空调系统及控制方法与流程

1.本发明属于空调器制热水设备技术领域，具体涉及一种空调系统及控制方法。


背景技术：

2.现有空气源热泵在夏季制冷过程中，利用冷媒作为载体，通过压缩机做工，将室内热量转移到户外环境中。这个过程中，室内温度下降，室外侧热量增多，造成室外环境温度升高。空调器室外机的排热，一方面造成室外侧环境的温升，导致室外机换热性能变差，导致空调能耗的增加；另一方面，空调器排热是城市热岛效应以及城市温升的主要原因之一。
3.合理回收、储存和利用空调余热是非常值得关注的一个课题，因此有必要根据空气源热泵空调器的特点，对其制冷过程中向室外侧排出的余热进行回收并利用，这将进一步提高空气源热泵空调器的能源利用率，也能有效减少空调器对环境带来的热污染，但是现有空调系统管路设计过于复杂，造成控制切换逻辑复杂，成本高。


技术实现要素：

4.因此，本发明提供一种空调系统及控制方法，能够解决现有空调系统管路过于复杂，造成控制切换逻辑复杂，成本高的技术问题。
5.为了解决上述问题，本发明提供一种空调系统，包括：
6.室外换热器、室内换热器、压缩机模块、节流元件，压缩机模块、室外换热器、节流元件和室内换热器依次连通形成制冷制热循环回路，还包括热能储存单元，热能储存单元与室内换热器之间并联，热能储存单元的第一端与室外换热器的第一端之间的第一管路上连通有第一截止阀、第二截止阀，节流元件的一端与第一管路具有第一交汇点，第一截止阀处于第一交汇点与室外换热器的第一端之间，第二截止阀处于第一交汇点与热能储存单元的第一端之间。
7.在一些实施例中，
8.热能储存单元包括储能换热器和保温水箱，储能换热器设置在保温水箱内，第一管路与储能换热器的第一端连通，室外换热器的第二端和压缩机模块通过第二支管与储能换热器的第二端连通，第二支管上设置有第三截止阀。
9.在一些实施例中，
10.空调系统还包括第三支管和第四支管，第三支管的第一端与储能换热器的第一端连通，第三支管的第二端与节流元件的第二端和室内换热器第一端分别连通，第四支管的第一端与储能换热器的第二端连通，第四支管的第二端与室内换热器的二端和压缩机模块分别连通，第三支管上设置有第五截止阀，第四支管上设置有第六截止阀。
11.在一些实施例中，
12.第三支管的第二端与节流元件的第二端具有第二交汇点，第二交汇点与室内换热器之间设置有第四截止阀。
13.本发明还提供一种空调系统的控制方法，
14.获取空调系统的运行模式；
15.根据获取到运行模式控制第一截止阀、第五截止阀和第六截止阀、第二截止阀和第三截止阀的通断。
16.在一些实施例中，
17.当获取到空调系统的运行模式为制冷储能模式，且保温水箱内的水温的实时温度值t未达到预设值t1时，控制第一截止阀、第五截止阀和第六截止阀关闭，第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀开启，以使空调系统切换为制冷储能模式。
18.在一些实施例中，
19.当获取到空调系统的运行模式为制冷储能模式，且保温水箱内的水温的实时温度值t达到预设值t1时，控制第二截止阀、第三截止阀、第五截止阀和第六截止阀关闭，控制第一截止阀和第四截止阀开启，以使空调系统从制冷储能模式切换为制冷模式。
20.在一些实施例中，
21.在空调系统从制冷储能模式切换为制冷模式后，还包括获取保温水箱内的水温的实时温度值t，当实时温度值t小于预设值t1‑△
t1时，控制空调系统切换为制冷储能模式。
22.在一些实施例中，
23.空调系统的运行模式还包括制热储能模式，当获取到空调系统的运行模式为制热储能模式时，控制第二截止阀和第三截止阀关闭，第一截止阀、第五截止阀、第六截止阀和第四截止阀开启。
24.在一些实施例中，
25.空调系统的运行模式还包括制热模式，当获取到空调系统的运行模式为制热模式时，控制第二截止阀和第三截止阀、第五截止阀和第六截止阀关闭，第一截止阀和第四截止阀开启。
26.在一些实施例中，
