用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法

技术领域

本发明涉及控制空调系统的方法，具体地涉及用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法。

背景技术

冷水机组一般通过水(称为载冷剂)来传导热量，包括但不限于水冷式冷水机组和风冷式冷水机组。冷水机组可以采用蒸气压缩式制冷循环(例如使用螺杆式压缩机或涡旋式压缩机)或吸收式制冷循环。采用蒸气压缩式制冷循环的冷水机组是先用制冷剂(例如氟利昂或其它替代品)给水降温(制冷)或加热(制热)到一定温度(称为“出水温度”或“供水温度”)；被降温或加热的水再被输送到中央空调系统的换热盘管里以给空气降温或升温；被降温或升温的空气然后被送入需要制冷或加热的空间(受调节空间)，比如办公室等；将热量传递给空气的水被升温或降温到一定温度(称为“回水温度”)后再回到冷水机组以重新被降温或加热，从而开始新的制冷或制热循环。

冷水机组目前已经得到广泛的应用，例如发展成为中央空调的一种。同时，冷水机组的各种不同的功能也被逐步完善，例如同一冷水机组可以满足制冷、制热、制热水和热回收的多种需求。用户通过遥控器或用户终端上的按键来选择不同的功能模式，例如当用户需要制冷时，就选择制冷模式；当用户需求制热水时，就选择制热水模式；当既需要制冷又需要制热水时，就选择热回收模式。这些功能模式的选择都需要用户通过线控器进行操作，因此无法实现机组的智能控制，并且操作的便捷性也不够。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有冷水机组的运行模式无法自动切换的技术问题，本发明提供一种用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法，所述冷水机组具有多种运行模式并且包括提供热水的水箱，所述控制方法包括：建立所述冷水机组的水温设定值和水箱温度设定值；基于所述水温设定值和水箱温度设定值划分多个负荷需求区，并且从所述多种运行模式中为每个负荷需求区选择一种对应的运行模式；测量所述冷水机组的实际水温和实际水箱温度；基于测量的实际水温和实际水箱温度选择所述多个负荷需求区中的一个，并且根据选择的负荷需求区将所述冷水机组自动切换到所述对应的运行模式。

在上述用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法包括预定值回差控制。

在上述用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的优选技术方案中，所述预定值回差控制包括2摄氏度回差控制。

在上述用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的优选技术方案中，所述多种运行模式包括制冷模式、制热模式、制热水模式、热回收模式、制热优先模式和待机模式。

在上述用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法包括夏季控制模式和冬季控制模式，在所述夏季控制模式下，建立制冷水温设定值和第一水箱温度设定值，并且基于所述制冷水温设定值和第一水箱温度设定值划分所述多个负荷需求区；在所述冬季控制模式下，建立制热水温设定值和第二水箱温度设定值，并且基于所述制热水温设定值和第二水箱温度设定值划分所述多个负荷需求区。

在上述用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的优选技术方案中，所述制冷水温设定值为12℃，并且所述制热水温设定值为45℃。

在上述用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的优选技术方案中，所述第一水箱温度设定值为40℃，并且所述第二水箱温度设定值为50℃。

在上述用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的优选技术方案中，在所述夏季控制模式下，所述冷水机组包括制冷模式、制热水模式、热回收模式和待机模式；在所述冬季控制模式下，所述冷水机组包括制热模式、制热水模式、制热优先模式和待机模式。

在上述用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的优选技术方案中，在所述夏季控制模式和冬季控制模式之间能够基于环境温度自动切换或通过手动设置。

在上述用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的优选技术方案中，所述多个负荷需求区包括九个负荷需求区。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的技术方案中，首先根据建立的冷水机组的水温设定值和水箱温度设定值划分多个负荷需求区，并且为每个负荷需求区选择一种对应的运行模式。在冷水机组运行或待机时，测量冷水机组的实际水温和实际水箱温度。基于测量的实际水温和实际水箱温度选择多个负荷需求区中的一个，并且根据选择的负荷需求区将冷水机组自动切换到对应的运行模式。这种基于实际负荷需求变化自动选择冷水机组的运行模式的控制方法不仅实现了冷水机组的智能控制，而且进一步地提高了用户操作的便捷性。

优选地，本发明的控制方法采用预定值回差控制，例如2摄氏度回差控制，能够避免冷水机组的水温在临界值附近波动所造成的运行模式之间频繁转化和/或冷水机组的频繁启停的问题。

优选地，本发明的控制方法设置夏季控制模式和冬季控制模式能够分别符合用户在某一时间段内的主要需求，例如制冷或制热。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的流程图；

图2是本发明用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的夏季控制模式的实施例的流程图；

图3是本发明用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的冬季控制模式的实施例的流程图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

为了解决现有冷水机组的运行模式无法自动切换的技术问题，本发明提供一种用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法。该冷水机组具有多种运行模式并且包括提供热水的水箱。该控制方法包括：建立冷水机组的水温设定值和水箱温度设定值(步骤S1)；基于所述水温设定值和水箱温度设定值划分多个负荷需求区，并且从多种运行模式中为每个负荷需求区选择一种对应的运行模式(步骤S2)；测量冷水机组的实际水温和实际水箱温度(步骤S3)；基于测量的实际水温和实际水箱温度选择所述多个负荷需求区中的一个，并且根据选择的负荷需求区将所述冷水机组自动切换到所述对应的运行模式(步骤S4)。

