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一种空调机组及其运行控制方法、运行控制装置

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40


一种空调机组及其运行控制方法、运行控制装置

技术领域

本发明涉及空调技术领域,特别涉及一种空调机组及其运行控制方法、运行控制装置。

背景技术

常见的双系统空调机的制冷系统原理图如图1所示。每个制冷系统都包含直接膨胀式机械制冷系统所需的四大件:蒸发器01、压缩机02、冷凝器03、节流装置04。两个系统风路不会互相干扰,即室内侧回风分成两路:一路经过第一制冷系统A的蒸发器,冷却后送入房间或风道中;同样另一路经过第二制冷系统B的蒸发器,冷却后送入房间或风道中。同样的,两个系统的冷凝器的风路也不会互相干扰。上述系统型式简单,功能单一,仅有制冷和相应的除湿功能。

对于其制冷功能:如果压缩机为定频压缩机,那么当机组的回风工况(室内空气干球温度和空气的含湿量)和室外工况不变时,其制冷量是固定不变的。机组只能通过启停来实现温度调节。如果压缩机为变频压缩机,那么受限于变频压缩机的转速限制,机组的最小冷量的调节范围大约为30%~100%;对于低负荷的应用,机组的调节能力依旧有限。

对于其除湿功能:除湿可以伴随制冷运行时而产生,但其除湿量实际上由机组的回风工况(干球温度和空气的含湿量)决定。如果通过降低蒸发器内冷媒的蒸发温度来实现除湿,则通过调小电子膨胀阀的开度或降低风机转速来实现:调小电子膨胀阀的开度虽然可以降低蒸发温度,但是会使蒸发器出口冷媒过热度较大,蒸发器更大面积处于过热气体部分,换热能力较小,并不一定能够增大系统的除湿量;降低风机转速可以有效增加除湿量,但对于一些特殊应用场合的空调机组(例如服务器机房),其要求高风量小焓差,只有高风量才能保证远端设备的空气循环使设备得到冷却,也因此限制了除湿能力的增加。

另外在低制冷需求情况下,如果有很高湿负荷,机组的制冷量和除湿量与房间负荷的热湿比线并不匹配。此时如果要满足房间的除湿需求,必须提高机组的制冷量,为了平衡多出来的制冷量,需要增加热补偿,以防止房间温度降低。这样便加大了系统的功耗,制冷和加热同时运行,造成了浪费。

综上所述,该系统制冷能力调节范围有限,除湿能力不足,功能单一。

发明内容

本发明提供了一种空调机组及其运行控制方法、运行控制装置,上述空调机组具有更大的冷量调节范围,且在不增加功耗的前提下有较大的除湿能力。

为达到上述目的,本发明提供以下技术方案:

一种空调机组,包括第一制冷系统、第二制冷系统、第一风机以及第二风机,所述第一制冷系统包括通过主管路依次回路连接的第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器、第一节流阀,所述第二制冷系统包括通过主管路依次回路连接的第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器以及第二节流阀,所述第一风机与所述第一蒸发器和所述第二蒸发器相对应,所述第二风机与所述第一冷凝器和第二冷凝器相对应;其中,

所述第一蒸发器的出口与所述第二压缩机的进口之间连接有第一分支管路,所述第一分支管路上设置有第一开关阀,所述第一压缩机的出口与所述第二压缩机的出口之间连接有第二分支管路,所述第二分支管路上设置有第二开关阀,所述第一冷凝器的出口与所述第二冷凝器的出口之间连接有第三分支管路,所述第三分支管路上设置有第三开关阀,所述第一节流阀的进口与所述第二节流阀的进口之间连接有第四分支管路,所述第四分支管路上设置有第四开关阀,所述第二蒸发器的出口与所述第二压缩机的出口之间连接有第五分支管路,所述第五分支管路上设置有第五开关阀,所述第一压缩机与所述第一冷凝器之间连接的主管路上设置有第六开关阀,所述第二蒸发器与所述第二压缩机的之间连接的主管路上设置有第七开关阀,所述第二压缩机与所述第二冷凝器之间连接的主管路上设置有第八开关阀。

可选地,还包括控制器,所述控制器与第一压缩机、第二压缩机、第一风机、第二风机、第一节流阀、第二节流阀、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀信号连接;所述控制器用于:

根据空调机组的预设运行模式,控制所述第一压缩机、第二压缩机、第一风机、第二风机、第一节流阀、第二节流阀、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀的工作状态,以切换空调机组的运行模式。

可选地,所述控制器具体用于:

当空调机组的除湿需求小于等于0%、且制冷需求大于0%时,控制所述第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀关闭,以及控制所述第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀打开,以使所述空调机组运行不除湿制冷的模式。

可选地,所述控制器具体用于:

当空调机组的除湿需求大于0%且小于等于100%、且制冷需求大于0%时,控制所述第五开关阀、第七开关阀关闭,以及控制所述第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第六开关阀以及第八开关阀打开,以使所述空调机组运行除湿可调和制冷可调的模式。

可选地,所述控制器具体用于:

当空调机组的除湿需求大于100%、且制冷需求大于等于0%时,控制所述第三开关阀、第六开关阀、第七开关阀关闭,以及控制所述第一开关阀、第二开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第八开关阀打开,以使所述空调机组运行强除湿和制冷可调的模式。

可选地,所述第五开关阀、第六开关阀和第八开关阀为开度可调节的开关阀;所述控制器具体用于:

根据制冷量或者除湿时的补偿加热量,调节所述第五开关阀、第六开关阀和第八开关阀的开度。

可选地,所述控制器具体用于:

