双系统空调机组及其控制方法与流程

1.本发明涉及空气处理设备技术领域，特别是一种双系统空调机组及其控制方法。


背景技术：

2.随着人民生活水平的不断提高，人们对生活环境的舒适性的要求也越来越高，对于空调而言，机组运行的稳定性是提供舒适环境的一个重要条件。为了避免空调系统故障导致无法提供舒适生活温度的问题，出现了双系统空调器，可以在一套系统故障以后，开启另一套系统为用户提供舒适的温度。因此，双系统空调器不仅应用在住宅中、商业楼宇中，还有部分厂家应用在汽车中，让汽车既可以开启单系统节能，在需要时又可以开启双系统来满足更大需求的制冷/制热量。然而现有技术中的双系统空调中，当其中一个功能单元损坏或者发生故障等故障情况时，整个双系统空调机组均无法运行，而且存在故障情况后的维修或等待配件的时间较长，严重影响用户的体验。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中双系统空调机组中功能单元存在故障情况而影响用户体验的技术问题，而提供一种将未出现故障情况的功能单元充分利用以保证换热效果的双系统空调机组及其控制方法。
4.一种双系统空调机组，包括两套独立的冷媒循环系统，每个所述冷媒循环系统均具有至少包括四通阀、第一通断机构、冷凝器、节流机构和蒸发器的多个功能单元，且所述四通阀与所述第一通断机构通过第一管路连通，所述第一通断机构与所述冷凝器通过第二管路连通，所述冷凝器与所述节流机构通过第三管路连通，所述蒸发器与所述四通阀之间设置有第二通断机构，所述蒸发器与所述第二通断机构通过第四管路连通，且两条所述第一管路之间连接有第一旁通管路，两条所述第二管路之间连接有第二旁通管路，两条所述第三管路之间连接有第三旁通管路，两条所述第四管路之间连接有第四旁通管路，且所述第一旁通管路、所述第二旁通管路、所述第三旁通管路和所述第四旁通管路均独立控制连通或关闭。
5.流至两个所述蒸发器的冷媒流速和/或冷媒压力相同；和/或，流至两个所述冷凝器的冷媒流速和/或冷媒压力相同。
6.所述双系统空调机组还包括室内机，两个所述蒸发器并列设置于所述室内机内。
7.所述双系统空调机组还包括温度检测机构，所述温度检测机构设置于所述室内机处，且所述温度检测机构用于检测所述室内机的出风温度。
8.所述双系统空调机组还包括控制装置，所述控制装置能够根据出风温度与目标温度的比较结果分别控制所述第一旁通管路、所述第二旁通管路、所述第三旁通管路、所述第四旁通管路、所述第一通断机构和所述第二通断机构进行连通或关闭。
9.所述功能单元还包括压缩机和室外风机，所述压缩机与所述四通阀的对应连通口连通，所述室外风机与所述冷凝器对应设置。
10.所述双系统空调机组还包括控制装置，所述控制装置能够根据各个所述冷媒循环系统中的各个功能单元的故障情况，并根据故障情况分别控制所述第一旁通管路、所述第二旁通管路、所述第三旁通管路、所述第四旁通管路、所述第一通断机构和所述第二通断机构进行连通或关闭。
11.所述压缩机包括变频压缩机；和/或，所述室外风机包括变频风机。
12.一种上述的双系统空调机组的控制方法，包括：
13.获取各个功能单元的故障情况，根据故障情况分别控制所述第一旁通管路、所述第二旁通管路、所述第三旁通管路、所述第四旁通管路、所述第一通断机构和所述第二通断机构进行连通或关闭。
14.当所有功能单元均不存在故障情况时，所述第一旁通管路、所述第二旁通管路、所述第三旁通管路和所述第四旁通管路均切换至关闭状态，所述第一通断机构和所述第二通断机构均切换至连通状态，两条所述冷媒循环系统相对独立运行。
15.所述功能单元还包括压缩机，当一个所述压缩机和/或所述四通阀存在故障情况时，对应的所述冷媒循环系统中的所述第一通断机构和所述第二通断机构切换至关闭状态，另一所述冷媒循环系统中的所述第一通断机构和所述第二通断机构切换至连通状态，且所述第三旁通管路和所述第四旁通管路切换至连通状态，所述第一旁通管路和所述第二旁通管路切换至关闭状态；或，所述第二旁通管路和所述第四旁通管路切换至连通状态，所述第一旁通管路和所述第三旁通管路切换至关闭状态。
