冷媒水水路系统及其调节方法、冷水机组及空调与流程

本发明涉及空调领域，特别是涉及一种冷媒水水路系统及其调节方法、冷水机组及空调。

背景技术：

冷水机组和空调末端产品组合的空调系统是一种被广泛应用于建筑空调中的系统模式。随着空调技术的发展，节能愈发成为评估空调性能的重要指标，针对冷水机组来说，水泵的控制对空调的节能起到了重要的作用。

目前，通常通过控制水泵的变频实现节能控制，但控制原理复杂且难以保证空调运行的舒适性。此外，冷水机组常采用的是换热系数较高的板式换热器，但板式换热器钢板厚度较薄，制冷运行时容易出现蒸发温度过低而导致换热器内部结冰冻裂，从而造成制冷剂与冷水混合，严重甚至会引起压缩机及冷凝器等部件进水，进而烧坏压缩机，使空调系统失效。而通过控制水泵的变频的控制方式无法同时有效地保证空调舒适性和降低板式换热器冻坏的可能性。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的冷媒水水路系统无法有效地保证空调舒适性和降低板式换热器冻坏的可能性的问题，提供一种提高制冷舒适性并提高板式换热器使用寿命的冷媒水水路系统及其调节方法、冷水机组及空调。

一种冷媒水水路系统，用于给换热器供应冷媒水，所述冷媒水水路系统包括：

冷媒水水路，所述换热器连接于所述冷媒水水路中；

水泵，连接于所述冷媒水水路中，用于驱动冷媒水在所述冷媒水水路中循环；

所述冷媒水水路包括至少两路冷媒水进水水路，所述至少两路冷媒水进水水路汇聚连接于所述换热器的冷媒水进水口，所述水泵分别连接于所述至少两条冷媒水进水水路中，以控制所述冷媒水进水水路的开启与关闭。

在其中一实施例中，所述冷媒水水路系统还包括控制器，所述控制器分别与所述至少两路所述冷媒水进水水路上的所述水泵连接，用于根据所述冷媒水进水温度及冷媒水出水温度获取冷媒水进出水温差，并根据所述冷媒水进出水温差及所述冷媒水出水温度控制相应的所述冷媒水进水水路上的所述水泵的开启与关闭。

在其中一实施例中，所述冷媒水水路系统还包括：

进水温度检测装置，设置于所述换热器的冷媒水进水口，用于检测所述换热器的冷媒水进水温度；

出水温度检测装置，设置于所述换热器的冷媒水出水口，用于检测所述换热器的冷媒水出水温度；

所述控制器分别与所述进水温度检测装置及所述出水温度检测装置连接，以获取冷媒水进水温度及冷媒水出水温度。

在其中一实施例中，所述冷媒水水路包括两路冷媒水进水水路，所述控制器用于在满足以下条件时，控制所述水泵全部开启：

所述冷媒水进出水温差小于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值；或

所述冷媒水进出水温差大于第一预设温度值。

在其中一实施例中，所述条件所述冷媒水进出水温差小于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值具体包括：

所述冷媒水进出水温差大于等于第三预设温度值，小于等于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值；或

所述冷媒水进出水温差小于第三预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值；

其中，所述第三预设温度值小于所述第一预设温度值。

在其中一实施例中，所述控制器用于在满足以下条件时，控制其中一所述水泵关闭：

所述冷媒水进出水温差小于第三预设温度值，且所述冷媒水出水温度大于第二预设温度值。

在其中一实施例中，所述控制器用于在满足以下条件时，维持所述水泵的运行状态不变：

所述冷媒水进出水温差大于等于第三预设温度值小于等于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度大于第二预设温度值。

在其中一实施例中，所述控制器还用于在所述冷媒水水路系统首次运行时，控制所述水泵全部开启。

一种如上述的冷媒水水路系统的调节方法，包括以下步骤：

检测获取换热器的冷媒水进水温度及冷媒水出水温度；

计算获取换热器的冷媒水进出水温差；

根据所述冷媒水进出水温差及所述冷媒水出水温度控制冷媒进水水路上的水泵的开启与关闭。

在其中一实施例中，所述冷媒水水路包括两路冷媒水进水水路，所述步骤根据所述冷媒水进出水温差及所述冷媒水出水温度控制冷媒水水路上的水泵的开启与关闭包括：

在满足以下条件时，控制所述水泵全部开启；

所述冷媒水进出水温差小于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值；或

所述冷媒水进出水温差大于第一预设温度值。

在其中一实施例中，所述条件所述冷媒水进出水温差小于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值具体包括：

