空气调节系统及空气调节系统的控制方法与流程

本发明涉及一种空气调节系统及空气调节系统的控制方法。

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，空气调节系统或空气调节装置的耗电量在一天中随着时间的变化而起伏较大。例如，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，电力足够使用，甚至有时会存在电力过剩的情况。

3、为此，现在有一种蓄能式空气调节系统，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，利用蓄能介质将过剩的电力转换成冷量(或热量)进行积蓄。在用电需求较大的情况下，使预先积蓄有冷量(或热量)的蓄能介质与冷媒进行热交换，以冷量(或热量)传递给冷媒用于制冷或制热，从而实现节能的效果。

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、然而，在现有的蓄能式空气调节系统中，蓄能装置中积蓄的冷量(或热量)需要与冷媒进行热交换。其结果是，在热交换过程中，存在冷量或热量的耗散、转化率低等问题，从而可能导致积蓄的冷量或热量的利用效率低。

3、此外，在现有的蓄能式空气调节系统中，由于蓄能装置中积蓄的冷量或热量需要与冷媒进行热交换，因此，必须要开启压缩机以进行蓄能利用。其结果是，无法进一步削减电价峰值区间的电力消耗，削减电费较少，经济性较为一般。

4、本发明是为了解决上述技术问题而形成的，其目的在于提供一种空气调节系统及该空气调节系统的控制方法，能够更有效地利用预先积蓄的冷量或热量，从而能够进一步提高节能性能、削减电费、提高经济性。

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空气调节系统，包括：

7、冷媒利用回路，所述冷媒利用回路包括通过冷媒利用配管连接的压缩机、热源热交换器以及第一利用热交换器；

8、蓄能回路，所述蓄能回路由设置有蓄能介质的蓄能装置经由冷媒旁通配管连接至所述冷媒利用配管的方式构成，包括蓄能子回路，所述蓄能子回路配置成能够实现对所述蓄能装置的蓄冷功能；

9、蓄能直接利用回路，所述蓄能直接利用回路通过所述蓄能装置经由蓄能直接利用配管与第二利用热交换器连接的方式构成；以及

10、控制装置，所述控制装置能够对所述蓄能直接利用回路的工作、不工作进行控制。

11、在第一技术方案的基础上，在第二技术方案的空气调节系统中，所述空气调节系统具有第一运转模式，

12、在所述第一运转模式下，所述蓄能直接利用回路工作，所述蓄能介质从所述蓄能装置经由所述蓄能直接利用配管供给至所述第二利用热交换器。

13、在第二技术方案的基础上，在第三技术方案的空气调节系统中，所述控制装置在所述蓄能装置中的所述蓄能介质的温度小于规定的阈值或比所述空气调节系统进行空气调节的对象空间的空间内温度低规定值的情况下，进行使所述蓄能直接利用回路工作的控制，以使所述空气调节系统以所述第一运转模式进行运转。

14、在第三技术方案的基础上，在第四技术方案的空气调节系统中，所述蓄能直接利用配管包括介质流入配管和介质流出配管，所述介质流入配管的一端与所述蓄能装置的流入端连接，另一端与所述第二利用热交换器的流出端连接，所述介质流出配管的一端与所述蓄能装置的流出端连接，另一端与所述第二利用热交换器的流入端连接。

15、在第四技术方案的基础上，在第五技术方案的空气调节系统中，所述蓄能直接利用回路包括设置于所述介质流入配管或所述介质流出配管的泵机构，所述控制装置通过将所述泵机构打开或关闭而使所述蓄能直接利用回路工作或不工作。

16、在第五技术方案的基础上，在第六技术方案的空气调节系统中，所述空气调节系统包括至少两个所述第二利用热交换器，所述蓄能直接利用回路包括压差传感器，所述压差传感器对所述泵机构的上游侧与下游侧之间的压差进行检测，在所述压差传感器检测到的压差变小的情况下，所述控制装置对所述泵机构进行控制而使所述泵机构加载，在所述压差传感器检测到的压差变大的情况下，所述控制装置对所述泵机构进行控制而使所述泵机构卸载。