27.空调系统的运行模式还包括制热水模式，当获取到空调系统的运行模式为制热水模式且保温水箱内的水温的实时温度值t未达到预设值t1时，控制第一截止阀、第五截止阀和第六截止阀开启，第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀关闭。
28.在一些实施例中，
29.当获取到空调系统的运行模式为制热水模式且保温水箱内的水温的实时温度值t达到预设值t1时，控制空调系统从制热水模式切换为制热模式。
30.在一些实施例中，
31.在空调系统从制热水模式切换为制热模式之后还包括获取保温水箱内的水温的实时温度值t，当实时温度值t小于预设值t1‑△
t2时，控制空调系统切换为制热水模式。
32.在一些实施例中，
33.空调系统的运行模式还包括除霜模式，当获取空调系统的运行模式为除霜模式时，控制第一截止阀、第五截止阀和第六截止阀开启，第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀关闭。
34.本发明提供的一种空调系统，能够通过一套管路结合第一截止阀、第二截止阀的通断就可以实现空调系统的制冷模式、制热模式或制冷储能模式的不同工作状态的切换，简化了系统管路及控制逻辑，节约了成本，另外本发明在制冷时，能对室外机余热进行回
收、储存和利用；因此本发明能有效减少空气源热泵空调对环境的热污染，提高空调系统的能源利用效率。
35.另外，本发明提供的控制方法基于上述空调系统，控制方法的有益效果请参见上述空调系统的有益效果。
附图说明
36.图1为本发明实施例的空调系统的系统管路的冷媒的流通路径示意图；
37.图2为本发明实施例的空调系统处于制冷储能模式时的系统管路的冷媒的流通路径示意图；
38.图3为本发明实施例的空调系统处于制冷模式时的系统管路的冷媒的流通路径示意图；
39.图4为本发明实施例的空调系统处于制热储能模式时的系统管路的冷媒的流通路径示意图；
40.图5为本发明实施例的空调系统处于制热模式时的系统管路的冷媒的流通路径示意图；
41.图6为本实施例的空调系统处于制热水模式时的系统管路的冷媒的流通路径示意图；
42.图7为本发明实施例的空调系统处于除霜模式时的系统管路的冷媒的流通路径示意图。
43.附图标记表示为：
44.1、室外换热器；2、换热器；3、保温水箱；4、压缩机模块；5、室内换热器；6、节流元件；7、第一截止阀；8、第二截止阀；9、第三截止阀；10、第四截止阀；11、第五截止阀；12、第六截止阀；13、外风机；14、第一支管； 15、第二支管；16、第三支管；17、第四支管。
具体实施方式
45.结合参见图1至图7所示，根据本发明的实施例，提供一种空调系统，包括：室外换热器1、室内换热器5、压缩机模块4、节流元件6，压缩机模块4、室外换热器1、节流元件6和室内换热器5依次连通形成制冷制热循环回路，还包括热能储存单元，热能储存单元与室内换热器5之间并联，热能储存单元的第一端与室外换热器1的第一端之间的第一管路上连通有第一截止阀7、第二截止阀8，节流元件6的一端与第一管路具有第一交汇点，第一截止阀7处于第一交汇点与室外换热器1的第一端之间，第二截止阀8处于第一交汇点与热能储存单元的第一端之间。
46.需要说明的是压缩机模块4包括压缩机和四通阀，可以实现空调系统制冷模式与制热模式的切换，也可以配合实现其他模式的切换。第一交汇点与热能储存单元的第一端之间为第一支管14，第一截止阀7设置在第一支管14上。
47.在本实施例中，空调系统包括：室外换热器1、室内换热器5、压缩机模块4、节流元件6，压缩机模块4、室外换热器1、节流元件6和室内换热器5 依次连通形成制冷制热循环回路，还包括热能储存单元，热能储存单元与室内换热器5之间并联，热能储存单元的第一端与室外换热器1的第一端之间的第一管路上连通有第一截止阀7、第二截止阀8，节流元件6
的一端与第一管路具有第一交汇点，第一截止阀7处于第一交汇点与室外换热器1的第一端之间，第二截止阀8处于第一交汇点与热能储存单元的第一端之间。