所述冷媒水进出水温差大于等于第三预设温度值，小于等于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值；或

所述冷媒水进出水温差小于第三预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值。

在其中一实施例中，所述步骤根据所述冷媒水进出水温差及所述冷媒水出水温度控制冷媒水水路上的水泵的开启与关闭还包括：

在满足以下条件时，控制其中一所述水泵关闭；

所述冷媒水进出水温差小于第三预设温度值，且所述冷媒水出水温度大于第二预设温度值。

在其中一实施例中，所述步骤根据所述冷媒水进出水温差及所述冷媒水出水温度控制冷媒水水路上的水泵的开启与关闭还包括：

在满足以下条件时，维持所述水泵的运行状态不变；

所述冷媒水进出水温差大于等于第三预设温度值小于等于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度大于第二预设温度值。

在其中一实施例中，所述冷媒水水路系统的调节方法还包括步骤：

在所述冷媒水水路系统首次运行时，控制所述水泵全部开启。

一种冷水机组，包括如上述的冷媒水水路系统。

一种空调，包括如上述的冷媒水水路系统。

上述冷媒水水路系统及其调节方法、冷水机组及空调，冷媒水水路包括至少两路冷媒水进水水路，该至少两路冷媒水进水水路汇聚连接于换热器的冷媒水进水口，水泵分别连接于至少两条冷媒水进水水路中；根据冷媒水进出水温度差及冷媒水出水温度，控制分别设于冷媒水进水水路上的水泵的开启与关闭，调节冷媒水的流量，从而使冷媒水进出水温差与室内负荷相匹配，进而保证换热器中冷媒水与制冷剂的换热程度，保证制冷的舒适性，并节约能源。此外，使冷媒水出水温度在合理的范围之内，确保制冷元器件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的冷媒水水路系统的结构示意图；

图2为本发明一实施方式中的冷媒水水路系统的调节方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1示出了本发明一实施方式中的冷媒水水路系统的结构示意图。本实施例以风冷式冷水机组为例进行说明。但是本领域技术人员可以理解，本发明实施例也可以应用于其他类型的冷水机组。

本发明一实施方式中的冷水机组，包括制冷剂管路、冷媒水水路系统10、换热器20、压缩机及冷凝器。换热器20分别与制冷剂管路与冷媒水水路系统10连接，用于利用制冷剂与冷媒水进行换热，从而对冷媒水冷却。本实施例中，该换热器20为板式换热器20。

压缩机用于吸入换热后低温低压的气态制冷剂进行压缩形成高温高压的气态制冷剂。被压缩后的制冷剂沿制冷剂管路循环到冷凝器进行冷凝，冷凝后的制冷剂转换为液态，并沿制冷剂管路进行换热器20进行换热。如此，冷媒水沿冷媒水水路系统10在终端机与换热器20之间循环，从而实现室内的制冷。

应当理解的是，该冷凝器并不是必须的，在其他一些实施例中，制冷剂管路系统中可以不设置冷凝器，例如，采用非相变换热的换热器20，在采用该类换热器20的前提下，制冷剂管路系统中可不包括冷凝器。

下面将以具体实施例对冷媒水水路系统10进行说明。

如图1所示，该冷媒水水路系统10包括冷媒水水路(图未标)及水泵14，该换热器20连接于冷媒水水路中，以形成一循环水路，从而使冷媒水在换热器20中与制冷剂进行换热。水泵14连接在冷媒水水路中，用于驱动冷媒水在终端机(图未示)与换热器20之间循环，从而实现室内的制冷。

该冷媒水水路包括至少两路冷媒水进水水路12，该至少两路冷媒水进水水路12汇聚连接于换热器20的冷媒水进水口22，水泵14分别连接于至少两条冷媒水进水水路12中，以控制冷媒水进水水路12的开启与关闭。

应当理解的是，在冷媒水水路及制冷剂管路中，还可以设置例如截止阀、膨胀阀、止回阀、过滤器等多种仪表或装置，以调节控制制冷剂管路及冷媒水水路，此为本领域技术人员所熟知，在此不作具体地说明与解释。

