CN103615788B - 一种空调机的控制方法 - Google Patents

一种空调机的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种空调机的控制方法，该方法包括：在空调处于待机状态时，获取室外环境温度并存储；比较该室外环境温度与预设温度阈值的大小，确定所述室外环境温度所处区间；根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况。由于采用该控制方法的空调机可以根据该空调机所处的室外环境进行选择所对应的工况，且不同的工况所运行的设备有所不同，相较于无选择性地同时运行主热泵***和新风热泵***而言，能够获得更好的舒适效果并节约能源。

Description

一种空调机的控制方法
技术领域
本发明涉及一种空调机，更具体地说，涉及一种空调机的控制方法。
背景技术
空调即房间空气调节器（roomairconditioner），是一种用于给房间（或封闭空间、区域）提供处理空气的机组。现有的空调机大多采用对流换热方式为室内供冷或采暖，具体地，空调末端装置采用风机盘管，风机盘管中预设有风机，在风机的作用下不断的循环所在区域的空气，使空气通过制冷剂（或冷热水）盘管后被冷却（加热），以保持房间温度的恒定。由于这种供冷或采暖方式为对流换热，室内温度不均匀，无论供冷或采暖，室内温差一般大于10℃甚至超过20℃。局部冷热风气流过大，造成人体不舒适、局部受凉甚至致病。
为了解决上述问题，在空调机的末端采用辐射盘管，辐射盘管内部通冷冻水（或热水），并直接置于建筑表面结构（天面或地面），辐射盘管内的冷冻水（或热水），以辐射方式对特定区域进行供冷或采暖。采用此结构的空调机，虽然从一定程度上达到均匀供冷或采暖的目的，但是辐射盘管的水循环回路首先需与空调机的制冷回路的换热器（蒸发器或冷凝器）进行热交换后再与室内空气进行换热，增加了中间换热环节和水循环配送动力设备的能耗，换热效率低***安装复杂。
为了解决上述问题发明人发明出一种空调机，包括新风热泵***、主热泵***和设置在所述建筑物表面，且作为所述主热泵***末端的直膨式强冷热辐射板，所述直膨式强冷热辐射板内部供所述主热泵***内的制冷剂循环。由于该空调机将直膨式强冷热辐射板的作为主热泵***末端，主热泵***的制冷剂直接通过直膨式强冷热辐射板与空气进行热交换，无需进行制冷剂回路与水循环回路的二次换热，减少中间换热损失，换热效率和热利用率高，同时省去了水循环配送动力设备，减少了能耗，简化了安装。由于上述空调机具备主热泵***和新风热泵***，两个热泵***无选择性地同时运行势必会造成与人们所需求的舒适性不一致并且浪费能源。
综上所述，如何通过控制好室内温度和湿度来提高室内舒适性且降低能源浪费，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种热泵***以及空调机，以实现通过控制好室内温度和湿度来提高室内舒适性且降低能源浪费的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种空调机的控制方法，该方法包括：
在空调处于待机状态时，获取室外环境温度并存储；
比较该室外环境温度与预设温度阈值的大小，确定所述室外环境温度所处区间；
根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况。
优选地，上述控制方法中，所述预设温度阈值包括第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值、第四温度阈值、第五温度阈值和第六温度阈值。
优选地，上述控制方法中，所述根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况包括：
当室外环境温度小于第一温度阈值时，控制主热泵***和新风热泵***制热，且主热泵***提供部分预热新风；
当室外环境温度大于或等于第一温度阈值且小于第二温度阈值时，控制主热泵***制热，新风热泵***关闭；
当室外环境温度大于或等于第二温度阈值且小于第五温度阈值时，控制主热泵***和新风热泵***同时关闭；
