辐射空调的控制方法和系统与流程

本申请涉及空调领域，尤其涉及一种辐射空调的控制方法和系统。

背景技术

随着人们对空调舒适性、节约能源要求越来越高，辐射空调系统，因其可以很好地与低能耗或绿色建筑结合，具有良好的应用前景。辐射供冷(暖)是指降低(升高)围护结构内表面中一个或多个表面的温度，形成冷(热)辐射面，依靠辐射面与人体、家具及围护结构其余表面的辐射热交换而进行供冷(暖)的技术方法。辐射面可通过在围护结构中设置冷(热)管道，也可在天花板或墙外表面加设辐射板来实现。由于辐射面及围护结构和家具表面温度的变化，导致它们和空气间的对流换热加强，增强供冷(暖)效果。

辐射空调是一种隐形空调，通常铺设在房间的顶面、墙面和地面，使用常温水(夏季16～18摄氏度，冬季28～32摄氏度)以辐射方式为房间制冷或制热。由于辐射空调无噪音、无风感、冷热均匀，可以创造良好的舒适环境，提高室内空气品质。因辐射空调系统采用水作为媒介进行热交换，如果供水温度过低，可能导致辐射面发生凝露。因而，精确控制辐射空调系统的供水水温，是防止辐射空调发生凝露的重要手段。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本申请提出了一种辐射空调的控制方法，包括如下步骤：获取与室外机连接的至少一个室内机所处环境的环境负荷信息，其中，环境负荷信息至少包括：每个室内机所处环境需要达到目标温度；根据每个室内机所处环境的环境负荷信息确定每个室内机所需供水的水温；将至少一个室内机所需供水的最高水温，确定为第一冷水机组的第一供水温度；并将至少一个室内机所需供水的最低水温确定为第二冷水机组的第二供水温度；其中，第一冷水机组和第二冷水机组并联，且第一冷水机组提供的水与第二冷水机组提供的水混合后为至少一个室内机供水；基于每个室内机所处环境的露点温度，控制第一冷水机组的第一供水量和第二冷水机组的第二供水量，以使得每个室内机所处环境的空气温度高于每个室内机所处环境的露点温度。

在一个示例中，根据每个室内机所处环境的环境负荷信息确定每个室内机所需供水的水温，包括：通过如下公式计算每个室内机所需供水的水温：

其中，c水为水的比热容，c空气为空气的比热容，ζ1为第一冷水机组的供水量，ζ2为第二冷水机组的供水量，ti初始为第i个室内机所处环境的初始温度，ti目标为第i个室内机所处环境需要达到的目标温度，为第i个室内机的供水系数，vi为第i个室内机所处环境的空间大小。

在一个示例中，在基于每个室内机所处环境的露点温度，控制第一冷水机组的第一供水量和第二冷水机组的第二供水量，以使得每个室内机所处环境的空气温度高于每个室内机所处环境的露点温度之前，方法还包括：通过如下公式计算第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机实际供水的水温：

其中，tmax为至少一个室内机所需供水的最高水温；tmin为至少一个室内机所需供水的最低水温。

在一个示例中，在基于每个室内机所处环境的露点温度，控制第一冷水机组的第一供水量和第二冷水机组的第二供水量，以使得每个室内机所处环境的空气温度高于每个室内机所处环境的露点温度之前，方法还包括：基于室内露点温度查询表，根据每个室内机所处环境的实时空气温度和空气湿度查询每个室内机所处环境的实时露点温度。

在一个示例中，基于每个室内机所处环境的露点温度，控制第一冷水机组的第一供水量和第二冷水机组的第二供水量，以使得每个室内机所处环境的空气温度高于每个室内机所处环境的露点温度，包括：如果第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的实际水温高于每个室内机所处环境的实时露点温度，则根据每个室内机所需供水的水温，控制第一冷水机组和第二冷水机组向每个室内机供水的供水量；如果第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的实际水温低于或等于每个室内机所处环境的露点温度，则增加第一冷水机组向每个室内机供水的第一供水量，并降低第二冷水机组向每个室内机供水的第二供水量；其中，第一供水量和第二供水量满足如下条件：

