CN105241108A - 模块化热水空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化热水空调系统及其控制方法。模块化热水空调系统，包括供热水模块、用户端散热模块和多个空调模块；供热水模块包括水箱和第一水泵，用户端模块包括散热器和第二水泵，空调模块包括压缩机、冷凝器、第一换热器、四通阀、毛细管、第二换热器和水箱，压缩机的排气口与四通阀之间还设置有三通阀，第二换热器的冷媒流道与三通阀和四通阀连接，第二换热器的冷媒流道与四通阀之间还设置有单向阀；多个第一换热器的水流道并联在用户端散热模块上，多个第二换热器的水流道并联在供热水模块上。通过模块化热水空调系统实现集中制冷制热和供热水，并降低了能耗。

Description

模块化热水空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调设备，尤其涉及一种模块化热水空调系统及其控制方法。

背景技术

空调是人们日常生活中常用的电器，而采用水冷空调模块的热水空调而言，热水空调因其具环保、高舒适性以及低造价被广泛的应用于办公楼等场所。通常情况下，办公楼中通常根据需要设置有多套热水空调，每套热水空调用于独立的对对应的用户进行制冷制热和供热水。然而，在实际使用过程中，每套热水空调独立运行，能耗较大。如何设计一种能够实现集中制冷制热和供热水并降低能耗的空调系统是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种模块化热水空调系统及其控制方法，通过模块化热水空调系统实现集中制冷制热和供热水，并降低了能耗。

本发明提供的技术方案是，一种模块化热水空调系统，包括供热水模块、用户端散热模块和多个空调模块；所述供热水模块包括连接在一起的水箱和第一水泵，所述用户端模块包括连接在一起的散热器和第二水泵，所述空调模块包括压缩机、冷凝器、第一换热器、四通阀、毛细管、第二换热器和水箱，所述压缩机通过所述四通阀与所述冷凝器和所述第一换热器的冷媒流道连接，所述冷凝器和所述第一换热器的冷媒流道之间连接所述毛细管，所述压缩机的排气口与所述四通阀之间还设置有三通阀，所述第二换热器的冷媒流道与所述三通阀和所述四通阀连接，所述第二换热器的冷媒流道与所述四通阀之间还设置有单向阀；多个所述第一换热器的水流道并联在所述用户端散热模块上，多个所述第二换热器的水流道并联在所述供热水模块上。

进一步的，所述第一换热器的水流道与所述用户端散热模块之间还设置有第一电控阀，所述第二换热器的水流道与所述供热水模块之间还设置有第二电控阀。

进一步的，所述第二换热器的冷媒流道的两端口分别连接有截止阀。

进一步的，所述压缩机还具有补气口，所述模块化热水空调系统及其控制方法还包括经济器和高压储液器，所述经济器的冷媒流道和所述高压储液器连接在所述毛细管和所述冷凝器之间，所述补气口通过所述经济器的水流道与所述高压储液器连接。

本发明还提供一种模块化热水空调系统的控制方法，采用上述模块化热水空调系统，具体控制方法包括：

步骤一、检测模块化热水空调系统中所配备的空调模块的数量N；

步骤二、当T回水-T设定回水>△T1回水或者T设定水箱-T水箱>△T1水箱时，系统先开启N/2整数量的空调模块；

步骤三、制冷模式下：

判断一：条件a1：T回水-T设定回水>△T2回水；条件a2：△T1回水<T回水-T设定回水≤△T2回水；条件a3：0<T回水-T设定回水≤△T1回水；条件a4：T回水-T设定回水≤0；

判断二：条件b1：T设定水箱-T水箱>△T2水箱；条件b2：△T1水箱<T设定水箱-T水箱≤△T2水箱；条件b3：0<T设定水箱-T水箱≤△T1水箱；条件b4：T水箱-T设定水箱≤0；

制冷控制过程为：当同时满足条件a1和条件b1，则每隔t/2周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b2，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b3，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a1和条件b4，则每隔t周期减停1机空调模块；当同时满足条件a2和条件b1，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a2和条件b2，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a2和条件b3，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a2和条件b4，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b1，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a3和条件b2，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b3，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b4，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b1，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b2，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b3，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b4，则系统停机；

