蓄能空调系统的控制方法与流程

本发明涉及一种蓄能空调系统的控制方法。

背景技术：

1、近年来，随着能源节约的需求日趋增大，随着碳达峰、碳中和的目标的提出，储能技术和节能技术正处于不断研究和发展的过程中。

2、在空气调节领域，空气调节系统(简称为“空调系统”)或空气调节装置(简称为“空调装置”)的耗电量在一天中随着时间的变化而起伏较大。例如，对于商务楼、制造工厂等，在白天这样的用电高峰区间，空气调节的需求非常庞大，用于空气调节的电力消耗量也相应很大。在夜晚这样的用电低谷区间，与白天相比，空气调节的需求显著减小，有时会存在电力过剩的情况。

3、为此，现有技术提出了一种蓄能空调系统，其根据电力的使用情况进行蓄能。具体而言，当电力使用存在过剩的情况时，利用贮存于蓄能容器内的蓄能介质将过剩的电力转换成冷量或热量进行积蓄。而在用电需求较大的情况下，通过使预先积蓄有冷量或热量的蓄能介质与在冷媒回路中循环的冷媒的至少一部分之间进行热交换，将冷量从蓄能介质传递至冷媒，从而增大冷媒的制冷或制热能力，进而实现电费节省、节能的效果。

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、然而，在现有的蓄能空调系统中，若想要利用贮存在蓄能容器内的蓄能介质所积蓄的冷量或热量，则必须使该蓄能介质与在冷媒回路中循环的冷媒的至少一部分之间进行热交换来传递冷量或热量。即，在现有的蓄能空调系统中，只能间接地利用预先积蓄的冷量或热量来改善制冷或制热。换言之，冷量的传递并非直接的，存在间接传递的过程。其结果是，存在冷量或热量的耗散、利用效率低等问题。

3、另外，在针对现有蓄能空调系统的现有控制方法中，为了最大程度地节省电费，主要根据电价的价格区间(例如，电价低谷区间、电价峰值区间)来判断是否进行蓄冷利用，对于实际是否真的起到电费削减的作用并没有进行判断。其结果是，有时，虽然根据电价的价格区间来进行蓄冷利用，但基于此的电费削减效果并不好。

4、本发明是为了解决上述技术问题而形成，其目的在于提供一种蓄能空调系统的控制方法，能够在更有效地利用冷量的同时，实际上实现电费的削减。

5、解决技术问题所采用的技术方案

6、本发明的第一技术方案提供一种蓄能空调系统的控制方法，所述蓄能空调系统包括空调主体装置以及蓄能装置，

7、所述空调主体装置具有压缩机、热源热交换器、第一利用热交换器和第二利用热交换器，

8、所述压缩机、所述热源热交换器以及所述第一利用热交换器经由冷媒配管连接以形成冷媒循环回路，

9、所述蓄能装置贮存有蓄能介质，所述蓄能装置经由第一管路与所述冷媒配管连接，经由第二管路与所述第二利用热交换器连接，

10、所述控制方法包括：

11、在所述蓄能空调系统收到制冷运转指令或正在进行制冷运转时，根据贮存于所述蓄能装置的蓄能介质的温度，使所述蓄能空调系统执行常规制冷运转模式、蓄冷直接利用制冷运转模式以及蓄冷间接利用制冷运转模式中的一者，

12、所述蓄冷直接利用制冷运转模式是将所述蓄能介质经由所述第二管路供给至所述第二利用热交换器的制冷运转模式，

13、所述蓄冷间接利用制冷运转模式是在从所述热源热交换器流出的冷媒的至少一部分经由所述第一管路流经所述蓄能装置的情况下，所述蓄能介质与所述冷媒进行热交换而将冷量传递至所述冷媒的制冷运转模式。

14、在第一技术方案的基础上，在第二技术方案的控制方法中，根据贮存于所述蓄能装置的蓄能介质的温度与规定的第一阈值的大小关系或贮存于所述蓄能装置的蓄能介质的温度与室内温度的差值，使所述蓄能空调系统执行所述常规制冷运转模式、蓄冷直接利用制冷运转模式以及蓄冷间接利用制冷运转模式中的一者，