其中，ζ′1为第一冷水机组调整后的供水量，ζ′2为第二冷水机组调整后的供水量，t露点为每个室内机所处环境的实时露点温度。

在一个示例中，在增加第一冷水机组向每个室内机供水的供水量，并降低第二冷水机组向每个室内机供水的供水量之后，方法还包括：在第一冷水机组的供水量达到第一冷水机组的最大供水量，且第二冷水机组的供水量达到第二冷水机组的最小供水量的情况下，如果第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的实际水温仍低于或等于每个室内机所处环境的实时露点温度，则升高第一冷水机组的供水温度或第二冷水机组的供水温度；其中，第一冷水机组升高后的供水温度和第二冷水机组升高后的供水温度满足如下条件：

其中，ζmax为第一冷水机组的最大供水量，ζmin为第二冷水机组的最小供水量，t′max为第一冷水机组升高后的供水温度，t′min为第二冷水机组升高后的供水温度。

另一方面，本申请还提出了一种辐射空调的控制系统，系统包括：至少一种传感器，用于检测与室外机连接的至少一个室内机所处环境的环境负荷信息，其中，环境负荷信息至少包括：每个室内机所处环境需要达到目标温度；控制器，用于根据每个室内机所处环境的环境负荷信息确定每个室内机所需供水的水温，并将至少一个室内机所需供水的最高水温，确定为第一冷水机组的第一供水温度，以及至少一个室内机所需供水的最低水温确定为第二冷水机组的第二供水温度，基于每个室内机所处环境的露点温度，控制第一冷水机组的第一供水量和第二冷水机组的第二供水量，以使得每个室内机所处环境的空气温度高于每个室内机所处环境的露点温度，其中，第一冷水机组和第二冷水机组并联，且第一冷水机组提供的水与第二冷水机组提供的水混合后为至少一个室内机供水。

在一个示例中，至少一种传感器包括如下至少之一：温度检测传感器、压强检测传感器、湿度检测传感器。

在一个示例中，系统还包括：供水调节阀，与第一冷水机组和第二冷水机组连接，用于控制第一冷水机组和第二冷水机组的供水量。

在一个示例中，系统还包括：水温检测传感器，与供水调节阀连接，用于检测第一冷水机组与第二冷水机组为每个室内机供水的水温。

通过本申请提出辐射空调的控制方式能够带来如下有益效果：

1.通过并联的两组冷水机组，提供每个室内机的所需水温的最高温度的水和最低温度的水进行混合后的水，为各个室内机供水，既能满足各个室内机的负荷需求，又不会导致多余的能源浪费；

2.通过分流的方式，控制流入每个室内机的供水温度，可以在不改变整体流量的情况下，实现供水温度的调节，从而实现辐射空调的自循环；

3.基于每个室内机所处环境的露点温度，根据每个室内机所处环境的负荷，控制为每个室内机供水的供水量，可以有效预防室内机发生凝露的现象。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1本申请实施例提供的一种辐射空调的控制系统结构示意图；

图2本申请实施例提供的一种辐射空调的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

本申请的实施例提供了一种辐射空调的控制系统，可以应用于任意一种使用水作为热交换的传输媒介，以辐射方式制冷或制热的空调。

作为一种可选的实施例，本申请以“一个室外机、多个室内机”的中央空调为例来进行说明。图1是本申请实施例提供的一种辐射空调的控制系统结构示意图，如图1所示，该系统包括：第一冷水机组1-1(包括第一定容量冷水机组1-1-1、第一变容量冷水机组1-1-2)和第二冷水机组1-2(包括第一定容量冷水机组1-2-1、第一变容量冷水机组1-2-2)、中央控制器2、区域控制器3、室内机(图1中示出了3个，分别是第一室内机6-1、第二室内机6-2和第三室内机6-3)、室内机控制器(图1中示出了3个，分别是与第一室内机连接的第一室内机控制器7-1、与第二室内机连接的第二室内机控制器7-2、与第三室内机连接的第三室内机控制器7-3)、供水水泵5-1、回水水泵5-2、供水调节阀4-1、回水调节阀4-2、分流调节阀(图1中示出了3个，分别是控制第一室内机供水量的第一分流调节阀8-1、控制第一室内机供水量的第一分流调节阀8-2、控制第一室内机供水量的第一分流调节阀8-3)。

