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一种制冷系统及控制方法与流程

时间:2022-01-26 阅读: 作者:专利查询

一种制冷系统及控制方法与流程

1.本发明属于空调器领域,尤其涉及一种制冷系统及控制方法。


背景技术:

2.传统空调器的除湿模式与制冷模式从本质上来说没有较大区别,如图1所示,均为空调制冷过程(1

2)即空气经过空调蒸发器温度下降,空气中的水蒸气会通过液化成冷凝水并排出室外,从而降低室内空气湿度。但是该除湿模式在降低室内空气湿度的同时也降低了室内空气温度,太低的空气温度或者送风温度容易使人产生冷不舒适感,影响人体对空调的舒适度体验。
3.为了实现不降温除湿,目前采用的均为独立除湿或者恒温除湿,如图1所示,它与传统制冷除湿方式的区别在于增加了(2

3)加热过程,即将经过蒸发器冷却的空气再次加热的过程,使除湿降下来的空气温度再次提升,保证室内空气温度相对稳定。但是该方式仅考虑了将空气温度再次提升,未考虑室内不同的热湿负荷工况及空调的送风方式,实现方式相对单一。
4.有鉴于此特提出本发明。


技术实现要素:

5.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种能针对不同的室内工况选择不同的送风方式和除湿方式的制冷系统及控制方法。
6.为解决上述技术问题,本发明的第一目的提出了一种制冷系统,所所述室内换热器包括多个室内换热部,每个所述室内换热部的第一端分别与所述压缩机相连,每个所述室内换热部的第二端与多个所述节流单元一一对应连接,且多个所述每一室内换热部与其对应的节流单元串联在一起形成多个室内支路并联连接在所述压缩机吸气端与所述室外换热器远离压缩机的一端,所述每一节流单元包括并联设置的节流阀和电磁阀。
7.所述制冷系统还包括控制模块,所述制冷系统包括多种除湿方式和多种送风方式,空调器在制冷运行过程中,所述控制模块根据获取的室内温度值和室内湿度值来确定当前室内的热湿负荷工况,并针对确定的热湿负荷工况选择对应的送风方式和除湿方式。
8.进一步可选地,所述制冷系统为热泵式制冷系统。
9.进一步可选地,所述制冷系统包括多种除湿方式和多种送风方式,所述控制方法包括:
10.空调器在制冷运行过程中,根据获取的室内温度值和室内湿度值来确定当前室内的热湿负荷工况,并针对确定的热湿负荷工况选择对应的送风方式和除湿方式。
11.进一步可选地,所述多种送风方式包括上下送风方式和上出风方式,所述上下出风方式中控制空调器上下出风口同时出风,所述上出风方式中仅控制空调器的上出风口出风;
12.所述多种除湿方式包括降温除湿方式和非降温除湿方式,所述降温除湿方式中控
制所有室内换热部制冷来进行除湿,所述非降温除湿方式中控制部分室内换热部制冷,其他室内换热部制热进行除湿。
13.进一步可选地,所述降温除湿方式中控制所有室内换热部制冷来进行除湿,所述非降温除湿方式中控制部分室内换热部制冷,其他室内换热部制热进行除湿,包括
14.所述降温除湿方式中控制所有室内换热部的节流阀打开,电磁阀关闭;
15.所述非降温除湿方式中控制部分室内换热部的节流阀打开,电磁阀关闭;控制其他室内换热部的节流阀关闭,电磁阀打开。
16.进一步可选地,所述根据获取的室内温度值和室内湿度值来确定当前室内的热湿负荷工况,并针对确定的热湿负荷工况选择对应的送风方式和除湿方式,包括
17.获取室内当前温度值tin和当前湿度值din,分别计算温度差δtin和湿度差δdin,温度差δtin=|当前温度值tin-设定温度值tc|,湿度差δdin=|当前湿度值din-设定湿度值dc|;
18.比较温度差δtin与设定温度差t1的大小,以及湿度差δdin与设定湿度差d1的大小;
19.根据比较结果来确空当前室内的热湿负荷工况,并针对确定的热湿负荷工况选择对应的送风方式和除湿方式。
20.进一步可选地,所述根据比较结果来确空当前室内的热湿负荷工况,并针对确定的热湿负荷工况选择对应的送风方式和除湿方式,包括
21.当判断湿度差δdin>设定湿度差d1,且温度差δtin>设定温度差t1时,确定当前室内热负荷和湿负荷大,选择空调器的送风方式为上下送风方式,除湿方式为非降温除湿方式;