15、当贮存于所述蓄能装置的蓄能介质的温度低于所述第一阈值时，使所述蓄能空调系统执行所述蓄冷直接利用制冷运转模式，

16、当贮存于所述蓄能装置的蓄能介质的温度达到所述第一阈值以上时，使所述蓄能空调系统执行所述常规制冷运转模式和所述蓄能间接利用制冷运转模式中的一者；或者，

17、当所述差值达到规定的第二阈值以上时，使所述蓄能空调系统执行所述蓄冷直接利用制冷运转模式，

18、当所述差值小于所述第二阈值时，使所述蓄能空调系统执行所述常规制冷运转模式和所述蓄冷间接利用制冷运转模式中的一者。

19、在第二技术方案的基础上，在第三技术方案的控制方法中，所述第一阈值是与所述蓄能空调系统的设定温度正相关的阈值，所述第二阈值是与所述蓄能空调系统的设定温度负相关的阈值。

20、在第二技术方案的基础上，在第四技术方案的控制方法中，在贮存于所述蓄能装置的蓄能介质的温度达到所述第一阈值以上或所述差值小于所述第二阈值的情况下，对所述冷媒循环回路中的冷媒能否利用贮存于所述蓄能装置的蓄能介质所积蓄的冷量进行判定，

21、当判定为所述冷媒能利用所述冷量时，使所述蓄能空调系统执行所述蓄冷间接利用制冷运转模式，

22、当判定为所述冷媒不能利用所述冷量时，使所述蓄能空调系统执行所述常规制冷运转模式。

23、在第四技术方案的基础上，在第五技术方案的控制方法中，当贮存于所述蓄能装置的蓄能介质的温度与从所述热源热交换器流出的冷媒的温度的差值达到规定的第三阈值以上时，或者当贮存于所述蓄能装置的蓄能介质的温度与室外温度的差值达到规定的第四阈值以上时，判定为所述冷媒能利用所述冷量。

24、在第四技术方案或第五技术方案的基础上，在第六技术方案的控制方法中，在判定为所述冷媒能利用所述冷量的情况下，对所述冷媒是否需要利用所述冷量进行判定，

25、当判定为所述冷媒需要利用所述冷量时，使所述蓄能空调系统执行所述蓄冷间接利用制冷运转模式，

26、当判定为所述冷媒不需要利用所述冷量时，使所述蓄能空调系统执行所述常规制冷运转模式。

27、在第六技术方案的基础上，在第七技术方案的控制方法中，根据室内制冷需求和室外环境负荷中的至少一者，对所述冷媒是否需要利用所述冷量进行判定。

28、在第七技术方案的基础上，在第八技术方案的控制方法中，在下述中的至少一者成立的情况下，判定为所述冷媒需要利用所述冷量：

29、当室内温度与室内设定温度的差值达到规定的第五阈值以上时；

30、当所述压缩机的实际转速与所述压缩机的下限转速的比值达到规定的第六阈值以上时；

31、当所述压缩机的实际转速与所述压缩机的最大转速之比和所述压缩机的下限转速与所述最大转速之比的比值达到规定的第七阈值以上时。

32、在第七技术方案的基础上，在第九技术方案的控制方法中，当室外温度达到规定的第八阈值以上时，判定为所述冷媒需要利用所述冷量。

33、在第四技术方案的基础上，在第十技术方案的控制方法中，在判定为所述冷媒能利用所述冷量的情况下，对所述冷量的利用效率进行判定，

34、当判定为所述利用效率高时，使所述蓄能空调系统执行所述蓄冷间接利用制冷运转模式，

35、当判定为所述利用效率低时，使所述蓄能空调系统执行所述常规制冷运转模式。

36、在第六技术方案的基础上，在第十一技术方案的控制方法中，在判定为所述冷媒需要利用所述冷量的情况下，对所述冷量的利用效率进行判定，

37、当判定为所述利用效率高时，使所述蓄能空调系统执行所述蓄冷间接利用制冷运转模式，

38、当判定为所述利用效率低时，使所述蓄能空调系统执行所述常规制冷运转模式。

39、在第十或第十一技术方案的基础上，在第十二技术方案的控制方法中，对能否减少所述蓄能空调系统的耗电量进行判定，

40、当判定为所述耗电量减少时，判定为所述利用效率高，

41、当判定为所述耗电量未减少时，判定为所述利用效率低。

42、在第十二技术方案的基础上，在第十三技术方案的控制方法中，当通过执行所述蓄冷间接利用制冷运转模式所实现的耗电量的减少值即节电预估值大于执行所述蓄冷间接利用制冷运转模式时从所述蓄能介质获取冷量所消耗的电量值即的耗电预估值时，判定为所述耗电量减少。