17、在第六技术方案的基础上，在第七技术方案的空气调节系统中，所述泵机构是变频泵或并联设置的至少两台定频泵，在所述泵机构是变频泵的情况下，所述控制装置使所述泵机构加载为提高所述泵机构的目标转速，使所述泵机构卸载为降低所述泵机构的目标转速，在所述泵机构是并联设置的至少两台定频泵的情况下，每台定频泵具有识别编号，所述控制装置在使所述泵机构加载时按照所述识别编号打开所述定频泵，在使所述泵机构卸载时按照所述识别编号关闭所述定频泵。

18、在第五技术方案的基础上，在第八技术方案的空气调节系统中，所述空气调节系统包括至少两个所述第二利用热交换器，所述控制装置配置成：

19、获取所述第二利用热交换器的开启状态以及所述第二利用热交换器对应的容量；以及

20、根据开启的第二利用热交换器的容量的总和与所述空气调节系统中的所述至少两个所述第二利用热交换器的总容量的比例的变化，对所述泵机构进行控制而使所述泵机构加载或卸载。

21、在第八技术方案的基础上，在第九技术方案的空气调节系统中，所述泵机构是变频泵或并联设置的至少两台定频泵，在所述泵机构是变频泵的情况下，所述泵机构根据所述比例的上升或下降，提高或降低目标转速，在所述泵机构是并联设置的至少两台定频泵的情况下，根据所述比例与预设的开启等级的匹配结果，使所述定频泵打开的台数与匹配的开启等级对应。

22、在第二技术方案的基础上，在第十技术方案的空气调节系统中，所述蓄能回路还包括蓄能利用子回路，所述蓄能利用子回路配置成能够实现蓄冷利用功能，所述空气调节系统还具有第二运转模式，在所述第二运转模式下，所述蓄能直接利用回路不工作，所述压缩机运转，所述蓄能装置中的蓄能介质的冷量通过所述蓄能利用子回路传递给所述冷媒。

23、在第十技术方案的基础上，在第十一技术方案的空气调节系统中，所述控制装置在所述蓄能容器中的所述蓄能介质的温度达到规定的阈值以上或与所述空气调节系统进行空气调节的对象空间的空间内温度的差值小于规定值的情况下，进行使所述蓄能利用子回路工作的控制，以使所述空气调节系统以所述第二运转模式进行运转。

24、在第一技术方案的基础上，在第十二技术方案的空气调节系统中，所述冷媒旁通配管包括第一冷媒旁通配管以及第二冷媒旁通配管，所述第一冷媒旁通配管的一端与所述冷媒利用配管中的液体冷媒配管在所述液体冷媒配管的第一位点处连接，另一端与所述蓄能装置的第一端口连接，所述第二冷媒旁通配管的一端与所述冷媒利用配管中的气体冷媒配管连接，另一端与所述蓄能装置的第二端口连接，所述液体冷媒配管中流动的冷媒的至少一部分能够经由所述第一位点流入所述第一冷媒旁通配管，在所述蓄能装置中将冷量传递至所述蓄能介质后流入所述第二冷媒旁通配管而流动至所述气体冷媒配管，从而返回至所述压缩机。

25、在第十技术方案的基础上，在第十三技术方案的空气调节系统中，所述冷媒旁通配管包括第一冷媒旁通配管、第二冷媒旁通配管以及第三冷媒旁通配管，所述第一冷媒旁通配管的一端与所述冷媒利用配管中的液体冷媒配管在所述液体冷媒配管的第一位点处连接，另一端与所述蓄能装置的第一端口连接，所述第二冷媒旁通配管的一端与所述冷媒利用配管中的气体冷媒配管连接，另一端与所述蓄能装置的第二端口连接，所述第三冷媒旁通配管的一端与所述液体冷媒配管在所述液体冷媒配管的比所述第一位点靠近所述第一利用热交换器的第二位点处连接，另一端与所述蓄能装置的第二端口连接，在所述第二运转模式下，在所述液体冷媒配管中流动的冷媒的至少一部分经由所述第一位点流入所述第一冷媒旁通配管，在所述蓄能装置中从所述蓄能介质获取冷量后流入所述第三冷媒旁通配管，并且经由所述第二位点返回至所述液体冷媒配管而流入所述第一利用热交换器。

