一种空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调系统及其控制方法。

背景技术

通常情况下，常见的空调机在室外环境温度较高的情况下进行室内的制冷，而对于一些较为特殊的场所，如医药仓库、酒窖、实验室等，在室外环境温度较低的情况下，为了保证室内物品的储存品质或应用环境，必须将环境温度保持在一定的温度范围内，此时需要空调在低温环境下制冷。特别在高原地区，在过渡季节期间要把空调的温度设定在18℃，由于高原空气密度低，空气的相对湿度和温度也较低，蒸发器换热效果变差，蒸发温度变低，同时进入冷凝器的冷却水温较低，导致冷凝温度也降低，即冷媒在经过冷凝器后降低的温度较大，导致蒸发温度进一步降低，此时空调就很容易出现蒸发器结霜的问题。此外，在这种低温低湿的情况下，由于压缩机的排气温度较低，且蒸发压力小，会有较多的润滑油带到冷媒管路系统中，进而积存在更低温的蒸发器内部，无法顺利带回到压缩机，从而导致压缩机缺油磨损，严重时会损坏压缩机，降低了空调使用的安全性。通常，传统的空调蒸发器结霜后，需要停风机或停压缩机，再进行人工除霜、停机除霜、电加热除霜、热气旁通除霜以及四通阀换向逆向除霜等过程，以上几种除霜方法都是先结霜后除霜，能量损耗大。除霜过程中需要将压缩机停机，影响室内的制冷效果，室内温度波动大，用户体验感差。

基于此，亟需一种空调系统及其控制方法用来解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空调系统及其控制方法，保证了进入蒸发器内的冷媒的较高温度，避免了蒸发器结霜的情况，降低了维护成本，同时也避免了压缩机缺油损坏的情况发生，提高了使用安全性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种空调系统，包括压缩机、蒸发器、节流器、冷凝器和冷媒管路，且所述压缩机、所述蒸发器、所述节流器和所述冷凝器的冷媒接口依次通过所述冷媒管路连接形成冷媒的循环回路，还包括：

冷却塔；

冷却液管，包括第一冷却液管和第二冷却液管，所述第一冷却液管的两端分别连通于所述冷却塔的进水口和所述冷凝器的冷却水出口，所述第二冷却液管的两端分别连通于所述冷却塔的出水口和所述冷凝器的冷却水进口，以形成冷却水的循环回路；

水泵，设置在所述第二冷却液管上；

旁通管路，所述旁通管路的两端分别连通于所述第一冷却液管和所述第二冷却液管，所述旁通管路上设有旁通阀，所述旁通管路置于所述水泵与所述冷凝器之间。

优选地，所述空调系统还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述第二冷却液管上，且设置在所述旁通管路与所述冷凝器之间，所述第一温度传感器能够测量流入所述冷凝器的冷却水的温度。

优选地，所述空调系统还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在所述蒸发器上，所述第二温度传感器能够测量所述蒸发器的盘管内的冷媒的温度。

优选地，所述冷却水的循环回路上设有流量计，所述流量计能够测量所述冷却水的循环回路内的冷却水的体积。

优选地，所述流量计设置在所述第一冷却液管上，且置于所述旁通管路与所述冷却塔之间。

本发明的另一目的在于提供一种空调系统的控制方法，保证了进入蒸发器内的冷媒的较高温度，避免了蒸发器结霜的情况，降低了维护成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种空调系统的控制方法，应用于如上所述的空调系统中，其步骤包括：

S1、在所述空调系统的回风口处获取回风温度T0；

S2、判断是否所述回风温度T0＜预设回风温度T1’，若判断结果为是，则进行步骤S3，若判断结果为否，则关闭所述旁通阀；

S3、获取由所述冷凝器的冷却水进口进入所述冷凝器的冷却水的进水温度T1；

S4、判断是否所述进水温度T1＜第一预设进水温度T2’，若判断结果为是，则开启所述旁通阀至初始开度，并关闭所述冷却塔的风机，若判断结果为否，则关闭所述旁通阀，并进入步骤S5；

S5、判断是否所述进水温度T1＞第二预设进水温度T3’，且所述第一预设进水温度T2’＜所述第二预设进水温度T3’，若判断结果为是，则开启所述冷却塔的风机，若判断结果为否，则关闭所述冷却塔的风机。