22.当判断湿度差δdin>设定湿度差d1,且温度差δtin≤设定温度差t1时,确定当前室内热负荷小、湿负荷大,选择空调器的送风方式为上送风方式,除湿方式为不降温除湿方式;
23.当判断湿度差δdin≤设定湿度差d1,且温度差δtin>设定温度差t1时,确定当前室内热负荷大、湿负荷小,选择空调器的送风方式为上下送风方式,除湿方式为降温除湿方式;
24.当判断湿度差δdin≤设定湿度差d1,且温度差δtin≤设定温度差t1时,确定当前室内热负荷和湿负荷小,选择空调器的送风方式为上送风方式,除湿方式为降温除湿方式。
25.进一步可选地,所述室内换热器包括由上至下依次排布的上部换热组、中部换热组和下部换热组,每个换热组包括至少一个所述室内换热部;
26.当判断湿度差δdin>设定湿度差d1,且温度差δtin>设定温度差t1时,控制所述上部换热组和所述中部换热组制冷,控制所述下部换热组制热;
27.当判断湿度差δdin>设定湿度差d1,且温度差δtin≤设定温度差t1时,控制所述上部换热组制热,控制所述中部换热组和下部制热组制冷;
28.当判断湿度差δdin≤设定湿度差d1,且温度差δtin>设定温度差t1时,控制所述上部换热组、所述中部换热组和下部制热组制冷;
29.当判断湿度差δdin≤设定湿度差d1,且温度差δtin≤设定温度差t1时,控制所
述上部换热组、所述中部换热组和下部制热组制冷。
30.本发明的第三目的提出了一种控制装置,其包括一个或多个处理器以及存储有程序指令的非暂时性计算机可读存储介质,当所述一个或多个处理器执行所述程序指令时,所述一个或多个处理器用于实现上述任一项所述的方法。
31.本发明的第四目的提出了一种非暂时性计算机可读存储介质,其上存储有程序指令,当所述程序指令被一个或多个处理器执行时,所述一个或多个处理器用于实现根据上述任一项所述的方法。
32.本发明的第五目的提出了一种空调器,其采用上述制冷系统,或采用上述任一项所述的方法,或包括上述的控制装置,或具有上述的非暂时性计算机可读存储介质。
33.采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
34.本发明的制冷系统通过将室内换热器分成不同的室内换热部,每个室内换热部通过电磁阀和节流阀分别进行控制,在空调制冷运行的过程中,检测并实时记录室内温度、湿度及空调器设定温度、湿度,通过室内温湿度与空调器设定温湿度的差值确定当前室内工况的热湿负荷,并针对不同工况选择不同的送风方式、除湿方式,通过控制电磁阀和节流阀的启闭来调整不同室内换热部的功能,即作为冷凝器起加热空气的作用还是作为蒸发器起降温除湿空气的作用;不仅解决了空调常规除湿过程中室内环境温度降低、舒适性不佳的问题,还解决了不降温除湿方式实现的单一化问题。
35.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
36.附图作为本发明的一部分,用来提供对本发明的进一步的理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但不构成对本发明的不当限定。显然,下面描述中的附图仅仅是一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中:
37.图1:为空调非降温除湿焓湿图;
38.图2:为本发明实施例的制冷系统图;
39.图3:为本发明实施例的控制流程图;
40.图4:为本发明实施例的具体实施方式的控制流程图。
41.其中:1-上部换热组;2-中部换热组;3-下部换热组;4-压缩机;5-室外换热器;11-第一节流阀;12-第一电磁阀;21-第二节流阀;22-第二电磁阀;31-第三节流阀;32-第三电磁阀。
42.需要说明的是,这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
43.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