当空调机组的除湿需求大于0%、且制冷需求小于0%时,控制所述第三开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀关闭,以及控制所述第一开关阀、第二开关阀、第四开关阀、第五开关阀打开,以使所述空调机组运行除湿可调和加热的模式。

可选地,所述第一制冷系统中还包括第一单向阀、第二单向阀以及第一氟泵,所述第二制冷系统中还包括第三单向阀、第四单向阀以及第二氟泵;

所述第一单向阀通过第六分支管路与所述第一压缩机并联连接,所述第二单向阀设置于所述第一冷凝器与所述第一节流阀之间的主管路上,所述第一氟泵通过第七分支管路与所述第二单向阀并联连接,所述第三单向阀通过第八分支管路连接于所述第二蒸发器的出口与所述第二冷凝器的进口之间,所述第四单向阀设置于所述第二冷凝器与所述第二节流阀之间的主管路上,所述第二氟泵通过第九分支管路与所述第四单向阀并联连接;其中,

所述第一蒸发器的出口与所述第一压缩机以及第一单向阀连接的主管路上设置有第九开关阀,所述第一冷凝器的出口与所述第二单向阀以及第一氟泵连接的主管路上设置有第十开关阀,所述第二冷凝器的出口与所述第三分支管路以及所述第九分支管路之间通过第十分支管路连接,所述第十分支管路上设置有第十一开关阀,所述第二节流阀的进口通过第十一分支管路与第四分支管路以及第九分支管路连接,所述第十一分支管路上设置有第十二开关阀;

所述控制器与所述第一氟泵、第二氟泵、第九开关阀、第十开关阀、第十一开关阀以及第十二开关阀信号连接,所述控制器具体用于:

根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制所述第一氟泵、第二氟泵、第九开关阀、第十开关阀、第十一开关阀以及第十二开关阀的工作状态,以切换空调机组的运行模式。

可选地,所述控制器具体用于:

当室外温度低于室内温度、空调机组的除湿需求大于100%、且制冷需求大于100%时,控制所述第一开关阀、第二开关阀、第六开关阀、第九开关阀、第十开关阀、第十一开关阀、第十二开关阀打开,以及控制所述第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第七开关阀以及第八开关阀关闭,以使所述空调机组运行自然冷、强除湿和高制冷的模式。

可选地,还包括第十三开关阀、第十四开关阀以及第十五开关阀,所述第二冷凝器的出口与所述第四单向阀之间的所述第九分支管路上设置有所述第十三开关阀,所述第二冷凝器的出口与所述第二氟泵的出口之间连接有第十二分支管路,所述第十二分支管路上设置有所述第十四开关阀,所述第二氟泵的进口与所述第二节流阀的进口之间连接有第十三分支管路,所述第十三分支管路上设置有所述第十五开关阀;

所述控制器与所述第十三开关阀、第十四开关阀以及第十五开关阀连接,所述控制器用于:

根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制所述第十三开关阀、第十四开关阀以及第十五开关阀的工作状态,以切换空调机组的运行模式。

可选地,所述控制器具体用于:

当室外温度高于室内温度、空调机组的除湿需求大于0%且小于等于100%、且制冷需求大于0%时,控制所述第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第七开关阀、第十一开关阀、第十二开关阀、第十三开关阀关闭,所述第五开关阀、第六开关阀、第八开关阀、第九开关阀、第十开关阀、第十四开关阀、第十五开关阀打开,以使所述空调机组运行泵热回收和制冷的模式。

基于同样的发明构思,本发明还提供一种空调机组的运行控制方法,应用于上述技术方案中提供的任意一种空调机组,包括:

获取空调机组的除湿需求和制冷需求;

根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制所述第一压缩机、第二压缩机、第一风机、第二风机、第一节流阀、第二节流阀、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀的工作状态,以切换空调机组的运行模式。

基于同样的发明构思,本发明还提供一种空调机组的运行控制装置,包括:

获取单元,用于获取空调机组的除湿需求和制冷需求;

控制单元,用于根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制所述第一压缩机、第二压缩机、第一风机、第二风机、第一节流阀、第二节流阀、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀的工作状态,以切换空调机组的运行模式。

本发明实施例提供了一种空调机组及其运行控制方法、运行控制装置,该空调机组中,第一制冷系统包括通过主管路依次回路连接的第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器以及第一节流阀,第二制冷系统包括通过主管路依次回路连接的第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器以及第二节流阀,其中,为了实现空调机组的管路的升级改造,在第一制冷系统和第二制冷系统之间还连接有第一分支管路、第二分支管路、第三分支管路、第四分支管路和第五分支管路,且由于第一分支管路至第五分支管路上分别设置有第一开关阀至第五开关阀,第一压缩机与第一冷凝器之间的主管路上设置有第六开关阀,第二蒸发器与第二压缩机之间的主管路上设置有第七开关阀,第二压缩机与第二冷凝器之间的主管路上设置有第八开关阀,通过控制第一开关阀至第八开关阀的工作状态,能够通过第一制冷系统和第二制冷系统以及连通的管路构建出不同的制冷系统,使得空调机组能够灵活的变化多种运行模式。具体地,上述空调机组能够使得第一压缩机和第二压缩机可以灵活的在并联与独立运行之间变换,进而增加空调系统冷量的调节范围;并且,能够使得第一蒸发器或第二蒸发器可以灵活的变换为蒸发器或者冷凝器,亦或变换为再热补偿加热器,进而增加系统除湿量调节范围,且不用另外设置热补偿机构,减少除湿热补偿能耗。

