一种储能式相变空调系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于空调及新能源应用技术领域，涉及一种储能式相变空调系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国的通信行业发展迅猛，随着网络规模不断扩大，通信基站的数量和通信设备的数量越来越多，能耗也越来越大。但目前普遍存在几个方面的问题:一是空调系统的运行时间长、启动频繁，导致空调的寿命短。二是空调系统的能耗居高不下，没有充分利用自然冷源和夜间低谷电价。目前基站空调的节能措施有提高空调工作效率、利用自然冷源。提高空调的工作效率，采用变频技术、高效空调等；利用自然冷源，智能通风设备、井水空调、热管换热器等。
[0003]现有的节能空调系统在一定程度上提高能源使用效率，但是并不能延长空调机组寿命，且没有融合相变技术，不能充分利用夜间低谷电价。现有的常规空调系统运行工况单一、能耗高、寿命短。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种储能式相变空调系统及其控制方法，解决了现有技术中常规空调系统运行工况单一、能耗高、寿命短的技术缺陷。
[0005]本发明的另一个目的是提供储能式相变空调系统的控制方法。
[0006]本发明所采用的技术方案是一种储能式相变空调系统，其特征在于，包括室内机组、室外机组，室内机组包括水冷式蒸发器、表冷器、水泵、相变储能模块、第一风机SF1、第一电动二通阀KMl、第二电动二通阀KM2、电动风阀KM3、风管；室外机组包括压缩机、风冷式冷凝器、热力膨胀阀、第二风机SF2及冷媒管；
[0007]其中，压缩机分别通过冷媒管连接风冷式冷凝器的一端和水冷式蒸发器的管道一端，风冷式冷凝器的另一端通过冷媒管连接热力膨胀阀的一端，热力膨胀阀的另一端通过冷媒管连接水冷式蒸发器的管道另一端，压缩机、风冷式冷凝器、热力膨胀阀和水冷式蒸发器首尾相连形成循环系统，在室外机组内部、风冷式冷凝器旁设有第二风机SF2，水冷式蒸发器经η支路连接第一电动二通阀KMl的一端，第一电动二通阀KMl的另一端连接相变储能模块，水冷式蒸发器经P支路连接第二电动二通阀ΚΜ2的一端，第二电动二通阀ΚΜ2的另一端经k支路与相变储能模块连接在一起，水泵的一端经g支路连接相变储能模块，水冷式蒸发器通过水管与表冷器的一端相连，表冷器的另一端通过水管与水泵的另一端相连，室内机组内、相变储能模块的上方设有第一风机SF1，第一风机SFl将室内机组内部的气体通过送风送出室内机组外部，水冷式蒸发器和相变储能模块安装在室内机组底部，室内机组顶部安装有风管，电动风阀KM3设置在风管上，室内机组外部的新风和回风从风管进入室内机组内。
[0008]进一步，室内机组上、室外机组上、相变储能模块进口管道上、相变储能模块出口管道上分别设置有温度传感器模块；压缩机上、第一电动二通阀KMl上分别设置有开停传感器模块。
[0009]进一步，压缩机、第二风机SF2、第一风机SF2、水泵、第一电动二通阀KM1、第二电动二通阀KM2、电动风阀KM3、温度传感器模块、开停传感器模块分别通过导线连接控制器。
[0010]进一步，相变储能模块采用相变材料镶嵌在金属固定板内，金属固定板间相互平行形成水流通道，金属板前后距离相变储能模块的外壳留有一定距离，外壳为金属外壳或者塑料外壳。
[0011]进一步，相变材料为Ba (OH) 2 ?SHZ0.Zn (N03) 2.6ΗΖ0,CaBrZ.6ΗΖ0 或 CaC12.6ΗΖ0、NaZC03.1HZO、NaZHpO、.12Η20 或无机一有机复合物。
[0012]进一步，所述金属外壳或塑料外壳上设有保温层，所述金属外壳前后开孔与水管连接。
[0013]进一步，所述保温层材料为聚氨酯、聚苯乙烯、硅酸铝棉毡或橡塑。
[0014]一种储能式相变空调系统的控制方法，控制结构如图2所示，利用温度传感器模块检测空调房室内温度Tn、室外温度Tw、相变模块进口水温Tl以及相变模块出口温度T2，利用开停传感器模块检测压缩机的开停和相变模块电动二通阀的状态，对室内机组12及室外机组13进行如下控制:
[0015]步骤A:检测空调房室内温度Tn、室外温度Tw、相变模块进口水温Tl、相变模块出口温度T2、压缩机开停、电动二通阀的状态、时刻t以及输入模式:
[0016]当输入模式为自动模式时，进入步骤Al ;否则，进入步骤al ;