在一种或多种实施例中，多种运行模式包括制冷模式、制热模式、制热水模式、热回收模式、制热优先模式和待机模式。“制冷模式”通常是指室外空调机组进行制冷运转并将冷量传输给水系统，进而通过该水系统实现用户室内侧的制冷需求的运行模式。“制热模式”通常是指室外空调机组进行制热运转并将热量传输给水系统，进而通过该水系统实现用户室内侧的制热需求的运行模式。“制热水模式”通常是指室外空调机组进行制热运转并将热量传输给水系统，然后将热水储存在水箱当中，以便实现用户室内侧的制热水需求的运行模式。“热回收模式”通常是指室外空调机组同时进行制冷和制热水运转并将制冷散发的热量传输给制热水侧的水系统，然后热水被储存在水箱当中，以便实现用户室内侧的同时制冷和制热水需求的运行模式。“待机模式”通常是指冷水机组处于通电但停止工作的状态。“制热优先模式”通常是指在同时存在制热和制热水需求的情况下首先满足制热需求的模式，即冷水机组默认制热优先，因此冷水机组先进入制热模式。

在本文中所提及的“水温设定值”一般是指冷水机组的回水温度的设定值。相应地，实际水温也是指冷水机组的实际回水温度。替代地，根据实际需要，水温设定值也可以是冷水机组的供水温度的设定值。在这种情况下，实际水温也应该是实际的供水温度。

在本文中所提交的冷水机组可以是采用蒸气压缩式制冷循环的冷水机组(例如螺杆式冷水机组或涡旋式冷水机组)，也可以是采用吸收式制冷循环的冷水机组(例如溴化锂吸收式冷水机组)，但是不限于这些类型的冷水机组。另外，这些冷水机组都配有储存和提供热水的水箱。

在本文中提及的操作步骤除非有明确的说明，在操作顺序上没有先后的要求，例如有些操作步骤可以同时实施。

图1是本发明用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法的流程图。如图1所示，针对具有多种运行模式和提供热水的水箱的冷水机组，在步骤S1中，该控制方法首先建立冷水机组的水温设定值和水箱温度设定值。在步骤S2中，该控制方法基于建立的水温设定值和水箱温度设定值将用户的负荷需求分为多个负荷需求区，并且从多种运行模式中为每个负荷需求区选择一种对应的运行模式。当冷水机组在运行或待机时，通过步骤S3测量冷水机组的实际水温和实际水箱温度。最后，在步骤S4中，基于测量的实际水温和实际水箱温度从多个负荷需求区中选择一个负荷需求区，并且根据选择的负荷需求区将冷水机组自动切换到对应的运行模式。

在一种或多种实施例中，本发明的控制方法包括夏季控制模式和冬季控制模式。在夏季控制模式下，冷水机组可以包括制冷模式、制热水模式、热回收模式和待机模式，并且可以基于负荷需求在这些模式之间进行自动转换。在冬季控制模式下，冷水机组可以包括制热模式、制热水模式、制热优先模式和待机模式，并且可以基于负荷需求在这些模式之间进行自动转换。在夏季控制模式和冬季控制模式之间的转换可以基于外界环境温度进行自动切换或进行手动设置。

在一种或多种实施例中，夏季控制模式和冬季控制模式均采用预定值回差控制。该预定值回差控制是针对水温设定值和水箱温度设定值进行的回差控制。所述的预定值例如可以为2摄氏度。替代地，预定值也可以采用低于2摄氏度或高于2摄氏度的预定值。这种回差控制能够增加冷水机组的稳定性，避免冷水机组的频繁启停。例如，在制冷模式下，当冷水机组不采用回差控制时，假如水温设定值为10℃，那么当冷水机组的水温低于10℃时，该冷水机组马上就会停机；当室内负荷较大时，水温会很快升至10℃以上，冷水机组因此又马上开启，从而造成冷水机组的频繁起停。当冷水机组有2摄氏度的回差时，当水温设定值为10℃时，那么冷水机组在水温低于10℃-2℃即8℃时，冷水机组停机；当冷水机组停机后，水温会不断上升，当达到10℃+2℃即12℃时，冷水机组才启动。因此该回差控制方法能够有效降低冷水机组的启停次数，降低能耗，并且延长相应部件的使用寿命。

图2是本发明用于自动切换冷水机组的运行模式的夏季控制模式的实施例的流程图。在一种或多种实施例中，在夏季控制模式中，冷水机组具有多个运行模式：制冷模式、制热水模式、热回收模式和待机模式。如图2所示，在该实施例中，用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法首先建立冷水机组的制冷水温设定值和第一水箱温度设定值(步骤S1’)。在步骤S2’中，基于制冷水温设定值和第一水箱温度设定值划分多个负荷需求区，并且从多个运行模式中为每个负荷需求区选择一个对应的运行模式。在步骤S3中，在冷水机组运行或待机的情况下，测量冷水机组的实际水温和实际水箱温度。最后，在步骤S4中，基于测量的实际水温和实际水箱温度选择多个负荷需求区中的一个，并且根据选择的负荷需求区将冷水机组自动切换到对应的运行模式。