44.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“接触”、“连通”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.现有非降温除湿方式仅考虑了将空气温度再次提升,未考虑室内不同的热湿负荷工况及空调的送风方式,实现方式相对单一,因此,本实施例提出了一种制冷系统,制冷系统包括室外换热器5、压缩机4、室内换热器和多个节流单元;室内换热器包括多个室内换热部,每个室内换热部的第一端分别与压缩机相连,每个室内换热部的第二端与多个节流单元一一对应连接,且每一室内换热部与其对应的节流单元串联在一起形成多个室内支路并连接在压缩机吸气端与室外换热器远离压缩机的一端,每一节流单元包括并联设置的节流阀和电磁阀。制冷系统还包括控制模块,制冷系统包括多种除湿方式和多种送风方式,空调器在制冷运行过程中,控制模块根据获取的室内温度值和室内湿度值来确定当前室内的热湿负荷工况,并针对确定的热湿负荷工况选择对应的送风方式和除湿方式。
46.本实施例的制冷系统在原有的制冷系统的基础上将室内换热器分成多个室内换热部,多个室内换热部并联,并且每个室内换热部对应单独的节流阀和电磁阀,从而通过控制节流阀和电磁阀的开闭来确定与之对应的室内换热部是制冷还是制热。如图2所示,本实施例根据室内不同的热湿负荷工况,通过控制电磁阀和节流阀的启闭进一步控制室内换热器的功能转换,具体实现方式如下:当关闭电磁阀、打开节流阀时,可使室内换热器作为蒸发器实现对送风气流降温除湿的功能,如图1所示为将送风气流从状态点1处理至状态点2的过程;当打开电磁阀、关闭节流阀时,可使室内换热器作为冷凝器实现对降温除湿后的送风气流再次加热的功能,如图1所示为将送风气流从状态点2处理到状态点3的过程。当室内湿热工况确定后,就可以通过控制不同室内换热部的电磁阀和节流阀开闭使室内换热器调整为符合当前湿热工况的工作方式。
47.进一步可选地,本实施例的制冷系统为热泵式制冷系统,具体的,其包括四通换向阀,四通换向阀连接在多个室内换热部的第一端、室外换热器靠近压缩机的一端以及压缩机的吸气口和排气口之间。本实施例通过增设四通换向阀可使本实施例的制冷系统除了也制冷还可以制热。本实施例的除湿方式的控制仅在制冷运行时执行。
48.进一步可选地,制冷系统包括多种除湿方式和多种送风方式,如图3所示的控制流程图,控制方法包括:
49.s1、空调器在制冷运行过程中,
50.s2、获取室内温度值和室内湿度值;
51.s3、根据获取的室内温度值和室内湿度值来确定当前室内的热湿负荷工况,并针对确定的热湿负荷工况选择对应的送风方式和除湿方式。
52.本实施例根据空调器的温湿度情况来确定室内工况的热湿负荷,并针对不同的室内工况的热湿负荷来选择不同的制冷送风方式和除湿方式,实现了制冷、除湿一体化控制,满足了不同室内工况热湿负荷的需求,有效改善了空调运行过程中的能耗浪费问题。
53.进一步可选地,多种送风方式包括上下送风方式和上出风方式,上下出风方式中控制空调器上下出风口同时出风,上出风方式中仅控制空调器的上出风口出风;多种除湿
方式包括降温除湿方式和非降温除湿方式,降温除湿方式中控制所有室内换热部制冷来进行除湿,非降温除湿方式中控制部分室内换热部制冷,其他室内换热部制热进行除湿,从而可以在除湿的过程中维持室内温度稳定。
54.降温除湿方式中控制所有室内换热部的节流阀打开,电磁阀关闭,可使这部分室内换热部作为蒸发器实现对送风气流降温除湿的功能。非降温除湿方式中控制部分室内换热部的节流阀打开,电磁阀关闭;控制其他室内换热部的节流阀关闭,电磁阀打开,可使剩余室内换热部作为冷凝器实现对降温除湿后的送风气流再次加热的功能。
55.进一步可选地,如图4所示的流程图,步骤s1包括:
56.s11、获取室内当前温度值tin和当前湿度值din,分别计算温度差δtin和湿度差δdin,温度差δtin=|当前温度值tin-设定温度值tc|,湿度差δdin=|当前湿度值din-设定湿度值dc|;
57.s12、比较温度差δtin与设定温度差t1的大小,以及湿度差δdin与设定湿度差d1的大小;
58.s13、根据比较结果来确空当前室内的热湿负荷工况,并针对确定的热湿负荷工况选择对应的送风方式和除湿方式。
59.其中,空调器开机制冷时,利用温度传感器检测并实时记录当前房间的室内温度为tin,空调器的设定温度为tc,并规定

