CN106594964B - 用于控制空调***的运行的控制方法和空调*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于控制空调***的运行的控制方法和空调***。根据本发明的一个方面，提供一种用于控制空调***(AC)的运行的控制方法。空调***(AC)包括设置在空调***(AC)的循环回路(CL)中的第一换热器(10)和第二换热器(30)，循环回路(CL)中的工作流体流经第一换热器(10)而吸收热量并且流经第二换热器(30)而释放热量。控制方法包括以下步骤：第一换热器检测步骤，即，检测第一换热器(10)的运行参数；以及第二换热器调节步骤，即，根据第一换热器(10)的运行参数调节第二换热器(30)的操作，由此将第一换热器(10)的运行参数改变至预定参数范围。根据本发明，能够改进空调***的防冻性能和/或制冷能力调节性能。
Description
技术领域
本发明涉及空调领域，具体涉及在空调***的防冻和/或制冷能力调节方面做出改进的一种用于控制空调***的运行的控制方法和一种相关联的空调***。
背景技术
在低环环境温度工况下，采用压缩制冷循环回路的空调***受环境影响而可靠性较差。此时，通常可以采用具有自然冷却循环回路的空调***提供制冷。在具有自然冷却循环回路的空调***中，冷媒(工作流体)在例如翅片换热器中冷凝，从而与环境换热而将热量传递至环境中。之后，冷媒由冷媒泵对冷媒增压然后进入例如壳管换热器中，从而将壳管换热器(壳管蒸发器)中水的热量带走，由此实现制冷效果。然而，由于采用具有自然冷却循环回路的空调***提供制冷时环境温度较低，因此进入壳管换热器的冷媒的温度也较低，由此存在冻裂换热管的隐患。
这里，应当指出的是，本部分中所提供的技术内容旨在有助于本领域技术人员对本发明的理解，而不一定构成现有技术。
发明内容
为了解决或减轻相关技术中所存在的上述问题中的至少一个问题，本发明提供一种用于控制空调***的运行的控制方法和一种相关联的空调***，旨在改进空调***的防冻性能和/或制冷能力调节性能。
根据本发明的一个方面，提供一种用于控制空调***的运行的控制方法。所述空调***包括设置在所述空调***的循环回路中的第一换热器和第二换热器，所述循环回路中的工作流体流经所述第一换热器而吸收热量并且流经所述第二换热器而释放热量。所述控制方法包括以下步骤：第一换热器检测步骤，即，检测所述第一换热器的运行参数，其中，所述第一换热器检测步骤包括：检测所述第一换热器(10)的压力和/或温度；
所述第一换热器(10)为蒸发器，以及
所述第一换热器检测步骤包括：检测所述第一换热器(10)的蒸发压力和/或蒸发温度；以及第二换热器调节步骤，即，根据所述第一换热器的运行参数调节所述第二换热器的操作，由此将所述第一换热器的运行参数改变至预定参数范围；
在检测所述第一换热器(10)的蒸发压力的情况下，所述第二换热器调节步骤包括：当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力小于等于第一阈值(M)时，减小所述第二换热器(30)的换热面积，而当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力大于等于比所述第一阈值(M)大的第二阈值(P)时，增大所述第二换热器(30)的换热面积。
优选地，在上述控制方法中：所述第二换热器包括并联连接的多台第二换热器，以及，所述第二换热器调节步骤包括：当所述第一换热器的检测蒸发压力小于等于所述第一阈值时，减少所述第二换热器的开启台数以便减小所述第二换热器的换热面积，当所述第一换热器的检测蒸发压力大于等于所述第二阈值时，增加所述第二换热器的开启台数以便增大所述第二换热器的换热面积。
优选地，在上述控制方法中：所述第二换热器包括换热风机，以及，在检测所述第一换热器的蒸发压力的情况下，所述第二换热器调节步骤包括：当所述第一换热器的检测蒸发压力小于等于第一阈值时，减小所述换热风机的转速，而当所述第一换热器的检测蒸发压力大于等于比所述第一阈值大的第二阈值时，增大所述换热风机的转速。
优选地，在上述控制方法中，所述第一阈值对应于这样的值，当所述第一换热器的蒸发压力小于该值时所述第一换热器出现冻裂，所述第二阈值对应于这样的值，当所述第一换热器的蒸发压力大于该值时所述空调***出现供冷不足。
优选地，在上述控制方法中：所述空调***还包括设置在所述循环回路中的位于所述第一换热器的上游且位于所述第二换热器的下游的泵，以及，所述控制方法还包括泵调节步骤---当所述第一换热器的检测蒸发压力小于等于所述第一阈值时，减小所述泵的泵送能力，而当所述第一换热器的检测蒸发压力大于等于所述第二阈值时，增大所述泵的泵送能力。