附图说明

图1为现有技术中的一种空调机组的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的一种空调机组的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的一种空调机组的运行状态示意图;

图4为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图5为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图6为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图7为本发明实施例提供的一种空调机组的结构示意图;

图8为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图9为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图10为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图11为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图12为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图13为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图14为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图15为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图16为本发明实施例提供的一种空调机组的结构示意图;

图17为本发明实施例提供的另一种空调机组的运行状态示意图;

图18为本发明实施例提供的一种空调机组的运行控制方法的流程图;

图19为本发明实施例提供的一种空调机组的运行控制装置的结构示意图。

图标:

11-第一蒸发器;12-第一压缩机;13-第一冷凝器;14-第一节流阀;15-第一单向阀;16-第二单向阀;17-第一氟泵;21-第二蒸发器;22-第二压缩机;23-第二冷凝器;24-第二节流阀;25-第三单向阀;26-第四单向阀;27-第二氟泵;3-第一风机;4-第二风机;

L1-第一分支管路;L2-第二分支管路;L3-第三分支管路;L4-第四分支管路;L5-第五分支管路;L6-第六分支管路;L7-第七分支管路;L8-第八分支管路;L9-第九分支管路;L10-第十分支管路;L11-第十一分支管路;L12-第十二分支管路;L13-第十三分支管路;

k1-第一开关阀;k2-第二开关阀;k3-第三开关阀;k4-第四开关阀;k5-第五开关阀;k6-第六开关阀;k7-第七开关阀;k8-第八开关阀;k9-第九开关阀;k10-第十开关阀;k11-第十一开关阀;k12-第十二开关阀;k13-第十三开关阀;k14-第十四开关阀;k15-第十五开关阀。

具体实施方式

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,本领域普通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。

请参考图2,本发明提供一种空调机组,包括第一制冷系统、第二制冷系统、第一风机3、第二风机4以及通风风道,第一制冷系统包括通过主管路依次回路连接的第一蒸发器11、第一压缩机12、第一冷凝器13、第一节流阀14,第二制冷系统包括通过主管路依次回路连接的第二蒸发器21、第二压缩机22、第二冷凝器23以及第二节流阀24,第一风机3与第一蒸发器11和第二蒸发器21相对应,第二风机4与第一冷凝器13和第二冷凝器23相对应,通风风道包括与机房连通的回风口和送风口,第一蒸发器11、第二蒸发器21和第一风机3位于通风风道内;其中,

第一蒸发器11的出口与第二压缩机22的进口之间连接有第一分支管路L1,第一分支管路L1上设置有第一开关阀k1,第一压缩机12的出口与第二压缩机22的出口之间连接有第二分支管路L2,第二分支管路L2上设置有第二开关阀k2,第一冷凝器13的出口与第二冷凝器23的出口之间连接有第三分支管路L3,第三分支管路L3上设置有第三开关阀k3,第一节流阀14的进口与第二节流阀24的进口之间连接有第四分支管路L4,第四分支管路L4上设置有第四开关阀k4,第二蒸发器21的出口与第二压缩机22的出口之间连接有第五分支管路L5,第五分支管路L5上设置有第五开关阀k5,第一压缩机12与第一冷凝器13之间连接的主管路上设置有第六开关阀k6,第二蒸发器21与第二压缩机22的之间连接的主管路上设置有第七开关阀k7,第二压缩机22与第二冷凝器23之间连接的主管路上设置有第八开关阀k8。

上述发明实施例提供的空调机组中,第一制冷系统包括通过主管路依次回路连接的第一蒸发器11、第一压缩机12、第一冷凝器13以及第一节流阀14,第二制冷系统包括通过主管路依次回路连接的第二蒸发器21、第二压缩机22、第二冷凝器23以及第二节流阀24,其中,为了实现空调机组的管路的升级改造,在第一制冷系统和第二制冷系统之间还连接有第一分支管路L1、第二分支管路L2、第三分支管路L3、第四分支管路L4和第五分支管路L5,且由于第一分支管路L1至第五分支管路L5上分别设置有第一开关阀k1至第五开关阀k5,第一压缩机11与第一冷凝器13之间的主管路上设置有第六开关阀k6,第二蒸发器21与第二压缩机22之间的主管路上设置有第七开关阀k7,第二压缩机22与第二冷凝器23之间的主管路上设置有第八开关阀k8,通过控制第一开关阀k1至第八开关阀k8的工作状态,能够通过第一制冷系统和第二制冷系统以及连通的管路构建出不同的制冷系统,使得空调机组能够灵活的变化多种运行模式。具体地,上述空调机组能够使得第一压缩机12和第二压缩机22可以灵活的在并联与独立运行之间变换,进而增加空调系统冷量的调节范围;并且,能够使得第一蒸发器11或第二蒸发器21可以灵活的变换为蒸发器或者冷凝器,亦或变换为再热补偿加热器,进而增加系统除湿量调节范围,且不用另外设置热补偿机构,减少除湿热补偿能耗。

上述空调机组中,具体地,第一压缩机12和第二压缩机22可以为定频压缩机或者变频压缩机,在这里不做限制。第一开关阀k1至第八开关阀k8可以为电磁阀、电动球阀等具有关断和导通所在管路的开关阀件,在这里不做限制。第一节流阀14和第二节流阀24可以为电子膨胀阀。第一风机3和第二风机4可以是单个风机或者由多个风机组成的风机组,在这里不做限制。

