CN218154595U - 一种变频空调的控制*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种变频空调的控制***，属于变频空调控制***技术领域。它解决了现有变频空调在使用中水泵的能量损失较大的问题。本控制***通过在冷却水***和冷冻水***中分别设置内温度传感器和外温度传感器，通过检测冷却水和冷冻水的温度变化分别控制冷却水泵的转速和冷冻水泵的转速，进而避免冷却水泵和冷冻水泵在变频空调中的能量损失，达到变频的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于变频空调控制***技术领域，涉及一种变频空调的控制***。
背景技术
变频空调即空气调节器，是指用人工手段，对建筑或构筑物室内环境空气的温度、湿度、洁净度、速度等参数进行调节和控制的过程，变频空调能够在环境温度到达设定温度后以较小功率进行工作，以维持环境温度在设定范围内。水冷变频空调是近些年来兴起的利用自来水的温度来达到冷却室内温度的变频空调机，先通过在冷却塔内储存恒温的自来水，在水冷变频空调使用时，通过抽取冷却塔内的自来水进行降温。
现有的水冷变频空调主要由冷却水***、冷冻水***、主机本组装，冷却水***包括冷却塔、水泵，主机部分包括冷凝器、蒸发器、风机，冷冻水***包括冷冻水泵、水箱、风机，冷冻水***设于蒸发器用于将蒸发器的温度送至室内，冷却水***设于冷凝器用于冷凝器降温，其工作原理冷却塔内储存有冷却水，水泵与冷却塔连接并抽取冷却水使其进入冷凝器，同时压缩机压缩后的高温高压气态制冷剂会输入冷凝器，在冷却水的作用下高温高压的气态制冷剂液化放热形成常温高压的液态制冷剂，常温高压的液态制冷剂经节流装置减压以气态制冷剂的形式进入蒸发器，并在蒸发器内吸热，蒸发器温度降低气体外界空气经过蒸发器后就会降温成冷空气，实现制冷；相应地，在制热时，高温高压的气态制冷剂直接进入蒸发器与环境空气进行换热实现空气加热，同时蒸发器因为换热，使高温高压的气态制冷剂变成高温高压的液态制冷剂并经节流装置变成高温低压液态制冷剂而后进入冷凝器内沸腾气化流出低温低压的气态制冷剂重新进入压缩机，蒸发器的温度变化使冷冻水***中的冷冻水降温，冷冻水泵将冷冻水抽取至各个房间，风机将冷冻水的温度吹向室内。
现水冷变频空调都使用固定的水流量形成冷却水和冷冻水，从而配备固定流量的冷却水泵和冷冻水泵，当变频空调在运行中，环境温度随着变频空调运行而达到设定温度，变频空调在环境温度达到设定温度后具有卸载功能，即调整压缩机的工作效率，但是水泵没有卸载功能，水泵始终以全功率运行，增加了管道能量损失，浪费了水泵运行的输送能量。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种变频空调的控制***，本实用新型所要解决的技术问题是：现有变频空调在使用中水泵的能量损失较大。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：
一种变频空调的控制***，变频空调包括蒸发器、冷凝器、压缩机和冷却塔，所述压缩机、冷凝器和蒸发器三者之间依次相连构成循环回路，所述冷凝器与冷却塔串联形成能对冷凝器降温的冷却水回路，所述冷凝器和冷却塔之间串联有冷却水泵，其特征在于，所述控制***包括控制单元、均设于冷却水回路上并与控制单元的输入侧连接的内温度传感器以及外温度传感器，所述内温度传感器和外温度传感器分别设于冷凝器的两侧，所述控制单元的输出端与冷却水泵连接，所述控制单元能获取内温度传感器和外温度传感器温度信号并计算温差控制冷却水泵的转速。输入侧
冷却水泵将冷却塔中的水抽取至冷却水回路并在冷却水回路中流通用于对冷凝器中输入的高温高压气态制冷剂进行冷却，变频空调启动时，空调的压缩机以最高转速工作，从而以最快速度使空调所要调节的环境温度达到设定温度，在环境温度达到设定温度后，压缩机会低速运转，减少制冷剂的输出量，那么相应的，制冷剂输出量减少后，冷凝器内的制冷剂流通量减少，若冷却水***中冷却水泵按原先转速将冷却水输入冷却水回路，那么冷却水的热交换效率降低，势必水泵输送能量的损失，而且过高的冷却水流通量会造成管道的能量损失，本申请通过将外温度传感器和内温度传感器分别检测冷凝器两侧的冷却水回路的水温，冷却水进入冷凝器前的水温和冷却水从冷凝器内流出的水温的温差来判断冷却水和制冷剂之间的热交换程度，以确定当前冷凝器中制冷剂的流通量，即当制冷剂流通量增大，当前冷却通道内的冷却水流通量不够对冷却剂进行有效降温，冷却水热交换后的水温升高，那么温差变大，此时可以适当增加水泵的转速，反之降低水泵转动，从而减少冷却水泵的能量损失。
