一种风机盘管的防冻控制方法、系统及空调与流程

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种风机盘管的防冻控制方法、系统及空调。

背景技术：

风机盘管是常规使用的末端产品，风机盘管是以水作为载冷剂在换热器内流动，稳定性及舒适性较高，因此大范围的应用在大型制冷工程上面。冬季气温较低，由于风机盘管的换热管内部的水在温度等于或低于零度下流动受阻，因此部分工程在冬季时不使用风机盘管，此时对应风机盘管中的水存留在换热管中存在如下隐患：当环境温度低于0℃时，水会凝结成冰，此时对应体积会膨胀，随着换热管内部的水逐渐结成冰，体积越来越大，对换热管的压力越来越大，最终将风机盘管的换热管压裂，导致风机盘管在正常使用时出现漏水等一系列隐患，大大降低了风机盘管的使用寿命。

现有的风机盘管防冻方案中，在环境温度较低时，大多数直接通过将风机盘管中的水排出的方式来消除由于水冷冻引起的换热管导致胀裂的隐患，而很多时候对应的实际情况没有到必须进行排水的地步，另外直接进行排水后，在后期重新利用的时候还需要重新进行注水，操作不便，耗费时间和人力。

因此，亟需提出一种能有效解决风机盘管在冬季未使用时冻裂的问题，以提高风机盘管的运行寿命的方案。

技术实现要素：

本发明解决的问题是：风机盘管在冬季未使用时由于水残存可能导致的冻裂问题。

为解决上述问题，本发明提供一种风机盘管的防冻控制方法、系统及空调。

根据本发明的一个方面，提供了一种风机盘管的防冻控制方法，包括：温度检测步骤：关机状态下，检测环境温度，当环境温度小于第一阈值时，检测风机盘管出水温度和回水温度；判断步骤：根据所述出水温度和回水温度判定水温是否下降以及下降程度；以及控制步骤：根据所述水温是否下降以及下降程度的判定结果控制水泵的开启和运行状态。

在低温(环境温度小于第一阈值)时，通过检测风机盘管出水温度和回水温度，判定水温是否下降以及下降程度，从而根据是否下降以及下降程度对应控制水泵的开启和运行状态，使得风机盘管换热管中的水能够流动起来时，水不会冻成冰，也就解决了风机盘管冻裂的问题，从而延长了风机盘管的使用寿命，控制方法合理且有效。

进一步的，所述防冻控制方法还包括：循环操作步骤：间隔预设时间后再次循环所述温度检测步骤、判断步骤以及控制步骤。

通过设置该循环操作步骤，可以有效地监测在前一次根据水温是否下降以及下降程度的判定结果控制水泵的开启和运行状态后的效果如何，并对应持续采取相应的处理措施，能够实现实时且持续的防冻控制。

进一步的，所述判断步骤中，根据所述出水温度和回水温度判定水温是否下降的方法包括：当所述出水温度和回水温度均大于第二阈值时，判定水温未下降；当所述出水温度小于第二阈值或所述回水温度小于第二阈值，判定水温下降；其中所述第二阈值小于所述第一阈值，且所述第一阈值与所述第二阈值的温差为5℃。

根据实际实验结果可知，一般环境温度中湿球温度比干球温度低5℃左右，因此在风机盘管中环境温度与水温的正常温差为5℃，若温差＜5℃，说明水温未在下降，若温差＞5℃，说明水温正在下降。

进一步的，所述判断步骤中，根据所述出水温度和回水温度判定水温下降程度的方法包括：当所述出水温度小于所述第二阈值且大于第三阈值或所述回水温度小于所述第二阈值且大于第三阈值，判定水温下降程度为重级；当所述出水温度小于所述第三阈值且所述回水温度小于所述第三阈值，判定水温下降程度为高风险级；其中所述第二阈值大于所述第三阈值。

所述控制步骤中，根据所述水温是否下降以及下降程度的判定结果控制水泵的开启和运行状态的方法包括：当判定水温未下降时，水泵不开启或从开启状态关闭；当判定水温下降时，水泵开启后运行第一时间；当判定水温下降程度为重级时，水泵开启后持续运转；当判定水温下降程度为高风险级时，水泵开启后持续运转并显示故障提醒，提醒内容为：机组有冻裂风险，请将水放尽后断电。