容易注意的是，作为供水的冷水机组是固定容量的机组，作为回水的冷水机组是变容量的机组。本申请通过第一定容量冷水机组1-1-1提供第一供水温度的水，通过第二定容量冷水机组1-2-1提供第二供水温度的水，经过供水调节阀4-1混合后，经过供水水泵5-1，为每个室内机(第一室内机6-1、第二室内机6-2、第三室内机6-3)供水。在每个室内机进行热交换后的水，又通过回水输泵5-2、回水调节阀4-2返回到第一变容量冷水机组1-1-2和第二变容量冷水机组1-2-2，从而实现辐射空调的水循环系统。由于第一冷水机组1-1和第二冷水机组1-2是并联的，则第一定容量冷水机组1-1-1和第二定容量冷水机组1-2-1并联为每个室内机供水；第一变容量冷水机组1-1-2和第二变容量冷水机组1-2-2并联接收每个室内机的回水。

对于中央空调来说，与室外机相连的多个室内机由于所处环境不同，需要承担的负荷也存在差异，如果是辐射空调，则每个室内机所需供水的水温是不同的。由此，为了节约能耗，也为了提供舒适的室内环境，可以通过在每个室内机所处环境部署的至少一种传感器获取每个室内机所处环境的环境负荷信息，其中，环境负荷信息包括但不限于每个室内机所处环境需要达到目标温度。例如，通过温度检测传感器检测每个室内机所处环境的室内温度，通过湿度检测传感器检测每个室内机所处环境的室外温度，通过压强检测传感器检测每个室内机所处环境的大气压强等。

与每个室内机连接的每个室内机控制器(例如，图1中所示的第一室内控制器7-1、第二室内控制器7-2、第三室内控制器7-3)，通过部署在每个室内机所处环境的至少一种传感器检测到每个室内机所处环境的环境负荷信息后，可以根据每个室内机所处环境的环境负荷信息确定每个室内机所需供水的水温，进而将每个室内机所需供水的水温通过区域控制器3传输给中央控制器2，中央控制器2将各个室内机所需供水的最高水温作为第一定容量冷水机组1-1-1的供水温度(即第一供水温度)，将各个室内机所需供水的最低水温作为第二定容量冷水机组1-2-1的供水温度(即第二供水温度)。

作为一种可选的实施方式，可以通过如下公式计算每个室内机所需供水的水温：

其中，c水为水的比热容，c空气为空气的比热容，ζ1为第一冷水机组的供水量，ζ2为第二冷水机组的供水量，ti初始为第i个室内机所处环境的初始温度，ti目标为第i个室内机所处环境需要达到的目标温度，为第i个室内机的供水系数，vi为第i个室内机所处环境的空间大小。

此处需要说明的是，本申请将各个室内机所需的最高水温的水(即第一定容量冷水机组1-1-1提供的水)与各个室内机所需的最低水温的水(即第二定容量冷水机组1-2-1提供的水)混合后为各个室内机供水，通过控制二者混合的比例，既能满足各个室内机的负荷需求，又不会导致多余的能源浪费。

进一步地，为了防止各个室内机的辐射面产生凝露，在通过控制第一定容量冷水机组1-1-1与第二定容量冷水机组1-2-1的供水量来为各个室内机供水的时候，可以通过安装在每个室内机辐射面的温度检测传感器检测辐射面的温度是否低于每个室内机所处环境对应的露点温度。基于每个室内机所处环境的露点温度，控制第一冷水机组和第二冷水机组向每个室内机供水的供水量，以使得每个室内机所处环境的空气温度高于每个室内机所处环境的露点温度。

可选地，可以通过如下公式计算第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机实际供水的水温：

其中，tmax为至少一个室内机所需供水的最高水温；tmin为至少一个室内机所需供水的最低水温。

需要说明的是，在基于每个室内机所处环境的露点温度，控制第一冷水机组和第二冷水机组向每个室内机供水的供水量，以使得每个室内机所处环境的空气温度高于每个室内机所处环境的露点温度之前，该方法还可以包括：基于室内露点温度查询表，根据每个室内机所处环境的实时空气温度和空气湿度查询每个室内机所处环境的实时露点温度。

在基于每个室内机所处环境的露点温度，控制第一冷水机组的第一供水量和第二冷水机组的第二供水量，以使得每个室内机所处环境的空气温度高于每个室内机所处环境的露点温度的时候，如果第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的实际水温高于每个室内机所处环境的实时露点温度，则根据每个室内机所需供水的水温，控制第一冷水机组和第二冷水机组向每个室内机供水的供水量；