优选地，步骤S4中，当判断结果为是时，还包括：

S41、获取所述蒸发器内盘管处的盘管温度T2；

S42、判断是否所述盘管温度T2＜预设盘管温度T4’，若判断结果为是，则调整所述旁通阀的开度，若判断结果为否，则保持所述旁通阀的开度不变。

优选地，步骤S41中，所述空调系统每运行预设时长t，获取一次所述盘管温度T2。

优选地，步骤S42中，具体为：若判断结果为是，则每次将所述旁通阀的开度增加10％。

优选地，步骤S4中，所述旁通阀的所述初始开度为10％。

本发明的有益效果：

本实施例提供的空调系统，在第一冷却液管和第二冷却液管之间设置旁通管路，且在旁通管路上设置旁通阀，水泵设置在管路靠近冷却塔的一侧。当空调处于的环境温度较低时或进入冷凝器的冷却水温较低时，此时打开旁通阀，在水泵的作用下，部分冷却水进入到旁通管路内，减少进入冷凝器内冷却水的量，降低了冷凝器降低冷媒温度的效果，从而提高了进入蒸发器内的冷媒的温度，使其高于结冰温度，解决了在蒸发器上结霜的问题，又保证了蒸发压力，避免了压缩机缺油磨损的情况发生，降低了维护成本。且通过将部分冷却水通过旁通管路进入第一冷却液管中，来实现减少进入冷凝器的冷却水的量，并未减少冷却水循环回路内部冷却水整体的体积，保证了冷却水循环回路的运转，进一步避免了停机维护。本实施例提供的空调系统，避免了蒸发器结霜的情况，降低了维护成本，进而避免了压缩机停机，保证了室内的制冷效果，保证了空调系统的功能性，同时也避免了压缩机缺油损坏的情况发生，提高了使用安全性。

本实施例提供的空调系统的控制方法，通过回风温度T0判断空调系统所处的环境温度，通过进水温度T1判断冷却水对于冷媒的降温作用，从而综合判断旁通阀和风机是否开启，能够调整冷却水的温度，通过回风温度T0和进水温度T1两个数值共同判断，也提高了判断的准确性。通过调整冷却水的温度，从而调整冷凝器内部的冷却水对于冷媒的降温能力，进而改变流入蒸发器中的冷媒的温度，避免蒸发器内的冷媒低于结冰温度，也就避免了蒸发器结霜的情况发生，降低了维护成本，进而避免了压缩机停机，保证了室内的制冷效果，保证了空调系统的功能性。此外，当冷却塔的风机关闭时，冷却水在循环回路内多次经过冷凝器后，由于冷媒在冷凝器内的放热过程，而使冷却水的温度一定程度上上升，进一步减缓了冷媒放热，保证了流出冷凝器的冷媒具有较高的温度，进一步避免了蒸发器结霜。而且根据回风温度T0和进水温度T1控制冷却塔的风机是否开启，也节省了资源，降低了成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的空调系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的空调系统的控制方法的主要步骤流程图；