tin为当前室内温度tin与空调器设定温度tc的差值。tc为空调制冷时室内环境的舒适设定温度,一般取22~28℃;dc为空调制冷时室内环境的舒适设定湿度,一般取40~60%。

tin为当前室内温度tin与空调器设定温度tc的差值绝对值,

din为当前室内湿度din与空调器设定温度dc的差值绝对值。t1用于与

tin大小进行比较,一般取0~2℃;d1用于与

din大小进行比较,一般取5~10%。
60.步骤s11中,当空调器制冷运行设定时间后获取室内当前温度值tin和当前湿度值din,在空调器制冷运行一段时间后才会在室内换热器表面产生冷凝水,因此在空调器制冷运行设定时间后才获取温度值和湿度值,避免在启动温湿度检测后进行的除湿抑菌操作对制冷效果产生影响。
61.进一步可选地,如图4所示的流程图,步骤s13中包括:
62.s131、当判断湿度差δdin>设定湿度差d1,且温度差δtin>设定温度差t1时,确定当前室内热负荷和湿负荷大,选择空调器的送风方式为上下送风方式,除湿方式为非降温除湿方式;
63.具体的,当判断湿度差δdin>设定湿度差d1,且温度差δtin>设定温度差t1时,表明室内的热湿负荷均相对较大,空调制冷运行选择上下同时出风的送风方式,通过上下风口同时送冷风实现室内快速降温;由于室内湿负荷相对较大,空调器在制冷除湿的过程中会伴随室内温度大幅降低,为了保证室内的舒适性选择非降温除湿方式,结合空调上下同时出风的送风方式,控制部分室内换热部制冷承担降温除湿的功能,剩余室内换热部制热承担再次加热气流的功能从而保证室内温度稳定。
64.s132、当判断湿度差δdin>设定湿度差d1,且温度差δtin≤设定温度差t1时,确定当前室内热负荷小、湿负荷大,选择空调器的送风方式为上送风方式,除湿方式为不降温除湿方式;
65.具体的,若当前房间室内温度tin与空调器设定温度tc的差值小于等于t1,表明室
内的热负荷相对较小而湿负荷相对较大,室内热负荷相对较小因此空调制冷运行选择单上出风的送风方式,避免冷风直吹产生不舒适;由于室内湿负荷相对较大,为保证室内的舒适性,选择非降温除湿方式,结合空调单上出风的送风方式,结合空调上下同时出风的送风方式,控制部分室内换热部制冷承担降温除湿的功能,剩余室内换热部制热承担再次加热气流的功能从而保证室内温度稳定。
66.s133、当判断湿度差δdin≤设定湿度差d1,且温度差δtin>设定温度差t1时,确定当前室内热负荷大、湿负荷小,选择空调器的送风方式为上下送风方式,除湿方式为降温除湿方式;
67.具体的,若当前房间室内温度tin与空调器设定温度tc的差值大于t1,表明室内湿负荷相对较小而热负荷相对较大,由于室内热负荷相对较大空调选择上、下同时出风的送风方式,实现室内快速降温;由于室内湿负荷相对较小,空调仅通过制冷运行即可承担室内的湿负荷,无需专门进行除湿,室内空调只需维持当前制冷运行即可。
68.s134、当判断湿度差δdin≤设定湿度差d1,且温度差δtin≤设定温度差t1时,确定当前室内热负荷和湿负荷小,选择空调器的送风方式为上送风方式,除湿方式为降温除湿方式。
69.具体的,若当前房间室内温度tin与空调器设定温度tc的差值小于等于t1,表明室内热湿负荷均相对较小,因此空调送风方式选择单上出风,实现冷风不吹人、凉而不冷的效果;由于室内湿负荷也相对较小,因此空调仅通过制冷运行即可承担室内的湿负荷,只需维持当前制冷运行即可。