在上述的变频空调的控制***中，所述冷却水泵具有与冷却水回路连通的水流通道，所述内温度传感器设于水流通道内。但是在变频空调将环境温度维持在设定温度的过程中，冷却水***中的水源温度受外界温度、载体温度等外界因素的影响必定会存在一定变化，若将内温度传感器设置在外置的管路中，如果管路中的某一段受太阳照射，温度较高，但是在后续流通中水温下降，因此会影响冷却水泵的转速控制，通过在冷却水泵内设置内温度传感器，水泵的导热性较差，内温度传感器不易受外界因素影响，提高控制精度，避免在水温高时，水泵转速降低，而造成环境温度波动，从而在节省管道能量损失，避免水泵运行的输送能量浪费的同时保证环境温度能够稳定的处于设定温度。
在上述的变频空调的控制***中，所述控制单元包括控制器和与控制器连接并用于发送定时信号的计时模块，所述控制器能根据计时模块输出的信号定时获取温度传感器和外温度传感器的输出信号并计算温差。计时模块定时提醒控制器接收温度传感器的输出信号并定时计算温差，确保水泵根据环境温度和水温的变化而实时控制转动速度，保证水泵转速的控制能够适应环境温度和水温的变化，保证控制的适用性。
在上述的变频空调的控制***中，所述控制单元的输出端还连接有报警单元，所述控制单元能在内温度传感器和外温度传感器任一温度传感器出现故障时控制报警单元发出警报。报警单元在内温度传感器和外温度传感器任一一个出现故障时均发出警报，提醒使用者维修。
在上述的变频空调的控制***中，所述报警单元包括与控制单元连接的用于发出灯光警示的LED报警灯。通过LED报警灯闪烁来提示使用者温度传感器的损坏。
在上述的变频空调的控制***中，所述报警单元包括与控制单元连接的用于发出警报声的蜂鸣器。蜂鸣器在发出警报声后提醒使用者内温度传感器或外温度传感器损坏，进行更换。
一种变频空调的控制***，变频空调包括蒸发器、冷凝器、压缩机和水箱，所述压缩机、冷凝器和蒸发器三者之间依次相连构成循环回路，所述蒸发器的进水侧和水箱通过管路连接，所述蒸发器的回水侧连接在管路上，所述蒸发器的回水侧和管路之间设置有冷冻水泵，其特征在于，所述控制***包括控制单元以及均与控制单元输入侧连接的内温度传感器和外温度传感器，所述内温度传感器和外温度传感器分别设于蒸发器的两侧，所述控制单元的输出端与冷冻水泵连接，所述控制单元能获取内温度传感器和外温度传感器的温度信号并计算温差控制冷冻水泵的转速。
输入侧在冷冻水***中，水箱内的冷冻会进入管道后从蒸发器的进水侧流入蒸发器，蒸发器上的媒介通道供冷冻水流通，冷凝器输出的常温高压的气态制冷剂进入蒸发器并蒸发形成低温低压的液态制冷剂，液态制冷剂时蒸发器降温，在蒸发器的作用下通水通道内的冷冻水逐渐降温，然后将冷冻水从出水侧输出进行热交换，蒸发器的降温程度与制冷剂的流通量关联，即当制冷剂流入蒸发器的流量较大时，制冷剂对蒸发器的制冷效果较好，蒸发器对冷冻水的制冷或制热效果较好，那么冷冻水的温差较大，将第二外温度传感器设置在媒介通道蒸发器的出水侧口位置，内温度传感器设置在蒸发器的进水侧，检测热交换后的冷冻水温度，将热交换后的冷冻水温度和水泵内热交换前水温进行温差比对，获取当前蒸发器的功效，然后调整水泵转速，从而避免水泵的能量损失。
在上述的变频空调的控制***中，所述冷冻水泵具有均与蒸发器和管路连通的冷冻水通道，所述内温度传感器设于冷冻水通道内。在变频空调将环境温度维持在设定温度的过程中，冷冻水***中的水源温度受外界温度、载体温度等外界因素的影响必定会存在一定变化，若将内温度传感器设置在外置的管路中，如果管路中的某一段受太阳照射，温度较高，但是在后续流通中水温下降，因此会影响水泵的转速控制，通过在冷冻水泵内设置内温度传感器，水泵的导热性较差，内温度传感器不易受外界因素影响，提高控制精度。
在上述的变频空调的控制***中，所述控制单元包括冷冻水控制器和与冷冻水控制器连接并用于发送定时信号的计时模块，所述冷冻水控制器能根据计时模块输出的信号定时获取内温度传感器和第二外温度传感器的输出信号并计算温差。通过冷冻水技术模块定时提示冷冻水控制器获取温度传感器的输出信号，保证冷冻水控制器对冷冻水泵转速的控制精度。