上述空调机组还可以分为室内机和室外机,第一蒸发器11、第二蒸发器21、第一压缩机12、第二压缩机22、第一节流阀14、第二节流阀24以及第一风机3可以设置在室内机内。室内机具有通风风道,通风风道具有与机房连通的回风口和送风口,第一蒸发器11、第二蒸发器21、第一风机3设置在通风风道内。而第一冷凝器13、第二冷凝器23以及第二风机4可以设置在室外机内。室内机和室外机中的具体器件可以根据实际情况选择,在这里不做限制。

上述发明实施例提供的空调机组中,还包括控制器,控制器与第一压缩机12、第二压缩机22、第一风机3、第二风机4、第一节流阀14、第二节流阀24、第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4、第五开关阀k5、第六开关阀k6、第七开关阀k7、第八开关阀k8信号连接;控制器具体可以用于:根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制第一压缩机12、第二压缩机22、第一风机3、第二风机4、第一节流阀14、第二节流阀24、第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4、第五开关阀k5、第六开关阀k6、第七开关阀k7、第八开关阀k8的工作状态,以切换空调机组的运行模式。

具体地,上述除湿需求的具体数值可以通过采集的送风口处回风的相对湿度、预设目标相对湿度、湿度死区以及湿度控制精度计算出,采集的相对湿度可通过传感器采集。具体地除湿需求计算公式可以为,当采集的相对湿度≥(预设目标相对湿度+湿度死区)时,除湿需求=(采集的相对湿度-预设目标相对湿度-湿度死区)/湿度控制精度,当采集的相对湿度<(预设目标相对湿度-湿度死区)时,除湿需求=采集的相对湿度-预设目标相对湿度+湿度死区)/温度控制精度。

上述制冷需求的具体数值可以通过采集的送风口处的送风温度、预设目标温度、温度死区以及温度控制精度计算出,采集的送风温度可以通过传感器采集。具体地制冷需求计算公式可以为,当采集的送风温度≥(预设目标温度+温度死区)时,制冷需求=(采集的送风温度-预设目标温度-温度死区)/温度控制精度,当采集的送风温度<(预设目标温度-温度死区)时,制冷需求=采集的送风温度-预设目标温度+温度死区)/温度控制精度。其中,当除湿需求大于100%时,空调机组的除湿量大于预设除湿量,要实现强除湿,才能满足除湿需求;当制冷需求大于100%时,空调机组的制冷量大于预设制冷量,要实现高制冷,才能满足制冷需求。

具体地,上述空调机组的运行模式可以分为不除湿只制冷的模式、除湿可调和制冷可调的模式、强除湿和制冷可调的模式、以及除湿可调和加热的模式等。上述四种空调机组的预设运行模式可以通过控制器控制空调机组中的各个开关阀的工作状态实现切换,进而实现空调机组的多功能制冷系统。

在一种具体的实施方式中,控制器具体用于:当空调机组的除湿需求小于等于0%、且制冷需求大于0%时,控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4、第五开关阀k5关闭,以及控制第六开关阀k6、第七开关阀k7、第八开关阀k8打开,以使空调机组运行不除湿只制冷的模式。

当空调机组的预设运行模式为不除湿只制冷的模式时,如图3所示,虚线线条上的开关阀处于关闭状态,实线线条上的开关阀处于打开状态,由于控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4、第五开关阀k5关闭,能够使得第一分支管路L1、第二分支管路L2、第三分支管路L3、第三分支管路L3、第四分支管路L4以及第五分支管路L5不导通,第一制冷系统和第二制冷系统之间相互独立不连通,空调机组的制冷系统与传统的双制冷系统相同。

具体地,在空调机组运行上述不除湿只制冷的模式时,空调机组制冷量的变化可以通过控制器调节第一压缩机12以及第二压缩机22的转速实现,或者通过控制调节运行制冷系统的数量实现,例如,空调机组的制冷需求低时,也可以只控制运行一个制冷系统,即只控制第一压缩机12工作或者只控制第二压缩机22工作,使得空调机组只运行第一制冷系统或者第二制冷系统。第一制冷系统的和第二制冷系统的过热度分别通过第一节流阀14和第二节流阀24调节。

在另一种具体的实施方式中,控制器可以具体用于:当空调机组的除湿需求大于0%且小于等于100%、且制冷需求大于0%时,控制第五开关阀k5、第七开关阀k7关闭,以及控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4、第六开关阀k6以及第八开关阀k8打开,以使空调机组运行除湿可调和制冷可调的模式。

当空调机组的运行模式为除湿可调和制冷可调的模式时,如图4所示,虚线线条上的开关阀处于关闭状态,实线线条上的开关阀处于打开状态,控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4打开,使得第一分支管路L1、第二分支管路L2、第三分支管路L3以及第四分支管路L4导通,且控制第五开关阀k5和第七开关阀k7关闭,使得第二蒸发器21连接的主管路以及第五分支管路L5不导通,进而使得第一制冷系统和第二制冷系统融合为一个制冷系统,第一压缩机12和第二压缩机22通过管路并联在一起。