本实施例中，该冷媒水水路包括两路冷媒水进水水路12，则对应地水泵14即为两个，下面都将以两路冷媒水进水水路12为例进行说明。

具体地，冷媒水路从换热器20引出并从冷媒水出口124引入终端机，在终端机进行换热后，从冷媒水入口126分为两路冷媒水进水水路12，水泵14连接于两路冷媒水进水水路12，以控制该冷媒水进水水路12的开启与关闭。

该冷媒水水路系统还包括进水温度检测装置(图未示)及出水温度检测装置(图未示)。该进水温度检测装置设置于换热器20的冷媒水进水口22，用于检测该换热器20的冷媒水进水温度。该出水温度检测装置，设置于该换热器20的冷媒水出水口24，用于检测该换热器20的冷媒水出水温度。具体到一个实施例中，该进水温度检测装置及出水温度检测装置均为温度传感器。

优选地，该冷媒水水路系统10还包括控制器(图未示)，该控制器分别与进水温度检测装置、出水温度检测装置及水泵14连接，用于根据冷媒水进水温度及冷媒水出水温度控制水泵，进而控制该冷媒水进水水路12的开启与关闭。

其中，该控制器用于根据冷媒水进水温度T₁及冷媒水出水温度T₂获取冷媒水进出水温差ΔT(ΔT＝T₂-T₁)，根据该冷媒水出水温差ΔT及冷媒水出水温度T₂控制相应的冷媒水进水水路12上的水泵14的开启与关闭。本实施例中，该控制器为MCU微程序控制器，其与进水温度检测装置及出水温度检测装置之间连接有A/D模拟转换器，可以将模拟信号转换为数字信号之后传送给控制器，然后控制器根据冷媒水出水温差ΔT及冷媒水出水温度T₂控制水泵14的开启与关闭，以调节冷媒水的流量，进而保证换热器20中冷媒水与制冷剂的换热程度，保证制冷的舒适性，又能确保制冷元器件的使用寿命。

通常，冷媒水进出水温差ΔT是判断空调室内负荷高低的依据，ΔT越大，说明室内负荷越大，需要更多的冷量来维持制冷舒适性；而ΔT越小，室内负荷越小，即很小的冷量就可以满足室内温度要求。冷媒水出水温度T₂为保护板式换热器20不会冻坏的临界参数值，冷媒水出水温度过低，说明蒸发温度很低，板式换热器20冻坏的可能性就越大。因此根据冷媒水进出水温度差及冷媒水出水温度，控制分别设于冷媒水进水水路12上的水泵14的开启与关闭，从而调节冷媒水的流量，进而保证换热器20中冷媒水与制冷剂的换热程度，保证制冷的舒适性，又能确保制冷元器件的使用寿命。

本实施例中，该控制器用于在冷媒水水路系统10首次运行时，控制该水泵14全部开启。然后根据冷媒水进出水温差ΔT，及冷媒水出水温度T₂，判断是否关闭相应的水泵14或保持水泵14运行的状态不变。当然，在其他一些实施例中，也可采用其他控制方式使冷媒水进水水路12上的水泵14全部开启。

本实施例中，控制器按照如下方式控制水泵14的开启与关闭，也即在满足以下条件时控制水泵14全部开启：

该冷媒水进出水温差ΔT小于等于第一预设温度值b，即ΔT≤b，且冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值A，即T₂≤A；或

冷媒水进出水温差大于第一预设温度值，即ΔT＞b。

其中，该第一预设温度值b与第二预设温度值A的单位均为℃。该第二预设温度值A可以理解为板式换热器20可能被冻坏的极限值，但该极限值距板式换热器20被冻坏的极限值有一定余量，以保证板式换热器20不被冻坏。该第一预设温度值b为预先设定好的预设值，可根据客户需求或实际需求而定。

具体地，该控制器在满足上述的条件下，控制两路冷媒水进水水路12上的水泵14开启包括两种情况。(1)当两路冷媒水进水水路12上的水泵14均开启的状态下，ΔT与T₂满足上述的条件，则维持水泵14的运行状态。(2)当两路冷媒水路上的水泵14其中一个开启，另一个关闭的状态下，ΔT与T₂满足上述的条件，则开启关闭的那一个水泵14。总而言之，在ΔT与T₂满足上述条件时，控制器使两台水泵14开启，保证进入换热器20的冷媒水的流量，从而提高冷媒水的温度，且保证室内制冷的舒适性。