本发明中，不仅对水温是否下降进行了判定，而且还对于水温的下降程度设定了对应的判定条件，从而能够根据水温的不同下降程度对应采取不同程度的防冻控制措施，实现了精准的防冻操作，在水温有下降的情况下，仅仅开启水泵一段时间实现水的流动，在水温下降比较严重(对应重级)的情况下，水泵开启后持续运转，直至检测到的出水温度和回水温度不再满足对应的条件，例如经过一段时间水泵开启后持续运转后，某个时刻检测到的出水温度和回水温度均大于第二阈值，则说明不再需要水泵进行运行，此时可以关闭水泵；在水温下降程度为高风险时，此种情况下光靠水泵促进水的流动可能还不够，局部的水可能已经接近0度而使风机盘管存在冻裂风险，不仅水泵在开启后持续运转而且还要显示故障提醒。

进一步的，所述循环操作步骤包括：在一次温度检测步骤、判断步骤和控制步骤操作完成之后，根据该次的操作情况间隔不同的预设时间再次循环所述温度检测步骤、判断步骤以及控制步骤：当该次判断步骤和控制步骤中，判定水温未下降，对应水泵不开启或从开启状态关闭后间隔第一预设时间再次循环所述温度检测步骤、判断步骤以及控制步骤，所述第一预设时间介于30～90min；当该次判断步骤和控制步骤中，判定水温下降，对应水泵开启后运行第一时间，在第一时间后立刻循环所述温度检测步骤、判断步骤以及控制步骤；当该次判断步骤和控制步骤中，判定水温下降程度为重级，对应水泵开启后持续运转，每隔第二预设时间循环所述温度检测步骤、判断步骤以及控制步骤，所述第二预设时间介于5～8min。

该实施方式中，通过对应上一次的操作结果来进行下一次温度检测的间隔时间的设定，当对应上一次的温度检测结果表明水温较高，不需要水泵开启时，此时可以间隔较长的时间进行下一次的温度检测和判断；当对应上一次的温度检测结果表明水温有一定下降程度，在水泵运行一段时间(第一时间)后立刻进行判断，以确定上一次水泵开启后的结果怎样，并且根据该判断结果再次对应进行防冻控制操作；当对应上一次的温度检测结果表明水温下降程度很严重时，水泵持续开启，并间隔一定的时间(例如5-8min)进行温度检测，以实时监测防冻控制效果，直至判断水温不满足对应的水泵持续开启条件后将水泵关闭；

进一步的，所述第一时间为5min。

水泵开启时间5min是优选设置，为了让管路系统中的水充分流动起来，水泵开启的时间不能过短或过长，若时间过短可能导致管路系统中的水未完全流动，若时间过长则会引起不必要的能耗。

进一步的，所述第一阈值为18℃，所述第三阈值为5℃。

根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》，建筑内部环境设计保暖温度≥18℃，若环境温度＞18℃，则建筑保温良好，不会有冻坏的风险，因此设定第一阈值为18℃，对应的第二阈值为13℃，当出水温度和回水温度均大于13℃时，说明此时水温温度下降趋势小，需采取对应程度的防冻措施；设定第三阈值为5℃，当出水温度和回水温度均小于5℃时，说明此时水温已经低于5℃，由于水的温度是处于分层状态的，当传感器检测到总体水温为5℃时，可能局部水温接近0℃，存在较高的冻坏风险，需采取对应的防冻措施。

根据本发明的另一个方面，提供了一种风机盘管的防冻控制系统，包括：温度检测模块，用于在关机状态下，检测环境温度，当环境温度小于第一阈值时，检测风机盘管出水温度和回水温度；判断模块，用于根据所述出水温度和回水温度判定水温是否下降以及下降程度；以及控制模块，用于根据所述水温是否下降以及下降程度的判定结果控制水泵的开启和运行状态。

本发明的防冻控制系统通过温度检测模块检测得到环境温度、出水温度和回水温度，利用判断模块根据出水温度和回水温度判定水温是否下降以及下降程度，从而控制模块根据是否下降以及下降程度对应控制水泵的开启和运行状态，使得风机盘管换热管中的水能够流动起来时，水不会冻成冰，也就解决了风机盘管冻裂的问题，从而延长了风机盘管的使用寿命，控制方法合理且有效。

根据本发明的又一个方面，提供了一种空调，包含本发明的防冻控制系统或采用本发明的防冻控制方法。

本发明的空调中，包含风机盘管机组，三个温度传感器，其中两个温度传感器分别安装在风机盘管的进水管与出水管上，另外一个则安装在风机盘管顶部，用于检测环境温度，该空调还包括通常风机盘管水路均会用到的水泵与水箱，通过对温度传感器的检测以及判断，准确的控制水泵的运行和开启，当风机盘管换热管中的水能够流动起来时，水不会冻成冰，也就解决了风机盘管冻裂的问题，从而延长了风机盘管的使用寿命。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所示的风机盘管的防冻控制方法流程图；