步骤四、制热模式下：

判断一：条件a1：T设定回水-T回水>△T2回水；条件a2：△T1回水<T设定回水-T回水≤△T2回水；条件a3：0<T设定回水-T回水≤△T1回水；条件a4：T设定回水-T回水≤0；

判断二：条件b1：T设定水箱-T水箱>△T2水箱；条件b2：△T1水箱<T设定水箱-T水箱≤△T2水箱；条件b3：0<T设定水箱-T水箱≤△T1水箱；条件b4：T水箱-T设定水箱≤0；

制热控制过程为：当同时满足条件a1和条件b1，则每隔t/2周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b2，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b3，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a1和条件b4，则每隔t周期减停1机空调模块；当同时满足条件a2和条件b1，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a2和条件b2，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a2和条件b3，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a2和条件b4，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b1，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a3和条件b2，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b3，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b4，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b1，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b2，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b3，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b4，则系统停机；

其中，T设定回水为系统设定的回水温度值，T回水为系统检测的回水温度值，T水箱为系统检测的水箱温度值，T设定水箱为系统设定的水箱温度值，△T1回水为系统设定的第一回水温差，△T2回水为系统设定的第二回水温差，△T1水箱为系统设定的第一水箱温差，△T2水箱为系统设定的第二水箱温差，t为增开或减停空调模块的判断时间，△T1回水<△T2回水，△T1水箱<△T2水箱。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的模块化热水空调系统及其控制方法，通过采用多个模块化的空调模块，一同对供热水模块和用户端散热模块进行热交换，由供热水模块和用户端散热模块统一向外进行热水的供用或进行制热制冷处理，在实际使用过程中，系统能够根据实际的热水需求量或制热制冷的要求，合理的选择空调模块的开启数量，达到在保证系统能效前提下，实现了集中制冷制热和供热水，并降低了能耗。并且，实现了在保持良好的制冷、制热效果基础上，很好的兼顾到制热水功能，保持两者最优化控制，提高了用户体验效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明模块化热水空调系统实施例的原理图；

图2为本发明模块化热水空调系统实施例中空调模块的原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图2所示，本实施例模块化热水空调系统，包括供热水模块300、用户端散热模块200和多个空调模块100，其中，供热水模块300包括连接在一起的水箱301和第一水泵302，用户端散热模块200包括连接在一起的散热器201和第二水泵202；而空调模块100包括压缩机1、冷凝器2、第一换热器3、四通阀4、毛细管5、第二换热器6和水箱7，所述压缩机1通过所述四通阀4与所述冷凝器2和所述第一换热器3连接，压缩机1的回气口12与四通阀4之间还设置有气液分离器14，所述冷凝器2和所述第一换热器3之间连接所述毛细管4，所述压缩机1的排气口11与所述四通阀4之间还设置有三通阀7，所述第二换热器6的冷媒流道与所述三通阀7和所述四通阀4连接，所述第二换热器6的冷媒流道与所述四通阀4之间还设置有单向阀61；其中，多个空调模块100中的第一换热器3中的水流道并联在散热器201和第二水泵202形成的流路上，多个空调模块100中的第二换热器6的水流道并联在水箱301和第一水泵302形成的流路上。

具体而言，本实施例模块化热水空调系统在供热水模块300和用户端散热模块200上分别并联有多个空调模块100，并且，通过供热水模块300实现集中供热时，而通过用户端散热模块200实现集中制冷和制热处理。在实际使用过程中，本实施例模块化热水空调系统能够根据实际的用热水量以及制热制冷需求，控制空调模块100的运行数量，具体过程参考如下对控制方法的说明。优选的，为了在空调模块100在停机后，避免水箱301或散热器201中的水流入到停机的空调模块100中进行热交换，所述第一换热器3的水流道与所述用户端散热模块200之间还设置有第一电控阀（未图示），所述第二换热器6的水流道与所述供热水模块300之间还设置有第二电控阀（未图示），在该空调模块100控制停机后，对应的将该空调模块100中的第一电控阀和第二电控阀进行控制以切断第一换热器3和第二换热器6的水流道，以更有效的降低能耗。