26、在第十三技术方案的基础上，在第十四技术方案的空气调节系统中，所述第二冷媒旁通配管设置有第一阀机构，所述第三冷媒旁通配管设置有第二阀机构，所述控制装置在所述蓄能容器中的所述蓄能介质的温度达到规定的阈值以上或与所述空气调节系统进行空气调节的对象空间的空间内温度的差值小于规定值时，将所述第一阀机构设为关闭状态且将所述第二阀机构设为打开状态，以使所述空气调节系统以所述第二运转模式运转。

27、在第一技术方案的基础上，在第十五技术方案的空气调节系统中，所述空气调节系统包括利用机组，所述第一利用热交换器和所述第二利用热交换器分别设置于不同的利用机组或者共同设置于相同的利用机组。

28、在第一技术方案的基础上，在第十六技术方案的空气调节系统中，所述第一利用热交换器和所述第二利用热交换器在所述空气调节系统中分别设置于不同的功能段。

29、在第一技术方案的基础上，在第十七技术方案的空气调节系统中，所述蓄能装置包括分离设置的蓄能容器和蓄能热交换器，所述蓄能容器内部贮存有所述蓄能介质，所述蓄能热交换器通过所述冷媒旁通配管与所述冷媒利用配管连接，供所述蓄能介质与所述冷媒之间进行热交换。

30、在第一技术方案的基础上，在第十八技术方案的空气调节系统中，所述蓄能热交换器是板式热交换器，具有与所述冷媒旁通配管连接的第一端口和第二端口。

31、在第一技术方案的基础上，在第十九技术方案的空气调节系统中，所述蓄能装置包括蓄能罐和换热盘管，所述蓄能罐的内部贮存有所述蓄能介质，在所述蓄能罐的内部或外表面设置有与所述冷媒旁通配管连接的换热盘管。

32、在第一技术方案的基础上，在第二十技术方案的空气调节系统中，所述空气调节系统包括热源机组，所述热源热交换器设置于所述热源机组，所述热源机组以风冷或水冷的方式进行热交换。

33、在第一技术方案的基础上，在第二十一技术方案的空气调节系统中，所述空气调节系统还包括锅炉和热水配管，所述锅炉通过所述热水配管与所述第二利用热交换器连接，使得所述锅炉中的热水通过所述热水配管流入所述第二利用热交换器。

34、本发明的第二十二技术方案提供一种空气调节系统的控制方法，用于控制第一技术方案至第二十一技术方案中任一技术方案所述的空气调节系统，其特征在于，

35、当蓄能装置中的蓄能介质的温度小于规定的阈值或比所述空气调节系统进行空气调节的对象空间的空间内温度低规定值时，通过控制装置使蓄能直接利用回路工作，以使所述空气调节系统以第一运转模式运转，

36、在所述第一运转模式下，所述蓄能介质从蓄能装置经由所述蓄能直接利用配管供给至第二利用热交换器。

37、在第二十二技术方案的基础上，在第二十三技术方案的空气调节系统的控制方法中，

38、所述蓄能回路还包括蓄能利用子回路，

39、当所述蓄能装置中的蓄能介质的温度达到所述阈值以上或与所述空气调节系统进行空气调节的对象空间的空间内温度的差值小于所述规定值时，通过所述控制装置使压缩机运转且使所述蓄能直接利用回路不工作，以使所述空气调节系统以第二运转模式运转，