在上述的变频空调的控制***中，所述控制单元的输出侧还连接有报警单元，所述控制单元能在内温度传感器和外温度传感器任一温度传感器出现故障时控制报警单元发出警报。利用报警单元提示使用者当前温度传感器的使用状况，便于及时维修。
与现有技术相比，本变频空调的控制***具有以下优点：
1、冷却水***中的冷却水泵利用制冷剂和冷却水的热交换程度冷冻水***中的冷冻水泵能够利用制冷剂和冷冻水的热交换程度，来判断当前空调是否进入变频，通过检测冷却水和冷冻水的温度变化分别控制冷却水泵的转速和冷冻水泵的转速，进而避免冷却水泵和冷冻水泵在变频空调中的能量损失，达到变频的目的。
2、在冷却水***和冷冻水***中，均将其中一个温度传感器设置在水泵的通道内，即获取在热交换之间的水温，空调的使用时间较长，环境温度温差跨度较大，因此水泵抽取的水会因为环境温度、载体温度等原因在输送过程中出现温度波动，而水泵的热传导性较差，通过提取水泵内流过的水温，提取水温出现波动后的温度，确保水泵的转速调整不会影响空调的工作效果。
3、本控制***可以同时应用至冷却水***和冷冻水***中，分别在冷却水***和冷冻水***中分别控制对应冷却水泵和冷冻水泵来控制冷却水和冷冻水流量。
附图说明
图1是实施例一的控制图。
图2是实施例一中内温度传感器和外温度传感器在空调***中的布局。
图3是实施例一中水泵的剖视图。
图4是实施例二中内温度传感器和外温度传感器在空调***中的布局。
图5是实施例二的控制图。
图6是实施例三的控制图。
图中，1、冷却水泵；1a、水流通道；2、蒸发器；3、冷凝器；4、压缩机；5、冷却塔；6、水箱；7、控制单元；7a、控制器；7b、计时模块；8、内温度传感器；9、外温度传感器；10、报警单元；10a、LED报警灯；10b、蜂鸣器；11、变频器；12、冷冻水泵；13、室内风机；14、控制单元；14a、冷冻水控制器；14b、冷冻水计时模块；15、内温度传感器；16、第二外温度传感器；17、报警单元。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
实施例一：
如图2所示，变频空调包括蒸发器2、压缩机4、冷凝器3、室内风机13、冷却塔5和具有水流通道1a的冷却水泵1，压缩机4的出口与冷凝器3的进口连通，冷凝器3的出口和蒸发器2的入口连通，压缩机4内的高温高压液态制冷剂流入冷凝器3后在冷凝器3处冷却形成常温高压的液态制冷剂，然后常温高压的液态制冷剂会进入蒸发器2并在蒸发器2内汽化形成气态低温的制冷剂，吸收大量的热量，使蒸发器2降温变冷，实现热交换，同时常温高压的液态制冷剂会吸热蒸发形成高温高压的液态制冷剂流入压缩机4，开始新的一轮循环，上述结构以及原理为现有水冷变频空调制冷的工作原理，其中水冷变频空调的制热原理与制冷原理相似且为现有技术，本文不再详细赘述且未附图说明；现有技术中冷凝器3均具有冷却通道，冷却塔5内具有冷却水，冷却塔5的出水口与冷却水泵1水流通道1a的进水口连通，在冷却水***中，冷却水泵1水流通道1a的出水口和冷却通道的进水口连通，冷却通道的出水口与冷却塔5的进水口连通从而形成冷却水回路，冷却水泵1将冷却塔5中的冷却水抽取至冷却通道内，以对冷凝器3内的制冷剂冷却。
如图1所示，控制***包括控制单元7、内温度传感器8、外温度传感器9以及报警单元10，其中，控制单元7包括控制器7a和计时模块7b，计时模块7b与控制器7a的输入侧连接，内温度传感器8和外温度传感器9均与控制器7a的输入侧连接，控制器7a的输出端与冷却水泵1连接，计时模块7b定时发出信号，控制器7a接收该信号并获取内温度传感器8和外温度传感器9输出的信号并计算两者温差，根据温差数据实时控制冷却水泵1的转速，本实施例中，即使模块每隔30s发出信号，控制器7a获取数据并计算温差，结合图2、图3所示，内温度传感器8设于冷却水泵1的水流通道1a内，用于检测水流通道1a内水流的温度，本实施例中外温度传感器9设于冷凝器3的出口处，即位于冷凝器3和蒸发器2之间，外温度传感器9检测冷凝器3送出的常温高压的液态制冷剂的温度。
将冷却水泵1实际能达到的转速划分为若干个档位，冷却水泵1的档位划分可根据应用需求设定，本实施例中，将冷却水泵1的转速划分为7个档位，分别是：
一档对应冷却水泵1转速50r/min-250r/min
二档对应冷却水泵1转速250r/min-450r/min