在一种或多种实施例中，在夏季控制模式中，基于制冷水温设定值和第一水箱温度设定值可以划分出九个负荷需求区。例如，如下表1所示，以冷水机组的水温为纵坐标，并且以水箱温度为横坐标，通过第一水箱温度设定值、制冷水温设定值和2摄氏度的回差，可以将负荷需求分为九个负荷需求区(形成九宫格)：A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3。例如，当冷水机组的实际水温高于制冷水温设定值+2，而实际水箱温度低于第一水箱温度设定值-2时，实际的负荷需求就会落入A1的区域中。因此实际水温和实际水箱温度的变化代表了实际负荷需求的变化，从而使实际负荷需求落入不同的负荷需求区。在一种或多种实施例中，第一水箱温度设定值可以为40℃，而制冷水温设定值可以为12℃。替代地，在其它实施例中，第一水箱温度设定值和制冷水温设定值也可以分别采用其它适合的数值。替代地，在其它实施例中，负荷需求区不限于九个，而是根据实际需要可以少于或多于九个。

表1：

针对上述九个负荷需求区的每一个，可以选择对应的运行模式。例如，如下表2所示，在负荷需求区A1内，由于实际水温高同时实际水箱温度又低的情形，同时存在制冷和供热水的需求，因此为A1区选择了热回收模式。换言之，当冷水机组的实际水温高于制冷水温设定值+2，同时实际水箱温度低于第一水箱温度设定值-2时，冷水机组将自动切换到热回收模式。继续参考表2，负荷需求区A2和A3都对应制冷模式，负荷需求区B1和C1对应制热水模式，负荷需求区B2、B3、C2、和C3则都对应待机模式。

表2：

“1”表示需要运行；“0”表示不需要运行

图3是本发明用于自动切换冷水机组的运行模式的冬季控制模式的实施例的流程图。在一种或多种实施例中，在冬季控制模式中，冷水机组同样具有多个运行模式：制热模式、制热水模式、制热优先模式和待机模式。如图3所示，在该实施例中，用于自动切换冷水机组的运行模式的控制方法首先建立冷水机组的制热水温设定值和第二水箱温度设定值(步骤S1”)。在步骤S2”中，基于制热水温设定值和第二水箱温度设定值划分多个负荷需求区，并且从多个运行模式中为每个负荷需求区选择一个对应的运行模式。在步骤S3中，在冷水机组运行或待机的情况下，测量冷水机组的实际水温和实际水箱温度。最后，在步骤S4中，基于测量的实际水温和实际水箱温度选择多个负荷需求区中的一个，并且根据选择的负荷需求区将冷水机组自动切换到对应的运行模式。

在一种或多种实施例中，在冬季控制模式中，基于制热水温设定值和第二水箱温度设定值也可以划分出九个负荷需求区。例如，如下表3所示，以冷水机组的水温为纵坐标，并且以水箱的温度为横坐标，通过第二水箱温度设定值、制热水温设定值和2摄氏度的回差，可以将负荷需求分为九个负荷需求区(形成九宫格)：A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3。例如，当冷水机组的实际水温高于制热水温设定值+2，而实际水箱温度低于第二水箱温度设定值-2时，实际的负荷需求就会落入A1的区域中。在一种或多种实施例中，第二水箱温度设定值可以为50℃，而制热水温设定值可以为45℃。替代地，在其它实施例中，根据实际需要，第二水箱温度设定值和制热水温设定值也可以分别采用其它适合的数值。

表3：

针对冬季控制模式的九个负荷需求区的每一个，同样可以选择对应的运行模式。例如，如下表4所示，在负荷需求区A1内，由于实际水温高同时实际水箱温度又低的情形，不存在制热的需求，但存在供热水的需求，因此为A1区选择了制热水模式。换言之，在冬季，当冷水机组的实际水温高于制热水温设定值+2，同时实际水箱温度低于第二水箱温度设定值-2时，冷水机组将自动切换到制热水模式。类似地，负荷需求区B1也对应制热水模式。继续参考表4，负荷需求区A2、A3、B2、B3都对应待机模式，负荷需求区C1对应制热优先模式，而负荷需求区C2和C3则都对应制热模式。

表4：

“1”表示需要运行；“0”表示不需要运行

通过在夏季和冬季控制模式下的运行模式自动转化，本发明的控制方法可实现冷水机组的智能化操作，而无需人为通过手动操作进行运行模式转换，因此有效提高了冷水机组的便捷性。冷水机组在夏季时，可以自动进入到热回收模式(例如全热回收)，还能实现对冷水机组在制冷时散发出的热量的回收利用，因此降低了冷水机组的能耗，实现了冷水机组的节能性。本发明的控制方法通过回差控制，又有效避免了冷水机组在水温处于临界值附近时的频繁启停，减少了部件的频繁动作，并且增加了冷水机组的使用寿命。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。