16.所述功能单元还包括室外风机，当一个所述室外风机和/或所述冷凝器存在故障情况时，对应的所述冷媒循环系统中的第一通断机构切换至关闭状态且第二通断机构切换至连通状态，另一所述冷媒循环系统中的所述第一通断机构和所述第二通断机构切换至连通状态，且所述第一旁通管路和所述第三旁通管路切换至连通状态，所述第二旁通管路和所述第四旁通管路切换至关闭状态。
17.所述压缩机包括变频压缩机；和/或，所述室外风机包括变频风机，所述控制方法还包括：
18.获取室内出风温度tc和设定温度ts，比较|ts-tc|与预设温度差值
△
t；
19.若|ts-tc|＞
△
t，则提高压缩机的频率和/或室外风机的运行频率。
20.所述控制方法还包括：若在预设时间段内的比较结果均为ts-tc＞
△
t，则提高压缩机的频率和/或风机的运行频率。
21.本发明提供的双系统空调机组及其控制方法，正常运行时，所述第一旁通管路、所述第二旁通管路、所述第三旁通管路、所述第四旁通管路均不通；两个冷媒循环系统运行相互独立；在一个冷媒循环系统的功能单元发生不可恢复故障时，该冷媒循环系统中的其他功能单元能参与另外一个独立冷媒循环系统的制冷/制热过程，最终保证双系统空调机组的运行可靠，提高用户的体验。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的双系统空调机组的结构示意图；
23.图2为本发明实施例提供的双系统空调机组的正常制热模式的结构示意图；
24.图3为本发明实施例提供的双系统空调机组的正常制冷模式的结构示意图；
25.图4为本发明实施例提供的双系统空调机组的第一紧急制热模式的结构示意图；
26.图5为本发明实施例提供的双系统空调机组的第一紧急制冷模式的结构示意图；
27.图6为本发明实施例提供的双系统空调机组的第二紧急制热模式的结构示意图；
28.图7为本发明实施例提供的双系统空调机组的第二紧急制冷模式的结构示意图；
29.图中：
30.1、四通阀；2、第一通断机构；3、冷凝器；4、节流机构；5、蒸发器；6、第一管路；7、第二管路；8、第三管路；9、第二通断机构；10、第四管路；11、第一旁通管路；12、第二旁通管路；13、第三旁通管路；14、第四旁通管路；15、室内机；16、压缩机；17、室外风机。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
32.如图1至图7所示的双系统空调机组，包括两套独立的冷媒循环系统，每个所述冷媒循环系统均具有至少包括四通阀1、第一通断机构2、冷凝器3、节流机构4和蒸发器5的多个功能单元，且所述四通阀1与所述第一通断机构2通过第一管路6连通，所述第一通断机构2与所述冷凝器3通过第二管路7连通，所述冷凝器3与所述节流机构4通过第三管路8连通，所述蒸发器5与所述四通阀1之间设置有第二通断机构9，所述蒸发器5与所述第二通断机构9通过第四管路10连通，且两条所述第一管路6之间连接有第一旁通管路11，两条所述第二管路7之间连接有第二旁通管路12，两条所述第三管路8之间连接有第三旁通管路13，两条所述第四管路10之间连接有第四旁通管路14，且所述第一旁通管路11、所述第二旁通管路12、所述第三旁通管路13和所述第四旁通管路14均独立控制连通或关闭。
33.在双系统空调机组中没有功能单元存在故障时，两套独立的冷媒循环系统均进行独立的运行；而当其中存在功能单元出现故障情况时，所述第一旁通管路11、所述第二旁通管路12、所述第三旁通管路13、所述第四旁通管路14、所述第一通断机构2和所述第二通断机构9能够进行相应的控制来调节连通或关闭，使出现故障情况的功能单元所在的冷媒循环系统的其他功能单元能够参与另一个冷媒循环系统进行运行，从而保证双系统空调机组保证双系统空调机组的运行可靠，提高功能单元的利用率，提高用户的体验。
34.具体的，所述第一旁通管路11、所述第二旁通管路12、所述第三旁通管路13和所述第四旁通管路14上分别设置有控制阀，控制阀可以对应控制连通或关闭，也可以对应控制流量。