上述除湿可调和制冷可调的运行模式使传统的双制冷系统空调机组变成了两个压缩机并联的单制冷系统机组,在制冷的过程中,可以通过控制第一压缩机和第二压缩机的转速来调节制冷量,能够增加空调系统冷量的调节范围,两个冷凝器同时换热可以保证足够的换热,能够使得第一压缩机12和第二压缩机22排气压力不用太高,进而保证机组的能效。可选地,在满足空调制冷量的情况下,两个冷凝器也可以只运行一个,例如,控制第六开关阀k6关闭、第八开关阀k8打开或者第八开关阀k8关闭、第六开关阀k6打开;第一蒸发器11和第二蒸发器21也可以只使用其中一个进行换热,能够减少空调机组的能效。图4中使用第一蒸发器11进行换热,但实际上还可以在第一蒸发器11连接的主管路上设置一个开关阀,关闭该开关阀,使第一蒸发器11连接的主管路不导通,而控制第七开关阀k7打开,使得第二蒸发器21连接的主管路导通,利用第二蒸发器21进行换热。

上述除湿可调和制冷可调的运行模式,在除湿的过程中,由于该制冷系统中第二蒸发器21连接的主管路不导通,使得蒸发器的换热面积减半,会使蒸发温度明显降低,空调机组的除湿量明显增大,进而能够满足各种需求下的湿负荷;而第一压缩机和第二压缩机的排量与传统的双制冷系统的空调机组相比是相同的,因此虽然蒸发温度下降导致制冷量有所下降,但能够通过控制第一压缩机和第二压缩机的工作状态,使得空调机组制冷量下降有限。

具体地,上述除湿可调和制冷可调的模式,能够适用于空调机组所在机房内各种需求下的热负荷和湿负荷。而在空调机组运行此模式时,空调机组制冷需求和除湿需求的变化可以通过控制器调节第一压缩机12和第二压缩机22的转速实现,而制冷需求低时,控制器还可以只控制第一压缩机12工作或者只控制第二压缩机22工作,使得空调机组只运行第一制冷系统或者第二制冷系统。

在另一种具体的实施方式中,控制器可以具体用于:当空调机组的除湿需求大于100%、且制冷需求大于等于0%时,控制第三开关阀k3、第六开关阀k6、第七开关阀k7关闭,以及控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第四开关阀k4、第五开关阀k5、第八开关阀k8打开,以使空调机组运行强除湿和制冷可调的模式。

当空调机组运行上述强除湿和制冷可调的模式时,如图5所示,虚线线条上的开关阀处于关闭状态,实线线条上的开关阀处于打开状态,控制器控制第七开关阀k7关闭,第二蒸发器21与第二压缩机22之间连接的主管路不导通,控制第一开关阀k1和第二开关阀k2打开,第一压缩机12和第二压缩机22通过管路实现并联,相当于一个单制冷系统。在空调机组同时制冷和除湿的过程中,通过控制打开第五开关阀k5使得第五分支管路L5导通,第二压缩机22排气用的出口与第二蒸发器21连接,使得第二蒸发器21变成一个冷凝器的功能,相当于向室内散热,通过第二蒸发器21的散热量,能够实现不同比例的室内热补偿,在低负荷的情况下,也能调节空调机组的冷量,从而能够使得室内的实际冷量调节范围到0-100%。而此时由于通过第二蒸发器21的散热量实现在低负荷下的室内热补偿,不用考虑机组的冷量和除湿量与房间的热湿比线不匹配的问题,室内机中的第一蒸发器11可以实现极强的除湿能力。

具体地,在空调机组运行强除湿和制冷可调的模式时,空调机组中控制器可以控制第一压缩机12和第二压缩机22均打开,并以固定转速运行,制冷需求的变化可以通过第二风机4的转速进行调节,例如,制冷需求大时,控制室外的第二风机4处于高转速状态,此时室内的第二蒸发器21的散热量小,整个空调机组提供的冷量大;制冷需求小时,控制室外的第二风机4处于低转速状态,此时室内的第二蒸发器21的散热量大,整个空调机组提供的冷量小。此模式下,空调机组不需要单独增加加热补偿机构,能够不增加系统的功耗,避免能量的浪费。

更进一步的,第五开关阀k5、第六开关阀k6和第八开关阀k8可以为开度可调节的开关阀;在空调机组运行强除湿和制冷可调的模式时,控制器具体可以用于:根据制冷量或者除湿时的补偿加热量,调节所述第五开关阀、第六开关阀和第八开关阀的开度。

具体地,第一压缩机12和第二压缩机22的排气通过第五开关阀k5和第八开关阀k8流入到第二冷凝器23和第二蒸发器21中,通过调节第五开关阀k5和第八开关阀k8的开度,能够按照需求分配压缩机排气,进而调节制冷系统的热补偿量。例如,当空调机组除湿时,需要的补偿加热量大的时候,可以将第五开关阀k5的开度开大、第八开关阀k8的开度开小,而当除湿时需要的补偿加热量小后,可以将第五开关阀k5的开度开小、第八开关阀k8的开度开大,这样能够实现补偿加热量的无极调节。即使不除湿、纯制冷的情况下,也可以通过调节第五开关阀k5、第八开关阀k8的开度,实现制冷量从0%到100%的无极调节。另外,第六开关阀k6也可以参与进来,可以将第三开关阀k3也打开,通过调节第六开关阀k6的开度,将适量的压缩机排气排到第一冷凝器13中,使得第一冷凝器13也参与制冷。

在另一种具体的实施方式中,控制器具体用于:当调机组的除湿需求大于0%、且制冷需求小于0%时,控制第三开关阀k3、第六开关阀k6、第七开关阀k7、第八开关阀k8关闭,以及控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第四开关阀k4、第五开关阀k5打开,以使空调机组运行除湿可调和加热的模式。