43、在第十三技术方案的基础上，在第十四技术方案的控制方法中，所述蓄能装置包括对蓄能介质进行泵送的泵机构，

44、所述节电预估值是通过当前的空调负荷以及蓄冷利用比确定的，

45、所述耗电预估值被设定为泵机构运行时产生的电量的计算值。

46、在第十四技术方案的基础上，在第十五技术方案的控制方法中，在将预设条件下执行常规制冷运转模式时的耗电量设为m且将所述预设条件下根据预设规则执行所述蓄冷间接利用制冷运转模式时的耗电量设为n的情况下，所述蓄冷利用比满足下述关系：

47、蓄冷利用比＝(m-n)/m，

48、所述预设规则被设定为下述规则：在蓄能装置蓄冷至设计蓄冷量的情况下，在规定的周期中执行所述蓄冷间接利用制冷运转模式直到积蓄于所述蓄能装置的蓄冷量无法被利用。

49、在第十或第十一技术方案的基础上，在第十六技术方案的控制方法中，在下述中的至少一者成立时，判定为所述利用效率高：

50、当所述压缩机的实际转速与所述压缩机的下限转速的比值达到规定的第六阈值以上时；

51、当所述压缩机的实际转速与所述压缩机的最大转速之比和所述压缩机的下限转速与所述最大转速之比的比值达到规定的第七阈值以上时。

52、在第十或第十一技术方案的基础上，在第十七技术方案的控制方法中，当贮存于所述蓄能装置的蓄能介质的温度小于室外温度时，判定为所述利用效率高。

53、在第一技术方案的基础上，在第十八技术方案的控制方法中，在所述蓄能空调系统收到制冷运转指令或正在进行制冷运转时，对当前是否处于电价低谷时间段进行判定，

54、当判定为当前处于电价低谷时间段时，使所述蓄能空调系统执行所述常规制冷运转模式，

55、当判定为当前不处于电价低谷时间段时，根据贮存于所述蓄能装置的蓄能介质的温度，使所述蓄能空调系统执行所述常规制冷运转模式、所述蓄冷直接利用制冷运转模式以及所述蓄冷间接利用制冷运转模式中的一者。

56、本发明的第十九技术方案提供一种蓄能空调系统，包括存储设备、处理器及存储在所述存储设备上的计算机程序，所述处理器执行所述程序以实现第一技术方案至第十八技术方案中任一项所述的方法。

57、本发明的第二十技术方案提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一技术方案至第十八技术方案中任一项所述的方法。

58、本发明的第二十一技术方案提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，

59、所述计算机程序被处理器执行时实现第一技术方案至第十八技术方案中任一项所述的方法。

60、发明效果

61、根据第一技术方案所述的控制方法，蓄能空调系统根据贮存于蓄能罐内的蓄能介质的温度来选择使蓄能空调系统执行常规制冷运转模式、蓄冷直接利用制冷运转模式以及蓄能间接利用制冷运转模式中的一者。如此，能够确保空调系统执行最合适的制冷运转模式，能够更充分地利用预先积蓄的冷量或者更好地实现电费的节省和节能或者实现更理想的制冷效果，能够防止预先积蓄的冷量使用的过度浪费，也能够避免冷量的不必要使用。

62、根据第二技术方案所述的控制方法，作为基于贮存于蓄能罐内的蓄能温度的判定，蓄能空调系统根据蓄能介质的温度与规定的第一阈值的大小关系或者该温度与要进行空气调节的对象空间的室内温度之间的差值进行判定。由此，能够提供一种或两种判定方法来选择使蓄能空调系统执行常规制冷运转模式、蓄冷直接利用制冷运转模式以及蓄能间接利用制冷运转模式中的一者。其中，第二阈值为至少能实现蓄能介质与室内空气进行热交换的温差值。当使用蓄能介质的温度与室内温度之间的差值进行判定时，由于直接考虑了蓄能介质和室内空气进行换热的效率，因此，能提高进入蓄冷直接利用制冷运转模式的有效性和精确性。