70.进一步可选地,在一个具体实施方式中,制冷系统如图2所示,室内换热器包括由上至下依次排布的上部换热组1、中部换热组2和下部换热组3,每个换热组包括至少一个室内换热部;本实施例中以每个换热组中包括一个室内换热部为例对本方案进行解释说明,但不能因此限值本发明的保护范围。
71.具体的,当判断湿度差δdin>设定湿度差d1,且温度差δtin>设定温度差t1时,控制上部换热组1和中部换热组2制冷,控制下部换热组3制热;此时室内换热器的上部、中部作为蒸发器部分承担降温除湿的功能,而室内换热器的下部作为冷凝器部分承担再次加热气流的功能,由于热气上浮原理,送风气流可以通过冷热气流混合加热烘干的方式来实现不降温除湿的效果,具体实施可通过控制图2中的第三电磁阀32打开、第一电磁阀12和第二电磁阀22关闭,第三节流阀31关闭,第一节流阀1111和第二节流阀21打开来实现。
72.当判断湿度差δdin>设定湿度差d1,且温度差δtin≤设定温度差t1时,控制上部换热组1制热,控制中部换热组2和下部制热组制冷;此时室内换热器的中部、下部作为蒸发器部分承担降温除湿的功能,而室内换热器的上部作为冷凝器部分承担再次加热送风气流的功能,这样温度偏低的送风气流在向上送出的时候会先经过再加热模块进行加热烘干然后再送入室内,进而实现不降温除湿的效果。具体实施可通过控制图2中的第一电磁阀12打开、第二电磁阀22和第三电磁阀32关闭,第一节流阀1111关闭、第二节流阀21和第三节流阀31打开来实现。
73.当判断湿度差δdin≤设定湿度差d1,且温度差δtin>设定温度差t1时,控制上部换热组1、中部换热组2和下部制热组制冷;室内换热器上、中、下三个部分均作为蒸发器实现制冷功能,具体实施可通过控制图2的第一电磁阀12、第二电磁阀22和第三电磁阀32同
时关闭,第一节流阀1111、第二节流阀21和三节流阀同时打开。
74.当判断湿度差δdin≤设定湿度差d1,且温度差δtin≤设定温度差t1时,控制上部换热组1、中部换热组2和下部制热组制冷。室内换热器上、中、下三个部分均作为蒸发器实现制冷功能,具体实施可通过控制图2的第一电磁阀12、第二电磁阀22和第三电磁阀32同时关闭,第一节流阀1111、第二节流阀21和三节流阀同时打开。
75.需要说明的是,本实施例中电磁阀、电子膨胀阀的个数和启闭方式,以及室内换热器的功能部分区分、流路布置等均不局限于本实施例所提及的方式。
76.本实施例还提出了一种控制装置,其包括一个或多个处理器以及存储有程序指令的非暂时性计算机可读存储介质,当一个或多个处理器执行程序指令时,一个或多个处理器用于实现上述任一项的方法。
77.本实施例还提出了一种非暂时性计算机可读存储介质,其上存储有程序指令,当程序指令被一个或多个处理器执行时,一个或多个处理器用于实现根据上述任一项的方法。
78.本实施例还提出了一种空调器,其采用上述制冷系统,或采用上述任一项的方法,或包括上述的控制装置,或具有上述的非暂时性计算机可读存储介质。
79.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。