图3是本发明实施例提供的空调系统的控制方法的详细步骤流程图。

图中：

1、冷却塔；

21、第一冷却液管；211、流量计；22、第二冷却液管；221、第二过滤器；

3、冷凝器；4、水泵；5、旁通管路；51、旁通阀；

61、第一温度传感器；62、第二温度传感器；7、压缩机；8、蒸发器；

9、节流器；10、冷媒管路；101、第一过滤器；102、检测阀。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种空调系统，包括压缩机7、蒸发器8、节流器9、冷凝器3和冷媒管路10，且压缩机7、蒸发器8、节流器9和冷凝器3的冷媒接口依次通过冷媒管路10连接形成冷媒的循环回路。具体地，如图1所示，空调系统还包括冷却塔1、冷却液管、水泵4和旁通管路5。冷却液管包括第一冷却液管21和第二冷却液管22，第一冷却液管21的两端分别连通于冷却塔1的进水口和冷凝器3的冷却水出口，第二冷却液管22的两端分别连通于冷却塔1的出水口和冷凝器3的冷却水进口，以形成冷却水的循环回路。水泵4设置在第二冷却液管22上。旁通管路5的两端分别连通于第一冷却液管21和第二冷却液管22，旁通管路5上设有旁通阀51，旁通管路5置于水泵4与冷凝器3之间。在第一冷却液管21和第二冷却液管22之间设置旁通管路5，且在旁通管路5上设置旁通阀51，水泵4设置在第二冷却液管22靠近冷却塔1的一侧。当空调处于的环境温度较高时或冷却水的水温较高时，旁通阀51处于关闭状态，全部冷却水均能够进入冷凝器3，起到对冷媒的降温作用。当空调处于的环境温度较低时或进入冷凝器3的冷却水温较低时，此时打开旁通阀51，在水泵4的作用下，部分冷却水进入到旁通管路5内，减少了进入冷凝器3内冷却水的量，降低了冷凝器3降低冷媒温度的效果，从而提高了进入蒸发器8内的冷媒的温度，使其高于结冰温度，解决了在蒸发器8上结霜的问题，又保证了蒸发压力，避免了压缩机7缺油磨损的情况发生，降低了维护成本。且通过将部分冷却水通过旁通管路5进入第一冷却液管21中，来实现减少进入冷凝器3的冷却水的量，并未减少冷却水循环回路内部冷却水整体的体积，保证了冷却水循环回路的运转，进一步避免了停机维护。本实施例提供的空调系统，避免了蒸发器8结霜的情况，降低了维护成本，进而避免了压缩机7停机，保证了室内的制冷效果，保证了空调系统的功能性，同时也避免了压缩机7缺油停机的情况发生，提高了使用安全性。可以理解的是，冷却塔1上设置有风机，冷却塔1的风机能够降低流经冷却塔1的冷却水的温度。

其中，压缩机7、蒸发器8、节流器9和冷凝器3的冷媒接口依次通过冷媒管路10连接形成冷媒的循环回路，为现有技术，具体将压缩机7的冷媒接口、蒸发器8的冷媒接口、节流器9的冷媒接口和冷凝器3的冷媒接口依次连接形成冷媒的循环回路，在此不再赘述。

优选地，旁通阀51为电磁阀，提高了自动化程度，也便于根据环境温度自动控制旁通阀51的启闭。且旁通阀51采用可以调整开度的电磁阀。在其他实施例中，旁通阀51还可以选择手阀，在此不作限定。

优选地，空调系统还包括第一温度传感器61。第一温度传感器61设置在第二冷却液管22上，且设置在旁通管路5与冷凝器3之间，第一温度传感器61能够测量流入冷凝器3的冷却水的温度，便于测量流入冷凝器3的冷却水的温度，能够判断冷却水对于冷媒的降温作用，从而便于控制旁通阀51的启闭，仅使部分冷却水流入冷凝器3，降低了对于流经冷凝器3的冷媒的降温作用，从而提高了进入蒸发器8内的冷媒的温度，使其高于结冰温度，解决了在蒸发器8上结霜的问题，又保证了蒸发压力，避免了压缩机7缺油磨损的情况发生。

优选地，空调系统还包括第二温度传感器62，第二温度传感器62设置在蒸发器8上，第二温度传感器62能够测量蒸发器8的盘管内的冷媒的温度，能够准确测量蒸发器8的温度，能够准确的根据蒸发器8的温度控制旁通阀51的启闭。

优选地，冷却水的循环回路上设有流量计211，流量计211能够测量冷却水的循环回路内的冷却水的体积，便于测量冷却水的循环回路中的冷却水的体积，保证了冷却水循环回路的运转，避免了停机维护，降低了维护成本。

具体地，流量计211设置在第一冷却液管21上，且置于旁通管路5与冷却塔1之间，将流量计211设置在旁通管路5与冷却塔1之间，使得流量计211也能够测量到从旁通管路5流入第一冷却液管21的冷却水的量，从而使得流量计211能够测量实际在冷却液的循环回路内的全部冷却液的量，提高了测量的准确性，避免了由于测得的冷却水体积过小而停机维护，降低了维护成本。

优选地，节流器9与冷凝器3之间的冷媒管道10上设有第一过滤器101，第一过滤器101用于过滤冷媒。进一步地，第二冷却液管22上设置有第二过滤器221，第二过滤器221置于水泵4与冷却塔1之间，第二过滤器221用于过滤冷却水。在本实施例中，蒸发器8为翅片式蒸发器。可以理解的是，蒸发器8上设有风机，蒸发器8的风机能够使经过蒸发器8的冷媒的温度降低。