优选地，所述冷媒水进出水温差小于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值具体包括：

冷媒水进出水温差ΔT大于等于第三预设温度值a，小于等于第一预设温度值b，且所述冷媒水出水温度T₂小于等于第二预设温度值A，即a℃≤ΔT≤b℃且T₂≤A；或

所述冷媒水进出水温差ΔT小于第三预设温度值a，且所述冷媒水出水温度T2小于等于第二预设温度值A，即ΔT＜a℃且T₂≤A℃。

其中，该第三预设温度值的单位均为℃，该第三预设温度值a为预先设定好的预设值，可根据客户需求或实际需求而定。当ΔT＜a℃且T₂≤A，说明室内负荷增大，需要更多的冷媒水进行热交换，且需要更多的冷媒水提高冷媒水出水温度，以避免板式换热器20被冻坏。因此，此时控制器控制两台水泵14同时开启。当a℃≤ΔT≤b℃且T₂≤A，此时，为避免板式换热器20被冻坏，则需要依然开启两台水泵14，以保证冷媒水的流量，提高冷媒水的温度。

本实施例中，控制器按照如下方式控制水泵14的开启与关闭，也即在满足以下条件时控制其中一水泵14关闭：

所述冷媒水进出水温差小于第三预设温度值，且所述冷媒水出水温度大于第二预设温度值，即ΔT＜a℃且T₂＞A。

通常情况下当a℃≤ΔT≤b℃时，说明室内负荷与冷媒水进出水温差匹配，冷媒水进出水温差属于较优的区间内。则当ΔT＜a℃且T₂＞A，冷媒水出水温度不足以冻坏换热器20，而室内负荷变小，冷媒水水流量过大，所以需要关闭一台水泵14。如此，兼顾了室内制冷的舒适性，保证了换热器20不被冻坏，且节约了能源。

本实施例中，控制器按照如下方式控制水泵14的开启与关闭，也即在满足以下条件时维持所述水泵14的运行状态不变：

所述冷媒水进出水温差大于等于第三预设温度值小于等于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度大于第二预设温度值，即a℃≤ΔT≤b℃，且T₂＞A℃。

随着室内负荷的变化，当冷媒水进出水温差达到a℃≤ΔT≤b℃，且T₂＞A℃，不足以冻坏换热器20，且保证了室内负荷与冷媒水流量相匹配。若上一状态，两台水泵14全开，则维持该状态，直到冷媒水进出水温差ΔT与冷媒水出水温度T₂变化到其他情况。若上一状态，两台水泵14一开一闭，则维持该状态，也即在开启一台水泵14的情况下，使制冷舒适性得到保证，且不会冻坏换热器20，节约了能源。

应当理解的是，本实施例中，以两台水泵14为例进行说明，两路冷媒水进水水路12的流量可为换热器20最大冷媒水进水流量额定值的一半。在其他一些实施例中，该冷媒水进水水路12及水泵14的数量可为三个或三个以上，以更加精确地控制冷媒水的流量，从而更加精确地调节冷媒水进出水温差与冷媒水出水温度，且使上述两个参数值与室内负荷相匹配，保证室内制冷舒适性，且节约能源。例如，当该冷媒水进水水路12为三个，则水泵14对应为三个，该三路冷媒水进水水路12的流量分别为换热器20最大冷媒水进水流量的三分之一。当然，在冷媒水进水水路12及水泵14的个数改变后，相应的冷媒水进出水温差与冷媒水出水温度的预设温度值需要重新调试，在此不赘述具体原理。

需要指出，本实施例中的第三预设温度值a小于第一预设温度值b，而第一预设温度值b及第三预设温度值a与第二预设温度值A没有特定的预设关系，例如，本实施例中，该第三预设温度值a与第二预设温度值A相等，当然，在其他一些实施例中，第三预设温度值a与第二预设温度值A也可不相等，在此不作限定。

如图2所示，基于上述的冷媒水水路系统10，本发明还提供一种冷媒水路系统的调节方法，该冷媒水路系统的调节方法包括以下步骤：

S110：检测获取换热器20的冷媒水进水温度及冷媒水出水温度；

在一个实施方式中，在换热器20的冷媒水进水口22与换热器20的冷媒水出水口设置有温度传感器，从而检测获取换热器20的冷媒水进水温度及冷媒水的出水温度。

S120：计算获取换热器20的冷媒水进出水温差；具体地，可以通过人为计算获得，也可以通过控制器计算获得，本实施例中，通过控制器计算获得。具体到一个实施方式中，该控制器为MCU微程序控制器，其与用于检测冷媒水进水温度的温度传感器及用于检测冷媒水出水温度的温度传感器之间连接有A/D模拟转换器，可以将模拟信号转换为数字信号之后传送给控制器进行计算。