48.在实际运用中可以通过压缩机模块4结合第一截止阀7和第二截止阀8选择性的开启或关闭实现空调系统的运行模式在制冷模式、制热模式或空调系统在制冷时对热能储存单元储存热量的制冷储能模式之间进行切换。
49.具体的，当第一截止阀7开启，第二截止阀8关闭时，空调系统可以为制冷模式或制热模式；当第一截止阀7关闭，第二截止阀8开启时，空调系统可以为制冷储能模式。
50.第一截止阀7、第二截止阀8可以均为二通阀。
51.因此本发明的空调系统能够通过一套管路结合第一截止阀7、第二截止阀 8的通断就可以实现空调系统的制冷模式、制热模式或制冷储能模式的不同工作状态的切换，简化了系统管路及控制逻辑，节约了成本，另外本发明在制冷时，能对室外机余热进行回收、储存和利用；因此本发明能有效减少空气源热泵空调对环境的热污染，提高空调系统的能源利用效率。
52.在一些实施例中，
53.热能储存单元包括储能换热器2和保温水箱3，储能换热器2设置在保温水箱3内，第一管路与储能换热器2的第一端连通，室外换热器1的第二端和压缩机模块4通过第二支管15与储能换热器2的第二端连通，第二支管15上设置有第三截止阀9。储能换热器2能够与保温水箱3内的热能储存介质进行换热，以将热能储存于热能储存单元内。
54.在本实施例中，热能储存单元包括储能换热器2和保温水箱3，储能换热器2设置在保温水箱3内，第一管路与储能换热器2的第一端连通，室外换热器1的第二端和压缩机模块4通过第二支管15与储能换热器2的第二端连通，第二支管15上设置有第三截止阀9，储能换热器2能够与保温水箱3内的热能储存介质进行换热，通过保温水箱3内的水进行储存热量，以将热能储存于热能储存单元内。热能储存介质可以是水等。
55.在一些实施例中，
56.空调系统还包括第三支管16和第四支管17，第三支管16的第一端与储能换热器2的第一端连通，第三支管16的第二端与节流元件6的第二端和室内换热器5第一端分别连通，第四支管17的第一端与储能换热器2的第二端连通，第四支管17的第二端与室内换热器5的二端和压缩机模块4分别连通，第三支管16上设置有第五截止阀11，第四支管17上设置有第六截止阀12。
57.在本实施例中，空调系统的系统管路还包括第三支管16和第四支管17，第三支管16的第一端与储能换热器2的第一端连通，第三支管16的第二端与节流元件6的第二端和室内换热器5第一端分别连通，第四支管17的第一端与储能换热器2的第二端连通，第四支管17的第二端与室内换热器5的二端和压缩机模块4分别连通，可以实现空调系统处于制热时对热能储存单元储存热量的制热储能模式。第五截止阀11设置在第三支管16上，第六截止阀12 设置第四支管17上。
58.在空调系统处于制冷、制热或制冷储能模式通过关闭第五截止阀11和第六截止阀12关闭第三支管16和第四支管17。
59.需要说明的是空调系统处于制热储能模式时第一截止阀7开启，第二截止阀8和第三截止阀9关闭。
60.在一些实施例中，
61.第三支管16的第二端与节流元件6的第二端具有第二交汇点，第二交汇点与室内换热器5之间设置有第四截止阀10。
62.在本实施例中，第三支管16的第二端与节流元件6的第二端具有第二交汇点，第四截止阀10设置在第二交汇点与室内换热器5之间，此时关闭第四截止阀10、第二截止阀8和第三截止阀9可实现空调系统的制热水模式或在除霜模式时通过热能储存单元释放储存的热量对室外换热器1除霜。
63.需要说明的是空调系统处于制热水模式或在除霜模式时第一截止阀7、第五截止阀11和第六截止阀12开启。
64.因此可以实现空调系统的运行模式在制热模式与制热储能模式以及制热水模式之间进行切换。
65.在一些实施例中，
66.室外换热器1的一侧设置有能够加快室外换热器1热交换的外风机13。
67.本发明还提供一种空调系统的控制方法，
68.用于控制上的空调系统，包括如下步骤：
69.根据获取到运行模式控制第一截止阀7、第五截止阀11和第六截止阀12、第二截止阀8和第三截止阀9的通断。
70.在一些实施例中，