当室外环境温度大于或等于第五温度阈值且小于第六温度阈值时，控制主热泵***制冷，新风热泵***制冷；
当室外环境温度大于或等于第六温度阈值时，控制主热泵***和新风热泵***制冷，且主热泵***参与除湿。
优选地，上述控制方法中，所述根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况之后还包括：
获取室内环境湿度并存储；
比较该室内环境湿度与预设湿度阈值的大小，确定所述室内环境湿度所处区间；
根据所述室内环境湿度所处区间，运行对应的工况。
优选地，上述控制方法中，所述预设湿度阈值包括第一湿度阈值、第二湿度阈值和第三湿度阈值。
优选地，上述控制方法中，所述根据所述室内环境湿度所处区间，运行对应的工况包括：
当室内环境湿度小于第一湿度阈值时，加湿器对室内进行加湿；当室内环境湿度大于或等于第一湿度阈值且小于第二湿度阈值时，加湿器和新风热泵***关闭；
当室内环境湿度大于或等于第三湿度阈值时，新风热泵***除湿。
优选地，上述控制方法中，所述根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况之后还包括：
获取室内环境温度并存储；
比较所述室内环境温度与第三温度阈值和第四温度阈值的大小；
当主热泵***处于制冷工况时且室内环境温度小于第四温度阈值时，控制主热泵***关闭；
当主热泵***处于制热工况时且室内环境温度大于第四温度阈值时，控制主热泵***关闭；
当新风热泵***处于除湿工况时且室内环境温度小于第三温度阈值时，控制预热风阀开启。
本发明的控制方法包括：在空调处于待机状态时，获取室外环境温度并存储；比较该室外环境温度与预设温度阈值的大小，确定所述室外环境温度所处区间；根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况。由于采用该控制方法的空调机可以根据该空调机所处的室外环境进行选择所对应的工况，且不同的工况所运行的设备有所不同，相较于无选择性地同时运行主热泵***和新风热泵***而言，能够获得更好的舒适效果并节约能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明实施例所提供空调机的结构示意图；
图2至9图为本发明实施例所提供的空调机的控制方法流程示意图。
其中，图1中：
11为主热泵***、12为工质出口、13为工质回口、14为热源侧进风口、15为新风进口、16为排风口、17为新风出口、21为直膨式强冷热辐射板、22为工质出口、23为工质回口、31为室内、32为安装口、33为安装口、34为回风出口、35为回风进口、36为回风管、51为空气热交换芯、52为第一污风出口、53为第一新风出口、54为第二污风出口、55为第二新风出口、56为回风进口、61为新风热泵***、62为排风口、63为新风出口、64为新风进口、65、热源测进风口、66、加湿器、67预热风阀、7为多级空气过滤器。
具体实施方式
以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
本发明所公开的空调机包括提供一种热泵***及空调机，以实现通过控制好室内温度和湿度来提高室内舒适性且降低空调机的能耗为目的。
请参阅图1所示，该空调机包括主热泵***11和新风热泵***61，该主热泵***11中工质出口12通过工质进管与直膨式强冷热辐射板21的工质进口22连通，且该工质进管穿过室内31的安装口32，主热泵***11中的工质回口13通过工质回管与直膨式强冷热辐射板21的工质出口23连通，该工质回管亦穿过室内31的安装口33，当然安装口32和安装口33可以为同一安装口。上述主热泵***同时承担室内31的显热负荷（辐射传热）和潜热负荷（新风预冷除湿或预热加湿）。
新风热泵***61的新风出口63与室内31新风进口35连接。如室内31保温效果好，或显热负荷小，通常可使该主热泵***11处于间歇运行工作状态，一方面可以减少主热泵***11较大功率的运行能耗，另一方面可降低主热泵***11长期运行会缩短设备的使用寿命的可能性，那么本发明实施例中的新风热泵***61在主热泵***11停止运行时承担过滤预冷除湿新风或预热（加湿）新风的输送工作，从而达到人们满意的空气湿度和品质。