优选地，在上述控制方法中：所述泵为变频泵，以及，所述泵调节步骤包括：当所述第一换热器的检测蒸发压力小于等于第一阈值时，减小所述泵的工作频率，而当所述第一换热器的检测蒸发压力大于等于比所述第一阈值大的第二阈值时，增大所述泵的工作频率。
优选地，在上述控制方法中：所述空调***还包括设置在所述循环回路中的位于所述第一换热器的上游的阀，以及，所述控制方法还包括阀调节步骤---当所述第一换热器的检测蒸发压力小于等于第一阈值时，减小所述阀的开度，而当所述第一换热器的检测蒸发压力大于等于所述第二阈值时，增大所述阀的开度。
优选地，在上述控制方法中，所述第二换热器调节步骤包括：在改变所述第二换热器的换热面积之后，当所述第一换热器的检测蒸发压力改变至大于所述第一阈值且小于所述第二阈值的第三值时，使所述第二换热器的换热面积恢复至原换热面积。
根据本发明的另一方面，提供一种空调***。所述空调***包括控制装置，所述控制装置按照如上所述的控制方法来控制所述空调***的运行。
优选地，在上述空调***中，所述空调***为风冷冷水空调机组，所述循环回路为自然冷却循环回路。
根据本发明，通过检测第一换热器的运行参数然后根据第一换热器的运行参数调节第二换热器的操作并且/或者调节泵的泵送能力等等，能够解决(低温)自然冷却循环机组运行时壳管换热器压力过低温度过低从而出现壳管冻裂的问题，由此保证机组运行可靠性。另一方面，通过改变第二换热器的换热面积、改变第二换热器的换热风机的转速、改变泵的转速和/改变阀的开度(尤其是这些方式的协同动作)，能够可靠地实现空调***以自然冷却循环运行时制冷能力的可靠调节(例如在10％-100％之间调节)。还一方面，由于采用变频泵，与采用定频泵的方案相比，能够在自然冷却循环机组运行时解决定频泵能力无法调节并且定频泵常开常关而影响泵的可靠性同时影响客户舒适性的问题。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施方式的详细描述，本发明的上述以及其它的目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1为示出根据本发明的空调***的结构框图。
具体实施方式
下面参照附图、借助示例性实施方式对本发明进行详细描述。对本发明的以下详细描述仅仅是出于说明目的，而绝不是对本发明及其应用或用途的限制。
参照本申请唯一的图即图1(图1为示出根据本发明的空调***的结构框图)，根据本发明的空调***AC包括设置在空调***AC的循环回路CL中的第一换热器10和第二换热器30。
在循环回路CL中循环流动的工作流体可以流经第一换热器10并且可以在第一换热器10中吸收热量(即，将冷量释放至环境)。在循环回路CL中循环流动的工作流体可以流经第二换热器30并且可以在第二换热器30中释放热量(即，从环境接收冷量)。
空调***AC可以为风冷冷水空调机组。具体地，第二换热器30可以与空气进行热交换而将热量释放至空气中，而第一换热器10可以与水进行热交换而吸收水中的热量从而提供冷水由此借助冷水而能够向室内提供冷气。循环回路CL可以为自然冷却循环回路，在这种情况下，在循环回路CL中例如可以省略压缩机等装置。
在一些示例中，第一换热器10可以是蒸发器，而第二换热器30可以是冷凝器。特别地，第一换热器10可以是壳管换热器例如壳管蒸发器，而第二换热器30可以是翅片换热器例如翅片冷凝器。然而，应当理解，根据本发明，第一换热器10和第二换热器30也可以是其它类型的换热器，例如，在第一换热器10和第二换热器30中，工作流体可以并未真正地经历蒸发过程和冷凝过程。在这种情况下，例如可以使用水作为工作流体，并且根据本发明的空调***的目的主要在于制冷能力的可靠调节。
在图示的示例中，第二换热器30可以包括并联连接的多台第二换热器。每台第二换热器设置有相应的控制阀34。当控制阀34开启时，工作流体流经相应的第二换热器30，从而可以增大第二换热器30的整体换热面积。当控制阀34关闭时，工作流体被阻止流经相应的第二换热器30，从而可以减小第二换热器30的整体换热面积。
在图示的示例中，第二换热器30可以包括换热风机32。在第二换热器30包括并联连接的多台第二换热器的情况下，可以为每台第二换热器设置相应的换热风机32。优选地，换热风机32可以为变频风机(当然，也可以为能够改变转速的其它热换风机)，由此能够通过改变换热风机32的工作频率而改变换热风机32的转速。