图2为根据本发明一实施例所示的空调的结构示意图；

图3为如图2所示的空调采用如图1所示的防冻控制方法各步骤对应的具体实施过程图；

图4为根据本发明一实施例所示的风机盘管的防冻控制系统方框图。

附图标记说明：

1-水泵；2-第一温度传感器；

3-风机盘管；4-第二温度传感器；

5-第三温度传感器；6-水箱。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

在本发明的第一个示例性实施例中，提供了一种风机盘管的防冻控制方法。

图1为根据本发明一实施例所示的风机盘管的防冻控制方法流程图。

参照图1所示，本发明的风机盘管的防冻控制方法，包括：

温度检测步骤s11：关机状态下，检测环境温度，当环境温度小于第一阈值时，检测风机盘管出水温度和回水温度；

本实施例中，所述第一阈值为18℃，根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》，建筑内部环境设计保暖温度≥18℃，若环境温度＞18℃，则建筑保温良好，不会有冻坏的风险，因此设定第一阈值为18℃。

判断步骤s12：根据所述出水温度和回水温度判定水温是否下降以及下降程度；

进一步的，所述判断步骤中，根据所述出水温度和回水温度判定水温是否下降的方法包括：当所述出水温度和回水温度均大于第二阈值时，判定水温未下降；当所述出水温度小于第二阈值或所述回水温度小于第二阈值，判定水温下降；其中所述第二阈值小于所述第一阈值，且所述第一阈值与所述第二阈值的温差为5℃。

根据实际实验结果可知，一般环境温度中湿球温度比干球温度低5℃左右，因此在风机盘管中环境温度与水温的正常温差为5℃，若温差＜5℃，说明水温未在下降，若温差＞5℃，说明水温正在下降。

进一步的，所述判断步骤中，根据所述出水温度和回水温度判定水温下降程度的方法包括：当所述出水温度小于所述第二阈值且大于第三阈值或所述回水温度小于所述第二阈值且大于第三阈值，判定水温下降程度为重级；当所述出水温度小于所述第三阈值且所述回水温度小于所述第三阈值，判定水温下降程度为高风险级；其中所述第二阈值大于所述第三阈值。

本实施例中，所述第二阈值对应为13℃，所述第三阈值为5℃。

由于所述第一阈值与所述第二阈值的温差为5℃，设定第一阈值为18℃，对应的第二阈值为13℃，当出水温度和回水温度均大于13℃时，说明此时水温温度下降趋势小，需采取对应程度的防冻措施；设定第三阈值为5℃，当出水温度和回水温度均小于5℃时，说明此时水温已经低于5℃，由于水的温度是处于分层状态的，当传感器检测到总体水温为5℃时，可能局部水温接近0℃，存在较高的冻坏风险，需采取对应的防冻措施。

控制步骤s13：根据所述水温是否下降以及下降程度的判定结果控制水泵的开启和运行状态；

所述控制步骤中，根据所述水温是否下降以及下降程度的判定结果控制水泵的开启和运行状态的方法包括：当判定水温未下降时，水泵不开启或从开启状态关闭；当判定水温下降时，水泵开启后运行第一时间；当判定水温下降程度为重级时，水泵开启后持续运转；当判定水温下降程度为高风险级时，水泵开启后持续运转并显示故障提醒，提醒内容为：机组有冻裂风险，请将水放尽后断电。

本发明不仅对水温是否下降进行了判定，而且还对于水温的下降程度设定了对应的判定条件，从而能够根据水温的不同下降程度对应采取不同程度的防冻控制措施，实现了精准的防冻操作，在水温有下降的情况下，仅仅开启水泵一段时间实现水的流动，在水温下降比较严重(对应重级)的情况下，水泵开启后持续运转，直至检测到的出水温度和回水温度不再满足对应的条件，例如经过一段时间水泵开启后持续运转后，某个时刻检测到的出水温度和回水温度均大于第二阈值，则说明不再需要水泵进行运行，此时可以关闭水泵；在水温下降程度为高风险时(对应高风险级)，此种情况下光靠水泵促进水的流动可能还不够，局部的水可能已经接近0度而使风机盘管存在冻裂风险，不仅水泵在开启后持续运转而且还要显示故障提醒。

循环操作步骤s14：间隔预设时间后再次循环所述温度检测步骤、判断步骤以及控制步骤；

需要说明的是，上述步骤s11-s13便能实现对于防冻控制这一基本技术问题的解决，在此基础上包含步骤s14的方案为优选方案，通过设置该循环操作步骤，可以有效地监测在前一次根据水温是否下降以及下降程度的判定结果控制水泵的开启和运行状态后的效果如何，并对应持续采取相应的处理措施，能够实现实时且持续的防冻控制。