当空调机组运行除湿可调和加热模式时,如图6所示,虚线线条上的开关阀处于关闭状态,实线线条上的开关阀处于打开状态,控制器控制第六开关阀k6和第八开关阀k8关闭,使得第一冷凝器13和第二冷凝器23连接的主管路不导通,控制第五开关阀k5打开、第七开关阀k7关闭,使得第二蒸发器21与第二压缩机22之间的主管路不导通,而第二蒸发器21与第二压缩机22排气用的出口导通,控制第一开关阀k1和第二开关阀k2打开使得第一压缩机12和第二压缩机22并联,其中,第二蒸发器21可以作为冷凝器使用,第一蒸发器11依旧作为用于与室内回风进行换热的实现制冷除湿功能的蒸发器使用。空调机组运行上述除湿可调和加热模式时,空调机组中第一蒸发器11能够保证强除湿,且第二蒸发器21对室内回风中全部的热量进行了热回收,实际上热回收的热量大于空调机组的制冷量,在无制冷需求的情况下保证空调机组的除湿量。上述除湿可调和加热模式可以相当于一个除湿机,适用于机房没有冷负荷需求,但有强烈的除湿需求的情况。

具体地,当空调机组的除湿需求大于0%、制冷需求小于0%时,此时制冷需求小于0%,意味着对室内有加热作用,在此模式下,可以通过调节压缩机转速或者运行压缩机的数量来实现除湿调节。

上述发明实施例提供的空调机组中,通过切换空调机组运行不同的预设运行模式,可以实现高除湿和系统冷量0~100%的调节,增强了空调机组的适用性。上述空调机组能够配合传统的双制冷系统运行模式,使该机组能够适应更宽广范围的热湿比范围,例如,高冷低湿、高冷高湿、低冷低湿、低冷高湿等。

本发明实施例提供的空调机组中,第一制冷系统中还可以包括第一单向阀15、第二单向阀16以及第一氟泵17,第二制冷系统中还可以包括第三单向阀25、第四单向阀26以及第二氟泵27;

如图7所示,第一单向阀15通过第六分支管路L6与第一压缩机12并联连接,第二单向阀16设置于第一冷凝器13与第一节流阀14之间的主管路上,第一氟泵17通过第七分支管路L7与第二单向阀16并联连接,第三单向阀25通过第八分支管路L8连接于第二蒸发器21的出口与第二冷凝器23的进口之间,第四单向阀26设置于第二冷凝器23与第二节流阀24之间的主管路上,第二氟泵27通过第九分支管路L9与第四单向阀26并联连接;其中,第一蒸发器11的出口与第一压缩机12以及第一单向阀15连接的主管路上设置有第九开关阀k9,第一冷凝器13的出口与第二单向阀16以及第一氟泵17连接的主管路上设置有第十开关阀k10,第二冷凝器23的出口与第三分支管路L3以及第九分支管路L9之间通过第十分支管路L10连接,第十分支管路L10上设置有第十一开关阀k11,第二节流阀24的进口通过第十一分支管路L11与第四分支管路L4以及第九分支管路L9连接,第十一分支管路L11上设置有第十二开关阀k12;

控制器可以与第一氟泵17、第二氟泵27、第九开关阀k9、第十开关阀k10、第十一开关阀k11以及第十二开关阀k12信号连接,控制器具体用于:根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制第一氟泵17、第二氟泵27、第九开关阀k9、第十开关阀k10、第十一开关阀k11以及第十二开关阀k12的工作状态,以切换空调机组的运行模式。

上述发明实施例提供的空调机组中,通过控制器控制各个开关阀的工作状态,也能够实现空调机组的上述不同运行模式。

在一种具体的实施方式中,如图8所示,当空调机组的除湿需求小于等于0%、且制冷需求大于0%时,控制器可以用于控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4以及第五开关阀k5关闭,其它开关阀打开,使得第一分支管路L1、第二分支管路L2、第三分支管路L3、第四分支管路L4以及第五分支管路L5不导通,第一制冷系统和第二制冷系统之间相互独立不连通,此时空调机组的制冷系统可以实现两个相互独立的压缩机集成氟泵的制冷系统,空调机组的运行模式为不除湿和只制冷的模式。

图8中所示的空调机组的制冷系统中,第一制冷系统和第二制冷系统之间相互独立,每个制冷系统均能通过控制器控制第一压缩机12和第二压缩机22工作、第一氟泵17和第二氟泵27不工作实现通过两个压缩机制冷,例如,如图9所示,控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4、第五开关阀k5、第十一开关阀k11和第十二开关阀k12关闭,其它开关阀打开,可以实现通过第一压缩机12和第二压缩机22制冷;或者控制一个压缩机和一个氟泵工作,其它压缩机和氟泵不工作,例如,如图10所示,控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4、第五开关阀k5、第八开关阀k8和第七开关阀k7关闭,其它开关阀打开,并控制第一压缩机12和第二氟泵27工作,可以实现通过一个压缩机和一个氟泵制冷;或者在室内外温差允许的情况下控制第一氟泵17和第二氟泵27工作、第一压缩机12和第二压缩机22不工作实现两个氟泵制冷,从而节省能源,如图11所示,控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4、第五开关阀k5、第七开关阀k7以及第八开关阀k8关闭,其它开关阀打开,并控制第一氟泵17和第二氟泵27工作,可实现两个氟泵制冷。

在另一种具体的实施方式中,如图12所示,当空调机组的除湿需求大于0%且小于等于100%、且制冷需求大于0%时,控制器可以控制第四开关阀k4、第五开关阀k5、第七开关阀k7、第十二开关阀k12关闭,其它开关阀打开,能够得到一个除湿可调和制冷可调的制冷系统,以使空调机组运行除湿可调和制冷可调的模式。