空调***AC还可以包括设置在循环回路CL中的位于第一换热器10的上游且位于第二换热器30的下游的泵(工作流体泵)50。泵50可以用于向第一换热器10供应来自第二换热器的工作流体(冷媒)并且可以通过控制其转速而控制输出至第一换热器10的工作流体的流量。在优选的示例中，泵50为变频泵。
在一些示例中，空调***AC还可以包括设置在循环回路CL中的位于第一换热器10的上游的阀(比如电磁阀)60，例如，阀60可以位于泵50与第一换热器10之间，特别地，阀60可以位于第一换热器10的入口管处以控制流入至第一换热器10中的工作流体的量。
在图示的示例中，空调***AC还可以包括设置在循环回路CL中的位于第一换热器10的下游且位于第二换热器30的上游的阀(比如电磁阀)70。从第一换热器10流出的工作流体经由阀70而进入第二换热器30中。
根据本发明，提供一种用于控制空调***AC的运行的控制方法。
控制方法可以包括第一换热器检测步骤和第二换热器调节步骤。
在第一换热器检测步骤中，检测第一换热器10的运行参数。例如，通过第一换热器中的压力传感器检测第一换热器10中工作流体的压力(比如蒸发压力)，然后再将检测压力信号(数据)反馈到主板(控制装置)。
在第二换热器调节步骤中，根据第一换热器10的运行参数调节第二换热器30的操作，由此将第一换热器10的运行参数改变至预定参数范围。
第一换热器检测步骤可以包括：检测第一换热器10的压力和/或温度。也就是说，第一换热器10的运行参数可以包括第一换热器10的压力和/或温度。这里，第一换热器10的压力和温度例如可以指第一换热器10中工作流体的压力和温度。
特别地，在第一换热器10为蒸发器的情况下，第一换热器检测步骤可以包括：检测第一换热器10的蒸发压力和/或蒸发温度(第一换热器10中工作流体的蒸发压力和/或蒸发温度)。
在检测第一换热器10的蒸发压力的情况下，第二换热器调节步骤可以包括：当第一换热器10的检测蒸发压力小于等于第一阈值M(Kpa)时，减小第二换热器30的换热面积，而当第一换热器10的检测蒸发压力大于等于比第一阈值M大的第二阈值P(Kpa)时，增大第二换热器30的换热面积。
在一些示例中，第一阈值M可以对应于这样的值，当第一换热器10的蒸发压力小于该值时第一换热器10可能会出现冻裂(例如，当第一换热器10为壳管换热器并且壳管换热器中具有要被工作流体冷却的水时，第一换热器10的蒸发压力过小可能会使水冻结而造成壳管冻裂)，第二阈值P可以对应于这样的值，当第一换热器10的蒸发压力大于该值时空调***AC可能会出现供冷不足。在这种情况下，上文所描述的第一换热器10的运行的预定参数范围可以指：第一换热器10的处在M与P之间的蒸发压力范围。
在第二换热器30包括并联连接的多台第二换热器的情况下，第二换热器调节步骤可以包括：当第一换热器10的检测蒸发压力小于等于第一阈值M时，减少第二换热器30的开启台数(例如减少一台)以便减小第二换热器30的换热面积，当第一换热器10的检测蒸发压力大于等于第二阈值P时，增加第二换热器30的开启台数(例如增加一台)以便增大第二换热器30的换热面积。
在第二换热器30包括换热风机32的情况下，第二换热器调节步骤可以包括：当第一换热器10的检测蒸发压力小于等于第一阈值M时，减小换热风机32的转速(优选地通过减小换热风机32的工作频率)，而当第一换热器10的检测蒸发压力大于等于比第一阈值M大的第二阈值P时，增大换热风机32的转速(优选地通过增大换热风机32的工作频率)。
这里，需要说明的是，第二换热器调节步骤可以兼用改变换热面积的方式和改变换热风机转速的方式。
控制方法还可以包括泵调节步骤：当第一换热器10的检测蒸发压力小于等于第一阈值M时，减小泵50的泵送能力，而当第一换热器10的检测蒸发压力大于等于第二阈值P时，增大泵50的泵送能力。这里，尽管优选的是结合使用第二换热器调节步骤和泵调节步骤，然而可以构想，泵调节步骤可以替代第二换热器调节步骤来单独地实现将第一换热器10的运行参数改变至预定参数范围。
特别地，在泵50为变频泵的情况下，泵调节步骤可以包括：当第一换热器10的检测蒸发压力小于等于第一阈值M时，减小泵50的工作频率，而当第一换热器10的检测蒸发压力大于等于比第一阈值M大的第二阈值P时，增大泵50的工作频率。
在一些示例中，在空调***AC还包括用于控制流量的阀60的情况下，控制方法还可以包括阀调节步骤：当第一换热器10的检测蒸发压力小于等于第一阈值M时，减小阀60的开度，而当第一换热器10的检测蒸发压力大于等于第二阈值P时，增大阀60的开度。