S130:根据所述冷媒水进出水温差及所述冷媒水出水温度控制冷媒水水路上的水泵14的开启与关闭。

其中，冷媒水水路包括至少两路冷媒水进水水路12，至少两路冷媒水进水水路12汇聚连接于换热器20的冷媒水进水口22，水泵14分别连接于至少两条冷媒水进水水路12中，以控制冷媒水进水水路12的开启与关闭。本实施例中，该冷媒水水路包括两路冷媒水进水水路12，根据冷媒水进出水温度差ΔT(T₂-T₁)及冷媒水出水温度T2，控制分别设于冷媒水进水水路12上的水泵14的开启与关闭，调节冷媒水的流量，从而使冷媒水进出水温差与室内负荷相匹配，进而保证换热器20中冷媒水与制冷剂的换热程度，保证制冷的舒适性，并节约能源。此外，使冷媒水出水温度在合理的范围之内，确保制冷元器件的使用寿命。

在一个实施例中，该步骤S130具体包括：

在满足以下条件时，控制所述水泵14全部开启；

所述冷媒水进出水温差小于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值；或

所述冷媒水进出水温差大于第一预设温度值。

其中，该第一预设温度值b与第二预设温度值A的单位均为℃。该第二预设温度值A可以理解为板式换热器20可能被冻坏的极限值，但该极限值距板式换热器20被冻坏的极限值有一定余量，以保证板式换热器20不被冻坏。该第一预设温度值b为预先设定好的预设值，可根据客户需求或实际需求而定。

本实施例中，控制两路冷媒水进水水路12上的水泵14开启包括两种情况。(1)当两路冷媒水进水水路12上的水泵14均开启的状态下，ΔT与T₂满足上述条件，则维持水泵14的运行状态。(2)当两路冷媒水路上的水泵14其中一个开启，另一个关闭的状态下，ΔT与T₂满足上述条件，则开启关闭的那一个水泵14开启。总而言之，在ΔT与T₂满足上述条件时，控制两台水泵14开启，保证进入换热器20的冷媒水的流量，从而提高冷媒水的温度，且保证室内制冷的舒适性即可。

在一个实施例中，该条件所述冷媒水进出水温差小于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度小于等于第二预设温度值具体包括：

冷媒水进出水温差ΔT大于等于第三预设温度值a，小于等于第一预设温度值b，且所述冷媒水出水温度T₂小于等于第二预设温度值A，即a℃≤ΔT≤b℃且T₂≤A；或

所述冷媒水进出水温差ΔT小于第三预设温度值a，且所述冷媒水出水温度T₂小于等于第二预设温度值A，即ΔT＜a℃且T₂≤A℃。

在另一实施方式中，该步骤S130具体包括：

在满足以下条件时，控制其中一所述水泵14关闭；

所述冷媒水进出水温差小于第三预设温度值，且所述冷媒水出水温度大于第二预设温度值。

在又一实施方式中，该步骤S130具体包括：

在满足以下条件时，维持所述水泵14的运行状态不变；

所述冷媒水进出水温差大于等于第三预设温度值小于等于第一预设温度值，且所述冷媒水出水温度大于第二预设温度值。

在又一实施方式中，所述冷媒水水路系统10调节方法还包括步骤：该冷媒水水路系统10首次运行时，控制该水泵14全部开启。

基于上述的冷媒水水路系统10，本发明还提供一种空调，该空调包括上述的冷媒水路系统。

上述冷媒水水路系统10和调节方法、冷水机组及空调，冷媒水水路包括至少两路冷媒水进水水路12，该至少两路冷媒水进水水路12汇聚连接于换热器20的冷媒水进水口22，水泵14分别连接于至少两条冷媒水进水水路12中；根据冷媒水进出水温度差ΔT(T₂-T₁)及冷媒水出水温度T₂，控制分别设于冷媒水进水水路12上的水泵14的开启与关闭，调节冷媒水的流量，从而使冷媒水进出水温差与室内负荷相匹配，进而保证换热器20中冷媒水与制冷剂的换热程度，保证制冷的舒适性，并节约能源。此外，使冷媒水出水温度在合理的范围之内，确保制冷元器件的使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。