在另一种具体的实施方式中,如图13所示,当空调机组的除湿需求大于100%、且制冷需求大于等于0%时,控制器可以控制第三开关阀k3、第六开关阀k6、第七开关阀k7、第十开关阀k10以及第十一开关阀k11关闭,其它开关阀打开,能够得到一个强除湿和制冷可调的制冷系统,以使空调机组运行强除湿和制冷可调的模式。

在另一种具体的实施方式中,如图14所示,当空调机组的除湿需求大于0%、且制冷需求小于0%时,控制器可以控制第三开关阀k3、第六开关阀k6、第七开关阀k7、第八开关阀k8、第十开关阀k10、第十一开关阀k11关闭,其它开关阀打开,能够得到一个除湿可调和加热的制冷系统,以使空调机组运行除湿可调和加热的模式。

上述发明实施例提供的空调机组中,在包括第一氟泵17和第二氟泵27时,空调机组不仅具有上述4种预设运行模式,还可以具有自然冷、强除湿和高制冷的模式。

在一种具体的实施方式中,控制器具体用于:当室外温度低于室内温度、空调机组的除湿需求大于100%、且制冷需求大于100%时,控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第六开关阀k6、第九开关阀k9、第十开关阀k10、第十一开关阀k11、第十二开关阀k12打开,以及控制第三开关阀k3、第四开关阀k4、第五开关阀k5、第七开关阀k7以及第八开关阀k8关闭,以使空调机组运行自然冷、强除湿和高制冷的模式。

其中,室内温度可以为机房内的温度,也可以为室内机回风口处的温度,在这里不做限制,室内温度和室外温度可以通过温度传感器测得。

当空调机组运行自然冷、强除湿和高制冷模式时,如图15所示,由于控制器控制第三开关阀k3、第四开关阀k4、第五开关阀k5、第七开关阀k7和第八开关阀k8关闭,能够形成两个不同制冷系统,其中第一个制冷系统中具有第二蒸发器21、第三单向阀25、第二冷凝器23、第二氟泵27以及第二节流阀24,可以使用氟泵利用自然冷制冷,而在第二个制冷系统中具有第一蒸发器11、第一压缩机12、第二压缩机22、第一冷凝器13、第二单向阀16以及第一节流阀14,第一压缩机12和第二压缩机22并联,能够实现高制冷强除湿的模式,因此两个制冷系统综合起来,空调的预设运行模式为:自然冷、强除湿和高制冷模式。

上述自然冷、强除湿和高制冷模式中,第一压缩机12和第二压缩机22可以采用变频压缩机,能够通过控制第一压缩机12和第二压缩机22的转速实现冷量的调节,或者根据机组所需冷量大小控制第一压缩机12和第二压缩机22两台同时运行或者一台运行。而自然冷的介入能够使得压缩机所需要提供的冷量也减少,因此该模式有节能的作用。该模式适用于热负荷大、湿负荷大,又能够部分利用自然冷的情况。

本发明实施例提供的空调机组中,如图16所示,还可以包括第十三开关阀k13、第十四开关阀k14以及第十五开关阀k15,第二冷凝器23的出口与第四单向阀26之间的第九分支管路L9上设置有第十三开关阀k13,第二冷凝器23的出口与第二氟泵27的出口之间连接有第十二分支管路L12,第十二分支管路L12上设置有第十四开关阀k14,第二氟泵27的进口与第二节流阀24的进口之间连接有第十三分支管路L13,第十三分支管路L13上设置有第十五开关阀k15;

其中,控制器与第十三开关阀k13、第十四开关阀k14以及第十五开关阀k15连接,控制器用于:根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制第十三开关阀k13、第十四开关阀k14以及第十五开关阀k15的工作状态,以切换空调机组的运行模式。

上述发明实施例提供的空调机组中,当控制器控制第十四开关阀k14和第十五开关阀k15关闭、第十三开关阀k13打开时,可以通过控制器控制其它开关阀的不同的开闭状态,能够使得空调机组运行上述不除湿只制冷的模式、除湿可调和制冷可调的模式、强除湿和制冷可调的模式、除湿可调和加热的模式以及自然冷、强除湿和高制冷的模式。

而当控制第十四开关阀k14和第十五开关阀k15打开、第十三开关阀k13关闭时,上述空调机组还可以运行泵热回收和制冷模式。

在另一种具体实施方式中,控制器具体用于:当室外温度高于室内温度、空调机组的除湿需求大于0%且小于等于100%、且制冷需求大于0%时,控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4、第七开关阀k7、第十一开关阀k11、第十二开关阀k12、第十三开关阀k13关闭,第五开关阀k5、第六开关阀K6、第八开关阀k8、第九开关阀k9、第十开关阀k10、第十四开关阀k14、第十五开关阀k15打开,以使空调机组运行泵热回收和制冷模式。

当空调机组运行泵热回收和制冷模式时,如图17所示,由于控制器控制第一开关阀k1、第二开关阀k2、第三开关阀k3、第四开关阀k4、第七开关阀k7、第十一开关阀k11、第十二开关阀k12、第十三开关阀k13关闭,能够形成两个不同的制冷系统,第一个制冷系统中包括第二蒸发器21、第二冷凝器23、第二氟泵27,由于第十四开关阀k14和第十五开关阀k15开启,能够使第二氟泵27实现转向的功能,室内侧比室外温度低时,室内原本的第二蒸发器21起到冷凝器的作用,冷凝后由泵加压至室外的第二冷凝器23(此时起到蒸发器的作用),这样可以实现通过泵循环将室外的热量吸收到室内来。而第二个制冷系统中包括第一蒸发器11、第一压缩机12、第一冷凝器13、第二单向阀16、第一节流阀14,该制冷系统正常制冷。因此,上述空调机组可以实现运行泵热回收和制冷的运行模式。当压缩机除湿时过度制冷,能够通过空调机组在此模式下运行实现除湿的温度补偿,可以实现冷量的无极调节。