优选地，压缩机7两端的冷媒管路10上均设有检测阀102，便于检测与维护压缩机7。

本实施例还提供了一种空调系统的控制方法，应用于如上述的空调系统中。如图2所示，其步骤包括：

S1、在空调系统的回风口处获取回风温度T0；

S2、判断是否回风温度T0＜预设回风温度T1’，若判断结果为是，则进行步骤S3，若判断结果为否，则关闭旁通阀51；

S3、获取由冷凝器3的冷却水进口进入冷凝器3的冷却水的进水温度T1；

S4、判断是否进水温度T1＜第一预设进水温度T2’，若判断结果为是，则开启旁通阀51至初始开度，并关闭冷却塔1的风机，若判断结果为否，则关闭旁通阀51，并进入步骤S5；

S5、判断是否进水温度T1＞第二预设进水温度T3’，且其中第一预设进水温度T2’＜第二预设进水温度T3’，若判断结果为是，则开启冷却塔1的风机，若判断结果为否，则关闭冷却塔1的风机。

也就是说，通过回风温度T0判断空调所处环境的环境温度，若环境该温度较高且不低于预设回风温度T1’，则关闭旁通阀51，反之，则进一步判断冷凝器的进水温度T1与第一预设进水温度T2’的关系。若进水温度T1＜第一预设进水温度T2’，则开启旁通阀51并关闭冷却塔1的风机，降低了冷却塔1对冷却水的降温作用，反之，则关闭旁通阀51并进一步判断进水温度T1与第二预设进水温度T3’的关系。若进水温度T1＞第二预设进水温度T3’，则开启冷却塔1的风机，恢复冷却塔1对冷却水的降温作用，保证冷媒的制冷效果，反之，则判断冷却水未达到较高的温度，关闭冷却塔1的风机，降低对于冷却水的冷却效果，提高了冷媒的温度。

本实施例提供的空调系统的控制方法，通过回风温度T0判断空调系统所处的环境温度，通过进水温度T1判断冷却水对于冷媒的降温作用，从而综合判断旁通阀51和冷却塔1的风机是否开启，能够调整冷却水的温度，通过回风温度T0和进水温度T1两个数值共同判断，也提高了判断的准确性。通过调整冷却水的温度，从而调整冷凝器3内部的冷却水对于冷媒的降温能力，进而改变流入蒸发器8中的冷媒的温度，避免蒸发器8内的冷媒低于结冰温度，也就避免了蒸发器8结霜的情况发生，降低了维护成本，进而避免了压缩机7停机，保证了室内的制冷效果，保证了空调系统的功能性。此外，当冷却塔1的风机关闭时，冷却水在循环回路内多次经过冷凝器3后，由于冷媒在冷凝器3内的放热过程，而使冷却水的温度一定程度上上升，进一步减缓冷媒放热，保证流出冷凝器3的冷媒具有较高的温度，进一步避免了蒸发器8结霜。而且根据回风温度T0和进水温度T1控制冷却塔1的风机是否开启，也节省了资源，降低了成本。

如图3为本实施例提供的空调系统的控制方法的详细步骤流程图，参照图3详细介绍本空调系统的控制方法。

S1、在空调系统的回风口处获取回风温度T0。

在本实施例中，通过回风温度T0判断空调系统所处的环境温度。在其他实施例中，还可以测量其他位置的温度代表环境温度。

S2、判断是否回风温度T0＜预设回风温度T1’，若判断结果为是，则进行步骤S3，若判断结果为否，则关闭旁通阀51。

若回风温度T0≥预设回风温度T1’，则判断环境温度较高，关闭旁通阀51，全部冷却水均能够进入冷凝器3，起到对冷媒的降温作用。若回风温度T0＜预设回风温度T1’，则判断环境温度较低。在本实施例中，预设回风温度T1’的取值范围为15℃～25℃。在其他实施例中，预设回风温度T1’的取值范围可根据实际情况适应性调整。此外，具体使用温度传感器获取回风温度T0。

S3、获取由冷凝器3的冷却水进口进入冷凝器3的冷却水的进水温度T1。

在本实施例中，具体通过第一温度传感器61在第二冷却液管22上测量进水温度T1。

S4、判断是否进水温度T1＜第一预设进水温度T2’，若判断结果为是，则开启旁通阀51至初始开度，并关闭冷却塔1的风机，若判断结果为否，则关闭旁通阀51，并进入步骤S5。