为了节约能耗，主热泵***11和新风热泵***61之间还设置有空气热交换芯51，空气热交换芯51的第一新风出口53与新风热泵***61的新风进口64连接；空气热交换芯51的第二新风出口55与主热泵***11的新风进口15连接；空气热交换芯51的第一污风出口52与新风热泵***61热源侧进风口65连接；空气热交换芯51的第二污风出口54与主热泵***11的热源侧进风口14连接；空气热交换芯51的回风进口56用于与室内31回风出口34连接。
主热泵***11的新风出口17通过管路与室内31的新风进口35连通；新风热泵***61的排风口62直接与外界连通；新风热泵***61的新风出口63通过管路与室内31的新风进口35连通，其中，为了方便对新风的加湿和加热，在新风热泵***61的新风进口64与新风出口63之间设置有用于对新风进行加湿的加湿器66以及用于对新风进行加热的预热风阀67，该预热风阀与新风热泵***61的热源侧连接。
为了提高新风进入室内31的空气质量，在空气热交换芯51的新风进口（未标注）处还设置有多级空气过滤器7。
本发明实施例还公开了一种空调机的控制方法，如图2所示，该方法包括：
步骤S101、在空调处于待机状态时，获取室外环境温度（后续简称T外）并存储；
步骤S102、比较该室外环境温度与预设温度阈值的大小，确定所述室外环境温度所处区间；
为了进一步节约能源本发明实施例中，所述预设温度阈值包括第一温度阈值（后续简称T1）、第二温度阈值（后续简称T2）、第三温度阈值（后续简称T3）、第四温度阈值（后续简称T4）、第五温度阈值（后续简称T5）和第六温度阈值（后续简称T6）。通过设置多个温度阈值，使得空调机控制过程更加精准，在降低能源浪费的同时能够进一步提高人们的舒适感。为了提高舒适度，本发明实施例中，第一温度阈值取10℃，第二温度阈值取15℃，第三温度阈值取20℃，第四温度阈值取23℃，第五温度阈值取25℃，第六温度阈值取32℃。
其中，当T外＜T1时，该空调机对应强热工况；当T1≤T外＜T2时，该空调机对应制热工况；当T2≤T外＜T5时，该空调机对应冷冻除湿升温新风工况和自然新风工况；当T5≤T外＜T6时，该空调机对应预冷新风工况和制冷工况；当T6≤T外时，该空调机对应强冷工况。
步骤S103、根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况。
由上述描述可知，对于强热工况，主热泵***11和新风热泵***61均制热，且主热泵***提供部分预热新风；对于制热工况，主热泵***11制热，新风热泵***61关闭，对于预热新风工况，主热泵***11关闭，新风热泵***61制热；对于自然新风工况，主热泵***11和新风热泵***61均关闭；对于单独除湿新风工况，主热泵***11关闭，新风热泵***61制冷或制冷除湿后升温新风工况；对于制冷工况，主热泵***11制冷，新风热泵***61处于制冷除湿工况；对于强冷工况，主热泵***11和新风热泵***61均制冷，且主热泵***11提供部分除湿新风。
由于室外温度能确定该空调机大致需要运行的工况，但是，由于室内中会存在其他的电器设备会影响到室内环境的温度或者湿度，因此，为了更加准确地控制该空调机，本发明实施例中还增加了对于室内环境温度（后续简称T内）、室内环境湿度（后续简称Φ内）以及室外环境湿度（后续简称Φ外）的判定。为此，如图3所示，所述根据所述步骤S103之后还包括：
步骤S104、获取室内环境湿度并存储；
步骤S105、比较该室内环境湿度与预设湿度阈值的大小，确定所述室内环境湿度所处区间；为了更为精确的控制该空调机的运行所述预设湿度阈值包括第一湿度阈值（后续简称Φ1）、第二湿度阈值（后续简称Φ2）和第三湿度阈值（后续简称Φ3）。为了提高舒适度，本发明实施例中，第一湿度阈值取30%，第二湿度阈值取65%，第三湿度阈值取70%。
其中，当Φ内＜Φ1时，需要对室内环境进行加湿，加湿器66开启；当Φ1＜Φ内＜Φ2时，不需要对室内环境进行除湿或加湿，加湿器66以及新风热泵***61均关闭，当Φ内＞Φ3时，需要对室内环境进行除湿，新风热泵***61除湿。
步骤S106、根据所述室内环境湿度所处区间，运行对应的工况。
具体地，该步骤包括：
当Φ内＜Φ1时，加湿器66开启；
当Φ1＜Φ内＜Φ2时，加湿器66以及新风热泵***61均关闭；