63、根据第三技术方案所述的控制方法，能够提供一种第一阈值和第二阈值的具体设定方法。

64、根据第四技术方案所述的控制方法，在根据贮存于蓄能罐内的蓄能介质的温度判定为不执行蓄冷直接利用制冷运转模式的情况下，并非直接使蓄能空调系统执行常规制冷运转模式，而是进一步根据贮存于蓄能罐内的蓄能介质的温度来判定使蓄能空调系统执行蓄冷间接利用制冷运转模式还是执行常规制冷运转模式。如此，能够充分利用所积蓄的冷量，能够实现电费节省和节能的目的。

65、根据第五技术方案所述的控制方法，作为冷媒能否利用冷量的具体判定方式，蓄能空调系统根据蓄能介质的温度与从热源热交换器流出的冷媒的温度之间的差值或者蓄能介质的温度与室外温度之间的差值的大小关系进行判定。由此，能够提供一种或两种具体的判定方式。并且，当使用室外温度进行判定时，系统的成本可以降低，室外温度数据的获取途径相对较多。

66、根据第六技术方案至第九技术方案所述的控制方法，在判定为冷媒能够利用蓄能介质所积蓄的冷量的基础上，进一步对冷媒是否需要利用该冷量进行判定。有时，虽然判定为冷媒能够利用蓄能介质所积蓄的冷量，但是，若室内制冷需求小或环境负荷小的时候，例如若室内实际温度非常接近室内设定温度，或者，在压缩机运转的情况下，若压缩机的实际转速非常接近其下限转速，或者，若室外温度小于规定的值，那么，从削减电费的角度而言，冷量的利用并非必要的。甚至，若在上述情况下利用积蓄的冷量，则可能增加电费。为此，从削减电费的角度而言，仅对冷媒是否能够利用冷量进行判定是不充分的，还要对冷媒是否需要利用冷量进行判定。如此，能够更充分地利用冷量，进一步提高冷量的利用效率，从而能够进一步节省电费、实现节能。

67、根据第十技术方案至第十七技术方案所述的控制方法，在判定为冷媒能够和/或需要利用蓄能介质所积蓄的冷量的基础上，进一步对冷量的利用效率进行判定。有时，虽然判定为冷媒能够和/或利用蓄能介质所积蓄的冷量，但是，由于冷量的利用效率可能不高，因此，若进行蓄冷间接利用，则可能导致电费并未削减，甚至增加。为此，从削减电费的角度而言，仅对冷媒是否能够和/或需要利用冷量进行判定是不充分的，还要对冷量的利用效率进行判定。如此，能够更充分地利用冷量，进一步提高冷量的利用效率，从而能够进一步节省电费、实现节能。

68、根据第十八技术方案所述的控制方法，在对冷媒是否能够利用贮存在蓄能装置内的蓄能介质所积蓄的冷量进行判定之前，先对当前的时刻是否处于电价低谷时间段进行判定。如此，能够根据电价的情况来判断是否利用冷量，从而能够确实地削减电费。

69、具体而言，在电价低谷时段(通常是夜间时段)，可以使蓄能空调系统进行蓄冷以便第二天(例如第二天的日间时段或日间高电价时段)使用该积蓄的冷量，从而实现移峰填谷的作用。在白天，例如刚上班的时间段，尤其是例如盛夏，空调的制冷负荷大，由于蓄能介质蓄积的冷量尚未使用，因此，在温度足够低的情况下，能够进入蓄冷直接利用制冷运转模式。此时，由于空调主体装置的压缩机、热源热交换器、第一利用热交换器可以完全不运转，因此能完全削减这部分的电力消耗，削减电量峰值或电价高峰时的电力消耗，从而实现电费的节约。又例如，在下午的时段，蓄能介质的温度因被第二利用热交换器利用而有所升高时、或者蓄能介质蓄积的冷量不多而使得蓄能介质温度稍高时，可以结合室外温度情况、室内负荷情况等，进行蓄冷间接利用，从而进一步削减电力消耗或节约电费。