其中，针对空调模块100中的第二换热器6通过三通阀7进行冷媒流路的切换，当需要热水时，三通阀7切换使得压缩机1排气口11排出的高压气体进入到第二换热器6中，以对水箱7中的水进行加热，而当冬季制热或不需要先加热水箱7中的水时，三通阀7切换使得压缩机1排气口11排出的高压气体直接进入到四通阀4中，单向阀61将阻挡进入到四通阀4中的气体流入到第二换热器6中。另外，本实施例中的压缩机1可以是具有曾晗功能的压机，所述压缩机还具有补气口13，所述模块化热水空调系统及其控制方法还包括经济器15和高压储液器16，所述经济器15的冷媒流道和所述高压储液器16连接在所述毛细管5和所述冷凝器2之间，所述补气口13通过所述经济器15的水流道经由电子膨胀阀17与所述高压储液器16连接。其中，第二换热器6的冷媒流道的两端口分别连接有截止阀62，而水箱7和所述第二换热器6之间还连接有第一水泵71。

其中，本实施例模块化热水空调系统的具体控制方法包括：

步骤一、检测模块化热水空调系统中所配备的空调模块的数量N；

步骤二、当T回水-T设定回水>△T1回水或者T设定水箱-T水箱>△T1水箱时，系统先开启N/2整数量的空调模块；

步骤三、制冷模式下：

判断一：条件a1：T回水-T设定回水>△T2回水；条件a2：△T1回水<T回水-T设定回水≤△T2回水；条件a3：0<T回水-T设定回水≤△T1回水；条件a4：T回水-T设定回水≤0；

判断二：条件b1：T设定水箱-T水箱>△T2水箱；条件b2：△T1水箱<T设定水箱-T水箱≤△T2水箱；条件b3：0<T设定水箱-T水箱≤△T1水箱；条件b4：T水箱-T设定水箱≤0；

制冷控制过程为：当同时满足条件a1和条件b1，则每隔t/2周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b2，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b3，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a1和条件b4，则每隔t周期减停1机空调模块；当同时满足条件a2和条件b1，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a2和条件b2，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a2和条件b3，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a2和条件b4，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b1，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a3和条件b2，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b3，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b4，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b1，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b2，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b3，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b4，则系统停机；

步骤四、制热模式下：

判断一：条件a1：T设定回水-T回水>△T2回水；条件a2：△T1回水<T设定回水-T回水≤△T2回水；条件a3：0<T设定回水-T回水≤△T1回水；条件a4：T设定回水-T回水≤0；

判断二：条件b1：T设定水箱-T水箱>△T2水箱；条件b2：△T1水箱<T设定水箱-T水箱≤△T2水箱；条件b3：0<T设定水箱-T水箱≤△T1水箱；条件b4：T水箱-T设定水箱≤0；

制热控制过程为：当同时满足条件a1和条件b1，则每隔t/2周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b2，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b3，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a1和条件b4，则每隔t周期减停1机空调模块；当同时满足条件a2和条件b1，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a2和条件b2，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a2和条件b3，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a2和条件b4，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b1，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a3和条件b2，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b3，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b4，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b1，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b2，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b3，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b4，则系统停机；

其中，T设定回水为系统设定的回水温度值，T回水为系统检测的回水温度值，T水箱为系统检测的水箱温度值，T设定水箱为系统设定的水箱温度值，△T1回水为系统设定的第一回水温差，△T2回水为系统设定的第二回水温差，△T1水箱为系统设定的第一水箱温差，△T2水箱为系统设定的第二水箱温差，t为增开或减停空调模块的判断时间，△T1回水<△T2回水，△T1水箱<△T2水箱。

本实施例模块化热水空调系统及其控制方法，通过采用三通阀连接水箱的第二换热器，用户在使用时，可以根据需要选择是否加热水箱中的水，从而在冬季进行制热的过程中，可以通过三通阀先关闭连接水箱的第二换热器的冷媒流路，以实现对房间进行快速的制热，提高制热效果，同时，当不需要热水供给时，通过三通阀先关闭连接水箱的第二换热器的冷媒流路，也可以避免系统压力受生活热水温度变化的影响，减少系统压力出现波动，以提高系统稳定性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种模块化热水空调系统，其特征在于，包括供热水模块、用户端散热模块和多个空调模块；所述供热水模块包括连接在一起的水箱和第一水泵，所述用户端模块包括连接在一起的散热器和第二水泵，所述空调模块包括压缩机、冷凝器、第一换热器、四通阀、毛细管、第二换热器和水箱，所述压缩机通过所述四通阀与所述冷凝器和所述第一换热器的冷媒流道连接，所述冷凝器和所述第一换热器的冷媒流道之间连接所述毛细管，所述压缩机的排气口与所述四通阀之间还设置有三通阀，所述第二换热器的冷媒流道与所述三通阀和所述四通阀连接，所述第二换热器的冷媒流道与所述四通阀之间还设置有单向阀；多个所述第一换热器的水流道并联在所述用户端散热模块上，多个所述第二换热器的水流道并联在所述供热水模块上。