在一些示例中，第二换热器调节步骤还可以包括：在改变(减小或增大)第二换热器30的换热面积之后，当第一换热器10的检测蒸发压力改变(增大或减小)至大于第一阈值M且小于第二阈值P的第三值N(Kpa)时，使第二换热器30的换热面积恢复至原换热面积(即改变之前的换热面积)。这里，需要说明的是，该恢复方式同样地适用于其它调节步骤(例如泵调节步骤和阀调节步骤)以及第二换热器调节步骤中的改变换热风机转速的方式。
在根据本发明的空调***AC中，通过第二换热器调节(尤其是第二换热器的换热面积调节)和泵调节的协同动作(其中，可以优先进行泵的变频调节而后辅助地进行第二换热器的换热面积调节，也可以优先进行第二换热器的换热面积调节而后辅助地进行泵的变频调节)，能够可靠地且大范围地调节空调***AC的制冷能力。
这里，还需要说明的是，尽管上文中主要以第一换热器的蒸发压力与相应的阈值比较为例对根据本发明的控制方法进行描述，然而可以构想，在其它示例中，根据本发明的控制方法也可以基于其它参数(例如第一换热器的温度)与其相应的阈值的比较来执行。
根据本发明，还提供一种空调***AC。空调***AC可以包括控制装置(可以包括主板)CD。控制装置CD可以按照如上所述的控制方法来控制空调***AC的运行。
根据本发明，通过检测第一换热器的运行参数然后根据第一换热器的运行参数调节第二换热器的操作并且/或者调节泵的泵送能力等等，能够解决(低温)自然冷却循环机组运行时壳管换热器压力过低温度过低从而出现壳管冻裂的问题，由此保证机组运行可靠性。另一方面，通过改变第二换热器的换热面积、改变第二换热器的换热风机的转速、改变泵的转速和/改变阀的开度(尤其是这些方式的协同动作)，能够可靠地实现空调***以自然冷却循环运行时制冷能力的可靠调节(例如在10％-100％之间调节)。还一方面，由于采用变频泵，与采用定频泵的方案相比，能够在自然冷却循环机组运行时解决定频泵能力无法调节并且定频泵常开常关而影响泵的可靠性同时影响客户舒适性的问题。
应当说明的是，在本说明书中，每当提及“一些示例”、“其它示例”、“图示的示例”和“优选的示例”等时意味着针对该示例描述的具体的特征、结构或特点包括在本发明的至少一个示例中。这些用词在本说明书中不同地方的出现不一定都指代同一示例。此外，当针对任一示例描述具体的特征、结构或特点时，应当认为本领域技术人员也能够在所有所述示例中的其它示例中实现这种特征、结构或特点。
另外，在本申请文件中，术语“包括”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还可以包括没有明确列出的其它要素，或者是还可以包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是，显然，上述实施方式/示例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对本发明的限制。对于本领域技术人员来说，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/示例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种用于控制空调***(AC)的运行的控制方法，所述空调***(AC)包括设置在所述空调***(AC)的循环回路(CL)中的第一换热器(10)和第二换热器(30)，所述循环回路(CL)中的工作流体流经所述第一换热器(10)而吸收热量并且流经所述第二换热器(30)而释放热量，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
第一换热器检测步骤---检测所述第一换热器(10)的运行参数，其中，所述第一换热器检测步骤包括：检测所述第一换热器(10)的压力和/或温度；
所述第一换热器(10)为蒸发器，以及
所述第一换热器检测步骤包括：检测所述第一换热器(10)的蒸发压力和/或蒸发温度；以及
第二换热器调节步骤---根据所述第一换热器(10)的运行参数调节所述第二换热器(30)的操作，由此将所述第一换热器(10)的运行参数改变至预定参数范围；
在检测所述第一换热器(10)的蒸发压力的情况下，所述第二换热器调节步骤包括：当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力小于等于第一阈值(M)时，减小所述第二换热器(30)的换热面积，而当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力大于等于比所述第一阈值(M)大的第二阈值(P)时，增大所述第二换热器(30)的换热面积。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：