71.当获取到空调系统的运行模式为制冷储能模式，且保温水箱3内的水温的实时温度值t未达到预设值t1时，控制第一截止阀7、第五截止阀11和第六截止阀12关闭，第二截止阀8、第三截止阀9和第四截止阀10开启，以使空调系统切换为制冷储能模式。
72.在本实施例中，当获取到空调系统的运行模式为制冷储能模式，且保温水箱3内的水温的实时温度值t未达到预设值t1时，控制外风机13、第一截止阀7、第五截止阀11和第六截止阀12关闭，第二截止阀8、第三截止阀9和第四截止阀10开启，以使空调系统切换为制冷储能模式。
73.需要说明的是在制冷储能模式下，室外换热器1处于不工作状态；室内换热器5和储能换热器2处于工作状态；压缩机模块4处于工作状态。
74.在制冷储能模式下，空调系统的室内换热器5从室内侧吸收热量，通过压缩机模块4做工，将热量由热能储存单元的储能换热器2释放到保温水箱3中，保温水箱3中的水吸收热量，并将热量储存在热能储存单元中。
75.在一些实施例中，
76.当获取到空调系统的运行模式为制冷储能模式，且保温水箱3内的水温的实时温度值t达到预设值t1时，控制第二截止阀8、第三截止阀9、第五截止阀11和第六截止阀12关闭，控制第一截止阀7和第四截止阀10开启，以使空调系统从制冷储能模式切换为制冷模式。
77.在本实施例中，当获取到空调系统的运行模式为制冷储能模式，且保温水箱3内的水温的实时温度值t达到预设值t1时，控制第二截止阀8、第三截止阀9、第五截止阀11和第六截止阀12关闭，控制外风机13、第一截止阀7和第四截止阀10开启，以使空调系统从制冷储能模式切换为制冷模式。
78.另外，当获取到空调系统的运行模式为制冷储能模式，且保温水箱3内的水温的实时温度值t达到预设值t1时，也可以控制第五截止阀11和第六截止阀12关闭，控制第二截止阀8、第三截止阀9、外风机13、第一截止阀7和第四截止阀10开启，以使空调系统从制冷储能模式切换为制冷模式与制冷储能模式同时运行的状态，对保温水箱3内的水温进程不间断的保温。
79.在一些实施例中，
80.在空调系统从制冷储能模式切换为制冷模式后，还包括获取保温水箱3内的水温的实时温度值t，当实时温度值t小于预设值t1‑△
t1时，控制空调系统切换为制冷储能模式。
81.在本实施例中，在空调系统从制冷储能模式切换为制冷模式后，还包括获取保温水箱3内的水温的实时温度值t，当实时温度值t小于预设值t1‑△
t1时，控制空调系统切换为制冷储能模式，只有当保温水箱3内的水温的实时温度值t小于预设值t1‑△
t1时，才切换为制冷储能模式，防止空调系统各模式之间的频繁切换造成空调系统能耗增加以及寿命降低。
82.在一些实施例中，
83.空调系统的运行模式还包括制热储能模式，当获取到空调系统的运行模式为制热储能模式时，控制第二截止阀8和第三截止阀9关闭，第一截止阀7、第五截止阀11、第六截止阀12和第四截止阀10开启。
84.在本实施例中，空调系统的运行模式还包括制热储能模式，当获取到空调系统的运行模式为制热储能模式时，控制第二截止阀8和第三截止阀9关闭，外风机13、第一截止阀7、第五截止阀11、第六截止阀12和第四截止阀10 开启，以实现空调系统处于制热模式时对热能储存单元储存热量。
85.当室内侧热量需求低于空调系统额定制热量或者用户选择制热储能模式。
86.用户设定运行模式为制热储能模式时，室外换热器1、室内换热器5和储能换热器2均处工作状态；压缩机模块4处于工作状态。
87.在制热储能模式下，空调系统的室外换热器1从室外侧吸收热量，通过压缩机模块4做工，将热量传递到热能储存单元的储能换热器2和室内换热器5 中。室内换热器5用于维持室内侧温度，储能换热器2用于维持热能储存单元保温水箱3的水温。
88.在一些实施例中，
89.空调系统的运行模式还包括制热模式，当获取到空调系统的运行模式为制热模式时，控制第二截止阀8和第三截止阀9、第五截止阀11和第六截止阀 12关闭，第一截止阀7和第四截止阀10开启。
