CN102927651B - 水温自适应水源空调***及其控制方法 - Google Patents
水温自适应水源空调***及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种空调***，具体地说，涉及一种水温自适应水源空调***，提供了一种可使用多种水源形式和水温范围的空调***。机组默认的水侧冰点是0℃，适用于常规水源的场合。对应增加了防冻液的水溶液，用户可以把配置溶液的冰点输入给机组，机组将根据不同的冰点值，自动计算出最优的运行状态。本发明的室外机控制器上设置可输入水溶液冰点值的输入模块，既能保证机组发挥出最大的制热能力，又能保证机组安全不结冰。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调***，具体地说，涉及一种水温自适应水源空调***。
背景技术
在目前全球能源紧张，我们国家大力号召利用可再生能源的大背景下，空调行业对利用水源作为空调的冷热源来制冷制热的研究和利用，逐渐发展起来。但空调的水源形式多种多样，有城市废水、江河湖海水、地下水、地下环路水等等。这些水源形式温度差异比较大，从零下十几度到零上四十几度，目前市场上一般的水源式空调(热泵)***都是对应某一种或两种水源形式。尤其是对于地下环路式的***，由于水温经常会在0℃以下，需要增加防冻液，而目前的空调均是固定对应一个冰点值，要求厂外施工时配置的水溶液也要对应此冰点。配置溶液的冰点值高了，机组就会结冰冻裂；配置溶液的冰点值低了，就要增加防冻液成本。这样使得水源式空调(热泵)***在市场上种类繁多，既不利于水源空调市场的做大做精，又不利于用户选择，容易产生使用上的问题。
发明内容
本发明克服上述缺陷，提供了一种可使用多种水源形式和水温范围的空调***。机组默认的水侧冰点是0℃，适用于常规水源的场合。对应增加了防冻液的水溶液，用户可以把配置溶液的冰点输入给机组，机组将根据不同的冰点值，自动计算出最优的运行状态。既能保证机组发挥出最大的制热能力，又能保证机组安全不结冰。
本发明的水温自适应水源空调***的技术方案是这样的：其包括空调室内机、空调室外机，空调室外机包括变频压缩机、气液分离器、过冷却器、电子膨胀阀、热交换器、四通阀，它们顺次连接形成回路，空调室外机还包括压力传感器，压力传感器包括高压传感器和低压传感器，高压传感器和低压传感器分别连接在压缩机的排气侧和回气侧，空调室外机设置控制器，上述部件都和控制器连接，由控制器进行综合调控，热交换器上设置气管温度传感器、液管温度传感器、水溶液温度传感器，它们也和控制器连接，水溶液温度传感器包括进水温度传感器、出水温度传感器，控制器上设置可输入水溶液冰点值的输入模块。
本发明的控制方法的技术方案是这样的：其包括下列步骤：
a) 建立冷媒蒸发温度和低压压力值PS1（蒸发压力）一一对应的数据库，并设定水溶液的冰点值=蒸发温度+水和冷媒的换热温差；
b) 通过输入模块输入水溶液的冰点值；
c) 控制器根据输入的冰点值从数据库中寻找对应的低压压力值PS1；
d) 步骤c的同时压力传感器检测空调的实测低压压力值PS，然后比较PS和PS1，如果PS值大于PS1的值，进入步骤e；如果PS值小于等于PS1的值，进入步骤f；
e) 控制器控制压缩机升频，升频的同时检测是否能达到室内机的制热需求的频率，如果能达到要求回步骤c，如果达不到要求继续升频；
f) 压缩机降频，同时检测PS1值是否达到PS1+设定值1，如果达不到，压缩机继续降频；如果能达到就维持此频率并进入步骤g；
g) 检测PS1值是否达到PS1+设定值2，如果达不到，压缩机继续维持步骤g的压缩机频率；如果能达到就进入步骤e。
设定值1根据不同的冷媒，不同的***设计，其值有所不同，设置为0.02~0.04兆帕斯卡,，优选地设置为0.03兆帕斯卡。
设定值2根据不同的冷媒，不同的***设计，其值有所不同，设置为0.05~0.07兆帕斯卡，优选地设置为0.06兆帕斯卡。
本发明的水温自适应的智能水源空调(热泵)***具有下列优点：
1）对于不同的水源，不同的水温条件，只需要一种空调(热泵)***，便于零部件的通用化设计，降低材料成本和管理成本。
2）用户可根据各自的安装条件，自由选择水源，配置不同冰点的水溶液，均能使机组发挥最大的制热能力；
3）室外机控制器设置输入端口，方便施工人员输入水侧的冰点值。
附图说明
图1是本发明的水温自适应水源空调***的结构示意图；
图2是本发明的压缩机频率调节示意图。
1-高压传感器、2-四通阀、3-低压传感器、4-气管温度传感器、5-出水温度传感器、6-进水温度传感器、7-电子膨胀阀、8-电子膨胀阀、9-液管温度传感器、10-过冷却器、11-气液分离器、12-变频压缩机、13-热交换器。
具体实施方式
实施例1：