所述第二换热器(30)包括并联连接的多台第二换热器，以及
所述第二换热器调节步骤包括：当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力小于等于所述第一阈值(M)时，减少所述第二换热器(30)的开启台数以便减小所述第二换热器(30)的换热面积，当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力大于等于所述第二阈值(P)时，增加所述第二换热器(30)的开启台数以便增大所述第二换热器(30)的换热面积。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：
所述第二换热器(30)包括换热风机(32)，以及
在检测所述第一换热器(10)的蒸发压力的情况下，所述第二换热器调节步骤包括：当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力小于等于第一阈值(M)时，减小所述换热风机(32)的转速，而当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力大于等于比所述第一阈值(M)大的第二阈值(P)时，增大所述换热风机(32)的转速。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第一阈值(M)对应于这样的值，当所述第一换热器(10)的蒸发压力小于该值时所述第一换热器(10)出现冻裂，所述第二阈值(P)对应于这样的值，当所述第一换热器(10)的蒸发压力大于该值时所述空调***(AC)出现供冷不足。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于：
所述空调***(AC)还包括设置在所述循环回路(CL)中的位于所述第一换热器(10)的上游且位于所述第二换热器(30)的下游的泵(50)，以及
所述控制方法还包括泵调节步骤---当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力小于等于所述第一阈值(M)时，减小所述泵(50)的泵送能力，而当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力大于等于所述第二阈值(P)时，增大所述泵(50)的泵送能力。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：
所述泵(50)为变频泵，以及
所述泵调节步骤包括：当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力小于等于第一阈值(M)时，减小所述泵(50)的工作频率，而当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力大于等于比所述第一阈值(M)大的第二阈值(P)时，增大所述泵(50)的工作频率。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于：
所述空调***(AC)还包括设置在所述循环回路(CL)中的位于所述第一换热器(10)的上游的阀(60)，以及
所述控制方法还包括阀调节步骤---当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力小于等于第一阈值(M)时，减小所述阀(60)的开度，而当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力大于等于所述第二阈值(P)时，增大所述阀(60)的开度。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第二换热器调节步骤包括：在改变所述第二换热器(30)的换热面积之后，当所述第一换热器(10)的检测蒸发压力改变至大于所述第一阈值(M)且小于所述第二阈值(P)的第三值(N)时，使所述第二换热器(30)的换热面积恢复至原换热面积。
9.一种空调***(AC)，其特征在于，所述空调***(AC)包括控制装置(CD)，所述控制装置(CD)按照如权利要求1至8中任一项所述的控制方法来控制所述空调***(AC)的运行。
10.根据权利要求9所述的空调***(AC)，其特征在于，所述空调***(AC)为风冷冷水空调机组，所述循环回路(CL)为自然冷却循环回路。
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