进一步的，所述循环操作步骤包括：在一次温度检测步骤、判断步骤和控制步骤操作完成之后，根据该次的操作情况间隔不同的预设时间再次循环所述温度检测步骤、判断步骤以及控制步骤：当该次判断步骤和控制步骤中，判定水温未下降，对应水泵不开启或从开启状态关闭后间隔第一预设时间再次循环所述温度检测步骤、判断步骤以及控制步骤，所述第一预设时间介于30～90min；当该次判断步骤和控制步骤中，判定水温下降，对应水泵开启后运行第一时间，在第一时间后立刻循环所述温度检测步骤、判断步骤以及控制步骤；当该次判断步骤和控制步骤中，判定水温下降程度为重级，对应水泵开启后持续运转，每隔第二预设时间循环所述温度检测步骤、判断步骤以及控制步骤，所述第二预设时间介于5～8min。

该实施方式中，通过对应上一次的操作结果来进行下一次温度检测的间隔时间的设定，当对应上一次的温度检测结果表明水温较高，不需要水泵开启时，此时可以间隔较长的时间进行下一次的温度检测和判断；当对应上一次的温度检测结果表明水温有一定下降程度，在水泵运行一段时间(第一时间)后立刻进行判断，以确定上一次水泵开启后的结果怎样，并且根据该判断结果再次对应进行防冻控制操作；当对应上一次的温度检测结果表明水温下降程度很严重时，水泵持续开启，并间隔一定的时间(例如5-8min)进行温度检测，以实时监测防冻控制效果，直至判断水温不满足对应的水泵持续开启条件后将水泵关闭；

综上所述，本实施例的防冻控制方法解决了风机盘管冻裂的问题，从而延长了风机盘管的使用寿命，控制方法合理且有效。避免了现有只要温度较低时就将风机盘管中的水排出的方式引起的操作不必要性，通过在低温下根据风机盘管出水温度和回水温度对于水温下降程度的判断采取对应的措施，在利用水泵可以解决水冷冻的情况下，不到万不得已(对应高风险级的情况)不会放掉水，节省了人力和时间成本，实现了实时且持续的防冻控制。

第二实施例

在本发明的第二个示例性实施例中，提供了一种空调，采用本发明的防冻控制方法。

本发明的空调中，包含风机盘管机组，三个温度传感器，其中两个温度传感器分别安装在风机盘管的进水管与出水管上，另外一个则安装在风机盘管顶部，用于检测环境温度，该空调还包括通常风机盘管水路均会用到的水泵与水箱，通过对温度传感器的检测以及判断，准确的控制水泵的运行和开启，当风机盘管换热管中的水能够流动起来时，水不会冻成冰，也就解决了风机盘管冻裂的问题，从而延长了风机盘管的使用寿命。

图2为根据本发明一实施例所示的空调的结构示意图。下面结合附图图2来介绍本实施例的空调结构。参照图2所示，图2中以箭头示意水流的方向，本实施例中，该空调包含：水箱6；水泵1，其回水口与水箱6的出水口相连接；风机盘管3，其回水口与水泵1的出水口相连接，其出水口与水箱6的回水口相连接；第一温度传感器2，位于风机盘管机组3的回水口，用于检测风机盘管的回水温度；第二温度传感器4，位于风机盘管3的顶部，用于检测风机盘管的环境温度；以及第三温度传感器5，位于风机盘管机组3的出水口，用于检测风机盘管的出水温度。

下面参照图2和图3来以一个具体的示例来介绍本实施例的空调如何采用本发明的防冻控制方法。

参照图2和图3所示，风机盘管3在接受到用户的开机要求后，水泵1进行运转，此时由于水泵1已经在运转，水在流动状态不会出现冻结的情况，因此不做其他控制；当风机盘管3接受到用户关机要求后，水泵关闭，此时对环境温度进行检测，当检测到第二温度传感器4的温度值t2(环境温度)≥18℃时，则执行步骤a；当检测到第二温度传感器4的温度值t2＜18℃时，则执行步骤b；

步骤a、不做其他控制。

第二温度传感器温度值t2≥18℃，说明风盘所处环境温度在18℃以上，根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》，建筑内部环境设计保暖温度≥18℃，若环境温度＞18℃，则建筑保温良好，不会有冻坏的风险，因此对应这种情况不需要做其他控制；