当Φ内＞Φ3时，新风热泵***61除湿。
步骤S103之后还包括：
获取室内环境温度并存储；
比较所述室内环境温度与第三温度阈值和第四温度阈值的大小；
当主热泵***处于制热工况时且室内环境温度大于第四温度阈值时，控制主热泵***关闭；
当主热泵***处于制冷工况时且室内环境温度小于第四温度阈值时，控制主热泵***关闭；
当新风热泵***处于除湿工况时且室内环境温度小于第三温度阈值时，控制预热风阀开启。
下面具体介绍上述空调机在不同工况下控制方法分别为：
在强热工况时，如图4所示，该控制方法包括：
步骤S201：获取当前室外环境温度T外，进入步骤S202；
步骤S202：判断T外＜T1，若是则进入步骤S203、步骤S207和步骤S211；
步骤S203：主热泵***11制热并对新风进行预热，进入步骤S204；
步骤S204：获取当前室内环境温度T内，进入步骤S205；
步骤S205：判断T内＞T4，若是则进入步骤S206；否则进入步骤S204；
步骤S206：主热泵***11关闭；
步骤S207：新风热泵***61制热，进入步骤S208；
步骤S208：获取当前室外环境温度T外，进入步骤S209；
步骤S209：判断T外＞T2，若是则进入步骤S210；否则进入步骤S208；
步骤S210：新风热泵***61关闭；
步骤S211：获取当前室内环境湿度Φ内，进入步骤S212；
步骤S212：判断Φ内＜Φ1，若是则进入步骤S213；
步骤S213：加湿器开启进入步骤S214；
步骤S214：获取当前室内环境湿度Φ内，进入步骤S215；
步骤S215：判断Φ内＞Φ2，若是则进入步骤S216；否则进入步骤S214；
步骤S216：加湿器关闭。
在制热工况时，如图5所示，该控制方法包括：
步骤S301：获取当前室外环境温度T外，进入步骤S302；
步骤S303：获取当前室内环境温度T内，进入步骤S304；
步骤S302：判断T1≤T外＜T2，且，步骤S304：判断T内≤T4，进入步骤S305；
步骤S305：主热泵***制热；
步骤S306：获取当前室内环境温度T内，进入步骤S307；
步骤S307：判断T内＞T4，若是则进入步骤S308；否则，进入步骤S306；
步骤S308：主热泵***制热关闭。
在自然新风工况时，如图6所示，该控制方法包括：
步骤S401：获取当前室外环境温度T外，进入步骤S402；
步骤S403：获取当前室外环境湿度Φ外，进入步骤S404；
步骤S402：判断T2≤T外＜T5，且，步骤S404：判断Φ1＜Φ外＜Φ2，进入步骤S405；
步骤S405：加湿器关闭；
步骤S406：新风热泵***关闭；
步骤S407：主热泵***关闭。
在除湿新风工况时，如图7所示，该控制方法包括：
步骤S601：获取当前室外环境温度T外，进入步骤S602；
步骤S603：获取当前室内环境温度T内，进入步骤S604；
步骤S605：获取当前室内环境湿度Φ内，进入步骤S606；
步骤S602：判断T5≤T外＜T6，且，步骤S604：判断T内＞T4，且，步骤S605，判断Φ内＞Φ3，进入步骤S607；
步骤S607：新风热泵***制冷进入步骤S608和步骤S611；
步骤S608：获取当前室内环境湿度Φ内，进入步骤S609；
步骤S609：判断Φ内＜Φ1，若是则进入步骤S610；否则，进入步骤S607；
步骤S610：新风热泵***制热关闭；
步骤S611：获取当前室内环境温度T内，进入步骤S612；
步骤S612：判断T内＜T3，若是则进入步骤S613，否则进入步骤S611；
步骤S613：预热风阀开启；
步骤S614：获取当前室内环境温度T内，进入步骤S615；
步骤S615：判断T内＜T4，若是则进入步骤S616，否则进入步骤S614；
步骤S613：预热风阀关闭。
在制冷工况时，如图8所示，该控制方法包括：
步骤S701：获取当前室外环境温度T外，进入步骤S702；
步骤S703：获取当前室内环境温度T内，进入步骤S704；
步骤S702：判断T5≤T外＜T6，且，步骤S704：判断T内≥T4，进入步骤S705和步骤S709；
步骤S705：主热泵***制冷；
步骤S706：获取当前室内环境温度T内，进入步骤S707；
步骤S707：判断T内＜T4，若是则进入步骤S708；否则，进入步骤S706；