三档对应冷却水泵1转速450r/min-650r/min
四档对应冷却水泵1转速650r/min-850r/min
五档对应冷却水泵1转速850r/min-1050r/min
六档对应冷却水泵1转速1050r/min-1250r/min
七档对应冷却水泵1转速1250r/min-1450r/min
在启动时，冷却水泵1以最高档运行即第7档，随后在计时模块7b发送的时间信号下，冷却水泵1每隔30s获取内温度传感器8和外温度传感器9的检测数据，并进行温差计算。冷却水泵1转速根据温差调节的具体手段为：
在制热状态下：
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＝5时维持4档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＜4时以3档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＜3时以2档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＜2时以1档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＞5时以5档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＞6时以6档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＞7时以7档运行；
在制冷状态下：
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＝-5时维持4档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＞-4时以3档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＞-3时以2档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＞-2时以1档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＜-5时以5档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＜-6时以6档运行；
内温度传感器8检测的温度-外温度传感器9检测的温度＜-7时以7档运行；
为了提示使用者内温度传感器8和外温度传感器9出现损坏，如图1所示，报警单元10和控制器7a的输出端连接，当内温度传感器8或外温度传感器9任一温度传感器出现损坏时，控制器7a无法获取当前温度，则通过报警单元10实现报警，本实施例中，报警单元10为LED报警灯10a，LED报警灯10a的数量为两个且分别与内温度传感器8和外温度传感器9一一对应，当温度传感器出现损坏时，对应的报警灯闪烁完成提示。
本实施例中，冷却水泵1内集成有变频器11，变频器11与控制器7a连接，控制器7a通过控制变频器11控制冷却水泵1转速。
实施例二：
本实施例的结构以及原理均匀实施例一相同，不同的是如图4、图5所示，变频空调还包括水箱6，在现有的冷冻水***中，蒸发器2具有供冷冻水流通的进水侧和回水侧，蒸发器2的进水侧通过管路与水箱6连接，蒸发器2的回水侧连接在管路上，冷冻水泵12连接在蒸发器2的回水侧和管路之间，冷冻水泵12和管路之间串联有室内风机13，水箱6内具有冷冻水，常温高压的液态制冷剂会进入蒸发器2并在蒸发器2内汽化形成气态低温的制冷剂，吸收大量的热量，使蒸发器2降温变冷，然后将水箱6内的冷冻水会进入蒸发器2降温，冷冻水从蒸发器2的回水侧流出并在冷冻水泵12的作用下流向所有房间，室内风机13将冷风吹向室内，这是现有技术中变频空调有关蒸发器2部分的工作原理，本实施例中外温度传感器9设置在蒸发器2的进水侧，冷冻水泵12的冷冻水通道内设置有内温度传感器8，控制单元7包括控制器7a和与控制器7a连接并用于发送定时信号的计时模块7b，计时模块7b每30秒输出信号至控制器7a，控制器7a能根据计时模块7b输出的信号获取内温度传感器8和外温度传感器9的输出信号并计算温差，从而控制冷冻水泵12的转速。控制单元7的输出侧还连接有报警单元17，控制单元7能在内温度传感器8和外温度传感器9任一温度传感器出现故障时控制报警单元10发出警报，本实施例中报警单元10为蜂鸣器，在实际使用中也可以采用LED灯。