本发明的水温自适应水源空调***其包括空调室内机、空调室外机，空调室外机包括变频压缩机12、气液分离器11、过冷却器10、电子膨胀阀8和9、热交换器13、四通阀2，它们顺次连接形成回路，空调室外机还包括压力传感器，压力传感器包括高压传感器1和低压传感器3，高压传感器1和低压传感器3分别连接在压缩机的排气侧和吸气侧，空调室外机设置控制器，上述部件都和控制器连接，由控制器进行综合调控，热交换器上设置气管温度传感器4、液管温度传感器9、水溶液温度传感器，它们也和控制器连接，水溶液温度传感器包括进水温度传感器6和出水温度传感器5，控制器上设置可输入水溶液冰点值的输入模块。
其控制流程是这样的，
a) 建立冷媒蒸发温度和低压压力值PS1（蒸发压力）一一对应的数据库，并设定水溶液的冰点值=蒸发温度+水和冷媒的换热温差；
b) 通过输入模块输入水溶液的冰点值;
c) 控制器根据输入的冰点值从数据库中寻找对应的低压压力值PS1;
d) 步骤c的同时压力传感器检测空调的实测低压压力值PS，然后比较PS和PS1，如果PS值大于PS1的值，进入步骤e；如果PS值小于等于PS1的值，进入步骤f;
e) 控制器控制压缩机升频，升频的同时检测是否能达到室内机的制热需求的频率，如果能达到要求回步骤c，如果达不到要求继续升频;
f) 压缩机降频，同时检测PS1值是否达到PS1+0.03兆帕斯卡，如果达不到，压缩机继续降频；如果能达到就维持此频率并进入步骤g;
g) 检测PS1值是否达到PS1+0.06兆帕斯卡，如果达不到，压缩机继续维持步骤g的压缩机频率；如果能达到就进入步骤e。
本发明的水温自适应水源空调***制冷***中所能达到的最低温度就是冷媒的蒸发温度。而冷媒的蒸发温度和蒸发压力是一一对应的，所以只要控制机组的低压压力，即能控制机组的蒸发温度，也就能控制机组中水溶液不结冰。例如，纯水的冰点是0℃，考虑到水和冷媒的换热温差按4℃计算，则冷媒的蒸发温度最低可以到-4℃，而-4℃对应的蒸发压力是0.6MPa(即为Ps1值)，所以控制***的低压压力大于0.6MPa即可。在实际控制中，机组可以采用PID的控制，使低压压力逐渐接近0.6MPa而不低于0.6MPa，这样既能保证机组发挥最大的制热能力，又能保证机组不结冰。
实施例2：
本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的Ps1值为0.51MPa，其可对应冰点为-5℃的水溶液
实施例3：
本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的Ps1值为0.42MPa，其可对应冰点为-10℃的水溶液。
Claims (6)
1.一种水温自适应水源空调***，其包括空调室内机、空调室外机，空调室外机包括变频压缩机、气液分离器、过冷却器、电子膨胀阀、热交换器、四通阀，它们顺次连接形成回路，空调室外机还包括压力传感器，压力传感器包括高压传感器和低压传感器，高压传感器和低压传感器分别连接在压缩机的排气侧和吸气侧，空调室外机设置控制器，上述部件都和控制器连接，由控制器进行综合调控，其特征在于，热交换器上设置气管温度传感器、液管温度传感器、水溶液温度传感器，它们也和控制器连接，水溶液温度传感器包括进水温度传感器、出水温度传感器，控制器上设置可输入水溶液冰点值的输入模块。
2.一种权利要求1所述的水温自适应水源空调***的控制方法，其特征在于，其包括下列步骤：
1、建立冷媒蒸发温度和低压压力值PS1（蒸发压力）一一对应的数据库，并设定水溶液的冰点值=蒸发温度+水和冷媒的换热温差；
2、通过输入模块输入水溶液的冰点值；
3、控制器根据输入的冰点值从数据库中寻找对应的低压压力值PS1；
4、步骤3的同时压力传感器检测空调的实测低压压力值PS，然后比较PS和PS1，如果PS值大于PS1的值，进入步骤5；如果PS值小于等于PS1的值，进入步骤6；
5、控制器控制压缩机升频，升频的同时检测是否能达到室内机的制热需求的频率，如果能达到要求回步骤3，如果达不到要求继续升频；
6、压缩机降频，同时检测PS1值是否达到PS1+设定值1，如果达不到，压缩机继续降频；如果能达到就维持此频率并进入步骤7；
7、检测PS1值是否达到PS1+设定值2，如果达不到，压缩机继续维持步骤7的压缩机频率；如果能达到就进入步骤5。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，设定值1根据不同的冷媒，不同的***设计，设置为0.02~0.04兆帕斯卡。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，设定值1设置为0.03兆帕斯卡。
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，设定值2根据不同的冷媒，不同的***设计，设置为0.05~0.07兆帕斯卡。
6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，设定值2设置为0.06兆帕斯卡。
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