40、在所述第二运转模式下，所述蓄能装置中的蓄能介质的冷量通过所述蓄能利用子回路传递给所述冷媒。

41、发明效果

42、根据第一技术方案的空气调节系统，与现有的蓄能式空气调节系统相比，该空气调节系统包括蓄能直接利用回路。通过设置蓄能直接利用回路，本发明的空气调节系统能够将预先积蓄的冷量直接传递给利用热交换器而进行室内制冷。如此，能够减少预先积蓄的冷量的传递步骤，从而提高该冷量的利用效率，进而减少电力消耗，提高空气调节系统的节能性和经济性。

43、根据第二技术方案的空气调节系统，通过空气调节系统执行第一运转模式(即，蓄能直接利用运转模式)，能够向设置于对象空间的第二利用热交换器直接供给冷量来进行室内制冷，因此，能够提高冷量的利用效率、减少电力消耗并提高空气调节系统的节能性和经济性。

44、根据第三技术方案的空气调节系统，根据贮存在蓄能装置内的蓄能介质的温度来判断是否执行第一运转模式。由此，能够对是否执行第一运转模式进行量化控制，从而能够进一步提高冷量的利用效率。

45、根据第四技术方案和第五技术方案的空气调节系统，能够提供一种将积蓄在蓄能装置内的冷量供给至第二利用热交换器的供给结构。

46、根据第六技术方案的空气调节系统，有时，空气调节系统包括至少两个第二利用热交换器。在该情况下，由于至少两个利用热交换器中每个利用热交换器的开启、停止会发生变化，因此，泵机构的上游侧与下游侧之间的压差会发生变化。对此，通过在蓄能直接利用回路设置压差传感器来检测泵机构的上游侧与下游侧之间的压差变化，根据压差的变化来使泵机构加载或卸载。由此，能够根据第二利用热交换器的开启数量来提供适量的冷量。

47、根据第七技术方案的空气调节系统，泵机构可以是变频泵，也可以是并联设置的至少两台定频泵。在泵机构是变频泵的情况下，能够通过改变泵机构的目标转速来使泵机构加载或卸载。在泵机构是并联设置的至少两台定频泵的情况下，每台定频泵具有特定的识别编号，按照识别编号打开或关闭定频泵，能够使泵机构加载或卸载。

48、根据第八技术方案和第九技术方案的空气调节系统，能够更精细地控制泵机构的加载、卸载。

49、根据第十技术方案和第十一技术方案的空气调节系统，空气调节系统除了具有第一运转模式(即，蓄能直接利用运转模式)，还具有第二运转模式(即，蓄能间接利用运转模式)。如此，能够根据贮存在蓄能装置内的蓄能介质的温度来选择执行第一运转模式还是执行第二运转模式，从而能够更灵活且更合理地利用预先积蓄的冷量，能够使冷量的利用效率最大化。

50、根据第十二技术方案至第十四技术方案的空气调节系统，能够提供了一种实现蓄能子回路和蓄能利用子回路的管路结构。

51、根据第十五技术方案和第十六技术方案的空气调节系统，能够根据具体的应用场景和安装情况灵活地布置第一利用热交换器和第二利用热交换器的安装位置。

52、根据第十七技术方案至第十九技术方案的空气调节系统，能够提供不同种类的蓄能装置，能够根据具体情况采用任意一种，同时提供了一种具体类型的热交换器。

53、根据第二十技术方案的空气调节系统，能够提供以不同方式进行热交换的热源机组。

54、根据第二十一技术方案的空气调节系统，由于空气调节系统还包括与第二利用热交换器连接的锅炉和热水配管，因此，能够在不利用冷媒的情况下进行室内制热。特别地，即使在不设置流路切换机构的情况下，由于能够通过热水配管将锅炉中的热水直接供给给第二利用热交换器，因此，能够在简化系统的结构的同时，使系统同时具备制冷能力和制热能力。