2.根据权利要求1所述的模块化热水空调系统，其特征在于，所述第一换热器的水流道与所述用户端散热模块之间还设置有第一电控阀，所述第二换热器的水流道与所述供热水模块之间还设置有第二电控阀。

3.根据权利要求1所述的模块化热水空调系统，其特征在于，所述第二换热器的冷媒流道的两端口分别连接有截止阀。

4.根据权利要求1所述的模块化热水空调系统，其特征在于，所述压缩机还具有补气口，所述模块化热水空调系统及其控制方法还包括经济器和高压储液器，所述经济器的冷媒流道和所述高压储液器连接在所述毛细管和所述冷凝器之间，所述补气口通过所述经济器的水流道与所述高压储液器连接。

5.一种模块化热水空调系统的控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一所述的模块化热水空调系统，具体控制方法包括：

步骤一、检测模块化热水空调系统中所配备的空调模块的数量N；

步骤二、当T回水-T设定回水>△T1回水或者T设定水箱-T水箱>△T1水箱时，系统先开启N/2整数量的空调模块；

步骤三、制冷模式下：

判断一：条件a1：T回水-T设定回水>△T2回水；条件a2：△T1回水<T回水-T设定回水≤△T2回水；条件a3：0<T回水-T设定回水≤△T1回水；条件a4：T回水-T设定回水≤0；

判断二：条件b1：T设定水箱-T水箱>△T2水箱；条件b2：△T1水箱<T设定水箱-T水箱≤△T2水箱；条件b3：0<T设定水箱-T水箱≤△T1水箱；条件b4：T水箱-T设定水箱≤0；

制冷控制过程为：当同时满足条件a1和条件b1，则每隔t/2周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b2，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b3，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a1和条件b4，则每隔t周期减停1机空调模块；当同时满足条件a2和条件b1，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a2和条件b2，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a2和条件b3，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a2和条件b4，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b1，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a3和条件b2，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b3，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b4，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b1，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b2，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b3，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b4，则系统停机；

步骤四、制热模式下：

判断一：条件a1：T设定回水-T回水>△T2回水；条件a2：△T1回水<T设定回水-T回水≤△T2回水；条件a3：0<T设定回水-T回水≤△T1回水；条件a4：T设定回水-T回水≤0；

判断二：条件b1：T设定水箱-T水箱>△T2水箱；条件b2：△T1水箱<T设定水箱-T水箱≤△T2水箱；条件b3：0<T设定水箱-T水箱≤△T1水箱；条件b4：T水箱-T设定水箱≤0；

制热控制过程为：当同时满足条件a1和条件b1，则每隔t/2周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b2，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a1和条件b3，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a1和条件b4，则每隔t周期减停1机空调模块；当同时满足条件a2和条件b1，则每隔t周期增开1空调模块；当同时满足条件a2和条件b2，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a2和条件b3，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a2和条件b4，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b1，则保持空调模块开机数量不变；当同时满足条件a3和条件b2，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b3，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a3和条件b4，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b1，则每隔t周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b2，则每隔t/2周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b3，则每隔t/3周期减停1空调模块；当同时满足条件a4和条件b4，则系统停机；

其中，T设定回水为系统设定的回水温度值，T回水为系统检测的回水温度值，T水箱为系统检测的水箱温度值，T设定水箱为系统设定的水箱温度值，△T1回水为系统设定的第一回水温差，△T2回水为系统设定的第二回水温差，△T1水箱为系统设定的第一水箱温差，△T2水箱为系统设定的第二水箱温差，t为增开或减停空调模块的判断时间，△T1回水<△T2回水，△T1水箱<△T2水箱。