35.为了保证双系统空调机组的蒸发器5和/或冷凝器3在任意运行模式下均能够进行可靠运行，在对双系统空调机组进行设计时，需要保证流至两个所述蒸发器5的冷媒流速和/或冷媒压力相同；和/或，流至两个所述冷凝器3的冷媒流速和/或冷媒压力相同。具体可以为，对所述第一旁通管路11、所述第二旁通管路12、所述第三旁通管路13和所述第四旁通管路14的管径、长度等参数进行设计。
36.所述双系统空调机组还包括室内机15，两个所述蒸发器5并列设置于所述室内机15内。通过两个蒸发器5同时对室内进行换热，最终保证室内舒适性。
37.所述双系统空调机组还包括温度检测机构，所述温度检测机构设置于所述室内机
15处，且所述温度检测机构用于检测所述室内机15的出风温度。通过获取室内机15的出风温度来判断双系统空调机组，特别是在功能单元出现故障情况时，是否满足室内的需求，如果不满足，则进行对应的控制来尽量满足室内的需求。具体如，提高压缩机的运行频率和/或风机运行频率。
38.所述双系统空调机组还包括控制装置，所述控制装置能够根据出风温度与目标温度的比较结果分别控制所述第一旁通管路11、所述第二旁通管路12、所述第三旁通管路13、所述第四旁通管路14、所述第一通断机构2和所述第二通断机构9进行连通或关闭。当控制装置判断当前运行模式可能发生危险时，控制装置将双系统空调机组切换至可靠的运行模式来避免发生危险。
39.所述功能单元还包括压缩机16和室外风机17，所述压缩机16与所述四通阀1的对应连通口连通，所述室外风机17与所述冷凝器3对应设置。每个冷媒循环系统中设置有一个压缩机16，该压缩机16能够保证该冷媒循环系统的正常独立运行，并且每一个冷凝器3对应设置有一个室外风机17，在冷媒流经冷凝器3时，该冷凝器3所对应的室外风机17也同步进行工作，而没有冷媒流经冷凝器3时，该冷凝器3所对应的室外风机17也同步停止。
40.其中，双系统空调机组内还设置有压缩机16排气温度检测机构和压力检测温度，通过检测压缩机16的排气温度和压力来确保双系统空调机组的运行可靠。
41.所述双系统空调机组还包括控制装置，所述控制装置能够根据各个所述冷媒循环系统中的各个功能单元的故障情况，并根据故障情况分别控制所述第一旁通管路11、所述第二旁通管路12、所述第三旁通管路13、所述第四旁通管路14、所述第一通断机构2和所述第二通断机构9进行连通或关闭。双系统空调机组能够根据控制装置或人为输入的情况来判断功能单元是否存在故障情况，然后控制装置能够根据获取到的故障情况进行调节，从而使得双系统空调机组能够切换到适宜的工作状态进行工作，满足用户的需求。
42.所述压缩机16包括变频压缩机，变频压缩机能够根据双系统空调机组的需求调节自身的运行频率以满足用户的需求。
43.同理的，所述室外风机17包括变频风机，变频风机能够根据双系统空调机组的需求调节自身的运行频率以满足用户的需求。
44.一种上述的双系统空调机组的控制方法，包括：
45.获取各个功能单元的故障情况，根据故障情况分别控制所述第一旁通管路11、所述第二旁通管路12、所述第三旁通管路13、所述第四旁通管路14、所述第一通断机构2和所述第二通断机构9进行连通或关闭。
46.当所有功能单元均不存在故障情况时，所述第一旁通管路11、所述第二旁通管路12、所述第三旁通管路13和所述第四旁通管路14均切换至关闭状态，所述第一通断机构2和所述第二通断机构9均切换至连通状态，两条所述冷媒循环系统相对独立运行。
47.当所有功能单元均不存在故障情况时，双系统空调机组具有正常制冷模式和正常制热模式。
48.具体的，如图2所示，在正常制热模式中，两套冷媒循环系统均进行独立的制冷循环，在每套冷媒循环系统中，压缩机16排出的冷媒依次经过四通阀1、第二通断机构9、蒸发器5、节流机构4、冷凝器3和第一通断机构2后通过四通阀1回流至压缩机16内完成制热循环。两套冷媒循环系统中的冷媒不相互流通。
49.如图3所示，在正常制冷模式中，两套冷媒循环系统均进行独立的制冷循环，在每套冷媒循环系统中，压缩机16排出的冷媒依次经过四通阀1、第一通断机构2、冷凝器3、节流机构4、蒸发器5和第二通断机构9后通过四通阀1回流至压缩机16内完成制冷循环。两套冷媒循环系统中的冷媒不相互流通。