如果第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的实际水温低于或等于每个室内机所处环境的露点温度，则增加第一冷水机组向每个室内机供水的第一供水量，并降低第二冷水机组向每个室内机供水的第二供水量；其中，第一供水量和第二供水量满足如下条件：

其中，ζ′1为第一冷水机组调整后的供水量，ζ′2为第二冷水机组调整后的供水量，t露点为每个室内机所处环境的实时露点温度。

进一步地，在增加第一冷水机组向每个室内机供水的供水量，并降低第二冷水机组向每个室内机供水的供水量之后，当第一冷水机组的供水量达到第一冷水机组的最大供水量，且第二冷水机组的供水量达到第二冷水机组的最小供水量的情况下，如果第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的实际水温仍低于或等于每个室内机所处环境的实时露点温度，则升高第一冷水机组的供水温度或第二冷水机组的供水温度；

其中，第一冷水机组升高后的供水温度和第二冷水机组升高后的供水温度满足如下条件：

其中，ζmax为第一冷水机组的最大供水量，ζmin为第二冷水机组的最小供水量，t′max为第一冷水机组升高后的供水温度，t′min为第二冷水机组升高后的供水温度。

另外，还需要说明的是，对于辐射空调来说，由于辐射制冷与除湿是相对独立的技术，辐射供冷系统和独立新风系统所要求的水温相差较大，一般情况下，辐射制冷需要的冷源温度为15～18℃，新风系统除湿需要的冷源温度为5～7℃，因而，对于利用辐射制冷与新风系统结合的空调系统来说，水系统的控制十分重要。如果辐射制冷系统的供水温度过低，则可能导致辐射面发生凝露。因而，通过本申请提供的辐射空调的控制方式，可以精确控制辐射空调系统的供水水温，可以有效防止辐射空调发生凝露的现象。

本申请的实施例还提供了一种辐射空调的控制方法，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤s201，获取与室外机连接的至少一个室内机所处环境的环境负荷信息。

具体地，可以通过温度检测传感器检测每个室内机所处环境的室内温度，通过湿度检测传感器检测每个室内机所处环境的室外温度，通过压强检测传感器检测每个室内机所处环境的大气压强等。

可选地，在获取与室外机连接的至少一个室内机所处环境的环境负荷信息之后，还可以根据每个室内机所处环境的环境负荷信息确定每个室内机所处环境的露点温度。

步骤s202，根据每个室内机所处环境的环境负荷信息确定每个室内机所需供水的水温。

具体地，由于每个室内机所处环境不同，环境负荷信息也不同，因而，对于使用水进行热交换制冷或制热的辐射空调来说，可以根据每个室内机所处环境的环境负荷信息确定每个室内机所需供水的水温。

步骤s203，将至少一个室内机所需供水的最高水温，确定为第一冷水机组的第一供水温度；并将至少一个室内机所需供水的最低水温确定为第二冷水机组的第二供水温度；其中，第一冷水机组和第二冷水机组并联，且第一冷水机组提供的水与第二冷水机组提供的水混合后为至少一个室内机供水。

具体地，将各个室内机中所需供水的最高水温作为第一冷水机组的供水温度，并将各个室内机中所需供水的最低水作为第二冷水机组的供水温度，最后将第一冷水机组的水与第二冷水机组的水混合后为各个室内机供水，既能满足各个室内机的负荷需求，又不会导致多余的能源浪费。

步骤s204，基于每个室内机所处环境的露点温度，控制第一冷水机组的第一供水量和第二冷水机组的第二供水量，以使得每个室内机所处环境的空气温度高于每个室内机所处环境的露点温度。

具体地，可以通过水温传感器检测第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的水温(即图1中第一定容量冷水机组1-1-1和第二定容量冷水机组1-2-1通过供水调节阀混合的水的水温)，作为第一种可选的实施方式，如果每个室内机所处环境的空气温度高于每个室内机所处环境的露点温度，则根据每个室内机所需供水的水温，控制第一冷水机组和第二冷水机组向每个室内机供水的供水量。作为第二种可选的实施方式，如果每个室内机所处环境的空气温度低于或等于每个室内机所处环境的露点温度，则增加第一冷水机组向每个室内机供水的供水量，并降低第一冷水机组向每个室内机供水的供水量。