步骤b、t2＜18℃时，对第一温度传感器2和第三温度传感器5对应的回水温度及出水温度进行检测，若检测到第一温度传感器的温度值t1(回水温度)≥13℃，且第三温度传感器的温度值t3(出水温度)≥13℃，执行步骤c；若检测到第一温度传感器的温度值t1＜13℃或第三温度传感器的温度值t3＜13℃，执行步骤d；

步骤c、t1≥13℃且t3≥13℃，说明此时水温温度下降趋势小(一般环境温度中湿球温度比干球温度低5℃左右，因此在风机盘管中环温与水温的正常温差为5℃，若温差＜5℃，说明水温未在下降，若温差＞5℃，说明水温正在下降)，此时不做其他控制；

在预设时间例如t时间后(例如30min≤t≤90min)，再次对第一温度传感器和第三温度传感器对应的回水温度和出水温度进行检测，若仍检测到第一温度传感器的温度值t1≥13℃且第三温度传感器温度值t3≥13℃，则循环执行步骤c；若检测到第一温度传感器的温度值t1＜13℃或第三温度传感器温度值t3＜13℃，则执行步骤d；

步骤d、水泵开启运转5min(水泵开启时间5min是为了让管路系统中的水充分流动起来，若时间过短可能管路系统中的水未完全流动，若时间过长则会引起不必要的能耗)；

在5min后检测第一温度传感器和第三温度传感器对应的回水温度和出水温度，若检测到第一温度传感器的温度值t1≥13℃且第三温度传感器的温度值t3≥13℃时，水泵关闭，执行步骤c；若检测到第一温度传感器的温度值5℃＜t1＜13℃或第三温度传感器的温度值5℃＜t3＜13℃，执行步骤e；若检测到第一温度传感器温度值t1≤5℃且第三温度传感器温度值t3＜5℃，执行步骤f；

步骤e、水泵持续运转；

每隔5min检测第一温度传感器和第三温度传感器对应的回水温度和出水温度，若检测到第一温度传感器的温度值t1≥13℃且第三温度传感器的温度值t3≥13℃时，水泵关闭，执行步骤c；若检测到第一温度传感器的温度值5℃＜t1＜13℃或第三温度传感器的温度值5℃＜t3＜13℃，重复执行步骤e；若检测到第一温度传感器的温度值t1≤5℃且第三温度传感器的温度值t3≤5℃，执行步骤f；

步骤f、水泵持续运转，显示故障提醒，提醒内容为：机组有冻裂风险，请将水放尽后断电。

当t1≤5℃且t3≤5℃时，说明此时水温已经低于5℃(水温度是处于分层状态的，传感器检测到总体水温为5℃时，可能局部水温接近0℃)有冻坏的风险，因此此时控制水泵持续运转，显示故障提醒，提醒内容为：机组有冻裂风险，请将水放尽后断电。

第三实施例

在本发明的第三个示例性实施例中，提供了一种风机盘管的防冻控制系统。

图4为根据本发明一实施例所示的风机盘管的防冻控制系统方框图。

参照图4所示，本实施例的防冻控制系统包括：温度检测模块，用于在关机状态下，检测环境温度，当环境温度小于第一阈值时，检测风机盘管出水温度和回水温度；判断模块，用于根据所述出水温度和回水温度判定水温是否下降以及下降程度；以及控制模块，用于根据所述水温是否下降以及下降程度的判定结果控制水泵的开启和运行状态。

本发明的防冻控制系统通过温度检测模块检测得到环境温度、出水温度和回水温度，利用判断模块根据出水温度和回水温度判定水温是否下降以及下降程度，从而控制模块根据是否下降以及下降程度对应控制水泵的开启和运行状态，使得风机盘管换热管中的水能够流动起来时，水不会冻成冰，也就解决了风机盘管冻裂的问题，从而延长了风机盘管的使用寿命，控制方法合理且有效。

综上所述，本发明提供了一种风机盘管的防冻控制方法、系统及空调，通过检测风机盘管出水温度和回水温度，判定水温是否下降以及下降程度，从而根据是否下降以及下降程度对应控制水泵的开启和运行状态，使得风机盘管换热管中的水能够流动起来时，水不会冻成冰，也就解决了风机盘管冻裂的问题，从而延长了风机盘管的使用寿命，控制方法合理且有效，避免了现有只要温度较低时就将风机盘管中的水排出的方式引起的操作不必要性，通过在低温下根据风机盘管出水温度和回水温度对于水温下降程度的判断采取对应的措施，在利用水泵可以解决水冷冻的情况下，不到万不得已(对应高风险级的情况)不会放掉水，节省了人力和时间成本，实现了实时且持续的防冻控制。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。