50.所述功能单元还包括压缩机16，当一个所述压缩机16和/或所述四通阀1存在故障情况时，对应的所述冷媒循环系统中的所述第一通断机构2和所述第二通断机构9切换至关闭状态，另一所述冷媒循环系统中的所述第一通断机构2和所述第二通断机构9切换至连通状态，且所述第三旁通管路13和所述第四旁通管路14切换至连通状态，所述第一旁通管路11和所述第二旁通管路12切换至关闭状态；或，所述第二旁通管路12和所述第四旁通管路14切换至连通状态，所述第一旁通管路11和所述第三旁通管路13切换至关闭状态。当压缩机16和/或四通阀1存在故障情况时，对应的冷媒循环系统中的冷凝器3、蒸发器5并没有故障而可以进行使用，此时可以根据需要选择冷媒进行流动而参与双系统空调机组的换热，从而提高功能单元的利用率，提高用户的体验。
51.当一个所述压缩机16和/或所述四通阀1存在故障情况时，双系统空调机组具有第一紧急制冷模式和第一紧急制热模式。
52.具体的，如图5所示，在第一紧急制冷模式中，以第一冷媒循环系统中的所有功能单元均正常工作，而第二冷媒循环系统中的压缩机16和/或四通阀1存在故障情况为例，第一冷媒循环系统中的压缩机16的排气，流经四通阀1后分为两部分，一部分冷媒依次流经第一冷媒循环系统中的第一通断机构2、第一冷媒循环系统中的冷凝器3、第一冷媒循环系统中的节流机构4、第一冷媒循环系统中的蒸发器5、第一冷媒循环系统中的第二通断机构9后通过四通阀1回流至压缩机16，而另一部分冷媒依次流经第一冷媒循环系统的第一通断机构2、第三旁通管路13、第二冷媒循环系统的冷凝器3、第二冷媒循环系统的节流机构4、第二冷媒循环系统的蒸发器5、第四旁通管路14后通过第一冷媒循环系统中的四通阀1回流至压缩机16，完成双系统空调机组的制冷循环。
53.同样的，如图4所示，在第一紧急制热模式中，以第一冷媒循环系统中的所有功能单元均正常工作，而第二冷媒循环系统中的压缩机16和/或四通阀1存在故障情况为例，第一冷媒循环系统中的压缩机16的排气，流经四通阀1后分为两部分，一部分冷媒依次流经第一冷媒循环系统中的第二通断机构9、第一冷媒循环系统中的蒸发器5、第一冷媒循环系统中的节流机构4、第一冷媒循环系统中的冷凝器3和第一冷媒循环系统中的第一通断机构2后通过第一冷媒循环系统中的四通阀1回流至压缩机16，另一部分冷媒依次流经第四旁通管路14、第二冷媒循环系统中的蒸发器5、第二冷媒循环系统中的节流机构4、第二旁通管路12和第一冷媒循环系统中的冷凝器3后通过第一冷媒循环系统中的四通阀1回流至压缩机16，完成双系统空调机组的制热循环。
54.或者，在第一紧急制热模式中，以第一冷媒循环系统中的所有功能单元均正常工作，而第二冷媒循环系统中的压缩机16和/或四通阀1存在故障情况为例，第一冷媒循环系统中的压缩机16的排气，流经四通阀1后分为两部分，一部分冷媒依次流经第一冷媒循环系统中的第二通断机构9、第一冷媒循环系统中的蒸发器5、第一冷媒循环系统中的节流机构4、第一冷媒循环系统中的冷凝器3和第一冷媒循环系统中的第一通断机构2后通过第一冷媒循环系统中的四通阀1回流至压缩机16，另一部分冷媒依次流经第四旁通管路14、第二冷
媒循环系统中的蒸发器5、第二冷媒循环系统中的节流机构4、第二冷媒循环系统中的冷凝器3和第三旁通管路13后通过第一冷媒循环系统中的四通阀1回流至压缩机16，完成双系统空调机组的制热循环。
55.所述功能单元还包括室外风机17，当一个所述室外风机17和/或所述冷凝器3存在故障情况时，对应的所述冷媒循环系统中的第一通断机构2切换至关闭状态且第二通断机构9切换至连通状态，另一所述冷媒循环系统中的所述第一通断机构2和所述第二通断机构9切换至连通状态，且所述第一旁通管路11和所述第三旁通管路13切换至连通状态，所述第二旁通管路12和所述第四旁通管路14切换至关闭状态。当室外风机17和/或冷凝器3存在故障情况时，对应的冷媒循环系统中的压缩机16、蒸发器5并没有故障而可以进行使用，此时可以根据需要选择冷媒进行流动而参与双系统空调机组的换热，从而提高功能单元的利用率，提高用户的体验。
56.当一个所述室外风机17和/或所述冷凝器3存在故障情况时，双系统空调机组具有第二紧急制冷模式和第二紧急制热模式。