90.在本实施例中，空调系统的运行模式还包括制热模式，当获取到空调系统的运行模式为制热模式时，控制第二截止阀8和第三截止阀9、第五截止阀11 和第六截止阀12关闭，外风机13、第一截止阀7和第四截止阀10开启，以使空调系统的运行模式切换为制热模式。
91.当室内侧热量需求大于空调系统额定制热量或者用户选择制热模式时。
92.室外换热器1和室内换热器5处工作状态；储能换热器2处停机状态；压缩机模块4处于工作状态。
93.在制热模式下，空调系统室外换热器1从室外侧吸收热量，通过压缩机模块4做工，
将热量全部传递到室内换热器5中，用于维持室内侧温度。
94.在一些实施例中，
95.空调系统的运行模式还包括制热水模式，当获取到空调系统的运行模式为制热水模式时，且保温水箱3内的水温的实时温度值t未达到预设值t1时，控制第一截止阀7、第五截止阀11和第六截止阀12开启，第二截止阀8、第三截止阀9和第四截止阀10关闭。
96.在本实施例中，空调系统的运行模式还包括制热水模式，当获取到空调系统的运行模式为制热水模式且保温水箱3内的水温的实时温度值t未达到预设值t1时，控制外风机13、第一截止阀7、第五截止阀11和第六截止阀12开启，第二截止阀8、第三截止阀9和第四截止阀10关闭。
97.当室内不需要空调系统提供热量或者用户选择制热水模式。
98.用户设定运行模式为制热水模式时，室内换热器5处停机状态；室外换热器1和储能换热器2处于开机状态；压缩机模块4处于工作状态。
99.在制热水模式下，空调系统的室外换热器1从室外侧吸收热量，通过压缩机模块做工，将热量全部传递到换热器中，用于加热或维持热能储存单元保温水箱3中的水温。
100.在一些实施例中，
101.当获取到空调系统的运行模式为制热水模式且保温水箱3内的水温的实时温度值t达到预设值t1时，控制空调系统从制热水模式切换为制热模式。
102.在一些实施例中，
103.在空调系统从制热水模式切换为制热模式之后还包括获取保温水箱3内的水温的实时温度值t，当实时温度值t小于预设值t1‑△
t2时，控制空调系统切换为制热水模式。
104.在本实施例中，在空调系统从制热水模式切换为制热模式之后还包括获取保温水箱3内的水温的实时温度值t，当实时温度值t小于预设值t1‑△
t2时，控制空调系统切换为制热水模式，只有当保温水箱3内的水温的实时温度值t 小于预设值t1‑△
t2时，才控制空调系统切换为制热水模式，防止空调系统各模式之间的频繁切换造成空调系统能耗增加以及寿命降低。
105.在一些实施例中，
106.空调系统的运行模式还包括除霜模式，当获取空调系统的运行模式为除霜模式时，控制第一截止阀7、第五截止阀11和第六截止阀12开启，第二截止阀8、第三截止阀9和第四截止阀10关闭。
107.在本实施例中，空调系统的运行模式还包括除霜模式，当获取空调系统的运行模式为除霜模式时，控制第一截止阀7、第五截止阀11和第六截止阀12 开启，外风机13、第二截止阀8、第三截止阀9和第四截止阀10关闭，以实现热能储存单元释放储存的热量对室外换热器1除霜。
108.在除霜模式下，储能换热器2从热能储存单元的保温水箱3吸收热量，通过压缩机模块4做工，将热量全部传递到室外换热器1中，用于处去室外换热器1表面的霜层。
109.特别的，由于本技术的压缩机模块4可以是空气源热泵，而空气源热泵做工的能效较高，利用热能储存单元储存的热量除去室外换热器1表面的霜层所需要的能量小于直接消耗电能除霜所需的能量，因此从整体来看依旧满足节能要求。此外，本发明的除霜模式运行过程中，室内换热器5处于完全停止工作的状态，空调系统除霜所需的热量由压缩机模块
4和热能储存单元提供，空调系统不会对室内侧造成任何影响，使得除霜过程中室内侧温度几乎不受影响。因此，降低了空调系统的除霜能耗，节省了除霜时长，同时也维持了室内侧环境的稳定和舒适性。
110.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。
111.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。