[0017]步骤Al:当输入峰电电价地区时，进入步骤a ;否则，进入步骤b ;
[0018]步骤a:当TrKTs-S时，进入步骤B ;否则，进入步骤C，其中Ts为空调房间温度设定值，Tn为空调房间温度值，S为空调房间温度控制精度；
[0019]步骤al:当输入模式为全新风模式时，进入步骤Gl ;否则，进入步骤a2 ;
[0020]步骤a2:当输入模式为新风蓄冷模式时，进入步骤G2 ;否则，进入步骤a3 ;
[0021]步骤a3:当输入模式为回风放冷模式时，进入步骤G3 ;否则，进入步骤a4 ;
[0022]步骤a4:当输入模式为制冷蓄冷模式时，进入步骤G4 ;否则，进入步骤a5 ;
[0023]步骤a5:当输入模式为制冷模式时，进入步骤G5 ；
[0024]步骤Gl:开启ACl循环，返回到步骤A ；
[0025]步骤G2:开启AC2循环，返回到步骤A ；
[0026]步骤G3:开启AC3循环，返回到步骤A ；
[0027]步骤G4:开启AC4循环，返回到步骤A ；
[0028]步骤G5:开启AC5循环，返回到步骤A ；
[0029]步骤B:机组进入待机，返回到步骤A ;
[0030]步骤c:当Tg〈 = Tw< = Tk时，进入步骤Gl ;否则，进入步骤d，其中Tg为室外新风蓄冷温度上限设定值，Tw为室外温度值，Tk为室外新风可利用温度上限设定值；
[0031]步骤d:当Tw〈Tg时，进入步骤da ;否则，进入步骤f ；
[0032]步骤dl:当相变模块电动阀开启时，进入步骤d3 ;否则，进入步骤d2 ;
[0033]步骤d2:当相变模块蓄满时，进入步骤G2 ;否则，进入步骤G1，其中相变储能模块冷量是否蓄满是通过一个算法得到；
[0034]步骤d3:当Λ Τ〈 Λ Tm时，进入步骤Gl ;否则，进入步骤G2，其中Λ T为相变模块进出口温度Tl和Τ2的差值，Δ Tm为相变模块设定温度值；
[0035]步骤f:当tl〈t〈t2时，进入步骤fl ;否则，进入步骤g，其中t为时刻值，tl为蓄冷时刻设定值，t2为峰电开始时刻值；
[0036]步骤fl:当压缩器开启时，返回到步骤A ;否则，进入步骤f2 ;
[0037]步骤f2:当相变模块电动阀开启时，进入步骤f3 ;否则，进入步骤f4 ;
[0038]步骤f 3:当Λ IX Λ Tm时，进入步骤G5 ；否则，进入步骤G4 ；
[0039]步骤f4:当相变模块蓄满时，进入步骤f5 ;否则，进入步骤G4 ;
[0040]步骤f5:当TnXTs-S时，进入步骤G5 ;否则，返回到步骤A ;
[0041]步骤g:当Tn>Ts-S时，进入步骤h ;否则，进入步骤gl ；
[0042]步骤gl:当压缩器开启时，进入步骤g2 ;否则，返回到步骤A ;
[0043]步骤g2:当相变模块电动阀开启时，进入步骤g3 ;否则，返回到步骤A ;
[0044]步骤g3:当Λ IX Λ Tm时，进入步骤G5 ;否则，返回到步骤A ;
[0045]步骤h:当t2〈t〈t3时，进入步骤hi ;否则，进入步骤i，其中t为时刻值，t2为峰电开始时刻值，t3为峰电结束时刻值；
[0046]步骤h1:当压缩器开启时，进入步骤h2 ;否则，进入步骤h4 ;
[0047]步骤h2:当相变模块电动阀开启时，进入步骤h3 ;否则，进入步骤G5 ;
[0048]步骤h3:当Λ IX Λ Tm时，进入步骤G5 ；否则，进入步骤G4 ；
[0049]步骤h4:当相变模块电动阀开启时，进入步骤h6 ;否则，进入步骤h5 ;
[0050]步骤h5:当相变模块放完时，进入步骤G4 ;否则，进入步骤G3，其中相变储能模块冷量是否放完是通过一个算法得到；
[0051 ]步骤h6:当Λ IX Λ Tm时，进入步骤G4 ；否则，进入步骤G3 ；
[0052]步骤1:当相变模块电动阀开启时，进入步骤il ;否则，进入步骤i2 ;
[0053]步骤i 1:当Λ IX Λ Tm时，进入步骤G5 ；否则，进入步骤G4 ；
[0054]步骤i2:当相变模块蓄满时，进入步骤G5 ;否则，进入步骤G4 ;
[0055]步骤b:当Tn〈Ts_S时，进入步骤B ;否则，进入步骤cb ；
[0056]步骤cb:当Tg〈 = Tw< = Tk时，进入步骤Gl ;否则，进入步骤d ；
[0057]步骤db:当Tw〈Tg时，进入步骤dbl ;否则，进入步骤gb ；
[0058]步骤dbl:当相变模块电动阀开启时，进入步骤db3 ;否则，进入步骤db2 ；
[0059]步骤db2:当相变模块蓄满时，进入步骤G2 ;