其中，上述第一种可选的实施方式中，在根据每个室内机所需供水的水温，控制第一冷水机组和第二冷水机组向每个室内机供水的供水量的时候，如果该第一冷水机组的供水量达到第一冷水机组的最大供水量，此时的每个室内机所处环境的空气温度仍低于每个室内机所需供水的水温，则升高第一冷水机组的第一供水温度；如果第二冷水机组的供水量达到第二冷水机组的最大供水量，此时的第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的水温高于每个室内机所需供水的水温，则降低第二冷水机组的第二供水温度。

上述第二种可选的实施方式中，在增加第一冷水机组向每个室内机供水的供水量，并降低第一冷水机组向每个室内机供水的供水量之后，如果第一冷水机组的供水量达到第一冷水机组的最大供水量，且第二冷水机组的供水量达到第二冷水机组的最小供水量，此时的第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的水温仍低于或等于每个室内机所处环境的露点温度，则升高第一冷水机组的第一供水温度。

基于上述任意一种可选的实施例，本申请各个实施例中提到的辐射空调可以为顶棚辐射空调。下面分别以制冷和制热两种工作模式来进行说明。

制冷模式：当各个室内机(即图1所示的第一室内机6-1、第二室内机6-2、第三室内机6-3)需要制冷的时候，各个室内机根据传感器获取到的室内机所处环境的环境负荷信息，计算各自所需供水的温度分别为第一制冷温度、第二制冷温度和第三制冷温度，并通过各个室内机的控制器(即图1所示的第一室内控制器7-1、第二室内控制器7-2、第三室内控制器7-3)发送给区域控制器3和中央控制器2，中央控制器2控制第一定量冷水机组1-1-1的供水温度为第一制冷温度、第二制冷温度和第三制冷温度中最高的温度，控制第二定量冷水机组1-2-1的供水温度为第一制冷温度、第二制冷温度和第三制冷温度中最低的温度，区域控制器3分别通过第一分流调节阀8-1、第二分流调节阀8-2、第三分流调节阀8-3，根据每个室内机所需供水的水温来控制第一定量冷水机组1-1-1和第二定量冷水机组1-2-1向每个室内机供水的供水量。

其中，在第一冷水机组的供水量达到第一冷水机组的最大供水量的情况下，如果第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的水温低于每个室内机所需供水的水温(例如，低于1摄氏度)，则升高第一冷水机组的第一供水温度；在第二冷水机组的供水量达到第二冷水机组的最大供水量的情况下，如果第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的水温高于每个室内机所需供水的水温(例如，高于1摄氏度)，则降低第二冷水机组的第二供水温度。

制热模式：当各个室内机(即图1所示的第一室内机6-1、第二室内机6-2、第三室内机6-3)需要制热的时候，各个室内机根据传感器获取到的室内机所处环境的环境负荷信息，计算各自所需供水的温度分别为第一制热温度、第二制热温度和第三制热温度，并通过各个室内机的控制器(即图1所示的第一室内控制器7-1、第二室内控制器7-2、第三室内控制器7-3)发送给区域控制器3和中央控制器2，中央控制器2控制第一定量冷水机组1-1-1的供水温度为第一制热温度、第二制热温度和第三制热温度最高的温度，控制第二定量冷水机组1-2-1的供水温度为第一制热温度、第二制热温度和第三制热温度中最低的温度，区域控制器3分别通过第一分流调节阀8-1、第二分流调节阀8-2、第三分流调节阀8-3，根据每个室内机所需供水的水温来控制第一定量冷水机组1-1-1和第二定量冷水机组1-2-1向每个室内机供水的供水量。

其中，在第一冷水机组(即图1所示的第一定量冷水机组1-1-1)的供水量达到第一冷水机组的最大供水量的情况下，如果第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的水温低于每个室内机所需供水的水温(例如，低于1摄氏度)，则升高第一冷水机组的第一供水温度；在第二冷水机组(即图1所示的第二定量冷水机组1-2-1)的供水量达到第二冷水机组的最大供水量的情况下，如果第一冷水机组和第二冷水机组为每个室内机供水的水温高于每个室内机所需供水的水温(例如，高于1摄氏度)，则降低第二冷水机组的第二供水温度。

需要说明的是，在制冷模式下，为了防止室内机辐射面产生凝露，可以基于每个室内机所处环境的露点温度，区域控制器3根据每个室内机所需供水的水温来控制第一定量冷水机组1-1-1和第二定量冷水机组1-2-1向每个室内机供水的供水量。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。