57.具体的，如图7所示，在第二紧急制冷模式中，以第一冷媒循环系统中的所有功能单元均正常工作，而第二冷媒循环系统中的压缩机16和/或四通阀1存在故障情况为例，第一冷媒循环系统中的压缩机16的排气通过第一冷媒循环系统中的四通阀1流至第一冷媒循环系统中的第一通断机构2处，同样的第二冷媒循环系统中的压缩机16的排气通过第二冷媒循环系统中的四通阀1和第一旁通管路11后流至第一通断机构2处，两个压缩机16的排气在第一通断机构2之前汇合，并在通过第一通断机构2和第一冷媒循环系统中的冷凝器3后分为两部分，一部分冷媒依次流经第一冷媒循环系统中的节流机构4、第一冷媒循环系统中的蒸发器5、第一冷媒循环系统中的第二通断机构9后通过第一冷媒循环系统中的四通阀1回流至第一冷媒循环系统中的压缩机16内，另一部分冷媒依次流经第三旁通管路13、第二冷媒循环系统中的节流机构4、第二冷媒循环系统中的蒸发器5、第二冷媒循环系统中的第二通断机构9后通过第二冷媒循环系统中的四通阀1回流至第二冷媒循环系统中的压缩机16内，完成双系统空调机组的制冷循环。
58.如图6所示，在第二紧急制热模式中，以第一冷媒循环系统中的所有功能单元均正常工作，而第二冷媒循环系统中的压缩机16和/或四通阀1存在故障情况为例，第一冷媒循环系统中的压缩机16的排气通过第一冷媒循环系统中的四通阀1后依次流经第一冷媒循环系统中的第二通断机构9、第一冷媒循环系统中的蒸发器5、第一冷媒循环系统中的节流机构4后流至第一冷媒循环系统中的冷凝器3内，第二冷媒循环系统中的压缩机16的排气通过第二冷媒循环系统中的四通阀1后依次流经第二冷媒循环系统中的第二通断机构9、第二冷媒循环系统中的蒸发器5、第二冷媒循环系统中的节流机构4、第三旁通管路13后流至第一冷媒循环系统中的冷凝器3内，两部分冷媒汇合后流经第一冷媒循环系统中的冷凝器3和第一冷媒循环系统中的第一通断机构2，然后再次分为两部分，一部分通过第一冷媒循环系统中的四通阀1回流至第一冷媒循环系统中的压缩机16内，另一部分通过第一旁通管路11、第二冷媒循环系统中的四通阀1回流至第二冷媒循环系统中的压缩机16内，完成双系统空调机组的制热循环。
59.作为未示出的实施例，双系统空调机组可以通过所述第一旁通管路11、所述第二旁通管路12、所述第三旁通管路13和所述第四旁通管路14级第一通断机构2和第二通断机
构9将出现故障信息的功能单元进行短路，而其他未出现故障信息的功能单元选择性的参与双系统空调机组的运行，包括但不限于节流机构4、过滤器、气液分离器等功能元件。
60.可选的，所述压缩机16包括变频压缩机；和/或，所述室外风机17包括变频风机，所述控制方法还包括：获取室内出风温度tc和设定温度ts，比较|ts-tc|与预设温度差值
△
t；若|ts-tc|＞
△
t，则提高压缩机16的频率和/或室外风机17的运行频率。
61.在双系统空调机组处于第一紧急制冷模式、第一紧急制热模式、第二紧急制冷模式或第二紧急制热模式中任一模式下时，如果设定温度与出风温度的差值大于预设温度差值，则表明此时的双系统空调机组的换热量达不到设定需求，需要增加压缩机16的运行频率和或/室外风机17的运行频率来提高换热量，以满足用户的需求。
62.其中，预设温度差值的数值范围为2℃至6℃，优选为4℃。
63.为了避免双系统空调机组对压缩机16和/或室外风机17的频繁调节，同时也避免双系统空调机组对压缩机16和/或室外风机17的误调节，所述控制方法还包括：若在预设时间段内的比较结果均为|ts-tc|＞
△
t，则提高压缩机16的频率和/或风机的运行频率。也即当|ts-tc|＞
△
t的比较结果在预设时间段内均成立，则表明此时的双系统空调机组确实无法满足室内的换热量需求，需要对压缩机16和/或风机的运行频率进行调节。
64.其中，预设时间段的数值范围为1min至5min，优选为3min。
65.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本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。