若进水温度T1≥第一预设进水温度T2’，则判断进水温度T1较高，冷却水对于冷媒的降温作用较低，流入蒸发器8的冷媒的温度较高，则能够避免蒸发器8结霜。若进水温度T1＜第一预设进水温度T2’，则判断进水温度T1较低，冷却水对于冷媒的降温作用较高，蒸发器8具有结霜的可能性，将旁通阀51开启，减少了进入冷凝器3的冷却水的量，降低对冷媒的降温作用，防止蒸发器8结霜，降低了维护成本。通过进水温度T1判断冷却水对于冷媒的降温作用，再根据回风温度T0，综合判断旁通阀51和冷却塔1的风机是否开启，能够调整冷却水的温度，通过回风温度T0和进水温度T1两个数值共同判断，也提高了判断的准确性。当冷却塔1的风机关闭时，冷却水在循环回路内多次经过冷凝器3后，由于冷媒在冷凝器3内的放热过程，而使冷却水的温度一定程度上上升，进一步减缓了冷媒放热，保证了流出冷凝器3的冷媒具有较高的温度，进一步避免了蒸发器8结霜。

在本实施例中，第一预设进水温度T2’的取值范围为20℃～30℃。在其他实施例中，第一预设进水温度T2’的取值范围可根据实际情况适应性调整。

优选地，步骤S4中，旁通阀51的初始开度为10％。在其他实施例中，旁通阀51的初始开度可为其他数值，在此不作限定。

具体地，步骤S4中，当判断结果为是时，还包括：

S41、获取蒸发器8内盘管处的盘管温度T2。

在本实施例中，具体采用第二温度传感器62测量盘管温度T2。

优选地，步骤S41中，空调系统每运行预设时长t，获取一次盘管温度T2。

由于多次测量盘管温度T2，能够实时监测盘管温度T2，进一步避免了蒸发器8结霜的情况发生，保证了空调系统的功能性，也提高了判断的准确性。在本实施例中，预设时长t的取值范围为0～10s。在其他实施例中，预设时长t的取值范围可根据实际情况适应性调整，在此不作限定。同理，也可以运行一定的时长多次测量进水温度T1，实现实时监测进水温度T1，且测量间隔的时长可根据实际情况适应性调整。

S42、判断是否盘管温度T2＜预设盘管温度T4’，若判断结果为是，则调整旁通阀51的开度，若判断结果为否，则保持旁通阀51的开度不变。

若盘管温度T2≥预设盘管温度T4’，则判断盘管温度T2较高，蒸发器8不会结霜，旁通阀51可保持现有的开度。盘管温度T2＜预设盘管温度T4’，则判断盘管温度T2较低，蒸发器8具有结霜的可能性，增加旁通阀51的开度，进一步减少能够进入冷凝器3的冷却水的量，降低对冷媒的降温作用，防止蒸发器8结霜，降低了维护成本。在其他实施例中，当盘管温度T2≥预设盘管温度T4’时，也可以适当减少旁通阀51的开度，在此不作限定。

在本实施例中，预设盘管温度T4’的取值范围为0～5℃。在其他实施例中，预设盘管温度T4’的取值范围可根据海拔或气压等实际情况适应性调整，但需要保证预设盘管温度T4’大于结冰温度。

优选地，步骤S42中，具体为：若判断结果为是，则每次将旁通阀51的开度增加10％。

若判断结果为是，即判断蒸发器8的盘管处的盘管温度T2较低，为了避免由于流经蒸发器8的冷媒温度较低，故增大旁通阀51的开度，且每次增大10％的开度，降低冷凝器3对于冷媒的降温作用。在其他实施例中，旁通阀51每次增大的开度大小可为其他取值，在此不作限定。可以理解的是，旁通阀51的开度增加至100％时停止。

S5、判断是否进水温度T1＞第二预设进水温度T3’，且其中第一预设进水温度T2’＜第二预设进水温度T3’，若判断结果为是，则开启冷却塔1的风机，若判断结果为否，则关闭冷却塔1的风机。

若进水温度T1＞第二预设进水温度T3’，则判断进水温度T1较高且对于冷媒的降温作用过低，为了保证空调能够正常的实现降温功能，需要开启冷却塔1的风机对冷却水降温。若进水温度T1≤第二预设进水温度T3’，则判断进水温度T1较高但对于冷媒具有一定降温作用，空调能够正常的实现降温功能，则关闭冷却塔1的风机，节省了资源，降低了成本。在本实施例中，第二预设进水温度T3’的取值范围为30℃～40℃。在其他实施例中，第二预设进水温度T3’的取值范围可根据实际情况适应性调整，但需要保证第一预设进水温度T2’＜第二预设进水温度T3’。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。