和/或热量需求暴增区域，可以方便应对。

用户多样化，可以是居民住户等小客户，也可以是工厂，冷站等大客户。

用途多样化，可以常规制冷制热，可以低温制冰，可以提供热水。

维护方便，客户端维护简化为末端维护、管路维护。

根据用户历史使用数据自动生成控制指令，无需用户主动控制，从而改善用户生活。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。