实施例三：
本实施例的结构以及原理均匀实施例一相同，不同的是如图6所示，本实施例中报警单元10为蜂鸣器10b，蜂鸣器10b与控制单元7的输出端连接蜂鸣器10b的数量也为两个且分别与内温度传感器8和外温度传感器9一一对应，当任一温度传感器出现损坏时，对应的蜂鸣器10b发出警报。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了内温度传感器、外温度传感器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限定都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (10)
1.一种变频空调的控制***，变频空调包括蒸发器(2)、冷凝器(3)、压缩机(4)和冷却塔(5)，所述压缩机(4)、冷凝器(3)和蒸发器(2)三者之间依次相连构成循环回路，所述冷凝器(3)与冷却塔(5)串联形成能对冷凝器(3)降温的冷却水回路，所述冷凝器(3)和冷却塔(5)之间串联有冷却水泵(1)，其特征在于，所述控制***包括控制单元(7)、均设于冷却水回路上并与控制单元(7)的输入侧连接的内温度传感器(8)以及外温度传感器(9)，所述内温度传感器(8)和外温度传感器(9)分别设于冷凝器(3)的两侧，所述控制单元(7)的输出侧与冷却水泵(1)连接，所述控制单元(7)能获取内温度传感器(8)和外温度传感器(9)温度信号并计算温差控制冷却水泵(1)的转速。
2.根据权利要求1所述的变频空调的控制***，其特征在于，所述冷却水泵(1)具有与冷却水回路连通的水流通道(1a)，所述内温度传感器(8)设于水流通道(1a)内。
3.根据权利要求1或2所述的变频空调的控制***，其特征在于，所述控制单元(7)包括控制器(7a)和与控制器(7a)连接并用于发送定时信号的计时模块(7b)，所述控制器(7a)能根据计时模块(7b)输出的信号定时获取内温度传感器(8)和外温度传感器(9)的输出信号并计算温差。
4.根据权利要求1或2所述的变频空调的控制***，其特征在于，所述控制单元(7)的输出侧还连接有报警单元(10)，所述控制单元(7)能在内温度传感器(8)和外温度传感器(9)任一温度传感器出现故障时控制报警单元(10)发出警报。
5.根据权利要求4所述的变频空调的控制***，其特征在于，所述报警单元(10)包括与控制单元(7)连接的用于发出灯光警示的LED报警灯(10a)。
6.根据权利要求4所述的变频空调的控制***，其特征在于，所述报警单元(10)包括与控制单元(7)连接的用于发出警报声的蜂鸣器(10b)。
7.一种变频空调的控制***，变频空调包括蒸发器(2)、冷凝器(3)、压缩机(4)、水箱(6)和冷冻水泵(12)，所述压缩机(4)、冷凝器(3)和蒸发器(2)三者之间依次相连构成循环回路，所述蒸发器(2)、水箱(6)和冷冻水泵(12)之间通过管路连接并构成冷冻回路，其特征在于，所述控制***包括控制单元(7)以及均与控制单元(7)输入侧连接的内温度传感器(8)和外温度传感器(9)，所述内温度传感器(8)和外温度传感器(9)分别设于蒸发器(2)的两侧，所述控制单元(7)的输出端与冷冻水泵(12)连接，所述控制单元(7)能获取内温度传感器(8)和外温度传感器(9)的温度信号并计算温差控制冷冻水泵(12)的转速。
8.根据权利要求7所述的变频空调的控制***，其特征在于，所述冷冻水泵(12)具有均与蒸发器(2)和管路连通的冷冻水通道，所述内温度传感器(8)设于冷冻水通道内。
9.根据权利要求7或8所述的变频空调的控制***，其特征在于，所述控制单元(7)包括控制器(7a)和与控制器(7a)连接并用于发送定时信号的计时模块(7b)，所述控制器(7a)能根据计时模块(7b)输出的信号定时获取内温度传感器(8)和第二外温度传感器(16)的输出信号并计算温差。
10.根据权利要求7或8所述的变频空调的控制***，其特征在于，所述控制单元(7)的输出侧还连接有报警单元(10)，所述控制单元(7)能在内温度传感器(8)和外温度传感器(9)任一温度传感器出现故障时控制报警单元(10)发出警报。
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