步骤S708：主热泵***关闭；
步骤S709：新风热泵***制冷，进入步骤S710；
步骤S710：获取当前室内环境湿度Φ内，进入步骤S711；
步骤S711：判断Φ内＜Φ1，若是则进入步骤S712，否则进入步骤S710；
步骤S712：新风热泵***关闭。
在强冷工况时，如图9所示，该控制方法包括：
步骤S801：获取当前室外环境温度T外，进入步骤S802；
步骤S802：判断T外≥T6，若是进入步骤S803和步骤S807；
步骤S803：主热泵***制冷并提供部分除湿新风，进入步骤S804；
步骤S804：获取当前室内环境温度T内，进入步骤S805；
步骤S805：判断T内＜T4，若是则进入步骤S806；否则，进入步骤S804；
步骤S806：主热泵***关闭；
步骤S807：新风热泵***制冷，进入步骤S808；
步骤S808：获取当前室内环境湿度Φ内，进入步骤S809；
步骤S809：判断Φ内＜Φ1，若是则进入步骤S810，否则进入步骤S808；
步骤S810：新风热泵***关闭。
由于该空调机可以在不同的工况下进行切换所工作的热泵***，所以能够在保证舒适性的前提下最大程度的降低能源损耗，而且能够延长空调机的使用寿命。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种空调机的控制方法，其特征在于，该方法包括：
在空调处于待机状态时，获取室外环境温度并存储；
比较该室外环境温度与预设温度阈值的大小，确定所述室外环境温度所处区间，所述预设温度阈值包括第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值、第四温度阈值、第五温度阈值和第六温度阈值；
根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况，所述根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况包括：
当室外环境温度小于第一温度阈值时，控制主热泵***和新风热泵***制热，且主热泵***提供部分预热新风；
当室外环境温度大于或等于第一温度阈值且小于第二温度阈值时，控制主热泵***制热，新风热泵***关闭；
当室外环境温度大于或等于第二温度阈值且小于第五温度阈值时，控制主热泵***和新风热泵***同时关闭；
当室外环境温度大于或等于第五温度阈值且小于第六温度阈值时，控制主热泵***制冷，新风热泵***制冷；
当室外环境温度大于或等于第六温度阈值时，控制主热泵***和新风热泵***制冷，且主热泵***参与除湿。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况之后还包括：
获取室内环境湿度并存储；
比较该室内环境湿度与预设湿度阈值的大小，确定所述室内环境湿度所处区间；
根据所述室内环境湿度所处区间，运行对应的工况。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述预设湿度阈值包括第一湿度阈值、第二湿度阈值和第三湿度阈值。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述室内环境湿度所处区间，运行对应的工况包括：
当室内环境湿度小于第一湿度阈值时，加湿器对室内进行加湿；
当室内环境湿度大于或等于第一湿度阈值且小于第二湿度阈值时，加湿器和新风热泵***关闭；
当室内环境湿度大于或等于第三湿度阈值时，新风热泵***除湿。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述室外环境温度所处区间，运行对应的工况之后还包括：
获取室内环境温度并存储；
比较所述室内环境温度与第三温度阈值和第四温度阈值的大小；
当主热泵***处于制冷工况时且室内环境温度小于第四温度阈值时，控制主热泵***关闭；
当主热泵***处于制热工况时且室内环境温度大于第四温度阈值时，控制主热泵***关闭；
当新风热泵***处于除湿工况时且室内环境温度小于第三温度阈值时，控制预热风阀开启。
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