基于同样的发明构思,本发明实施例还提供一种空调机组的运行控制方法,应用于上述技术方案中提供的任意一种空调机组,如图18所示,所述运行控制方法包括以下步骤:

S1801:获取空调机组的除湿需求和制冷需求;

S1802:根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制所述第一压缩机、第二压缩机、第一风机、第二风机、第一节流阀、第二节流阀、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀的工作状态,以切换所述空调机组的运行模式。

本发明实施例提供的空调机组的运行控制方法,能够通过控制第一开关阀至第八开关阀的工作状态,通过第一制冷系统和第二制冷系统以及连通的管路构建出不同的制冷系统,使得空调机组能够灵活的变化多种运行模式。具体地,能够使得第一压缩机和第二压缩机可以灵活的在并联与独立运行之间变换,进而增加空调系统冷量的调节范围;并且,能够使得第一蒸发器或第二蒸发器可以灵活的变换为蒸发器或者冷凝器,亦或变换为再热补偿加热器,进而增加系统除湿量调节范围,且不用另外设置热补偿机构,减少除湿热补偿能耗。

可选地,所述运行控制方法包括:

当空调机组的除湿需求小于等于0%、且制冷需求大于0%时,控制所述第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀关闭,以及控制所述第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀打开,以使所述空调机组运行不除湿只制冷的模式。

可选地,所述运行控制方法包括:

当空调机组的除湿需求大于0%且小于等于100%、且制冷需求大于0%时,控制所述第五开关阀、第七开关阀关闭,以及控制所述第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第六开关阀以及第八开关阀打开,以使所述空调机组运行除湿可调和制冷可调的模式。

可选地,所述运行控制方法包括:

当空调机组的除湿需求大于100%、且制冷需求大于等于0%时,控制所述第三开关阀、第六开关阀、第七开关阀关闭,以及控制所述第一开关阀、第二开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第八开关阀打开,以使所述空调机组运行强除湿和制冷可调的模式。

可选地,所述第五开关阀、第六开关阀和第八开关阀为开度可调节的开关阀;所述运行控制方法包括:

根据制冷量或者除湿时的补偿加热量,调节所述第五开关阀、第六开关阀和第八开关阀的开度。

可选地,所述运行控制方法包括:

当空调机组的除湿需求大于0%、且制冷需求小于0%时,控制所述第三开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀关闭,以及控制所述第一开关阀、第二开关阀、第四开关阀、第五开关阀打开,以使所述空调机组运行除湿可调和加热的模式。

可选地,当第一制冷系统中还包括第一单向阀、第二单向阀以及第一氟泵,第二制冷系统中还包括第三单向阀、第四单向阀以及第二氟泵时,所述运行控制方法包括:

根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制所述第一氟泵、第二氟泵、第九开关阀、第十开关阀、第十一开关阀以及第十二开关阀的工作状态,以切换所述空调机组的运行模式。

可选地,所述运行控制方法包括:

当室外温度低于室内温度、空调机组的除湿需求大于100%、且制冷需求大于100%时,控制所述第一开关阀、第二开关阀、第六开关阀、第九开关阀、第十开关阀、第十一开关阀、第十二开关阀打开,以及控制所述第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第七开关阀以及第八开关阀关闭,以使所述空调机组运行自然冷、强除湿和高制冷模式。

可选地,当空调机组还包括第十三开关阀、第十四开关阀以及第十五开关阀时,运行控制方法包括:

根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制所述第十三开关阀、第十四开关阀以及第十五开关阀的工作状态,以切换所述空调机组的运行模式。

可选地,所述运行控制方法包括:

当室外温度高于室内温度、空调机组的除湿需求大于0%且小于等于100%、且制冷需求大于0%时,控制所述第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第七开关阀、第十一开关阀、第十二开关阀、第十三开关阀关闭,所述第五开关阀、第六开关阀、第八开关阀、第九开关阀、第十开关阀、第十四开关阀、第十五开关阀打开,以使所述空调机组运行泵热回收和制冷的模式。

基于同样的发明构思,本发明还提供一种空调机组的运行控制装置,如图19所示,包括:

获取单元100,用于获取空调机组的除湿需求和制冷需求;

控制单元200,用于根据空调机组的除湿需求和制冷需求,控制所述第一压缩机、第二压缩机、第一风机、第二风机、第一节流阀、第二节流阀、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀的工作状态,以切换所述空调机组的运行模式。

本发明实施例提供的空调机组的运行控制装置中,能够通过控制第一开关阀至第八开关阀的工作状态,通过第一制冷系统和第二制冷系统以及连通的管路构建出不同的制冷系统,使得空调机组能够灵活的变化多种运行模式。具体地,能够使得第一压缩机和第二压缩机可以灵活的在并联与独立运行之间变换,进而增加空调系统冷量的调节范围;并且,能够使得第一蒸发器或第二蒸发器可以灵活的变换为蒸发器或者冷凝器,亦或变换为再热补偿加热器,进而增加系统除湿量调节范围,且不用另外设置热补偿机构,减少除湿热补偿能耗。

显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术分类

06120116334070